Bài giảng công nghệ chế biến lương thực

Bài giảng công nghệ chế biến lương thực dành cho sinh viên hệ cao đẳng và đại học

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Khái niệm lương thực

Cây lương thực là các loại cây trồng mà sản phẩm dùng làm lương thực cho người, nguồn cung cấp chính về năng lượng và chất bột cacbohydrat trong khẩu phần thức ăn

Năm loại cây lương thực chính của thế giới là ngô (Zea Mays L.), lúa nước (Oryza sativa L.), lúa mì (Triticum sp tên khác: tiểu mạch), sắn (Manihot esculenta Crantz tên khác khoai mì) và khoai tây (Solanum tuberosum L.) Ngô, lúa|lúa gạo và

lúa mì chiếm khoảng 87% sản lượng lương thực toàn cầu và khoảng 43% calori từ tất

cả mọi lương thực, thực phẩm vào năm 2003

Lúa, ngô, sắn, khoai lang là bốn loại cây lương thực chính của Việt Nam

Các loại hạt cốc khác, diện tích trồng và sản lượng ít hơn, có Đại mạch

(Hordeum vulgare L.), cao lương (Sorghum, tên khác lúa miến, mộc mạch), kê (Setaria L.Beauv kê hạt vàng, kê đuôi chồn; Panicum miliaceum L kê Nga; Pennisetum glaucum lúa miêu, kê trân châu, kê ngọc, kê Xu đăng; Eleusine coracana

L Gaertn), Hắc mạch (Secale cereale, tên khác lúa mạch đen, Tiểu hắc mạch (Triticale, Triticum x Secale, cây lai giữa tiểu mạch và hắc mạch), Yến mạch (Avena sativa), Kiều mạch (Fagopyrum esculentum Moench = Polygonum fagopyrum L., tên

khác mạch hoa, mạch ba góc), Fonio, Quinoa

Các loại cây có củ khác có khoai môn (Colocasia esculenta L Schott, khoai sọ (Colocasia antiquorum Schott = C.esculenta L.Schott), củ mỡ (Dioscorea alata L., tên khác củ cái, khoai vạc, khoai ngọt), củ từ (Dioscorea esculenta (Lour) Burk tên khác khoai từ), dong riềng (Canna edulis Ker., tên khác khoai riềng, khoai đao), củ dong (Maranta arundinacea, tên khác dong đao, dong tây, củ bình tinh, củ trút), khoai mài (Dioscorea persimilis Prain et Burk, tên khác củ mài, hoài sơn), sắn dây (Pueraria thomsoni Benth), khoai nưa (Amorphophallus rivieri Dur.)

Ở châu Phi, chuối bột cũng được dùng làm lương thực tương tự như việc sử

dụng qủa sakê (Artocarpus indisa) ở nước Nhật Tại Ấn Độ, một số nước châu Phi và

một số đảo ở Thái Bình Dương, những loại đậu đỗ ăn hạt như đậu trắng, đậu đen, đậu xanh, đậu đỏ, đậu trứng cuốc, đậu nho nhe hay thân giàu tinh bột từ một số cây như cây báng… cũng được sử dụng làm lương thực tương tự như thực phẩm ở Việt Nam Hạt hoặc củ của cây lương thực là thành phần chính trong khẩu phần ăn của những người dân nghèo tại nhiều nước đang phát triển Việc tiêu thụ này ở các nước phát triển tuy ít hơn nhưng vẫn là đáng kể nhất

Trong một số ngôn ngữ phương Tây, cây lương thực, cây "ngũ cốc" được gọi là cereal, cereali, cerealo, zerial, có nguồn gốc từ Ceres, tên gọi của vị nữ thần nông nghiệp và mùa màng của thời kỳ tiền La Mã Nó dùng để chỉ các loài thực vật thuộc

họ Hòa thảo (Poaceae) được con người gieo trồng để lấy hạt có thể ăn được (về mặt

thực vật học, chúng là kiểu quả gọi là quả thóc)

Trong tiếng Việt ngày nay, cây lương thực được dùng để chỉ toàn bộ nhóm cây lương thực có hạt (Cereals for grain) và nhóm cây củ có bột (Cereals for tuber), chủ yếu là bốn cây lương thực chính lúa, ngô, sắn, khoai lang

1.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ lương thực trên thế giới và ở Việt Nam

Ở Việt Nam song song với sự tăng sản lượng lương thực, theo nhịp độ phát triển chung của nền kinh tế quốc dân, nhiều khu công nghiệp được xây dựng, nhiều vùng kinh tế mới được hình thành và tất nhiên yêu cầu cung cấp sản phẩm chế biến của lương thực ngày càng tăng lên nhiều Ngoài ra lương thực còn cung cấp cho mạng lưới các xí nghiệp sản xuất thức ăn gia súc từ Trung ương đến địa phương, có như vậy mới đảm bảo đưa chăn nuôi thành một ngành sản xuất chính của xã hội Sự tăng sản lượng lương thực còn đòi hỏi phải tăng số lượng và năng suất các xí nghiệp chế biến đồng thời không ngừng nâng cao chất lượng của sản phẩm

Một trong những vấn đề có tầm quan trọng hàng đầu hiện nay là cung cấp được sản phẩm thực phẩm cho nhân dân ta với chất lượng dinh dưỡng cao và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Việc chế biến các sản phẩm lương thực thực phẩm có một ý nghĩa rất lớn Các sản phẩm sau khi chế biến giá trị dinh dưỡng tăng lên đáng kể Mặt khác, việc chế biến tốt sẽ góp phần vào việc giải phóng một phần sức lao động của các

bà nội trợ Bên cạnh các xí nghiệp chế biến lớn, công tác chế biến ở qui mô nhỏ là rất cần thiết vì nó đáp ứng được yêu cầu thực tế ở nước ta hiện nay, một nước nông nghiệp và đang có tình trạng phân tán, mặt khác các loại nông sản thực phẩm, rau quả tươi thường mau hỏng trong quá trình vận chuyển, bảo quản Ở nước ta, các loại thực phẩm ít được chế biến mà chủ yếu là ăn thô nên giá trị sử dụng và dinh dưỡng thường thấp Xuất phát từ tình hình thực tế đó cần phải nghiên cứu xây dựng mô hình tổ chức

và trang bị kỹ thuật cho các nhà máy chế biến lương thực thực phẩm, sử dụng nguồn nguyên liệu tại chỗ đáp ứng được yêu cầu ăn uống của nhân dân

Trên thế giới hầu hết các nước đều quan tâm đến vấn đề này, đặc biệt là các nước đang phát triển thuộc khu vực châu Á như Thái Lan, Indonesia, Philipine

Các nước trong khu vực có nhiều kinh nghiệm trong công tác chế biến với qui

mô nhỏ và dựa vào kế hoạch phát triển của nền kinh tế quốc dân Uỷ ban khoa học kỹ thuật của các nước đã có những chương trình đặc biệt trong lĩnh vực chế biến thực phẩm ở qui mô vừa và nhỏ, chương trình phát triển ở nông thôn Các viện nghiên cứu

quốc gia đã có nhiều công trình về chế biến ở qui mô vừa và nhỏ, đã tạo ra được nhiều

mô hình về công nghiệp và thiết bị thích hợp

Ở nước ta bên cạnh các cơ sở chế biến lớn, nhà nước cũng đã quan tâm phát triển công nghiệp địa phương Nhưng do thành phần kinh tế, xã hội còn khó khăn, cơ chế của ta chưa thật phù hợp với giai đoạn phát triển, nên công tác chế biến thực phẩm

ở nước ta nói chung còn nhiều hạn chế

1.3 Vai trò của lương thực

Lương thực giữ một vai trò rất quan trọng trong đời sống của con người và trong chăn nuôi gia súc Trên 75% năng lượng dùng cho hoạt động sống của con người và gia súc là do lương thực cung cấp Các loại lương thực ở nước ta bao gồm: các loại lúa, ngô, khoai bên cạnh đó, hàng năm nước ta cần phải nhập một lượng lớn hạt lúa mì và bột mì để phục vụ công tác chế biến các sản phẩm từ bột mì nhằm đáp ứng nhu cầu nhân dân ta

Hạt lương thực là những nguyên liệu chính của các xí nghiệp sản xuất các loại gạo, các loại bột và thức ăn hỗn hợp cho gia súc, gia cầm

Các loại gạo là nguồn lương thực chính cho nhân dân ta, hàng ngày mỗi người lao động tiêu thụ khoảng 450 ÷ 700 gam lương thực, trong đó 50% là gạo, phần còn lại là các sản phẩm chế biến từ bột mì và màu

Các loại bột (bột mì, bột ngô, bột khoai, bột sắn ) được dùng để sản xuất ra nhiều loại mặt hàng khác nhau: bánh mì, mì ăn liền, các loại bánh ngọt

Giá trị sử dụng của lương thực được đánh giá bằng những tính chất sinh lý: thành phần các chất dinh dưỡng, độ sinh năng lượng và những tính chất công nghệ

Tinh bột là thành phần chủ yếu của các loại lương thực Trong các hạt thuộc họ hoà thảo, tinh bột chiếm tỉ lệ khoảng 65 ÷ 80%, còn trong các loại củ có bột thì tinh bột chiếm khoảng 10 – 28% Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho con người

Tinh bột được cấu tạo bởi hai thành phần là amylose và amylopectin Hàm lượng amylose và amylopectin trong các loại tinh bột thường khác nhau Nhìn chung

tỉ lệ amylose và amylopectin trong đa số tinh bột xấp xỉ ¼ Trong tinh bột các loại nếp gần như 100% là amylopectin, trong tinh bột đậu xanh, dong riềng hàm lượng amylose chiếm khoảng 50%

Bảng 1.1 Hàm lượng amylose và amylopectin của một số tinh bột

thành khối hình chóp thấp, góc đáy nhỏ Góc này còn gọi là góc nghiêng tự nhiên của hạt Ngược lại hạt có tính tan rời nhỏ thì góc nghiêng tự nhiên của hạt lớn

2.1.1.2 Ý nghĩa

Trong thực tế tính tan rời được ứng dụng để kiểm tra sơ bộ phẩm chất lúa (chất lượng hạt càng cao thì tính tan rời càng lớn), vận chuyển bằng băng tải thiết bị tự trượt

2.1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng

Hạt ở trên mặt phặt phẳng nghiêng của khối chóp không di động là do giữa các hạt tồn tại một lực ma sát Lực ma sát càng lớn thì tính tan rời càng nhỏ và góc nghiêng tự nhiên của hạt lớn

Bảng 2.1 Trị số góc nghiêng tự nhiên của một số hạt lương thực

Loại hạt Góc nghiêng tự nhiên Giới hạn chênh lệch Thóc

Bảng 2.2 Ảnh hưởng của độ ẩm lên góc nghiêng tự nhiên

35 38,5

30

38 2.1.2 Tính tự động phân loại

2.1.2.1 Khái niệm

Khi khối hạt di động, các cấu tử trong khối chịu sự tác động khác nhau, phụ thuộc và đặc tính vật lý của bản thân từng cầu tử Điều này làm phát sinh hiện tượng các cấu tử có tính chất giống nhau sẽ tập trung ở cùng một vị trí, mất đi tính trộn đều ban đầu của toàn khối hạt Kết quả tại các vị trí khác nhau người ta thu được phẩm chất hạt khác nhau Hiện tượng này gọi là tự động phân cấp của hạt Nguyên nhân của hiện tượng này là do các cấu tử trong khối hạt có tính tan rời khác nhau

2.1.2.2 Ý nghĩa

Tính tự động phân cấp của hạt được ứng dụng trong phân loại hạt trước và trong chế biến Tính tự động phân cấp còn làm cho tính đồng đều của hạt bị giảm thấp, ảnh hưởng đến độ chính xác khi lấy mẫu Vì vậy căn cứ vào tình hình cụ thể mà chọn thêm nhiều vị trí lấy mẫu để đảm bảo tính đại diện của mẫu kiểm nghiệm

2.1.4 Tính hút, nhả ẩm của lương thực

2.1.4.1 Độ ẩm cân bằng của lương thực

Hạt trong quá trình bảo quản không ngừng hấp phụ và giải hấp phụ hơi nước trong không khí khi tác dụng hấp phụ chiếm ưu thế thì hàm lượng nước của hạt tăng

và ngược lại Hàm lượng nước của hạt không cố định mà thay đổi theo độ ẩm của không khí Khi để hạt trong một điều kiện độ ẩm không khí nhất định sau một thời gian hàm lượng nước trong hạt không thay đổi nữa, tức là tốc độ hấp phụ và giải hấp phụ bằng nhau, khi đó hạt có độ ẩm cân bằng

2.1.4.2 Sự phân bố thủy phần trong khối hạt lương thực

Độ ẩm không bao giờ phân bố đồng đều trong toàn khối hạt, có khu vực có độ

ẩm cao, có khu vực có độ ẩm thấp mặc dù độ ẩm trung bình trong toàn khối hạt ở mức

độ an toàn Vì vậy những khu vực có độ ẩm cao, hạt hô hấp mạnh, vsv, côn trùng đủ điều kiện phát triển làm hư hỏng lương thực

2.1.4.3 Nguyên nhân gây ra sự phân bố độ ẩm không đồng đều trong khối hạt

100 ) 1 (

W

V x

W

V W

Cấu tạo hạt lương thực và các thành phần hoá học ở từng phần trong hạt khác nhau

 Do độ ẩm tương đối không khí môi trường

 Do sự dịch chuyển độ ẩm theo sự dịch chuyển của nhiệt đô ( từ cao đến thấp)

 Do sự hô hấp của vi sinh vật trong khối hạt và hô hấp của lương thực

 Trạng thái của kho ( xây dựng không tốt, mưa hắt vào, tường không được ẩm) 2.1.5 Tính truyền nhiệt của lương thực

Bất cứ loại lương thực nào cũng có tính chất truyền nhiệt, sự truyền nhiệt trong khối lương thực thường được biểu hiện dưới 2 hình thức: đối lưu và truyền dẫn

2.1.5.1 Sự đối lưu

Là sư truyền nhiệt của các lớp không khí qua độ trống rỗng trong khối lương thực Ví dụ: trong độ trống rỗng ở tầng dưới của khối lương thực bị bốc nóng sẽ nở ra nhẹ đi và bốc lên trên Khối hạt nóng này sẽ truyền nhiệt cho các lớp thóc ở phía trên

và ở xung quanh

2.1.5.2 Sự truyền dẫn

Là sự truyền nhiệt qua các vật rắn tiếp xúc với nhau Ví dụ: Hạt thóc nóng này

sẽ truyền nhiệt cho hạt thóc tiếp xúc với nó Sự truyền nhiệt trong khối lương thực không nhanh như sự truyền nhiệt của kim loại mà nó xảy ra vô cùng chậm, vì vậy mà

nó gây ra mặt xấu lẫn tốt trong qúa trình bảo quản lương thực

Mặt tốt thể hiện ở chỗ: Tuy ngoài trời nắng to, nhiệt độ cao cũng không truyền ngay được sức nóng đó vào khắp khối lương thực Nếu đóng mở cửa kho hợp lí thì nhiệt độ trong khối lương thực vẫn giữ được bình thường, hoặc khi tầng trên bị bốc nóng nó không thể truyền ngay sức nóng đó xuống tầng dưới được Do đó ta vẫn đủ khả năng mở cửa kho cào đảo kịp thời để sức nóng đó thoát ra ngoài nhanh chóng Mặt xấu thể hiện ở chỗ: Nếu vì một lý do nào đó mà ta để lương thực bị bốc nóng tại một điểm nào đó trong toàn khối lương thực, truyền từ hạt này qua hạt khác, tầng này qua tầng khác làm cho nhiệt độ khối lương thực tăng cao, thúc đẩy qúa trình

hô hấp của hạt, thúc đẩy phát triển vi sinh vật và côn trùng và dần dần làm cho khối hạt bốc nóng hoàn toàn và gây hư hỏng

Vì vậy không nên đổ thóc sát trần, sát tường, năng cào đảo để nhiệt thoát ra ngoài, không để mặt trời chiếu trực tiếp vào khối hạt sẽ làm bốc nóng khối hạt, thường xuyên kiểm tra tại mọi điểm trên khối hạt

2.2 Các hoạt động sinh lý của khối hạt trong quá trình bảo quản

2.2.1 Quá trình hô hấp của hạt

Lương thực khi đưa vào bảo quản vẫn là một cơ thể sống, vì thế nó vẫn tiếp tục

hô hấp để duy trì sự sống

Khi môi trường bảo quản đủ oxy, lương thực sẽ hô hấp hiếu khí

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + Q

Trong trường hợp không có oxy để oxi hóa các chất dinh dưỡng tạo thành năng lượng thì khối lương thực dựa vào hệ enzym có trong bản thân chúng để tiến hành phân ly các chất dinh dưỡng tạo năng lượng cần thiết để duy trì sự sống, còn gọi là quá trình hô hấp yếm khí Sản phẩm của quá trình này thường là rượu etylic và các axit hữu cơ

Năng lượng giải phóng khi hô hấp hiếu khí gấp 30 – 35 lần hô hấp yếm khí, vì thế hao tổn chất khô cũng nhiều hơn Trong bảo quản lương thực cần hạn chế hô hấp hiều khí, trừ trường hợp để giống

2.2.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hô hấp

Lương thực có độ ẩm càng cao thì lực hô hấp càng mạnh, hao tổn chất khô càng lớn, dẫn tới chất lượng lương thực suy giảm nhanh chóng Ví dụ : khối hạt có độ ẩm

11 – 12% thì sức hô hấp rất yếu, hao tổn chất khô trong thời gian bảo quản không đáng kể Khi độ ẩm tăng lên 15% thì sức hô hấp tăng 5 lần so với độ ẩm 12% Lương thực hô hấp mạnh ở nhiệt độ 40 – 500C Khi nhiệt độ bảo quản tăng cao thì cường độ

hô hấp lại giảm đi, vì các men duy trì hoạt động sinh lý của lương thực phụ thuộc vào nhiệt độ Mức độ thoáng khí của khối hạt cũng ảnh hưởng tới cường độ hô hấp, nhất là

hô hấp hiếu khí của lương thực Trong quá trình hô hấp, lượng oxy giảm dần, lượng dioxit cacbon tăng dần có thể làm thay đổi phương thức hô hấp của lương thực

2.2.1.2 Tác hại của quá trình hô hấp

- Làm hao hụt chất khô

- Làm thay đổi quá trình sinh hóa

- Làm tăng thủy phần trong khối hạt và độ ẩm tương đối của không khí xung quanh khối hạt

- Tăng nhiệt độ của khối hạt

2.2.2 Quá trình chín sau thu hoạch của hạt

Lương thực sau khi gặt về thì một số bộ phận trong hạt lương thực có cấu tạo chưa đầy đủ, tỷ lệ nẩy mầm còn thấp nên nó phải tiếp tục hoạt động sinh lý trong một thời gian nữa để hoàn chỉnh các chất có trong hạt Như vậy thời kỳ chín của lương thực là thời kỳ bổ sung các phần còn thiếu trong các bộ phận của hạt sau khi thu hoạch Hoạt động chín sau sẽ tạo ra hơi nước và nhiệt lượng làm trong kho lươngthực

ẩm ướt và nhiệt độ tăng cao làm cho hàm lượng lương thực bị đổ mồ hôi

Chín sau là một qui luật tất nhiên nên chỉ có thể hạn chế Nếu lương thực khô tốt, kho khô ráo, thoáng thì thời gian chín sau khoảng một tháng Ngược lại, nếu độ

ẩm trong hạt cao, độ ẩm trong kho cao thì thời gian chín sau sẽ kéo dài, gây tác hại đến phẩm chất lương thực Vì vậy phải hạn chế bằng cách thoát hơi nước, thoát nhiệt

để quá trình chín sau xảy ra nhanh,( khi lương thực mới nhập kho nhiệt độ tăng dần hay đổ mồ hôi phải kiểm tra, cào đảo kịp thời để hơi nước , nhiệt độ thoát ra ngoài để qúa trình chín sau được diễn ra nhanh chóng)

2.2.3 Hiện tượng nảy mầm

Trong khi bảo quản, tuyệt đối không để cho lương thực nẩy mầm vì nó sẽ gây nên các tác hại:

Hao tốn chất dinh dưỡng có trong hạt lương thực

Tỏa ra nhiều hơi nước và nhiệt lượng làm cho lương thực bị ẩm ướt và bốc nóng, tạo điều kiện tốt cho côn trùng, vi sinh vật tấn công phá hại

Những nguyên nhân làm cho lương thực nẩy mầm:

 Độ ẩm: Độ ẩm cao sẽ làm lương thực nẩy mầm, thóc có độ ẩm từ 33%, ngô

có độ ẩm 28% thì nó sẽ bắt đầu nẩy mầm ( do mưa gió hắt vào, nước ngập)

 Nhiệt độ: Nhiệt độ không phải là điều kiện chính qui định đến sự nẩy mầm nhưng nó cũng ảnh hưởng đến sự nẩy mầm nhanh hay chậm của hạt lương thực Nhiệt

độ qúa thấp như là 00C hạn chế sự nẩy mầm của lương thực, t0 = 20 ÷ 400C là điều kiện thuận lợi cho lương thực được nẩy mầm

 Không khí: không khí cũng giống như độ ẩm, là điều kiện để qui định sự nảy mầm Nếu hạt được cung cấp đầy đủ độ ẩm và nhiệt độ nhưng không có không khí (oxy) thì hạt cũng không nẩy mầm được Trong điều kiện kho hiện nay thì oxi luôn

có đủ Vì vậy ta phải tác động đến yếu tố độ ẩm để làm cho hạt không nẩy mầm được, tức là phải giữ cho lương thực được khô sạch, không để độ ẩm vượt qúa mức

Hiện tượng tự bốc nóng lớp trên: Thường xảy ra tại thời điểm thời tiết chuyển đột ngột từ nóng sang lạnh và ngược lại Ví dụ khi nhập kho khối hạt có nhiệt độ cao Trong quá trình bảo quản, nhiệt độ môi trường hạ xuống thấp, nhưng do tính dẫn nhiệt

kém nên chỉ có lớp hạt phía trên hạ nhiệt độ, các lớp dưới nhiệt độ vẫn cao Dưới tác dụng của quá trình khuyếch tán nhiệt và ẩm, hơi nước ở lớp dưới bay hơi lên trên gặp khí lạnh rồi ngưng tụ Kết quả lớp hạt phía trên bị ẩm, tạo điều kiện cho hạt hô hấp mạnh lên, đồng thời vi sinh vật cũng tăng cường hoạt động và hiện tượng tự bốc nóng xảy ra

Hiện tượng tự bốc nóng phía dưới: thường xảy ra ở lớp hạt sát nền kho Nguyên nhân khi nhập hạt có nhiệt độ chênh lệch với nhiệt độ của nền khá cao

Hiện tượng tự bốc nóng theo chiều thẳng đứng: Thường xảy ra ở những lớp hạt dọc theo tường kho, do sự cách ẩm của tường không tốt

Hiện tượng tự bốc nóng toàn bộ khối lương thực: xuất phát từ các hiện tượng trên nhưng không xử lý kịp thời, sẽ lây lan ra toàn bộ khối lương thực

Quá trình bốc nóng xảy ra với hạt thóc:

- Giai đoạn 1: Nhiệt độ tăng dần đều và tăng chậm, tới 25 ÷ 280C Cường độ hô hấp của hạt còn thấp, vi sinh vật chưa phát triển mạnh Lúc này hạt chưa có mùi vị lạ, chưa có hiện tượng ngưng tụ hơi nước, độ tan rời thay đổi ít, màu sắc của hạt chưa bị biến đổi

- Giai đoạn 2: Từ khi nhiệt độ khối thóc tăng quá 280C là quá trình bốc nóng đã chuyển sang giai đoạn 2 Lúc này nhiệt độ của khối thóc tăng nhanh tới 34 ÷ 380C Khối thóc xuất hiện mùi mạch nha, khét, vỏ sẫm lại, độ tan rời giảm Phôi hạt xuất hiện nấm mốc Hạt hô hấp mạnh, vi sinh vật hoạt động mạnh Nếu không xử lý kịp thời thì sau 3 ÷ 7 ngày chất lượng của thóc suy giảm đáng kể

- Giai đoạn 3: Nhiệt độ của khối thóc tăng rất nhanh từ 38 ÷ 500C Hạt có mùi hôi, khét, vỏ đen Trên các hạt đều có khuẩn lạc màu xanh đen Khi nhiệt độ tới 500C thì nấm mốc chết, chỉ còn lại bào tử, lúc này nhiệ độ bắt đầu tăng chậm lại Như vậy nhiệt độ 500C là nhiệt độ giới hạn vì nó chấm dứt hoạt động của nhiều loại vi sinh vật như nấm mốc và vi khuẩn, còn lại là do hô hấp của hạt và vi sinh vật ưa ấm hoạt động 2.2.4.3 Cách phòng trừ quá trình tự bốc nóng

Thực hiện chế độ kiểm tra theo dõi thường xuyên khối hạt trong kho

Trước khi nhập kho phải làm nguội và làm khô khối hạt

Tăng cường các biện pháp cào đảo khối hạt, tránh đi lại trên bề mặt khối hạt Tường kho phải chống ẩm và nóng

Chương 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠO

vỏ trấu và hai đầu hạt

Vỏ trấu là bộ phận giữ cho phôi và nội nhũ khỏi bị tác động cơ học cũng như hóa học từ bên ngoài Thành phần của vỏ chủ yếu là xenluloza và hemixenluloza, licnin, không có chất dinh dưỡng nên trong quá trình chế biến càng tách vỏ triệt để thì giá trị dinh dưỡng của gạo càng cao Đặc biệt trong vỏ trấu có tỷ lệ silic tương đối cao (37,5 ÷ 55,8% trong tro), vì vậy thường gây ra hiện tượng mài mòn các thiết bị vận chuyển, chế biến

Vỏ quả được xem là thuộc hạt gạo lật nhưng dễ dàng bị bóc ra trong quá trình xát trắng gạo Lớp vỏ quả thường có màu trong mờ, hơi xám Khi lớp vỏ quả có màu

đỏ hoặc đen thì gọi là gạo đỏ hay gạo than Vỏ quả cấu tạo từ nhiều lớp tế bào, lớp ngoài cùng gồm các tế bào có kích thước lớn sắp xếp theo chiều dọc hạt, lớp giữa gồm các tế bào tương tự như lớp ngoài nhưng sắp xếp theo chiều ngang hạt Đối với hạt đã chín thì lớp tế bào giữa trống rỗng, còn hạt xanh thì lớp tế bào này chứa các hạt diệp lục nên hạt có màu xanh Lớp tế bào trong cùng, gồm các tế bào hình ống, sắp xếp theo chiều dọc hạt Trong cùng một hạt, chiều dày lớp tế bào vỏ quả không giống nhau Ở phôi lớp tế bào vỏ quả mỏng nhất

Bên trong vỏ quả là vỏ hạt Vỏ hạt gồm một lớp mỏng tế bào có chứa nhiều chất béo và protein nhưng rất ít tinh bột

Chiều dầy lớp vỏ tùy thuộc vào giống, điều kiện trồng trọt

Ngăn cách giữa lớp vỏ hạt và nội nhũ là lớp alơrong Alơrong của thóc, ngô, lúa

mì được cấu tạo từ một hàng tế bào lớn, thành dày Tế bào alơrong hình khối chữ nhật

hoặc vuông Càng gần phôi thì tế bào nhỏ dần Trong tế bào alơrong có chứa các hợp chất azot, các chất khoáng và các giọt chất béo Chiều dày lớp alơrong phụ thuộc vào loại, giống hạt và điều kiện canh tác Ở lúa nương lớp alơrong dày hơn lúa nước

3.1.1.2 Phôi:

Phôi là phần phát triển thành cây non khi hạt nảy mầm, vì thế trong phôi chứa khá nhiều chất dinh dưỡng dễ tiêu hóa Chất dinh dưỡng trong phôi gồm: protein 35%, các gluxit hòa tan 25%, chất béo 15% Ở phôi còn tập trung lượng lớn vitamin và enzim của hạt Phôi cách phần nội nhũ bởi một lớp ngù Ngù được cấu tạo bởi các tế bào có khả năng cho các chất thẩm thấu đi qua Trong sản xuất gạo và bột cần tách phôi ra càng sạch càng tốt, vì chất béo trong phôi dễ bị oxi hóa gây ôi khét Khi tách phôi ra thường làm vỡ một số điểm của nội nhũ, tạo thành vết lõm ở một đầu của hạt gạo đã xát

3.1.1.3 Nội nhũ:

Là thành phần chủ yếu của hạt, là nơi dự trữ chất dinh dưỡng của hạt Nội nhũ chứa các tế bào lớn, thành mỏng và có hình dạng rất khác nhau, sắp xếp không thứ tự Thành phần chủ yếu của nội nhũ là tinh bột và protein, ngoài ra còn một lượng nhỏ chất béo, khoáng và sinh tố Các tế bào tinh bột ngoài cùng có dạng thon dài và được sắp xếp nằm ngang, đối xứng qua tim hạt, vì thế thường làm tăng khả năng rạn nứt của hạt trong quá trình chế biến Càng đi sâu vào tâm hạt, hình dạng tế bào chuyển dần từ thon dài thành hình lục giác, vì thế lõi hạt gạo có độ bền vững hơn

Là hạt còn nguyên vẹn vỏ trấu bao bọc hạt gạo lật

Là lớp vỏ cứng bên ngoài hạt thóc bao bọc hạt gạo lật

Là hạt thóc đã tách toàn bộ vỏ trấu Gạo có hương thơm đặc trưng Chiều dài > 7,5 mm theo chiều dài hạt gạo lật Chiều dài từ 6,61 đến 7,5 mm theo chiều dài hạt gạo lật Chiều dài từ 5,51 đến 6 ,6 mm theo chiều dài hạt gạo lật Chiều dài từ < 5,51 mm theo chiều dài hạt gạo lật

Là tất cả những chất không phải là thóc Những hạt thóc khác giống có kích thước và hình dạng khác với hạt tiêu chuẩn

Hạt có một phần hoặc toàn bộ nội nhũ chuyển sang màu vàng nhạt hoặc màu nâu

Hạt chưa chín hoặc phát triển chưa hoàn chỉnh Hạt có lớp màu đỏ ¼ diện tích bề mặt của hạt 3.1.3 Thành phần hóa học

Bảng 3.2 Thành phần hóa học trong thóc và các sản phẩm từ thóc

Tên sản

phẩm

Nước (%)

Gluxit (%)

Protit (%)

Lipit (%)

Xenlulo (%)

Tro (%)

VitaminB1 (mg%) Thóc

64,03 74,46 77,35 43,47 36,10

6,69 7,88 7,35 14,91 2,75

2,10 2,02 0,52 8,07 0,98

8,78 0,57 0,54 14,58 56,72

5,36 1,18 0,54 11,23 19,61

5,36 1,18 0,54 11,0

- 3.2 Quy trình công nghệ sản xuất gạo

Hình 3.1 Quy trình công nghệ sản xuất gạo

Thóc

Làm sạch Xay thóc

Phân loại hỗn hợp xay

Phân loại kiểm tra

Xát gạo lật Xoa bóng gạo

Gạo

3.2.1 Làm sạch

3.2.1.1 Mục đích và yêu cầu

Tăng năng suất và cải thiện độ bền thiết bị nhờ nguyên liệu được làm sạch

Dễ dàng điều khiển thiết bị nhờ sự đồng nhất hơn về thành phần nguyên liệu lương thực đưa vào sơ chế

Đảm bảo chất lượng của sản phẩm sau sơ chế

3.2.1.2 Các thiết bị làm sạch

a Sàng tạp chất

Nguyên lý: Sàng làm việc dựa vào sự khác nhau về bề dày và chiều rộng của hạt thóc để tiến hành tách tạp chất có kích thước lớn hơn hạt, các chất bụi bẩn ra khỏi khối hạt

Cấu tạo của sàng: Bộ phận làm việc chủ yếu của sàng gồm hai mặt sàng bằng tấm kim loại, có đột lỗ, đặt hơi nghiêng Mặt sàng trên có lỗ đường kính lớn nhằm giữ tạp chất lớn nằm lại trên mặt sàng Mặt sàng dưới có lỗ nhỏ hơn nhằm để cho cát, bụi, hạt cỏ và các tạp chất nhỏ lọt qua

Sàng chuyển động nhờ cơ cấu lệch tâm lắp trên trục chuyển động chính Tần số giao động của sàng bằng vận tốc quay của trục chuyển động, khoảng 300 ÷ 400 vòng một phút

Hoạt động của sàng: Thóc được cung cấp vào đầu cao A của máy, vào sàng thứ nhất Do sàng giao động, các phần tử nằm trên sàng là những tạp chất lớn, được tháo

ra theo cửa B Các phần tử còn lại lọt xuống sàng dưới Sàng thứ hai có đường kính lỗ nhỏ hơn lỗ sàng thứ nhất, cấu tử trên sàng là thóc sạch, cấu tử đưới sàng là các tạp chất nhỏ Thóc sạch được đưa ra cửa C, tạp chất nhỏ rơi xuống tấm đáy rồi đưa ra ngoài bằng cửa D

Hình 3.2 Sơ đồ cấu tạo sàng tạp chất

Ưu điểm của sàng là cấu tạo đơn giản, dễ điều chỉnh Hạn chế là do sàng hở nên môi trường xung quanh bị ô nhiễm nặng; sàng thứ hai dễ bị nghẹn vì lỗ nhỏ nên hiệu quả làm sạch giảm sút đáng kể, nhất là đối với hạt cỏ ; các tạp chất có cùng kích thước như hạt thóc không được tách ra

b Sàng đá

Nguyên lý: Sạn, đá có kích thước tương tự như thóc nhưng trọng lượng lớn hơn thóc, vì vậy dùng phương pháp phân ly theo trọng lượng riêng để tách chúng ra khỏi thóc hoặc gạo

Cấu tạo:

Hình 3.3 Sơ đồ cấu tạo máy sàng đá

1 Phễu tiếp liệu 2 Khung máy

Máy phân ly sạn gồm một sàng hình chữ nhật, có lỗ hình chữ nhật, đặt nghiêng

Lỗ sàng không phẳng, một cạnh chiều dài có gờ, dùng để giữ đá sạn nằm lại Sàng chuyển động lên xuống nhờ một cơ cấu hình bình hành, nhận chuyển động từ cơ cấu lệch tâm Một quạt đẩy được đặt phía dưới sàng nhằm tạo thành luồng gió đẩy các phần tử nằm trên mặt sàng

Hoạt động: Hỗn hợp hạt đưa vào sàng ở vị trí giữa sàng Luồng không khí thổi

từ phía dưới sàng làm cho cả hạt thóc và hạt sạn đều nhảy tưng trên sàng Do tỷ trọng của sạn lớn hơn thóc nên thóc được thổi lên trên, sạn nằm phía dưới và được gờ của lỗ giữ lại, thóc nằm trên nên khi sàng chuyển động đi xuống sẽ trượt xuống dưới cùng sàng

Khi sàng chuyển động đi lên, các hạt sạn được chuyển lên đỉnh sàng Các hạt thóc to, chắc mẩy cùng chuyển động đi lên với sạn sẽ được quạt lắp dưới sàng thổi cho chuyển động ngược lại Sạn đá được gom vào vị trí và xả vào ống xả khi dùng tay nâng nắp lên Do phải chế biến nhiều giống thóc khác nhau nên độ nghiêng của sàng phải thay đổi Điều chỉnh độ nghiêng của sàng bằng cách thay đổi chiều dài cạnh ab từ

đó thay đổi vị trí của hình bình hành sẽ làm thay đổi độ nghiêng của sàng

c Máy phân ly từ tính

Cấu tạo:

Hình 3.4 Sơ đồ cấu tạo máy phân ly từ tính

1 Máng trượt 3 Nam châm vĩnh cữu

2 Cửa điều chỉnh lưu lượng 4 Cửa mở lấy sắt

Hoạt động: Phần lớn các vật thể bằng sắt lẫn vào khối hạt đều được thu hồi trong quá trình làm sạch bằng máy phân ly từ tính Các vụn sắt hoặc cả bulon, ốc vít rời ra nếu không thu hồi được có thể gây ra các hư hỏng nghiêm trọng cho máy móc Người ta lắp các nam châm vĩnh cửu cho máy hoặc cho vòi xả cả trong khâu làm sạch cũng như máy xát trắng Đa phần máy phân ly từ tính dùng nam châm vĩnh cửu, tuy vậy cũng có thể dùng nam châm điện Thường dùng nam châm hình chữ U, hai đầu cực nằm ló trên máng trượt, được đặt vào miếng đồng cách từ để từ trường đi xuyên

qua lớp hạt mỏng chảy xuống, tạp chất kim loại sẽ được giữ lại Khi kim loại bám kín hai đầu cực của nam châm thì lực giữ của nam châm sẽ giảm, vì vậy cần định kỳ lấy tạp chất kim loại ra Khi thiết bị không làm việc, ta để miếng sắt nối liền hai cực để khép kín mạch từ, tránh từ giảm nhanh

3.2.1.3 Hiệu suất của quá trình làm sạch

Muốn xác định hiệu suất của quá trình làm sạch, người ta thường dùng phương pháp đơn giản là xác định hiệu suất làm sạch tương đối

Trong đó:

- td là hiệu suất làm sạch tương đối

- M là phần trăm tạp chất trong nguyên liệu trước lúc làm sạch

- N là phần trăm tạp chất trong nguyên liệu sau lúc làm sạch

Hình 3.5 Sơ đồ cấu tạo máy xay đôi trục cao su

1 Phễu tiếp liệu 2 Lõi gang rulo

3 Lớp cao su 4 Bộ phận điều chỉnh khe hở giữa 2 trục roller

100

M

N M td

Hoạt động: Bộ phận làm việc chủ yếu của máy xay đôi trục cao su là đôi trục đúc bằng gang, trên bề mặt phủ một lớp cao su, đặt trên cùng một đường thẳng Hai trục có cùng đường kính, chuyển động ngược chiều nhau, với vận tốc khác nhau Khi chuyển động ngược chiều nhau, hai trục quả lô sẽ kéo hạt đi vào khoảng trống giữa hai trục theo chiều thẳng đứng, tạo ra lực nén nội nhũ về một đầu hạt, đồng thời sự chênh lệch vận tốc giữa hai trục tạo ra lực kéo làm vỏ trấu bung ra ở hai nếp gấp trên thân hạt Mặt khác do có sự chênh lệch về độ ẩm giữa vỏ và nhân hạt làm cho mức độ liên kết giữa các thành phần này khác nhau Kết quả là làm cho vỏ thóc bị tuột ra mà không làm vỡ nhân hạt

Sau khi ra khỏi máy xay, vỏ trấu bị tuột ra khỏi hạt thóc Vỏ trấu có dung trọng nhỏ, độ rời kém, nếu để lẫn trong hỗn hợp thóc gạo lật thì sẽ khó khăn cho quá trình phân chia thóc- gạo lật Chính vì thế cần tách trấu ra khỏi hỗn hợp ngay sau khi xay

Do vận tốc cân bằng của trấu nhỏ hơn nhiều so với thóc và gạo lật( trấu 1,5 ÷ 2,6m/s; thóc 9,5 ÷ 10m/s; gạo lật 10 ÷ 12m/s) cho nên dùng sức gió để tách trấu là hiệu quả nhất

Do kết cấu gọn nhẹ của máy xay quả lô cao su cho nên có thể kết hợp máy xay

và máy hút trấu Vì máy xay quả lô cao su không tạo ra cám xay nên không phải bố trí thu hồi cám xay Thóc sau khi ra khỏi máy xay được đưa ngay vào máy hút trấu Hạt được phân phối thành một màng mỏng trên toàn bộ chiều rộng của máy hút và luồng không khí được hút qua màng hạt này sẽ cuốn theo vỏ trấu và các hạt lửng Hạt lửng

do có trọng lượng lớn hơn trấu nên rơi vào một phiễu riêng và được dẫn ra ngoài bằng một vít xoắn, thóc và gạo lật được dẫn ra khỏi máy qua một ống xả, trấu được thổi ra ngoài bằng một quạt hút mạnh

b Máy xay trục đứng đĩa dưới quay

Cấu tạo: Loại máy xay đĩa gồm hai đĩa nằm ngang bằng thép đúc, một phần được phủ chất mài mòn theo hình vành khăn Đĩa trên cố định vào khung máy, đĩa dưới quay Đĩa quay có thể điều chỉnh theo chiều thẳng đứng để tạo khe hở giữa hai đĩa theo mong muốn

Hoạt động của máy: Khi hạt từ ống bao rơi vào tâm máy, do đĩa dưới chuyển động tròn, lực ly tâm sẽ làm hạt văng vào khe hở giữa hai đĩa Người ta điều chỉnh khe

hở giữa hai đĩa sao cho bằng khỏang 2/3 chiều dài của hạt, vì thế hạt chịu lực nén do chuyển động của hai đĩa gây ra Mặt khác do có một đĩa chuyển động, một đĩa đứng yên nên hạt chịu lực kéo về hai phía ngược chiều Kết hợp cả lực kéo và lực nén làm cho vỏ trấu của hạt bị tuột ra Hỗn hợp chuyển động theo chiều xóay chôn ốc rồi đi ra ngòai

Nếu khe hở giữa hai thớt cối lớn hơn kích thước hạt, thì hạt sẽ chuyển động tự

do theo đĩa quay và văng ra mà không bóc được vỏ

Khi khe hở giữa hai đĩa nhỏ hơn 2/3 chiều dài của hạt nhiều thì hạt sẽ bị nén với lực lớn hơn độ cứng bóc vỏ nên sẽ gãy nát Tốc độ quay của đĩa trong khoảng 13

÷ 15 m/s là vận tốc thích hợp để bóc vỏ (tính cho điểm ngoài cùng của vùng làm việc)

Hình 3.6 Sơ đồ cấu tạo máy xay trục đứng đĩa dưới quay

3.2.2.3 Đánh giá hiệu suất xay và các yếu tố ảnh hưởng

Tính chất công nghệ của thóc: độ ẩm, cỡ hạt, độ đồng nhất, hình dáng… trong

đó quan trọng nhất là độ đồng đều về cỡ hạt, vì mặt đá không có độ đàn hồi như trục cao su nên nếu cỡ hạt không bằng nhau thì khi chỉnh khoảng cách giữa hai thớt cối để bóc vỏ hạt lớn thì không bóc vỏ hạt nhỏ được, còn nếu hạt nhỏ bóc vỏ được thì hạt lớn

bị vỡ

Vận tốc của thớt động: càng cao thì lực ly tâm càng lớn Tăng hệ số bóc vỏ và năng suất của máy nhưng đồng thời tạo ra nhiều hạt gãy nát Vì vậy không thể tăng vô hạn được mà phải chọn được thông số thích hợp để có hệ số bóc vỏ cao nhất nhưng tỷ

lệ gãy nát thấp nhất

Chiều rộng của vành đá: liên quan tới thời gian hạt nằm trong vùng làm việc, nếu lâu hạt sẽ bị vỡ Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng chiều rộng vùng làm việc của thớt chỉ nên ở trong khoảng 1/6 ÷ 1/7 đường kính của đĩa Trong quá trình làm việc, độ

mài mòn trên bề mặt đĩa không đồng đều, tập trung nhiều ở giữa đĩa, gây hiện tượng tăng áp lực quá mức trên hạt thóc làm hạt bị vỡ nát Lúc này cần phải đắp lại lớp bột

đá chịu mài mòn trên đĩa hoặc phải tạo lại rãnh thoát cho hạt

Độ nhám của thớt: Độ nhám cao sẽ làm tăng hệ số ma sát, từ đó tăng hệ số bóc

vỏ, đồng thời tăng tỷ lệ gãy nát

Khe hở giữa hai mặt thớt: đòi hỏi phải được kiểm tra liên tục để tránh hiện tượng vỡ hạt quá mức hay hiệu suất xay không cao

3.2.3 Phân loại hỗn hợp xay

3.2.3.1 Tách trấu

Sau khi ra khỏi máy xay, vỏ trấu bị tuột ra khỏi hạt thóc Vỏ trấu có dung trọng nhỏ, độ rời kém, nếu để lẫn trong hỗn hợp thóc gạo lật thì sẽ khó khăn cho quá trình phân chia thóc- gạo lật Chính vì thế cần tách trấu ra khỏi hỗn hợp ngay sau khi xay

Do vận tốc cân bằng của trấu nhỏ hơn nhiều so với thóc và gạo lật (trấu 1,5 ÷ 2,6m/s; thóc 9,5 ÷ 10m/s; gạo lật 10 ÷ 12m/s) cho nên dùng sức gió để tách trấu là hiệu quả nhất Thường dùng các xyclon hoặc phòng lắng để thu hồi trấu, với tốc độ dòng khí 6

÷ 8 m/s

Trong quá trình phân chia thóc gạo lật, do có sự tác động của các hạt với nhau nên một số hạt đã bị nứt trong khi xay nay bị tuột vỏ, vì vậy cần bố trí thu hồi trấu một lần nữa trước khi đưa vào xát Phải bảo đảm chỉ tiêu kỹ thuật là thóc về xay chứa

<0,5% trấu; gạo lật đi xát chứa <0,03% trấu

Máy hút trấu kết hợp với máy xay quả lô cao su: do kết cấu gọn nhẹ của máy xay quả lô cao su cho nên có thể kết hợp máy xay và máy hút trấu Vì máy xay quả lô cao su không tạo ra cám xay nên không phải bố trí thu hồi cám xay Thóc sau khi ra khỏi máy xay được đưa ngay vào máy hút trấu Hạt được phân phối thành một màng mỏng trên toàn bộ chiều rộng của máy hút và luồng không khí được hút qua màng hạt này sẽ cuốn theo vỏ trấu và các hạt lửng Hạt lửng do có trọng lượng lớn hơn trấu nên rơi vào một phiễu riêng và được dẫn ra ngoài bằng một vít xoắn, thóc và gạo lật được dẫn ra khỏi máy qua một ống xả, trấu được thổi ra ngoài bằng một quạt hút mạnh Máy hút trấu kết hợp với sàng phẳng:

Thường dùng hai sàng phẳng tự làm sạch, treo cố định trong một khung thép Sàng thứ nhất có lỗ rất nhỏ để phân ly cám và bụi bẩn Sàng thứ hai có lỗ lớn hơn để cho các hạt vỡ lọt qua Do đó sản phẩm trên sàng là thóc, gạo lật và trấu

3.2.3.2 Tách hạt non và hạt gãy

Khối hạt sau khi bóc vỏ thế nào cũng có một số hạt gãy nát Hạt chín thường không đều nhau do đó trong khối hạt có lẫn những hạt non, hạt này thường vỡ nát hoặc không tách được vỏ Sự có mặt của những hạt này trong gạo lật đưa đi xát sẽ làm ảnh hưởng tới hiệu suất xát, tăng tỷ lệ bột trong cám gây khó khăn cho việc ép dầu

cám, vì vậy nên tách chúng ra Hạt non, tấm và cám xay được tách ra bằng các loại sàng có số hiệu khác nhau

3.2.3.3 Phân chia thóc gạo lật

Mục đích: Phân chia hỗn hợp thóc gạo lật là tách thóc ra khỏi hỗn hợp, gạo lật đưa đi xát, thóc đưa về xay lại

Yêu cầu: Trong gạo lật lẫn không quá 1% thóc và 0,03% trấu Trong thóc hồi lưu không quá 10% gạo lật

Thiết bị phân chia là sàng tự chảy: nguyên lý làm việc của sàng là dựa vào sự khác nhau về tính chất bề mặt và kích thước giữa thóc và gạo lật Bộ phận làm việc chủ yếu của sàng là mặt sàng bằng, đặt nghiêng, có thể điều chỉnh độ nghiêng của sàng bằng cơ cấu vít nâng thẳng đứng đặt tại đầu dưới của sàng Hỗn hợp thóc, gạo lật

từ phễu tiếp liệu chảy thành dòng trên toàn bộ chiều rộng của mặt sàng, với chiều dàỵ

15 -25 mm Do mặt sàng nghiêng nên các cấu tử chuyển động nhanh dần đều Nhờ có

sự khác nhau về tính chất vật lý, dòng hỗn hợp tự phân lớp Lớp dưới chủ yếu là các hạt có tỷ trọng lớn, kích thước nhỏ, dung trọng lớn, hệ số ma sát nhỏ, đó là gạo lật Lớp trên chủ yếu là các hạt có tỷ trọng nhỏ, kích thước lớn, dung trọngnhỏ, hệ số ma sát lớn, đó là thóc Khi hỗn hợp đã cơ bản tự phân loại xong thì gặp mặt sàng có lưới sàng, gạo lật sẽ lọt sàng xuống dưới rồi đi ra ngoài, thóc tiếp tục trượt xuống rồi ra khỏi sàng bằng đường khác Kết quả tạo ra hỗn hợp trên sàng và dưới sàng

3.2.4 Xát gạo lật

3.2.4.1 Mục đích và yêu cầu

Xát trắng là quá trình tách lớp vỏ quả, vỏ hạt và một phần lớp alơrông (lớp cám)

ra khỏi gạo nhằm các mục đích sau:

- Tăng khả năng tiêu hóa

- Tăng khả năng xâm nhập của nước vào nội nhũ nên sẽ giảm thời gian nấu

- Làm cho gạo trắng hơn nên sẽ làm tăng giá trị thương phẩm của sản phẩm

- Tránh được oxi hóa chất béo do lipid ở cám và phôi gây ra

Mức bóc cám thông thường vào khoảng 5,5 ÷ 6,5%, mức xát kỹ thường lấy đi 7

÷ 8% cám Đối với gạo xuất khẩu, mức xát thường là 8,5 ÷ 10% Mức bóc cám càng cao thì gạo càng trắng độ tro và hàm lượng cellulose càng giảm nhưng các chất khác như protein, chất béo và đặc biệt là chất khoáng vi lượng và các vitamin giảm đáng

kể Vì vậy cần chọn mức bóc cám thích hợp để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật nhưng cũng đảm bảo tỷ lệ các chất dinh dưỡng trong gạo trắng

3.2.4.2 Các phương pháp xát gạo

Cấu tạo: Máy gồm 1 xy lanh bằng gang hình côn có lớp chống mài mòn Côn được lắp cố định trên một trục đứng có thể quay thuận hoặc ngược chiều kim đồng hồ Xung quanh bộ phận hình côn có bắt cố định lưới sàng để thoát cám Kích thước lỗ

sàng phụ thuộc vào kích thước hạt gạo lật dài hay ngắn Khoảng cách từ vỏ bao ngoài hình côn tới sàng khoảng 10mm

Hình 3.7 Sơ đồ cấu tạo máy xát gạo

Hình 3.7 Sơ đồ cấu tạo máy xát trắng kiểu côn trục đứng

1 Phễu tiếp liệu

thuộc vào giống lúa, tình trạng hạt,phương pháp chế biến và độ mòn của lớp chịu mòn Các miếng hãm cao su trong khung sàng có thể điều chỉnh sao cho khe hở giữa các miếng cao su với bề mặt côn vào khoảng 2 ÷ 3 mm

Gạo lật được đưa vào tâm máy qua một phễu nhỏ Ong bao hình trụ có thể điều chỉnh thẳng đứng ( số 1) dùng để điều chỉnh lượng gạo vào máy và sự phân phối đồng đều trên toàn bộ bề mặt của bộ phận côn quay Do lực ly tâm, gạo được đưa vào khoảng trống giữa bộ phận côn và sàng Nhờ có các miếng cao su hãm mà gạo không thể chuyển động rất nhanh trong khoảng trống này, lực hãm tạo cho hạt chịu một lực nén vào lớp chịu mài mòn, vào sàng và tạo ra lực ma sát giữa các hạt gạo Kết quả một phần lớp cám bị bóc đi Cám văng qua sàng và rơi vào buồng chứa của bộ phận hình côn Gạo được xát trắng một phần hoặc toàn bộ sẽ ra khỏi bộ phận hình côn, rơi vào máng nghiêng và tự động xả ra Cám có thể được một quạt hút rồi đẩy vào lắng trong xyclon, hoặc nhờ dao nạo quay lấy ra khỏi đáy của bộ phận hình côn Quạt hút cám ra đồng thời có thể làm nguội gạo một phần

Bộ phận làm việc chủ yếu của máy xát là các trục xát hình côn, trên có phủ đá nhám để tăng cường lực ma sát của trục Khi gạo lật rơi vào khe hở giữa trục xát và dao gạo, hạt gạo chịu sự tác động của lực ma sát giữa gạo và trục, gạo với mặt sàng, giữa gạo và gạo Kết quả gạo lật được xát trắng Cường độ xát được điều chỉnh bằng cách thay đổi khe hở giữa trục xát và mặt sàng thoát cám, hoặc chỉnh lưu lượng gạo trắng đi ra khỏi máy

Thiết bị xoa bóng gạo ở các cơ sở sản xuất gạo xuất khẩu thường dùng máy RS40 SINCO có những đặc tính kỹ thuật sau:

Năng suất 4 ÷ 5 tấn/giờ

Mô tơ 125 HP, vận tốc 1000v/p

Quạt ly tâm hút cám 10HP lưu lượng gió 30 ÷ 35m3/ phút

Lưới sàng bằng thép không rỉ, dày 1,5mm

Bơm phun nước tạo sương mù, công suất 0,5HP

Máy nén khí tạo áp lực gây sương mù công suất 3HP

3.2.6 Phân loại và kiểm tra thành phẩm

3.2.6.1 Phân loại thành phẩm

Phân loại và kiểm tra sản phẩm là khâu cuối cùng trong dây chuyền công nghệ của nhà máy xay Mục đích là để tách tấm, cám ra khỏi hỗn hợp sau khi xoa bóng, thu hồi gạo nguyên và các sản phẩm khác

Quá trình phân loại này khá phức tạp vì trpng hỗn hợp có nhiều cấu tử Thường dùng sàng bằng hoặc rây tầng Những cấu tử trên sàng Ф3,4 ÷ 3,8 mm là gạo nguyên, trên sàng Ф2mm là tấm lớn, trên sàng Ф1,2mm là tấm nhỏ, lọt sàng Ф1,2mm là cám 3.2.6.2 Kiểm tra thành phẩm

Sau khi được gạo trắng nếu có yêu cầu nâng cao tỷ lệ gạo nguyên hạt, người ta

sử dụng thiết bị chọn hạt để tách tấm ra khỏi gạo, sau đó dùng máy pakis để tách thóc

ra khỏi gạo trắng nguyên Hiện nay trên địa bàn phía Nam có thiết bị trống chọn hạt, máy tách thóc (BG - 9 Bùi Văn Ngọ) để thực hiện công đoạn này

Đối với gạo xuất khẩu, số hạt thóc trong 1 kg gạo cho phép từ 15 ÷ 25, tùy thuộc từng loại gạo

Chương 4: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ

Củ sắn thường vuốt nhỏ ở hai đầu Kích thước củ tùy thuộc chất đất và điều kiện trồng mà giao động trong khoảng: dài 0,1 ÷ 0,5m, đường kính 2 ÷ 8 cm Cấu tạo củ gồm 4 phần chính là :

Vỏ gỗ: Chủ yếu là xenluloza và hemixenluloza, không có tinh bột, giữ vai trò bảo vệ củ khỏi tác động từ bên ngoài Vỏ gỗ chiếm 0,5 ÷ 2% trọng lượng củ

Vỏ cùi: dày hơn vỏ gỗ nhiều, chiếm 5 ÷ 20% trọng lượng củ Vỏ cùi chứa chủ yếu xenluloza, có một ít tinh bột, chất chứa nitơ và dịch bào (còn gọi là mủ) Trong dịch bào có tanin, sắc tố, độc tố, các enzim Trong chế biến nếu tách vỏ cùi đi thì tổn thất tinh bột, nhưng nếu không tách thì các chất trong cùi ảnh hưởng tới màu sắc tinh bột

Thịt sắn là phần chủ yếu của củ, chứa nhiều tinh bột, gluxit hòa tan và các chất

vi lượng khác Theo tiết diện ngang của củ sắn thì càng gần lõi tinh bột giảm dần, ngoài cùng có một lớp tế bào thành cứng, chứa ít tinh bột, gọi là xơ Loại tế bào này còn tập trung nhiều ở đầu củ sắn (cuống) và ở sắn lâu năm

Lõi sắn thường ở trung tâm, dọc từ cuống tới chuôi củ, tỷ lệ khoảng 0,3 ÷ 1% Lõi sắn chủ yếu chứa xenluloza và hemixenluloza

HCN trong vỏ: 3,32 10-4 %

Thường thu hoạch và chế biến sắn từ tháng 12 tới tháng 1 năm sau sẽ cho nhiều tinh bột nhất Sau tháng 1, tinh bột trong củ lại giảm vì phân hủy thành đường nuơi mầm non Đường trong củ sắn thường là đường glucoza và một ít mantoza, sacaroza Sắn càng già thì lượng đường càng giảm Lượng đường này sẽ hịa tan và trơi theo nước dịch trong quá trình chế biến Hàm lượng protit trong củ sắn thấp và khơng ảnh hưởng tới quá trình chế biến

Độc tố trong sắn là HCN Khi chưa đào sắn lên thì độc tố tồn tại ở dạng glucozit

C10H17NO6, dưới tác dụng của enzim hay mơi trường axit thì phân hủy thành glucoza, axeton và axit xyanhydric Như vậy khi đào sắn rồi thì mới xuất hiện HCN tự do Độc

tố trong sắn hịa tan tốt trong nưĩc, vì vậy khi chế biến tinh bột nĩ sẽ theo nước dịch

ra ngồi

Trong sắn cĩ chất men polyphenol oxydaza, khi bảo quản sắn tươi men này hoạt động sinh ra hợp chất cĩ màu đen, thường gọi là sắn bị chảy nhựa, ảnh hưởng tới chất lượng thành phẩm

Tanin trong sắn ít nhưng khi bị oxy hĩa sẽ tạo ra sản phẩm cĩ màu sẫm đen rất khĩ tẩy Trong quá trình chế biến, tanin cịn tác dụng với sắt tạo thành sắt tanat cũng

cĩ màu xám đen Cả hai chất này đều cĩ ảnh hưởng xấu tới màu của tinh bột, vì thế khi nghiền củ xong phải tách dịch bào ngay

Ngày nay vùng nguyên liệu sắn ở Tây Ninh có những giống mới có hàm lượng tinh bột rất cao, khoảng 30 ÷ 32% Nếu củ thu hoạch vào mùa khô thì còn có thể cho hàm lượng tinh bột cao hơn nữa

4.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất tinh bột khoai mì

Hình 4.1 Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì

4.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu

4.2.1.1 Khái niệm chung

Chuẩn bị nguyên liệu gồm: vận chuyển nguyên liệu vào sản xuất, ngâm và rửa, bóc vỏ gỗ

Ngâm củ để hòa tan bớt dịch bào, làm mềm củ, rửa sơ bộ và làm bở đất để hiệu suất máy rửa cao

Đối với sắn cần cắt thành khúc, các loại củ có nhánh như dong riềng thì tách riêng từng củ để dễ vận chuyển và rửa

Rửa nguyên liệu nhằm mục đích tách tạp chất như đất cát, rác và một phần vỏ

củ Nếu không rửa sạch cát đá sẽ làm mòn răng máy hoặc kẹt vào răng máy làm giảm hiệu suất nghiền, mặt khác sẽ làm tăng độ tro, độ màu của tinh bột thành phẩm

4.2.1.2 Cách tiến hành

Đối với các cơ sở nhỏ thì công đoạn chuẩn bị thường làm thủ công Đối với cơ

sở có năng suất > 50 tấn / ngày thường cơ giới hóa khâu vận chuyển đồng thời kết hợp với rửa sơ bộ, bằng cách dùng máng đặt hơi dốc từ bãi nguyên liệu vào tới phân xưởng chế biến, có nước chảy ngược nhờ áp lực của bơm Nguyên liệu vận chuyển dọc theo máng ở trạng thái nửa chìm nửa nổi, do áp lực của dòng nước, do ma sát nên

củ được rửa sơ bộ Máng càng dài rửa càng sạch Máng có thể bằng bê tông, xây gạch hay bằng gỗ Năng suất của máng phụ thuộc vào hình dáng, kích thước tiết diện lòng máng, độ dốc của máng và lưu lượng nước chảy Thông thường hay dùng máng có tiết diện hình chữ nhật với góc đáy uốn cong để tránh hiện tượng đọng các ở đáy máng Kích thước máng có thể như sau:

và đặc điểm của tạp chất mà nước dùng vận chuyển có tuần hoàn hay không Cuối máng thường bố trí các bể ngâm củ Nếu nguyên liệu là khoai tây thì không cần ngâm Nguyên liệu được ngâm trong các bể xây bằng gạch hoặc bằng bê tông, đáy hơi nghiêng để dễ tháo nước vệ sinh Bể có đường cấp và thoát nước Thời gian ngâm thường 4 ÷ 8 giờ tùy theo mức độ nhiễm bẩn của nguyên liệu Trong quá trình ngâm

có thể cho vôi sống với tỷ lế 1,5kg/m3 để hạn chế hoạt động của VSV Mưc nước phải bảo đảm ngập nguyên liệu Trong quá trình ngâm tách được một lượng các chất hòa