Bài tiểu luận tìm hiểu quy trình sản xuất bánh mì

LỜI MỞ ĐẦU Bánh mì từ lâu quen thuộc với Đây loại bánh nướng thông dụng tiện lợi Chúng vận chuyển xa, bảo quản dễ dàng, có mùi vị thơm ngon hấp dẫn Hiện bánh mì sản xuất với số lượng lớn, mùi vị hình dạng phong phú đa dạng Chúng không ngừng đổi để đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng, chẳng hạn tăng thêm thành phần dinh dưỡng bánh mì sandwich, cung cấp thêm số dưỡng chất cần thiết cho thể như: canxi, vitamin B, vitamin D,… Nắm bắt xu hướng sử dụng người tiêu dùng khả phát triển thị trường dòng sản phẩm này, chúng em tìm hiểu số vấn đề việc sản xuất sản phẩm bánh mì trình bày tiểu luận “Tìm hiểu quy trình sản xuất bánh mì”, hy vọng với thông tin mà chúng em thu thập góp phần giúp cho bạn đọc hiểu rõ đặc điểm dòng sản phẩm này, từ phát phương pháp cải tiến quy trình sản xuất, chất lượng sản phẩm nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng tiết kiệm chi phí sản xuất Qua đây, chúng em chân thành cảm ơn PGS TS Lê Văn Việt Mẫn hướng dẫn, bảo chúng em suốt trình tìm hiểu môn Công nghệ chế biến suốt trình thực đề tài tiểu luận Chúng em xin chân thành cảm ơn thư viện môn Công nghệ Thực Phẩm, thư viện khoa Kỹ Thuật Hóa Học, thư viện trường ĐHBK TP HCM, thư viện trung tâm ĐHQG TPHCM giúp đỡ tài liệu cho đề tài tiểu luận Tổng quan bánh mì 1.1 Giá trị thực phẩm bánh mì Giá trị thực phẩm bánh mì đánh giá theo thành phần chất dinh dưỡng glucide, protein, acid amin không thay thế, vitamin, chất khoáng, độ sinh lượng khả hấp thụ thể người Ngoài số hương vị, độ xốp, trạng thái ruột bánh, hình dáng bên bánh có ý nghĩa định mặt giá trị thực phẩm Nhu cầu bánh mì cho người lao động mức độ khác nhau, nước khác không giống Nói chung, người lao động tiêu thụ khoảng 150 – 500g bánh mì/1 ngày Trên giới có khoảng nửa dân số dùng bánh mì làm lương thực chủ yếu Hình 1: Một số loại bánh mì Bảng 1: Hệ số tiêu hóa chất bánh mì Hệ số tiêu hóa Bánh mì làm từ Protien Glucide Lipid Bột thượng hạng 0.87 0.98 0.95 Bột hạng 0.85 0.96 0.93 Bột hạng 0.75 0.95 0.92 1.2 Nguyên liệu sản xuất bánh mì Bánh mì sản phẩm chế biến từ bột mì nhào với nước, muối nấm men, để lên men cho nở xốp, sau nướng hay hấp chín Khoảng nửa số dân giới dùng bánh mì làm nguồn lương thực Bánh mì có nhiều loại với nhiều công thức chế biến khác tùy thuộc thói quen ăn uống vùng Bột mì nấm men hai nguyên liệu ảnh hưởng nhiều đến quy trình sản xuất chất lượng sản phẩm Bột mì để làm bánh mì, tiêu chất lượng chung vi sinh hóa lý, cần thỏa mãn yêu cầu công nghệ gồm: lực nở tốt khả sinh khí cao Lực nở bột mì xác định gián tiếp thông qua khả tạo mạng gluten ướt Tùy loại bánh mì cần nở nhiều hay mà bột mì cần có hàm lượng protein từ 9-12% lượng gluten ướt khoảng từ 23-30% Khả sinh khí bột mì kiểm tra cách bổ sung vào 100g bột mì (độ ẩm 14%) 60ml nước 3g nấm men ép để nhiệt độ 30 0C Bột thích hợp làm bánh mì sinh 1300-1600 ml khí CO2 Bảng 2: Vai trò nguyên liệu công nghiệp sản xuất bánh mì Thành phần Phân khối lượng Vai trò Nguồn gluten, tinh bột, Bột mì 100 lipid… Nước 50¸65 Tác nhân hóa dẻo bột 0,5¸2,5 (tùy vào chủng Lên men tạo CO2 làm nở Nấm men nấm men phương pháp bột nhào lên men) Tạo vị, làm chặt gluten, Muối ăn (NaCl) 1,0¸2,5 tác động lên enzyme vi sinh vật bột nhào Tạo vị, màu sắc Đường chất cho nấm men Nguồn amylase Malt 0,5¸1,0 protease, tạo vị nhẹ hương đặc trưng Tạo vị, màu sắc, tạo đệm Bột sữa gầy pH Chất béo Cải thiện cấu trúc bột nhào Calcium 0,2 Tác nhân kháng khuẩn propionate Mứt quả, trái Tạo hương vị riêng cho Tùy loại bánh cây… bánh Vitamin Làm giàu môi trường dinh Vết khoáng dưỡng Tác nhân oxy Tăng thể tích độ xốp hóa: bánh, tăng độ trắng, giảm mức độ thủy phân KBrO3 0,001¸0,004 protein, làm chặt mạng (NH4)2S2O8 0,01¸0,02 Acid ascorbic 0,001¸0,005 gluten… Nấm men dùng sản xuất bánh mì thuộc giống Saccharomyces, loài cerevisae, lớp Ascomycetes, ngành Nấm Nấm men Saccharomyces cerevisae có khả sử dụng glucose, galactose, saccharose, maltose nguồn carbon; sử dụng acid amin, muối ammonium nguồn nitơ Chức nấm men sinh khí CO2 làm tăng thể tích khối bột nhào Ngoài ra, sản phẩm trình lên men tích lũy khối bột tạo nên hương vị đặc trưng cho bánh mì thành phẩm Các dạng nấm men thường sử dụng công nghệ sản xuất bánh mì men ép, men khô, men lỏng men ủ chua Men ép men khô sản xuất từ nhà máy chuyên sản xuất nấm men Men lỏng men ủ chua thường chuẩn bị nhà máy sản xuất bánh mì Ở nước ta, xí nghiệp sản xuất bánh mì thường dùng dạng men khô nhập nước ngoài, số xí nghiệp tự chuẩn bị men lỏng, men ủ chua không dùng Các tiêu chất lượng cần để đánh giá chất lượng nấm men bao gồm: - Chỉ tiêu cảm quan men ép màu vàng sẫm, mặt chấm đen, mùi mốc, mùi lạ, đặc chắc, dễ bẻ, không dính tay Chỉ tiêu cảm quan men khô sạng hạt nhỏ hay sợi ngắn, màu vàng sáng, có mùi thơm đặc trưng nấm men - Hình dạng kích thước tế bào: tế bào lớn có dạng hình cầu hay hình trứng, đường kính 7÷11µm - Hoạt tính maltase: hoạt tính maltase biểu thị thời gian để 1g nấm men ép phóng thích 10 ml CO2 lên men 20 ml dung dịch đường maltose 5% Khoảng thời gian phải nhỏ 70 phút - Hoạt lực làm dậy bột: hoạt lực làm dậy bột biểu thị thời gian 5g nấm men ép làm nở khối bột 280g thêm chiều cao 1,5cm khuôn chuyên dùng để xác định lực nở bột Khuôn có dạng hình thang, kích thước đáy 12,6x8,5cm, kích thước miệng khuôn 14,3x9,2cm chiều cao 8,5 cm Hoạt lực làm dậy bột không 45 phút Độ bền nấm men: độ bền nấm men thay đổi thời gian làm nở bột nấm men lúc ban đầu sau thời gian bảo quản định Nếu độ bền nấm men cao sau 72h bảo quản nhiệt độ 0÷40C, thay đổi thời gian làm nở bánh không phút 1.3 Nấm men Quy trình sản xuất bánh mì Bột mì Nước Muối Nguyên liệu khác Nhào bột Lên men đầu Chia bột nhào Vê bột Ổn định cấu trúc Tạo hình cuối Lên men kết thúc Khía bánh Làm ẩm bề mặt Nướng Sản phẩm Hình 2: Quy trình sản xuất bánh mì Quá trình nướng bánh mì Đây bước cuối trình làm bánh mì, phản ứng hóa học, hóa sinh biến đổi vật lí dẫn đến thay đổi cấu trúc không thuận nghịch thành phần bột Các phản ứng điều khiển cách cẩn thận tốc độ chuyển hoá nhiệt, lượng nhiệt cung cấp, độ ẩm thời gian lưu buồng nướng Chế độ nướng bánh đặc trưng thông số chính: độ ẩm tương đối hỗn hợp không khí buồng nướng, nhiệt độ vùng buồng nướng Độ ẩm tương đối không khí buồng nướng có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng bánh Mục đích khâu làm ẩm tạo cho nước ngưng tụ bề mặt bánh bánh vừa đưa vào lò Nếu đảm bảo đủ độ ẩm tinh bột dễ hồ hóa đồng thời hòa tan dextrin làm bề mặt bánh phẳng bóng láng Ngoài nhờ có ẩm mà mặt bánh dai, chậm khô giữ khí làm cho bánh nở to Các kết nghiên cứu cho thấy làm ẩm có tác dụng đốt bánh nhanh hơn, vỏ bánh mỏng không bị cháy, ruột bánh chín nhanh rút ngắn thời gian nướng Nếu nướng bánh môi trường không đủ ẩm bánh nở ít, vỏ bánh nứt có màu sắc không vàng đều, có chỗ trắng, có chỗ cháy, đặc biệt vỏ bánh dầy cứng ngăn cản nhiệt xâm nhập vào ruột bánh 2.1 Mục đích  Làm chín sản phẩm  Tạo hương vị, màu sắc cho sản phẩm  Tiêu diệt vi sinh vật, hệ enzymes có cục bột nhào 2.2 Biến đổi xảy trình nướng 2.2.1 Biến đổi vật lý 2.2.1.1 Độ ẩm nhiệt độ cục bột nhào Khi làm nóng cục bột nhào lò nướng, nhiệt độ độ ẩm lớp khác cục bột nhào có thay đổi không giống Sự thay đổi nhiệt độ độ ẩm cục bột nhào nướng đặc trưng trạng thái ba lớp cục bột nhào: lớp bề mặt, lớp sát vỏ lớp trung tâm Nhiệt độ cục bột nhào cho vào lò nướng 30 oC, thấp nhiều so với nhiệt độ buồng nướng (230 – 260 oC) Trong phút trình nướng, bề mặt bột nhào có nước ngưng tụ độ ẩm lớp bề mặt cục bột nhào tăng lên( khoảng 1.3%) Nhiệt độ lớp bề mặt cục bột nhào tăng lên thời gian đầu trình nướng nhiệt độ tăng lên đến khoảng 100 oC Ở lớp bề mặt nước bắt đầu bay mạnh lớp cục bột nhào tro nên cứng tạo thành vỏ cứng Sau nước, nhiệt độ vỏ bánh tăng lên đến khoảng 160 – 180 C dừng lại nhiệt độ lớp vỏ không vượt 100 oC Lượng nước vỏ bánh phần chuyển vào môi trường buồng nướng, phần chuyển vào phía ruột bánh chuyển dịch nhiệt ẩm Dưới lớp vỏ hình thành vùng bay nước, vùng sâu vào ruột bánh độ dày vỏ tăng lên Nhiệt độ vùng bay nước lên tới 100oC không thay đổi Một phần nước từ vùng bay chuyển qua vỏ bay hơi, phần nứoc trở lực lớp vỏ cứng nên chuyển vào lớp trung tâm ruột bánh ngưng tụ Độ ẩm lớp trung tâm ruột bánh tăng lên tương đối chậm đạt giá trị nhỏ so với độ ẩm lớp trung gian Nhiệt độ trung tâm ruột bánh cuối trình nướng lên tới 94 – 97oC o 2.2.1.2 Khối lượng Trong trình nướng, khối lượng cục bột nhào giảm Về 95% giảm khối lượng ẩm tách trình tạo vỏ bánh Một phần nhỏ tách rượu, khí CO 2, acid bay cháy chất vỏ nướng Sự giảm khối lượng phụ thuộc vào loại sản phẩm (hình dáng khối lượng cục bột nhào), phương pháp nướng ( hộp khay), khối lượng độ dày vỏ, lượng ẩm Sản phẩm có khối lượng nhỏ lớn diện tích riêng cuả vỏ lớn Sản phẩm nướng khay có giảm khối lượng lớn so với sản phẩm nướng hộp bề mặt bay lớn, lượng nhiều Khi nướng loại sản phẩm giảm khối lượng phụ thuộc vào mức độ làm ẩm môi trường buồng nướng, nhiệt độ buồng nướng, độ ẩm bột nhào, độ thưa dày sản phẩm xếp buồng nướng Độ ẩm tương đối hỗn hợp nước không khí buồng nướng lớn, độ ẩm bề mặt cục bột nhào cao tạo vỏ chậm giảm khối lượng 2.2.1.3 Thể tích Thể tích bánh mì thành phẩm lớn thể tích cục bột nhào trước đưa vào lò nướng 10 – 30% Sự tăng thể tích làm cho bánh có đủ độ xốp cần thiết hoàn thiện mặt bánh, tăng thể tích xảy với tốc độ thay đổi Thể tích bánh tăng nhanh vào phút đầu trình lên men rượu cục bột nhào Sự tăng thể tích không khí dãn nở tác dụng cuả nhiệt chuyển rượu thành trạng thái Khi lớp vỏ cứng tạo thành bao phủ lấy bề mặt bánh trình tăng thể tích bánh chấm dứt 2.2.2 Biến đổi hóa học 2.2.2.1 Biến đổi tinh bột Ở 40-50oC, hạt tinh bột bắt đầu trương nở tiếp tục tạo gel chúng hấp thu từ 25-50% lượng nước (theo khối lượng bột) tạo thành hệ nhũ tương có độ nhớt cao Sự hư tổn hóa học tinh bột xảy xay bột có tác dụng làm tăng hấp thụ nước chúng dễ bị enzym công Trong khoảng nhiệt độ 43-60oC, cacbonhydrat hòa tan tăng mạnh từ 14.5% lên đến 24% sau 55 phút nướng, enzym α-amilase bắt đầu hoạt động 30oC, hoạt tính tối đa khoảng 50-60 oC công vào hạt trước tạo gel xảy 55-90 oC Cũng nhiệt độ này, tất CO tự làm miếng bột phồng nở lên Khi lớp da bề mặt dày lên tính đàn hồi, bắt đầu có dấu hiệu tạo màu nâu (phản ứng Maillard) Còn β-amilase có khả làm tăng lượng đường trình trộn bột từ 2.0-2.5% tiếp tục phân cắt tinh bột tiến hành đường hóa nướng đạt đến nhiệt độ không hoạt động (57-72oC) Tác dụng enzym α-amilase β-amilase tạo gel tinh bột làm tăng tỉ lệ hòa tan nước bên miếng bột Mức độ gia tăng tuỳ thuộc vào động lực enzym amylolytic, phụ thuộc vào yếu tố hoạt tính enzym, tốc độ truyền nhiệt vào lớp bên miếng bột, mức độ bột hư pH bột Những sản phẩm suy biến từ tinh bột dextrin đường nhỏ hơn, tan nước có pentosan hexosan Nếu muốn rút ngắn tổng thời gian nướng phải tiến hành pha đầu từ giai đoạn sau qua khỏi zone tạo gel (55-80 oC) rút ngắn cần thiết cho tạo thành chất mùi lớp vỏ bánh Amylase bắt đầu thuỷ phân tinh bột tạo thành dextrin sau maltose, tỉ lệ dextrin tăng lên 15% suốt trình nướng 2.2.2.2 Biến tính protein Protein có khả liên kết vừa đủ với nước để tạo gel tinh bột, đồng thời phân tử tạo thêm chức lưu biến Khi nhiệt độ miếng bột đạt 50-70oC, nguyên tử nhóm nguyên tử phân tử Protein tiến hành làm lung lay làm cho liên kết yếu mạng lưới phân tử bị phá vỡ, cấu trúc xoắn ốc bắt đầu duỗi thẳng Do vậy, xếp không gian phân tử Protein bị thay đổi, nước hút vào trước liên kết giai đoạn trương nở trình trộn bột lên men lúc giải phóng Gluten liên kết với khoảng 30% lượng nước hấp thụ vào bột, protein hydrat hóa tạo thành cấu trúc ma trận với hạt tinh bột nhỏ gắn Khi nhiệt độ ruột bánh đạt 60-70 oC ẩm protein bị xảy biến tính dẫn đến đông tụ Nước giải phóng chuyển vào tinh bột suốt trình tạo gel Ở khoảng 74 oC, biến tính nhiệt làm thay đổi hoàn toàn mạng lưới gluten (bao quanh lỗ hổng khí) thành cấu trúc cứng kết hợp tinh bột trương nở tạo nên ruột bánh có cấu trúc vững vàng lại mềm dẻo Vậy đông tụ protein tạo gel tinh bột tạo nên cấu trúc lỗ hổng miếng bột cuối hình thành nên ruột bánh mì Hoạt động enzym protease miếng bột nướng gây nên vài biến đổi Mức độ biến đổi phụ thuộc vào hàm lượng nước có bột, độ pH, nhiệt độ tốc độ trao đổi nhiệt Khi bột mì có hàm lượng nước 48% pH=5,8 T opt protease khoảng 60-70oC, tăng hàm lượng nước bột lên 70% T opt giảm 50oC Màu vỏ bánh chủ yếu phản ứng tạo Melanoidin hình thành caramel ảnh hưởng đến tạo màu Tốc độ phản ứng Maillard phụ thuộc vào vài điều kiện:  Điều khiển nhiệt độ, pH lượng ẩm bột Do đó, việc cấp đầy đủ, quét lớp nước lên miếng bột điều khiển nhiệt độ 100oC cần thiết  Đảm bảo có mặt nhóm amin tự (NH2), nhóm aldehit  Càng có nhiều nhóm có khả phản ứng phản ứng diễn nhanh  Sự tạo thành Melanoidin bị ảnh hưởng trình trộn bột, thời gian trộn bột lâu mạnh mẽ mở phân tử protein ra, làm lộ nhóm NH2 tự Việc có sẵn amino acid, đường cồn phụ thuộc phần lớn khoảng thời gian tồn hoạt động enzym, mức độ polime hóa khả hydrat hóa chất chúng từ trộn bột đến nướng bánh Sự có mặt đầy đủ lượng amino đường phụ thuộc vào cân đối tinh bột/amilose protein/proteinase, bột mì Khi bột tạo nồng độ không đầy đủ monome cần thiết thực phép đo khách quan làm tăng nồng độ lên tạo mùi diễn mãnh liệt 2.2.2.3 Các biến đổi khác Trong trình nướng bánh, gần 70 hợp chất gây hương vị tạo thành Phần lớn chất thuộc nhóm cacbonyl, este phức tạp, rượu axit hữu Các chất gây hương vị tạo thành trình lên men trình nướng bánh Các chất thuộc nhóm cacbonyl xuất phản ứng maillard đường khử nhóm amin, đồng thời phản ứng caramen Phản ứng tạo thành chất gây hương vị xảy vỏ bánh, sau chất khuếch tán ruột bánh phần thoát môi trường xung quanh Bảng 3: Nồng độ chất gây hương vị loại bánh mì Bánh mì trắng Tên chất Ethanol 5-hydroxyl methyfurfur al Acetaldehyt Isopentanal Furfural Methylglyo xal Isobutanal Acetone Acetain Diacetyl Bánh mì đen Bánh mì làm từ bột nghiền lẫn Bánh lúa mì đen Ruột (mg/Kg ) 3900 Vỏ (mg/Kg ) 1800 Ruột (mg/kg ) 3400 Vỏ (mg/kg ) 1100 Ruột (mg/Kg ) 2300 Vỏ (mg/Kg ) 1000 40 12 300 20 400 70 4.3 1.2 0.3 12.8 4.7 5.5 4.7 2.7 1.5 22.6 15.2 12.4 4.6 1.9 2.3 26.2 19 28.7 7.1 4.6 27.4 0.7 0.8 1.5 8.9 1.9 13.5 4.3 0.3 0.7 0.9 0.2 2.6 4.5 1.0 0.9 0.9 0.4 0.2 0.2 60 5.6 1.1 1.3 0.8 2.0 0.3 0.2 12.9 6.5 0.7 1.3 1.8 1.9 5.0 0.7 2.2.3 Biến đổi hóa sinh vi sinh Trong phút trình nướng, hoạt động nấm men vi khuẩn lên men lactic tăng cường, sau giảm dần ngừng hẳn Quá trình lên men rượu đạt cực đại bột nhào làm nóng đến 35oC Khi nhiêt độ tăng lên đến 45 oC tạo khí giảm xuống rõ rệt, nhiệt độ đạt đến 50oC trình vi sinh vật ngừng Sự lên men lactic đẩy mạnh thời gian đầu sau giảm xuống Do hoạt động vi sinh vật mà phút trình nướng bánh hàm lượng rượu, CO acid tăng lên đôi chút làm cho thể tích bánh tăng lên, mùi vị bánh tăng thêm (mg/kg ) 1600 Trong suốt giai đoạn đầu trình nướng, dạng nhiệt lượng quan trọng nhiệt lượng cung cấp trình ngưng tụ bề mặt miếng bột Khi ngưng tụ bề mặt, lượng tiềm ẩn giải phóng dạng nhiệt Quá trình làm nóng nhanh lớp bột gần vỏ bánh thay đổi đặc tính đường cong nhiệt độ thời gian nướng khu vực tâm ruột bánh Do việc cố định giá trị độ ẩm tối ưu vô quan trọng Chức dẫn nhiệt trình nướng truyền nhiệt từ nguồn nhiệt đến tường lò nướng Nó cho thấy dạng nhiệt lượng chủ yếu truyền đến sản phẩm dạng phẳng nướng cách tiếp xúc trực tiếp với bề mặt nóng Nó ứng dụng việc nướng sản phẩm tích lớn truyền nhiệt từ đáy thành lò đến bề mặt sản phẩm bị hạn chế Tuy nhiên loại lò nướng trực tiếp đại, dẫn nhiệt đóng vai trò giai đoạn đầu Quá trình truyền nhiệt đối lưu cần thiết cho gia nhiệt nước tạo dòng đối lưu, phân bố nhiệt lượng lò Bên lò, hỗn hợp không khí hình thành nên môi trường cho trình lưu chuyển nhiệt; trình đối lưu tự nhiên xảy hoàn toàn dựa vào khác nhiệt độ khối khí kế cận Tuy nhiên, đối lưu cưỡng tạo quạt thiết bị thổi đẩy nhanh trình luân chuyển không khí nhiệt Hầu toàn nhận xét cho tỉ lệ nhiệt lượng truyền tính đồng bánh tăng lên cách dùng đối lưu cưỡng Hệ thống đối lưu cưỡng thường lắp vào đáy khoang lò, từ không khí thổi cưỡng vào khoang lò tỉ lệ kiểm soát thông qua rãnh thoát Một kỹ thuật khác tái sử dụng không khí lò cách sử dụng hệ thống quạt di chuyển dòng khí từ đáy lò thông qua ống đục lỗ sản phẩm bánh Nhiệt lượng truyền xạ hình thức truyền nhiệt đa dạng Ở nhiệt độ từ 300 – 400 0C, bề mặt phát nhiệt lò nướng phát sóng xạ điện từ Ở khoảng nhiệt độ đó, bước sóng tương ứng với lượng xạ cực đại vào khoảng đến 4,3 micromet Khoảng bước sóng dao động khoảng 0,77 – 340 micromet quang phổ hồng ngoại Phổ hồng ngoại với bước song ngắn có khản xuyên sâu vào miếng bột tốt phổ hồng ngoại có bước song dài Sự xuyên sâu vào miếng bột dẫn đến trình bay nước miếng bột tăng cường rút ngắn thời gian nướng.Khoảng bước sóng thực tế dùng cho trình nướng vào khoảng đến micromet vùng hồng ngoại Brunson mô tả tăng lên hiệu truyền nhiệt lò đốt trực tiếp sử dụng hệ thống tuần hoàn khí với vận tốc khoang nướng khoảng 200 – 400 ft/min Trong lò va đập không khí (air-impingement oven), đạt tốc độ khí 3000ft/min gần miệng phun Những miệng phun thiết kế để tạo tia hẹp để tạo hỗn loạn lớn xung quanh miếng bột Những lò va đập không khí cho phép nướng nhiệt độ thấp hơn, thời gian nướng ngắn nướng với sản phẩm mềm với độ ẩm cao Năm 1965, phương pháp truyền nhiệt Rhodes giới thiệu Thiết bị với tên thương mại “Acceletron” có khả tăng cường tỉ lệ truyền nhiệt nhiệt Khả có cách tạo loại gọi “gió corona” (corona wind) khoang lò Một trường tĩnh điện cao chiều phân cực không đổi đặt vào đỉnh lò sàn lò hệ thống chấn song có gắn điện cực Thiết bị lắp đặt lò song song với ống phun ion hóa khí gần điện cực, phân tử khí ion hóa sau bị đẩy điện cực, hình thành dòng khí hướng sản phẩm Theo kết báo cáo, sử dụng thiết bị giảm lượng yêu cầu thời gian nướng tăng lên 20% Một dòng điện cao phóng qua điện cực làm tăng truyền nhiệt đối lưu 4-5 phút đầu trình nướng, thường sinh O3 Nghiên cứu Siever cho thấy thu kết tốt cách giảm nhiệt độ zone khoảng 28 – 45 0C zone cuối khoảng 140C Siever đưa kết luận từ thử nghiệm mang tính thương mại sử dụng lò đốt gián tiếp trực tiếp suất lò tăng 10% đẩy nhanh trình truyền nhiệt, lượng tiết kiệm 11,8% giảm 40Btu, xuống 300Btu/lb để hoàn thành trình nướng Giá trị đem so sánh với giá trị lý thuyết (không kể đến mát nhiệt) 235Btu giá trị thực tế lò đại khoảng 325 – 400 Btu/lb Cuối giảm tổn thất trình nướng (giảm 0,5 ounce/24 ounce), trung bình giảm 0,5 – oune/lb Để điều khiển nhiệt độ nhiệt lượng cung cấp vào zone lò, van điều khiển để đảm bảo hòa trộn tỉ lệ hỗn hợp khí:gas kết nối với đơn vị điều khiển nhiệt độ có khả nhận biết nhiệt độ zone, tín hiệu điều khiển cần nhiều nhiệt Các lò đốt trực tiếp loại nối đơn thường có đến zone Các yếu tố góp phần làm cho trình nướng nhanh hiệu bao gồm: • Điều khiển nhiệt độ nhanh xác • Đầy đủ đối lưu tự nhiên đối lưu cưỡng • Hỗn hợp không khí:gas tối ưu • Điều khiển tốt nhiệt phần bên • Khoảng cách tầng thích hợp • • • • Sử dụng aluminized-steel làm vật liệu làm tầng Ion hóa không khí lò Không cho không khí lạnh vào ống dẫn điểm phóng điện Làm phong phú thêm thành phần sản phẩm như: đường sữa đặc 2.4 Phương pháp thực 2.4.1 Phương pháp truyền thống Theo truyền thống lò nướng bánh thường dùng lò gạch Lò bao gồm khoang xây gạch gạch cách nhiệt Phía lò uốn cong thành hình gần giống chóp nón Lò đốt, thiết kế có hình dạng dài hẹp, xây cho lửa sản phẩm trình đốt đạt tới lò lan rộng khắp khoảng trống lò trước qua ống khói Lò thiết kế cho việc nướng bánh mì khoảng trống phía sau lò lò bọc cát Bởi cấu trúc cồng kềnh nên lò cổ điển sử dụng nhiên liệu đốt dạng rắn, nhanh chóng đạt đến nhiệt độ cao làm cho bánh giữ đặc tính tốt Tuy nhiên vận hành loại lò đòi hỏi kỹ kinh nghiệm người vận hành máy Khi nhiệt độ lò đạt 5500F người ta cho bánh vào, sau nhiệt độ hạ xuống 500 0F cân nhiệt với bánh mì Sau khoảng lấy bánh Nhiệt độ lò lúc tương đối đồng để nướng sản phẩm lên men bánh mì mềm, sản phẩm dạng màng… Nguồn lượng suốt trình nướng: gỗ, than củi, than anthracite, than cốc, than đá… Gỗ, than bùn nhiên liệu khoáng vật lựa chọn có lợi mặt kinh tế khu vực cách xa khu công nghiệp Gia nhiệt than hiệu suất khoảng 20% Hình Cấu tạo lò nướng bánh mì truyền thống 2.4.2 Phương pháp đại 2.4.2.1 Nguồn lượng Nguồn lượng suốt trình nướng cung cấp từ nguồn lượng sau: dầu nhiên liệu, khí thiên nhiên, khí nhân tạo sử dụng lượng điện Việc chọn lựa nguồn lượng tùy thuộc vào chi phí mức độ thuận lợi Năng lượng truyền đến khu vực qua vật liệu dẫn kim loại Hiệu tương đối khai thác nguồn lượng biến đổi đáng kể: khí khoảng 50% nhiều gia nhiệt trực tiếp lò điện chiếm khoảng 85% Việc lựa chọn cuối nguồn lượng sử dụng tùy thuộc vào nguồn có sẵn có hay không, có đạt hiệu kinh tế hay không, hiệu suất việc điều khiển tự động hóa Sau xem xét tất khía cạnh, ví dụ, nhiều nước Châu Âu, khí thiên nhiên lựa chọn cuối cho lò nướng dạng đường hầm công nghiệp lò nướng quy mô nhỏ Trong số ưu điểm người dùng khen ngợi lò nướng đốt khí thiên nhiên có: (1) Sự điều chỉnh dễ dàng hỗn hợp khí thiên nhiên không khí tự động hóa (2) Điều khiển nhiệt độ dễ dàng (3) Làm vệ sinh trình vận hành (4) Là nguồn nang8 lượng có sẵn, (5) Hỗn hợp khí có hiệu suất đốt cháy cao phân phối nhiệt đồng khoang lò (6) Quá trình đối lưu tự nhiên, tạo từ cháy hỗn hợp khí, đảm bảo phân phối lượng nhiệt cố định xung quanh miếng bột Tuy nhiên, thiết kế lò nướng quan trọng, trường hợp lò nướng theo mẻ, lắp đặt lò nướng có không khí nóng đốt khí thiên nhiên lưu thông đa tầng tiết kiệm lượng so với lò nướng có ống dẫn với hệ thống ống Perkin, 35% nhiều 2.4.2.2 Phân loại theo cách thức gia nhiệt 2.4.2.2.1 Lò nướng trực tiếp Trong lò nướng trực tiếp, không khí sản phẩm sinh đốt cháy nhiên liệu tuần hoàn tự nhiên đối lưu nhiệt hay quạt Nhiệt độ buồng đốt kiểm soát tự động, cách thay đổi lưu lượng khí hay nhiên liệu vào buồng đốt Khí tự nhiên thuờng sử dụng lò nướng trực tiếp, propan, butan, dầu đốt than đá dùng Khí đốt nóng lò đốt đặt phía hay phía băng tải lò nướng liên tục hay đáy lò lò nướng dạng gián đoạn mẻ Trong lò nướng dạng cần phải dập tắt lửa đốt có cố điều kiện nướng bánh Và có van (ô) giảm áp đặt lò để tránh trường hợp lò bị nổ khí Ưu điểm lò nướng trực tiếp : o Thời gian nướng ngắn o Khả truyền nhiệt cao o Có thể kiểm soát tốt điều kiện nướng bánh (sử dụng tốc độ quạt hay lượng nhiên liệu đốt) o Khởi động nhanh chóng cần đốt nóng không khí lò o Người ta thấy trình đốt trực tiếp phương pháp đơn giản kinh tế nhất, hiệu 25% so với đốt gián tiếp Tuy nhiên cần phải cẩn thận tránh tượng bánh bị nhiễm bẩn sản phẩm không mong muốn trình đốt, lò đốt cần phải bảo trì thường xuyên để đảm bảo hiệu suất đốt cháy 2.4.2.2.2 Lò nướng gián tiếp Ống nước gia nhiệt trực tiếp dầu đốt hay cung cấp nước từ lò Ống dẫn nước gia nhiệt không khí lò nướng Không khí nóng tuần hoàn lò nướng qua thiết bị trao đổi nhiệt Trong thiết bị nướng mẻ, thành đáy lò đốt nóng, thiết bị nướng liên tục, nguồn nhiệt đặt bên cạnh, dưới, hay bên băng tải Hầu hết tất lò nướng có lớp ceramic dày 25mm để tránh tượng tổn thất nhiệt Hệ thống sử dụng không khí nóng đối lưu nhiệt cưỡng có thời gian khởi động ngắn nhanh chóng đạt đến nhiệt độ cần thiết so với lò xạ Hình 4: Lò nướng mẻ gia nhiệt gián tiếp Hình Lò nướng liên tục gia nhiệt gián tiếp 2.4.2.3 Phân loại theo phương pháp hoạt động 2.4.2.3.1 Lò nướng liên tục bán liên tục Lò nướng dạng đáy xoay (rotary-hearth oven), lò nướng trục quay (reel-oven) lò nướng quay dạng nhiều khay (multi-cycle tray oven) cho phép bánh lò khay chứa, nhập liệu tháo liệu vị trí Quá trình gọi bán liên tục lò cần phải dừng để có thời gian tháo liệu Việc cho bánh di chuyển lò cho dù có hay quạt tuần hoàn khí làm cho bánh đồng  Rotary-hearth oven : có thời gian nướng bánh ngắn tốn nhiều diện tích Hình 6: Lò nướng dạng đáy quay  Reel oven : cho phép bánh mì di chuyển qua lò theo phương đứng theo phương ngang từ trước sau Điều cho phép có nhiều diện tích cho nướng bánh , phân tán nhiệt đồng Nhược điểm lò không gian gia nhiệt khó khăn việc tự động hoá nhập tháo liệu Hình 6: Lò nướng dạng cuộn (reel oven)  Tray oven: Hiện người ta thường dùng dạng tray tunnel oven Tray oven gần giống lò Tunnel khay gắn chặt vào băng tải Mỗi khay thường chừa số lượng bánh mì đưa qua lò theo chiều, sau đưa vào khay thứ 2, quay lại khỏi lò Hình 8: Lò nướng dạng nhiều khay (multitray oven)  Tunnel oven : bao gồm đường hầm (có thể dài tới 120m rộng 1,5m), bánh mì vận chuyển xuyên qua đường hầm băng tải kim loại hay dây cuaroa có đục lỗ hay dạng lưới đan kim loại Lò chia làm nhiều vùng gia nhiệt Trong vùng nhiệt độ độ ẩm kiểm soát cách độc lập nguồn nhiệt van Chúng giữ lại hay loại bỏ ẩm cách tạo cân không khí không khí tuần hoàn lò Hơi nước (trong thiết bị đun trực tiếp sản phẩm trình đốt) tách vùng riêng biệt Có nhiều thiết kế có thiết kế thêm hệ thống thu hồi nhiệt Trong lò nướng cần đảm bảo chế độ nướng bánh sau:  Vùng I (vùng làm ẩm): độ ẩm tương đối hỗn hợp không khí vùng khoảng 60-80%, nhiệt độ 100-130oC thời gian bánh vùng khoảng 1-5 phút, nhiệt độ khay sàn để nướng bánh 180-200oC Đốt nóng bánh chủ yếu truyền nhiệt trực tiếp  Vùng II (vùng nhiệt độ cao): không khí vùng khô, nhiệt độ lò khoảng 280-290oC Bề mặt bánh nóng tới 100-110oC nhiệt độ ruột bánh vào khoảng 50-60 oC Đốt nóng bánh giai đoạn chủ yếu xạ  Vùng III (vùng nhiệt độ trung bình): Nhiệt độ không khí giảm xuống 180-220oC, nhiệt độ vỏ bánh đạt 150-170oC ruột bánh 85-90OC Thời gian bánh giai đoạn chiếm tới 40-60% thời gian nướng Đốt nóng vùng truyền nhiệt xạ trực tiếp  Vùng IV (vùng nhiệt độ thấp): nhiệt độ không khí vùng khoảng 150-180oC Nhiệt độ vỏ bánh không thay đổi so với vùng III ruột bánh đạt 97-100oC Hệ thống máy tính lập trình kiểm soát tốc độ dây cuaroa, lượng nhiệt cần cung cấp, vị trí van khí tự động thay đổi điều kiện nướng vùng , để sản xuất chủng loại bành mì với màu sắc độ ẩm khác Ưu điểm: o Có thể dùng để nướng nhiều loại bánh khác o Năng suất lớn o Kiểm soát trình xác o Tốn nhân công, tự động hoá cao o Có sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt cửa khí thải nhờ mà tiết kiệm lượng rút ngắn thời gian khởi động Nhược điểm: o Chi phí cao o Tốn nhiều diện tích Ví dụ thiết bị tunnel oven điển hình: Bảng 4: Ví dụ loại lò tunnel điển hình Dầu cho lò đốt 48 Kg/h Dầu cho lò đốt 18 Kg/h Chiều rộng băng tải 3000 mm Số brulor (106-110oC) 450 Kg/h Chiều rộng lò 4034 mm Diện tích nướng 90 m2 Tổng chiều dài 32930 mm Chiều dài ham 30000 mm Hình 9: Lò nướng dạng tunnel Hình 10: Cấu tạo bên lò nướng dạng tunnel 2.4.2.3.2 Lò nướng gián đoạn Trong thiết bị Peel oven, bánh đưa vào khoang lò hay khay hay đơn xẻng dài cán Hiện dạng lò sử dụng nhiều lò nướng dạng nhiều tầng (multi-deck oven) thường sử dụng nhiều nướng bánh Thiết bị nướng mẻ có hai nhược điểm tốn nhân công thời gian nướng không ổn định bị gián đoạn nhập tháo liệu Nguyên tắc hoạt động: Gia nhiệt : Ống dẫn nước, tuần hoàn khí nóng, gia nhiệt dòng điện Không khí nóng tuần hoàn lò thông qua ống dẫn nhiệt kiểm soát lưu lượng van nhờ mà nhiệt độ tầng (deck) lò kiểm soát điều chỉnh cho phù hợp Không khí nóng gia nhiệt cho thành lò, thông qua thực trình nướng bánh Thông số kỹ thuật lò tầng: Bảng 5: Thông số kỹ thuật lò tầng FK-100 Multi-Deck Oven Số tầng Chiều dài tầng, mm Bề rộng tầng, mm Diện tích nướng,m2 Bề rộng lò, mm Chiều dài lò,mm Chiều cao lò,mm Chiều cao tầng,mm Tổngnnăng lượng tiêu thụ KW Lượng dầu tiêu thụ (50 Kg lt) Năng suất ( ổ/giờ) Thời gian nướng( phút) Nhiệt độ nướng (0C) Trọng lượng lò,kg 2100 1250 10 1825 3250 2250 220 400 16-18 260 4500 Hình 11: Lò nướng nhiều tầng 2.4.3 So sánh phương pháp nướng bánh mì truyền thống nướng bánh mì đại Phương pháp nướng bánh mì truyền Phương pháp nướng bánh mì thống đại Nguồn lượng sử dụng: Gỗ, than củi, than anthracite, than cốc, than đá Phương thức truyền nhiệt: Dẫn nhiệt, đối lưu tự nhiên xạ nhiệt Hiệu truyền nhiệt: Không cao chưa có hệ thống hộ trợ phương thức truyền nhiệt Năng suất: Thấp, nướng chủ yếu theo mẻ Chất lượng sản phẩm: Chất lượng bánh không đồng khó kiểm soát trình nướng, kiểm soát thời gian nướng chủ yếu dựa vào kinh nghiệm thợ vận hành Trên bề mặt bánh có mụi than nên không đạt tiêu chuẩn cảm quan an toàn vệ sinh Chi phí đầu tư: Thấp sử dụng nguồn lượng rẻ tiền chưa áp dụng tiến khoa học kĩ thuật chủ yếu quy mô gia đình Dầu nhiên liệu, khí thiên nhiên, khí nhân tạo sử dụng lượng điện Dẫn nhiệt, chủ yếu đối lưu cưỡng bức, xạ nhiệt Cao lắp thêm quạt, thêm hệ thống hỗ trợ để đối lưu nhiệt xạ nhiệt xảy tốt Năng suất cao nhiều thời gian nướng rút ngắn đa số lò hoạt động liên tục Chất lượng bánh đồng chủ động theo dõi điều khiển thông số trình nướng Hiện đa số dùng lò nường bánh di chuyển qua vùng chất lượng bánh đồng Do dùng nguồn lượng điện khí nên chất lượng mặt cảm quan an toàn thực phẩm đảm bảo Cao phải có trang thiết bị đại sử dụng thành tựu khoa học kĩ thuật, hoạt động quy mô lớn [...]... trong lò đạt được 5500F thì người ta cho bánh vào, sau đó nhiệt độ sẽ hạ xuống còn 500 0F vì cân bằng nhiệt với bánh mì Sau khoảng 1 giờ thì lấy bánh ra Nhiệt độ trong 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... nướng (0C) Trọng lượng của lò,kg 4 2100 1250 10 1825 3250 2250 220 5 2 400 16-18 260 4500 Hình 11: Lò nướng nhiều tầng 2.4.3 So sánh phương pháp nướng bánh mì truyền thống và nướng bánh mì hiện đại Phương pháp nướng bánh mì truyền Phương pháp nướng bánh mì hiện thống đại Nguồn năng lượng sử dụng: Gỗ, than củi, than anthracite, than cốc, than đá Phương thức truyền nhiệt: Dẫn nhiệt, đối lưu tự nhiên và... Đốt nóng bánh chủ yếu là do truyền nhiệt trực tiếp  Vùng II (vùng nhiệt độ cao): không khí trong vùng này khô, nhiệt độ của lò khoảng 280-290oC Bề mặt bánh nóng tới 100-110oC và nhiệt độ ruột bánh vào khoảng 50-60 oC Đốt nóng bánh trong giai đoạn này chủ yếu do bức xạ  Vùng III (vùng nhiệt độ trung bình): Nhiệt độ của không khí giảm xuống 180-220oC, nhiệt độ vỏ bánh đạt 150-170oC và ruột bánh 85-90OC... trực tiếp là sản phẩm của quá trình đốt) được tách ra trong từng vùng riêng biệt Có rất nhiều thiết kế có thiết kế thêm hệ thống thu hồi nhiệt Trong lò nướng cần đảm bảo chế độ nướng bánh như sau:  Vùng I (vùng làm ẩm): độ ẩm tương đối của hỗn hợp không khí và hơi vùng này khoảng 60-80%, nhiệt độ 100-130oC và thời gian bánh ở vùng này khoảng 1-5 phút, nhiệt độ của khay hoặc sàn để nướng bánh 180-200oC... do quá trình đối lưu Tuy nhiên, có thể tăng hiệu quả của quá trình truyền nhiệt đối lưu 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 là nhiệt lượng cung cấp do quá trình ngưng tụ hơi trên bề mặt miếng bột Khi hơi ngưng tụ trên bề mặt, năng lượng tiềm ẩn của hơi sẽ được giải phóng ra dưới dạng nhiệt năng Quá trình này... cuaroa, lượng nhiệt cần cung cấp, vị trí của các van khí có thể tự động thay đổi điều kiện nướng trong từng vùng , để có thể sản xuất ra những chủng loại bành mì với màu sắc và độ ẩm khác nhau Ưu điểm: o Có thể dùng để nướng rất nhiều loại bánh khác nhau o Năng suất lớn o Kiểm soát quá trình chính xác o Tốn ít nhân công, tự động hoá cao o Có sử dụng những thiết bị trao đổi nhiệt tại cửa ra của khí thải nhờ... nhiều khay (multi-cycle tray oven) đều cho phép bánh đi trong lò trên các khay chứa, nhập liệu và tháo liệu ở cùng một vị trí Quá trình được gọi là bán liên tục vì lò cần phải dừng để có thời gian tháo liệu Việc cho bánh di chuyển trong lò cho dù có hay không có quạt tuần hoàn khí cũng làm cho bánh được đồng đều hơn  Rotary-hearth oven : có thời gian nướng bánh ngắn nhưng tốn nhiều diện tích Hình 6:... mẻ Chất lượng sản phẩm: Chất lượng bánh không đồng đều vì khó kiểm soát quá trình nướng, kiểm soát thời gian nướng chủ yếu dựa vào kinh nghiệm của thợ vận hành Trên bề mặt bánh có thể có các mụi than nên không đạt về tiêu chuẩn cảm quan và an toàn vệ sinh Chi phí đầu tư: Thấp hơn vì sử dụng những nguồn năng lượng rẻ tiền và chưa áp dụng những tiến bộ khoa học kĩ thuật nhưng chủ yếu là quy mô gia đình... 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 gồm những khoang được xây bằng gạch và một nền gạch cách nhiệt Phía trên của lò được uốn cong 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... 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 có thể 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, ... 1.3%) Nhiệt độ lớp bề mặt cục bột nhào tăng lên thời gian đầu trình nướng nhiệt độ tăng lên đến khoảng 100 oC Ở lớp bề mặt nước bắt đầu bay mạnh lớp cục bột nhào tro nên cứng tạo thành vỏ cứng... thời gian nướng phải tiến hành pha đầu từ giai đoạn sau qua khỏi zone tạo gel (55-80 oC) rút ngắn cần thiết cho tạo thành chất mùi lớp vỏ bánh Amylase bắt đầu thuỷ phân tinh bột tạo thành dextrin... bột không 45 phút Độ bền nấm men: độ bền nấm men thay đổi thời gian làm nở bột nấm men lúc ban đầu sau thời gian bảo quản định Nếu độ bền nấm men cao sau 72h bảo quản nhiệt độ 0÷40C, thay đổi