công nghệ chế biến lương thực các phương pháp nướng bánh mì

Độ ẩm và nhiệt độ của cục bột nhào Khi làm nóng cục bột nhào trong lò nướng, nhiệt độ và độ ẩm ở các lớp khác nhaucủa cục bột nhào có sự thay đổi không giống nhau.. Sự thay đổi nhiệt độ

MỤC LỤC

1 Tổng quan về bánh mì 2

1.1 Giá trị thực phẩm của bánh mì 2

1.2 Nguyên liệu sản xuất bánh mì 2

1.3 Quy trình sản xuất bánh mì 4

2 Quá trình nướng bánh mì 5

2.1 Mục đích 6

2.2 Các biến đổi trong quá trình nướng 6

2.2.1 Biến đổi vật lý 6

2.2.1.1 Độ ẩm và nhiệt độ của cục bột nhào 6

2.2.1.2 Khối lượng 7

2.2.1.3 Thể tích 7

2.2.2 Biến đổi hóa học 7

2.2.2.1 Biến đổi tinh bột 7

2.2.2.2 Biến tính protein 8

2.2.2.3 Các biến đổi khác 9

2.2.3 Biến đổi hóa sinh và vi sinh 9

2.3 Phương thức truyền nhiệt 10

2.4 Phương pháp thực hiện 12

2.4.1 Phương pháp truyền thống 12

2.4.2 Phương pháp hiện đại 14

2.4.2.1

Nguồn năng lượng 14

2.4.2.2 Phân loại theo cách thức gia nhiệt 15

2.4.2.2.1 Lò nướng trực tiếp 15

2.4.2.2.2 Lò nướng gián tiếp 15

2.4.2.3 Phân loại theo phương pháp hoạt động 16

2.4.2.3.1 Lò nướng liên tục và bán liên tục 16

2.4.2.3.2 Lò nướng gián đoạn 21

2.4.3 So sánh phương pháp nướng truyền thống và hiện đại 23

TÀI LIỆU THAM KHẢO 25

1 Tổng quan về bánh mì

1.1 Giá trị thực phẩm của bánh mì

Giá trị thực phẩm của bánh mì được đánh giá theo thành phần các chất dinh dưỡng nhưglucide, protein, các acid amin không thay thế, các vitamin, chất khoáng, độ sinh năng lượng vàkhả năng hấp thụ của cơ thể con người Ngoài các chỉ số trên thì hương vị, độ xốp, trạng thái củaruột bánh, hình dáng bên ngoài của bánh cũng có ý nghĩa nhất định về mặt giá trị thực phẩm

Nhu cầu về bánh mì cho những người lao động ở các mức độ khác nhau, ở các nước khácnhau thì không giống nhau Nói chung, mỗi người lao động tiêu thụ khoảng 150 – 500g bánh mì/

1 ngày Trên thế giới có khoảng một nửa dân số dùng bánh mì làm lương thực chủ yếu

Hình 1: Một số loại bánh mì Bảng 1: Hệ số tiêu hóa của các chất trong bánh mì

1.2 Nguyên liệu sản xuất bánh mì

Bánh mì là sản phẩm chế biến từ bột mì nhào với nước, muối và nấm men, để lên mencho nở xốp, sau đó nướng hay hấp chín Khoảng một nửa số dân trên thế giới dùng bánh mì làmnguồn lương thực chính Bánh mì có rất nhiều loại với nhiều công thức chế biến khác nhau tùythuộc thói quen ăn uống của từng vùng

Bột mì và nấm men là hai nguyên liệu chính ảnh hưởng nhiều nhất đến quy trình sản xuất

và chất lượng sản phẩm

Bột mì để làm bánh mì, ngoài các chỉ tiêu chất lượng chung về vi sinh và hóa lý, cần thỏamãn các yêu cầu công nghệ gồm: lực nở tốt và khả năng sinh khí cao Lực nở của bột mì có thểxác định gián tiếp thông qua khả năng tạo mạng gluten ướt Tùy loại bánh mì cần nở nhiều hay ít

sinh khí của bột mì có thể kiểm tra bằng cách bổ sung vào 100g bột mì (độ ẩm 14%) 60ml nước

và 3g nấm men ép để trong 6 giờ ở nhiệt độ 300C Bột thích hợp làm bánh mì có thể sinh ra được1300-1600 ml khí CO2

Bảng 2: Vai trò của nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất bánh mì

Nấm men 0,5¸2,5 (tùy vào chủng nấmmen và phương pháp lên men) Lên men tạo CO2 làm nở bộtnhào

Muối ăn (NaCl) 1,0¸2,5

Tạo vị, làm chặt gluten, tácđộng lên enzyme và vi sinh vậttrong bột nhào

Malt 0,5¸1,0 Nguồn amylase và protease,tạo vị ngọt nhẹ và hương đặc

trưng

vị đặc trưng cho bánh mì thành phẩm Các dạng nấm men thường sử dụng trong công nghệ sảnxuất bánh mì là men ép, men khô, men lỏng và men ủ chua Men ép và men khô được sản xuất từ

nhà máy chuyên sản xuất nấm men Men lỏng và men ủ chua thường được chuẩn bị ngay trongnhà máy sản xuất bánh mì Ở nước ta, các xí nghiệp sản xuất bánh mì thường dùng các dạng menkhô nhập của nước ngoài, một số xí nghiệp đã tự chuẩn bị được men lỏng, còn men ủ chua thìkhông dùng Các chỉ tiêu chất lượng cần để đánh giá chất lượng của nấm men bao gồm:

- Chỉ tiêu cảm quan của men ép là màu vàng sẫm, mặt ngoài không có chấm đen, không cómùi mốc, mùi lạ, đặc chắc, dễ bẻ, không dính tay Chỉ tiêu cảm quan của men khô à sạng hạt nhỏhay sợi ngắn, màu vàng sáng, có mùi thơm đặc trưng của nấm men

- Hình dạng kích thước tế bào: tế bào lớn có dạng hình cầu hay hình trứng, đường kính ítnhất 711m

- Hoạt tính maltase: hoạt tính maltase biểu thị thời gian để 1g nấm men ép phóng thích ra

10 ml CO2 khi lên men 20 ml dung dịch đường maltose 5% Khoảng thời gian này phải nhỏ hơn

70 phút

- Hoạt lực làm dậy bột: hoạt lực làm dậy bột biểu thị thời gian 5g nấm men ép làm nở khốibột 280g thêm chiều cao 1,5cm trong khuôn chuyên dùng để xác định lực nở bột Khuôn có dạnghình thang, kích thước đáy là 12,6x8,5cm, kích thước miệng khuôn là 14,3x9,2cm và chiều cao8,5 cm Hoạt lực làm dậy bột không quá 45 phút

Độ bền của nấm men: độ bền của nấm men là sự thay đổi thời gian làm nở bột của nấmmen lúc ban đầu và sau một thời gian bảo quản nhất định Nếu độ bền của nấm men cao thì sau72h bảo quản ở nhiệt độ 040C, sự thay đổi thời gian làm nở bánh không được quá 5 phút

1.3 Quy trình sản xuất bánh mì

Đây là bước cuối cùng của quá trình làm bánh mì, các phản ứng hóa học, hóa sinh

và những biến đổi vật lí dẫn đến sự thay đổi cấu trúc không thuận nghịch trong thành

phần bột Các phản ứng này được điều khiển một cách cẩn thận bằng tốc độ chuyển hoánhiệt, lượng nhiệt cung cấp, độ ẩm và thời gian lưu trong buồng nướng.

Chế độ nướng bánh được đặc trưng bởi 3 thông số chính: độ ẩm tương đối củahỗn hợp không khí và hơi trong buồng nướng, nhiệt độ các vùng trong buồng nướng

Độ ẩm tương đối của không khí trong buồng nướng có ảnh hưởng nhiều đến chấtlượng bánh Mục đích của khâu làm ẩm là tạo cho hơi nước ngưng tụ trên bề mặt bánhkhi bánh vừa được đưa vào lò Nếu đảm bảo đủ độ ẩm thì tinh bột dễ hồ hóa đồng thờihòa tan các dextrin làm bề mặt bánh phẳng và bóng láng Ngoài ra nhờ có ẩm mà mặtbánh dai, chậm khô và do đó giữ được khí và hơi làm cho bánh nở to hơn Các kết quảnghiên cứu cho thấy làm ẩm còn có tác dụng đốt bánh nhanh hơn, vỏ bánh mỏng không

bị cháy, ruột bánh chín đều và nhanh do đó rút ngắn được thời gian nướng Nếu nướngbánh trong môi trường không đủ ẩm thì bánh nở ít, vỏ bánh nứt và có màu sắc khôngvàng đều, có chỗ còn trắng, có chỗ cháy, đặc biệt vỏ bánh dầy và cứng còn ngăn cảnnhiệt xâm nhập vào ruột bánh

2.1 Mục đích

 Làm chín sản phẩm

 Tạo hương vị, màu sắc cho sản phẩm

 Tiêu diệt các vi sinh vật, hệ enzymes có trong cục bột nhào

2.2 Biến đổi xảy ra trong quá trình nướng

2.2.1 Biến đổi vật lý

2.2.1.1 Độ ẩm và nhiệt độ của cục bột nhào

Khi làm nóng cục bột nhào trong lò nướng, nhiệt độ và độ ẩm ở các lớp khác nhaucủa cục bột nhào có sự thay đổi không giống nhau Sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm của cụcbột nhào khi nướng được đặc trưng là trạng thái của ba lớp trong cục bột nhào: lớp bềmặt, lớp sát vỏ và lớp trung tâm

Nhiệt độ của cục bột nhào khi cho vào lò nướng là 30oC, thấp hơn rất nhiều so vớinhiệt độ của buồng nướng (230 – 260oC) Trong những phút đầu tiên của quá trìnhnướng, trên bề mặt bột nhào có hơi nước ngưng tụ và độ ẩm của lớp bề mặt cục bột nhàotăng lên( khoảng 1.3%)

Nhiệt độ của lớp bề mặt cục bột nhào tăng lên trong thời gian đầu của quá trìnhnướng nhiệt độ này tăng lên đến khoảng 100oC Ở lớp bề mặt đó nước bắt đầu bay hơimạnh và lớp ngoài của cục bột nhào tro nên cứng tạo thành vỏ cứng

Sau khi đã mất nước, nhiệt độ của vỏ bánh tăng lên đến khoảng 160 – 180oC rồidừng lại vì nhiệt độ của lớp vỏ không được vượt quá 100oC Lượng nước trên vỏ bánhmột phần chuyển vào môi trường buồng nướng, một phần chuyển vào phía trong ruộtbánh do chuyển dịch nhiệt ẩm Dưới lớp vỏ hình thành một vùng bay hơi nước, vùng này

sẽ đi sâu vào ruột bánh khi độ dày của vỏ tăng lên Nhiệt độ vùng bay hơi nước lên tới

100oC và không thay đổi nữa Một phần hơi nước từ vùng bay hơi chuyển qua vỏ và bayhơi, một phần hơi nứoc do trở lực của lớp vỏ cứng nên chuyển vào lớp trung tâm của ruộtbánh và ngưng tụ ở đó Độ ẩm của lớp trung tâm ruột bánh tăng lên tương đối chậm vàđạt giá trị nhỏ nhất so với độ ẩm của các lớp trung gian Nhiệt độ của trung tâm ruột bánh

ở cuối quá trình nướng lên tới 94 – 97oC

2.2.1.2 Khối lượng

Trong quá trình nướng, khối lượng của cục bột nhào giảm đi Về cơ bản 95% sựgiảm khối lượng là do ẩm tách ra trong quá trình tạo vỏ bánh Một phần rất nhỏ còn do sựtách rượu, khí CO2, các acid bay hơi và do sự cháy của các chất ở vỏ khi nướng

Sự giảm khối lượng phụ thuộc vào loại sản phẩm (hình dáng và khối lượng cụcbột nhào), phương pháp nướng ( trong hộp hoặc trên khay), khối lượng và độ dày của vỏ,lượng ẩm mất đi Sản phẩm có khối lượng càng nhỏ thì sự mất đi này càng lớn vì diệntích riêng cuả vỏ lớn hơn Sản phẩm nướng trên khay có sự giảm khối lượng lớn hơn sovới sản phẩm nướng trong hộp do bề mặt bay hơi lớn, lượng hơi mất đi nhiều hơn Khinướng cùng một loại sản phẩm thì sự giảm khối lượng phụ thuộc vào mức độ làm ẩm môitrường buồng nướng, nhiệt độ của buồng nướng, độ ẩm của bột nhào, độ thưa dày của sảnphẩm xếp trong buồng nướng Độ ẩm tương đối của hỗn hợp hơi nước không khí trongbuồng nướng càng lớn, độ ẩm của bề mặt cục bộ bột nhào càng cao thì sự tạo vỏ càngchậm và sự giảm khối lượng càng ít

2.2.1.3 Thể tích

Thể tích của bánh mì thành phẩm lớn hơn thể tích của cục bột nhào trước khi đưavào lò nướng 10 – 30% Sự tăng thể tích đó làm cho bánh có đủ độ xốp cần thiết hoànthiện mặt ngoài của bánh, sự tăng thể tích này xảy ra với tốc độ thay đổi Thể tích củabánh tăng nhanh nhất là vào những phút đầu của quá trình lên men rượu trong cục bộtnhào Sự tăng thể tích còn do không khí và hơi dãn nở dưới tác dụng cuả nhiệt và do sựchuyển rượu thành trạng thái hơi

Khi lớp vỏ cứng được tạo thành bao phủ lấy bề mặt của bánh thì quá trình tăngthể tích bánh sẽ chấm dứt

2.2.2 Biến đổi hóa học

2.2.2.1 Biến đổi tinh bột

Ở 40-50oC, các hạt tinh bột bắt đầu trương nở và sẽ tiếp tục tạo gel khi chúng hấpthu từ 25-50% lượng nước (theo khối lượng bột) tạo thành một hệ nhũ tương có độ nhớtcao Sự hư tổn hóa học của tinh bột xảy ra khi xay bột có tác dụng làm tăng sự hấp thụnước nhưng chúng cũng dễ bị enzym tấn công

Trong khoảng nhiệt độ 43-60oC, cacbonhydrat hòa tan tăng mạnh từ 14.5% lênđến 24% sau 55 phút nướng, đó là do enzym -amilase bắt đầu hoạt động ở 30oC, hoạttính tối đa ở khoảng 50-60oC và tấn công vào các hạt trước khi sự tạo gel xảy ra ở 55-

90oC Cũng ở nhiệt độ này, tất cả CO2 được tự do làm miếng bột phồng nở lên Khi lớp

da bề mặt dày lên và mất tính đàn hồi, bắt đầu có dấu hiệu đầu tiên của sự tạo màu nâu(phản ứng Maillard) Còn -amilase có khả năng làm tăng lượng đường trong quá trìnhtrộn bột từ 2.0-2.5% sẽ tiếp tục phân cắt tinh bột và tiến hành đường hóa trong khi nướngcho đến khi đạt đến nhiệt độ không hoạt động của nó (57-72oC)

Tác dụng của enzym -amilase và -amilase trong sự tạo gel tinh bột là nó làmtăng tỉ lệ hòa tan nước bên trong miếng bột Mức độ của sự gia tăng này tuỳ thuộc vàođộng lực của enzym amylolytic, nó phụ thuộc vào các yếu tố như hoạt tính của enzym,tốc độ truyền nhiệt vào lớp bên trong của miếng bột, mức độ bột hư và pH của bột.Những sản phẩm suy biến từ tinh bột là dextrin và đường nhỏ hơn, nhưng tan trong nướcđược chỉ có pentosan và hexosan

Nếu muốn rút ngắn tổng thời gian nướng thì phải tiến hành ở pha đầu vì từ giaiđoạn sau khi qua khỏi zone tạo gel (55-80oC) thì không thể rút ngắn được vì nó cần thiếtcho sự tạo thành các chất mùi ở lớp vỏ bánh Amylase bắt đầu thuỷ phân tinh bột tạothành các dextrin và sau đó là maltose, tỉ lệ dextrin tăng lên 15% trong suốt quá trìnhnướng.

2.2.2.2 Biến tính protein

Protein có khả năng liên kết vừa đủ với nước để tạo gel tinh bột, đồng thời nhữngphân tử của nó tạo thêm chức năng lưu biến Khi nhiệt độ miếng bột đạt 50-70oC, nhữngnguyên tử và nhóm nguyên tử của phân tử Protein tiến hành làm lung lay làm cho nhữngliên kết yếu của mạng lưới phân tử bị phá vỡ, cấu trúc xoắn ốc bắt đầu duỗi thẳng ra Dovậy, sự sắp xếp không gian trong phân tử Protein bị thay đổi, nước đã được hút vào trước

đó và được liên kết trong giai đoạn trương nở của quá trình trộn bột và lên men lúc này sẽđược giải phóng Gluten liên kết với khoảng 30% lượng nước được hấp thụ vào bột,protein được hydrat hóa tạo thành cấu trúc ma trận với những hạt tinh bột nhỏ được gắntrong đó

Khi nhiệt độ ruột bánh đạt 60-70oC thì ẩm trong protein bị mất đi và xảy ra sựbiến tính dẫn đến sự đông tụ Nước được giải phóng ra sẽ chuyển vào tinh bột trong suốtquá trình tạo gel Ở khoảng 74oC, sự biến tính bởi nhiệt làm thay đổi hoàn toàn mạng lướigluten (bao quanh các lỗ hổng khí) thành một cấu trúc cứng hơn kết hợp cùng tinh bột đãtrương nở tạo nên ruột bánh có cấu trúc vững vàng nhưng lại mềm dẻo

Vậy chính sự đông tụ protein và tạo gel của tinh bột đã tạo nên cấu trúc lỗ hổngcủa miếng bột và cuối cùng hình thành nên ruột bánh mì

Hoạt động của enzym protease của miếng bột khi đang nướng cũng gây nên mộtvài những biến đổi Mức độ của sự biến đổi phụ thuộc vào hàm lượng nước có trong bột,

độ pH, nhiệt độ và tốc độ của sự trao đổi nhiệt Khi bột mì có hàm lượng nước 48% ởpH=5,8 thì Topt của protease khoảng 60-70oC, khi tăng hàm lượng nước trong bột lên70% thì Topt giảm còn 50oC

Màu của vỏ bánh chủ yếu là do phản ứng tạo Melanoidin còn sự hình thành củacaramel ảnh hưởng rất ít đến sự tạo màu Tốc độ phản ứng Maillard phụ thuộc vào mộtvài điều kiện:

 Điều khiển nhiệt độ, pH và lượng hơi ẩm của bột Do đó, việc cấp hơi đầy

đủ, quét một lớp nước lên miếng bột và điều khiển nhiệt độ trên 100oC làrất cần thiết

 Đảm bảo sự có mặt của nhóm amin tự do (NH2), nhóm aldehit

 Càng có nhiều nhóm có khả năng phản ứng thì phản ứng diễn ra càngnhanh

 Sự tạo thành Melanoidin có thể bị ảnh hưởng bởi quá trình trộn bột, vì thờigian trộn bột lâu hơn và mạnh mẽ hơn thì có thể mở phân tử protein ra,làm lộ ra những nhóm NH2 tự do

Việc có sẵn của amino acid, đường và cồn sẽ phụ thuộc phần lớn khoảng thờigian tồn tại và hoạt động của enzym, mức độ polime hóa và khả năng hydrat hóa chất nềncủa chúng từ khi trộn bột đến khi nướng bánh Sự có mặt đầy đủ lượng amino và đườngphụ thuộc vào sự cân đối của tinh bột/amilose và protein/proteinase, nhất là đối với bột

mì Khi bột tạo ra một nồng độ không đầy đủ các monome cần thiết thì sẽ thực hiện

những phép đo khách quan làm tăng nồng độ lên để cho sự tạo mùi diễn ra mãnh liệt hơn

2.2.2.3 Các biến đổi khác

Trong quá trình nướng bánh, gần 70 hợp chất gây hương vị được tạo thành Phần

lớn các chất này thuộc nhóm cacbonyl, các este phức tạp, rượu và các axit hữu cơ Các

chất gây hương vị được tạo thành trong quá trình lên men và quá trình nướng bánh Các

chất thuộc nhóm cacbonyl xuất hiện do phản ứng maillard giữa đường khử và các nhóm

amin, đồng thời còn do phản ứng caramen Phản ứng tạo thành các chất gây hương vị xảy

ra ở vỏ bánh, sau đó các chất này khuếch tán và ruột bánh và một phần thoát ra môi

trường xung quanh

Bảng 3: Nồng độ các chất gây hương vị trong các loại bánh mì

Tên chất

Bánh mì trắng Bánh mì đen Bánh mì làm từ bột

nghiền lẫn

Bánh lúa mì đen Ruột

(mg/Kg)

Vỏ (mg/Kg)

Ruột (mg/kg)

Vỏ (mg/kg)

Ruột (mg/Kg)

Vỏ (mg/Kg) (mg/kg)

2.2.3 Biến đổi hóa sinh và vi sinh

Trong những phút đầu tiên của quá trình nướng, hoạt động của nấm men và vi khuẩn

lên men lactic được tăng cường, sau đó thì giảm dần và ngừng hẳn Quá trình lên men rượu

đạt cực đại khi bột nhào được làm nóng đến 35oC Khi nhiêt độ tăng lên đến 45oC thì sự tạo

khí giảm xuống rõ rệt, còn khi nhiệt độ đạt đến 50oC thì các quá trình vi sinh vật đềungừng.

Sự lên men lactic cũng được đẩy mạnh trong thời gian đầu và sau đó giảm xuống Dohoạt động của vi sinh vật mà trong những phút đầu tiên của quá trình nướng bánh hàmlượng rượu, CO2 và acid tăng lên đôi chút làm cho thể tích bánh tăng lên, mùi vị bánh tăngthêm

Độ hoạt động của các enzyme cũng được tăng lên đến mức cao nhất và sau đó ngừnghẳn do protein bị biến tính Các enzymes ở lớp bề mặt bột nhào bị ức chế trước, cácenzymes ở trung tâm cục bột thì hầu như đến kết thúc quá trình nướng chúng mới bị tiêudiệt

- Trong bột nhào, độ acid thường không lớn lắm do đó hoạt động của hailoại men α - và β - amylase được duy trì khá lâu

- Trong khoảng nhiệt độ 50-60oC α-amylases hoạt động mạnh nhất, tấncông các hạt tinh bột trước khi sự hồ hóa tinh bột xảy ra ở nhiệt độ 55-90oC Ở nhiệt độ 67-

79oC , số hạt tinh bột bị phá hủy tăng mạnh nhất Ơ 70oC, hoạt động của α-amylases giảmdần

- Trong khoảng nhiệt độ 60-70oC, β-amylases sẽ phân hủy các hạt tinh bột

bị phá vỡ tạo thành dextrin và đường maltose Khi nhiệt độ đạt 70-80oC, β-amylases bị vôhoạt

Như vây trong khoảng hẹp của nhiệt độ từng lớp cục bột nhào sẽ có vị trí mà ở đótinh bột bị thủy phân bởi các enzymes này tạo thành một lượng dextrin trong ruột bánh

2.3 Phương thức truyền nhiệt trong lò nướng

Trong suốt quá trình nướng, nhiệt lượng truyền vào miếng bột ở 3 dạng dẫn nhiệt,đối lưu, bức xạ nhiệt Tùy thuộc vào loại lò và đặc điểm thiết kế mà dạng nhiệt lượngtruyền vào sẽ thay đổi và có khả năng chiếm vai trò chủ đạo

 Thông qua khu vực đáy lò, miếng bột sẽ nhận được nhiệt lượng thông qua sự dẫnnhiệt, do đó đáy lò cần phải làm bằng thép hoặc bằng gạch chịu lửa

 Thông qua môi trường không khí bên trong khoang đốt, nhiệt lượng sẽ đượctruyền theo một dạng khác được gọi là sự truyền nhiệt đối lưu Dạng nhiệt lượngnày sẽ được truyền vào bánh thông qua sự chuyển động của hơi và dòng khôngkhí khi mở lỗ thông hơi và có quạt hỗ trợ

 Dạng nhiệt thứ 3 là nhiệt do bức xạ, dạng nhiệt lượng được xem như quan trọngnhất trong 3 dạng nhiệt lượng (mặc dù nhiệt lượng chỉ có thể truyền qua miếngbột vài milimet) Nhiệt độ của miếng bột tăng lên là kết quả của quá trình trao đổinhiệt với với các yếu tố sinh nhiệt trong lò nướng và do hỗn hợp khí có sẵn trongmiếng bột

Dạng năng lượng ít quan trọng nhất trong lò là dạng năng lượng cung cấp vào miếngbột do quá trình đối lưu Tuy nhiên, có thể tăng hiệu quả của quá trình truyền nhiệt đốilưu bằng cách lắp thêm hệ thống quạt đối lưu trong lò

Trong suốt giai đoạn đầu của quá trình nướng, dạng nhiệt lượng quan trọng nhất lànhiệt lượng cung cấp do quá trình ngưng tụ hơi trên bề mặt miếng bột Khi hơi ngưng tụtrên bề mặt, năng lượng tiềm ẩn của hơi sẽ được giải phóng ra dưới dạng nhiệt năng Quátrình này làm nóng nhanh lớp bột gần vỏ bánh và thay đổi đặc tính đường cong nhiệt độ

và thời gian nướng ở khu vực tâm của ruột bánh Do đó việc cố định giá trị độ ẩm tối ưu

là vô cùng quan trọng

Chức năng chính của dẫn nhiệt trong quá trình nướng là truyền nhiệt từ nguồn nhiệtđến nền và tường của lò nướng Nó cho thấy dạng nhiệt lượng chủ yếu truyền đến các sảnphẩm dạng phẳng được nướng bằng cách tiếp xúc trực tiếp với bề mặt nóng Nó ít đượcứng dụng trong việc nướng các sản phẩm có thể tích lớn do sự truyền nhiệt từ đáy hoặcthành lò đến bề mặt sản phẩm bị hạn chế Tuy nhiên trong các loại lò nướng trực tiếp hiệnđại, dẫn nhiệt đóng vai trò chính trong giai đoạn đầu

Quá trình truyền nhiệt đối lưu rất cần thiết cho sự gia nhiệt nước và tạo ra các dòngđối lưu, phân bố đều nhiệt lượng trong lò Bên trong lò, hỗn hợp hơi và không khí hìnhthành nên môi trường chính cho quá trình lưu chuyển nhiệt; nhưng quá trình đối lưu tựnhiên xảy ra hoàn toàn dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ của các khối khí kế cận Tuynhiên, sự đối lưu cưỡng bức được tạo ra do quạt hoặc thiết bị thổi sẽ đẩy nhanh quá trìnhluân chuyển của không khí và nhiệt Hầu như toàn bộ nhận xét đều cho rằng tỉ lệ nhiệtlượng truyền và tính đồng đều của bánh có thể tăng lên bằng cách dùng đối lưu cưỡngbức

Hệ thống đối lưu cưỡng bức thường được lắp vào đáy của các khoang lò, từ đó khôngkhí có thể được thổi cưỡng bức vào khoang lò ở một tỉ lệ được kiểm soát thông qua rãnhthoát Một kỹ thuật khác là tái sử dụng không khí trong lò bằng cách sử dụng hệ thốngquạt di chuyển dòng khí từ đáy lò thông qua một ống đục lỗ ở trên và ở dưới sản phẩmbánh

Nhiệt lượng truyền bằng bức xạ là hình thức truyền nhiệt đa dạng nhất Ở nhiệt độ từ

300 – 4000C, bề mặt phát nhiệt của lò nướng sẽ phát ra sóng bức xạ điện từ Ở khoảngnhiệt độ đó, bước sóng tương ứng với năng lượng bức xạ cực đại vào khoảng 5 đến 4,3micromet Khoảng bước sóng này dao động trong khoảng 0,77 – 340 micromet củaquang phổ hồng ngoại Phổ hồng ngoại với bước song ngắn có khản năng xuyên sâu vàomiếng bột tốt hơn phổ hồng ngoại có bước song dài hơn Sự xuyên sâu vào miếng bộthơn dẫn đến quá trình bay hơi nước trong miếng bột được tăng cường và rút ngắn thờigian nướng.Khoảng bước sóng thực tế dùng cho quá trình nướng ở vào khoảng 3 đến 9micromet trong vùng hồng ngoại

Brunson đã mô tả sự tăng lên của hiệu quả truyền nhiệt trong lò đốt trực tiếp sửdụng hệ thống tuần hoàn khí với vận tốc trong khoang nướng khoảng 200 – 400 ft/min.Trong lò va đập không khí (air-impingement oven), có thể đạt được tốc độ khí3000ft/min ở gần miệng phun Những miệng phun này được thiết kế để tạo ra tia hơi hẹp

để có thể tạo ra sự hỗn loạn lớn nhất xung quanh miếng bột Những lò va đập không khínày cho phép nướng ở nhiệt độ thấp hơn, thời gian nướng ngắn hơn và nướng với các sảnphẩm mềm với độ ẩm cao

Năm 1965, phương pháp truyền nhiệt mới được Rhodes giới thiệu Thiết bị nàyvới tên thương mại là “Acceletron” có khả năng tăng cường tỉ lệ truyền nhiệt đối với cảnhiệt và hơi Khả năng này có được bằng cách tạo ra một loại gọi là “gió corona” (coronawind) trong khoang lò Một trường tĩnh điện có thế năng cao và chiều phân cực khôngđổi được đặt vào giữa đỉnh lò và sàn lò bằng hệ thống chấn song có gắn điện cực Thiết bịnày được lắp đặt trong lò song song với các ống phun hơi và ion hóa khí gần điện cực,những phân tử khí đã được ion hóa sau đó bị đẩy bởi điện cực, hình thành dòng khíhướng về sản phẩm Theo kết quả báo cáo, sử dụng thiết bị này có thể giảm được lượnghơi yêu cầu và thời gian nướng tăng lên 20% Một dòng điện cao thế phóng qua điện cực

làm tăng sự truyền nhiệt đối lưu trong 4-5 phút đầu của quá trình nướng, và thường sinh

ra O3

Nghiên cứu của Siever cho thấy có thể thu được kết quả tốt nhất bằng cách giảmnhiệt độ trong 2 zone đầu tiên khoảng 28 – 450C và zone cuối khoảng 140C Siever đưa rakết luận từ thử nghiệm mang tính thương mại khi sử dụng cả lò đốt gián tiếp và trực tiếprằng năng suất lò tăng 10% khi đẩy nhanh quá trình truyền nhiệt, năng lượng tiết kiệmđược 11,8% vì giảm được 40Btu, xuống còn 300Btu/lb để hoàn thành quá trình nướng.Giá trị này đem so sánh với giá trị lý thuyết (không kể đến mất mát nhiệt) là 235Btu vàgiá trị thực tế đối với các lò hiện đại trong khoảng 325 – 400 Btu/lb Cuối cùng là giảmtổn thất trong quá trình nướng (giảm 0,5 ounce/24 ounce), trung bình là giảm được 0,5 –

Các yếu tố góp phần làm cho quá trình nướng nhanh hơn và hiệu quả hơn bao gồm:

 Điều khiển nhiệt độ nhanh và chính xác

 Đầy đủ đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức

 Hỗn hợp không khí:gas tối ưu

 Điều khiển tốt nhiệt ở phần bên

 Khoảng cách giữa các tầng thích hợp

 Sử dụng aluminized-steel làm vật liệu làm tầng

 Ion hóa không khí trong lò

 Không cho không khí lạnh đi vào ống dẫn và các điểm phóng điện

 Làm phong phú thêm thành phần của sản phẩm như: đường và sữa đặc

2.4 Phương pháp thực hiện

2.4.1 Phương pháp truyền thống

Theo truyền thống lò nướng bánh thường được dùng nhất là lò gạch Lò bao gồmnhững khoang được xây bằng gạch và một nền gạch cách nhiệt Phía trên của lò được uốncong thành hình gần giống như chóp nón Lò đốt, được thiết kế có hình dạng dài và hẹp,được xây sao cho lửa và những sản phẩm của quá trình đốt có thể đạt tới nóc của lò và lanrộng trong khắp khoảng trống trong lò trước khi đi ra ngoài qua ống khói Lò được thiết kếcho việc nướng bánh mì thì khoảng trống phía sau nóc lò và nền lò được bọc bằng cát Bởi

vì cấu trúc cồng kềnh nên lò cổ điển có thể sử dụng những nhiên liệu đốt dạng rắn, và cóthể nhanh chóng đạt đến nhiệt độ cao nhất làm cho bánh giữ được những đặc tính tốt nhất.Tuy nhiên vận hành loại lò này đòi hỏi kỹ năng và kinh nghiệm của người vận hành máy.Khi nhiệt độ trong lò đạt được 5500F thì người ta cho bánh vào, sau đó nhiệt độ sẽ hạxuống còn 5000F vì cân bằng nhiệt với bánh mì Sau khoảng 1 giờ thì lấy bánh ra Nhiệt độtrong lò lúc này tương đối đồng đều để nướng những sản phẩm lên men như bánh mì mềm,sản phẩm dạng màng…

Nguồn năng lượng trong suốt quá trình nướng: gỗ, than củi, than anthracite, than cốc, than đá… Gỗ, than bùn hoặc nhiên liệu khoáng vật là lựa chọn có lợi nhất về mặt kinh tế

ở những khu vực cách xa khu công nghiệp Gia nhiệt bằng than hiệu suất khoảng 20%