❖❖ ❖ ❖ ❖Nguyên lý hoạt động:
- Đưa sản phẩm vào bề ặ m t trục quay chính: nguyên liệu sau khi đã được bơm vào buồng trộn s 2 số ẽ được gia nhiệt nh h ờ ệthống khí nóng số 3. Mục đích của q trình này, nếu khơng gia nhiệt và trộn đều thì đối với các mẫu có độ nhớt cao hoặc d ễ đóng cặn thì sẽ làm cho sản phẩm đầu ra khơng đồng đều về chất lượng.
Sau khi đã gia nhiệ và đảt o trộn thì sản phẩm có thể được phun trực tiếp lên trục chính mà cụ thể là phun vào khoảng giữa trục chính và trục phụ. Các trục quay phụ được bố trí gần nhau và khoảng cách giữa tr c cụ hính khơng đổi để đảm bảo cho độ d y c a s n ph m sau khi sà ủ ả ẩ ấy là khơng đổ. Nhiệt độ trong lịng trục chính thường từ 250 – 200oC đảm bảo sao cho nguyên liệu sấy dính vào trong trục sấy chính [35].
- Làm nóng nguyên liệu trên trụ ấy chính: tùy thuộc vào nhiệt độc s của chất lỏng, có thể có một giai đoạn hâm nóng ngắn đầ tiên, đếu n khoảng 1000C, để làm cho nước bên trong sản phẩm lỏng sôi. Điều này sẽ ẫn đế d n việc sản phẩm bắt đầu mất một lượng nước, trong một quá trình hoàn toàn bị chi ph i bố ởi quá trình truyền nhiệt để làm bằng khơng khí. Trong khi nước bay hơi nhanh, độ ẩm giảm tương ứng. Sau khi xảy ra 2/3 hoặc 3/4 chu kỳ quay đầy đủ, sản phẩm lỏng trở thành màng sản phẩm khô trên bề ặt của trục sấy chính [35]. m
- Bóc sản phẩm: cuối cùng, màng khô được cạo ra tr c s y bụ ấ ằng lưỡi dao. Khi sản phẩm trông giống như một tờ giấy, một máy nghiền được bổ sung để phá vỡ cấu trúc và làm cho nó giống như một loại bột với các hạt dày. Sản phẩm sau khi ra khỏi hệ thống sấy thùng quay sẽ được đi qua hệ thống nghiền làm giảm kích thước biến dạng tấm thành dạng bột mịn [35 ].
❖❖ ❖ ❖
❖Ưu điểm
- Máy sấy quay được đặc trưng bởi công suất lớn với mức tiêu thụ năng lượng thấp.
- Nó được thiết kế với cơ cấu hợp lý, hoạ ộng thân thiệt đ n với môi trường, ít tạo ơ nhiễm.
- Được cung c p vấ ới giá cả cạnh tranh so với các máy cùng loại, đồng thời có hiệu suất cao hơn.
- Máy sấy quay vận hành dễ dàng, hoạt động ổn định, tỷ lệ trục tr c thặ ấp, có độ bền cao, sấy khô được nhi u. ề
3.1.2.5 Nghi n ề ❖❖
❖ ❖
- Bản ch t cấ ủa q trình nghiền là làm giảm kích thước của v t liậ ệu, thơng thường là các vật li u r i bệ ờ ằng các tác dụng của lực cơ họ Trong quá trình nghiền, có 3 c. loại lực cùng tác dụng lên vậ ệt li u: lực nén, lực va đập và lực ma sát. Tuy nhiên tùy từng q trình sẽ có loại lực chiếm ưu thế. Trong các q trình nghiền thô vật liệu c ng lứ ực nén chiếm ưu thế. Lực ma sát thường chiếm ưu thế trong quá trình nghiền các loại vật liệu mềm. Lực va đập thường được ứng dụng trong cả quá trình nghiền thơ, nghiền trung gian và cả nghiền tinh.
- Đối với các loại bột ngũ cốc quá trình nghiền là quá trình quan trọng nhất để chuyển v t li u t ậ ệ ừ kích thướ ớc l n sang d ng bạ ột có kích thước nhỏ. Bánh sau khi nướng thường được nghiền về kích thước khoảng 150μm.
- Tạo d ng bạ ột mịn cho s n phả ẩm [36].
- Giảm kích thước hạt, phá vỡ ấu trúc hạ c t, làm cho nước xâm nhập vào nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy q trình đường hóa, thủy phân tinh bột nhanh hơn.
❖❖ ❖ ❖
❖Phương pháp thực hiện
- Cấu t o c a thi t bạ ủ ế ị này gồm 2 trục hình trụ nằm ngang. Trong quá trình hoạt động thì hai trục này sẽ chuyển động hướng vào nhau. Nguyên liệu từ phễu đi vào và sẽ đi qua 2 trục này và sẽ bị nghiền tùy thuộc vào khoảng cách giữa 2 trục mà nguyên liệu bị nghiền thành những kích thước khác nhau. Dựa vào đặc tính này trong cơng nghiệp người ta thường chế tạo các thiết bị nghi n s d ng nhiề ử ụ ều trục và hình dạng khác nhau để phục vụ cho việc nghiền hạt và theo kích thước mong muốn [35 ].
- Bột sau khi nghiền được đem rây để tách những hạt to chưa đạt kích thước yêu cầu tr lở ại quá trình nghiền. Phần bột đạt yêu cầu được chuyển qua công đoạn tiếp theo là phối trộn với các thành phần vitamin, khoáng tùy theo yêu cầu của từng lo i s n ph m. Sau khi ph i trạ ả ẩ ố ộn, bán thành phẩm sẽ được đưa đi sấ ại và y l kiểm tra: độ ẩm phải đạt <6% sản phẩm.
❖❖ ❖ ❖
❖Các biến đổi
Các biến đổi chính:
- Vật lý: biến đổi quan trọng nhất trong q trình nghiền là kích thước của hạt nguyên liệu sẽ giảm, diện tích bề ặt riêng sẽ tăng lên. Trong quá trình nghiề m n do ma sát nhiệt độ sẽ tăng lên ở mức không đáng kể [35 ].
- Hóa học: khi cấu trúc của nguyên liệu bị nghiền nhỏ dẫn đến các thành phần dễ bị oxy hóa.
3.1.2.6 Rây
Mục đích là loại b nh ng hỏ ữ ạt có kích thước l n, tớ ạo độ mịn cho s n ph m bả ẩ ột, có thể dùng để tách tạp chất, tách bụi, loại bỏ những hạt ngoại lai, không đồng đều về kích thước, loại bỏ cặn trong dung d ch lị ỏng hoặc tách lấy chất rắn từ dung dịch lỏng.
Hình 18: Thiết bị rây cơng nghiệp 3.1.2.7 Phối trộn ❖❖ ❖ ❖ ❖ Mục đích
Kết thúc q trình sấy thùng quay nguyên liệu sấy đã trở thành dạng bột mịn. Trong quá trình phối trộn tùy thuộc vào các loại sản phẩm thì nhà sản xuất có thể phối trộn thêm các loạ ột khác. Ví dụ trong cơng nghệi b sản xuất bột ăn dặm đối với trẻ, sau khi quá trình sấy phun kết thúc các nhà sản xuất thường phối trộn với các loại bột sữa, bột rau quả để đảm bảo chất dinh dưỡng đối với tr nh . ẻ ỏ
❖❖ ❖ ❖
❖Thiết bị phối trộn
Thiết bị trộn dạng thùng quay: thùng máy quay được ch t o theo hai dế ạ ạng: thùng quay trên các con lăn và thùng quay trên trục. Trường hợp tùy chọn mà bố trí cửa ra vào của v t liậ ệu cho phù hợp. Trường h p bợ ố trí mộ ử ổ thì thờt c a s i gian nạp và xả ậ ệu v t li dài phải quay xuống dưới để xã vật liệu, sau đó quay thùng lên để tải vật liệu vào.
Hình 19: Thiết bị trộn dạng thùng quay
❖❖ ❖ ❖
❖ Nguyên lí làm việc:
- Cấp nguồn: máy trộn được cấp nguồn điện 220 volt. Trước khi c p ngu n kiấ ồ ểm tra máy trộn xem có bị chạm chập hay không, kiểm tra đảm bảo trong máy khơng có vậ ạt l rơi vào[37].
- Bật máy làm việc: cho máy hoạt động theo yêu cầu khi máy ở chế độ sẵn sàng làm việc, điều chỉnh thời gian hoạt động đúng như yêu cầu, sau đó bật cơng tắc điều khiển qua v trí "chạy máy" [37]. ị
- Kết thúc q trình trộn bật cơng tắc về vị trí "tắt máy" để ừng máy, đồ d ng thời đảm bảo sự an toàn cho máy. Kết thúc thời gian làm việc ta tắt nguồn cho máy để đảm bảo an toàn [37].
Máy trộn v xo n nít ắ ằm ngang làm việc liên tục: nguyên liệu được nạp vào thùng hình trụ nằm ngang, trên thân có gắn các đoạn cánh vít 3 có tác dụng vừa đảo tr n v a v n ộ ừ ậ chuyển nguyên liệu. Ngồi ra cịn gắn các tấm nghiên 4 ở vị trí đường tâm thùng. Độ nghiêng của các tấm này được tính tốn sao cho khi thùng quay, ngun liệu đổ trên các tấm nghiên sẽ trượt về phía ngược với hướng vận chuy n cể ủa cánh vít để tạo nên sự đảo trộn tích cực với đường đi vịng vèo nhiều lần của nguyên liệu. Lượng nguyên liệu tháo ra được điều chỉnh nhờ tay quay 9, vit 8 và van điều chỉnh 7 điều chỉnh được thời gian đảo trộn và hiệu suất trộn.
Hình 20: Máy trộn vít nắm ngang làm việc liên tục
3.1.2.8 S y ki m tra ấ ể ❖❖
❖ ❖
❖ Mục đích: trong các q trình rây và phối trộn thì sản phẩm có thể bị nhiễm ẩm bởi các tác nhân bên ngoài. Để đảm bảo cho sản phẩm bột ln có độ ẩm dưới 6% thì các nhà sản xuất tiến hành sấy kiểm tra.
❖❖ ❖ ❖
❖Các biến đổi
- Vật lý: trong quá trình sấy nhiệt độ bề mặt nguyên liệu tăng, độ ẩm nguyên liệu giảm; s khuự ếch tán ẩm x y ra do sả ự chênh lệch ẩm tại các vùng khác nhau của nguyên liệu; s ự thay đổi v ề kích thước, khối lượng, t ỉtrọng, … tùy thuộc vào bản chất của nguyên liệu.
- Hóa học: nhìn chung trong q trình sấy kiểm tra khơng có sự thay đổi nhiều về mặt hóa học do v t li u s y chậ ệ ấ ủ y u d ng bế ở ạ ột.
- Hóa lý: có sự chuyển pha của nước từ ỏng thành hơi. l
3.1.2.9 Bao gói
Mục đích chính của việc bao gói là giữ cho thực phẩm ở trong điều kiện tốt tới khi nó được bán và tiêu thụ, và nhằm khuyến khích khách hàng mua sản phẩm.Bao gói sẽ cung cấp các điều kiện mơi trường tốt cho th c ph m t ự ẩ ừ lúc bắt đầu đóng gói cho tới khi nó được tiêu thụ. Nó bảo vệ thực ph m khẩ ỏi các thương tổn vật lý và hóa học. Ví dụ như tác hại do khơng khí, ánh sáng, cơn trùng và các lồi động vật gặm nhấm.
3.2 Bột dinh dưỡng d ng sạ ấy phun 3.2.1 Quy trình sản xuất
3.2.2 Giải thích quy trình
Các giai đoạn của công nghệ sản xuất này sẽ giống như công nghệ sản xuất bằng phương pháp sấy thùng quay. Nó chỉ khác nhau ở phương pháp sấy, thay vì là phương pháp sấy thùng quay thì ở đây được thay thế bằng phương pháp sấy phun.
❖ ❖ ❖ ❖
❖ Mục đích: Người ta s d ng thi t b sử ụ ế ị ấy phun khi nguyên liệ ở ạu d ng l ng hoỏ ặc dạng paste, s n phả ẩm thu được là dạng hạt mịn [38 ].
❖❖ ❖ ❖
❖Thiết bị ấ s y phun
Hình 23: Thiết bị sấy phun
❖❖ ❖ ❖
❖ Nguyên tắc hoạt động: nguyên liệu được chứa trong các tank chứa. Nguyên liệu
trước khi đưa vào quy trình sấy phun phải được cơ đặc. Ví dụ sữa ở dạng dung dịch để sấy phun được phải cô đặc thành sữa cơ đặc có hàm lượng chất khơ khoảng 45% r i mồ ới đi vào quá trình sấy phun
Dung dịch lỏng s ẽ đi qua thi t b ế ị atomizer. Atomizer là thiết b ị phun sương dung dịch lỏng thành các hạt rất nhỏ dạng hạt rất nhỏ. Khơng khí tươi sẽ đi qua hệ thống lọc bụi và vi sinh vật và cho vào gia nhiệt. Ví dụ như q trình sấy sữa người ta có thể gia nhiệt khơng khí lên đến 140 – 1500C. Sau đó khơng khí được vận chuyển vào buồng sấy. Ở đây khơng khí nóng tiếp xúc với các giọt mẫu lỏng, quá trình tiếp xúc này diễn ra rất ngắn khoảng vài giây, nước ở trong các giọt lỏng sẽ bốc hơi ra ngoài. Các hạt đã được sấy khô sẽ được rơi xuống đáy của buồng sấy. Do luồng khơng khí đi từ đầu buồng sấy khi thoát ra sẽ kéo theo các hạt sản phẩm có kích thước nhỏ, do đó thiết kế có thêm một buồng cylon để các hạt s n phả ẩm được gi lữ ại các hạt và sau đó luồng khí được di chuyển ra ngồi [39].
❖❖ ❖ ❖
- Nguyên tắc s y gấ ồm 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: chuyển nguyên liệu dạng sấy thành dạng sương mù nhờ cơ cấu phun sương trong thiết bị sấy phun. Hiện nay có 3 dạng cơ cấu phun sương: đầu phun ly tâm, đầu phun 1 dịng và đầu phun 2 dịng. Kích thước các giọt lỏng sau khi phun sương đạt khoảng 10 - 200μm [40].
+ Giai đoạn 2: hòa trộn sương mù với dịng tác nhân sấy. Đây chính là giai đoạn tách ẩm ra khỏi nguyên liệu. Do nguyên liệu được sấy phun sương nên diện tích bề m t tiặ ếp xúc giữa các giọ ỏng và tác nhân sất l y r t l n. Nhấ ớ ờ đó, ẩm trong nguyên liệu được bay hơi nhanh chóng. Sản ph m tẩ ạo thành ở d ng b t m n. Thạ ộ ị ời gian tách ẩm diễn ra trong khoảng từ vài giây đến vài chục giây [40].
+ Giai đoạn 3 tách sản phẩm ra khỏi tác nhân sấy. Người ta có thể dùng hệ thống cyclone, túi lọc hoặc phương pháp kế ủa trong trường tĩnh điệt t n, phổ biến nhất là sử dụng cyclone. Hiệu su t thu h i sản phẩm sấy phun từ 90 – 98% [40 ấ ồ ]. + Sau khi s y phun, b t ti p tấ ộ ế ục được đem nghiền để đạt kích thước phù hợp. Các
quá trình tiếp theo tương tự như sản phẩm dạng tạo hình – nướng [40 ]. ❖❖
❖ ❖
❖Ưu điểm
- Tốc độ s y rấ ất nhanh, phù hợp cho các nguyên liệu nh y nhi t ạ ệ
- Phạm vi ứng dụng thi t b rế ị ộng rãi. Tùy theo tính chất nguyên liệu mà có thể ứng dụng nhiệt nóng để ấy hay dùng khí mát để ạ s t o hạt.
- Sản ph m sau khi sẩ ấy có hạt trịn, kích thước đồng đều, đợ trơn chảy tốt. Sản phẩm có độ tinh khiết và chất lượng cao.
3.3 Bột dinh dưỡng dạng rang - nghiền 3.3.1 Quy trình sản xu t ấ 3.3.2 Giải thích quy trình 3.3.2.1 Rang ❖❖ ❖ ❖ ❖ Mục đích:
- Chế biến: khi rang các loại h t, m t phạ ộ ần tinh bột được hồ hóa [40].
- Bảo quản: quá trình rang xảy ra ở nhiệt độ cao nên ức ch hế ệ vi sinh vât và enzyme, cải thi n ch ệ ỉ tiêu vi sinh củ ản pha s ẩm [40].
- Hoàn thiện: khi rang các hạt ngũ cốc, nhiều hợp chất hương đượ ạo thành góp c t phần tạo mùi vị đặc trưng cho sản phẩm [40].
❖❖ ❖ ❖
❖Các biến đổi
- Vật lý: giảm thể tích tăng trọng lượng riêng của nguyên liệu ch y u do s ủ ế ự thoát ẩm và tổn thất các chất bay hơi.
- Hóa học: một số phản ứng như phả ứng caramen hóa, phả ứng oxy hóa cn n hất béo, phản ứng phân hủy các chất m n c m v i nhiẫ ả ớ ệt như vitamin có trong ngun liệu.
- Sinh học và hóa sinh: q trình rang sẽ chấm d t sứ ự trao đổi ch t c a tấ ủ ế bào vi sinh vật và mô thực vật trong nguyên liệu, mật độ vi sinh giảm, các enzyme bị vô hoạt bất thuận nghịch.
- Các yếu tố ảnh hưởng: Nhiệt độ và thời gian rang. Khi tăng nhiệt độ rang, các biến đổi trong nguyên liệu sẽ xảy ra nhanh hơn, và mức độ ến đổi cũng xả bi y ra sâu sắc hơn, đặc biệt là các biến đổi hóa học. Nếu phản ứng hóa học xảy ra q mức thì chất lượng sản phẩm sẽ bị giảm sút. Khi nhiệt độ càng cao thì tổn thất các cấu tử mẫn cảm với nhiệt càng lớn. Thời gian rang càng dài thì mức độ biến đổi chỉ tiêu chất lượng sản phẩm càng lớn. Thời gian dài sẽ làm giảm năng suất hoạt động của thiế ị rang và làm tăng chi phí năng lượng cho q trình t b
❖❖ ❖ ❖
❖Phương pháp thực hiện: nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ c a thi t b b ng nhau khi tiủ ế ị ằ ếp xúc với nhau, sau đó gia nhiệt để nâng nhiệt độ ần và giữa chúng có chênh lệ d ch nhiệt độ delta T