Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì với năng suất 220 tấn nguyên liệu ngày

LỜI NÓI ĐẦU Lương thực, thực phẩm đóng vai trò rất quan trọng đối với nhân loại, luôn tồn tại, đồng hành cùng với cuộc sống con người. Chúng ngày càng được chú trọng hơn không chỉ bởi nhu cầu ăn uống để tồn tại của con người mà còn bởi nhiều lý do khác như sự bùng nổ dân số toàn cầu hay việc mức sống được nâng cao khiến cho nhu cầu ăn uống không chỉ đòi hỏi no đủ mà còn là sự ngon miệng trong từng bữa ăn. Các sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc rất đa dạng từ động vật, từ thực vật, từ vi sinh vật…Tuy nhiên thực phẩm có nguồn gốc thực vật như rau, củ, quả, hạt cốc…vẫn chiếm một tỷ trọng khá lớn. Lúa mì là cây lương thực thuộc họ hoà thảo trồng nhiều nhất trên thế giới được phân bố ở hầu khắp các vùng. Nó là cây không ưa nóng và chịu lạnh tốt nên được trồng nhiều ở các nước có khí hậu lạnh như Nga, Mỹ, Canada, Trung Quốc…Sản phẩm chế biến từ hạt lúa mì là bột mì có giá trị sử dụng cao nhất. Bánh mì không những có độ calo cao mà còn dễ tiêu hoá. Đặc biệt bột mì còn có gluten mà các loại lương thực khác không có, vì vậy bột mì là nguyên liệu chính trong kỹ nghệ bánh mì, mỳ ống, bánh xốp…mà không thể thay được hay khó chế biến từ bột hạt lương thực khác. Ngoài ra lúa mì còn dùng nhiều trong các kỹ nghệ thực phẩm khác như rượu, tinh bột, đường. Tinh bột mì cũng được dùng nhiều trong các ngành kỹ nghệ khác nhau. Ở Việt Nam tuy không trồng được lúa mì nhưng từ lâu bột mì và các sản phẩm chế biến từ bột mì đã được sử dụng rông rãi trong nhân dân và là nguồn thực phẩm không thể thiếu trong đời sống hàng ngày. Bột mì nhập từ nước ngoài vào Việt Nam, trong quá trình vận chuyển, bảo quản gặp nhiều khó khăn, không chủ động được nguồn nguyên liệu bột cho các nhà máy chế biến. Giá thành bột cao hơn so với ta nhập lúa mì về nước để sản xuất thành bột mì. Trước những bức xúc đó đòi hỏi phải có giải pháp cho khâu nguyên liệu bột mì.

LỜI NÓI ĐẦU

Lương thực, thực phẩm đóng vai trò rất quan trọng đối với nhân loại, luôntồn tại, đồng hành cùng với cuộc sống con người Chúng ngày càng được chú trọnghơn không chỉ bởi nhu cầu ăn uống để tồn tại của con người mà còn bởi nhiều lý dokhác như sự bùng nổ dân số toàn cầu hay việc mức sống được nâng cao khiến chonhu cầu ăn uống không chỉ đòi hỏi no đủ mà còn là sự ngon miệng trong từng bữaăn

Ở Việt Nam tuy không trồng được lúa mì nhưng từ lâu bột mì và các sảnphẩm chế biến từ bột mì đã được sử dụng rông rãi trong nhân dân và là nguồn thựcphẩm không thể thiếu trong đời sống hàng ngày Bột mì nhập từ nước ngoài vàoViệt Nam, trong quá trình vận chuyển, bảo quản gặp nhiều khó khăn, không chủđộng được nguồn nguyên liệu bột cho các nhà máy chế biến Giá thành bột cao hơn

so với ta nhập lúa mì về nước để sản xuất thành bột mì Trước những bức xúc đóđòi hỏi phải có giải pháp cho khâu nguyên liệu bột mì

Từ năm 1998 trở về trước, tại các tỉnh Miền Trung mới chỉ có hai nhà máysản xuất bột mì đó là nhà máy bột mì Việt Ý ở Đà Nẵng và nhà máy bột mì ở Vinh Tuy nhiên, tình hình cung cấp bột mì tại các tỉnh này vẫn là chưa đủ, và nguồn cungcấp bột chủ yếu là từ các nhà máy ở các tỉnh phía Nam

Để đáp ứng kịp nhu cầu tiêu thụ bột mì của thị trường tại các tỉnh MiềnTrung và các tỉnh phía Bắc, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngànhcông nghiệp bột mì trên thế giới thì việc xây dựng thêm một nhà máy tại khu vựcMiền Trung là rất cần thiết Thấy được sự thiết yếu này Bộ môn Công Nghệ Thực

Phẩm đã giao việc thiết kế “Nhà máy sản xuất bột mì với năng suất 220 tấn nguyên liệu /ngày.” cho nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của tôi

CHƯƠNG 1

LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT

1.1 Đặc điểm tự nhiên của vị trí xây dựng

Ðịa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với quy hoạch và đảm bảo sự pháttriển chung về kinh tế ở địa phương Việc chọn địa điểm để xây dựng nhà máy có ýnghĩa rất quan trọng vì nó không những quyết định khả năng thành công của dự án

mà còn ảnh hưởng đến hoạt động của nhà máy sau này

Đối với nhà máy bột mì, phân xưởng sản xuất chính đòi hỏi phải xây caotầng vì vậy cần thiết phải chọn địa điểm có cấu tạo đất không lún sụt để đảm bảochất lượng công trình Đồng thời để tiện cho việc nhập khẩu nguyên liệu, lưu thông

và tiêu thụ sản phẩm nhà máy phải được đặt ở vị trí có mạng lưới giao thông huyếtmạch

Đà Nẵng là trung tâm của miền Trung, mạng lưới giao thông hiện đại vớinhiều dự án nâng cấp, mở rộng, có điều kiện khí hậu tương đối ổn định, nhiệt độtrung bình hàng năm là 260C, độ ẩm trung bình là 81%, hướng gió chính là hướnggió Đông - Nam

Căn cứ vào những điều kiện trên, tôi quyết định đặt nhà máy tại khu côngnghiệp Hòa Khánh-Đà Nẵng Tại đây, khu đất xây dựng có diện tích đủ rộng, địahình bằng phẳng, có khả năng mở rộng thuận lợi, nguồn cung cấp điện nước thuộcmạng lưới của khu công nghiệp Đó là những điều kiện thuận lợi ban đầu để xâydựng một nhà máy

1.2 Nguồn nguyên liệu

Đặc điểm của lúa mì là không phát triển được ở những nước có khí hậu nhiệtđới như Việt Nam Do đó, nguyên liệu phục vụ sản xuất của nhà máy được nhậphoàn toàn từ nước ngoài Tuy nhiên do tốc độ phát triển của thành phố Đà Nẵngngày càng tăng nhanh sẽ kéo theo dự án mở rộng cảng Đà Nẵng trong đó có cảngTiên Sa Như vậy việc nhập khẩu và vận chuyển nguyên liệu sẽ rất thuận tiện vànhanh chóng

1.4 Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sử dụng điện để chạy động cơ, thiết bị và chiếu sáng Điện thế sửdụng thường là 110-220V/360V Ðể đạt yêu cầu phải lấy điện cao thế, thường là 6

KV qua hạ thế Nhà máy sử dụng lưới điện của khu công nghiệp ngoài ra để đảmbảo sản xuất liên tục nhà máy còn có máy phát điện dự phòng để đảm bảo hoạtđộng liên tục

1.5 Nguồn cấp nước, xử lý và thoát nước

Với đặc điểm nhà máy bột mì sử dụng lượng nước ít Lượng nước chính chủyếu phục vụ cho việc sinh hoạt của cán bộ công nhân viên nhà máy và phòng cháychữa cháy Nguồn nước chính được lấy từ nhà máy nước Thủy Tú đang phục vụcho khu dân cư Hòa Khánh-Nam Ô và cả khu công nghiệp

Lượng nước thải của nhà máy không chứa nhiều chất hữu cơ, không gây ônhiễm đến môi trường, do đó có thể thải trực tiếp vào kênh nước thải của khu côngnghiệp mà không cần xử lý

1.6 Hệ thống giao thông vận tải

Đà Nẵng hiện nay đang phát triển với một tốc độ nhanh chóng Hệ thống cơ

sở hạ tầng, đường xá, cầu cống, bến cảng đã được xây mới và sữa chữa rất nhiều.Riêng khu công nghiệp Hòa Khánh có nhiều đặc điểm thuận lợi là nằm gần tuyếnđường quốc lộ 1A cũng như tuyến đường sắt Bắc-Nam, cách cảng biển Tiên Sakhoảng 20km Khu công nghiệp Hòa Khánh cũng tương đối gần sân bay quốc tế ĐàNẵng Do đó, việc vận chuyển nguyên liệu từ các địa phương trong nước và quốc tế

về đây cũng như việc nhập khẩu nguyên liệu và bao tiêu sản phẩm sẽ rất thuận lợi

1.7 Nguồn nhân lực

Nguồn nhân lực được lấy chủ yếu ở thành phố Đà Nẵng và tỉnh Quảng Nam.Trên địa bàn thành phố có các trường đại học, cao đẳng, trung cấp Đây là nơi cungcấp cán bộ kỹ thuật cho nhà máy Riêng trường Đại học bách khoa có các ngànhnhư Công nghệ thực phẩm, Điện kỹ thuật, Cơ khí và Trường cao đẳng lương thực

đủ để phục vụ cho nhu cầu cán bộ kỹ thuật của nhà máy

Bên cạnh đó, nhà máy sẽ tuyển một số lao động tại địa phương cho đi họcthêm để về phục vụ khi nhà máy đi vào hoạt động Làm một số hợp đồng lao độngvới các lao động phổ thông ngay tại khu vực nhà máy để bốc dỡ hàng khi cần thiết

1.8 Thị trường tiêu thụ

Nhà máy được xây dựng tại khu công nghiệp Hòa Khánh Liên Chiểu ĐàNẵng Đây là khu công nghiệp lớn của Thành phố Đà Nẵng cách cảng Tiên Sa20km và có đường Quốc lộ 1A đi qua nên việc vận chuyển sản phẩm theo đường bộ

để cung cấp cho thị trường tiêu thụ của khu vực miền Trung và Tây Nguyên sẽ rấtthuận lợi và dễ dàng, qua đó giảm giá thành sản phẩm của nhà máy, rút ngắn thờigian hoàn vốn

Nhà máy sản xuất bột mì được thiết kế xây dựng tại địa điểm rất thuận lợivới qui mô lớn, hiện đại do đó góp phần tăng cường làm cho sản phẩm có chấtlượng cao, đồng thời với nhu cầu sử dụng và thị trường rộng lớn sẽ là một tiền đềvững chắc cho hoạt động có hiệu quả và ổn định của nhà máy ở hiện tại và trong cảtương lai

Kết luận: Qua những điều kiện thuận lợi trên, cộng với nhu cầu thực tế về

bột mì tại khu vực miền Trung thì việc xây dựng thêm một nhà máy với năng suất

220 tấn nguyên liệu /ngày tại đây là thiết thực và mang tính khả thi Ngoài nhiệm vụchính là phục vụ nhu cầu về bột cho thị trường, nó còn giải quyết việc làm cho cáclao động tại địa phương, góp phần nâng cao đời sống cho người lao động cùng với

sự phát triển chung của đất nước trên con đường hội nhập với thế giới

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

VÀ SẢN PHẨM CHẾ BIẾN2.1 Tổng quan về nguyên liệu

2.1.1 Phân loại, cấu tạo, thành phần hóa học của hạt lúa mì (Triticum)

2.1.1.1 Phân loại lúa mì [5,tr 43 ]

Lúa mì được trồng nhiều nhất trên thế giới và phân bố gần khắp các vùng

Nó là cây lương thực thuộc họ hòa thảo, không ưa nóng và chịu lạnh nên được trồngnhiều hơn cả ở các nước khí hậu lạnh như Nga, Mỹ, Úc, Canada

Lúa mì rất đa dạng và phong phú, khoảng 20 dạng Chúng khác nhau về cấutạo bông, hoa, hạt và một số đặc tính khác Phần lớn là lúa mì dại, chỉ một số loạithuộc lúa mì mùa được nghiên cứu kỹ như: lúa mì mềm, lúa mì cứng, lúa mì Anh,

mì Ba Lan, lúa mì lùn Loại được trồng phổ biến nhất là lúa mì cứng và lúa mìmềm

+ Lúa mì mềm (Triticum vulgare)

Là dạng trồng nhiều nhất Nó gồm cả loại có râu và không râu Râu mì mềmkhông hoàn toàn xuôi theo bông mà hơi ria ra xung quanh bông Hạt dạng gần bầu

dục, màu trắng ngà hay hơi đỏ Nội nhũ thường là nửa trắng trong nhưng cũng cóloại trắng trong hoàn toàn và loại đục hoàn toàn.

+ Lúa mì cứng (Triticum durum)

Nó được trồng ít hơn mì mềm Bông dày hạt hơn Hầu hết các loại mì cứngđều có râu Râu dài và ngược lên dọc theo trục của bông Hạt mì cứng dài, màuvàng đôi khi hơi đỏ Nội nhũ trắng trong Độ trắng trong thường khoảng 95 100%

+ Lúa mì Anh (Triticum turgidum)

Cấu tạo bông gần giống mì cứng, bông dày hạt Khi cắt ngang bông có hìnhtròn hay bốn cạnh Hạt hình hơi elip Nội nhũ nửa trắng trong hay đục hoàn toàn.

+ Lúa mì Ba Lan (Triticum polonicum)

Dạng này bông dài, hơi dẹt, có râu Hạt dài, dẹt, màu vàng hổ phách hayvàng sẫm, nội nhũ nửa trắng trong, dạng này trồng ít

+ Lúa mì lùn (Triticum compactum)

Bông ngắn, có loại có râu, loại không râu Tính chất gần giống lúa mì mềmnhưng hạt nhỏ, chất lượng bột và bánh kém hơn Dạng này cũng trồng ít.

Ở Việt Nam bột mì thường được sản xuất từ hạt lúa mì thông thường triticum aestivum.L Thân cây cao khoảng 1,2m, thẳng đứng, lá đơn, có râu dài 6-8cm Hạt

có màu xanh sáng, dạng hình trứng

2.1.1.2 Cấu tạo và tính chất hạt lúa mì [11, tr155157]

Khác với các hạt hòa thảo khác, lúa mì có phía lưng và phía bụng Phía lưng

là phía phẳng và có phôi còn phía bụng có rãnh lõm vào dọc theo hạt

Cấu tạo bên trong hạt lúa mì cũng giống các hạt hòa thảo khác gồm: vỏ, lớp alơrông, nội nhũ và phôi.

Tỷ lệ khối lượng từng phần hạt lúa mì được thể hiện qua bảng sau

Bảng 2.1 Tỷ lệ khối lượng từng phần hạt lúa mì (theo % khối lượng toàn hạt)

Lớp alơrông

Vỏ quả và vỏ hạt

Phôi

3,258,082,22

9,4810,804,00

6,548,923,24

a) Vỏ

Vỏ là một bộ phận bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi bị tác động cơ học cũngnhư hóa học từ bên ngoài Thành phần chủ yếu của vỏ là cellulose, hemicellulose,licnhin, không có giá trị dinh dưỡng, ảnh hưởng xấu đến chất lượng bột mì nêntrong quá trình chế biến càng tách được nhiều vỏ ra càng tốt

+ Vỏ quả: Gồm một vài lớp tế bào chiếm 46% khối lượng toàn hạt Lớp vỏquả của hạt lúa mì mỏng, cấu tạo không được chắc như vỏ trấu của thóc nên trongquá trình đập và tuốt, vỏ dễ bị tách ra khỏi hạt

+ Vỏ hạt: Chiếm 22,5% khối lượng hạt, gồm hai lớp tế bào, lớp ngoài lànhững tế bào xếp khít với nhau chứa các sắc tố, lớp trong gồm những tế bào khôngmàu ít thấm nước Vỏ hạt có cấu tạo rất bền và dai Nếu dùng lực xay xát khô thìkhó bóc vỏ do đó trong sản xuất bột mì người ta phải qua khâu làm ẩm và ủ ẩm

b)Lớp alơrông

Lớp alơrông nằm phía trong các lớp vỏ, được cấu tạo từ một lớp tế bào lớn

có thành dày, có chứa protein, chất béo, đường, xelluloza, tro, và các vitamin B1, B2,PP

c)Nội nhũ

Nội nhũ lúa mì chiếm 82% khối lượng toàn hạt, là phần chủ yếu để sản xuất

ra bột mì Nội nhũ là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt, nó chứa đầy tinh bột vàprotein, ngoài ra trong nội nhũ còn có một lượng nhỏ chất béo, muối khoáng vàvitamin

Bột mì tách từ nội nhũ thì trắng đẹp Bột tách từ nội nhũ và một phần từ lớpalơrông thì có màu trắng ngà, có nhiều chất dinh dưỡng nhưng khó bảo quản

d) Phôi

Phôi là phần phát triển thành cây con khi hạt nảy mầm vì vậy trong phôi cókhá nhiều chất dinh dưỡng Chất dinh dưỡng trong phôi chủ yếu gồm có 35%

protein, 25% các gluxit hoà tan, 15% chất béo Phần lớn lượng sinh tố và enzim củahạt đều tập trung ở phôi.

Phôi chiếm khoảng 3,24% khối lượng hạt

2.1.1.3 Thành phần hóa học của hạt lúa mì [5, tr 4550]

Thành phần hóa học trung bình của lúa mì theo % như sau:

- Đường trước chuyển hóa: 0,10  0,15

- Đường sau chuyển hóa: 2,5  3,0

Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì được thể hiện qua bảng 2.2

Bảng 2.2 Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì [5, tr 45]

Các phần

của hạt Protein

Tinh bột

Chất béo Đường Xenluloza Pentoza Tro

100100

100255520

100651520

1005905

10028684

100207010(xem mỗi chất trong hạt là 100%)

a) Protein

Hàm lượng protein của lúa mì dao động trong khoảng khá lớn từ 9,625,8%.Ngoài protein còn có một lượng nitơ phi protein chiếm khoảng 0,0330,061%.

Protein lúa mì gồm albumin, globulin, gliadin và glutenin, trong đó chủ yếu

là gliadin và glutenin Hai protein này chiếm khoảng 75% toàn lượng protein củalúa mì Hai protein này không hòa tan trong nước mà khi nhào với nước thì trươnglên tạo thành một khối dẻo đàn hồi gọi là gluten Loại lúa mì khác nhau thì lượng

gluten khác nhau Đối với lúa mì bình thường thì lượng gluten tươi chiếm khoảng

2025% khối lượng hạt Gluten màu sáng xám, đàn hồi, độ giãn đứt cao

Thành phần hóa học của gluten phụ thuộc loại giống và chất lượng lúa mì.Trung bình trong gluten sấy khô chứa khoảng 85% protein, 23 % chất béo, 2%chất khoáng, còn lại khoảng 1012% các chất gluxit

Để đánh giá chất lượng gluten người ta dùng các chỉ số sau:

- Màu sắc: Gluten tốt có màu sáng đôi khi xám hoặc hơi vàng, gluten xấu thì

màu xám

- Khả năng hút nước của gluten: Nếu khả năng hút nước của gluten cao thì là

gluten tốt vì vậy sau khi xác định gluten tươi phải xác định lượng gluten khô Bìnhthường gluten tươi chứa 6575% nước

- Độ đàn hồi: Là tính chất rất quan trọng của gluten Nó thể hiện khả năng

giữ khí của bột

- Độ căng đứt: Cũng đặc trưng cho khả năng giữ khí của bột

- Sự thay đổi thể tích gluten khi nướng: Là chỉ số quan trọng đặc trưng độ nở

của gluten

Để đánh giá chất lượng protein của lúa mì không những chú ý tới hàm lượng

và chất lượng gluten mà về mặt dinh dưỡng cần phải chú ý tới thành phần aminoaxitcủa protein nữa

b) Gluxit

Trong thành phần của lúa mì có nhiều gluxit, trong đó tinh bột chiếm từ4873%, ngoài ra còn có lượng đường khử từ 0,110,37%, sacaroza 1,933,67%

và maltoza 0,932,63%

Bảng 2.3 Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì

có một lượng chất men như amylaza, men thủy phân protein, men oxy hóa khử,lipoxydaza, phitaza, lipaza

2.1.2 Tính chất công nghệ và yêu cầu kỹ thuật của hạt lúa mì [6,tr 9 ]

2.1.2.1 Tính chất công nghệ của hạt lúa mì

Tính chất công nghệ của lúa mì thường được nghiên cứu bắt đầu từ nhữngđặc điểm về giống Sau đó phải kể đến những tính chất vật lý của khối hạt như dungtrọng, đặc điểm hình học của hạt, độ sạch khối hạt, độ ẩm khối hạt…Tỷ lệ lấy bộtcũng ảnh hưởng đến chất lượng của bột cụ thể là ảnh hưởng đến độ tiêu hóa của sảnphẩm Trong công nghiệp sản xuất bột mì nguyên liệu phải được xác định đầy đủcác thông số sau:

1)Độ tro của hạt

Độ tro là yếu tố rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ tro của cácsản phẩm trung gian và của thành phẩm Bột thượng hạng không cho phép độ troquá 0,55%

2)Độ trắng trong của hạt

Độ trắng trong của hạt có ý nghĩa quan trọng đối với việc chọn chế độ chếbiến ra bột Độ trắng trong của hạt dao động trong khoảng 10 đến 100% Hạt trắngtrong dễ nghiền và tỷ lệ bột thu được bao giờ cũng lớn hơn so với các hạt đục Bộtđược sản xuất từ hạt trắng trong thường có hàm lượng protein nói chung cũng nhưgluten nói riêng cao hơn Hạt trắng trong cứng hơn hạt đục nên năng lượng tiêu haokhi nghiền thường lớn hơn

3)Tính chất bột của hạt

Đối với bất kỳ loại hạt nào tính chất bột cũng được đặc trưng bằng hàmlượng nội nhũ, hiệu suất và chất lượng của các sản phẩm trung gian cũng như củabột trong quá trình nghiền thô (nghiền vỏ) hiệu suất chung và chất lượng của bột

Trong quá trình nghiền mịn (nghiền lõi) các chỉ số chính dùng để đánh giáchất lượng bột của hạt gồm có:

-Số lượng tấm vỏ và hàm lượng tro của chúng

-Hiệu suất và chất lượng của bột thượng hạng ở 45 hệ nghiền đầu

-Hiệu suất chung của bột và chất lượng bột

-Mức độ xát vỏ (xác định bằng hàm lượng tinh bột trong cám)

-Tiêu hao năng lượng cho một tấn bột thành phẩm

Hình 2.1 Sự phụ thuộc độ tiêu hóa của bánh mì vào tỉ lệ lấy bột 4)Tính chất nướng bánh của bột

Tính chất nướng bánh cuả bột nói lên chất lượng của hạt nguyên liệu Tínhchất này chỉ được đánh giá đối với các loại bột mì Thường tính chất nướng bánhcủa bột được đánh giá theo hàm lượng protein, số lượng và chất lượng của gluten,tính chất vật lý của khối bột nhào, khả năng tạo khí và giữ khí của khối bột nhào vàchỉ số nướng bánh (hiệu suất thể tích V, độ nở H/D…)

Số lượng gluten và đặc biệt là chất lượng gluten (độ đàn hồi, độ dẻo, màusắc) có ảnh hưởng quyết định đến trạng thái của khối bột nhào và khi lên men, ảnhhưởng quyết định đến chất lượng bánh (hiệu suất thể tích, độ nở, độ rỗng, cấu trúc

vỏ bánh…)

Bột tốt có hàm lượng gluten tươi trên 30%, bột trung bình có hàm lượnggluten 2630%, bột trung bình dưới có hàm lượng gluten dưới 2026% và bột loạikém có hàm lượng gluten tươi dưới 20%

Hiệu suất thể tích V được đánh giá như sau (bánh 100g bột mì):

Ruột bánh từ bột thượng hạng có độ xốp: 7983%