3.2.1. Xử lý sơ bộ [3]
3.2.1.1. Mục đích cơng nghệ
Chuẩn bị cho quá trình chế biến tiếp theo
- Phân loại, loại trừ những hạt nấm khơng đủ quy cách như bị sâu bệnh, men mốc, thối hỏng.
- Phân chia nguyên liệu đồng đều về kích thước, hình dạng, màu sắc, độ chín. - Loại bỏ phần chân nấm
- Loại bỏ được rơm, rạ, đất đá, lá cây,… 3.2.1.2. Biến đổi nguyên liệu
Chủ yếu là biến đổi về vật lý. Trong quá trình xử lý, nấm sẽ được cắt bỏ chân khiến cho khối lượng nấm giảm đi đáng kể
3.2.1.3. Yêu cầu
- Mức độ nguyên vẹn: chọn hạt nấm khơng dập nát, khơng thối hỏng. - Loại bỏ được hồn tồn chân nấm
3.2.1.4. Phương pháp thực hiện
Ta sử dụng thiết bị bao gồm 2 băng tải chuyền, song song với nhau
Nấm được đưa qua băng chuyền thứ nhất, và cơng nhân sẽ tiến hành kiểm tra, lựa chọn những hạt nấm đạt yêu cầu và cắt bỏ chân nấm. Hạt nấm sau khi xử lý sẽ đc cơng nhân cho vào băng chuyền thứ 2. Hân nấm cũng như hạt nấm thối, sâu, hoặc khơng đạt chất lượng, trái bị cơn trùng phá hoại, đồng thời những vật lạ như lá, rác và các vật khác sẽ được giữ lại trên bằng chuyền thứ nhất và loại ra ngồi
Nhất thiết phải loại bỏ những quả đã thối rửa hồn tồn vì những vết dập nát thối rửa là cửa ngõ để vi sinh vật xâm nhập và phát triển.
Cơng đoạn loại bỏ chân nấm được làm bằng thủ cơng, các cơng nhân sẽ dùng dao để xử lý.
26
Hình 12: Băng tải chuyền [4]
Thơng số cơng nghệ: Vận tốc băng tải 0.02 – 0.05 m/s
3.2.2. Làm sạch [4] [3] [2]
3.2.2.1. Mục đích cơng nghệ
Chuẩn bị cho các quá trình chế biến tiếp theo
Nhằm loại trừ tạp chất cơ học như đất, cát, bụi, sỏ đá cũng như lá cây bám bên ngồi nguyên liệu và làm giảm lượng vi sinh vật ở ngồi vỏ nguyên liệu.
Rửa cịn nhằm mục đích tẩy sạch một số chất hố học gây độc hại được dùng trong kỹ thuật nơng nghiệp như phân trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật …
3.2.2.2. Biến đổi nguyên liệu
Hĩa học, hĩa sinh và hĩa lý: Khơng cĩ biến đổi nào đáng kể Vật lý: Quá trình ngâm rửa giảm khối lượng nguyên liệu Biến đổi sinh học: giảm lượng vi sinh vật.
3.2.2.3. Yêu cầu quá trình
Loại được phần lớn đất cát bám trên bề mặt nấm, cũng như bụi bắm, thuốc kháng sinh, thuốc trừ sâu….mà quá trình xử lý sơ bộ khơng thực hiện được Thời gian ngâm rửa khơng được kéo dài.
Nguyên liệu sau khi rửa sạch, khơng dập nát, chất dinh dưỡng trong nấm bị tổn thất ít nhất.
3.2.2.4. Phương pháp thực hiện [4]
Quá trình rửa gồm hai giai đoạn là ngâm và rửa xối.
Đầu tiên quả sẽ được đưa vào bồn ngâm sau đĩ được băng chuyền chuyển vào hệ thống xối tưới của máy ngâm rửa xối tưới.
27
Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bẩn mềm, bong ra, tạo điều kiện cho quá trình rửa dễ dàng.
Dung dịch ngâm ta dùng là nước muối sinh lý, với nồng độ NaCl là 0.9%. Cĩ thể ngâm tĩnh hay ngâm động. Thời gian ngâm được rút ngắn để giảm tổn thất chất dinh dưỡng.
Rửa xối là dùng tác dụng chảy của dịng nước để kéo chất bẩn cịn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm. Thường dùng tia nước phun hay vịi hoa sen để xối. Nước ra lại phải là nước sạch
Tùy nguyên liệu và độ nhiễm bẩn của nguyên liệu mà ta cĩ thể rửa một hoặc nhiều lần, với nhiều phương pháp rửa tương ứng
Ta sử dụng nước muối sinh lý để ngâm rửa nguyên liệu với 2 lần ngâm trong 1 mẻ. thời gian 10 phút cho 1 lần ngâm.
Hình 13: Máy ngâm rửa băng chuyền [4]
Thơng số cơng nghệ:
Thời gian: 30 phút
Áp suất vịi phun: 2 – 3 atm
3.2.3. Chần [2] [3]
3.2.3.1. Mục đích cơng nghệ Chuẩn bị:
Đuổi bớt chất khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế quá trình oxi hĩa. Chần cịn loại trừ các chất cĩ mùi vị khơng thích hợp.
28 Bảo quản:
Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là những vi sinh vật kém chịu nhiệt bám trên bề mặt nguyên liệu.
Ức chế các quá trình sinh hố của nguyên liệu , làm cho màu sắc của nguyên liệu khơng bị xấu đi hoặc chỉ biến đổi rất ít.
3.2.3.2. Các biến đổi nguyên liệu
Vật lý: Làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi.
Hĩa học:
Làm cho quả cĩ màu sáng hơn do phá hủy một số chất màu.
Làm thất thốt vitamin C và các chất hịa tan khác, sự bay hơi của một số chất hương.
Loại trừ các chất cĩ mùi vị khơng thích hợp.
Hĩa lý: Làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thốt ra dễ dàng.
Hĩa sinh:
Các enzyme trong nấm rơm bị vơ hoạt dưới tác dụng của nhiệt độ, tránh sự oxy hĩa các hợp chất hĩa học làm hư hỏng sản phẩm.
Ức chế các quá trình sinh hĩa của tế bào nấm.
Sinh học: Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu.
3.2.3.3. Phương pháp thực hiện
Ta sử dụng thiết bị chần băng tải: Phun nước chần lên bề mặt nguyên liệu
Nguyên tắc hoạt động:
Thiết bị co dạng hình hộp chữ nhật (Dạng đường hầm – Tunnel). Bên trong thiết bị cĩ 1 băng tải lưới và được lần lượt đưa qua vùng giữ nhiệt – gia nhiệt – làm nguội. Tại các vùng gia nhiệt và làm nguội, nấm sẽ được phun các tia nước nhiệt độ 55 – 600
C lên bề mặt nguyên liệu từ các vịi phun phía trên. Tại vùng giữ nhiệt, tương tự sẽ được phun các tia nước cĩ nhiệt độ 90 – 950C lên bề mặt. Sau khi tiếp xúc với bề mặt nguyên liệu, nước sẽ đi qua băng tải, thốt qua lỗ lưới và được thu gom lại bên dưới để tái dụng lại cho quá trình
29
Nấm vào thết bị chần sẽ được chần bằng nước nĩng ở các nhiệt độ khác nhau: 50 – 55oC, 90 – 95oC. Nước chần được gia nhiệt bằng hơi. Để tiết kiệm năng lượng, lượng nước sau khi chần sẽ thu hồi và tiếp tục được gia nhiệt, bơm tuần hồn trở lại thiết bị chần
Các thơng số kỹ thuật:
Lượng nước tiêu hao: 1 m3
/1 tấn sản phẩm.
Nhiệt độ nước chần : 50 – 550C (3 Phút); 90 – 950C (3 phút) Thời gian chần : 10 – 15 phút
3.2.4. Xay nhuyễn [3]
3.2.4.1. Mục đích cơng nghệ
Chuẩn bị. Quá trình xay nhuyễn sẽ làm thay đổi các cấu trúc, trạng thái, kích thước của khối thịt nấm, tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình sau
3.2.4.2. Biến đổi nguyên liệu
- Vật lý: Các mơ liên kết sẽ bị cắt đứt khiến cho kích thước khối nấm giảm đáng kể. Nhiệt độ khối nấm sẽ gia tăng sau quá trình xay, do cĩ sự ma sát
- Biến đổi hĩa học: Cĩ sự thất thốt về chất dinh dưỡng trong nấm
- Hĩa sinh: Trong thời gian tiếp xúc giữa nguyên liệu và thiết bị, nguyên liệu và mơi trường, vi sinh vật cĩ thể bị nhiễm vào nguyên liệu
3.2.4.3. Phương pháp thực hiện
Ta thực hiện quá trình theo mẻ, với thiết bị xay nhuyễn Cutter
- Máy cĩ cấu tạo gồm một lồng chảo trịn, cĩ thể xoay xung quanh trục thẳng đứng. Nguyên liệu ở trong chảo được xay bởi con dao cĩ các cánh hình lưỡi liềm được ghép đồng tâm với nhau. Con dao quay này càng gần đáy chảo càng tốt, và quay với tốc độ cao. Tốc độ quay chậm được sử dụng để phối trộn, cịn lại thì tuỳ thuộc vào cấu trúc của nguyên liệu sẽ cĩ tốc độ quay thích hợp để cắt chúng.
30
Hình 14: Thiết bị xay nhuyễn Cutter
Thơng số cơng nghệ:
Nhiệt độ khối nấm đang và sau khi xay: ≤ 12oC Kích thước nấm sau khi xay: 0.2-0.5mm
Tốc độ quay của máy: 1500 rpm. Thời gian xay nhuyễn : 10 phút.
3.2.5. Thủy phân [3]
3.2.5.1. Mục đích cơng nghệ
Chế biến. Quá trình thủy phân các protein trong dịch nấm sẽ làm tăng tính tan của hạt nêm thành phẩm
3.2.5.2. Biến đổi nguyên liệu
- Vật lý: Nhiệt độ dịch nấm tăng lên trong quá trình thủy phân, do cánh khấy của thiết bị
- Hĩa học: Protein bị thủy phân thành các acid amin, một phần chất béo cũng bị thủy phân thành các glycerol và các acid béo tự do
- Hĩa lý: Một số thịt nấm cịn lại trong dịch nấm cĩ thể bị phân hủy bởi enzyme và hịa tan trong nước
- Vi sinh: Cĩ khả năng nhiễm vi sinh vật 3.2.5.3. Phương pháp thực hiện
- Quá trình thủy phân được thực hiện nhờ xúc tác của emzyme protease . Để hạn chế vị đắng của dịch thủy phân ta sử dụng kết hợp enzyme protease trung tính và acid. Do khoảng pH hoạt động của enzyme trùng với pH của nấm rơm sau khi nghiền nên ta khơng cần chỉnh lại pH của nguyên liệu. Đồng thời, hỗn hợp nguyên liệu cần được khuấy đều trong quá trình thủy phân. Kết thúc quá trình
31
thủy phân, ta gia nhiệt hỗn hợp hỗn hợp thủy phân đến nhiệt độ 900C trong 10ph để diệt enzyme.
- Ta sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng vỏ áo để thủy phân.
Cấu tạo thiết bị:
Bộ phận nhập liệu dịch nấm, nước
Thân thiết bị bằng thép khơng rỉ cĩ vỏ áo. Hệ thống ống dẫn hơi nước đi vào và đi ra. Cánh khuấy.
Nguyên lý hoạt động:
Hơi đi phía ngồi vỏ áo truyền nhiệt gián tiếp cho nấm bên trong.
Hệ số truyền nhiệt được gia tăng bởi cánh khuấy hoạt động liên tục. Cánh khuấy cịn giúp đảo trộn đồng đều nấm trong quá trình thủy phân.
Hình 15: Cấu tạo thiết bị thủy phân [3]
Thơng số cơng nghệ:
Nhiệt độ thủy phân: 550C Thời gian: 1h
pH: 6.5 – 6.8
Lượng enzyme: 2% khối lượng cơ chất Tốc độ cánh khuấy: 50 vịng/phút
32
3.2.6. Phối trộn [3]
3.2.6.1. Mục đích cơng nghệ
- Chuẩn bị: Quá trình phối trội sẽ bổ sung đầy đủ các chất trong dịch nấm, đảm bảo cho các quá trình chế biến tiếp theo
- Hồn thiện: Đảm bảo hàm lượng các chất, cũng như độ đồng nhất trong thành phẩm cuối cùng
3.2.6.2. Biến đổi nguyên liệu
- Vật lý: Độ nhớt tăng, tỉ trọng dịch nấm tăng
- Hĩa Lý: Cĩ sự chuyển pha. 2 pha rắn, lỏng sẽ được hịa tan vào nhau thành đồng nhất
- Sinh học: Vi sinh vật cĩ thể bị nhiễm vào trong quá trình phối trộn 3.2.6.3. Phương pháp thực hiện
- Muối và bột ngọt, đường được hịa tan vào nước trước khi hịa tan vào thiết bị - Các nguyên liệu khác được cho từ từ vào thiết bị, sau cùng là dầu ăn
Ta sử dụng thiết bị dạng thùng quay
- Nguyên tắc: hỗn hợp nguyên liệu được đưa vào máy trộn thùng quay đặt nằm ngang. Khi động cơ hoạt động, thùng quay sẽ quay đồng thời đảo trộn hỗn hợp nguyên liệu dạng bột thành bán thành phẩm dạng sệt
33
Hình 17: Thiết bị phối trộn dạng thùng quay
- Thơng số cơng nghệ:
Bảng 16: Thành phần nguyên liệu tính trên 1000g thành phẩm phối trộn: Thành phần Khối lượng (g) Muối 110 Bột ngọt 30 Đường Saccharose 90 Hạt nêm tái sử dụng 30 Tiêu 5 Bột hành 4 Bột tỏi 5 Tinh bột bắp 110 Protein đậu nành 106 Dầu ăn 20 Dịch nấm 420 Nước 70 - Thơng số thiết bị:
Thời gian phối trộn: 30 Phút Vận tốc quay: 30 vịng/phút Nhiệt độ phối trộn: 250C
34
3.2.7. Ép đùn [3]
3.2.7.1. Mục đích cơng nghệ
Chế biến: Quá trình ép đùn được thực hiện ở áp suất và nhiệt độ cao sẽ làm chế biến hỗn hợp phối trộn thành sản phẩm, cũng như tạo hình hạt nêm
3.2.7.2. Biến đổi nguyên liệu - Vật lý:
Nhiệt độ tăng do ma sát mạnh giữa các trục, do trục và nguyên liệu, do áp suất
Áp suất: Áp suất thay đổi nhanh trong hệ thống, do các yếu tố như tốc độ trục vít thay đổi, đường kính trục vít và đường kính buồng ép
Kích thước và hình dạng nguyên liệu: Nguyên liệu ban đầu, sau quá trình ép đùng sẽ cĩ dạng hạt nêm
Tỉ trọng: Tỉ trọng khối hạt thay đổi do cĩ sự mất nước
Khối lượng: Giảm, do cĩ sự thốt hơi nước trong quá trình ép đùn - Hĩa học:
Tinh bột: Bị hydrat hĩa, hồ hĩa, dịch hĩa Protein: Bị biến tính bởi nhiệt độ
- Sinh học: Một số vi sinh vật bị ức chế ở nhiệt độ cao 3.2.7.3. Phương pháp thực hiện
Thiết bị: Thiết bị ép đùn trục đơi làm việc ở áp suất cao.
35
Mơ tả hoạt động hệ thống ép đùn:
Nguyên liệu Sau khi trộn sơ bộ được đưa vào bộ phận nhập liệu của máy ép đùn. Rời bộ phận nhập liệu, nguyên liệu được đưa vào bộ phận xử lý sơ bộ. Tạí đây, nguyên liệu được phơi trộn với các chất tạo màu, tạo hương vị, chỉnh pH
Máy ép đùn nấu cĩ 3 Vùng: vùng nhập liệu, vùng nhào và Vùng nấu. Trong vùng nhập liệu, nguyên liệu được đưa vào buồng ép cĩ tỷ trọng nhẹ do cĩ lẫn khơng khí và cấu trúc dạng hạt. Nguyên liệu được nén lại, đẩy khơng khí ra. Nước được bơm vào để tạo cấu trúc và độ nhớt, đồng thời tăng hệ số truyền nhiệt. Lúc này vịng chặn trên trục vis tạo gĩc tù để tăng khả năng vận chuyển nguyên liệu.
Đến vùng nhào, áp lực bắt đầu tăng lên. Độ đặc tăng. Áp lực chỉ vừa phải nên van hơi để hơi cĩ áp suất 5-9 bar sẽ đi vào. Hơi mang nhiệt năng và độ ẩm đi vào buồng ép. Khối nguyên liệu bắt đầu kết dính. Chúng nhanh chĩng đạt độ kết tụ tối đa khi đi qua vùng nhào. Gĩc giữa vịng chặn trên trục vis với trục được mở rộng hơn đề tăng khả năng trộn và giảm tốc độ dịng nguyên liệu.
Vùng nấu là nơi khối nguyên liệu đồng nhất hồn tồn và tạo cấu trúc. Nhiệt độ, áp suất đạt cao nhất, tốc độ trượt cũng cao nhất trong vùng này. Gĩc vịng chặn mở rộng, độ đặc tăng lên đến cỡ. Tinh bột được hồ hố và dịch hố hồn tồn. Nhiệt độ, áp suất và độ nhớt gĩp phần đẩy khối nhào ra cửa khuơn để định hình sản phẩm.
Đường kính của phần cuối giảm dần tạo hình nĩn để làm tăng áp lực và giảm tốc độ trượt.
Khoang chứa của máy ép đun kết thúc bằng khuơn, chứa một hoặc nhiều lỗ để nguyên liệu đi qua. Các lỗ này sẽ tạo hình cho sản phẩm. Khi sản phẩm đi ra sẽ được dao cắt sản phẩm thành từng miếng với kích thước mong muốn. Tốc độ dao cắt được điều chỉnh dựa vào độ dài và hình dạng sản phẩm.
36
Hình 19: Cấu tạo trục vis đơi
Thơng số cơng nghệ:
- Kích thước hạt: 1.5x3mm - Áp suất khuơn ép: 40 Bar - Vận tốc vít tải: 25 vịng/phút - Nhiệt độ khối ép: 134 - 1400C - Độ ẩm nguyên liệu ra: 9%
3.2.8. Sấy [3]
3.2.8.1. Mục đích cơng nghệ
- Hồn thiện: Quá trình sấy sẽ tách bớt nước ra khỏi sản phẩm và sản phẩm cĩ thể nở một ít giúp tăng độ giịn xốp do nhiệt độ sấy cĩ thể lên đến 140 – 160o
C trong khoảng thời gian 3 – 8 phút.
- Bảo quản: Do quá trình sấy tiến hành ở nhiệt độ cao, hầu hết các lồi vi sinh vật đều bị tiêu diệt, các loại enzyme bị vơ hoạt. Mặt khác, vì mất nước, lượng ẩm cịn lại trong sản phẩm thấp, hàm lượng chất khơ tăng làm cho phần lớn các lồi vi sinh vật khơng thể phát triển được giúp bảo quản lâu hơn.
37 3.2.8.2. Các biến đổi của nguyên liệu
- Vật lý:
Trong quá trình sấy sẽ xuất hiện gradient nhiệt trong nguyên liệu. Sự khuyếch tán ẩm xảy ra, trong giai đoạn sấy đăng tốc, các phân tử nước tại