III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT [10]
6. Quá trình phối trộn nguyên liệu phụ và phụ gia
phụ gia Mục đích:
Chuẩn bị: phối trộn các nguyên liệu phụ thành nhũ tương chuẩn bị cho quá trình nhào trộn được tốt (chức năng quan trọng của hệ nhũ tương là làm bền hệ bọt xốp, giúp bánh thành phẩm có độ xốp đạt yêu cầu và phân tán các hạt cầu béo).
Các biến đổi:
Biến đổi vật lý: nhiệt độ tăng nhẹ.
Biến đổi hóa lý: nước, dầu và các hợp chất tan trong nước dầu tạo thành hệ nhũ tương đồng đều. Có sự hòa tan các chất khí: CO2, O2…
Thiết bị
Hình 12. Thiết bị phối trộn
Các nguyên liệu phụ, ngoại trừ chất tạo xốp, được cho vào thiết bị phối trộn (nước và các chất tan trong nước đi một đường, các chất còn lại không tan trong nước đi đường riêng), rồi đánh trộn đều trong thời gian khoảng 10 phút tạo thành hỗn hợp nhũ tương đồng đều thì đạt yêu cầu.
Hệ thống có cánh khuấy. Trục cánh khuấy một đầu gắn với động cơ, đầu còn lại được gắn với một ổ bi để tránh cánh khuấy bị lăng khi quay với vận tốc lớn. Bồn khuấy có gắn tấm chặn để giảm xoáy phễu, chống trào, tăng diện tích sử dụng.
Hình dạng: trụ tròn, thể tích 7500 lít. Áp suất làm việc: -0.8 → +0.1bar. Nhiệt độ làm việc: 0 – 100oC. Tốc độ khuấy: 60 – 120 vòng/phút Thời gian: 10 phút. 7. Quá trình nhào Mục đích
Chuẩn bị: quá trình nhào trộn nhũ tương với bột mì tạo mạng gluten đồng nhất, thuận lợi cho quá trình dập hình.
Hoàn thiện: các chỉ tiêu chất lượng cho sản phẩm như độ dai, độ giòn, độ xốp do mạng gluten được tạo thành, khối bột nhào có độ dai và có khả năng giữ khí (khả năng này tạo tính chất đặc trưng của bánh là có độ xốp).
Các biến đổi
Biến đổi vật lý:
Trong khối bột nhào, đồng thời với pha lỏng gồm: nước tự do, protein hòa tan, đường và các chất khác, còn có pha khí do các bọt khí.
Lúc đầu, khi mới nhào, bột tương đối dính do lượng nước tự do nhiều, khi các nguyên liệu liên kết chặt chẽ với nhau thì độ dính giảm, đồng thời thể tích của khối bột cũng giảm. Nhưng sau một thời gian nhào, có sự thâm nhập và tích lũy khí trong khối bột nhào, nên thể tích khối bột tăng.
Trong quá trình nhào trộn, nhiệt độ của khối bột nhào sẽ tăng do ma sát và do các phản ứng hóa học xảy ra trong bột nhào.
Biến đổi hóa lý:
Từ hỗn hợp các thành phần nguyên liệu ban đầu với các pha khác nhau chuyển thành một pha nhão – bột nhào dạng paste, đồng nhất không tách rời.
Protein hút nước hạt tinh bột trương nở, tạo trạng thái dẻo. Những cấu tử rời rạc liên kết với nhau tạo khối đồng nhất.
Hai protein gliadin và glutenin không tan trong nước sẽ hấp thụ nước, duỗi mạch, định hướng sắp xếp lại thành hàng và làm phát sinh các tương tác ưa béo và hình thành các cầu disulfua mới, kết quả hình thành mạng protein 3 chiều có tính nhớt, dẻo, dính, đàn hồi, bao xung quanh các hạt tinh bột và những hợp phần khác. Hỗn hợp đó gọi là bột nhào.
Tinh bột có trong bột mì khoảng 70%, cũng ở nhiệt độ bột nhào nói trên, nó liên kết khoảng 30% nước nhờ amilose và amilopectin (do hai chất này nếu ở trạng thái khô thì liên kết với nhau bằng liên kết hidro, nếu cho nước vào thì liên kết hidro ngoại giữa tinh bột - nước được hình thành → lượng nước tự do giảm).
Muối ăn phân ly thành các ion. Các ion làm tăng hằng số điện môi của nước, làm giảm độ dày và điện tích của lớp ion kép bao quanh các protein, làm cho các phân tử protein đến gần nhau hơn, hình thành các tương tác ưa nước và kỵ nước, tạo nên những phân tử protein có khối lượng phân tử lớn, tăng độ chặt của khung gluten.
Có sự hòa tan của nguyên liệu đường.
Biến đổi hóa học:
Sự oxy hóa chất béo dưới tác dụng của oxy. Sự biến tính của protein dưới tác động cơ học. Phản ứng hóa học tạo độ xốp cho sản phẩm.
Tạo nên những liên kết hoá học mới do trong quá trình hình thành mạng lưới gluten các gliadin, glutenin sẽ kiên kết với nhau bằng liên kết hidro, bằng cầu disulfua và bằng tương tác ưa béo.
Biến đổi hoá sinh:
Enzym protease và amylase trong bột thủy phân protein và tinh bột làm giảm tính đàn hồi của khối bột. Nhưng nhiệt độ khối bột nhào thường nhỏ hơn 400C, đây không phải là nhiệt độ tối thích của 2 enzym trên, nên quá trình thủy phân diễn ra ít.
Biến đổi sinh học:
Có thể nhiễm vi sinh vật do sự nhào trộn làm tăng lượng O2 hòa tan, từ đó tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển.
Thiết bị:
Hình 13. Thiết bị nhào trộn gián đoạn trục đứng: (quy trình 1) Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động:
Các trục khuấy được lắp thẳng đứng, 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 thùng khuấy và nắp. Khi có hai hay ba trục khuấy, các cánh khuấy sẽ quay tròn quanh một vị trí cố định, còn khi thiết bị chỉ có một trục thì các cánh khuấy sẽ quay tròn theo phương thẳng đứng đồng thời chuyển động theo một quỹ đạo tròn quanh trục. Chuyển động như vậy đảm bảo có thể khuấy đảo tất cả bột có trong thành chứ không chỉ làm chúng chuyển động theo một quỹ đạo tròn. Sau quá trình nhào trộn các bồn được tháo ra mang vào thiết bị rót, để thực hiện quá trình rót bột nhào vào thiết bị tạo tấm.
Các thông số công nghệ:
Thời gian nhào: 40 phút. Nhiệt độ nhào: 35oC. Độ ẩm bột nhào: 25%.
Tốc độ khuấy: 20 vòng/phút.
Thiết bị nhào trộn liên tục: (quy trình 2)
Cấu tạo:
Thiết bị thường cấu tạo bởi một tang trống hình trụ đặt nằm ngang, bên trong córotor và được chia thành các khoang nhỏ.Trên thành khoang có các stator hỗ trợ chotừng quá trình thích hợp như phối trộn, phân tán, hòa trộn khí và nhào. Bên ngoài tangtrống có lớp vỏ áo cũng được chia thành từng khoang
với nhiệt độ khác nhau. Bằng cách điều chỉnh chiều dài tang trống, thay đổi thời gian lưu của bột và thời gian nhào trộn ta có thể thu được các loại bột với
chất lượng khác nhau.
Nguyên tắc:
Máy nhào trộn liên tục hoạt động theonguyên tắc sau: nguyên liệu khô và nước đượcnhập với lượng chính xác và liên tục vào mộtđầu của thiết bị, hòa trộn sơ bộ với nhau rồi đivào khu vực nhào trộn và cuối cùng đi ra tạiđầukia của thiết bị. Ngoài ra cũng có loạithiết bị cho phép nguyên liệu được nhập ởnhiều vị trí khác nhau trên suốt chiều dài tang trống.
Hình 14. Thiết bị nhào trộn liên tục
8. Quá trình dập hình Mục dập hình Mục đích:
Hoàn thiện: tạo hình dáng đẹp làm tăng giá trị hàng hóa sản phẩm, bảo đảm yêu cầu thẩm mĩ, thu hút cảm tình người tiêu dùng đồng thời đáp ứng yêu cầu thuận tiện cho việc sử dụng và hợp với điều kiện thực tế.
Thiết bị:
Quy trình 1: dùng máy cán - dập hình liên hợp.
Nguyên tắc hoạt động:
Khối bột nhào được máy cán hoặc ép (1) - thường là máy ép 2 hoặc 3 trục, tạo thành tấm có bề dày khoảng 5 mm, qua băng chuyền (2) tấm bột đi vào máy cán (3) để cán thành tấm, tại đây tấm bột bị nén, nhưng do tính đàn hồi nên tấm bột sẽ biến dạng dần sau khi ra khỏi máy cán. Sự biến dạng mất đi khi mất tính đàn hồi, nhưng để mất tính đàn hồi cần có thời gian nhất định. Do vậy, ta phải chọn tốc độ và chiều dài băng tải (4) sao cho tấm bột có đủ thời gian mất tính đàn hồi. Sau đó, tấm bột nhào được băng chuyền (6) đưa vào máy dập hình (7), tại đây tấm bột nhào được dập thành hình chiếc bánh và được băng chuyền (6) chuyển đến bàn trượt (10) và xuống băng chuyền
(11) chuẩn bị vào lò nướng. Còn các mảnh vụn của bột nhào được tách ra và nhờ hệ thống băng chuyền (8), (9) đưa trở lại máy cán (1).
Hình 15. Máy cán dập hình liên tục Chú thích: 1. Máy cán số 1 2. Băng chuyền 3. Máy cán số 2 4. Băng chuyền làm mất tính đàn hồi bánh
11. Băng chuyền có thấm dầu để chuẩn bị nướng
Hình 16. Máy thu hồi rìa bánh
Quy trình 2: máy ép – cắt tạo hình (không qua giai đoạn cán).
Cấu tạo:
Phễu nhập liệu.
Hệ thống hai con lăn: nén khối bột nhào vào khoang áp suất ở bên dưới. Con lăn có thể hoạt động liên tục hoặc gián đoạn, nó cũng có thể chuyển động ngược lại để giải phóng áp suất và tạo ra lực hút trở lại tại khuôn rập
hoặc vòi phun tại đáy của khoang áp suất. Do đó bột nhào có thể nén liên tục hay gián đoạn ra khỏi khoang áp suất.
Khuôn rập: tạo hình cho sản phẩm.
Lưỡi cắt: có dây kim loại hoặc lưỡi dao phẳng hay răng cưa bén để cắt tạo hình.
Thiết bị ép thường đặt trên dãy lò nướng hoặc trên băng tải (đối với loại bánh cần định chiều dài): khuôn rập cách dãy lò nướng hoặc băng tải khoảng 70mm.
Kích thước của thiết bị ép thường được quyết định thông qua kích thước của khuôn rập.
Điều chỉnh tốc độ ép bằng cách điều chỉnh tốc độ của con lăn ép.
Yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ ép: trạng thái của khối bột nhào, áp suất của khoang bên trên khuôn rập, lượng bột nhào nhập vào.
Nguyên lý hoạt động:
Bột nhào được ép qua một dãy các khuôn rập (có hình dạng và kích thước như mong muốn) và một khung gắn dây căng hoặc lưỡi dao gạt đi qua đi lại bên dưới của lỗ khuôn để cắt bột nhào đã ép. Dây cắt có thể rung theo phương ngang để tăng hiệu quả cắt. Mẫu bột nhào sau đó rơi xuống dãy lò hoặc băng tải.
Dây cắt có thể cắt khi chuyển động tới hoặc thường theo hướng ngược lại. Khi đó nhát cắt gần với khuôn rập và nhát quay lại sẽ thấp hơn, tách xa khuôn rập để không bị dính với khối bột nhào đang được ép.
Thông số thiết bị:
Tốc độ dao cắt: 100 lần/phút Tốc độ con lăn: 150 lần/phút
Hình 17. Máy ép cắt
9. Quá
trình nướng Mục đích
Chế biến: Nhiệt độ cao trong lò nướng có tác dụng làm chín sản phẩm, thích hợp cho mục đích sử dụng đồng thời dẫn đến sự biến đổi lý – hóa và hệ keo làm cho sản phẩm có cấu trúc, mùi vị, màu sắc đặc trưng.
Bảo quản: nhiệt độ nướng cao (trên 1500C), tiêu diệt vi sinh vật vào trong giai đoạn này, tăng thời gian bảo quản.
Các biến đổi
Các biến đổi vật lý:
Biến đổi về khối lượng: khối lượng của sản phẩm (bánh nướng) giảm đi, nguyên nhân là do mất nước từ trong quá trình nướng dưới tác dụng của nhiệt độ.
Biến đổi về nhiệt độ: nhiệt độ bánh tăng lên, nhưng không phải đồng đều trong cấu trúc. Bánh khi ra khỏi lò nung đạt nhiệt độ 980C và có hàm ẩm ở tâm là 45%. Lớp vỏ nóng (khoảng 1500C) và khô hơn (1-2% hàm ẩm) nhưng có thể làm nguội nhanh. Trong suốt quá trình làm nguội, lượng ẩm chuyển từ bên trong ra lớp vỏ và sau đó bốc hơi. Nếu làm nguội quá nhiều thì kết quả là khối lượng chung giảm. Nếu lượng ẩm tại lớp vỏ bốc hơi quá nhiều khi làm nguội thì cấu trúc của vỏ sẽ dai.
Các biến đổi hóa lý:
Sự biến đổi ẩm: song song với sự biến đổi nhiệt độ, ẩm trong vật liệu cũng biến đổi do quá trình trao đổi ẩm với môi trường (lò nướng). Đặc trưng của quá trình trao đổi ẩm là sự bốc hơi nước, tiến tới cân bằng với độ ẩm môi trường.
Biến đổi hệ keo: sự tác dụng tương hỗ giữa protein, tinh bột và nước làm cho bột nhào tiến đến trạng thái mềm, dẻo. Protein trương nở ở nhiệt độ 30oC, nhiệt độ cao hơn thì độ trương nở giảm dần, trên 50oC protein đông tụ và mất nước. Nước đó sẽ được tinh bột hút trong quá trình trương nở và hồ hoá, xảy ra trong suốt quá trình nướng, làm cho sản phẩm khô hơn.
Biến đổi trạng thái: dưới tác dụng của nhiệt độ cao, trạng thái của sản phẩm biến đổi đáng kể. Dưới tác động nhiệt độ nướng lên thành phần của khối bột, protein bị đông tụ giải phóng nước còn tinh bột thì bị hồ hóa hình thành cấu trúc lớp vỏ bánh: mềm, xốp, tách từng lớp.
Các biến đổi hóa học:
Tinh bột hồ hóa một phần, và bị phân hủy tạo dextrin, đường.
Xảy ra phản ứng Maillard giữa đường khử và acid amin trong giai đoạn đầu của nướng (nhiệt độ thấp).
Xảy ra phản ứng Caramel làm mất đường nhưng tạo màu nâu sản phẩm khi nhiệt độ nướng lên cao.
Các biến đổi hóa sinh và sinh học: nhiệt độ nướng cao (2000C) nên tiêu diệt hết các vi sinh vật.
Các biến đổi cảm quan:
Quá trình nướng xúc tiến sự biến đổi tính chất sinh – lý – hóa của các thành phần tham gia cấu thành bánh bán thành phẩm, làm cho bánh thành phẩm chín. Sự biến đổi đó dẫn đến sự tạo thành hương vị, màu sắc đặc trưng và làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm.
Thiết bị: lò nuớng đuờng hầm Cấu tạo:
Bao gồm 1 đường hầm (có thể dài tới 120m và rộng 1,5m), bánh sẽ được vận chuyển xuyên qua đường hầm bằng băng tải trên những tấm bằng kim loại hay trên một dây cuaroa có đục lỗ hay dạng lưới đan bằng kim loại (băng tải có thấm dầu). Máy được chia làm nhiều vùng gia nhiệt. Trong mỗi vùng nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát một cách độc lập bằng nguồn nhiệt và van hơi. Chúng có thể giữ lại hay loại bỏ ẩm bằng cách tạo sự cân bằng giữa không khí mới và không khí tuần hoàn bên trong. Hơi nước (trong thiết bị đun trực tiếp là sản phẩm của quá trình đốt) được tách ra trong từng vùng riêng biệt. Có thể thiết kế thành hệ thống thu hồi nhiệt.
Hệ thống máy tính được lập trình kiểm soát tốc độ của dây 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 bánh bông lan với màu sắc và độ ẩm khác nhau.
Ưu điểm:
Năng suất lớn.
Kiểm soát quá trình chính xác. Tốn ít nhân công, tự động hoá cao.
Có sử dụng những thiết bị trao đổi nhiệt tại cửa ra của khí thải nhờ đó mà có thể tiết kiệm năng lượng và rút ngắn thời gian khởi động.
Nhược điểm:
Chi phí cao.
Tốn nhiều diện tích
Nguyên tắc:
Bánh được vận chuyển trên băng tải thấm dầu, đi vào lò nướng và trải qua ba giai đoạn nướng:
Giai đoạn 1: bánh được nướng ở môi trường có độ ẩm cao (khoảng 60 – 70%), và nhiệt độ không quá 1500C. Trong giai đoạn này, tinh bột bị hồ hóa thu hút một lượng nước đáng kể làm cho bánh khô hơn; protein bị biến tính tạo cấu trúc cho bánh; CO 2 được tạo thành do sự phân hủy của chất tạo xốp thoát ra ngoài; hơi ẩm bốc ra làm giảm dần độ ẩm của bánh; lớp ngoài cùng chưa thành vỏ cứng mà chỉ mới thành lớp mỏng dẻo và đàn hồi, do vậy chưa ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt, sản phẩm chín đều, hơi ẩm và CO2
thoát ra dễ dàng không làm nứt vỡ bánh.
Giai đoạn 2: nhiệt độ lò nướng tăng lên khoảng 190 – 2050C và độ ẩm thấp hơn. Giai đoạn này tiếp tục các biến đổi như trên, đồng thời xảy ra một số biến đổi hóa học như: đường bị caramen hóa hoặc do phản ứng melanoid (phản ứng giữa đường khử với các acid amin) tạo cho lớp vỏ ngoài có màu vàng nâu, các phản ứng tạo mùi thơm cho bánh. Bên cạnh đó các vi sinh vật cũng bị tiêu diệt đáng kể.
Giai đoạn 3: là giai đoạn cuối của quá trình nướng, được tiến hành và giữ
ởnhiệt độ 1700C. Đây là giai đoạn cố định cấu trúc sản phẩm và kết thúc quá trình bay hơi nước.
Thiết bị được gia nhiệt gián tiếp bằng lò tạo khí đốt. Ở đây không thể dung hơi nước gia nhiệt vì nhiệt độ của hơi nước chỉ đạt 1000C, trong khi đó nhiệt độ nướng là gần 2000C. Gia nhiệt gián tiếp để tránh gây mùi cho sản