Tìm hiểu quy trình chế biến cơm nấu nhanh

LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ [2], [5], [15] Khí hậu Việt Nam thuộc vùng khí hậu nóng ẩm, cộng với đất đai màu mỡ nên khả trồng trọt loại lương thực nói chung lúa nói riêng có nhiều điều kiện thuận lợi Cây lúa xuất Việt Nam từ 8.000 – 10.000 năm trước công nguyên Một số nghiên cứu cuả chuyên gia giới cho thấy Việt Nam thủy tổ lúa trồng xuất thời ngun thủy vùng Đơng Nam Á Hay nói cách khác Việt Nam coi quê hương lúa Sản lượng lúa gạo nước ta cao, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng dự trữ nước mà đáp ứng nhu cầu xuất Bằng chứng Việt Nam trở thành quốc gia đứng thứ xuất lúa gạo (sau Thái Lan) Trong năm 2011, Thái Lan xuất đạt 10.6 triệu tấn, năm 2012 dự kiến giảm 29% xuống 7.5 triệu Trong Việt Nam mức 7.2 triệu năm 2011 dự kiến năm 2012 khơng có nhiều biến đổi số lượng nhập So với sản lượng toàn giới 480.1 triệu năm 2011 Ước tính năm 2012 2013, sản lượng tiêu thụ gạo giới tăng 1.7%, đạt đến 488 triệu Biểu đồ 1.1: Xuất gạo quốc gia xuất Triệu Ước tính 2011 Dự đoán 2012 (Food Outlook 2012 – FAO) LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) Tuy Việt Nam xuất với sản lượng cao giá bán thấp, chưa phù hợp với chất lượng tiềm có, chủ yếu xuất gạo Cịn sản phẩm từ lúa gạo hạn chế Không cao sản lượng, giá xuất Thái Lan cao so với quốc gia khác Và dễ nhận thấy tháng đầu năm 2012, giá xuất nước ta tiếp tục giảm mạnh Biểu đồ 1.2: Giá xuất gạo quốc gia xuất USD/tấn 56 10 11 12 20112012 (Outlook tháng 5-2012 – FAO) Trước vấn đề đó, cần có biện pháp cải thiện nhằm nâng cao giá trị xuất gạo thương mại đẩy mạnh phát triển ngành nông nghiệp nước ta Các sản phẩm chế biến từ gạo quan tâm tìm kiếm thị trường phát triển Sản phẩm chế biến từ lúa gạo không xa lạ với người dân Việt Nam, đa dạng từ sản phẩm truyền thống như: bún, bánh canh, bánh ướt,…đến loại bánh hấp, bánh nướng,… Nhưng có số điểm chung sản phẩm thuộc loại tươi, dùng thời gian ngắn tiêu thụ nước, đáp ứng nhu cầu xuất Yêu cầu đặt thời điểm là: cần sản phẩm khô, thời gian bảo quản tương đối dài với cách thức bảo quản đơn giản, dễ thực để đáp ứng nhu cầu xuất Sản phẩm tái kết hợp với nước phải hoàn nguyên cấu trúc ban đầu đặc tính sản phẩm khơng khác nhiều so với sản phẩm tươi LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) Từ xưa, để phục vụ cho nhu cầu xa thủy thủ việc di chuyển quân đội, cơm nấu nhanh đánh giá loại thực phẩm phù hợp với nhu cầu Ở Việt nam, dạng sản phẩm gọi cơm sấy Quy trình chế biến cơm sấy nước ta cịn thơ sơ Chủ yếu cơm tươi phơi nắng hay sấy đối lưu Vì hồn ngun hương vị cấu trúc sản phẩm không cơm tươi Ở quốc gia có cơng nghệ phát triển cao với thiết bị đại, chế biến sản phẩm cơm nấu nhanh có chất lượng cao hơn, phong phú hương vị mẫu mã sản phẩm Các sản phẩm “cơm ăn liền” xuất để phục vụ cho nhu cầu đặc biệt quân đội Với thời kì mở cửa hội nhập nay, Việt nam giao lưu tìm hiểu quy trình cơng nghệ để ứng dụng, nhằm nâng cao giá trị kinh tế nông sản Cải tiến công nghệ, nâng cao chất lượng sản phẩm lương thực Bên cạnh đó, lợi ích quan tâm cơm nấu nhanh giúp bà nội trợ rút ngắn thời gian nấu cơm xuống – 10 phút chuẩn bị Thời gian ngắn đảm bảo chất lượng cơm thành phẩm, không bị nhão hay khét nấu cách thông thường Mặt khác, gạo xuất sang quốc gia khác, việc nấu cơm gây nhiều khó khăn người xứ chưa quen với cách nấu hay đo lượng nước phù hợp loại gạo Nên cơm sau nấu thường bị trường hợp nhão nhiều nước, sượng nước chưa đủ hay cơm phân nhiều lớp có độ nở khơng nhau…các trường hợp làm ảnh hưởng hương vị giá trị cảm quan cơm Ngoài tiết kiệm tối đa thời gian, cơm nấu nhanh đảm bảo vần đề cảm quan tính đặc trưng sản phẩm thành phẩm cơm tươi Sản phẩm cơm nấu nhanh ngày đa dạng với nhiều hương vị mẫu mã sản phẩm, đáp ứng nhiều thị hiếu người tiêu dùng Ở quốc gia khơng có điều kiện phát triển lúa gạo, phải nhập từ quốc gia khác, để đảm bảo đáp ứng nhu cầu sử dụng đầy đủ đa dạng hơn, họ sử dụng cơm sấy sản phẩm ăn liền tiện lợi, tiết kiệm thời gian đảm bảo nhu cầu lượng dinh dưỡng 1.2 MỤC ĐÍCH Luận văn tìm hiểu quy trình cơng nghệ sản xuất cơm nấu nhanh Gạo sau hồ hóa hoàn toàn sấy để trở thành cấu trúc giòn, cứng cấu trúc thay đổi thành cấu trúc hạt cơm nấu chín hương pháp thơng thường ngâm nước nóng Và LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) yêu cầu sản phẩm sau hồn ngun giữ đặc điểm vốn có cơm tươi nấu chín bình thường: hạt cơm mềm, trắng, tơi xốp, hạt cịn ngun có hương thơm đặc trưng Luận văn cịn tìm hiểu cơng đoạn, q trình, thiết bị phương pháp thực đặc tính sản phẩm so với cơm nấu thơng thường Tóm tắt nội dung tìm hiểu tài liệu theo trình tự xoay quanh nội dung sau: - Tìm hiểu nguyên liệu đặc tính ngun liệu gạo Tìm hiểu quy trình công nghệ sơ lược bước tiến hành, thiết bị sử - dụng sản xuất cơm nấu nhanh có giới Việt Nam So sánh nhận xét quy trình tìm hiểu, từ đưa khả ứng dụng để sản xuất cơm sấy Việt Nam LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN SẢN PHẨM CƠM NẤU NHANH (QUICK COOKING RICE) 2.1 CƠM NẤU NHANH (QUICK COOKING RICE) [16] 2.1.1 Khái niệm Cơm nấu nhanh dạng sản phẩm cơm khơ, gạo sau qua q trình hồ hóa sấy khô Khi sử dụng, cần ngâm nước thường hay nước ấm vài phút trở thành cơm tươi dùng Hình 2.1: Một số sản phẩm cơm sấy Ngoài tên gọi trên, cơm nấu nhanh (quick cooking rice) cịn có tên gọi khác như: cơm ăn liền (reaady-to eat rice), cơm sấy (rice instant) 2.1.2 Giới thiệu đôi nét cơm nấu nhanh Thời gian nấu cơm nấu nhanh hay gọi cơm sấy thông thường tùy thuộc vào công nghệ chế biến thời gian dài từ 10 – 15 phút hay ngắn từ – phút so với thời gian nấu cơm thông thường 22 – 35 phút Hầu hết cơm nấu nhanh hồ hóa trước đến mức độ định Sau đó, sấy phương pháp thích hợp để giữ cấu trúc xốp cho hạt Sản phẩm hoàn thiện nở gấp 1.5-3 lần so với hạt gạo ban đầu Cơm nấu nhanh cần thời gian nấu nấu lại từ 10 – 15 phút, số sản phẩm chất lượng cao cần phút Sản phẩm “Minute Rice” cần vài giây đến hay phút dùng Sản phẩm cơm hồn ngun có cấu trúc xốp, mềm LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) 2.2 PHÂN LOẠI [22] Do tính đa dạng đặc tính sử dụng sản phẩm, cơm nấu nhanh chia thành loại: 2.2.1 Cơm chế biến (retort rice) Sản phẩm giới thiệu Nhật vào năm 1971 Sản phẩm cơm hàn kín túi plastic, có tráng bạc khử trùng nhiệt độ 120 oC, thời gian bảo quản từ – tháng nhiệt độ phịng Thành phần : ngồi gạo tẻ, cho thêm thịt gà (theo kiểu Nhật) Cách sử dụng : ngâm nguyên túi nước nóng khoảng 10 – 15 phút đâm thủng – lỗ túi, hay đổ đĩa làm nóng lò vi ba từ – phút dùng Hình 2.2: Một số loại cơm chế biến 2.2.2 Cơm đóng hộp (canned rice) Cơm đóng hộp có mặt thị trường 80 năm Đây sản phẩm tiên phong cơm chế biến Cơm đóng hộp có kèm gia vị cơm bị, cơm gà, thực phẩm giàu lượng Thành phần: gạo trắng với nước nước súp hay bổ sung thêm gia vị khác, cho vào hộp thiếc, hấp khoảng 30 phút, hàn gắn lại khử trùng thiết bị nhiệt độ 121oC 80 phút Hình 2.3: Cơm đóng hộp LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) Cách sử dụng: hộp cơm ngâm nước sơi khoảng 15 phút sau dùng 2.2.3 Cơm hồ hóa (Gelatinized rice) Cơm hồ hố chuẩn bị cách nấu cơm theo cách thông thường sấy nhanh nhằm giảm đến mức tối đa thối hố tinh bột Cơm có độ ẩm khoảng 8%, sử dụng loại thực phẩm nhanh, giàu lượng Thường dùng cho biển leo núi thời gian bảo quản lâu trọng lượng nhẹ Cách sử dụng: sau hấp thu nước, nấu hay ủ ấm khoảng 10 phút chờ khoảng 15 phút dùng 2.3 ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CƠM NẤU Hình 2.4: Cơm hồ hóa NHANH 2.3.1 Ưu điểm - Thời gian chuẩn bị nhanh nên giúp tiết kiệm đến mức tối đa thời gian nấu Một số sản phẩm sử dụng chưa đầy phút, sản phẩm thơng thường - khác từ – 10 phút chuẩn bị Sản phẩm thành phẩm có dạng khơ, kích thước hạt nhỏ, nhẹ Thuận lợi đặc tính khơ sản phẩm giúp gia tăng thời gian bảo quản dài Kích thước xốp nhẹ, hạt nhỏ giúp cho việc vận chuyển phân phối sản phẩm đến người tiêu - dùng dễ dàng Đối với người tiêu dùng riêng lẻ, cơm nấu nhanh giúp tiết kiệm đáng kể - lượng sử dụng cho chế biến Tùy thuộc vào chất loại gạo nguyên liệu công nghệ chế biến, sản phẩm nấu nhanh hạn chế lượng tinh bột hòa tan nước, mặt giữ hàm lượng tinh bột cơm tăng giá trị dinh dưỡng, mặt khác hạn - chế việc gây nhiễm nước sử dụng Góp phần đa dạng hố sản phẩm từ gạo, tăng giá thành gạo thơ Ngồi đặc tính thức ăn nhanh, cơm nấu nhanh cịn đa dạng hóa sản phẩm, phong phú hương vị tăng dưỡng chất cho bữa ăn nhanh bổ sung thêm nguyên liệu từ rau củ (cà rốt, đậu, nấm,…) hương liệu (hương thịt gà, thịt bị, tơm,…) LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) 2.3.2 Nhược điểm - Về giá trị cảm quan: hương vị mùi thơm đặc trưng cơm nấu nhanh giảm so với cơm tươi Bên cạnh đó, cấu trúc hạt cơm nấu nhanh tơi rời so với cơm nấu trực tiếp từ gạo (cơm tươi), không đạt độ kết dính định Hương thơm tự nhiên độ nhẹ hạt cơm giảm thất q trình chế - biến Về giá trị dinh dưỡng: q trình chế biến có tổn thất số chất dinh dưỡng vitamin khống Các chất thất q trình ngâm, sấy, rửa, vo,… chủ yếu làm hòa tan lượng đáng kể vitamin khoáng vào - nước Về mặt công nghệ: nguyên liệu sản xuất đơn giản quy trình sản xuất phức tạp với nhiều thiết bị đại, dẫn đến tăng giá thành sản phẩm cơm sấy 2.4 THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG [13] Giá trị dinh dưỡng bảng tính 100g loại sản phẩm cơm nấu nhanh đóng hộp từ nguồn nguyên liệu khác Bảng 2.1: Bảng thành phần dinh dưỡng chung cơm [33] Hàm lượng Thành phần (g/100 g cơm) Nước 72,49 Proteine 2,29 Lipid 0,27 Tro 0,22 Carbohydrate 24,73 Chất xơ 0,4 Đường 0,11 Trong đó, hàm lượng khoáng vitamin chiếm số lượng đáng kể cơm dễ thất q trình chế biến Bảng 2.2: Thành phần khoáng vitamin cơm [13] Khoáng chất (g/100g cơm) Thành phần Hàm lượng Canxi (Ca) 19 Sắt (Fe) 1,13 Vitamin Thành phần Thiamin (mg/100g) Riboflavin (mg/100g) Hàm lượng 0,25 0,018 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) Maggie (Mg) Phospho (P) Kali (K) Natri (Na) Kẽm (Zn) Đồng (Cu) Mangan (Mn) Selen (Se) (µ/100g) 12 42 37 0,31 0,094 0,26 8,2 Niacin (mg/100g) Acid pantothenic (mg/100g) Vitamine B6 (mg/100g) Folate (µg/100g) Acid folic (µg/100g) Folate thực phẩm (µg/100g) Folate (DFE/100g) Vitamine E (µg/100g) 1,4 0,324 0,019 76 72 127 0,01 2.5 YÊU CẦU SẢN PHẨM [11] Yêu cầu thành phẩm sản phẩm cơm nấu nhanh bao gồm tiêu: Bảng 2.3: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm cơm nấu nhanh [11] Chỉ tiêu Cơm sau sấy Trạng thái Hạt cơm nguyên vẹn, dính, gãy vụn Có vết rạn nứt, xốp, khơng bị teo Màu sắc Cơm sấy phục hồi Cơm nở, mềm, tơi xốp Hạt cịn ngun Có màu trắng mùi thơm đặc trưng cơm, khơng có màu trắng Có màu trắng, đục cơm ngà hay lẫn vết đen Vị nhai Độ ẩm < 14% Tỷ lệ gãy vụn < 12% < 15% Tùy thuộc vào tiêu chuẩn vệ sinh Bộ Y tế nước sở Tùy thuộc vào tiêu chuẩn vệ sinh Bộ Y tế nước sở Vi sinh - 2.6 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) 2.6 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN [13], [16], [22], [33] Lịch sử nghiên cứu phát triển cơm ăn liền năm cuối thập niên 40 Được tập đoàn General Foods Corporation đưa thương mại hoá với tên gọi ban đầu “Minute Rice” Từ đó, q trình nghiên cứu phát triển sản phẩm cơm sấy phát triển mạnh mẽ kéo dài liên tục suốt gần 60 năm  Tháng 4-1948, lần Ozai-Durrani hồn thành cơng nghệ sản xuất cơm ăn liền với công đoạn sau: - Đầu tiên, gạo ngâm nước nhiệt độ thấp nhiệt độ hồ hoá tinh bột (dưới 60oC thường nhiệt độ phòng), giúp nâng hàm ẩm hạt gạo lên - 30% Sau đó, tiếp tục nâng hàm ẩm gạo lên 65 – 70% cách nấu nước sôi - – 10 phút Gạo làm làm nguội cách ngâm nước lạnh khoảng – phút đem sấy đối lưu khơng khí nóng nhiệt độ 140 oC, với vận tốc dịng khí 1m/s Q trình nhằm làm giảm hàm ẩm cơm thành phẩm xuống – 14% Quá trình sấy nhiệt độ cao cịn làm cho nước ban đầu vào - hạt (trong trình ngâm) bị kéo tạo cấu trúc xốp cho hạt cơm Loại cơm ăn liền có khả nở gấp đơi hạt gạo ban đầu, gọi “Minute Rice I”, với thời gian chuẩn bị giảm 10 – 13 phút, giảm nửa thời gian so với cơm chế biến theo cách nấu thơng thường Xử lý theo quy trình này, cơm nở gấp lần so với thể tích ban đầu, màu sáng, cấu trúc xốp  Năm 1952, Robert phát triển quy trình chế biến cơm ăn liền theo công thức sau: - Hạt gạo trước tiên ngâm nước nhiệt độ phịng, sau đun sôi nước khoảng thời gian ngắn (1 – phút) để tăng hàm ẩm gạo lên khoảng 45 – 55% Việc hạn chế thời gian nấu độ ẩm hạt nhằm làm cho hạt gạo - cịn ngun vẹn, bề mặt hạt tinh bột khơng bị nhão suốt trình sấy Quá trình sấy sau tiến hành theo bước nhằm giới hạn thời gian sôi độ hút ẩm, hạt bị vỡ tỉ lệ hạt nguyên sau sấy cao Quá trình sấy sau:  Giai đoạn 1: Sốc nhiệt nhiệt độ 200 oC Hạt gạo hồ hóa nhiệt độ cao, bề mặt khơ nhanh cứng, cấu trúc tơi xốp nở phồng Khơng khí nóng thổi vào với tốc độ cao đủ để tạo trạng thái lơ lửng cho hạt gạo lưới 10 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) Hình 5.2: Sơ đồ cấu tạo hệ thống sấy tầng sôi 5.1.2 Thiết bị sấy rung tầng sôi kiểu Cơm sau hồ hóa chuyển vào phễu nhập liệu Phễu nằm nghiêng, có hệ thống rung nhằm giúp hạt cơm vào buồng sấy dễ dàng triệt để Buồng sấy dạng băng tải, bên có cấu rung Trên băng tải có nhiều lỗ nhỏ, có tác dụng lưu thơng dịng khí nóng từ buồng thơng gió thổi vào Dịng khí tạo có hệ thống quạt thổi khí qua thiết bị gia nhiệt Trong q trình lưu băng tải, dịng khí thổi từ lên với tốc độ khí khoảng 15 – 16 m/s, nhiệt độ dịng khí khoảng 110 oC làm cho hạt cơm trạng thái lơ lửng Hình 5.3: Sơ đồ thiết bị sấy rung tầng sôi 70 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) 5.1.3 Thiết bị sấy ly tâm tầng sôi [11], [26], [28] a) Cấu tạo Là thiết bị thường dùng công nghệ sản xuất cơm ăn liền Cấu tạo gồm phận chính: - Buồng sấy: dạng hình trụ, quay quanh trục để tạo lực ly tâm, bên có đặt băng tải theo hình xoắn ốc nhằm ổn định đường nguyên liệu (độ dốc khoảng 3o) hay có hệ thống cánh gạt giúp đảo trộn nguyên liệu bên Xung - quanh buồng sấy lớp lưới để khơng khí nóng dễ dàng qua Bộ phận tạo tác nhân nóng quạt thổi khơng khí nóng vào bên buồng sấy với vận tốc lớn nhằm tạo trạng thái tầng sơi Ngồi ra, phận nạp liệu nạp trực tiếp bên buồng sấy gián tiếp nhở dịng khí thổi vào Hình 5.4: Cấu tạo thiết bị sấy ly tâm tầng sôi b) Nguyên tắc hoạt động Quá trình sấy ly tâm phụ thuộc vào nhiều yếu tố hình dạng kích thước hạt Quá trình hoạt động thực qua giai đoạn: - Đầu tiên, cơm đảo trộn buồng sấy phút với vận tốc quay khoảng 50 vịng/phút vận tốc khơng khí nóng 15-16m/s nhiệt độ 121 - 149 oC để tách ẩm - bề mặt hạt Sau đó, tăng tốc độ buồng sấy lên 200-400 vịng/phút để tạo trạng thái tầng sơi thiết bị, nhằm tăng tăng diện tích tiếp xúc tác nhân sấy hạt cơm 71 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) Giảm thời gian sấy đến mức tối đa Giai đoạn thực vòng phút Bảng 5.1: Ảnh hưởng kích thước hạt lên q trình sấy ly tâm tầng sơi Loại gạo Thời gian sấy (phút) Độ ẩm5.5: (%)Hạt gạo ngắn, Tỉtrung trọngbình, dài trước Hình Nhập liệu Sản phẩm sau sấy(g/ml) ly tâm Hạt dài 7,5 63 - 66 6-9 0,39 – 0,43 Hạt trung bình 5,0 63 - 65 - 10 0,40 – 0,42 Hạt ngắn 4,0 62 - 64 6-8 0,39 – 0,41 Hình 5.6: Nguyên tắc hoạt động thiết bị ly tâm tầng sôi 5.1.4 Thiết bị sấy thăng hoa [6] Sấy thăng hoa phương pháp sấy cách hạ nhiệt độ sản phẩm sấy xuống điểm đông lạnh (dưới -10 oC) đặt bình chân khơng có áp suất gần với áp suất chân khơng tuyệt đối Khi đó, nước khỏi sản phẩm sấy từ trạng thái rắn, hay cịn gọi thăng hoa ẩm Sấy thăng hoa có ưu điểm làm giảm thời gian sấy xuống lần, q trình sấy khơng ảnh hưởng lớn đến giá trị hương vị sản phẩm Tuy nhiên chi phí lượng riêng cao phương pháp khác khoảng 50-60% Dựa theo trình làm việc, thiết bị sấy thăng hoa chia thành loại: thiết bị sấy thăng hoa gián đoạn liên tục (gồm thiết bị sấy thăng hoa băng tải tạo hạt khí đơng lạnh, thiết bị rung tạo hạt phun thiết bị sấy thăng hoa vít tải) Dựa theo q trình làm 72 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) lạnh đơng hay ngồi buồng sấy, người ta chia thành loại: thiết bị sấy thăng hoa có q trình lạnh đơng ngồi buồng sấy thiết bị thăng hoa có q trình lạnh đơng buồng sấy a) Cấu tạo Một buồng chân khơng có chứa khay đựng sản phẩm thiết bị đun nóng để cấp nhiệt cho trình thăng hoa Các ống xoắn ruột gà lạnh dẹt lạnh sử dụng để ngưng tụ nước trực tiếp thành băng Chúng gắn với thiết bị tự động làm tan băng để giữ cho bề mặt dây xoắn ruột gà trống tối đa cho việc ngưng tụ nước Điều cần thiết phần lớn lượng đầu vào dùng làm lạnh đông thiết bị ngưng tụ Nên tính kinh tế sấy thăng hoa xác định hiệu suất thiết bị ngưng tụ: (Cơng thức 5.1) Hình 5.7 Sơ đồ cấu tạo hầm sấy thăng hoa Quá trình sấy thăng hoa gồm giai đoạn: giai đoạn đông lạnh, giai đoạn thăng hoa giai đoạn sấy ẩm dư Quá trình thăng hoa xảy theo nguyên tắc sau: - Vật liệu làm lạnh đơng, sau nhờ đĩa cấp nhiệt cung cấp lượng cho trình thăng hoa 73 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) - Sự truyền nhiệt xảy cách dẫn nhiệt từ đĩa dẫn nhiệt, đối lưu từ khơng khí buồng sấy đến bề mặt xạ - Khi tinh thể đá bắt đầu thăng hoa, nước vận chuyển đến thiết bị ngưng tụ, tránh nước trở lại sản phẩm làm giảm thể tích, khí loại khỏi sản phẩm nhờ bơm chân không b) Nguyên tắc hoạt động thiết bị sấy thăng hoa Vật liệu làm lạnh tới (-10 - -15 oC) cho vào phận thăng hoa (1) Bình thăng hoa nối với bơm chân khơng (10) qua bình ngưng - đóng băng (5) làm lạnh máy lạnh ammoniac Máy lạnh gồm máy nén (9), giàn ngưng (7), bình tách lỏng (6) bình chứa ammoniac (8) Nhờ bình ngưng - đóng băng (5), ẩm từ vật liệu dạng băng, máy hút chân khơng (10) làm việc với khơng khí khơ Ngồi bình thăng hoa nối với hệ thống cung cấp nước nóng từ bình chứa (4) làm nguồn gia nhiệt cho vật liệu Hình 5.8: Thiết bị sấy thăng hoa c) Nguyên tắc hoạt động thiết bị sấy thăng hoa tuần hoàn Chất tải nhiệt làm lạnh trao đổi nhiệt (3), chất làm nguội qua vào thiết bị làm lạnh (4) Khi bình thăng hoa làm việc chế độ máy sấy, chất tải nhiệt đun nóng trao đổi nhiệt (7), đẩy vào ống rỗng nhờ bơm (6) 74 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) Sự ngưng tụ tạo sấy bình thăng hoa (1) tiến hành nồi ngưng tụ chống thăng hoa (10) Nó trao đổi nhiệt, hỗn hợp – khơng khí từ nồi thăng hoa vào khơng gian ống trao đổi nhiệt Tác nhân lạnh (amoniac,…) qua ống (11) nồi chống thăng hoa vào thiết bị làm lạnh (9) Các khí chưa ngưng tụ tách khỏi nồi chống thăng hoa bơm chân không (8) Hơi ngưng tụ làm lạnh dạng lớp đá bề mặt ống lạnh nồi chống thăng hoa Vì trình làm việc nồi chống thăng hoa, ống (11) bị phủ lớp đá đáng kể, nên cần làm tan băng theo chu kỳ Để thực điều đó, đẩy nước nóng từ đun (7) vào ống (11) Hiện người ta sử dụng phổ biến thiết bị thăng hoa tác động liên tục Sấy thăng hoa liên tục gồm hai nồi thăng hoa hai chống thăng hoa làm việc luân phiên Thời gian có mặt sản phẩm máy sấy từ 40 – 110 phút, nhiệt độ cao sản phẩm cuối trình sấy nhỏ 27 oC Hình 5.9: Thiết bị sấy thăng hoa tuần hồn 5.2 THIẾT BỊ HỒ HÓA [17], [26], [28] 5.2.1 Thiết bị nấu hấp Nguyên tắc hoạt động: Gạo đưa vào phễu nhập liệu, cân theo khối lượng chuẩn quy định trước Nước hệ thống dẫn vào buồng nấu theo giá trị thiết lập Thiết bị tự động gia 75 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) nhiệt nấu gạo khoảng thời gian cho trước Sau nấu, gạo dẫn qua băng tải kết hợp, tiến hành rửa sơ chuẩn bị cho trình sấy Hình 5.10: Thiết bị nấu – hấp 5.2.2 Thiết bị hồ hóa liên tục Gạo sau ngâm băng tải đưa vào thiết bị hồ hố liên tục thơng qua phễu nhập liệu (1) vào buồng sơ cấp (2) Trong suốt trình hồ hố phương pháp hấp băng tải (5), từ ống dẫn (7) có tác dụng hồ hoá phần gạo nhiệt độ 100 oC Sau đó, gạo đẩy qua buồng hồ hố phương pháp nấu (3) Trong buồng này, gạo ngâm ngập vào nước nóng khoảng 85 oC, độ ẩm tăng, đồng thời tiếp tục hồ hoá phần gạo nước nóng Trong q trình gạo qua buồng hồ hố (3), băng tải (9) có đĩa gạt (11) đẩy gạo qua tiếp buồng hồ hoá thứ cấp (4) Trong buồng hồ hoá thứ cấp này, gạo hấp 110 - 130oC từ ống phun (14) để hồ hố hồn tồn gạo Trong q trình này, trộn thêm thành phần khác muối, dấm, dầu,… hay hoá chất bổ sung vào trình nấu để làm tăng khả giữ nước hay làm cho gạo khơng bị dính như: canxi citrate, natri nitrate, mononatri phosphate,… thông qua phễu nhập liệu (48) đảo trộn đĩa trộn (15, 16, 17, 18) Giai đoạn sấy ban đầu quan trọng có tác dụng làm nứt hạt thuận lợi cho q trình hút nước hồ hóa Nếu giai đoạn đầu chưa thực trình sấy sơ 76 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) hai q trình ngâm hồ hóa tiến hành lặp lặp lại nhiều lần nhằm làm nứt hạt trình chế biến Hình 5.11: Thiết bị hồ hóa liên tục 5.3 HỆ THỐNG THIẾT BỊ SẢN XUẤT CƠM NẤU NHANH LIÊN TỤC [18], [26] 5.3.1 Nguyên tắc hoạt động thiết bị A Gạo nhập liệu (10) vào phễu nhập liệu (11), sau gạo băng tải (12) dẫn vào q trình hồ hố Trong suốt q trình này, gạo hồ hoá nhờ nước (13) (14), phun vào thiết bị dạng băng tải hồ hố hồn tồn Nhiệt độ nước phun 135 – 160 oC, áp suất nước khoảng 3,8 – 6kg/cm Thời gian xử lý khoảng – phút Sau hồ hoá xong, gạo qua thiết bị sấy sơ (15), qua thiết bị sấy băng tải (17) nhờ phễu chuyển liệu (16) Trong thiết bị sấy này, gạo trao đổi nhiệt với khơng khí nóng nhờ ống truyền nhiệt (18) đạt độ ẩm cần thiết, thường khoảng 12 – 13% qua thiết bị làm nguội (19) Thành phẩm qua cửa (20) 77 Hình 5.12: Sơ đồ cấu tạo thiết bị sản xuất cơm nấu nhanh liên tục A LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) 5.3.2 Nguyên tắc hoạt động thiết bị B Các thiết bị hồ hóa liên tục có ngun lý hoạt động hồn tồn giống nhau: sau trình ngâm, gạo nhập liệu vào hệ thống thiết bị liên tục thực q trình hồ hố, sấy làm nguội liên tục suốt quy trình chế biến Hình 5.13: Sơ đồ cấu tạo thiết bị sản xuất cơm nấu nhanh liên tục B Thiết bị liên tục tiến hành hồ hoá qua giai đoạn: giai đoạn gạo hồ hoá băng tải (4) Gạo sau qua phễu nhập liệu (1) hồ hoá băng tải (4) 100oC, hồ hoá theo phương pháp nhúng ngập, nấu tank (5) Gạo cánh gạt (7a) băng tải (7) đưa suốt q trình hồ hố Trong giai đoạn này, gạo nấu 90oC Sau trình hồ hố, cơm sấy nhờ hệ thống sấy khơng khí nóng (19, 20) để hạ độ ẩm hạt cơm xuống 10 – 13% 78 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) CHƯƠNG 6: MỘT SỐ TIẾN BỘ MỚI TRONG KĨ THUẬT – NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN CƠM SẤY 79 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) 6.1 NGUYÊN LIỆU GẠO LỨT (BROWN RICE) [17], [27], [28], [29] 6.1.1 Giới thiệu trình hình thành cơm gạo lứt ăn liền Gạo lứt biết đến có hàm lượng chất dinh dưỡng cao so với gạo trắng (theo báo cáo Houston Kohler 1970) Cụ thể hàm lượng protein, vitamin khoáng cao rõ rệt Nhưng có số khuyết điểm như: hương thơm cơm gạo lứt thường không thơm không thu hút người tiêu dùng gạo trắng Thêm vào đó, thời gian nấu chuẩn bị tương đối dài, gấp đôi so với gạo trắng Bảng 6.1: So sánh thành phần dinh dưỡng gạo lứt, gạo trắng, cơm nấu nhanh từ gạo lứt [11] Loại gạo Protein Lipid Chất xơ Thiamin (%) Riboflavin Niacin K Fe (mg/100g) Hạt vừa Gạo lứt sấy 8.1 3.4 1.0 0.36 0.02 4.5 230 1.4 Gạo lứt 8.0 3.0 0.9 0.52 0.06 4.8 295 1.9 Gạo trắng 7.2 0.5 0.2 0.07 0.03 0.6 98 0.7 Gạo lứt sấy 9.3 2.9 0.9 0.38 0.02 5.3 219 1.4 Gạo lứt 9.0 2.8 0.8 0.55 0.06 5.4 280 1.8 Gạo trắng 8.0 0.4 0.2 0.07 0.02 0.6 70 0.6 Hạt ngắn Các liệu bảng cho thấy giá trị dinh dưỡng gạo lứt tốt so với gạo trắng xay Hàm lượng vitamin khoáng gạo lứt sấy thấp gạo lứt ngun liệu, thất trình chế biến, ngoại trừ Riboflavin cao so với gạo trắng xay Để sử dụng chất dinh dưỡng loại gạo này, gạo lứt đưa vào quy trình chế biến cơm ăn liền nguyên liệu giàu chất dinh dưỡng Sản phẩm cơm gạo lứt ăn liền người tiêu dùng đón nhận với thời gian chuẩn bị giảm từ 60 phút xuống cịn 15 phút 80 Hình 6.1: Một số sản phẩm cơm ăn liền gạo lứt LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) Nhiều nhà nghiên cứu đưa phát minh sản xuất cơm ăn liền nguyên liệu gạo lứt, sản phẩm không nhiều người tiêu dùng chấp nhận Tuy cơm nấu nhanh gạo lứt khơng có tiềm phát triển giai đoạn chuẩn bị trình nấu sấy áp dụng cho quy trình chế biến cơm ăn liền nguyên liệu gạo khác Năm 1961, phát minh Bardet Qiesse mô tả phương pháp xử lý nhiệt nhiệt độ cao, phù hợp với tính chất gạo lứt Phát minh mang sản phẩm trở lại có chỗ đứng thị trường Phương pháp sấy thích sử dụng thiết bị sấy ly tâm tầng sôi (Centrifugal fluidized bed CFB) tìm thấy Brown (1972) Tốc độ khơng khí cao cung cấp tỉ lệ truyền nhiệt cao, làm cho gạo đạt cấu trúc nở xốp, sản phẩm cơm sấy từ gạo lứt mang đặc tính sản phẩm ăn liền tiện lợi 6.1.2 Quy trình cơng nghệ 6.1.2.1 Sơ đồ công nghệ (trang bên) 6.1.2.2 Thuyết minh quy trình Gạo a) Ngâm Ngâmhóa chậm, giảm Lớp vỏ bên ngoàiNước gạo lứt cứng hydrate tỷ lệ thâm Nước thải nhập nước vào nội nhũ Nên cần thời gian ngâm nấu dài để đạt yêu cầu độ ẩm trước sấy Nấu Gạo ngâm nước nhiệt độ phòng khoảng 16h (thời gian giảm 1h tăng nhiệt độ ngâm Hàm lượng nước khoảng 2-3 phần cho phần gạo Nước Rửa Nước thải Hàm ẩm gạo sau thời gian ngâm khoảng 30 – 40% Hay để tăng hiệu suất q trình ngâm, bổ sung vào dung dịch ngâm acid acetic 0.5% trước nấu Chất bổ sung Sấynâu q trình sấy nấm mốc ngăn cản thối hóa gel tinh bột, hóa trình bảo quản nhiệt độ thường Làm nguội 81 Cơm ăn liền LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) b) Nấu (hồ hóa) Gạo sau ngâm cho vào nồi nấu chín nước 100 oC Thời gian thích hợp cho giai đoạn từ 20 – 30 phút tùy thuộc vào thời gian ngâm trước Ít 20 phút, hạt dai (sau sấy) khơng hydrat hóa hồn tồn Nhưng mở rộng thời gian 30 phút làm tổn thất chất khơ, sản phẩm nấu chín mềm, ảnh hưởng đến cấu trúc khó khăn cho q trình sấy khơ Lượng nước dùng nấu chung với gạo khoảng – phần nước cho phần gạo Độ ẩm cần đạt đến giai đoạn khoảng 50 - 60% c) Sấy Cơm sau nấu nóng cho vào máy sấy ly tâm tầng sơi sấy khô để đạt đến độ ẩm – 10% nhiệt độ 140 – 150 oC Vận tốc khí 610 – 915m/phút Tổng thời gian sấy thường khoảng – phút, chia thành giai đoạn sau: 82 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) - Ban đầu, giảm tốc độ sấy thiết bị xuống 20 – 30m/phút (tốc độ quay 40 – - 60rpm) tiến hành sấy khoảng – phút Sau đó, lực ly tâm tăng lên 10 – 15 lần cho khoảng thời gian – phút Tốc độ truyền nhiệt với nhiệt độ cao mang đến sản phẩm gạo lứt ăn liền tương đối mềm xốp Hạt sau sấy giảm tỉ lệ gãy vỡ Hay ứng dụng phương pháp sấy đối lưu khơng khí nóng nhiệt độ 105 – 130oC 10 – 30 phút Sau nguội xuống 30 oC Quá trình tạo nên vết nứt nhỏ bề mặt mà không làm thành phần dinh dưỡng so với phương pháp truyền thống rang 6.1.3 Những cải tiến quy trình - Do gạo lứt cứng nên thời gian ngâm có phần dài quy trình thơng thường, với tỷ lệ nước nhiều hơn, cấu trúc hạt cứng nên thất chất dinh - dưỡng dễ hịa tan không đáng kể Không cần công đoạn sấy sơ tạo vết nứt, gạo ngâm cho vào nấu nhiệt - độ với nhiệt độ trình khác, thời gian gấp – lần Song song đó, cơng đoạn sấy thực với nhiệt độ cao thời gian - ngắn Quá trình giúp hạn chế gãy nứt hạt Quy trình có nhược điểm thời gian chuẩn bị dài, ảnh hưởng đến suất trình sản xuất 6.2 Kỹ thuật sấy [19] Phương pháp sấy thăng hoa sản xuất cơm nấu nhanh khảo sát nhiều năm qua chưa ứng dụng rộng rãi tốn thiết bị, làm cho giá thành sản phẩm cao Một cải thiện có phần kinh tế ứng dụng phương pháp sấy thăng hoa Wayne phát Trong phát minh ông, ông miêu tả phương pháp kết hợp giai đoạn sấy thăng hoa ban đầu với kết thúc sấy khơng khí nóng áp suất khí Có nhiều điểm khác chế độ phương pháp sấy thăng hoa, sấy thăng hoa áp suất khác hay áp suất động điều kiện khác nhau, có hay khơng có giai đoạn kết thúc sấy áp suất khí Trong quy trình này, gạo sau nấu đến độ nở yêu cầu, đem lạnh đông cách tiếp xúc với đĩa lạnh đông buồng chân không, hay tiếp xúc trực tiếp với môi chất lạnh như: nito lỏng, trước cho vào buồng sấy thăng hoa Điều chỉnh nhiệt độ sấy 83 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) thăng hoa phù hợp (bằng hay điểm đóng băng sản phẩm để ẩm thăng hoa nhanh chóng hơn) Một đề nghị khác biệt sấy gạo (đã nấu trước lạnh đông) áp suất khí dịng khơng khí lạnh khơ tuần hồn, để loại ẩm trì trạng thái lạnh đông nguyên liệu Sau sấy điều kiện đến độ ẩm 10 – 20%, tiếp tục sấy luồng khơng khí nóng 150 – 315 oC, để tiếp tục tạo lỗ xốp cấu trúc tồn hạt Mặc dù số bước lạ phát minh Wayne, số phương pháp đưa trước dùng cho sản xuất cơm nấu nhanh, chúng tin tưởng tạo nhiều thành công bước tiến công nghệ sản xuất cơm ăn liền 84 ... LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) 31 LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) CHƯƠNG 4: SƠ LƯỢC MỘT SỐ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN CƠM NẤU NHANH 4.1 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CƠ BẢN [16] Đây quy. .. LVTN: Cơm nấu nhanh (Quick cooking rice) CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN SẢN PHẨM CƠM NẤU NHANH (QUICK COOKING RICE) 2.1 CƠM NẤU NHANH (QUICK COOKING RICE) [16] 2.1.1 Khái niệm Cơm nấu nhanh dạng sản phẩm cơm. .. như: cơm ăn liền (reaady-to eat rice), cơm sấy (rice instant) 2.1.2 Giới thiệu đôi nét cơm nấu nhanh Thời gian nấu cơm nấu nhanh hay gọi cơm sấy thông thường tùy thuộc vào công nghệ chế biến