Cấu tạo thiết bị: Thiết bị có dạng hình hộp chữ nhật, dịng tác nhân sấy là khơng khí nóng được thổi vào thiết bị theo hướng song song với chiều dài thiết bị. Sản phẩm được nhập liệu lên các băng tải lưới bắt đầu từ phía trên thiết bị và được lấy ra phía dưới thiết bị.
Nguyên lý làm việc: Nguyên liệu cần sấy được trải đều lên bề mặt lưới băng tải sấy thông qua một thiết bị tiếp liệu cơ khí chun dụng. Khi sấy, dịng khơng khí nóng được thổi vào khu vực nguyên liệu từ trên xuống phía dưới băng tải và thốt ra phía trên thiết bị. Dịng khơng khí nóng chuyển động cùng chiều với chiều ngun liệu đi trên băng tải, thốt ra ngồi và được làm nóng trở lại bằng thiết bị gia nhiệt và tuần hồn trở lại thiết bị sấy.
Thơng số cơng nghệ:
˗ Nhiệt độ sau sấy: 70oC.
˗ Thời gian sấy: 15 phút.
˗ Độ ẩm sau sấy: 3%.
2.12. Làm nguội - Đóng gói sản phẩm
Mục đích cơng nghệ
Bảo quản: Làm nguội góp phần hạn chế tạo ẩm sau khi đóng gói. Sản phẩm sau khi được đóng gói sẽ hạn chế được sự tác động của các tác nhân từ môi trường như ánh sáng, độ ẩm, vi sinh vật,… Cụ thể, bao bì giúp hạn chế sự tái hút ẩm của sản phẩm, sự phát triển của vi sinh vật và giữ cho cấu trúc sản phẩm không bị phá vỡ bởi ánh sáng, nhiệt độ.
Hồn thiện: Với mục đích hồn thiện, sản phẩm sau khi được đóng gói sẽ cuốn hút, thu hút người tiêu dùng.
Biến đổi:
Vật lý: Giảm nhiệt độ sản phẩm về khoảng 30oC.
Thiết bị
Băng tải làm nguội: Bánh gạo sau khi được trải qua quá trình sấy lần thứ 3 sẽ được làm nguội trên băng tải trước khi đến với máy đóng gói.
Thiết bị đóng gói, có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như sau.
Cấu tạo: Máy đóng gói được chế tạo bởi thép khơng gỉ, đây là loại máy đóng gói nằm ngang. Máy có bộ phận điều khiển và máy đóng gói sử dụng các loại bao bì.
Ngun lý hoạt động: Thiết bị đóng gói thuộc dạng nằm. Sản phẩm sẽ theo đường nhập liệu vào máy đóng gói. Màng film sẽ tự động gấp túi và gập túi, sau đó màng sẽ nạp sản phẩm sau đó sẽ hàn ép miệng túi, cho ra sản phẩm đã bao bì đóng gói.
Thơng số cơng nghệ: Nhiệt độ bánh sau khi được làm nguội: 30-32oC.
Chương 3. CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN CHẤT LƯỢNG BÁNH GẠO
Các giai đoạn khác nhau trong quy trình chế biến bánh gạo đều ảnh hưởng đến chất lượng của nó.
1. Ngâm
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình ngâm hạt như sau.
Thành phần nguyên liệu: Hàm lượng amylopectin cao dẫn đến nguyên liệu hút nhiều nước (Do ngun liệu chứa nhiều cấu trúc vơ định hình), do đó thời gian ngâm ngắn.
Lượng nước ngâm: Nếu ngâm quá nhiều nước sẽ làm mất chất dinh dưỡng có trong hạt, do sự chênh lệch nồng độ giữa môi trường dinh dưỡng bên trong hạt gạo và môi trường nước ngâm dẫn đến nước thẩm thấu vào bên trong hạt, còn chất dinh dưỡng đi theo chiều ngược lại. Nếu ngâm quá ít nước thì q trình hydrat hóa xảy ra khơng hồn tồn, các chất dinh dưỡng khó phân tán vào mơi trường nước ngâm.
Thời gian ngâm: Thời gian ngâm thông thường là 4-5 giờ trong nước ấm. Nếu ngâm quá lâu thì khả năng tổn thất chất dinh dưỡng cao, dẫn đến tăng nguy cơ nhiễm vi sinh vật. Ngồi ra, cịn gây hiện tượng thối hạt. Nếu không ngâm trong thời gian q ngắn thì sự trương nở xảy ra khơng triệt để, hạt khơng mềm, q trình hydrat hóa xảy ra khơng hồn tồn.
Nhiệt độ ngâm: Nếu nhiệt độ ngâm cao thì thời gian ngâm ngắn, nhưng q trình hồ hóa sẽ xảy ra gây khó khăn cho q trình nghiền, do đó q trình này khơng cần thiết sử dụng nhiệt độ cao. Nếu ngâm trong nước ở nhiệt độ phịng thì thời gian ngâm khoảng 12 giờ, khoảng thời gian này đủ để vi sinh vật phát triển, xuất hiện quá trình lên men, tạo vị chua cho sản phẩm. Nếu ngâm trong nước ở nhiệt độ 48 – 52°C thì thời gian ngâm rút ngắn xuống còn 4-5giờ, đồng thời hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. Khi ngâm gạo đến một thời điểm nhất định thì lượng nước ngấm vào gạo đạt mức bão hịa, nếu tiếp tục ngâm thì độ ẩm và độ tổn thất chất khô của gạo sẽ không đổi.
2. Nghiền
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền như sau:
Kích thước nguyên liệu: Kích thước nguyên liệu (hạt gạo sau ngâm) càng lớn thì càng dễ bị vỡ ra khi chịu tác dụng của cùng một lực cơ học.
và thời gian chịu lực của nguyên liệu càng dài. Do vậy quá trình ngâm hạt là quá trình cần thiết và cần được đảm bảo hiệu quả tốt để đưa gạo đã giảm bớt độ cứng đến quá trình nghiền.
Độ nhớt: Nếu độ nhớt quá cao do q trình ngâm xảy ra hiện tượng hồ hóa, q trình nghiền sẽ khó khăn hơn.
Độ ẩm: Độ ẩm là nhân tố chính ảnh hưởng đến kích thước của hạt gạo sau q trình nghiền. Dưới tác dụng cơ học của máy xay, khi độ ẩm của hạt gạo đạt đến một giá trị nhất định thì kích thước của hạt gạo bắt đầu giảm nhiều, vì nước đi vào càng nhiều thì hạt gạo càng mềm, dẫn đến tạo thành càng nhiều hạt có kích thước nhỏ. Tuy nhiên, nếu độ ẩm quá cao sẽ gây khó khăn cho quá trình nghiền, dẫn đến tốn năng lượng cho thiết bị nghiền, cịn nếu độ ẩm thấp thì dễ dính vào máy.
Lực tác dụng: Lực tác dụng lên nguyên liệu càng lớn, nguyên liệu càng dễ vỡ, hiệu quả nghiền càng cao. Mỗi loại thiết bị nghiền có phương pháp hiệu chỉnh lực tác dụng khác nhau.
3. Hấp
Hai thơng số ảnh hưởng đến q trình hấp nhiều nhất là nhiệt độ và thời gian.
Nhiệt độ: Nhiệt độ hấp ảnh hưởng đến mức độ vơ hoạt enzyme và hệ vi sinh vật có trong ngun liệu. Khi tăng nhiệt độ hấp thì khả năng vơ hoạt enzyme và hệ vi sinh vật trong nguyên liệu sẽ càng cao. Tuy nhiên, nhiệt độ hấp quá cao sẽ làm xảy ra một số phản ứng hóa học khơng mong muốn; bên cạnh đó, sự tổn thất các cấu tử mẫn cảm với nhiệt sẽ gia tăng, các giá trị cảm quan liên quan đến cấu trúc, màu sắc và mùi vị của nguyên liệu có thể bị biến đổi theo chiều hướng xấu. Ngoài ra, nhiệt độ hấp cao cịn làm tăng chi phí năng lượng cho q trình. Nhiệt độ hơi nước đối với quá trình trong bài là 89,4˚C.
Thời gian: Khi tăng thời gian hấp nguyên liệu, hiệu quả ức chế enzyme và vi sinh vật sẽ tăng theo. Tuy nhiên, nếu thời gian hấp quá dài thì những biến đổi bất lợi về chất lượng dinh dưỡng và cảm quan sẽ xảy ra. Thời gian hấp đối với nguyên liệu trong bài là 8-10phút.
Ngồi ra cịn một số yếu tố như bản chất ngun liệu, kích thước và hình dạng nguyên liệu, tùy vào các đặc điểm này mà ta cần điều chỉnh thời gian, nhiệt độ hấp phù hợp để đảm bảo mục đích cơng nghệ đạt u cầu.
4. Đùn – làm mát
Trong bài sử dụng phương pháp ép đùn áp lực cao, đối với phương pháp này, hai thông số ảnh hưởng chính tới chất lượng sản phẩm là áp suất và nhiệt độ. Yêu cầu về độ lớn của áp suất và nhiệt độ thay đổi đối với từng nguyên liệu và sản phẩm cụ thể. Áp lực cao dọc thành thiết bị sẽ làm nguyên liệu giảm dần độ rời, biến dạng và chảy dẻo. Áp lực tại đầu khuôn sẽ kiểm sốt và điều chỉnh q trình định dạng sản phẩm. Áp suất và nhiệt độ cao giữ cho nước trong nguyên liệu ở dạng chất lỏng quá nhiệt để có thể bốc hơi nhanh khi thốt ra ngồi mơi trường làm nở sản phẩm.
Áp suất: Áp suất của máy ép đùn có thể thay đổi trong khoảng rất rộng. Khoảng biến đổi áp suất từ 10 đến hơn 200atm.
Nhiệt độ: Nhiệt độ trong máy ép đùn từ 80-140˚C. Nhiệt độ của khối paste sau khi làm nguội là 60-65˚C.
Tuy nhiên, cả áp suất và nhiệt độ bên trong máy ép đùn áp lực cao lại không thể cài đặt từ đầu mà biến đổi trong q trình vận hành thiết bị. Cả hai thơng số công nghệ này phụ thuộc vào cấu tạo của máy; vận tốc quay của trục vis; lưu lượng nhập liệu, thời gian lưu của nguyên liệu trong thiết bị và cả tính chất của ngun liệu.
Ảnh hưởng của cấu hình thiết bị: Cùng một lượng nguyên liệu cung cấp vào thiết bị, nếu đường kính trục vis càng lớn, bước vis càng nhỏ thì khơng gian dành cho ngun liệu trong máy càng bị giảm, tức áp lực càng tăng. Số lượng lỗ khn càng nhiều, đường kính lỗ khn càng lớn sẽ càng làm giảm áp suất tác động lên nguyên liệu trước khi thốt ra ngồi thiết bị. Khơng những thế, cấu tạo của đầu khn cịn ảnh hưởng đến áp lực tạo ra dọc theo chiều dài thiết bị và ảnh hưởng đến nhiệt độ trong buồng ép. Chiều dài của phần làm việc trong máy sẽ ảnh hưởng đến thời gian chịu áp lực và do đó ảnh hưởng đến mức độ biến dạng của nguyên liệu. Bề mặt bên trong của buồng ép và trục vis càng nhám, lực ma sát càng tăng dẫn đến nhiệt lượng sinh ra càng lớn.
Ảnh hưởng của vận tốc quay của trục vis: Cùng một lượng nguyên liệu cung cấp vào thiết bị, tốc độ quay của trục vis càng nhanh, và cấu trúc bên trong của vỏ máy càng nhám thì lực tác dụng lên khối nguyên liệu càng lớn, khả năng biến dạng, chảy dẻo của nguyên liệu càng cao.
Ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu và thời gian lưu nguyên liệu trong thiết bị: cùng một tốc độ quay của trục vis, nếu lưu lượng nhập vào càng nhiều và thời gian lưu càng lâu thì áp suất và nhiệt độ của khối nguyên liệu bên trong thiết bị sẽ càng tăng.
ma sát giữa các phần tử nguyên liệu với nhau, do đó ảnh hưởng đến nhiệt độ sinh ra trong máy. Thành phần hóa học của nguyên liệu, đặc biệt là hàm lượng ẩm sẽ ảnh hưởng lớn đến tính chất của sản phẩm cuối. Độ ẩm của nguyên liệu có thể được điều chỉnh từ ban đầu bằng các thiết bị phụ trợ hay bổ sung nước hoặc hơi nước trực tiếp vào trong thiết bị ép đùn. Hàm lượng ẩm đầu và cuối sẽ ảnh hưởng trực tiếp lên độ phồng nở và độ cứng, giòn của sản phẩm. Hàm ẩm biến đổi tùy theo nguyên liệu và cấu trúc của thiết bị nên cần có những thí nghiệm trước để sản phẩm ổn định. Hàm lượng chất béo cũng sẽ ảnh hưởng lên nguyên liệu trong quá trình ép đùn áp lực cao. Chất béo làm gia tăng độ nhớt, làm giảm lực kéo - đẩy tác động lên nguyên liệu nên tốn nhiều năng lượng hơn, nhất là khi hàm lượng béo vượt quá 7%. Hàm lượng béo tối đa của nguyên liệu đưa vào ép đùn có thể lên đến 27% tùy thuộc vào cấu trúc của thiết bị.
5. Cán cắt
Trong q trình cán cắt, yếu tố chính ảnh hưởng đến q trình là tính chất của ngun liệu. Dưới đây là một số tính chất của nguyên liệu cần quan tâm.
Tính chất cơ lý của nguyên liệu: độ cứng, độ đàn hồi, độ bền cơ học, tỷ trọng của nguyên liệu…
Tính chất lưu biến của ngun liệu: tính chất lưu biến có tác động lớn đến q trình tạo hình. Kích thước của ngun liệu: khi tạo hình sản phẩm từ các nguyên liệu dạng bột, kích thước nguyên liệu là một tính chất quan trọng ảnh hưởng đến q trình tạo hình. Nếu kích thước của hạt bột càng to, q trình tạo hình sẽ càng khó.
Độ dính của sản phẩm: độ dính của sản phẩm thường ảnh hưởng đến q trình tách khn sau khi tạo hình. Nếu ngun liệu có độ dính cao, cần có phương pháp phù hợp để tránh hiện tượng dính ngun liệu lên bề mặt khn, gây khó khăn trong q trình tách khn.
Ngồi ra, các phương pháp tạo hình khác nhau và các thơng số cơng nghệ khác nhau cũng sẽ ảnh hưởng đến quá trình tạo hình sản phẩm.
6. Sấy 1, sấy 2 và sấy 3
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến q trình sấy và chúng có thể được chia thành hai nhóm: các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy và các yếu tố liên quan đến bản chất của nguyên liệu cần sấy.
6.1. Các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy
Nhiệt độ tác nhân sấy: trong phương pháp sấy đối lưu, khi tăng nhiệt độ tác nhân sấy thì tốc độ sấy sẽ tăng theo. Đó là do tốc độ truyền nhiệt gia tăng. Việc tăng nhiệt độ tác nhân sấy sẽ làm giảm độ ẩm tương đối của nó. Điều này giúp cho các phân tử nước tại bề mặt nguyên liệu cần sấy sẽ bốc hơi dễ dàng hơn. Ngồi ra, nhiệt độ cao thì sự khuếch tán của các phân tử nước cũng sẽ diễn ra nhanh hơn. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tác nhân sấy quá cao thì các biến đổi vật lý và hóa học trong nguyên liệu sẽ diễn ra mạnh mẽ. Một số biến đổi này có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm.
Độ ẩm tương đối của tác nhân sấy: Khi tăng độ ẩm tương đối của tác nhân sấy thì thời gian sấy sẽ kéo dài. Trong phương pháp sấy đối lưu, theo lý thuyết thì để các phân tử nước trên bề mặt ngun liệu bốc hơi thì cần có sự chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu và trong tác nhân sấy. Sự chênh lệch này càng lớn thì nước trên bề mặt nguyên liệu càng dễ bốc hơi. Đây cũng là động lực của quá trình sấy. Nếu độ ẩm tương đối của tác nhân sấy càng thấp thì tốc độ sấy trong giai đoạn sấy đẳng tốc sẽ càng tăng. Tuy nhiên, độ ẩm tương đối của khơng khí nóng ít ảnh hưởng đến giai đoạn sấy giảm tố. Cần lưu ý là độ ẩm tương đối của tác nhân sấy sẽ ảnh hưởng quyết định đến giá trị độ ẩm cân bằng của sản phẩm sau quá trình sấy. Khi sản phẩm sấy đã đạt độ ẩm cân bằng thì quá trình bốc hơi nước sẽ ngừng lại.
Tốc độ tác nhân sấy: Trong phương pháp sấy đối lưu, tốc độ tác nhân sấy sẽ ảnh hưởng đến thời gian sấy. Sự bốc hơi nước từ bề mặt nguyên liệu sẽ diễn ra nhanh hơn khi tốc độ truyền khối được tăng cường nhờ sự đối lưu, tức khi tốc độ tác nhân sấy được gia tăng. Kết quả thực nghiệm cho thấy khi tăng tốc độ tác nhân sấy sẽ rút ngắn thời gian sấy đẳng tốc, tuy nhiên tốc độ tác nhân sấy ít ảnh hưởng đến giai đoạn sấy giảm tốc.
Áp lực: Áp lực trong buồng sấy sẽ ảnh hưởng đến trạng thái của nước trong nguyên liệu cần sấy. Khi sấy trong điều kiện chân khơng, do áp suất hơi của khơng khí giảm nên q trình sấy sẽ diễn ra nhanh hơn, đặc biệt là trong giai đoạn sấy đẳng tốc. Tuy nhiên, áp suất chân khơng ít ảnh hưởng đến sự khuếch tán ẩm ở bên trong nguyên liệu.
6.2. Các yếu tố liên quan đến ngun liệu
Do trước đó đã qua q trình cán cắt để tạo hình phù hợp cho quá trình sấy, các yếu tố diện tích bề mặt của nguyên liệu và cấu trúc của nguyên liệu không cần quá quan trọng vì các khối đều được tạo hình như nhau ở giai đoạn trước.
học có trong mẫu nguyên liệu ban đầu sẽ ảnh hưởng đến tốc độ và thời gian sấy, đặc biệt là trong trường hợp sấy nguyên liệu có độ ẩm thấp. Một số cấu tử như đường, tinh bột, protein, muối... có khả năng tương tác với các phân tử nước ở bên trong nguyên liệu. Chúng sẽ làm giảm tốc độ khuếch tán của các phân tử nước từ tâm nguyên liệu ra đến vùng bề mặt, do đó làm cho q trình sấy diễn ra chậm hơn.
7. Ủ phơi
Hai yếu tố chính ảnh hưởng đến q trình ủ phơi là nhiệt độ và thời gian ủ. Thời gian ủ hợp