báo cáo công nghệ chế biến thực phẩm đề tài chế phẩm protein cô lập từ đậu nành

Trong đó một số sản phẩm lên men từ đậu nành có giá trị dinh dưỡng rất cao như: chao, tương, xì dầu… Các sản phẩm này chủ yếu sử dụng thành phần protein của đậu nành.. Trong khi các nguồ

Nguyên liệu chính: Đậu nành

Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới và Việt Nam

1.1 Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới Đậu tương là cây trồng lấy hạt, cây có dầu quan trọng bậc nhất trên thế giới, đứng hàng thứ 4 sau cây lúa mì, lúa nước và ngô Do khả năng thích ứng rộng nên nó đã được trồng ở khắp năm châu lục, nhưng tập trung nhiều nhất ở châu Mỹ trên 70%, tiếp đến là châu Á Tính đến đầu năm 2016, Hoa Kỳ là quốc gia đứng đầu sản xuất đậu tương chiếm 33,4% sản lượng trên toàn thế giới Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới trong những năm gần đây được thê hiện trong bảng:

Bảng 1 Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới

Diện tích (triệu ha) Năng suất (triệu tấn/ ha)

1.2 Tình hình sản xuất đậu nành ở Việt Nam Điều kiện thời tiết không thuận lợi đã khiến sản lượng đậu tương nước ta năm 2013 giảm 3% so với năm 2012, xuống còn 168 nghìn tấn Mưa bão nặng nề và kéo dài những năm gần đây đã khiến năng suất cây trồng và diện tích thu hoạch đậu tương giảm Quy mô sản xuất nhỏ lẻ so với các loại cây trồng khác chính là nguyên nhân khiến ngành đậu tương vẫn không đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ trong nước

Bảng 2 Tình hình sản xuất đậu nành ở Việt Nam

Diện tích gieo trồng (nghìn ha)

( Theo Tổng cục Thống kê Việt Nam (GSO), Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn )

Khu vực trồng đậu nành chính tập trung ở vùng Đồng bằng sông Hồng, miền Bắc nước ta Chất lượng đậu nành của nước ta tương đối tốt, protein khoảng 38–40%, trọng lượng 1000 hạt: 90–120g, hạt vàng hoặc xanh, rốn hạt nâu hoặc đen Một số giống mới chọn gần đây có cải thiện hơn về chất lượng: hạt vàng, tròn, rốn trắng, ít nứt, trọng lượng 1000 hạt: 180–270g protein 43–47%

Đặc điểm của đậu nành

2.1 Cây đậu nành Đậu nành (đậu tương) có tên khoa học: Glycine soja Siebold et

Zucc hoặc Glycine max, có nguồn gốc từ phương Đông, là cây ngắn ngày, phát triển tốt ở vùng nhiệt đới, ưa sáng, ưa nhiệt, chịu hạn

Tên thứ hai: Glycine max

Cây đậu nành có 4 loại lá : hai lá mầm, hai láđơn, lá có ba lá chét và lá gốc Nốt sần là phần vỏ rễ phình ra và có vi khuẩn Rhizobium japonicum. Cây đậu nành cho nhiều hoa nhưng tỷ lệ hoa không thành quả chiếm 20-80% Đậu nành có hoa dạng cánh bướm đặc trưng, ống đài năm cánh không bằng nhau Tràng hoa gồm cánh hoa cờ phía sau, hai cánh hai bên và hai cánh thìa phía trước tiếp xúc nhau nhưng không dính vào nhau Bộ nhị gồm 10 nhị, chia làm hai nhóm, nhóm I 9 nhị, cuống dính với nhau thành 1 khối, nhóm 2 chỉ có một nhụy hoa, nhụy hoa có một noãn Vòi nhụy cong về phía nhị.

Hạt đậu nành không có nội nhũ mà chỉ sở hữu một phôi lớn được bao quanh bởi lớp vỏ Hạt có nhiều hình dạng như cầu, dẹt, dài, oval Đầu hạt tại rốn là lỗ noãn phủ màng, đầu kia có rãnh nhỏ Một cây đậu nành có thể mang tới 400 quả, mỗi quả chứa 1-5 hạt (giống thường từ 2-3 hạt), hình dạng hơi cong với chiều dài 2-7 cm.

Vỏ đậu nành có 3 lớp: biểu bì, hạ bì và lớp nhu mô bên trong Do vỏ của lớp tế bào mô đậu có lớp cutin che phủ nên sự trao đổi khí không xảy ra, sự trao đổi khí giữa phôi và môi trường qua rốn hạt, những mảnh của nội nhũ bị ép chặt vào vỏ hạt Lớp ngoài nội nhũ gọi là lớp aleuro gồm những tế bào hình lập phương nhỏ chứa đầy đạm.

- Tính chất vật lý của hạt đậu nành:

 Hình dạng: từ trò n tới thon dài và dẹt

 Màu sắc: vàng, xanh, nâu hoặc đen Màu sắc của quả phụ thuộc vào sắc tố caroten, xanthophyll, antocyanin.

- Cấu tạo: 3 bộ phận: vỏ hạt, phôi, tử diệp:

 Vỏ hạt: chiếm 8% trọng lượng hạt Vỏ bao bọc bên ngoài để bảo vệ phôi bên trong

- Thành phần hóa học của hạt đậu nành:

 35-45% chất đạm với đủ loại các amino acid cần thiết ( isoleucin,

 Vitamin A, B1, B2, D, E, F, các enzyme, sáp, nhựa, cellulose

Bảng 3 Thành phần hóa học trong các bộ phận của hạt đậu nành

Tỷ lệ phần trăm (%) Protein

Glucid: glucid trong đậu nành khoảng 22–35,5%, được chia làm 2 loại: loại tan trong nước chiếm khoảng 10% và loại không tan trong nước.

Bảng 4 Thành phần hydratcacbon trong đậu nành (tính theo %)

Stachyose 3.8 Các loại đường khác 5.1

Protein và thành phần acid amin

Hàm lượng protein tổng dao động trong hạt đậu nành từ 29,6–50,5%, trung bình là 36–40% Các nhóm protein đơn giản (% so với tổng số protein): albumin (6–8%), globulin (25–34%), glutelin(13–14%), prolamin chiếm lượng nhỏ không đáng kể Protein chủ yếu trong đậu nành là globulin, tính tan bị ảnh hưởng nhiều bởi pH 80% protein đậu nành có thể được tách chiết thô hoặc ở pH kiềm Nếu tính acid càng tăng thì tính tan càng giảm và thấp nhất tại pH = 4,2 – 4,6

Sự phụ thuộc này được ứng dụng trong công nghệ tách chiết protein, tách béo Ở pH đẳng điện, protein sẽ bị kết tủa khiến dễ tách ra hơn Đơn bị kết tủa của protein là Svedberg, hiện có 4 nhóm chính là 2S, 7S, 11S và 15S Hằng số này không đổi ở 20 o C.

Protein đậu nành được phân ra:

 Globulin 2S gồm các chất kìm hãm trypsin, cytochrome c chiếm 35% trọng lượng protein của hạt

 Globulin 11S (glycinin) được cấu tạo từ 12 tiểu phần tương đối ưa béo: 6 tiểu phần có tính acid và 6 tiểu phần có tính kiềm Trong phân tử có từ 42-

46 nguyên tử lưu huỳnh dưới dạng các cầu nối disulfua nối các đơn vị hay trong nội bộ tiểu phần Glycinin dễ dàng bị phân ly khi gia nhiệt tới 80 o C ở lực ion thấp

 Globulin 7S là β- conglycinin thường chiếm 35% trọng lượng protein của hạt, là một glucoprotein Nhóm này cũng chứa nhiều enzyme( beta- amylase và lipoxygenase), hemagglutinins

 Nhóm 15S protein chủ yếu là nhị trùng của nhóm glycinin Conglycinin và glycinin là những protein dự trữ được tìm thấy ở lá mầm

Về giá trị protein, đậu nành đứng hàng đầu về đạm nguồn gốc thực vật và không những về hàm lượng protein cao mà cả về chất lượng protein N hưng so với đạm của các nguồn động vật như : trứ ng, thịt, cá, sữa thì đạm đậu nành có chỉ số BV thấp hơn Đó là do đạm đậu nành thiếu hụt thành phần methionin. Protein đậu nành dễ tan trong nước và chứa nhiều acid amin không thay thế như lysin, tryptophan

Bảng 5 Thành phần amino acid có trong hạt đậu nành

Amino acid Hàm lượ ng aa

Lipid: Chất béo trong đậu nành dao động từ 13,5–24%, trung bình 18% Chất béo đặc trưng chứa khoảng 6,4–15,1% acid béo no (acid stearic, acid acid archidonic) và 80–93,6% acid béo không no (acid enoleic acid linolenic, acid linolenic, acid oleic).

Bảng 6 Thành phần acid béo trong đậu nành

Acid béo Ký hiệu % khối lượng

Tro: chất tro trong đậu nành từ 4,5–6,8% Nếu tính theo phần trăm chất khô toàn hạt thì thành phần tro như sau (tính theo %):

Bảng 7 Hàm lư ợng các chất tro trong đậu nành

Vitamin: Đậu nành chứa nhiều vitamin khác nhau, trừ vitamin

Bảng 8 Hàm lư ợng các vitamin trong đậu nành

Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng

A.folic 1,9 mg/g Vitamin PP 2,3 mg%

Enzyme: một số enzyme trong đậu nành:

Urease: chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua hàng ruột do đó không nên ăn đậu nành sống.

Lipase: thủy phân glyceric tạo thành glycerin và acid béo.

Phospholipase: thủy phân ester của acid acetic.

Amylase: thủy phân tinh bột, b-amylase có trong đậu nành với số lượng khá lớn.

Lipoxygenase(lipoxydase): xúc tác phản ứng oxy hóa acid béo không bão hòa đa bởi O2, gây mùi hôi cho đậu nành

Vỏ trấu có thể được phân loại theo kích thước hạt thành ba loại: to, trung bình và nhỏ Loại vỏ trấu to có tỷ lệ vỏ thấp, chỉ khoảng 6%, trong khi loại nhỏ có tỷ lệ vỏ cao hơn, khoảng 9,5%.

 To: loại 1000 hạt nặng 300g trở lên

 Trung bình: loại 1000 hạt nặng 150 – 300g

 Nhỏ: loại 1000 hạt nặng dưới 150g

- Bảo quản: hạt đậu nành phải phơi thật khô, cất giữ ở trong điều kiện khô ráo và độ ẩm của không khí càng thấp càng tốt.

Tiêu chuẩn chọn đậu nành

Mục đích của việc lựa chọn nguyên liệu là tìm loại đậu nành phù hợp để sản xuất sản phẩm đạt chất lượng mong muốn Tiêu chuẩn chọn đậu nành phải bao gồm hàm lượng protein cao, tỷ lệ protein hòa tan và protein cao Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

 Chín thành thục về mặt sinh học và đã loại bỏ những hạt non

 Hạt nguyên, khô, sạch, không có hạt sâu, mọt, không có mùi thối

 Vỏ hạt vàng nâu nhạt Tránh những hạt có vỏ màu xanh vì hợp chất chlorophyl có trong vỏ hay trong lá mầm tạo vị đắng và chuyển thành hợp chất phyophytin (màu nâu) trong quá trình sản xuất.

 Hạt nứt không quá 5% khối lượng, hạt hư hỏng không quá 2% khối lượng, hạt xanh không quá 2%

 Tạp chất không quá 3% khối lượng

Chỉ tiêu hạt đậu nành: nguyên liệu được chọn là hạt đậu nành (giống OMĐN 29)

Bảng 9 Chỉ tiêu chọn đậu nành

Thành phần Hạt đậu nành

Hàm lượng protein hòa tan (%) 28,31

Tỉ lệ protein hòa tan/protein (%) 79,32

Hàm lượng dầu (%) 18,57 Độ ẩm (%) 8,92

Phụ liệu

Dung môi Hexan

1.1 Giới thiệu về hexan: n-Hexane là một hydrocarbon được sử dụng rộng rãi do giá cả phải chăng, tương đối an toàn và phần lớn là trơ với các chất khác.

 Khối lượng phân tử: 86.18 g/mol

 Ngoại quan: Chất lỏng không màu ở nhiệt độ phòng, dễ hay hơi, có mùi giống xăng

 Nhiệt độ đông đặc: -95 o C - Nhiệt độ sôi: 69 o C

 Điểm chớp cháy: -23.3 o C - Điểm tự phát cháy: 233.9 o C

 Tính tan trong nước ở 20 o C: 13 mg/l

Hexan có khả năng hòa tan chọn lọc Dầu béo trong đậu nành có khả năng hòa tan cao trong dung môi hexan Các cấu tử khác có trong hạt đậu nành không hòa tan được hoặc hòa tan kém trong dung môi hexan.

Do hexan có nhiệt độ sôi thấp ( 63,5- 69) o C) nên khi chưng cất để thu hồi hexan có trong dịch protein Điểm sôi của hexan thấp hơn điểm sôi của các cấu tử có trong dịch protein để tránh hiện tượng thất thoát chất dinh dưỡng, biến tính protein.

Tuy nhiên hexan là dung môi dễ gây ra cháy nên cần cẩn trọng trong quá trình sản xuất và lưu trữ

- Có thành phần đồng nhất, không bị biến chất

- Độ tinh sạch cao, không lẫn tạp chất lạ làm ảnh hưởng tới quá trình trích ly

- Có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, nhập từ nhà sản xuất uy tín.

Nước

Sử dụng nước theo tiêu chuẩn trong công nghiệp sản xuất thực phẩm của Bộ Y tế (QD1329-2002-BYT)

NaOH

Sử dụng dung dịch NaOH có độ tinh khiết cao, không lẫn tạp chất, có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, được cũng cấp bởi nhà cung cấp uy tín, đúng theo tiêu chuẩn TCVN 3794: 2009

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ I Quy trình công nghệ I

Làm sạch

 Chuẩn bị nguyên liệu đậu nành đạt tiêu chuẩn đầu vào cho quá trình tách vỏ tiếp theo được thực hiện dễ dàng hơn.

Loại bỏ tạp chất lẫn vào khối hạt nguyên liệu, đặc biệt như các tạp chất kim loại, sạn,… đồng thời loại bỏ một phần vi sinh vật bám trên bề mặt hạt nhằm cho sản phẩm thu được có chất lượng tốt.

Các tạp chất kim loại có thể gây sứt mẻ thiết bị, tạo ra tia sáng khi va đập với phần kim loại của thiết bị, nên phải tách chúng ra khỏi khối nguyên liệu

 Các biến đổi của nguyên liệu

Vật lý: loại bỏ tạp chất rắn như đá, sỏi, kim loại, thủy tinh,… ra khỏi khối nguyên liệu Ngoài ra , trong quá trình làm sạch nguyên liệu có thể bị thương tổn do va chạm cơ học bởi sự chuyền động của nguyên liệu và do ma sát.

Sinh học: loại bỏ một số côn trùng, vi sinh vật bám trên bề mặt hạt đậu nành.

Cảm quan: làm cho hạt đậu sạch hơn, sáng hơn, tăng giá trị cảm quan, tăng chất lượng sản phẩm.

 Thực hiện Đậu nành được đưa qua hệ thống làm sạch để loại bỏ tạp chất Đầu tiên, đậu nành được nạp vào thiết bị, nhờ quạt hút sẽ hút các tạp chất nhẹ như bụi, cát nhuyễn, lông thú, cuống, lá,…Sau đó khối hạt được đưa qua sàng rung để tách tạp chất Sàng trên cùng để tách tạp chất lớn như đá, sỏi, sàng dưới cùng để tách tạp chất bé, đậu nành được thu ở sàng giữa.

Cấu tạo gồm 3 bộ phận chính:

Quạt hút: hút tạp chất nhẹ

Sảng rung ( 3 sàng): sàng trên cùng tách tạp chất lớn, sàng dưới cùng tách tạp chất bé Đậu nành được lấy ra ở sàng giữa.

Hình 2 Thiết bị làm sạch

Tách vỏ

Chuẩn bị hạt đậu nành đã tách vỏ cho công đoạn nghiền dễ dàng hơn đồng thời tăng lượng protein thu nhận.

Tách vỏ là làm giảm lượng cellulose, tăng lượng protein trong sản phẩm cuối Vỏ chiếm khoảng 7-8 % khối lượng của hạt đậu

 Các biến đổi của nguyên liệu

Vật lý: nhiệt độ nguyên liệu tăng đáng kể (95 o C) nhờ không khí nóng Trong quá trình xảy ra ma sát cơ học có thể gây tổn thương đến nguyên liệu.

Hoá học: dưới tác động của nhiệt độ, liên kết giữa vỏ và lá mầm bị phá vỡ, lớp vỏ đậu nành bắt đầu nứt Ngoài ra, trong quá trình gia nhiệt hạt đậu được đảo trộn liên tục nên một phần vỏ bị tách ra do ma sát giữa các hạt với nhau Khi đó một số phản ứng oxy hoá xảy ra.

Sinh học: loại bỏ một số vi sinh vật bám ở vỏ.

Hoá lý: xảy ra quá trình thoát ẩm từ bên trong hạt ra môi trường ngoài, độ ẩm đậu nành giảm.

Hóa sinh: một số protein bị biến tính do nhiệt độ cao.

Cảm quan: lọai bỏ mùi đậu, vị đắng, sản phẩm có màu sáng hơn, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm Đồng thời một số mùi đặc

Quá trình tách vỏ hạt đậu được xử lí qua hai giai đoạn:

Gia nhiệt: thực hiện trong thiết bị gia nhiệt băng tải bằng không khí nóng.

 Thời gian gia nhiệt: 15 phút

 Vận tốc băng tải: 4-6 m/phút

Tách vỏ: thực hiện trong thiết bị tách vỏ.

Thiết bị gia nhiệt băng tải bằng không khí nóng:

 Hệ thống 3 băng tải vận chuyển nguyên liệu chuyển động ngược chiều nhau, dài 20-30 m/băng tải, rộng 1-3 m.

 Quạt vận chuyển không khí nóng vào thiết bị.

 Bộ phận lọc không khí.

 Bộ phận gia nhiệt không khí.

Nguyên tắc hoạt động: đậu nành sau khi làm sạch được vận chuyển theo hệ thống gầu tải vào cửa nhập liệu của thiết bị gia nhiệt băng tải Trong thiết bị này, đậu nành được vận chuyển bằng hệ thống 3 băng tải chuyển động ngược chiều nhau, khi đi hết băng tải này nguyên liệu rơi xuống băng tải khác đến khi ra khỏi thiết bị Không khí qua bộ phận lọc được gia nhiệt lên 95 o C trước khi đi vào thiết bị Dòng không khí được phân phối đảm bảo cho quá trình gia nhiệt diễn ra đồng đều Không khí nóng sau khi trao đổi nhiệt với nguyên liệu sẽ thoát ra ngoài theo ống dẫn khí Vận tốc băng tải được điều chỉnh thích hợp đảm bảo nguyên liệu được gia nhiệt đủ thời gian trước khi ra khỏi thiết bị.

Hình 3 Thiết bị tách vỏ

 Hai trục cán cao su có lõi bằng gang hoặc hợp kim nhôm được gắn lên trục đường kính bằng nhau: 500mm

 Quạt để hút vỏ ra khỏi buồng tách vỏ

 Bộ phận điều khiển khoảng cách giữa hai cục cán

Quy trình tách vỏ hạt đậu: Hạt đậu đã gia nhiệt được đưa vào máy tách vỏ đôi trục cao su, nơi hạt đậu được đưa qua khe hẹp giữa hai trục xoay Lực nén từ các trục cao su giúp tách vỏ đậu khỏi nhân đậu, đồng thời lớp cao su biến dạng giúp giảm thiểu tình trạng vỡ nát hạt đậu Dưới tác động của dòng không khí, vỏ đậu bị quạt hút ra ngoài, trong khi nhân đậu giữ nguyên và được thu hồi.

Hình 4 Thiết bị tách vỏ hai trục cao su

Nghiền

 Chuẩn bị nguyên liệu cho quá trình trích ly chất béo ra khỏi đậu nành.

 Phá vỡ cấu trúc tế bào, diện tích bề mặt riêng tăng lên, tăng diện tích tiếp xúc với dung môi trong quá trình trích ly, tăng hiệu quả trích ly.

 Các biến đổi của nguyên liệu

 Kích thước hạt đậu nành giảm, diện tích bề mặt riêng sẽ tăng lên.

 Tăng nhiệt độ hạt do quá trình ma sát

 Cấu trúc tế bào bị phá vỡ, các thành phần dễ bị oxi hóa bên trong nguyên liệu như vitamin, acid béo, có điều kiện tiếp xúc với oxi, các phản ứng oxi hóa xảy ra làm giảm giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan cho sản phẩm

 Ngoài ra trong quá trình nghiền còn xảy ra các phản ứng khác do nhiệt sinh ra thúc đẩy phản ứng.

Hóa lý: diện tích bề mặt riêng tăng nên tốc độ bay hơi của các cấu tử dễ bay hơi tăng lên, đặc biệt quá trình nghiền còn sinh nhiệt, do đó làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.

Hơn nữa, bột đậu sau khi nghiền dễ hút ẩm, dẫn đến độ ẩm sản phẩm tăng cao, gây vón cục và dính vào thiết bị, ảnh hưởng đến quá trình nghiền bột mịn.

Ngoài ra, có thể xuất hiện hiện tượng biến tính protein do tác dụng của nhiệt sinh ra trong quá trình nghiền.

Hóa sinh: các phản ứng oxi hóa xúc tác bởi enzyme diễn ra mạnh hơn do cơ chất tiếp xúc với oxi nhiều hơn.

Sinh học: khi nghiền, dưới tác dụng của lực cơ học, vi sinh vật có thể bị tiêu diệt nhưng mứcđọ không đáng kể Sau khi nghiền, diện tích bề mặt riêng tăng lên, mật đọ vi sinh vật có thể tăng lên Đồng thời các chất dinh dưỡng thích hợp của vi sinh vật bên trong nguyên liệu có thể thoát ra ngoài, làm vi sinh vật phát triển mạnh hơn Điều này làm giảm chất lượng sản phẩm.

 Thực hiện Đậu nành sau khi tách vỏ được đưa vào trong thiết bị nghiền búa qua cửa nạp liệu bằng gầu tải Do sự va đập giữa vật liệu và cánh búa đang quay với thành trong của máy, nguyên liệu biến dạng rồi vỡ ra thành các thành phần có kích thước nhỏ hơn Ngoài ra khi nguyên liệu ban đầu có kích thước lớn, có them sự chà xát của vật liệu với thành trong của máy Do bị va đập nhiều lần giữa cánh búa và vỏ máy, nguyên liệu giảm kích thước đến khi nhỏ hơn lỗ lưới, hạt sẽ theo lỗ lưới ra ngoài Các hạt vật liệu nhỏ lọt qua lưới tự thoát ra ngoài hoặc được quạt hút ra khỏi máy, còn các hạt to chưa lọt qua lưới lại được các búa tiếp tục nghiền nhỏ Để nghiền được, động năng của búa khi quay phải lớn hơn công làm biến dạng để phá vỡ vật liệu Máy nghiền búa khi hoạt động tạo ra luồng không khí rất lớn, giúp hạt sau khi nghiền qua lỗ lưới dễ dàng Sau khi ra khỏi máy sản phẩm được thu hồi bằng hệ thống lắng

Cấu tạo máy nghiền búa gồm một roto, trên roto có các cánh búa

Cánh búa có thể có nhiều dạng khác nhau tuỳ theo yêu cầu nghiền và cơ lý tính của nguyên vật liệu

Roto quay trên một vỏ máy được làm bằng gang đúc, có chỗ lắp lưới hoặc toàn bộ xung quanh là lưới.

 Loại đúc bằng gang bên trong thường lắp gờ.

 Loại bao xung quanh là lưới bên trong có gờ hoặc không.

Hình 5 Thiết bị nghiền búa

 Kích thước hạt sau nghiền: 0,5-2mm

Trích ly

Quá trình này có bản chất là một quá trình hoá lý trong đó xảy ra hiện tượng khuếch tán vật chất Việc chuyển dầu trong bán thành phẩm vào pha lỏng của dung môi là một quá trình truyền khối xảy ra trong lớp chuyển động, dựa vào sự chênh lệch nồng độ dầu trong nguyên liệu và dòng chảy bên ngoài.

 Mục đích công nghệ: hoàn thiện: Tách 99-99.5% hàm lượng dầu có trong nguyên liệu Sản phẩm đậu nành sau tách béo có hàm lượng béo là 0,5- 1 %.

 Các biến đổi của nguyên liệu:

Hóa lí: biến đổi hóa lí là nhóm biến đổi quan trọng nhất trong quá trình trích ly Đây là sự hòa tan của các cấu tử chất béo từ bán thành phẩm (pha rắn) vào dung môi pha lỏng Ngoài ra trong quá trình trích ly này, một số tạp chất hòa tan khác như các acid béo tự do, phospholipide, , sẽ được trích vào dung môi.

Vật lý: sự khuếch tán là biến đổi vật lí quan trọng trong quá trình trích ly Các phân tử chất tan sẽ dịch chuyển từ tâm của bán thành phẩm đến vùng bề mặt và dịch chuyển từ vùng bề mặt bán thành phẩm vào dung môi hexan Các phân tử dung môi sẽ khuếch tán từ ngoài vào bán thành phẩm qua các mao dẫn Sự khuếch tán sẽ giúp quá trình chiết rút các cấu tử chất béo từ nguyên liệu vào dung môi hexan xảy ra nhanh và triệt để hơn Động lực khuếch tán là do sự chênh lệch nồng độ.

Hóa học: xảy ra các phản ứng hóa học giữa các cấu tử trong nguyên liệu Quá trình trích ly làm cho chất béo bị oxy hóa làm cho dịch trích chứa nhiều tạp chất.

Hóa sinh và sinh học: hệ enzyme trong nguyên liệu bị bất hoạt.

Bột đậu nành thu được sau nghiền cho vào thiết bị trích ly sẽ nhúng ngập trong lòng dung môi ( dung môi lưu chuyển ngược chiều)

Thiết bị trích ly liên tục Heldebrandt

Thiết bị có 2 tháp: (1), (2) dạng trụ đứng, chúng nối với nhau bằng một ống trụ nằm ngang (3) ở phía dưới Bên trong thiết bị có các vis tải để vận chuyển nguyên liệu Nguyên liệu được nạp liên tục vào thiết bị theo cửa (4) và được vis tải đưa xuống bên dưới tháp (2) để qua ống trụ nằm ngang(3) rồi theo tháp (1) đi lên phía trên Cuối cùng nguyên liệu được tháo ra ngoài thiết bị theo cửa (5) Dung môi sẽ được nạp vào thiết bị theo cửa (6) trên tháp (1) và sẽ chuyển động xuống phía bên dưới, qua ống trụ nằm ngang (3) rồi theo tháp (2) đi lên, cuối cùng dịch trích được tháo ra ngoài qua cửa chắn (7) Như vậy, dòng nguyên liệu và dòng dung môi chuyển động ngược chiều nhau.

Hình 6 Thiết bị trích ly liên tục

Để tránh biến tính protein thì quá trình được thực hiện ở 60 o C.

Thời gian trích ly: 5 giờ

Tỉ lệ giữa nguyên liệu và dung môi: 1:9

Vận tốc trục vít trong thiết bị là 1 vòng/ phút

Tách dung môi

1,2,3 tháp trích ly hình trụ đứng/ngang

 Mục đích công nghệ: Loại bỏ dung môi còn trong nguyên liệu đậu nành

 Các biến đổi của nguyên liệu

Hoá lý: hexan được tách ra khỏi bã đậu nành tại nhiệt độ sôi của hexan.

Hóa học: một số cấu tử trong nguyên liệu tham gia phản ứng hó học.

 Thực hiện: Bã đậu nành sau khi tách béo được đưa vào thiết bị chưng cất liên tục.

Tháp chưng cất có nhiều đĩa xốp, mỗi đĩa xốp được khoét lỗ cho hơi từ dưới bốc lên Mỗi đĩa lại có gờ chảy tràn để chất lỏng chảy xuống đĩa bên dưới Trên các đĩa luôn có lượng lỏng nhất định Chất lỏng trong nồi đun sẽ hóa hơi, đi qua lớp chất lỏng trên đĩa dưới cùng Hơi từ nồi đun có nhiệt độ cao hơn chất lỏng trên đĩa dưới cùng nên một phần hơi ngưng tụ, một phần mới tạo thành, khiến hơi trên đĩa dưới cùng giàu thành phần dễ bay hơi hơn Quá trình này diễn ra tương tự trên các đĩa tiếp theo Dòng hơi từ dưới lên càng giàu thành phần dễ bay hơi, trong khi dòng chất lỏng từ trên xuống càng giàu thành phần khó bay hơi Để nâng cao nồng độ thành phần dễ bay hơi trong sản phẩm đỉnh, một lượng sản phẩm đỉnh được tuần hoàn trở lại đĩa trên cùng.

Hình 7 Thiết bị chưng cất liên tục

Trích ly lần 1 và lần 2

 Mục đích công nghệ : khai thác: tách protein và một số tạp chất trong bột đậu nành tách béo vào dung môi.

 Các biến đổi của nguyên liệu

Hoá lý: trong quá trình này, biến đổi hóa lý là chính, xảy ra hiện tượng khuếch tán vật chất Cụ thể có hai dòng chuyển động chính: protein và một số hợp chất từ bột đậu nành đã tách béo sẽ khuếch tán vào dung môi và dung môi từ ngoài khuếch tán vào hạt bột.

Vật lý: quá trình khuếch tán dẫn đến sự biến đổi về mặt vật lý của pha rắn và lỏng trong hỗn hợp:

 Pha rắn – hạt bột đậu nành tách béo: hạt bột sẽ hút ẩm, mềm, dẻo hơn Hiện tượng này làm tăng trở lực, giảm năng suất ly tâm.

 Pha lỏng- dịch trích protein: tỷ trọng và độ nhớt của dịch trích tăng lên do nồng độ chất khô trong dịch trích tăng lên theo thời gian Nồng độ chất khô càng cao thì tỷ trọng và độ nhớt của dịch trích protein càng cao Quá trình trích ly thứ 2 thì độ nhớt của dịch trích cao hơn so với lần trích ly thứ 1.

Hóa học: nồng độ chất khô trong dịch trích tăng lên theo thời gian, phần lớn protein trong bã đậu nành sẽ hoà tan vào dung dịch NaOH Như vậy khi tăng pH thì sẽ thu được nhiều protein hơn Tuy nhiên, nếu ở pH cao xảy ra những biến đổi không mong muốn như sự biến tính protein và sự thay đổi hóa học trong amino axit các acid amin chứa lưu huỳnh như Cystein, Cystin bị phá hỏng, Arg bị phân hủy một phần thành Ornitin và Ure

Ngoài ra tại môi trường kiềm mạnh cũng hỗ trợ cho nành tác protein – carbohydrate xảy ra phản ứng màu mailer, làm mất giá trị dinh dưỡng của protein.

Sinh học: một số vi sinh vật có thể bị ức chế trong môi trường kiềm.

 Hoá sinh: một số enzym bị vô hoạt.

Bột đậu nành sau khi tách béo chuyển vào thiết bị hình trụ có cánh khuấy, có motor gắn phía trên Đưa dung môi kiềm từ bồn chứa vào trong thiết bị trích ly Tại đây dòng dung môi sẽ hòa tan bột đậu nành tách béo, lôi kéo các cấu tử protein ra ngoài.

Bồn chứa có cánh khuấy

Thiết bị gồm thùng (4) hình trụ thẳng đứng, được đóng kín, bên trong chứa chất lỏng cần khuấy trộn

Bộ phận làm việc chính là cơ cấu khuấy (6) được đặt ngập sâu trong chất lỏng và chuyển đông nhờ liên kết quay với động cơ (1) qua trục (3) và bộ giảm tốc (2).

Sử dụng cánh khuấy chóng inox.

Để tạo sự xáo trộn mạnh, tăng cường hiệu quả trích ly, người ta có thể bố trí các tấm chắn (5) trên vách thùng.

Hình 7 Thiết bị trích ly protein

Dung môi sử dụng là dung dịch NaOH có pH=9.

Tỷ lệ khối lượng đậu: dung môi 1:10 để đảm bảo hạt suất thu hồi và tăng hiệu quả kinh tế.

Nhiệt độ trích ly là 60 o C tránh phản ứng Mailard giữa protein và saccharide Để thu được sản phẩm có chất lượng và hiệu suất trích cao.

Thời gian trích ly lần 1 là 1 giờ, lần 2 là 30 phút.

Ly tâm lần 1 & lần 2

 Mục đích công nghệ: khai thác

Sử dụng máy lắng ly tâm để phân riêng huyền phù có kích thước pha rắn tương đối lớn

Quá trình sẽ thu nhận dịch chiết, đồng thời loại bỏ phần bã không tan.

 Các biến đổi của nguyên liệu

Vật lý: khối lượng dịch thu được sau quá trình trích ly sẽ giảm khi qua quá trình ly tâm do bã được tách bỏ ra ngoài

Hóa học: có tổn thất một ít protein, vitamin, chất màu… theo bã lọc

Hóa lý: thay đổi trạng thái từ dung dịch dạng huyền phù sang lỏng

Sinh học: một số vi sinh vật bị loại bỏ theo bã lọc

Máy ly tâm lắng nằm ngang tháo bã bằng vít xoắn

 Rôto ngoài có dạng hình nón hoăc trụ-nón

 Rôto trong có dạng hình trụ mà mặt ngoài của nó có gắn vít tải.Rôto trong và rôto ngoài quay cùng chiều nhưng rôto trong quay chậm hơn rôto ngoài 1,5-2 % (khoảng 20-100 vòng/phút) nhờ hộp giảm tốc vi sai

 Rôto trong có đục các lỗ để dẫn huyền phù nhập liệu Góc nghiêng phần hình nón của rôto khoảng 9-10 o

Quá trình lắng xảy ra trong khoảng không gian giữa hai rôto, bã bám vào mặt trong của rôto ngoài và được vít tải đẩy về phía cửa tháo bã Pha lỏng đi về phía ngược lại, chảy qua các cửa ở trên đáy rồi đi ra ngoài Trong phần rôto không bị ngập nước, bã vừa được đưa ra khỏi rôto vừa được làm khô.

Hình 8 Thiết bị ly tâm

Vận tốc ly tâm: 6000 vòng/ phút

Lọc UF

Công nghệ khai thác nhằm tách loại bỏ các hợp chất đường hòa tan, muối ra khỏi dịch chiết Bằng cách này, tỉ lệ protein đậu nành so với tổng hàm lượng chất khô của thành phẩm sẽ tăng lên Phương pháp này giúp cô đặc protein đậu nành, loại bỏ những thành phần không mong muốn, qua đó nâng cao chất lượng và hiệu quả sử dụng của sản phẩm.

 Các biển đổi của nguyên liệu

Vật lý: giảm thể tích, khối lượng của bán thành phẩm, bán thành phẩm trong hơn.

Hóa học: giảm hàm lượng carbonhydrate, muối, vitamin, nước trong dòng retentate.

Sinh học và hóa sinh: quá trình này không làm xuất hiện các biến đổi sinh học và hóa sinh.

Hóa lý: không có biến đổi về pha.

 Thực hiện: Nguyên liệu sau khi ly tâm được đưa vào thiết bị lọc

Hình 9 Thiết bị lọc UF

 Sử dụng hệ thống siêu lọc UF với kích thước lỗ màng dao động trong khoảng 10 -4 – 10 3 àm.

 Dung dịch đi vào hệ thống siêu lọc có nồng độ chất khô khoảng 9- 10%, dòng rententate thu được có nồng độ chất khô khoảng 25- 30%.

 Nhiệt độ dung dịch trong quá trình siêu lọc 62-64 o C.

Cô đặc

Là quá trình làm bay hơi nước trong thực phẩm dưới tác dụng của nhiệt nhằn mục đích làm tăng nồng độ chất khô của thực phẩm.

 Mục đích công nghệ : chuẩn bị : quá trình làm tăng hàm lượng protein của dịch chiết protein đậu nành, tiết kiệm chi phí năng lượng cho quá trình sấy phun tiếp theo, ngoài ra còn giúp quá trình sấy phun diễn ra dễ dàng và đạt hiệu quả cao hơn.

 Biến đổi của nguyên liệu

Vật lý: nhiều biến đổi về vật lý xảy ra trong bán thành phẩm như: khối lượng và thể tích bán thành phẩm giảm đi, hoạt độ nước của bán thành phẩm cũng giảm đi.

Hóa học trong nguyên liệu phản ứng với nhau hoặc bị phân hủy.

Hóa lý: biến đổi hóa lý quan trọng trong quá trình cô đặc là sự chuyển pha của nước Nước tồn tại trong bán thành phẩm trước khi cô đặc sẽ chuyển sang trạng thái hơi và thoát ra ngoài môi trường Ngoài ra, trong quá trình cô đặc, có thể xảy ra quá trình đông tụ protein nếu nhiệt độ cô đặc cao và đủ làm biến tính bất thuận nghịch protein Do đó cần phải lựa chọn nhiệt độ cô đặc phù hợp hạn chế sự đông tụ protein.

Hóa sinh và sinh học: vì nhiệt độ cô đặc thấp nên sự biến đổi về hóa sinh và sinh học là không nhiều.

Dịch protein sau khi quá trình siêu lọc sẽ được đưa vào thiết bị cô đặc chân không dạng màng rơi 2 cấp để tách bớt nước ra khỏi bán thành phẩm.

 Thiết bị thực hiện Đầu tiên, nguyên liệu sẽ được đưa vào buồng gia nhiệt sơ bộ Sau đó, nguyên liệu đi vào buồng cô đặc Trong buồng cô đặc có các ống hình trụ xếp song són nhau Nguyên liệu chảy màng ép sát thân bên trong các ống hình trụ này theo hướng từ trên xuống dưới Hơi bão hòa được nạp vào khoảng không gian bên ngoài các ống hình trụ trong buồng cô dặc Cuối cùng, nguyên liệu được đưa qua buồng tách hơi thứ ra khỏi sản phẩm

Hình 10 Thiết bị cô đặc chân không dạng màng rơi

 Dung dịch thu được sau khi cô đặc có nồng độ chất khô 50%

 Thời gian lưu của nguyên liệu trong thiết bị: 10-30s

Sấy phun

Chế biến: tạo ra sản phẩm bột mịn

Bảo quản: hàm ẩm thấp nên kéo dài thời gian bảo quản

 Các biến đổi của nguyên liệu

Vật lí: giảm khối lượng do tách bớt nước ra khỏi bán thành phẩm.

Hoá học: độ ẩm giảm nhanh, có thể xảy ra phân huỷ một số chất mẫn cảm với nhiệt độ Nhiệt độ cao cũng có thể gây biến tính bất thuận nghịch một số phân tử protein và làm ảnh hưởng xấu đến tính chất chức năng của sản phẩm cuối.

Hóa lý: xảy ra sự bay hơi nước và các chất dễ bay hơi khác dưới tác

Hoá sinh: một số enzyme lẫn trong bán thành phẩm bị vô hoạt hoặc giảm hoạt tính.

Sinh học: các vi sinh vật còn sót lại trong bán thành phẩm bị tiêu diệt hoặc ức chế

 Thiết bị: sử dụng hệ thống sấy 2 giai đoạn ( sấy phun và sấy tầng sôi).

Hình 11 Hệ thống thiết bị sấy phun

Nguyên tắc sấy phun gồm 3 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Bán thành phẩm từ bồn chứa trung gian sẽ được bơm thiết bị sấy phun Chuyển bán thành phẩm sau cô đặc thành dạng sương mù ( các hạt lỏng phân tán trong môi trường khí) nhờ cơ cấu phun sương trong thiết bị sấy phun Kích thước các giọt lỏng sau giai đoạn phun sương khoảng 10-200 àm.

Giai đoạn 2: Không khí được quạt hút qua bộ lọc khí vào calorife rồi vào tháp sấy hòa trộn sương mù với dòng tác nhân sấy trong buồng sấy Đây chính là giai đoạn tách ẩm ra khỏi nguyên liệu Do nguyên liệu được phun sương nên diện tích tiếp xúc giữa các giọt lỏng và tác nhân sấy là rất lớn Nhờ đó, ẩm trong nguyên liệu được bay hơi nhanh chóng Bột protein được làm khô rất nhanh thành các hạt mịn có kích thước khoảng 150 nm Sản phẩm được tạo thành ở dạng bột mịn Thời gian tách ẩm diễn ra trong khoảng từ vài giây đến hai chục giây.

Giai đoạn 3 tách sản phẩm ra khỏi dòng tác nhân sấy.

Nguyên liệu thu được qua thiết bị cô đặc chân không dạng màng rơi hai cấp nhằm tách bớt lượng nước có trong bán thành phẩm, cho vào bồn trung gian chuẩn bị cho quá trình sấy

Nhiệt độ không khí sấy đầu vào: 200 o C

Nhiệt độ không khí ra: 80 o C

Thời gian lưu của các hạt trong buồng sấy: 5-30s

Độ ẩm vật liệu sau khi sấy: 3 – 4%.

Đóng gói

 Mục đích công nghệ : bảo quản và hoàn thiện

Quá trình đóng gói giúp ổn định chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản, đồng thời việc phân phối sản phẩm dễ dàng hơn.

 Các biến đổi của nguyên liệu

Quá trình rót sản phẩm vào bao bì không gây ra những biến đổi đáng kể về chất lượng sản phẩm.

Bán thành phẩm sau khi sấy phun được đưa qua hệ thống đóng gói Sử dụng hệ thống thiết bị đóng gói theo nguyên tắc liên tục và tự động hóa. Mỗi bao bì thành phẩm chứa 20 kg sản phẩm.

Cấu tạo: bộ phận duỗi cuộn màng làm bao bì được in nhãn, trải xung quanh một ống trụ hở một đầu Ống kim loại có chức năng định hình màng plastic thành dạng ống, hai mép biên màng chồng lên nhau và được gắn dính chặt vào nhau bằng phương pháp hàn nhiệt tạo thành một ống tròn bao quanh ống kim loại Mép dưới của ống được nhiệt, tạo thành túi, đồng thời thực phẩm được đưa vào túi đến một khối lượng xác định rồi không khí trong túi được hút hoàn toàn bởi bộ phận tạo chân không hoặc túi được bơm khí trơ Một bộ phận sẽ kéo túi đựng thực phẩm đi xuống giúp lớp màng tiếp theo được bao vào ống kim loại tạo dạng ống kế tiếp, chuẩn bị một chu kì mới.

Hình 12 Thiết bị đóng gói

Quy trình công nghệ II

Quy trình công nghệ II thực hiện khác quy trình I ở các quá trình :

Cụ thể quy trình II được thực hiện như sau:

1 Nghiền Ở quá trình này sử dụng thiết bị nghiền 4 trục thay cho thiết bị nghiền búa ở quy trình I.

Cấu tạo: Trục nghiền hình trụ, trên bề mặt có thể có xẻ rãnh

Nguyên lý: cho sản phẩm cần nghiền đi qua khe hở giữa hai trục nghiền, nguyên liệu sẽ bị ép, kích thước nhỏ lại Vật liệu đi vào buồng nghiền được đảo trộn và nghiền nát bởi lực ép của trục nghiền Để đảm bảo kích thước hạt sau khi nghiền, có thể nghiền nhiều lần bằng cách hồi lưu lại sản phẩm nghiền hay nghiền qua nhiều máy liên tục

Hình 13 Thiết bị nghiền 4 trục

2 Chưng sấy( gia công nhiệt ẩm)

Dầu trong bột phân bố ở dạng màng mỏng trên mặt các hạt bột nghiền, nhưng phần lớn vẫn ở dạng liên kết, lực liên kết này lớn hơn nhiều so với áp lực mà máy ép dầu có thể tạo ra, do vậy trước khi ép tách dầu, ta phải chưng sấy bột nghiền.

Mục đích của quá trình ép là tạo điều kiện cho bột đậu nành sau nghiền có sự biến đổi về tính chất lý học, làm thay đổi tính chất vật lý của phần háo nước và phần kị nước (dầu), giúp bột sau nghiền có tính đàn hồi Quá trình chuẩn bị này giúp phá vỡ hoặc làm yếu các mối liên kết phân tử vững bền giữa phần dầu và phần háo nước, tạo điều kiện thuận lợi cho dầu dễ dàng thoát ra trong quá trình ép.

 Các biến đổi của nguyên liệu:

Heat treatment denatures proteins, inactivating digestive enzyme inhibitors (antitrypsin Kunitz and Bowman) and making glycinin more digestible due to its extended peptide chains exposing amino acid residues for protease digestion Additionally, the enzyme urease is deactivated by heat.

 Bốc hơi bớt một phần chất gây mùi dưới ảnh hưởng của hơi nước và nhiệt độ cao

Thay đổi tính chất vật lý của phần háo nước và phần kị nước, làm cho bột đậu nành có tính dẻo, đàn hồi; làm đứt mối liên kết phân tử giữa dầu với các thành phần háo nước để ép dầu dễ dàng hơn

độ ẩm của nguyên liệu giảm

Sinh học: vi sinh vật bị tiêu diệt do nhiệt

Hóa sinh: vô hoạt hệ thống enzym không chịu được nhiệt độ cao tồn tại trong bột nghiền: Vô hoạt enzyme lypoxydase tạo ra màu sắc, mùi vị xấu và giảm lượng protein.

 Thiết bị thực hiện: Nồi chưng sấy tầng

Nguyên liệu chuyển động trong nồi từ tầng trên xuống các tầng dưới theo phương thẳng đứng Sự chuyển động và đảo trộn nguyên liệu diễn ra nhờ trục khuấy có bộ dao gạt và do trọng lực của chính bản thân khối bột

Mỗi một tần nồi ở đáy có lỗ để lồng trục khuấy Trên trục khuấy ở sát đáy được lắp hai cánh khuấy Mặt dưới của cánh khuấy cách mặt đáy khoảng 1,5 – 2,0 mm Ở các tầng có cửa tự đóng mở theo định lượng Ở thành tầng có cửa nối thông với ống xả thông khí và hơi nước Trên thành tầng dưới có cửa thoát để bột chưng sấy

Hình 14 Cấu tạo nối chưng sấy 6 tầng

(1 Lỗ lồng trục khuấy; 2 Trục khuấy; 3 Cánh khuấy; 4 Lỗ thoát liệu;

5 Cửa thoát khí; 6 Ống hơi đun nóng; 7 Ống nước ngưng; 8 Cửa quan sát)

Dùng nước và hơi nước trực tiếp để nâng độ ẩm của bột lên đến độ ẩm phù hợp với sự trương nở phần háo nước của bột nghiền Độ ẩm tăng đến 20 ÷ 22%

Sấy bột bằng hơi gián tiếp để nâng nhiệt độ của bột lên, làm biến đổi các thành phần đến mức thích hợp Độ ẩm còn khoảng 3%

 Áp suất hơi chưng: 4- 6 atm

 Nhiệt độ lò đốt hơi: 95- 115 o C

 Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình trích ly lần 1: tách dầu ra khỏi bột đậu nành

 Các biến đổi của nguyên liệu:

Vật lý: cấu trúc tế bào bị phá vỡ, do thực hiện ở nhiệt độ cao và nguyên liệu bị nén mạnh bới lực cơ học của máy ép

Hóa lý: biến tính protein do ma sát sinh ra nhiệt

Hóa học: chất béo có thể bị oxi hóa nhưng không đáng kể

Máy ép trục vis (thường được gắn liền với nồi chưng sấy ở phía trên)

Hình 15 Máy ép trục vít

 Là một khối hình trụ, hình thành do được ghép lại từ một số cấp, bên trong có trục vis.

 Trục vis là bộ phận dùng để vận chuyển bột tạo áp lực lên bột, đấy bột ép ở dạng bánh từ lòng máy ra ngoài Các đoạn vis lắp trên trục có bước vis và đường kính gân vis khác nhau Điều này làm cho thể tích lòng ép và áp suất tạo ra trong lòng ép bị thay đổi

 Lòng ép: gồm hai nửa thân giống nhau, úp lên nhớ 4 trụ thép và dùng các bulong siết lại Lòng ép được lắp ghép từ các thanh căn Khoảng tiếp giáp giữa các thanh căn được gọi là khe căn, là nơi dầu thoát ra ngoài.

 Dọc theo chiều dài lòng ép, chỗ giáp ranh giữa hai nửa lòng ép có bố trí dao gạt, nhằm ngăn cản nguyên liệu theo trục vis xoay tròn tại chỗ

Bột từ thiết bị chưng sấy được đưa xuống thiết bị ép trục vis, chuyển vào lòng ép, bị các vis của trục cuốn lấy và chuyển động dần về phía cửa ra của máy ép theo đường xoắn ốc Cùng với sự vận chuyển này là sự nén nguyên liệu trong lòng ép, lực nén càng lúc càng lớn, do bước vis giảm dần và đường kính các đoạn vis tăng lên theo chiều chuyển động của nguyên liệu Thực hiện ép ở nhiệt độ cao để độ nhớt của dầu trong bột giảm, dễ dàng thoát ra ngoài thiết bị

 Độ ẩm bột trước khi ép: khoảng 3%

4 Cô đặc Ở quá trình này sử dụng thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức thay cho thiết bị cô đặc chân không dạng màng rơi ở quy trình I

Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức:

Cấu tạo: Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức gồm phòng đốt 1, trong phòng đốt có các ống truyền nhiệt, phía trên là phòng bốc 2, trong phòng bốc có bộ phận tách giọt 6, bên ngoài thiết bị có ống tuần hoàn ngoài 3 và bơm tuần hoàn 4.

Nguyên tắc làm việc: Dung dịch được đưa vào phòng đốt 1 liên tục bằng bơm tuần hoàn và đi trong các ống trao đổi nhiệt lên phòng bốc, còn hơi đốt được đưa vào phòng đốt ở khoảng giữa các ống truyền nhiệt với vỏ để đun sôi dung dịch trong ống truyền nhiệt Tại bề mặt thoáng dung dịch ở phòng bốc dung môi tách ra bay lên qua bộ phận tách giọt được ngưng tụ rồi ra ngoài, dung dịch còn lại đậm đặc hơn trở về ống tuần hoàn 3 và được trộn lẫn với dung dịch đầu đi vào phòng đốt Khi dung dịch đạt yêu cầu thì ta luôn lấy một phần ra ở đáy phòng bốc ra làm sản phẩm Tốc độ dung dịch trong ống truyền nhiệt khoảng từ 1,5 đến 3,5 m/s do đó hệ số cấp nhiệt lớn và có thể làm việc trong điều kiện nhiệt độ hữu ích nhỏ từ 3- 5 độ vì cường độ tuần hoàn chỉ phụ thuộc vào năng suất của bơm.

Hình 16 Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức

III So sánh giữa hai qui trình:

Bảng 10 So sánh hai qui trình

QUY TRÌNH I QUY TRÌNH II

Trích ly Ép lấy dầu Ưu điểm Hiệu suất tách béo cao 98- 99% Ít thiết bị, quá trình vận hành đơn giản.

An toàn lao động, ít xảy ra hỏa hoạn như trong trích ly

Điều kiện trong nước có thể cung cấp thiết bị.

Nhược điểm Dễ gây ra hỏa hoạn.

Qui trình công nghệ phức tạp.

Chi phí đầu tư thiết bị, vận hành, dung môi, năng lượng cao.

Hiệu suất tách dầu khoảng 94%

Phải thực hiện ép hai lần: ép lần 1 -> nghiền -> ép lần 2

Máy nghiền búa Máy nghiền trục Ưu điểm Kích thước hạt sau nghiền nhỏ, đồng nhất.

Hiệu suất cao, ứng dụng rộng rãi.

Có nhiều chủng loại thiết bị phong phú, phù hợp theo yêu cầu của người sử dụng.

Kết cấu đơn giản, vận hành bảo trì dễ dàng, có thể điều chỉnh kích thước vật liệu ra.

Tiêu thụ năng lượng thấp.

Có nhiều chủng loại thiết bị phong phú, phù hợp theo yêu cầu của người sử dụng.

Có thể áp dụng cho phương pháp nghiền ướt và nghiền khô với các vật liệu nghiền.

Hiệu suất nghiền lớn, độ mịn các vật liệu sau khi nghiền cao.

Nhược điểm Không làm việc được các loại vật liệu ẩm, dẻo, hoặc bám dính.

Phải có cyclon thu hồi

Khống chế kích thước nhập liệu

Diện tích chiếm chỗ lớn

So sánh hai quy trình

Ưu điểm Thực hiện ở áp suất chân không nên hạn chế việc đông tụ protein

Cô đặc được những dung dịch có độ nhớt lớn

Nhược điểm Thiết bị phức tạp, tốn kém Tốn nhiều năng lượng cung cấp cho máy bơm

MÔ TẢ SẢN PHẨM 1 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm SPI

Tính chất chức năng ( tính năng công nghệ)

2.1 Khả năng hòa tan trong nước và giữ nước

Khả năng hòa tan là điều kiện hàng đầu đóng vai trò là thành phần chức năng trong thực phẩm Tính tan tốt của SPI được sử dụng để bổ sung vào các loại thức uống giàu năng lượng cũng như một số thực phẩm dạng lỏng.

Bên cạnh tính tan, SPI còn có khả năng liên kết vói nước và giữ nước Hàm lượng protein trong SPI cao đồng nghĩa với khả năng liên kết và giữ nước cao do có nhiều nhóm Carboxyl và Amino ái nước Chúng được sử dụng như tác nhân giữ nước, ổn định cấu trúc, ngăn chảy dịch và góp phần làm tăng khối lượng, tăng gái trị kinh tế trong các sản phẩm thịt, bánh mì, bánh nướng,…

2.2 Khả năng tạo độ nhớt

Khi protein tan trong dung dịch, độ nhớt của dung dịch protein thay đổi tùy theo loại protein Độ nhớt này tăng theo hàm mũ khi nồng độ protein tăng do phản ứng protein-protein gia tăng Nhờ đó, việc bổ sung chế phẩm SPI vào thực phẩm lỏng như đồ uống, canh súp, nước sốt và kem có thể làm tăng độ sệt và độ nhớt của sản phẩm.

Khả năng tạo gel là một tính chất rất quan trọng của SPI, đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo cấu trúc cho một số sản phẩm như giò lụa, xúc xích,…Khả năng tạo gel của protein không những được sử dụng để tạo độ cứng, độ đàn hồi cho sản phẩm mà còn cải thiện khả năng hấp thụ nước, tạo độ dặc, tạo lực liên kết giữa các tiểu phần cũng như làm bền hệ nhũ nành và bọt.

Protein được dùng như chất hoạt động bề mặt, có khả năng làm bền hệ nhũ nành, nhờ hấp thụ lên bề mặt phân chia giữa các giọt dầu phân tán và pha nước liên tục, ngăn cản các giọt béo hợp nhất Một số ứng dụng phổ biến là sản phẩm thịt nhũ hóa, sốt, xúc xích,…

Ngoài ra SPI còn có khả năng cố định mùi, khả năng tạo bọt,…

Trong sản xuất các sản phẩm từ thịt ( xúc xích, giăm bông, giò lụa, hot dogs, ): SPI làm tăng hàm lượng protein, giảm hàm lượng cholesterol, cải thiện chất lượng, mùi vị, cấu trúc cho sản phẩm.

Hình 17 Thực phẩm thịt có bổ sung SPI

Trong sản xuất các sản phẩm từ cá ( sumiri, cá viên, xúc xích cá,…): SPI cải thiện mùi vị, cấu trúc, giảm giá thành cho sản phẩm.

Hình 18 Thực phẩm từ cá có bổ sung SPI

Trong sản xuất các sản phẩm nướng, bánh mì, bánh ngọt, mì ăn liền,

…: SPI tăng làm lượng protein cho sản phẩm, cải thiện hương vị đồng thời giảm giá thành sản phẩm.

Hình 19 Bánh bổ sung SPI

Trong sản xuất các sản phẩm từ sữa: SPI có thể thay thế một phần sữa bột gầy để tăng khả năng nhũ hóa, cải thiện cấu trúc kem, ngăn ngừa kết tinh đường lactose trong kem.

Hình 20 Các loại thưc phẩm bổ sung SPI

Ngoài ra, SPI còn được sử dụng trong sản xuất chocolate, kẹo, bột cà phê hòa tan, baby food, diet food,…

LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tham khảo tiếng Việt

1 Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Thu Hiền, Tôn Nữ

Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Trà, 2011, Công nghệ chế biến, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM

2 Trần Bích Lam, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Đinh Trần Nhật Thu, 2004