L ỜI MỞ ðẦ U
2.4.4 Quá trình tách bớt nướ c
a. Mục đích
− Nhanh chĩng chuyển khối nguyên liệu từ dạng dung dịch lỗng sau khi nghiền thành dạng bột nhão, khối bột đạt độ ẩm mong muốn trước khi đem hồ hĩa.
b. Biến đổi diễn ra trong quá trình tách nước
− Nước khuếch tán từ trong dung dịch ra ngồi.
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách nước
− Áp lực chân khơng: áp lực chân khơng càng thấp, lực hút càng lớn.
− Diện tích bề mặt lọc: diện tích bề mặt lọc càng lớn thì hiệu quả lọc càng cao.
d. Phương pháp và thiết bị sử dụng
Thơng số
− ðộẩm cuối của khối bột: 28-32% Thiết bị sử dụng
− Thiết bị lọc chân khơng
Hình 5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc chân khơng
Nguyên lý hoạt động
− Khi trống quay, phần tiếp xúc với hỗn hợp bột sẽ rút nước. − Nước sạch lọt vào trong ống, bã dính bên ngồi.
− Trống tiếp tục quay đến vùng mất chân khơng, nhờđĩ tấm nạo cĩ thể lấy bã ra khỏi trống dễ dàng.
e. Yêu cầu của quá trình tách nước
− Hỗn hợp cần đạt độẩm theo yêu cầu: 28-32%
2.4.5 Quá trình hồ hĩa a. Mục đích
− Chuẩn bị cho quá trình nhào, tăng khả năng tạo gel.
b. Biến đổi
Vật lý
− ðộ nhớt tăng cực đại.
− Nhiệt độ của dung dịch tăng. Hĩa học
− Xảy ra sự hydrate hĩa các nhĩm hydroxyl tự do và tạo thành liên kết hydro với nước.
Hĩa lý
− Hạt tinh bột bị rã ra thành các sợi, hệ chuyển từ dạng huyền phù sang dung dịch nhớt đồng nhất.
− Protein bị biến tính
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hồ hĩa
Hàm lượng amylose: hạt tinh bột cĩ hàm lượng amylose thấp sẽ ít chặt hơn và cĩ khuynh hướng dễ dàng bị rã ra trong khi trương nở. Hạt tinh bột cĩ hàm lượng amylose cao sẽ cứng (rigid – khơng linh động) hơn và khĩ bị gãy vỡ.
Kích thước của hạt bột: hạt bột nhỏ, diện tích bề mặt lớn, hạt tinh bột vỡ nhiều hơn, nước xâm nhập vơ càng dễ, nhiệt độ hồ hĩa càng thấp.
Quá trình ngâm: ngâm thời gian đủ, hạt trương nở tốt. Khi hồ hĩa, nước dễ dàng xâm nhập, nhiệt độ hồ hĩa càng thấp.
Nhiệt độ hồ hĩa
− Nhiệt độ càng cao, động năng của phân tử nước càng lớn, nước dễ dàng khuếch tán vơ trong hỗn hợp, rút ngắn thời gian hồ hĩa. Tuy nhiên, nhiệt độ quá cao, quá trình thủy phân xảy ra, hỗn hợp giảm độ nhớt, gây khĩ khăn cho quá trình nhào bột và quá trình ép đùn. Nhiệt độ cao thì càng tốn năng lượng.
− Nhiệt độ thấp: động năng của nước thấp, thời gian hồ hĩa càng dài. Thời gian hồ hĩa: phụ thuộc vào nhiệt độ hồ hĩa.
Thiết bị nấu, chế độ nấu cũng như là việc khuấy trộn: cũng cĩ ảnh hưởng đến quá trình hồ hĩa.
d. Ảnh hưởng của quá trình hồ hĩa đến các quá trình sau
− Quá trình hồ hĩa làm cho hạt tinh bột hút nước, vỡ ra, sắp xếp lại các liên kết hĩa học, hỗ trợ cho quá trình tạo gel khi nhào.
e. So sánh hồ hĩa tồn phần và hồ hĩa một phần
Hồ hĩa một phần Hồ hĩa tồn phần
Do khối lượng bột đem đi hồ hĩa ít hơn, nên ít tốn thời gian và năng lượng hồ hĩa hơn.
Do giai đoạn đầu chưa hồ hĩa nên trộn hơi khĩ khăn vì vậy tốn thời gian và năng lượng hồ hĩa hơn.
Do chỉ cĩ 10% bột rã ra, nên khi trộn với 90% bột sống cịn lại khi nhào, khối bột sẽ kém đồng đều hơn.
Phần lớn các hạt rã cùng lúc nên kích thước đều nhau hơn khi nhào trộn.
Thời gian nhào trộn sẽ dài hơn do 90% lượng bột cịn lại chưa được hồ hĩa.
Thời gian hồ hĩa sẽ ngắn hơn do tồn bộ
khối bột đã được hồ hĩa.
f. Phương pháp và thiết bị sử dụng
Thơng số
− Nhiệt độ hồ hĩa: 65-70 oC
− Thời gian: tùy thuộc vào lượng bột đem đi hồ hĩa. Phương pháp và thiết bị sử dụng
− Thiết bị
Hình 6: Thiết bị Jet cooker
Nguyên tắc hoạt động: ðầu tiên huyền phù tinh bột sẽ được đưa vào bên trong thiết bị. Tác nhân gia nhiệt là hơi nước được đưa vào thiết bị trộn cùng với dung dịch huyền phù, đưa dung dịch lên nhiệt độ thích hợp. Cánh khuấy hoạt động liên tục, từ
lúc hỗn hợp được đưa vào trong thiết bị cho đến khi tháo ra ngồi.
g. Yêu cầu
− Hạt tinh bột hút nước, hồ hĩa, trương nở và vỡ ra.
2.4.6 Quá trình nhào bột a. Mục đích
− Phá vỡ liên kết của hạt tinh bột, tạo cấu trúc gel cho khối bột nhào.
b. Biến đổi
− Nhiệt độ khối bột tăng.do ma sát
− Cĩ sự sắp xếp lại các liên kết hĩa học dưới tác dụng của lực cơ học. − Sự phân bố nước trong khối bột nhào.
− Những cấu tử rời rạc liên kết với nhau tạo khối đồng nhất, khối lượng riêng, độ
nhớt hỗn hợp thay đổi.
c. Các yếu tố ảnh hưởng
Ảnh hưởng của nguyên liệu
− Hàm lượng amylose: càng nhiều thì gel tạo được càng cứng hơn.
Bột càng thơ khả năng hút nước càng thấp vì diện tích bề mặt riêng của nĩ bé nên lượng nước liên kết với bột thấp.
Bột thơ cĩ tốc độ trương nở chậm hơn bột mịn
− Nước: chất lượng và nhiệt độ của nước sẽảnh hưởng tới quá trình nhào. Nhiệt độ nhào trộn
− Nhiệt độảnh hưởng đến trương nở và tính chất vật lý của bột nhào. − Nhiệt sinh ra là do
Q = Q1 + Q2 +Q3 +Q4
Q1 : Nhiệt do nguyên liệu đưa vào Q2 : Nhiệt do hĩa hợp với nước Q3: Nhiệt sinh ra do ma sát
Q4: Nhiệt truyền qua thành máy trộn do sự chênh lệch nhiệt độ bột nhào và mơi trường xung quanh.
Nhiệt do nguyên liệu đưa vào Q1
Q1 = P1t1C1 + P2t2C2 +…+ PntnCn
P1, P2,…Pn: Trọng lượng của mỗi dạng nguyên liệu, kg C1, C2,…Cn: Nhiệt dung riêng của nguyên liệu
T1,t2…tn: Nhiệt độ của nguyên liệu cho vào máy nhào Nhiệt lượng do ma sát Q3
Biến cơ năng thành nhiệt năng vì cĩ sự cọ sát của bột nhào vào thành máy và các cánh khuấy
Phụ thuộc vào cấu tạo của thiết bị và cách vận hành thiết bị. Hình dạng cánh khuấy
Khoảng cách giữa cánh khuấy và thành thiết bị. Tỷ lệ bột trong thiết bị
Vận tốc khuấy
Thành phần và kích thước hạt nguyên liệu ðộẩm của bột nhào.
Thời gian nhào
− Thời gian nhào ít: nước chưa phân bốđều, khối bột chưa đạt được độ dai cần thiết − Thời gian nhào nhiều: tốn năng lượng, đứt mạch.
d. Ảnh hưởng của quá trình nhào đến các quá trình sau
− ðộ ẩm của bột nhào: trong sản xuất cần theo dõi độẩm của bột nhào
ðộẩm cao sẽ cĩ ảnh hưởng xấu đến các giai đoạn gia cơng tiếp: gây bết dính ðộẩm thấp: khối bột đặc, gây khĩ khăn trong khâu tạo hình.
e. Phương pháp và thiết bị sử dụng
Thơng số
− ðộẩm của khối bột sau khi nhào: 35% Phương pháp và thiết bị sử dụng
Sử dụng thiết bị nhào trơn bột cĩ cánh khuấy bên trong. Bột sẽđược đưa vào thiết bị, thiết bị sẽ quay. Dưới tác dụng của lực xoay, lực va đập vào thành thiết bị, khuấy trộn, khối bột sẽđược sắp xếp lại cấu trúc.
Hình 7: Thiết bị nhào trộn 2.4.7 Quá trình ép tạo sợi
a. Mục đích
b. Biến đổi
Vật lý
− Biến đổi chính là duỗi dài các phân tử theo phương dọc lỗ ép và nén các phân tử
theo phương tiếp tuyến lỗ ép.
− Nhiệt độ khối nguyên liệu tăng do ma sát giữa nguyên liệu với nguyên liệu, và giữa nguyên liệu với thiết bị.
− Thay đổi kích thước và hình dạng nguyên liệu: từ dạng paste đặc chuyển sang dạng sợi.
Hĩa học
− ðộẩm giảm khi nguyên liệu rời buồng ép Hĩa lý
− Cĩ sự bay hơi nước.
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép đùn
Nguyên liệu
− ðộẩm: nguyên liệu cĩ ẩm quá cao, khi vào thiết bị, sẽ dính vào thành thiết bị, gây khĩ khăn cho quá trình ép. Cịn ẩm thấp thì phân tử kém linh động nên khĩ sắp xếp, đùn khơng đầy lỗ nên liên kết khơng chặt chẽ gây nứt nẻ sợi bún.
Thơng số kỹ thuật
− Nhiệt độ: ảnh hưởng đến độ nhớt, mức độ bốc hơi nước do đĩ ảnh hưởng đến áp suất.
− Ap suất: áp suất ảnh hưởng đến nhiệt độ, mức độ phối trộn nguyên liệu.
− Tốc độ trục vis: ảnh hưởng đến thời gian làm đầy buồng ép, nhiệt độ (trục vis quay càng nhanh, ma sát tạo ra lớn, nhiệt độ tăng càng nhanh)
d. Ảnh hưởng của quá trình ép đùn đến các quá trình sau
− Nếu ép đùn khơng tốt, cấu trúc sợi bún sẽ khơng chặt chẽ . Khi đĩ, trong quá trình sấy, sợi bún sẽ dễ bị gãy vỡ. e. Phương pháp và thiết bị sử dụng Hình 8: Sơđồ cấu tạo hệ thống ép đùn A: Thùng chứa hỗn hợp B: Bộ phân nhập liệu C: Thiết bị ép đùn
Thiết bị sử dụng: máy ép đùn trục đơn
− Cấu tạo: gồm cĩ bộ phận nhập liệu, thân thiết bị, trục vis Khoang chứa (stator)
− Khoang chứa của máy ép đùn chứa phần đầu (những phần khơng quay), các vis truyền động (phần quay) và các khuơn. Các khoang chứa thường được phân thành từng đoạn.
− ðường kính khơng đổi hoặc nhỏ dần, với mục đích để tăng áp suất trong buồng ép. Thành khoang chứa phải cĩ độ nhám để tăng nhiệt độ và ma sát dễ dàng
Vis truyền động
− Vis truyền động được thiết kế khơng giống nhau. Bước vis cĩ thể giảm dần, đường kính trục vis cĩ thể tăng dần.
− Gĩc của răng vis với đường trục cũng cĩ thể thay đổi. Trong vùng nhập liệu, ngay sau phễu nhập liệu, răng gần như gĩc thẳng với trục vis, nĩ giúp vận chuyển nguyên liệu cĩ khối lượng riêng nhỏ. Khi khối lương riêng của nguyên liêu ép đùn tăng lên thì gĩc của răng vis sẽ trải ra để tăng hiệu quả vận chuyển nguyên liệu. Khuơn
− Khoang chứa của máy ép đùn kết thúc bằng khuơn, chứa một hoặc nhiều lỗ để
nguyên liệu đi qua. Các lỗ này sẽ tạo hình cho sản phẩm. Tuỳ theo hình dạng của lỗ mà sản phẩm sau khi ép đùn sẽ cĩ hình dạng khác nhau. Người ta cĩ thể chỉnh áp lực trong khoang chứa bằng cách thay đổi số lỗ khuơn.
e. Yêu cầu của quá trình ép đùn
− Sợi bún dài, dai, ít hút nước.
2.4.8 Quá trình hấp a. Mục đích − Hồ hĩa và làm chín sợi bún. − Làm mất hoạt tính của các enzyme. − Tiêu diệt vi sinh vật. b. Biến đổi
− Tăng thể tích của sợi bún do tinh bột được hồ hĩa, trương nở. − Phản ứng thủy phân tinh bột.
c. Các yếu tố ảnh hưởng quá trình hấp
Nhiệt độ hấp
− Nhiệt độ hấp cao, phân tử nước sẽ linh động hơn, rút ngắn quá trình hấp. Tuy nhiên khi nhiệt độ cao, tinh bột hồ hĩa quá mức, sản phẩm sẽ quá nhớt.
Cấu trúc của sợi bún sau ép tạo hình
− Sợi bún cĩ cấu trúc chặt chẽ, phân tử nước xâm nhập vào khĩ khắn hơn. Tuy nhiên, cấu trúc sợi bún sẽ tốt hơn. Ngược lại, sợi bún cĩ cấu trúc lỏng lẻo, nước xâm nhập vào dễ, nhưng sợi bún dễ bị nứt và đứt gãy trong quá trình sấy.
d. Ảnh hưởng của quá trình hấp đến các quá trình sau
Nhiệt độ hấp
− Nhiệt độ quá cao: hơi nước nhiều, bột sẽ hấp thu quá nhiều nước, sản phẩm quá nhớt.
− Nhiệt độ quá thấp: tinh bột chưa hồ hĩa theo yêu cầu, các enzyme chưa bị ức chế
hồn tồn gây ra phản ứng bất lợi cho bún. Thời gian hấp
− Thời gian lưu của bún trong buồng hấp quá ngắn, tinh bột khơng đủ thời gian hồ
hĩa và trương nở.
− Thời gian hấp quá dài: Bún sẽ trương nở quá mức làm hỏng cấu trúc và tính chất sản phẩm (theo khuynh hướng tăng độ nhớt do hồ hĩa quá mức)
II.8.4 Phương pháp và thiết bị sử dụng
Thơng số kỹ thuật
− Nhiệt độ hơi hấp: 1300C-1400C − Nhiệt độ buồng hấp: 1000C − ðộẩm sợi bún sau khi hấp: 38% Thiết bị sử dụng
Nhiệt độ hấp dưới 100oC, thời gian phụ thuộc vào loại bún. Bún sẽ được chạy trên băng tải, đi qua buồng hấp được gia nhiệt nhờ hơi nước được phun ra từ các ống dẫn hơi bố trí dọc theo chiều dài phịng hấp.
e. Yêu cầu của quá trình hấp
− Chín đều.
− Sợi bún mềm mại, cĩ tính đàn hồi và khơng ướt ở mặt dưới, khơng bị dính bết.
2.4.9 Quá trình ủ a. Mục đích
− Ổn định cấu trúc gel, tạo điều kiện cho nước phân bố đều khắp các sợi bún, hạn chế sự gãy vỡ trong quá trình sấy.
b. Biến đổi
− Biến đổi chủ yếu là sự khuếch tán của nước đều khắp sợi bún, làm cho cấu trúc gel
ổn định hơn.
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ
− Nhiệt độ ủ: nên ủở nhiệt độ phịng để nước cĩ điều kiện phân bốđều khắp các sợi bún. Nếu nhiệt độ quá cao, các sợi bún sẽ dính lại với nhau.
− Thời gian ủ
Thời gian ủ càng dài, nguy cơ nhiễm vi sinh vật càng cao.
Thời gian ủ ngắn: chưa đủ để nước phân bố khắp sợi bún, chất lượng sợi bún sẽ khơng tốt. d. Phương pháp và thiết bị sử dụng Thơng số − Nhiêt độ phịng − Thời gian ủ: 0.5- 1 giờ Thiết bị − ðơn giản là các băng tải, đặt trong phịng cĩ quạt mát.
e. Yêu cầu của quá trình ủ
2.4.10 Quá trình sấy a. Mục đích − Giảm hàm ẩm để tăng thời gian bảo quản. − Sấy lần 1: giảm độẩm từ từđến 16% để tạo hình cho vắt bún. − Sấy lần 2: giảm độẩm đến mức cần thiết để bảo quản. b. Biến đổi
− Nước tự do tách ra khỏi vị trí và khuếch tán đến bề mặt sợi. Sau đĩ, khuếch tán vào dịng tác nhân sấy và thốt ra ngồi. Từđĩ làm giảm ẩm cho sản phẩm.
− Giảm khối lượng sản phẩm.
− Sản phẩm trở nên giịn, khơ, cĩ thể bị nứt gãy. − Protein bị biến tính
− Cĩ thể xảy ra phản ứng Maillard.
c. Các yếu tố ảnh hưởng
ðộ chênh lệch ẩm
− Sự di chuyển ẩm từ bề mặt đến tác nhân sấy và từ tâm đến bề mặt sản phẩm. Nếu chênh lệch quá cao, ẩm di chuyển nhanh để lại các vết nứt bên trong làm sản phẩm dễ gãy vỡ.
Thời gian sấy
− Nếu sấy quá nhanh, nước ở bề mặt sẽ bốc hơi quá nhanh trong khi trong lịng sản phẩm nước khơng thốt kịp, sản phẩm sẽ bị nứt trên bề mặt làm mất giá trị cảm quan, cấu trúc sản phẩm cũng yếu đi.
− Nếu sấy quá lâu sẽ tốn thời gian, tốn năng lượng. Nhiệt độ sấy
− Nhiệt độ sấy quá cao cĩ thể gây ra phản ứng Maillard làm sậm màu sản phẩm − Nhiệt độ sấy thấp: tốn thời gian
d. Phương pháp và thiết bị sử dụng
− Máy sấy là tủ kim loại kín 8, bên trong cĩ nhiều nhánh băng tải (3.) Các băng chuyền được sản xuất bằng lưới thép khơng gỉ với kích thước lỗ 20 ÷ 1,5 mm, và mỗi băng được căng ra trên các tang truyền chủđộng (7) và tang bị động (5). Các