II. Quy trình sản xuất của nhà máy:
3.Thiết minh quy trình sản xuất
Ngâm:
Mục đích:
− Làm mềm gạo, giúp cho quá trình xay nghiền diễn ra dễ dàng hơn. − Làm cho gạo hút nước trương nở.
− Hydrat hĩa các cấu tử dinh dưỡng cĩ trong gạo như: protein, glucid, lipid để dễ dàng phân tán vào dịch huyền phù sau này.
Những biến đổi trong quá trình ngâm:
− Biến đổi vật lý:
Hạt mềm hơn, kích thước to hơn, nặng hơn.Đây là biến đổi chủ yếu trong quá trình ngâm. Cấu trúc của nội nhũ hạt thay đổi do sự phá hủy hay làm yếu liên kết giữa các tế bào nội nhũ, giữa các hạt tinh bột và các protein trong tế bào.
Trước khi ngâm, bề mặt ngồi của hạt gạo nhẵn
Sau 10 phút ngâm ở 250C, các chất từ trong hạt gạo khuếch tán
ra ngồi làm lộ ra các thành tế bào.
Thời gian ngâm kéo dài (60phút) thì càng để lộ nhiều thành tế bào
hơn
Thời gian ngâm càng dài thì các chất trong hạt gạo sẽ khuếch tán ra ngồi càng nhiều, bề mặt ngồi của hạt gạo chỉ cịn là thành tế bào
− Biến đổi hĩa học:
Một số hợp chất chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái hydrat hĩa. − Biến đổi hĩa lý:
Nước hịa tan tinh bột, hịa tan protein mạch ngắn, pentosan, tạo áp suất thẩm thấu dẫn đến nước càng dễ đi vào và chất tan sẽ đi từ hạt gạo ra ngồi, nhưng xu hướng nước đi vào xảy ra dễ dàng hơn.
Trước khi ngâm, màng protein liên tục bao quanh các hạt tinh bột.
Sau 10 phút ngâm ở 250C, các chất tan của hạt gạo khuếch tán ra ngồi, nước khuếch tán vào trong hạt gạo làm cho các hạt tinh bột lớn hơn (3 – 9mm) và lộ ra các protein hình cầu cĩ kích thước 1- 2µm. Các hạt protein kết dính với nhau trên bề mặt hạt tinh bột và lấp đầy khoảng trống giữa các hạt tinh bột.
Sau 60 phút ngâm ở 250C, màng protein liên tục khơng cịn thấy nữa. Các lỗ hổng trên bề mặt hạt
tinh bột là do sự khuếch tán của protein ra mơi trường ngồi trong
quá trình ngâm. Mặt khác, tương tác giữa protein – tinh bột bị yếu đi do mất đi khung protein. Vì vậy
mà ta cĩ thể nghiền nội nhũ được dễ dàng.
Khi ngâm, hình dạng của hạt tinh bột bắt đầu hiện rõ
− Biến đổi sinh học:
Nếu ngâm nguyên liệu trong thời gian quá dài thì chất tan trong nguyên liệu sẽ khuếch tán vào nước ngâm làm tăng nguy cơ nhiễm vi sinh vật.
Trong quá tình ngâm, hạt gạo hút nước và trương nở đều, làm kết cấu hạt trở nên xốp hơn, mềm hơn, dung dịch ngâm tác động làm thủy phân các hạt protein bao quanh hạt tinh bột liên kết giữa các phân tử tinh bột lỏng lẻo hơn, đồng thời các chất trong hạt gạo như lipid, tro cũng khuếch tán ra mơi trường ngồi, nước khuếch tán vào hạt gạo làm cho nội nhũ trở nên lỏng lẻo, điều này sẽ thuận lợi cho quá trình nghiền. Vì vậy mới cĩ thể tạo ra được bột mịn mà mức độ gãy vỡ tinh bột ít nhất. Khi thời gian ngâm đủ dài, đủ lượng nước khuếch tán vào vùng trung tâm sẽ làm cho mức độ tinh bột bị gãy vỡ xấp xỉ bằng 0.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình ngâm hạt:
− Thành phần nguyên liệu:
Hàm lượng amylopectin cao dẫn đến nguyên liệu hút nhiều nước (do cấu trúc vơ định hình của tinh bột cĩ khả năng hút nước nhiều hơn vùng kết tinh ), do đĩ cĩ thể rút ngắn thời gian ngâm.
− Lượng nước ngâm:
Ngâm với tỷ lệ gạo/nước là 1:2. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nếu ngâm quá nhiều nước sẽ làm mất chất dinh dưỡng cĩ trong hạt, do sự chênh lệch nồng độ giữa mơi trường dinh dưỡng bên trong hạt gạo và mơi trường nước ngâm dẫn đến nước thẩm thấu vào bên trong hạt, cịn chất dinh dưỡng đi theo chiều ngược lại.
Nếu ngâm quá ít nước thì quá trình hydrat hĩa xảy ra khơng hồn tồn, các chất dinh dưỡng khĩ phân tán vào mơi trường nước ngâm.
Thời gian ngâm thơng thường là 3 – 6 giờ nếu ngâm 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 khơng ngâm trong thời gian quá ngắn thì sự trương nở xảy ra khơng triệt để, hạt khơng mềm, quá trình hydrat hĩa xảy ra khơng hồn tồn.
− Nhiệt độ ngâm:
Nếu nhiệt độ ngâm cao thì thời gian ngâm ngắn, nhưng quá trình hồ hĩa sẽ xảy ra, do đĩ quá trình này khơng cần thiết sử dụng nhiệt độ cao vì sẽ gây khĩ khăn cho quá trình lọc.
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 – 520C thì thời gian ngâm rút ngắn xuống cịn 3 – 6 giờ, đồng thời hạn chế sự phát triển của vi sinh vật.
Bảng 2.2.1: Ảnh hưởng của thời gian ngâm và lượng nước ngâm đến độ tổn thất chất khơ
Số thứ tự Thời gian ngâm (phút)
Lượng nước ngấm (mL)
Độ ẩm của gạo sau khi ngâm (%)
Độ tổn thất chất khơ (%) 1 5 1.2 23.5 1.29 2 10 1.8 27.6 1.58 3 15 2.4 31.3 1.86 4 30 2.8 34.1 2.82 5 45 3.1 35.8 3.11 6 60 3.4 37.3 3.21 7 75 3.5 37.9 3.42 8 90 3.6 38.4 3.48 9 120 3.6 38.4 3.48 10 150 3.6 38.4 3.48
Đồ thị 2.2.1: Biển diễn sự phụ thuộc giữa lượng nước ngấm và thời gian ngâm
Đồ thị 2.2.2: Biển diễn sự phụ thuộc giữa độ tổn thất chất khơ và thời gian ngâm
Qua đồ thị 2.2.1 và đồ thị 2.2.2, ta thấy 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 khơ của gạo sẽ khơng đổi.
Cách thực hiện:
− Hĩa chất sử dụng:
• Ngâm trong nước muối:
Nước muối cĩ tác dụng: chống khuẩn, tạo vị và tạo liên kết. Nồng độ: <5% (nồng độ 9/1000 cũng đủ để chống khuẩn). Khi ngâm trong nước muối, cần lưu ý:
- Muối đi vào hạt gạo, tạo liên kết ngang trong khoảng trống giữa các hạt tinh bột, đồng thời làm nước khĩ đi vào hạt gạo, tuy nhiên cấu trúc của micel lớn nên muối khĩ len lỏi vào hạt gạo.
- Khi cho muối vào: Na+ làm O2- ít âm, Cl- làm H+ ít dương, vì vậy nếu cho muối nhiều sẽ ảnh hưởng khơng tốt đến cấu trúc của hạt.
• Ngâm trong nước khĩm (nước khĩm chứa bromelin):
Bromelin phá vỡ cấu trúc protein trong hạt nguyên liệu (cĩ thể dùng papain trong đu đủ xanh).
− Thiết bị:
Quá trình ngâm được thực hiện trong những thùng chứa.
Các thùng ngâm được làm bằng thép khơng rỉ, thùng cĩ dạng hình trụ, đáy cơn, và thường được sắp xếp thành một dãy khoảng 20 thùng hoặc hơn. Nước được dẫn từ dưới vào, cịn gạo được nhập liệu từ trên xuống.
Nhiệt độ thích hợp cho quá trình ngâm là 48 – 520C.
Dung dịch hĩa chất được luân chuyển liên tục bằng hệ thống bơm hồn lưu đi qua các dãy thùng chứa, và sự luân chuyển này tạo nên sự khuấy trộn cần thiết cho hỗn hợp.
Thời gian ngâm (phút) Lượng nước ngấm (mL) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Độ tổn thất chất khơ (%)
Thời gian ngâm (phút)
Hình 2.5: Thiết bị ngâm gạo
Nghiền ướt:
Mục đích: chế biến:
− Phá vỡ cấu trúc tế bào của gạo, giải phĩng các thành phần trong gạo.
− Hịa tan các chất dinh dưỡng như: protein, glucid, lipid, tạo thành dung dịch huyền phù với nước thêm vào.
Những biến đổi trong quá trình nghiền ướt:
− Biến đổi vật lý:
Kích thước của hạt gạo giảm.
Nhiệt độ của khối nguyên liệu tăng do ma sát. − Biến đổi hĩa học:
Độ ẩm của khối nguyên liệu tăng do quá trình nghiền cĩ bổ sung nước. − Biến đổi sinh học:
Do nguyên liệu chuyển từ trạng thái rắn sang huyền phù nên vi sinh vật rất dễ tấn cơng, gây hư hỏng khối sản phẩm sau khi nghiền.
Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền:
− Độ ẩm của nguyên liệu:
Độ ẩm là nhân tố chính ảnh hưởng đến kích thước của hạt gạo sau quá trình nghiền. Dưới tác dụng của thiết bị nghiền, khi độ ẩm của hạt gạo đạt đến một giá trị nhất định – tùy theo loại gạo – 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 cĩ kích thước nhỏ.
Đồ thị 2.2.3: Biểu diễn mối quan hệ giữa độ ẩm của hạt gạo sau quá trình ngâm và kích thước của hạt sau quá trình nghiền
Ngồi ra, khi độ ẩm của nguyên liệu tăng thì mức độ gãy vỡ tinh bột giảm.
Đồ thị 2.2.4: Biểu diễn mối quan hệ giữa độ ẩm của hạt gạo sau quá trình ngâm và mức độ gãy vỡ tinh bột trong quá trình nghiền
Khi độ ẩm đạt đến một giá trị nhất định (trong đồ thị trên thì giá trị này vào khoảng 24%) thì mức độ gãy vỡ của tinh bột sẽ giảm nhanh.
− Kích thước của nguyên liệu:
Kí ch th ướ c tr un g bì nh củ a hạ t Hàm lượng ẩm (%) Đ ộ tổ n th ất củ a tin h bộ Hàm lượng ẩm (%)
Hạt tinh bột cĩ kích thước càng nhỏ thì càng dễ vỡ khi nghiền (do đĩ dễ bị thủy phân).
− Ảnh hưởng của quá trình ngâm:
Nếu khơng cĩ quá trình ngâm thì quá trình nghiền sẽ phá vỡ hạt nguyên liệu ra từng mảnh, dẫn đến phá vỡ hạt tinh bột, cịn nếu cĩ quá trình ngâm trước đĩ thì quá trình nghiền khơng phá vỡ hạt tinh bột.
Tuy nhiên, nếu độ ẩm quá cao sẽ gây khĩ khăn cho quá trình nghiền, dẫn đến tốn năng lượng cho thiết bị nghiền, cịn nếu độ ẩm thấp thì dễ dính răng máy.
Phương pháp thực hiện:
− Quy mơ thủ cơng: sử dụng cối đá để nghiền gạo sau khi ngâm
Hình 2.6: Cối đá (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phương pháp nghiền bằng cối đá cĩ cơng suất thấp, cối mau mịn, nghiền thơ, kích thước hạt sau khi nghiền khơng đều.
(a) Trục đơn (b) Trục đơi
Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị nghiền đĩa
Hình 2.8: Thiết bị nghiền đĩa
Nhập liệu Nhập liệu Đĩa cố định Đĩa quay Sản phẩm (a) Sản phẩm (b) Đĩa quay
Thiết bị gồm hai đĩa nghiền được lắp trong vỏ máy, giữa hai đĩa là khe nghiền cĩ thể điều chỉnh được bằng cách dịch chuyển một trong hai đĩa. Vật liệu được cho vào khe nghiền qua lỗ nạp liệu ở tâm đĩa và bị nghiền nhỏ khi di chuyển trong khe nghiền từ tâm ra đến phía chu vi của đĩa. Mức độ nghiền của thiết bị là vừa và mịn.
Thiết bị nghiền phải bảo đảm các yêu cầu sau: - Hai thớt đá phải song song với nhau.
- Đá phải sử dụng được trong thời gian dài.
Đĩa nghiền phải bảo đảm các yêu cầu sau: bề mặt nghiền cần cĩ độ cứng cao, độ nhám lớn, cơ tính đồng đều trên tồn bộ bề mặt đĩa nghiền để khi làm việc thì mịn đều, khơng bị sứt mẻ.
Gạo được đổ trực tiếp vào phễu nhập liệu của thiết bị nghiền, đồng thời cho nước vào, thơng thường tỷ lệ gạo/nước là 1:1.
Nếu nước quá ít thì khi nghiền, gạo sẽ va chạm với thiết bị sinh ra lực ma sát, làm tăng nhiệt của dung dịch huyền phù.
Nếu lượng nước quá nhiều sẽ gây khĩ khăn trong quá trình nghiền, khơng giải phĩng được hết chất dinh dưỡng trong hạt gạo.
Thơng số cơng nghệ:
Kích thước hạt sau khi nghiền khoảng 0.4mm.
Lọc:
Mục đích:
Loại những mảnh vỡ cĩ kích thước lớn. Những biến đổi trong quá trình lọc:
− Biến đổi vật lý:
Sau quá trình tách ta thu được hai phần: phần bã và phần sữa tinh bột. Bã chứa các mảnh vỡ cĩ kích thước lớn bị giữ lại trên rây và được tách ra ngồi nên phần nước dịch chỉ chứa các hạt tinh bột và một lượng lớn các chất hịa tan.
− Biến đổi hĩa học: Nồng độ chất khơ giảm. Thiết bị:
Dùng một màng lọc cĩ kích thước lỗ màng: φ 0.4mm. • Phối trộn
Mục đích:
Làm đều hỗn hợp bột, bổ sung các phụ gia và nguyên liệu phụ để hỗ trợ cho quá trình tráng bánh.
− Phụ gia sử dụng:
Một số phụ gia tạo cấu trúc như polysaccharide, tinh bột biến tính, CMC, sorbitol, glycerine, …, bên cạnh đĩ cịn cĩ một số phụ gia bảo quản như calcium phosphate, BHA, BHT, …
• Phụ gia tạo cấu trúc:
Các phụ gia tạo cấu trúc cĩ đặc điểm là mạch ngắn đến trung bình, đều cĩ nhĩm – OH (nhĩm ưa nước, tạo liên kết hydro để giữ nước, tạo liên kết giữa các sợi tinh bột).
Tác dụng của các phụ gia tạo cấu trúc cĩ mạch ngắn:
- Giữ nước tốt (nếu phụ gia tạo cấu trúc cĩ mạch dài sẽ khĩ giữ nước). - Tránh làm rối rắm cấu trúc.
Cĩ thể cho bột mì, tốt nhất là chỉ cho gluten của bột mì (do bột mì cĩ màu vàng và mùi ảnh hưởng khơng tốt đến sản phẩm). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cĩ thể cho bột khoai mì vào để thuận lợi cho quá trình tách bánh ra khỏi khuơn sau này, với thành phần bột khoai mì chiếm tối đa 30% so với tổng khối lượng bột khoai mì và gạo.
• Phụ gia bảo quản:
- Chống vi sinh vật: calcium phosphate. Sử dụng phụ gia chống vi sinh vật:
Để kéo dài thời gian bảo quản (thời gian bảo quản tính bằng tuần). Cần thiết đối với bánh tráng cĩ độ ẩm cao (16%).
- Chống oxy hĩa (bánh tráng sữa, bánh tráng dừa, …: cĩ chất béo, cĩ dầu): BHA, BHT, … − Thiết bị:
Hình 2.11: Thiết bị phối trộn trục đứng
• Thể tích: 420 lít
• Cấu tạo bởi thép khơng rỉ • Thiết bị đặt thẳng đứng • Hình dạng: trụ trịn • Khối lượng: 1050kg • Cĩ cánh khuấy
• Áp suất làm việc: -0.8/+0.1bar • Nhiệt độ làm việc: 0 – 1000C
• Kích thước tổng thể: đường kính 650mm, chiều cao 1600mm. • Tráng bánh
Mục đích:
Chuẩn bị cho quá trình hấp bánh: phân bố đều nguyên liệu trên khuơn. Những biến đổi trong quá trình tráng bánh:
− Biến đổi vật lý:
• Cĩ sự duỗi mạch do liên kết hydro.
• Tạo liên kết ngang giữa các phân tử tinh bột, tạo dạng màng mỏng của bánh. − Biến đổi hĩa lý:
• Độ ẩm tăng do nước khuyếch tán từ ngồi vào trong và một phần khơng khí bên trong bị giãn nở, di chuyển ra ngồi.
• Cĩ sự nhả hấp thụ nước của các phân tử protein và sự hấp thụ nước của tinh bột, làm tinh bột hồ hĩa và trương nở.
− Biến đổi hĩa học:
Phản ứng thủy phân tinh bột, protein, ... − Biến đổi hĩa sinh:
Enzyme bị vơ hoạt dưới tác động của nhiệt độ cao. − Biến đổi sinh học:
Vi sinh vật bị tiêu diệt. Phương pháp thực hiện:
Dịch bột được bơm vào hệ thống chiết rĩt, sau đĩ được bơm vào khuơn cĩ bề dày khoảng từ 1 – 1.5mm, đường kính tùy theo các loại sản phẩm khác nhau, ở đây cĩ hệ thống mở đĩng tự động khi dịch bột được bơm vào khuơn, các khuơn được đặt trên băng tải tự động.
Thời gian bơm bột vào khuơn khoảng vài giây. − Một số phương pháp tráng bánh cơ giới:
Tùy theo bề mặt vật liệu tráng mà cĩ các phương pháp tráng khác nhau: • Tráng trên máy cĩ bề mặt tráng phẳng: