a. Chuẩn bị nguyên liệu.
• Mục đích công nghệ: kiểm tra chất lượng bột mì, xử lý nước để chuẩn bị sản xuất.
• Phương pháp thực hiện:
- Kiểm tra chất lượng bột mì
+ Kiểm tra hàm lượng bột: phương pháp tiến hành là thêm nước vào bột mì, độ dẻo của khối bột nhào được kiểm tra; tiếp tục trộn và kiểm tra độ bền vững của khối bột nhào.
+ Kiểm tra độ kéo dãn: phương pháp tiến hành là nhào bột mì với nước, sau đó kéo khối bột nhào và ghi lại lực kéo, độ dãn của khối bột.
+ Kiểm tra độ phục hồi: phương pháp tiến hành là sử dụng lực nén từ piston với khối bột nhào. Nếu độ phục hồi tốt cho thấy chất lượng bột tốt.
+ Kiểm tra độ rỗng: phương pháp tiến hành là nhào trộn bột mì với nước, bơm khối bột nhào lên như một quả bóng, ghi nhận thể tích và áp suất không khí.
+ Kiểm tra độ căng đứt: phương pháp tiến hành là nhào trộn với nước, khối bột được kéo cho đến khi đứt ra, ghi nhận lực kéo và chiều dài căng đứt của khối bột.
- Xử lý nước
Nguồn nước máy dù chất lượng tốt hơn do đã qua xử lý nhưng do giá thành cao nên được hạn chế sử dụng. Nguồn nước bề mặt ở Việt Nam hiện nay bị ô nhiễm nghiêm trọng, do đó mà người ta không dùng nguồn nước này trong sản xuất công nghiệp.
Do độ ổn định cao, chất lượng tương đối tốt và đặc biệt là chi phí sử dụng rẻ tiền mà hiện nay các nhà sản xuất thường sử dụng nguồn nước ngầm làm nguyên liệu dùng trong sản xuất. Nước ngầm cần qua các giai đoạn xử lý để đảm bảo các tiêu chuẩn của nước dùng trong sản xuất thực phẩm.
Bảng 6: Các phương pháp xử lý nước
Tên phương pháp Mục đích xử lý Phương pháp vật lý
Lắng Tách một số tạp chất không tan có kích thước lớn. Lọc Tách các tạp chất có kích thước khác nhau tùytheo
đường kính mao quản của màng lọc. Phân riêng bằng membrane
Vi lọc. Siêu lọc. Lọc nano.
Thẩm thấu ngược.
Tách tế bào vi sinh vật.
Tách các hợp chất keo, đại phân tử, virus. Làm mềm nước, tách một số muối hòa tan. Tách các ion.
Điện thẩm tích Tách các chất tích điện.
Nhiệt Giảm độ cứng tạm thời, bài khí, ức chế hoặc tiêudiệt một số loài vi sinh vật
Xử lý chân không Bài khí, khử mùi.
Xử lý bằng tia UV Ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật. Phương pháp hóa học
Phản ứng trao đổi Làm mềm nước Phản ứng oxy hóa Tách sắt
Xử lý bằng acid hoặc kiềm Chỉnh pH Xử lý bằng các chất ức
chế vi sinh vật Ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật. Phương pháp hóa lý
Kết lắng Tách một số tạp chất lơ lửng dạng keo Trao đổi ion Làm mềm nước, tách các ion.
Hấp phụ Tách một số tạp chất màu, mùi,…
IV.2 Làm sạch tạp chất
Mục đích công nghệ: loại bỏ tạp chất có kích thước khác nhau, chủ yếu là các hạt sạn, bụi, kim loại
Phương pháp thực hiện
Bột mì được sử dụng là loại bột mì chất lượng cao, đủ tiêu chuẩn chất lượng, đã qua bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm trước khi thương mại, nên các tạp chất có thể bị lẫn trong nguyên liệu chủ yếu trong các quá trình vận chuyển, bảo quản bột mì. Yêu cầu của bột mì trước khi vào máy nhào phải:
+ Qua thiết bị nam châm để tách kim loại. + Qua rây No38 để tách tạp chất vô cơ.
+ Tách bụi, tạp chất nhẹ bằng phương pháp khí động.
IV.3 Định lượng
Mục đích công nghệ: mỗi loại sản phẩm khác nhau luôn có công thức phối trộn khác nhau. Vì thế trong quá trình sản xuất pasta cần định lượng bột mì phối trộn chính xác với nước theo công thức sản xuất
Phương pháp thực hiện:
+ Bột mì do trộn theo mẻ nên ta có thùng chứa để xác định khối lượng. + Nước được đưa vào sản xuất dưới dạng lỏng nên đo theo thể tích.
IV.4 Nghiền bột:
Mục đích công nghệ: quá trình nghiền bột là phá vỡ cấu trúc của tế bào để tăng diện
tích bề mặt tiếp xúc của nguyên liệu với nước trong quá trình phối trộn sau này. Đồng thời tạo điều kiện hồ hoá nhanh, thúc đẩy quá trình đường hoá
Phương pháp thực hiện: công nhân sẽ đưa bột đã được định lượng bằng cân rồi cho
từ từ vào phễu của thiết bị theo dung lượng quy định (khoảng 100-200 kg) rồi nhấn nút cho máy hoạt động trong 1h. Công nhân sẽ lấy bột ra để tếp tục quá trình phối trộn, đồng thời công nhân khác sẽ tiếp tục cho bột vào phễu
Hình 1: Máy nghiền bột
Thông số kỹ thuật:
- Mã sản phẩm: HW-JGF-300 - Công suất ngiền: 100 – 200 kg/h - Số lỗ gắn trên lưới: 80 – 120 - Tốc độ vòng quay: 2900 rpm - Công suất động cơ: 5.5 kw
- Kích thước: (DxRxC) 1050x600x1500 (mm) Công dụng
Thiết bị sử dụng rộng rãi trong các ngành thực phẩm Thích hợp với việc xay các nguyên liệu dạng bột khô
Nguyên tắc hoạt động: dưới tác dụng của chuyển động quay với tốc độ cao của bánh
răng và việc giữ các hạt bên trong máy sẽ sinh ra lực cắt, lực ép và lực ma sát giữa hạt với bánh răng và hạt với hạt. Từ đó sẽ nghiền hạt nguyên liệu nhỏ hơn. Sau đó các hạt này sẽ đi qua màn hình quan sát rồi ra ngoài từ buồng. Trước khi hạt được đưa ra buồng thì sẽ đi qua lưới có các lỗ, lỗ này được gắn với thiết bị điều chỉnh
kích thước, nhờ đó mà có thể điều chỉnh kích thước hạt cho phù hợp với yêu cầu kỹ thuât
IV.5 Nhào trộn
Mục đích công nghệ: giai đoạn nhào trộn có mục đích chuẩn bị để tạo khối bột nhào thích hợp cho quá trình tạo hình tiếp theo. Nhào trộn được xem là khâu rất quan trọng vì nó quyết định tính chất sản phẩm, tạo ảnh hưởng rõ rệt lên các khâu tiếp theo trong qui trình sản xuất ( tạo hình, hấp, sấy…). Nhào trộn sẽ phân phối nước vào bột mì, tạo nên khối bột có độ đồng nhất. Bột sau khi nhào trộn phải dẻo, dai, bề mặt mịn màng, đàn hồi, không dính, tạo được khung gluten tốt.
Phương pháp thực hiện: quá trình nhào trộn được thực hiện theo nguyên tắc: các nguyên liệu dạng rắn sẽ được phối trộn với nhau, phần lỏng trộn với phần lỏng. Nước sẽ được phun từ từ vào ngăn trộn bột khô. Tiến hành nhào trộn cho đến khi hỗn hợp bột tạo thành khối bột nhào đồng nhất.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Hóa lý: trong quá trình nhào trộn xảy ra sự chuyển pha. Từ hai pha rắn (bột mì) – lỏng (nước) chuyển thành một khối bán rắn dẻo dạng paste. Trong khối bột nhào có cả 3 pha: rắn, lỏng, khí phân bố đều với nhau. Pha rắn bao gồm các màng gluten và các pentosan không tan bao bọc các hạt tinh bột, pha lỏng là nước và các chất tan trong nước, pha khí tạo ra do sự tích lũy các bọt không khí trong khi nhào.
Vai trò chính trong việc hình thành nên cấu trúc của bột nhào là gliadin và glutenin. Khi nhào bột mì, nếu đủ lượng nước thì gliadin và glutenin sẽ hấp phụ nước và tương tác nhau tạo thành những sợi chỉ mỏng và màng mỏng dính các hạt tinh bột thấm nước lại với nhau tạo thành mạng gluten ướt. Ở nhiệt độ nhào trộn, tinh bột chỉ hút một phần nước và trương nở.
Lượng khí tích lũy trong khối bột sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng của sản phẩm. Nếu lượng khí lẫn vào nhiều, trong quá trình gia nhiệt sẽ gây hiện tượng rỗ trên bề mặt, hoặc gây gãy vỡ ảnh hưởng cấu trúc sản phẩm. Đồng thời lượng không khí này cũng là tác nhân oxy hóa làm giảm giá trị dinh dưỡng và màu sắc yêu cầu của sản phẩm.
Độ ẩm và nhiệt độ cũng là hai yếu tố ảnh hưởng nhiều tới chất lượng bột nhào:
+ Trong qui trình sản xuất có quá trình hấp, do đó hàm lượng nước trong bột nhào càng cao làm tăng độ dai cho sản phẩm sau hấp. Tuy nhiên nếu ẩm quá cao thì bột nhào sẽ dính trục khi ép tạo hình.
+ Nhiệt độ quá trình nhào trộn sẽ ảnh hưởng tới các mối liên kết của protein mạng gluten. Nhiệt độ cao thì nước và các phân tử protein linh động nên dễ tạo liên kết, nhưng lại có khả năng làm biến tính protein. Vì vậy, ổn định nhiệt độ trong quá trình nhào trộn cũng giúp ổn định chất lượng thành phẩm.
Sử dụng thiết bị nhào trộn trục đứng. Thiết bị làm việc gián đoạn, gồm có hệ thống khung đỡ lắp các cánh khuấy đặt thẳng đứng và các thùng chứa bột hình trụ có thể tháo lắp được. Cho bột mì vào thùng chứa, đặt thùng vào trong hệ thống. Khi hoạt động, trục khuấy cùng các cánh khuấy sẽ hạ thấp xuống thùng chứa hay thùng chứa sẽ được nâng lên để lắp khít với cánh khuấy và nắp. Đầu tiên bột mì được trộn đều trong thùng chứa, tiếp theo cho nước trộn bột vào từ từ. Độ ẩm bột nhào thường giữ trong khoảng 30-35%, nhiệt độ khối bột nhào khoảng 37-38oC. Tiến hành nhào trộn trong khoảng thời gian 10-15 phút đảm bảo cho các cấu tử trộn đều nhau. Sau quá trình nhào trộn các thùng được tháo ra thực hiện quá trình chuyển bột nhào vào thiết bị ép đùn.
Bảng 7: Các thông số về máy phối trộn
Model B40 B80
Nguồn điện 220/380V 220/380V
Công suất 1.84kW 3/4kW
Trọng lượng 14kg 30kg
Kích thước 590x580x1230 (mm) 700x1200x1650 (mm)
Hình 2: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nhào trộn trục đứng.
Mục đích công nghệ: hoàn thiện. Quá trình này sẽ tạo cho sản phẩm nui có
hình dạng phù hợp theo yêu cầu. Các biến đổi của nguyên liệu
- Vật lý: có sự tăng nhiệt độ do ma sát, làm thay đổi kích thước và hình dạng khối bột.
- Hoá học: trong suốt thời gian lưu trong thiết bị, độ ẩm của khối hạt không đổi,
nhưng ngay sau khi ra khổi khuôn ép, độ ẩm của nguyên liệu giảm. Thành phần hóa học: ít bị thay đổi nhiều do thời gian lưu ngắn và quá trình ép thực hiện nguội:
+ Đường: xảy ra phản ứng Maillard, phản ứng Caramel + Protein: bị biến tính do nhiệt độ.
+ Acid amin: xảy ra phản ứng Maillard, phản ứng phân hủy acid amin. + Vitamin: bị tổn thất.
- Hóa lý: có sự bốc hơi nước còn trong khối bột sau khi ra khỏi lỗ khuôn.
Cơ sở khoa học: Ép đùn là tên gọi của quá trình dùng áp lực đẩy khối nguyên
liệu qua lỗ nhỏ nhằm mục đích định hình cho sản phẩm hay bán thành phẩm. Cấu tạo chung của thiết bị ép đùn gồm bồn chứa nguyên liệu có đầu thoát liệu nhỏ và một cơ cấu tạo áp lực để đẩy nguyên liệu thoát ra. Buồng chứa nguyên liệu thong thường có dạng hình trụ, làm bằng vật liệu có thể chịu được áp lực cao. Đầu thoát liệu của buồng chứa có thể có dạng côn hay gắn với đĩa khuôn đục lỗ để định dạng cho sản phẩm. Lỗ khuôn có thể có dạng hình trụn tròn hay các hình dạng phức tạp tạo nên nên hình thù cho sản phẩm (trong công nghệ sản xuất bún tươi thì có hình trụ tròn). Cơ cấu tạo áp lực có thể là piston hay vis tải. Nguyên liệu được cung cấp liên tục vào một đầu của buồng chứa nguyên liệu, chuyển dịch dọc bên trong buồng nhờ lực đẩy của piston hay chuyển động xoay tròn của vis tải và sẽ thoát ra tại các lỗ khuôn ở đầu bên kia của thiết bị.
Phương pháp thực hiện: Cho nguyên liệu đã được phối trộn vào phễu chứa
liệu của máy ép đùn.Vận hành máy và điều chỉnh các thông số thích hợp cho nguyên liệu để tạo ra sản phẩm đạt chất lượng mong muốn.
Cấu tạo: Thiết bị ép đùn gồm buồng chứa nguyên liệu có đầu thoát liệu nhỏ
và một cơ cấu tạo áp lực để đẩy nguyên liệu thoát ra ngoài. Buồng chứa nguyên liệu có dạng hình trụ, làm bằng vật liệu có thể chịu được áp lực cao. Đầu thoát liệu của buồng chứa có dạng côn. Lỗ khuôn có dạng hình trụ tròn tạo hình dạng cho sản phẩm. Cơ cấu tạo áp lực là do vis tải tạo nên.
Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu khi vào trong thiết bị sẽ lấp đầy khoảng
không gian trống giữa vỏ máy và trục vis. Khi trục vis quay sẽ truyền năng lượng cho lớp nguyên liệu tiếp xúc với trục vis và đẩy chúng chuyển động xoắn dọc theo chiều quay của trục. Các phần tử này sẽ lôi kéo các phần tử ở lớp kế cận chuyển động theo và đẩy cho cả khối nguyên liệu chuyển động hướng đến đầu lỗ khuôn.
Lực ma sát giữa các lớp nguyên liệu và giữa nguyên liệu với vỏ máy sinh ra nhiệt lượng làm nhiệt độ khối nguyên liệu tăng cao. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, áp lực và trương nở. Quá trình ép đùn áp lực cao giúp định dạng cấu trúc ban đầu của nguyên liệu thành sản phẩm có cấu trúc mong muốn chủ yếu bằng lực cơ học và nhiệt độ- áp suất cao trong một khoảng thời gian ngắn
Thiết bị và thông số công nghệ
Một máy ép đùn gồm có các bộ phận: khoang chứa, bộ phận truyền động, vít truyền động và khuôn.
Hình 4:Sơ đồ thiết bị ép đùn 2 trục vít
- Khoang chứa: chứa phần đầu (phần không quay), các vít truyền động (phần quay) và các khuôn. Các khoang chứa thường được phân thành từng đoạn và được bọc các lớp vỏ áo để kiểm soát nhiệt độ.
- Bộ phận truyền động và đệm:
+ Bộ phận truyền động và đệm được thiết kế để cung cấp năng lượng làm quay trục và vít truyền động của máy ép đùn. Hệ thống truyền động có thể có tốc độ quay đồng bộ hoặc thay đồi.
+ Hai hoặc ba đệm được bôi trơn để giúp cho trục của máy ép đùn hoạt động tốt hơn. Dầu bôi trơn sử dụng cho các đệm phải có chất lượng cao vì máy này dùng để sản xuất thực phẩm.
- Vít truyền động: + Loại 1 vít:
Tính ổn định của quy trình: giảm sự thay đổi của nguyên liệu tươi, dòng nguyên liệu nạp vào máy đều, các thay đổi của sản phẩm cuối có liên quan trực tiếp đến sự đồng bộ của dòng sản phẩm bên trong khoang chứa và sự thay đổi áp suất bên trong khuôn. Để việc vận chuyển khối nguyên liệu được thuận tiện, thành khoang chứa có thể dạng láng, đường rãnh dạng thẳng hoặc dạng xoắn ốc. Rãnh dạng thẳng làm tăng kẻ hở để nguyên liệu đi qua, từ đó giảm hiệu quả vận chuyển nguyên liệu nhưng tăng thời gian lưu nguyên liệu trong máy. Rãnh dạng xoắn ốc giúp tạo áp suất khi vít truyền động quay. Các vít truyền động được thiết kế không giống nhau. Các đường xoắn ốc có thể có bước vít và chiều cao của răng vít không đổi và giảm từ đầu đến cuối máy.
Góc của răng vít với đường trục của vít cũng có thay đổi. Trong vùng nhập liệu ngay sau phễu nhập liệu, răng gần như góc thẳng với trục vít giúp vận chuyển nguyên liệu có khối lượng riêng nhỏ. Khi khối lượng nguyên liệu tăng
lên thì góc của răng vít sẽ trải ra để tăng hiệu quả trộn và giảm hiệu quả vận chuyển nguyên liệu.
+ Loại 2 vít:
Tính ổn định của quy trình: làm giảm sự thay đổi thất thường của áp suất trong khuôn do sự vận chuyển nguyên liệu rất tốt của 2 vít truyền động. Trái với ép đùn 1 vít, ép đùn 2 vít hoạy động dựa vào tác động qua lại của khoang chứa với 1 vít truyền động kề sát bên trong khoang để đẩy nguyên liệu về phía trước. Việc này làm giảm sự phụ thuộc vào ma sát để vận chuyển nguyên liệu, làm nguyên liệu trong khoang đồng đều và dẫn đến sự đồng đều về áp suất trong khuôn thay vì phải thay đổi độ nhớt của vật liệu ép đùn. Máy