Trang 7 và cũn cú tỏc dụng ngăn ngừa một số bệnh như tiểu đường, ung thư, cao huyết ỏp… nờn người ta ngày càng chế biến ra nhiều loại thực phẩm cú nguồn gốc từ đậu nành trờn 300 loại như
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: MÁY VÀ TỰ ĐỘNG HÓA CNSH&TP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ SẤY PHUN ĐỂ SẢN XUẤT BỘT ĐẬU NÀNH UỐNG LIỀN Người hướng dẫn khoa học: PGS TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG Hà Nội 2007 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17051113913661000000 VŨ QUỐC HUY BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: MÁY VÀ TỰ ĐỘNG HÓA CNSH&TP MÁY & TỰ ĐỘNG HĨA CNSH & TP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ SẤY PHUN ĐỂ SẢN XUẤT BỘT ĐẬU NÀNH UỐNG LIỀN VŨ QUỐC HUY 2005-2007 Hà Nội 2007 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU………………………………………………………… PHẦN I: TỔNG QUAN……………………………………………… 1.1 Tổng quan thiết bị sấy phun………………………………… 1.1.1 Vài nét thiết bị sấy phun………………………………… 1.1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng công nghệ, thiết bị sấy phun nước nước 1.1.3 Một số kiểu thiết bị sấy phun sử dụng chào bán Việt Nam………………………………………………………………… 10 1.2 Tổng quan đậu nành bột đậu nành……………………… 12 1.2.1 Giới thiệu chung đậu nành…………………………………… 12 1.2.1.1 Đặc điểm đậu nành………………………………… 12 1.2.1.2 Cấu tạo hạt đậu nành………………………………………… 13 1.2.1.3 Thành phần hạt đậu nành………………………… 14 1.2.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ đậu nành giới Việt Nam 19 1.2.1.1 Trên giới………………………………………………… 19 1.2.1.2 Tại Việt Nam………………………………………………… 21 1.2.3 Một số sản phẩm bột đậu nành……………………………………… 24 1.2.3.1 Bột đậu nành nguyên béo…………………………………… 24 1.2.3.2 Protein soya concentrated…………………………………… 24 1.2.3.3 Soya Protein isolated………………………………………… 25 PHẦN II: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Nguyên liệu………………………………………… 28 2.1.2 Vật tư cho chế tạo thiết bị……………………………………… 28 2.2 Hoá chất thiết bị……………………………………………… 2.2.1 Hoá chất………………………………………………………… 28 28 2.2.2 Thiết bị chính………………………………………………… 28 2.3 Phương pháp nghiên cứu……………………………………… 29 2.3.1 Phương pháp nghiên cứu công nghệ…………………………… 29 2.3.2 Phương pháp thiết kế thiết bị……………………………………… 32 2.3.3 Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm thiết bị chế tạo… 32 PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………… 33 3.1 Xây dựng qui trình sản xuất sữa bột đậu nành uống liền công nghệ sấy phun………………………………………………………… 33 3.1.1 Khảo sát thành phần lý hóa nguyên liệu………………………… 33 3.1.2 Nghiên cứu số thông số kỹ thuật qui trình cơng nghệ……… 35 3.1.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng vỏ hạt tới chất lượng dịch sữa…… 35 3.1.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian ngâm đến khả hydrat hoá hạt đậu nành………………………………………… 40 3.1.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng chần đến mùi, màu dịch sữa… 42 3.1.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ đậu: nước ảnh hưởng có khơng gia nhiệt sau xay đến khả trích ly dịch sữa………… 43 3.1.2.5 Nghiên cứu ảnh hưởng có gia nhiệt khơng gia nhiệt đến mùi dịch sữa……………………………………………………… 45 3.1.2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng có khơng rửa bã tới nồng độ chất khơ dịch sữa…………………………………………………………… 47 3.1.2.7 Nghiên cứu lựa chọn phương pháp đồng hoá………………… 47 3.1.2.8 Nghiên cứu lựa chọn chất nhũ hoá ổn định dịch sữa……… 48 3.1.2.9 Nghiên cứu thông số kỹ thuật ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm đến khả sấy phun………………………… 49 3.1.2.10 Nghiên cứu công thức phối chế bột sữa đậu nành uống liền… 55 3.1.3 Xây dựng qui trình sản xuất sữa bột đậu nành uống liền…………… 56 3.2 Thiết kế thiết bị sấy phun …………………………………………… 59 3.2.1 Ph©n tÝch chọn kế 59 ph-ơng án thiết 2 Tính to n hƯ thèng sÊy phun 3.2.2.1 Chän chÕ ®é sÊy 3.2.2.2 Tính toán ẩm cân nhiệt 3.2.2.3 Chọn nguồn lợng 61 62 62 66 3.2.2.4 Bố trí hệ thống tính trở lực chọn quạt 68 3.2.2.5 Tính toán sấy 69 chiều cao, đ-ờng kính thùng 3.2.2.6 TÝnh to¸n cyclon 73 3.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị sấy phun đề tài… 75 3.3.1 Cấu tạo 75 3.3.2 Nguyên lý hoạt động vận hành thiết bị sấy phun ……………… 76 3.3.3 Các thông số kỹ thuật thiết bị sấy phun TBDT đạt được…………… 78 3.3.4 Các tượng thường xảy trình sấy phun nguyên nhân hướng khắc phục……………………………………………………… 78 3.3.5 So sánh thiết bị LPG -5 với thiết bị đề tài (TBDT)…………… 81 3.3.6 Đánh giá chất lượng sản phẩm bột đậu nành uống liền thiết bị chế tạo………………………………………………………………………… 83 3.3.6.1 Sản xuất thử hồn thiện qui trình cơng nghệ sản xuất bột dậu nành uống liền thiết bị đề tài……………………………… 83 3.3.6.2 Đánh giá chất lượng sản phẩm chế thử dây chuyền sản xuất nhỏ……………………………………………………………… 88 3.3.6.3 So sánh sản phẩm đề tài với sản phẩm có thị trường……………………………………………………………… 90 3.3.6.4 Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm……………… 92 PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………………… 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 95 PHỤ LỤC…………………………………………………………………… 97 LỜI MỞ ĐẦU Đảm bảo cân đối hài hồ thành phần dinh dưỡng ln nhân tố quan trọng để có thể khoẻ mạnh Đối với lứa tuổi khác nhu cầu protein-lipid-gluxid khác song dù lứa tuổi nhu cầu protein lớn mà thiếu dẫn đến cịi cọc, chậm lớn, suy dinh dưỡng, thể phát triển Thông thường nghĩ đến nguồn protein người ta thường nghĩ đến loại thức ăn có nguồn gốc từ động vật (thịt đỏ) loại thịt, cá, khoa học ngày chứng minh thói quen sử dụng nhiều thịt đỏ có hàm lượng chất béo cao nguyên nhân gây bệnh tim mạch, huyết áp nhiều người bắt đầu kiểm soát thói quen ăn uống Ngồi nguồn thịt đỏ, thập niên gần giới đặc biệt quan tâm tới nguồn protein từ thực vật do: - Sự thiếu hụt protein từ việc tăng dân số toàn cầu - Những năm qua việc xuất bệnh lây chuyền từ động vật sang người nhiễm bệnh “bò điên” từ thịt bò, bệnh cúm gia cầm, bệnh lở mồm nong móng động vật móng guốc ( lợn, dê, trâu, bị ) - Protein từ thực vật có nhiều ưu điểm mà thịt đỏ khơng có như: coi protein sạch, giá thành rẻ, không cholesterol đặc biệt protein từ đậu nành coi thực phẩm chức Theo FAO có 30% protein tiêu thụ tồn giới có nguồn gốc từ động vật, cịn lại 70% từ thực vật Người ta chứng minh số tất lồi thực vật đậu nành lồi có hàm lượng protein cao Khơng vậy, protein đậu nành cịn có giá trị dinh dưỡng cao, gần tương đương với protein thịt, chứa đầy đủ axit amin với tỉ lệ cân đối hài hồ, có hệ số tiêu hố cao Do có giá trị cao dinh dưỡng, giá thành rẻ nhiều so với protêin động vật cịn có tác dụng ngăn ngừa số bệnh tiểu đường, ung thư, cao huyết áp… nên người ta ngày chế biến nhiều loại thực phẩm có nguồn gốc từ đậu nành (trên 300 loại) như: đậu phụ, sữa đậu nành, chao, tào phớ, tempeh, miso, tương, Natto, bột đậu nành uống liền, bột đậu nành giàu protein… Để tạo protêin có chất lượng cao từ hạt đậu nành việc nghiên cứu áp cơng nghệ tiên tiến cần phải có thiết bị sấy phun có việc ứng dụng vào thực tế sản xuất chủ động có hiệu Việt Nam nước nông nghiệp đà phát triển, tình trạng thiếu protein cịn diễn nhiều nơi đặc biệt vùng sâu, vùng xa Trong nguồn protein vơ có giá trị từ đậu nành lại chưa tận dụng triệt để Cây đậu nành trồng khắp nước, từ Bắc vào Nam, suất, sản lượng diện tích khơng ngừng tăng thời gian qua Tuy nhiên việc chế biến sản phẩm từ đậu nành cịn đơn điệu, thủ cơng, hầu hết xoay quanh vài sản phẩm truyền thống có giá trị dinh dưỡng giá trị sử dụng chưa cao sữa đậu nành, đậu phụ, tương… Từ sở khoa học thực tế tơi lựa chọn đề tài cho luận văn: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thiết bị sấy phun để sản xuất bột đậu nành uống liền ” Sự thành công đề tài góp phần tạo sản phẩm thực phẩm mới, giúp cho người nơng dân có thêm hội lựa chọn cách thức chế biến nông sản thực phẩm để tạo sản phẩm có chất lượng giá trị sử dụng cao Tôi hy vọng thành công đề tài mang lại kết thiết thực có giá trị khoa học, kinh tế xã hội PHẦN I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan thiết bị sấy phun 1.1.1 Vài nét thiết bị sấy phun Thiết bị sấy phun dùng để sấy nguyên liệu (vật liệu sấy) dạng lỏng, huyền phù như: công nghệ sản xuất sữa bột, sữa đậu nành, bột trứng… 1.1.1.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống sấy phun *Cấu tạo hệ thống sấy phun: Hình I.1 1- Buồng sấy: Khơng gian để thực trình sấy (trao đổi nhiệt ẩm, nhiệt ẩm TNS) 2- Hệ thống đĩa ly tâm tạo sương mù 3- Hệ thống cấp nhiệt cho tác nhân sấy Có thể cấp nhiệt điện để nhiệt độ kk lên 300oC Có thể cấp nhiệt sơ nước bão hòa đến: 150oC sau cấp bổ sung nhiệt điện lên 300oC Có thể cấp nhiệt khói lị qua trao đổi nhiệt để nâng nhiệt độ khơng khí lên 300oC 4- Hệ thống quạt cấp khơng khí qua sưởi đốt nóng buồng sấy sấy sản phẩm sản phẩm hệ thống lắng cyclon lắng sản phẩm 5- Hệ thống thu hồi sản phẩm cyclon thiết bị lọc bụi Hình I.1 *Nguyên lý làm việc hệ thống sấy phun : Dịch vật liệu sấy (VLS) bơm, nén qua vòi phun, phun vào buồng sấy dạng hạt sương- mù, vật liệu sấy trao đổi nhiệt ẩm với tác nhân sấy(TNS) khơng khí khơ, quạt hút từ khơng khí ngồi trời, đốt nóng qua calorife, bốc ẩm khơ dạng bột hút khỏi buồng sấy qua cyclon lắng, xuống thùng chứa sản phẩm khô, không khí ẩm quạt hút thổi qua hệ thống lắng, lọc bụi thải môi trường Dạng sương- mù VLS tạo bằnng bơm nén dịch từ 30-200 at qua vịi phun có kết cấu đặc biệt rãnh xoắn quay xé tơi dịng dịch thành hạt nhỏ có đường kính từ 50-100 µm ưu điểm vịi phun áp lực là: Tiêu tốn điện tạo sương mù 410 w/kg dịch có suất cao song, nhược điểm khơng dùng cho dịch có độ nhớt cao, dịch có nhiều hạt rắn, hay dễ bị bột khơ dính vào đầu phun dẫn đến tắc nghẽn VLS tạo sương mù vịi phun khí động dịng khơng khí nén đến áp suất 1.5-5 at qua ống tăng tốc, giảm áp lực hút dịch thể VLS thổi vào đĩa quay (nhờ hiệu ứng tuabin) văng, xé nhỏ dòng vật liệu thành hạt sương mù thổi vào buồng sấy, VLS tiếp xúc với tác nhân sấy trao đổi nhiệt ẩm khô hút cyclon lắng Ưu điểm vịi phun khí động là: Nó làm việc với hầu hết loại dịch thể VLS, đĩa ly tâm tâm quay nhờ hiệu ứng tua bin dễ dàng điều chỉnh vận tốc cách thay đổi áp lực khí nén, hệ thống làm việc ổn định khuyết điểm tiêu hao lượng cho việc tạo sương lớn (50-60 w/kg VLS) Ngoài việc tạo sương cịn thực đĩa quay ly tâm Đĩa ly tâm quay nhờ động qua tăng tốc đạt đến 10.000-