Bánh mì là sản phẩm chế biến từ bột mì nhào với nước, muối và nấm men, để lên men cho nở xốp, sau đó nướng hay hấp chín. Khoảng một nửa số dân trên thế giới dùng bánh mì làm nguồn lương thực chính. Bánh mì có rất nhiều loại với nhiều công thức chế biến khác nhau tùy thuộc thói quen ăn uống của từng vùng.
MỤC LỤC Tổng quan bánh mì 1.1 Giá trị thực phẩm bánh mì 1.2 Nguyên liệu sản xuất bánh mì 1.3 Quy trình sản xuất bánh mì Quá trình nướng bánh mì 2.1 Mục đích .6 2.2 Các biến đổi trình nướng 2.2.1 Biến đổi vật lý 2.2.1.1 Độ ẩm nhiệt độ cục bột nhào 2.2.1.2 Khối lượng .7 2.2.1.3 Thể tích 2.2.2 Biến đổi hóa học 2.2.2.1 Biến đổi tinh bột 2.2.2.2 Biến tính protein .8 2.2.2.3 Các biến đổi khác 2.2.3 Biến đổi hóa sinh vi sinh 2.3 Phương thức truyền nhiệt 10 2.4 Phương pháp thực 12 2.4.1 Phương pháp truyền thống 12 2.4.2 Phương pháp đại .14 2.4.2.1 Nguồn 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 bán liên tục .16 2.4.2.3.2 Lò nướng gián đoạn 21 2.4.3 So sánh phương pháp nướng truyền thống đại 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 1 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 ngồi bánh có ý nghĩa định mặt giá trị thực phẩm Nhu cầu bánh mì cho người lao động mức độ khác nhau, nước khác khơng 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 cơng 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, ngồi 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 300C Bột thích hợp làm bánh mì sinh 1300-1600 ml khí CO2 Bảng 2: Vai trị ngun liệu cơng nghiệp sản xuất bánh mì Thành phần Phân khối lượng Vai trị Bột mì 100 Nguồn gluten, tinh bột, lipid… Nước 50¸65 Tác nhân hóa dẻo bột Nấm men 0,5¸2,5 (tùy vào chủng nấm Lên men tạo CO2 làm nở bột men phương pháp lên men) nhào Muối ăn (NaCl) 1,0¸2,5 Tạo vị, làm chặt gluten, tác động lên enzyme vi sinh vật bột nhào Đường Tạo vị, màu sắc chất cho nấm men Malt 0,5¸1,0 Nguồn amylase protease, tạo vị nhẹ hương đặc trưng Bột sữa gầy Chất béo Calcium propionate Mứt quả, cây… Vitamin khoáng Tạo vị, màu sắc, tạo đệm pH Cải thiện cấu trúc bột nhào 0,2 Tác nhân kháng khuẩn Tùy loại bánh Tạo hương vị riêng cho bánh Vết Làm giàu môi trường dinh dưỡng trái Tác nhân oxy hóa: KBrO3 0,001¸0,004 (NH4)2S2O8 Acid ascorbic 0,01¸0,02 0,001¸0,005 Tăng thể tích độ xốp bánh, tăng độ trắng, giảm mức độ thủy phân protein, làm chặt mạng gluten… Nấm men dùng sản xuất bánh mì thuộc giống Saccharomyces, lồi 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 Ngồi ra, sản phẩm q 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 khơ, 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 khơ nhập nước ngồi, số xí nghiệp tự chuẩn bị men lỏng, men ủ chua khơng 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 ngồi khơng có chấm đen, khơng có mùi mốc, mùi lạ, đặc chắc, dễ bẻ, khơng 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 Khn 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 Quy trình sản xuất bánh mì Nấm men 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 khơng khí buồng nướng, nhiệt độ vùng buồng nướng Độ ẩm tương đối khơng 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 hịa tan dextrin làm bề mặt bánh phẳng bóng láng Ngồi nhờ có ẩm mà mặt bánh dai, chậm khơ giữ khí làm cho bánh nở to Các kết nghiên cứu cho thấy làm ẩm cịn 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 khơng vàng đều, có chỗ cịn 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 30oC, thấp nhiều so với nhiệt độ buồng nướng (230 – 260oC) 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 100oC 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 – 180oC dừng lại nhiệt độ lớp vỏ khơng vượt 100oC 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 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 cịn tách rượu, khí CO2, 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 khơng 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 lị nướng 10 – 30% Sự tăng thể tích làm cho bánh có đủ độ xốp cần thiết hồn thiện mặt ngồi 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 cịn khơng khí dãn nở tác dụng cuả nhiệt chuyển rượu thành trạng thái Khi lớp vỏ cứng tạo thành bao phủ lấy bề mặt bánh q 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 50-60oC công vào hạt trước tạo gel xảy 5590oC Cũng nhiệt độ này, tất CO2 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) Cịn 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 khơng hoạt động (57-72oC) Tác dụng enzym α-amilase β-amilase tạo gel tinh bột làm tăng tỉ lệ hịa 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 (55-80oC) khơng thể 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 60-70oC ẩm protein bị xảy biến tính dẫn đến đơng tụ Nước giải phóng chuyển vào tinh bột suốt trình tạo gel Ở khoảng 74oC, biến tính nhiệt làm thay đổi hồn tồn 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 đơng 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 Topt protease khoảng 60-70oC, tăng hàm lượng nước bột lên 70% Topt giảm cịn 50oC Màu vỏ bánh chủ yếu phản ứng tạo Melanoidin cịn 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 q 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 khơng 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 q trình nướng bánh Các chất thuộc nhóm cacbonyl xuất phản ứng maillard đường khử nhóm amin, đồng thời cịn phản ứng caramen Phản ứng tạo thành chất gây hương vị xảy vỏ bánh, sau chất khuếch tán ruột bánh phần mơi trường xung quanh Bảng 3: Nồng độ chất gây hương vị loại bánh mì Bánh mì trắng Bánh mì đen Bánh mì làm từ bột nghiền lẫn Tên chất Bánh lúa mì đen Ruột Vỏ Ruột Vỏ Ruột Vỏ (mg/Kg) (mg/Kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/Kg) (mg/Kg) Ethanol 3900 1800 3400 1100 2300 1000 1600 5-hydroxyl methyfurfural 40 12 300 20 400 70 Acetaldehyt 4.3 12.8 4.7 22.6 4.6 26.2 7.1 Isopentanal 1.2 4.7 2.7 15.2 1.9 19 4.6 Furfural 0.3 5.5 1.5 12.4 2.3 28.7 27.4 Methylglyoxal 0.7 0.8 1.5 8.9 1.9 13.5 4.3 Isobutanal 0.3 2.6 0.9 60 0.8 12.9 1.8 Acetone 0.7 4.5 0.4 5.6 2.0 6.5 1.9 Acetain 0.9 1.0 0.2 1.1 0.3 0.7 5.0 Diacetyl 0.2 0.9 0.2 1.3 0.2 1.3 0.7 (mg/kg) 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 Q trình lên men rượu đạt cực đại bột nhào làm nóng đến 35oC Khi nhiêt độ tăng lên đến 45oC tạo khí giảm xuống rõ rệt, cịn 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, CO2 acid tăng lên đơi chút làm cho thể tích bánh tăng lên, mùi vị bánh tăng thêm Độ hoạt động enzyme tăng lên đến mức cao sau ngừng hẳn protein bị biến tính Các enzymes lớp bề mặt bột nhào bị ức chế trước, enzymes trung tâm cục bột đến kết thúc trình nướng chúng bị tiêu diệt - Trong bột nhào, độ acid thường không lớn hoạt động hai loại men α - β - amylase trì lâu - Trong khoảng nhiệt độ 50-60oC α-amylases hoạt động mạnh nhất, công hạt tinh bột trước hồ hóa tinh bột xảy nhiệt độ 55-90oC Ở nhiệt độ 67-79oC , số hạt tinh bột bị phá hủy tăng mạnh Ơ 70oC, hoạt động α-amylases giảm dần - Trong khoảng nhiệt độ 60-70oC, β-amylases phân hủy hạt tinh bột bị phá vỡ tạo thành dextrin đường maltose Khi nhiệt độ đạt 70-80oC, β-amylases bị vô hoạt Như vây khoảng hẹp nhiệt độ lớp cục bột nhào có vị trí mà tinh bột bị thủy phân enzymes tạo thành lượng dextrin ruột bánh 2.3 Phương thức truyền nhiệt lò nướng Trong suốt trình nướng, nhiệt lượng truyền vào miếng bột dạng dẫn nhiệt, đối lưu, xạ nhiệt Tùy thuộc vào loại lò đặc điểm thiết kế mà dạng nhiệt lượng truyền vào thay đổi có khả chiếm vai trị chủ đạo Thơng qua khu vực đáy lị, miếng bột nhận nhiệt lượng thơng qua dẫn nhiệt, đáy lò cần phải làm thép gạch chịu lửa Thơng qua mơi trường khơng khí bên khoang đốt, nhiệt lượng truyền theo dạng khác gọi truyền nhiệt đối lưu Dạng nhiệt lượng truyền vào bánh thông qua chuyển động dịng khơng khí mở lỗ thơng có quạt hỗ trợ Dạng nhiệt thứ nhiệt xạ, dạng nhiệt lượng xem quan trọng dạng nhiệt lượng (mặc dù nhiệt lượng truyền qua miếng bột vài milimet) Nhiệt độ miếng bột tăng lên kết trình trao đổi nhiệt với với yếu tố sinh nhiệt lị nướng hỗn hợp khí có sẵn miếng bột Dạng lượng quan trọng lò dạng lượng cung cấp vào miếng bột q trình đối lưu Tuy nhiên, tăng hiệu trình truyền nhiệt đối lưu cách lắp thêm hệ thống quạt đối lưu lị Trong suốt giai đoạn đầu q 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 Q 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 10 Chức dẫn nhiệt trình nướng truyền nhiệt từ nguồn nhiệt đến tường lị 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 trị giai đoạn đầu Q trình truyền nhiệt đối lưu cần thiết cho gia nhiệt nước tạo dòng đối lưu, phân bố nhiệt lượng lò Bên lò, hỗn hợp khơng khí hình thành nên mơi trường cho q 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 ln chuyển khơng khí nhiệt Hầu tồn 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 lị, từ khơng khí thổi cưỡng vào khoang lò tỉ lệ kiểm sốt thơng qua rãnh Một kỹ thuật khác tái sử dụng khơng khí lị cách sử dụng hệ thống quạt di chuyển dịng khí từ đáy lị thơng qua ống đục lỗ sản phẩm bánh Nhiệt lượng truyền xạ hình thức truyền nhiệt đa dạng Ở nhiệt độ từ 300 – 4000C, bề mặt phát nhiệt lị 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 hồn khí với vận tốc khoang nướng khoảng 200 – 400 ft/min Trong lò va đập khơng 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 lị va đập khơng 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 lị Một trường tĩnh điện cao chiều phân cực không đổi đặt vào đỉnh lị sàn lị 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 dịng khí hướng sản phẩm Theo kết báo cáo, sử dụng thiết bị giảm lượng yêu cầu thời gian nướng tăng lên 20% Một dịng điện cao phóng qua điện cực làm tăng truyền nhiệt đối lưu 4-5 phút đầu trình nướng, thường sinh O3 11 Nghiên cứu Siever cho thấy thu kết tốt cách giảm nhiệt độ zone khoảng 28 – 450C zone cuối khoảng 140C Siever đưa kết luận từ thử nghiệm mang tính thương mại sử dụng lò đốt gián tiếp trực tiếp suất lị tăng 10% đẩy nhanh q trình truyền nhiệt, lượng tiết kiệm 11,8% giảm 40Btu, xuống cịn 300Btu/lb để hồn thành q 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 lị đốt trực tiếp loại nối đơn thường có đến zone Các yếu tố góp phần làm cho q trình nướng nhanh hiệu bao gồm: • Điều khiển nhiệt độ nhanh xác • Đầy đủ đối lưu tự nhiên đối lưu cưỡng • Hỗn hợp khơng 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 khơng khí lị • Khơng cho khơng 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 lị uốn cong thành hình gần giống chóp nón Lị đốt, thiết kế có hình dạng dài hẹp, xây cho lửa sản phẩm trình đốt đạt tới lị lan rộng khắp khoảng trống lò trước ngồi qua ống khói Lị thiết kế cho việc nướng bánh mì khoảng trống phía sau lị lị bọc cát Bởi cấu trúc cồng kềnh nên lị 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 lị đạt 5500F người ta cho bánh vào, sau nhiệt độ hạ xuống cịn 5000F 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% 12 13 Hình Cấu tạo lị nướng bánh mì truyền thống 2.4.2 Phương pháp đại 2.4.2.1 Nguồn lượng Nguồn lượng suốt q 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 khơng, 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 cơng nghiệp lị nướng quy mô nhỏ Trong số ưu điểm người dùng khen ngợi lị nướng đốt khí thiên nhiên có: (1) Sự điều chỉnh dễ dàng hỗn hợp khí thiên nhiên khơng 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 lị (6) Q 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 lị nướng có khơng khí nóng đốt khí thiên nhiên lưu thơng đa tầng 14 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 lị nướng trực tiếp, khơng 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 lị đốt đặt phía hay phía băng tải lị 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 (ơ) giảm áp đặt lị để tránh trường hợp lị 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 khơng khí lị o Người ta thấy q 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 q trình đốt, lị 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 khơng khí lị nướng Khơng khí nóng tuần hồn 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 lị nướng có lớp ceramic dày 25mm để tránh tượng tổn thất nhiệt Hệ thống sử dụng khơng khí nóng đối lưu nhiệt cưỡng có thời gian khởi động ngắn nhanh chóng đạt đến nhiệt độ cần thiết so với lò xạ 15 Hìnhh 4: Lị nướnng mẻ ggia nhiệt giián tiếp Hìnhh Lị nướnng liên tục gia g nhiệt giáán tiếp 2.4.22.3 Phân n loại theo pphương ph háp hoạt độn ng 22.4.2.3.1 Lò nướnng liên tục bán liên tụục 16 Lò nướnng dạng đáyy xoay (rotaary-hearth ooven), lò nư ướng trục quuay (reel-ovven) lò nư ướng quay ddạng nhiều khay (multti-cycle trayy oven) đềuu cho phép bánh lò cáác khay ứa, nhập liệuu tháo liệệu m vị trí Quá Q trình đư ược gọi báán liên tục vìì lị cần phảii dừng để có c thời gian tháo liệu Việc cho báánh di chuyyển lò cho dù có haay khơng cóó quạt tuần hồn h khí cũnng làm cho bánh đồng đ hơ ơn Rotaary-hearth oven o : có thờ ời gian nướnng bánh ngắắn tốnn nhiều diệnn tích Hìình 6: Lò nư ướng dạng đđáy quay Reell oven : cho phép bánh mì di chuyển quaa lị theo phư ương đứng vvà theo phươ ơng ngang ttừ trước sau Điều nnày cho phéép có nhiềuu diện tích ccho nướng bánhh , phâân tán nhiệtt đồng Nhượ ợc điểm củaa lị khơng có khơnng gian gia nnhiệt khhó khăn tronng việc tự độộng hố nhập tháo lliệu 17 Hình 66: Lò nướngg dạng cuộnn (reel oven)) Trayy oven: Hiệnn ngườ ời ta thường dùng dạngg tray tunnnel oven Tray T oven gần giống lò l Tunnel n khhay gắn chặt vàào băng tải Mỗi khay ờng chừa m số lượngg bánh mì vvà đưa qua lị theo chiềều, sau thườ đượcc đưa vào khay thứ 2, quay lại vàà khỏi lị H Hình 8: Lò nướng dạngg nhiều khayy (multitrayy oven) Tunnnel oven : bbao gồm đường đ hầm ((có thể dài ttới 120m vàà rộng 1,5m)), bánh mì đ vận chhuyển xuyênn qua đườnng hầm bằngg băng tải ttrên kim loại hay trêên dây cuaroa có đđục lỗ hay ddạng lưới đaan kim m loại Lò 18 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 khơng khí khơng khí tuần hồn lị 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 khơng khí vùng khoảng 60-80%, nhiệt độ 100-130oC thời gian bánh vùng khoảng 15 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): khơng khí vùng khơ, nhiệt độ lị khoảng 280-290oC Bề mặt bánh nóng tới 100-110oC nhiệt độ ruột bánh vào khoảng 50-60oC Đốt nóng bánh giai đoạn chủ yếu xạ Vùng III (vùng nhiệt độ trung bình): Nhiệt độ khơng khí giảm xuống 180220oC, 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 khơng khí vùng khoảng 150180oC Nhiệt độ vỏ bánh không thay đổi so với vùng III ruột bánh đạt 97-100oC Hệ thống máy tính lập trình kiểm sốt 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 sốt q trình xác o Tốn nhân cơng, tự động hố 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 lị tunnel điển hình Dầu cho lị đốt 48 Kg/h Dầu cho lò đốt 18 Kg/h Chiều rộng băng tải 3000 mm 19 Số brulor (106-110oC) 450 Kg/h Chiều rộng lị 4034 mm Diện tích nướng 90 m2 Tổng chiều dài 32930 mm Chiều dài ham 30000 mm Hình 9: Lị nướng dạng tunnel 20 Hình 10: Cấu tạo bêên củaa lị nướng dạng d tunnel 22.4.2.3.2 Lò nướnng gián đoạnn Trong thhiết bị Peell oven, bánhh đưaa vào khhoang trongg lò hay trêên khhay hay đơnn llà xẻng dài cánn Hiện dạng d lò đượ ợc sử dụng nnhiều lò nướng dạng nhiều tầầng (multi-ddeck oven) thường đượ ợc sử dụng rrất nhiều troong nướng báánh Thiết bbị nướng từ ừng mẻ có hhai nhược điểm đ bảnn tốn nhâân cơng thời gian nư ướng khơng ổn định bị gián đoạạn nhập vvà tháo liệuu Nguyên tắc hoạt độộng: Gia nhiệệt : Ốnng dẫn nnước, tuần hồn h khí nónng, gia nhiệtt dịngg điện Khơng kkhí nóng sẽẽ tuần hồn lị thơng quua ốnng dẫn nhiệệt kiểểm soát lưuu lượng bằngg van nhờ đđó mà nhiệt độ từ ừng tầng (deeck) lị đđược kiểm soốt điều cchỉnh cho phù p hợp Khhơng khí nóng gia nhhiệt cho thàành lị, thơng qua đóó thực hiệện q trình nướng bánhh Thơng ssố kỹ thuật ccủa lị tầngg: 21 Bảng 5: Thơng số kỹ thuật lò tầng FK-100 Multi-Deck Oven Số tầng Chiều dài tầng, mm 2100 Bề rộng tầng, mm 1250 Diện tích nướng,m2 10 Bề rộng lò, mm 1825 Chiều dài lò,mm 3250 Chiều cao lò,mm 2250 Chiều cao tầng,mm 220 Tổngnnăng lượng tiêu thụ KW Lượng dầu tiêu thụ (50 Kg lt) Năng suất ( ổ/giờ) 400 Thời gian nướng( phút) 16-18 Nhiệt độ nướng (0C) 260 Trọng lượng lị,kg 4500 22 Hình 11:: Lị nướng nhiều tầng 2.4.3 S So sánh phư ương pháp p nướng bán nh mì truyềền thống vàà nướng bánh mì h đại Phư ương pháp nướng bán nh mì truyền n thống Nguồồn lượ ợng sử dụn ng: Gỗ, tthan củi, thaan anthracitee, than cốc, than đá Phươ ơng thức trruyền nhiệtt: Dẫn nhiệt, đối lư ưu tự nhiên xạ nnhiệt Hiệu u truyềền nhiệt: Khônng cao chhưa có hệ thhống hộ trợ ccác phươ ơng thức truuyền nhiệt Năngg suất: Thấpp, nướng chủủ yếu theo m mẻ Chấtt lượng sản n phẩm: Chấtt lượng bánhh khơng đồnng khhó kiểm sốt q trình nư ướng, kiểm soát thời gian nướnng chủ yếu ddựa vào kinhh nghiệm củủa thợ vận hhành Trênn bề mặt bánnh có mụi thaan nên khơnng đạt tiêu chuẩn cảm m quan aan toàn vệ sinh Phươngg pháp nướn ớng bánh mìì đại Dầu nhiên liệu, khí thiêên nhiên, khhí nhân tạo D h sử ddụng lư ượng điện Dẫn nhiệt, cchủ yếu đối D đ lưu cưỡnng bức, x nhiệt xạ Cao đượcc lắp thêm qquạt, thêm hệ thốngg C h trợ để hỗ ự đối lưu nhiiệt xạ x nhiệt xảy r tốt Năng suất ccao nhiềều thời giian nướng N đ rút ngắắn đa số lò hoạt động liên t tục Chất lượng bánh đồng đđều chủ động C t theo dõi điều khiển đđược thơng số trongg q trình nư ướng H đaa số dùng cáác lò nường Hiện b bánh di chuuyển qua từnng vùng vvậy chất l lượng bánh đồng D dùng ngguồn lư Do ượng điệnn khí n chất lượ nên ợng mặt ccảm quan an toàn 23 thực phẩm đảm bảo Chi phí đầu tư: Thấp sử dụng nguồn lượng Cao phải có trang thiết bị đại sử dụng rẻ tiền chưa áp dụng tiến khoa học thành tựu khoa học kĩ thuật, hoạt động kĩ thuật chủ yếu quy mơ gia đình quy mơ lớn 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lượng - “Công nghệ vi sinh” - Nhà xuất đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh tập [2] Lê Văn Việt Mẫn - “Công nghệ chế biến thực phẩm”- Nhà xuất đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [3].Đồn Dự - “Cơng nghệ chế biến Lương thực ,tập II” – Nhà xuất Đại học kỹ thuật Hà Nội [4].Bùi Đức Hợi (chủ biên)-“Kỹ thuật chế biến lương thực”,tập 2-Nhà xuất Khoa học kỹ thuật,2009 [5] Mauri Yeast Australia, Bread and bread making, 11th edition - Electronic version 25 ... 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... vỏ bánh, sau chất khuếch tán ruột bánh phần mơi trường xung quanh Bảng 3: Nồng độ chất gây hương vị loại bánh mì Bánh mì trắng Bánh mì đen Bánh mì làm từ bột nghiền lẫn Tên chất Bánh lúa mì đen... 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