Nghiên cứu sản xuất sản phẩm dạng sợi từ bột gạo tinh bột khoai mì và vụn bánh tráng bằng thiết bị đùn ép

HCM SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM TRUNG TÂM PT CÔNG NGHỆ TRẺ BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT SẢN PHẨM DẠNG SỢI TỪ BỘT GẠO VÀ VỤN BÁNH TRÁNG BẰNG THIẾT BỊ ĐÙN ÉP CHỦ NHI

THÀNH ĐOÀN TNCSTP HCM SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM TRUNG TÂM PT CÔNG NGHỆ TRẺ

BÁO CÁO NGHIỆM THU

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT SẢN PHẨM DẠNG SỢI TỪ BỘT GẠO VÀ VỤN BÁNH TRÁNG

BẰNG THIẾT BỊ ĐÙN ÉP

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: NGUYỄN THỊ NGUYÊN

Cơ quan quản lý: SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

Cơ quan chủ trì : TRUNG TÂM PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ TRẺ,

THÀNH ĐOÀN TP HCM

TP.HCM 06/2006

DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI CÙNG THAM GIA ĐỀ TÀI:

1 PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

2 PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

3 TH.S ĐỖ VIỆT HÀ

4 TH.S PHẠM HUY THÀNH

5 TH.S CHÂU THANH TUẤN

6 CN HÀ MỸ THUẬN

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

ĐỊNH NGHĨA MỘT SỐ TỪ 2

PHẦN 1: TỔNG QUAN 3

1.1.BÁNH TRÁNG VÀ BÁNH TRÁNG VỤN PHẾ PHẨM 3

1.1.1.QUI TRÌNH SẢN XUẤT BÁNH TRÁNG: 3

1.1.2.BÁNH TRÁNG VỤN: 3

1.2 BÚN 7

1.2.1 SƠ LƯỢC VỀ BÚN 7

1.2.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT BÚN 7

1.3 KỸ THUẬT ĐÙN ÉP ( Cooking – Extruding) 9

1.3.1 ĐỊNH NGHĨA 9

1.3.2 TÁC DỤNG CHÍNH CỦA ĐÙN ÉP 10

1.3.3 ƯU ĐIỂM CỦA THIẾT BỊ ĐÙN ÉP (EXTRUDER) 10

1.3.4 CÁC SẢN PHẨM TỪ ĐÙN ÉP 11

1.3.5 PHÂN LOẠI THIẾT BỊ ĐÙN ÉP 11

1.3.6 ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH ĐÙN ÉP ĐẾN THỰC PHẨM 13

PHẦN II: MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 16

2.1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU: 16

2.2 CÁC NỘÂI DUNG NGHIÊN CỨU: 16

PHẦN III: NGUYÊN LIỆU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

3.1 NGUYÊN LIỆU DÙNG NGHIÊN CỨU 17

3.1.1 VỤN BÁNH TRÁNG 17

3.1.2 BỘT GẠO 17

3.1.3 THIẾT BỊ ĐÙN ÉP 17

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

3.2.1 CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU 18

3.2.2 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM SẢN XUẤT BÚN 19

3.2.3 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 19

PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 23

4.1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CHÍNH CỦA NGUYÊN LIỆU 23

4.2 CHẾ ĐỘ SẤY, NGHIỀN BÁNH TRÁNG 23

4.2.1 CHẾ ĐỘ SẤY 23

4.2.2 CHẾ ĐỘ NGHIỀN BÁNH TRÁNG 24

4.3 LÀM ẨM HỖN HỢP BỘT TRƯỚC KHI ĐƯA VÀO MÁY ĐÙN ÉP 25

4.4 ĐÙN ÉP, TẠO SỢI BÚN 25

4.4.1 THAY ĐỔI KẾT CẤU THIẾT BỊ 26

4.4.2 TẠO SỢI BÚN 28

4.4.3 THỜI GIAN NÂNG NHIỆT KHỐI BỘT TRONG MÁY 30

4.4.4 ĐỘ PHỒNG XỐP CỦA SỢI BÚN 31

4.5 CHẾ ĐỘ SẤY SỢI BÚN 34

4.6 PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHỈ TIÊU CỦA SỢI BÚN 35

4.6.1 CÁC CHỈ TIÊU LÝ, HÓA, SINH CỦA SỢI BÚN 35

4.6.2.CÁC CHỈ TIÊU VI SINH CHÍNH CỦA SỢI BÚN 36

4.6.3 ĐẶC ĐIỂM CẢM QUAN CỦA SỢI BÚN 37

4.7.DỰ TOÁN CHI PHÍ SƠ BỘ TẬN DỤNG VỤN BÁNH TRÁNG TRONG SẢN XUẤT BÚN KHÔ VỚI NĂNG SUẤT 300 KG/NGÀY ( 10 GIỜ ) 38

4.7.1 CHI PHÍ ĐẦU TƯ THIẾT BỊ 38

4.7.2 CHI PHÍ SƠ BỘ SẢN XUẤT BÚN KHÔ 38

PHẦN V : KẾT LUẬN 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

MỞ ĐẦU

Bánh tráng là một sản phẩm quen thuộc của người Việt Nam, được sản xuất

ở hầu hết các vùng trong cả nước, ngoài đáp ứng nhu cầu nội địa, còn là mặt hàng xuất khẩu quan trọng Hiện nay, ở nhiều nơi, việc sản xuất bánh tráng được tổ chức tập trung thành “làng nghề”, tạo việc làm cho nhiều người, góp phần xóa đói giảm nghèo ở địa phương Riêng xã Phú Hòa Đông huyện Củ Chi, thường xuyên có khoảng 700 lao động tham gia sản xuất bánh tráng với sản lượng từ 1.000 – 1.200 tấn/tháng Thu nhập từ sản xuất bánh tráng trở thành 1 trong những thu nhập chính của vùng này

Trong sản xuất bánh tráng, lượng bánh tráng phế liệu sinh ra là rất lớn, chiếm từ 15 – 25% Lượng phế liệu này sinh ra do bánh tráng bị vỡ khi phơi, sấy,

do cắt tạo hình bánh sau khi phơi và rất khó tránh khỏi trong sản xuất Do lượng phế liệu lớn nên tỉ lệ tiêu hao nguyên cho 1 đơn vị sản phẩm lớn và làm cho giá thành sản phẩm cao Hiện nay, lượng bánh tráng phế liệu lượng bánh tráng phế liệu chủ yếu sử dụng làm thức ăn gia súc Do đó: việc tìm ra biện pháp để nâng cao giá trị sử dụng của phế liệu góp phần làm giảm giá thành bánh tráng thành phẩm đang được quan tâm của các cơ sở sản xuất, các ngành chức năng và các nhà nghiên cứu Những nghiên cứu của chúng tôi trong đề tài này với nội dung tận dụng phế liệu bánh tráng như là nguyên liệu để sản xuất bún khô, loại sản phẩm có giá trị gia tăng, nhằm góp phần thực hiện mong muốn nói trên

ĐỊNH NGHĨA MỘT SỐ TỪ

Trong báo cáo này, các thuật ngữ được hiểu như sau và thống nhất trong toàn bộ nghiên cứu

Phế liệu bánh tráng: là các sản phẩm thừa, sinh ra trong công đoạn tạo hình (cắt) hay ở bất kỳ công đoạn nào trong quá trình sản xuất bánh tráng Có thành phần và các tính chất lý hóa giống với bánh tráng thành phẩm Tuy nhiên, không được chấp nhận là sản phẩm chính do các khuyết tật về hình dạng và kích thước Các thuật ngữ: phế liệu bánh tráng, vụn bánh tráng, thứ phẩm bánh tráng là cùng một nghĩa

Bột bánh tráng: là vụn bánh tráng sau sấy khô, được nghiền mịn đến 90% hạt kích thước nhỏ hơn 0,6 mm

Nguyên liệu: bao gồm: bột gạo và bột bánh tráng hoặc hỗn hợp của các loại bột trên

Trộn ẩm (làm ẩm): là quá trình thêm nước vào hỗn hợp nguyên liệu hoặc bán thành phẩm nhằm đạt độ ẩm hay trạng thái mong muốn

Quá trình đùn ép: là các quá trình xảy ra bên trong thiết bị đùn ép gây ra các biến đổi vật lý, hóa học hay sinh học của nguyên liệu hay bán thành phẩm

Kỹ thuật đùn ép: thuật ngữ chỉ tất cả các yếu tố về nguyên liệu, cấu tạo và bố trí thiết bị, điều kiện vận hành và các loại thiết bị khác bổ trợ cho quá trình đùn ép, tạo sợi bún

Độ phồng nở: là tỉ số giữa đường kính sợi bún sau đùn ép với đường kính của lỗ khuôn trên bề mặt miếng thoát bún

PHẦN 1: TỔNG QUAN

1.1.BÁNH TRÁNG VÀ BÁNH TRÁNG VỤN PHẾ PHẨM

1.1.1.QUI TRÌNH SẢN XUẤT BÁNH TRÁNG:

Bánh tráng cũng là sản phẩm có dạng màng từ bột, tương tự màng hủ tiếu trước khi cắt sợi Trừ loại bánh nướng, các loại bánh cuốn, bánh tráng chả giò có chiều dầy mỏng hơn nhiều so với màng bánh hủ tiếu Trong sản xuất, đối với bánh tráng nướng gần như không có phế liệu, nhưng với trường hợp bánh tráng chả giò, bánh tráng cuốn, lượng phế liệu thải ra đến 15-25% do phải cắt, xén để màng bánh có hình dạng và kích thước theo yêu cầu Tương tự khi sản xuất màng bánh hủ tiếu, hiện nay việc tạo màng bánh tráng có thể thực hiện bằng phương pháp thủ công hoặc hoàn toàn cơ giới hoá ( Xem hình 1.1 và 1.2.)

Theo nhiệm vụ được giao cho luận án là “nghiên cứu sử dụng phế liệu bánh tráng để sản xuất sợi hủ tiếu khô” và như trên đã nói, chỉ trong trường hợp sản xuất loại bánh tráng chả giò, bánh tráng cuốn mới có phế liệu, nên chúng tôi chỉ đề cập đến hai loại bánh tráng này ( Xem qui trình sản xuất bánh tráng sơ đồ 1.1.)

Qui trình sản xuất bánh tráng cũng có một số công đoạn tương tự như sản xuất màng hủ tiếu: phối trộn bột, tráng hấp, phơi sấy nhưng khác nhau về các thông số kỹ thuật và yêu cầu của sản phẩm, do đó, chúng tôi chỉ quan tâm về nguyên liệu, không đề cập đến các thông số kỹ thuật khác

Nguyên liệu chính dùng trong sản xuất bánh tráng cũng là bột gạo (từ loại gạo hạt dài, khô cơm) và bột năng Tỉ lệ phối trộn 2 loại bột này cho mỗi loại bánh tráng có khác nhau:

Bảng 1.1 Tỷ lệ các loại bột với các loại bánh tráng

( Số liệu của một số cơ sở sản xuất bánh tráng ở xã Phú Hoà Đông, huyện Củ Chi) 1.1.2.BÁNH TRÁNG VỤN:

Như đã nói ở các phần trên, bánh tráng vụn là phế phẩm của quá trình sản xuất bánh tráng chả giò và bánh tráng cuốn, là những mảnh vụn của bánh do sấy, vận chuyển bị vụn nát, nhưng chủ yếu là những mảnh vụn do quá trình cắt xén định hình sản phẩm

Hiện nay riêng làng nghề Phú Hoà Đông, huyện Củ Chi lượng bánh tráng vụn có khoảng 200 tấn/tháng, chiếm 1/5 so với tổng lượng bánh tráng thành phẩm và

chủ yếu làm thức ăn gia súc Do đó nhu cầu tái sử dụng lượng bánh tráng vụn này có ý nghĩa kinh tế rất lớn

Bánh tráng vụn về thực chất là những chế phẩm từ bột đã bị hồ hoá cho nên có thể sử dụng phối trộn lại với bột nguyên liệu khác để sản xuất Chúng ta biết, trong sản xuất sợi hủ tiếu, công đoạn quan trong nhất là tráng bánh, tạo màng bột, hấp chín trước khi cắt sợi, và muốn tráng được màng bột phẳng, mịn trước khi tráng phải có dịch bột đồng nhất Trường hợp nguyên liệu là bột sống, việc tạo dịch bột đồng nhất rất dễ dàng, nhưng trong trường hợp nguyên liệu là chế phẩm từ bột đã hồ hoá, công việc sẽ phức tạp hơn

Sơ đồ1.1 Qui trình sản xuất bánh tráng chả giò, bánh tráng cuốn

Bột nguyên liệu

Phối trộn Tráng hấp Phơi, sấy

Cắt, xén định hình bánh Phơi sấy

Hình 1.1: Tráng bánh và hấp bằng băng chuyền vải (Theo một cơ sở ở Củ Chi)

Hình 1.2: Phơi bánh tráng được tráng bằng băng chuyền vải cơ giới hoá

Hình 1.3: Máy cắt bánh tráng

Hình 1.4: Bánh tráng vụn do cắt, xén

1.2 BÚN

Bún là sản phẩm từ bột gạo, có thể pha trộn với bột khác như bột năng mà chúng tôi nghiên cứu sản xuất

1.2.1 SƠ LƯỢC VỀ BÚN

Cũng như bánh tráng, bún là 1 sản phẩm truyền thống, gắn liền với nền văn hóa lúa nước của Việt Nam Kỹ thuật làm bún đã xuất hiện từ rất lâu đời, có người cho rằng kỹ thuật làm bún xuất hiện vào khoảng thế kỷ 18 và có thể do người Trung Hoa du nhập vào Việt Nam Một số khác cho rằng bún được người dân Việt Nam sản xuất rất xa xưa không phải xuất xứ từ Trung Quốc Về cơ bản, đến nay quy trình sản xuất bún vẫn tiến hành thủ công, chỉ được cơ giới hóa 1 vài khâu như: xay bột, tráng màng…

Bún sản phẩm được mua bán trên thị trường chủ yếu có 2 dạng: bún tươi và bún khô

1.2.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT BÚN

* Sản xuất bún theo phương pháp truyền thống

Sản xuất bún theo phương pháp truyền thống khá phức tạp, được thực hiện theo sơ đồ 1.2

Với quy trình sản xuất này, sản phẩm bún nhận được ở cả 2 dạng: tươi (có thể ăn trực tiếp) và khô (phải hồi phục dạng bún tươi trước khi ăn) Do quy trình gồm nhiều khâu khá phức tạp nên khó cơ giới hóa thành dây chuyền sản xuất liên tục

Sản xuất bún bằng phương pháp đùn ép qua extruder

Phương pháp sản xuất bún này mới được xuất hiện vài năm gần đây do Viện Công nghệ sau thu hoạch Hà nội nghiên cứu xác lập, và qui trình sản xuất như sơ đồ 1.3 Tuy nhiên các tác giả mới tiến hành thử nghiệm sản xuất bún qua thiết bị đùn ép với nguyên liệu là hỗn hợp bột gạo, tinh bột khoai mì chưa qua hồ hoá ( như phần phế liệu của bánh tráng ) Do đó phương pháp sản xuất bún này cần được tiếp tục nghiên cứu hoàn chỉnh, đặc biệt khi sử dụng phế liệu bánh tráng như mục tiêu của đề tài đề ra

Sơ đồ 1.2 Quy trình sản xuất bún truyền thống

Gạo

Vo sạch Ngâm, rửa Xay Lắng, gạn, lọc Khối bột ướt Phối trộn Hấp

Ép, tạo sợi Hấp, luộc Rửa Sấy khô Bao gói Bún khô

Giã, cán Khối bột dẻo

Nước Nước

Tinh bột khoai mì

Nước lạnh Bún tươiâ

Sơ đồø 1.3 Quy trình sản xuất bún theo phương pháp đùn ép1

1.3 KỸ THUẬT ĐÙN ÉP ( Cooking – Extruding)

Đùn ép là kỹ thuật tương đối mới nhưng được sử dụng ngày càng phổ biến trong công nghệ thực phẩm Ngoài chế biến thực phẩm kỹ thuật đùn ép còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác Ví dụ: trong gia công chế biến chất dẻo Về thiết bị không có 1 dạng chuẩn cho thiết bị đùn ép Trên thị trường có nhiều loại thiết bị đùn ép khác nhau và người ta chọn lựa tùy theo công nghệ và đối tượng cần chế biến

1.3.1 ĐỊNH NGHĨA

Có nhiều định nghĩa khác nhau về kỹ thuật đùn ép tùy theo góc độ nhìn nhận Tuy nhiên, có thể hiểu sơ lược [18]: đùn ép là 1 quá trình, trong đó nguyên liệu bị nén ép thành dòng chảy dưới tác dụng gần như đồng thời của các điều kiện: nhào trộn, gia nhiệt, nén ép và tạo hình qua 1 lỗ khuôn, làm cho nguyên liệu có những biến đổi cơ bản về vật lý, hóa học Các quá trình này xảy ra đồng thời và ảnh hưởng nhau Sau quá trình đùn ép sản phẩm được định hình theo 1 dạng nhất định

1 : Chú thích:

(A): Hỗn hợp bột nguyên liệu tương tự (A) trong sơ đồ 1.2: quy trình sản xuất bún tươi truyền thống (B): Do độ ẩm của hỗn hợp bột nguyên liệu khi đùn ép tạo sợi khá thấp (40 –45%), nên sản phẩm sản xuất theo quy trình này không thể nhận được bún tươi, chỉ nhận được bún khô

Hỗn hợp bột (A)

Chỉnh ẩm, ủ

Sấy khô Bao gói Bún khô (B)

Ép tạo, sợi bằng extruder

Ủ bún Ẩm

1.3.2 TÁC DỤNG CHÍNH CỦA ĐÙN ÉP

Trong bất kỳ dạng đùn ép nào, nguyên liệu qua nó cũng xuất hiện gần như đồng thời các biến đổi sau:

- Liên kết: các sản phẩm sau đùn ép có thể liên kết chặt chẽ với nhau từ các thành phần rời rạc của nguyên liệu

- Bài khí: khối nguyên liệu vào thiết bị có chứa khí có thể được bài khí trong quá trình đùn ép

- Mất nước: sau quá trình đùn ép nước bay hơi do nhiệt độ cao, độ ẩm sản phẩm có thể giảm xuống 4 – 5% và còn có thể thấp hơn so với độ ẩm của nguyên liệu ban đầu

- Phồng nở: độ xốp thể tích của sản phẩm có thể được điều chỉnh qua điều chỉnh độ ẩm của nguyên liệu và vận hành thiết bị

- Hồ hóa tinh bột và biến tính protein do nhiệt độ của khối nguyên liệu tăng cao trong quá trình đùn ép, nhiệt năng này được tạo ra do ma sát nội của khối nguyên liệu và ma sát giữa khối nguyên liệu vào thành xy lanh và trục vít

- Đồng tạo gel: thiết bị đùn ép có thể gây ra sự đồng tạo gel bằng cách sắp xếp lại cấu trúc của các mạch tinh bột, polypeptid và các thành phẩn khác

- Nhào trộn: sự đa dạng của trục vít tạo ra nhiều kiểu nhào trộn khác nhau trong đùn ép

- Thanh trùng và tiệt trùng: quá trình đùn ép được thực hiện ở nhiệt độ cao thời gian ngắn (HTST: Hight Temperature Short Time), nên có thể ứng dụng để thanh trùng và tiệt trùng các sản phẩm được tạo ra trong quá trình đùn ép

- Định hình: thiết bị đùn ép có thể định hình sản phẩm bằng cách cho chảy qua 1 khe hẹp có hình dạng nhất định ở cuối khoang chứa của thiết bị

- Thay đổi kết cấu: các cấu trúc vật ly,ù hóa học của nguyên liệu có thể bị thay đổi trong quá trình đùn ép

1.3.3 ƯU ĐIỂM CỦA THIẾT BỊ ĐÙN ÉP (EXTRUDER)

Thiết bị đùn ép có các ưu điểm sau:

- Khả năng thích ứng cao: sản xuất được nhiều dạng sản phẩm khác nhau bằng cách thay đổi thành phần, độ ẩm của nguyên liệu, kích thước và cấu trúc của cửa thoát sản phẩm và vậân hành thiết bị

- Tiết kiệm năng lượng: éùp đùn có thể làm việc với nguyên liệu có độ ẩm thấp, làm nóng sản phẩm do ma sát Do đó, tiêu tốn ít năng lượng để sấy lại chúng

- Chi phí thấp: đùn ép là kỹ thuật sản xuất có chu kỳ ngắn ít tiêu tốn chi phí về thiết bị, năng lượng hơn các quá trình kỹ thuật khác

- Tạo ra nhiều dạng sản phẩm mới: với kỹ thuật đùn ép có thể tạo ra nhiều dạng sản phẩm khác nhau tùy tính chất nguyên liệu và một số thông số kỹ thuật: độ ẩm nguyên liệu, kích thước và cấu trúc cửa thoát sản phẩm

- Khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao

- Chất lượng thực phẩm cao: quá trình đùn ép là quá trình nhiệt độ cao và thời gian ngắn, nên ít làm biến đổi các thành phần dinh dưỡng của thực phẩm, cải thiện khả

năng tiêu hóa bằng cách biến tính protein và hồ hóa tinh bột Đồng thời, quá trình này còn pháù hủy các chất kháng dinh dưỡng như: chất ức chế trysine, các enzyme không mong muốn như lipase, lipoxydase và các vi sinh vật

- Ít sản phẩm thừa

- Dễ dàng nâng cao năng suất thiết bị

- Sử dụng như 1 thiết bị phản ứng liên tục

1.3.4 CÁC SẢN PHẨM TỪ ĐÙN ÉP

Kỹ thuật đùn ép có thể tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau Đặc điểm của các sản phẩm sau đùn ép thường có độ khô cao, phồng nở nhất định, thường là các sản phẩm ăn liền không cần chế biến lại

Các sản phẩm được tạo ra từ kỹ thuật đùn ép:

- Các sản phẩm ăn liền từ ngũ cốc

- Bún, phở ăn liền

Dựa vào cấu tạo, thiết bị đùn ép có thể phân chia thành: thiết bị đùn ép trục đơn (single screw extruder); thiết bị đùn ép trục đôi (Twin – screw extruder); thiết

bị đùn ép trục răng cưa (Interruputed – flight expander – extruders); …

Dựa vào độ ẩm nguyên liệu có thể phân chia thành: thiết bị đùn ép khô (Dry – extruders); thiết bị đùn ép ướt (nóng) (Cooker - extruders) …

Dựa vào tính chất nhiệt động có thể chia thành: thiết bị đùn ép biến cơ năng thành nhiệt năng (Autogenous extruders); thiết bị đùn ép đẳng nhiệt (Isothermal extruders); thiết bị đùn ép kết hợp 2 kiểu trên (Polytropic extruders)…

Tuy nhiên, các cách phân loại trên chỉ là tương đối Hiện nay trên thị trường có 4 loại thiết bị đùn ép: thiết bị đùn ép trucï đơn, thiết bị đùn ép trục đôi, thiết bị đùn ép khô và thiết bị đùn ép trục răng cưa

* Thiết bị đùn ép trục đơn

Đây là dạng thiết bị đùn ép có 1 trục vít, chiều cao vít lớn, làm việc với tốc độ quay thấp Do đó, ứng suất tác động, nhiệt độ làm việc thấp Thường thiêt bị loại này làm việc với các loại nguyên liệu tương đối mềm Mức độ đa dạng sản phẩm không cao

2 : Các thuật nhữ chỉ thiết bị đùn ép trong mục này chỉ là tạm dịch, bên cạnh các thuật ngữ này có ghi chú tên nguyên gốc từ tiếng Anh

Hình 1.5 Thiết bị đùn ép trục đơn

* Thiết bị đùn ép khô

Không cần cấp thêm nhiệt hoặc hơi nước, có thể làm việc với các nguyên liệu có độ ẩm thấp (10-40%) Thiết bị đùn ép khô là dạng đùn ép trục đơn nhưng có 1 van khóa để nhằm làm tăng áp suất tác động và nhiệt độ Nhiệt độ sản phẩm ở đầu ra có thể từ 80 – 200oC, với áp suất rất cao

Hình 1.6 Thiết bị đùn ép khô

* Thiết bị đùn ép trục răng cưa

Thiết bị đùn ép trục răng cưa còn được gọi là thiết bị phồng nở, được phát triển từ thiết bị được gọi là “ép vít” (Screw press) Thiết bị phồng nở khác với các thiết bị đùn ép khác ở chỗ không cần cấp nhiệt – Chỉ dựa vào hơi nước cung cấp – Trục vít có những rãnh dọc trục và cắt ngang các vít xoắn

* Thiết bị đùn ép trục đôi

Thiết bị có 2 dạng hoạt động: cả 2 trục quay cùng chiều (Co – Rotating screw); Hai trục quay ngược chiều (Counter – Rotating screw) Thiết bị đùn ép trục đôi rất linh hoạt trong vận hành và tạo ra nhiều dạng sản phẩm khác nhau

Hình 1.7 Thiết bị đùn ép trục đôi

1.3.6 ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH ĐÙN ÉP ĐẾN THỰC PHẨM

* Ảnh hưởng đến tinh bột

Tinh bột từ ngũ cốc và các loại củ quả có mặt trong nguyên liệu ở dạng hạt Những hạt này hấp thụ tương đối ít nước ở nhiệt độ phòng Tuy nhiên, khi gia nhiệt, sự có mặt của nước sẽ làm cho hạt tinh bột trương nở và bị phá vỡ, những phân tử tinh bột kết hợp với nước tạo hệ đồng thể có cấu trúc lỏng lẻo còn gọi là hệ gel Hệ gel này có khả năng giữ nước tốt Quá trình biến đổi của tinh bột từ dạng hạt thành trạng thái gel được gọi là quá trình hồ hoá

Quá trình này xảy ra trong hầu hết các máy đùn ép Tinh bột đã hồ hoá có khả năng tạo liên kết mạnh, có thể liên kết với các thành phần khác có trong nguyên liệu để tạo sản phẩm có trạng thái đồng nhất Hơn thế, tinh bột hồ hoá dễ tiêu hoá hơn tinh bột sống, vì vậy giá trị dinh dưỡng qua hệ số tiêu hóa của sản phẩm có chứa tinh bột có thể tăng đáng kể khi qua máy đùn ép

Dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất cao trong khoang chứa của thiết bị, gel tinh bột được hình thành, sẽ giữ nguyên trong tình trạng nhớt đàn hồi đến khi nguyên liệu qua lỗ khuôn ra ngoài thành hình sản phẩm Khi áp suất giảm một cách đột ngột, ẩm bên trong thực phẩm sẽ bay hơi mạnh làm thể tích thực phẩm tăng lên đáng kể Sự có mặt của tinh bột trong nguyên liệu là điều kiện thiết yếu để thực phẩm có thể phồng

to, trong trường hợp sản xuất thực phẩm nhóm snack

Khả năng hút nước của tinh bột có thể dùng làm thước đo cho mức độ hồ hoá Tuy nhiên, tính chất này đôi khi không đúng lắm bởi vì trong điều kiện đùn ép khiến cho cấu trúc tinh bột bị thay đổi theo chiều hướng dextrin hoá

Khi bị dextrin hoá phân tử tinh bột bị cắt thành những mạch phân tử nhỏ hơn là dextrin và chúng có khuynh hướng tan trong nước và làm cấu trúc của gel tinh bột trở nên mềm hơn Phương pháp đùn ép tại nhiệt độ và độ ẩm bình thường dẫn đến mức độ hồ hoá trung bình và dextrin hoá thấp Nếu nhiệt độ tăng dần và độ ẩm giảm đi thì cả quá trình hồ hoá và dextrin hoá bắt đầu tăng lên Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ và giảm độ ẩm thì hầu hết các phân tử tinh bột bị hồ hoá và một ít bị dextrin hoá Từ đó trở đi, quá trình hồ hoá tăng dần và lượng tinh bột bị hồ hoá bắt đầu bị cắt ra tạo thành dextrin và những phân tử nhỏ hơn

Tất cả những biến đổi trên làm tăng khả năng hút nước và tính tan của thực phẩm trong điều kiện đùn ép là nhiệt độ tăng và độ ẩm giảm đến một điểm mà tính tan tiếp tục tăng nhưng khả năng hút nước giảm Những tính chất của tinh bột sau đùn ép có thể bị biến hoá nhiều bởi những điều kiện chế biến khác nhau

* Ảnh hưởng đến protein

Trong thiết bị đùn ép, protein ở 2 trạng thái đáng lưu ý là protein biến tính và protein chưa biến tính

Protein biến tính là những protein đã bị đông tụ dưới tác dụng của nhiệt độ cao, có thể có một số mạch polipeptid bị bẻ gãy thành những chuỗi peptid mạch ngắn hoặc amino acid đơn Những protein và các peptid mạch ngắn không còn khả năng liên kết với nước tạo gel khi đùn ép vì thế nó không tham gia vào việc làm cho thực phẩm có tính kết dính

Những protein chưa bị biến tính là những protein mà trước đó chưa chịu tác động của nhiệt Những chuỗi polypeptid này chưa bị phá vỡ và dưới điều kiện đùn ép, chúng có khả năng tạo gel theo cách giống như tạo gel tinh bột Protein chưa biến tính có thể kết hợp với tinh bột tạo thành sản phẩm bền nước Tuy nhiên, nếu điều kiện đùn ép quá khắc nghiệt, protein chưa biến tính sẽ chuyển sang dạng gel và trở thành dạng biến tính trơ trong xy lanh của thiết bị đùn ép

Có trường hợp người ta sử dụng kỹ thuật đùn ép chỉ để làm biến tính 1 số protein như trysin – inhibitor, hemagglutinin thuộc 2 thành phần kháng dinh dưỡng có trong protein đậu nành; khử hoạt tính của lipase, lipooxygenase có mặt trong cám gạo, để bảo vệ thành phần chất béo trong cám không bị hư hỏng do thuỷ phân và oxy hoá trong quá trình bảo quản

Các nguyên liệu có chứa protein khi qua đùn ép nếu có mặt đường khử và nhiệt độ cao có thể tạo thành các melanoidin của phản ứng Mailland làm cho sản phẩm có màu tối,ø làm giảm hệ số tiêu hoá và giảm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm cuối cùng Đùn ép ở nhiệt độ thấp hơn và nồng độ đường thấp sẽ làm tăng hệ số tiêu hoá protein

do sự sắp xếp lại cấu trúc phân tử của protein Sự phá huỷ các thành phần kháng dinh dưỡng trong các sản phẩm từ đậu nành làm cải thiện giá trị dinh dưỡng của protein thực vật

* Ảnh hưởng đến cấu trúc sợi

Đùn ép ảnh hưởng rất ít đến cấu trúc sợi tự nhiên Tuy nhiên, số cấu trúc sợi mới được tạo ra rất đáng kể trong quá trình đùn ép Đó là kết quả của việc phá vở cấu trúc vốn có của tinh bột và protein, làm duỗi ra các mạch polisaccharide của tinh bột; các mạch polipeptid của protein, sau đó kết dính lại thành các “bó sợi” Chính do hiện tượng này, từ protein thực vật như protein đậu nành, có dạng globulin, có thể tạo ra chế phẩm protein có cấu trúc sợi, tương tự mô cơ của thịt động vật, qua đùn ép dể sản xuất thức ăn chay giả thịt

* Ảnh hưởng đến chất béo

Đùn ép ảnh hưởng mạnh đến chất béo Chất béo có chức năng vật lý quan trọng trong quá trình đùn ép, vì chúng có vai trò như chất bôi trơn và có khuynh hướng giới hạn khả năng phồng nở của sản phẩm

Khi chất béo qua máy đùn ép, sẽ tạo phức với các mạch polysaccharide bởi các liên kết yếu Sự hình thành phức chất tinh bột – chất béo tạo nên sản phẩm có hàm lượng chất béo tự do thấp và khả năng tiêu hoá chất béo không bị ảnh hưởng

* Ảnh hưởng đến muối khoáng và vitamin

Hầu hết các muối khoáng đều trơ, không bị biến đổi trong quá trình đùn ép Vitamin A, C, thiamin, niacin và một số vitamine khác nhạy cảm với nhiệt và một phần những vitamin này bị phân hủy khi qua đùn ép Có thể khắc phục sự tổn thất này bằng cách bổ sung lượng vitamin bị tổn thất vào sản phẩm sau khi đùn ép

* Ảnh hưởng đến phụ gia

Nhiều chất phụ gia tạo hương vị – chất bảo quản – chất ổn định rất dễ bị biến tính, tổn thất khi đùn ép Ví dụ một số cấu tử tạo hương có thể bị thất thoát trong quá trình đùn ép trong khi lại có thể tạo ra những thành phần tạo hương mới

PHẦN II: MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU:

Mục tiêu cần đạt của nghiên cứu này là: tạo được những sợi bún từ hỗn hợp bột gạo và bột của phế liệu bánh tráng qua thiết bị đùn ép Các sợi bún này đã được hồ hóa một phần và sấy khô; sau khi trụng vào nước sôi sẽ nhận được bún có màu sắc, độ mềm, dai tương tự các sợi bún khô được sản xuất theo phương pháp truyền thống

2.2 CÁC NỘÂI DUNG NGHIÊN CỨU:

Để đạt được mục tiêu nói trên, các nghiên cứu thử nghiệm gồm các nội dung sau:

- Xác định thành phần của hỗn hợp bột nguyên liệu: bột gạo, và bột từ bánh tráng vụn

- Độ ẩm thích hợp của hỗn hợp khi đưa vào thiết bị đùn ép

- Cấu tạo của cửa thoát các sợi bún ở cuối của thiết bị đùn ép

Ba nội dung nghiên cứu ở trên liên quan chặt chẽ với nhau Ví dụ: để các sợi bún khi thoát ra khỏi thiết bị đùn ép được hồ hóa hoàn toàn, có bề mặt trơn bóng, không bị phồng xốp (tương tự bánh snack sản xuất trên thiết bị cùng loại), hỗn hợp bột nguyên liệu phải có độ ẩm vừa phải, không quá khô hoặc quá ẩm, các lỗ thoát sợi bún phải có đường kính và tạo hướng thoát thích hợp để trở lực thoát sợi bún không quá cao cũng không quá bé…

PHẦN III: NGUYÊN LIỆU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 NGUYÊN LIỆU DÙNG NGHIÊN CỨU

3.1.1 VỤN BÁNH TRÁNG

Nguyên liệu chính để tiến hành nghiên cứu chế biến là vụn bánh tráng Vụn bánh tráng sinh ra trong quá trình cắt, tạo hình bánh tráng Các phế phẩm này chiếm khoảng 15 –25% sản lượng khi sản xuất bánh tráng và thường được bán với giá khoảng 2.000đ/kg dùng làm thức ăn gia súc Vụn bánh tráng chúng tôi sử dụng trong nghiên cứu này được mua tại các cơ sở sản xuất bánh tráng ở Xã Phú Hòa Đông, Huyện Củ Chi, TP Hồ Chí Minh

Bảng 3.1: Đặc điểm phế liệu bánh tráng

3.1.2 BỘT GẠO

Bột gạo cũng được sử dụng như 1 nguyên liệu chính của quá trình nghiên cứu Ngoài ra, bột gạo còn được sử dụng để cải tiến chất lượng sản phẩm Bột gạo chúng tôi sử dụng được sản xuất tại cơ sở sản xuất bột Hưng Long 91 Chu Văn An, Q.6, TP Hồ Chí Minh Giá bán khoảng 6.000đ/kg Gạo nguyên liệu sản xuất loại bột này là gạo 504 cũ, loại gạo cho cơm khô, nở, do có hàm lượng amylose trong tinh bột cao khoảng 25%

Bảng 3.2: Đặc điểm bột gạo

Trạng thái Bột mịn, rời, không có tạp chất

3.1.3 THIẾT BỊ ĐÙN ÉP

Thiết bị đùn ép là thiết bị chính dùng thực hiện các nghiên cứu của chúng tôi Chúng tôi sử dụng thiết bị đùn ép của Phòng thí nghiệm Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh Thiết bị được chế tạo tại Việt Nam, với cấu trúc ban đầu thích hợp để sản xuất cháo ăn liền Do đó, trong quá trình sử

dụng chúng tôi phải sửa chữa, chế tạo thêm 1 số chi tiết theo yêu cầu công nghệ sản xuất bún

Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật của thiết bị đùn ép dùng thí nghiệm

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.2.1 CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU

Sơ đồ 3.1 Sơ đồ các bước tiến hành nghiên cứu

Lựa chọn, xử lý nguyên liệu

NC chế độ trộn, làm ẩm hỗn hợp bột nguyên liệu

Nghiên cứu chế độ tạo sợi bún Nghiên cứu chế độ sấy bún Đánh giá chất lượng sản phẩm

3.2.2 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM SẢN XUẤT BÚN

Sơ đồ 3.2 Quy trình sản xuất bún khô

3.2.3 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

Căn cứ TCVN 6347:1998, chúng tôi đưa ra các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm

Bảng 3.4 Các chỉ tiêu hóa học

Sấy nghiền thành bột Phối trộn Làm ẩm

Đùn ép tạo sợi bún Sấy

Sản phẩm

Bánh tráng vụn

Bột gạo Nước

Bảng 3.5 Các chỉ tiêu vi sinh vật

Bảng 3.6 Các chỉ tiêu chung đánh giá chất lượngcảm quan sản phẩm

* Các chỉ tiêu đánh giá cảm quan sản phẩm bún khô

Bảng 3.7 Bảng điểm đánh giá cảm quan vắt bún khô

2 Màu sắc Đồng nhất, trắng, không lẫn tạp chất 5

Không đồng nhất, từ ngà ngà đậm, không lẫn tạp chất 2

Màu từ vàng đến vàng nâu và có tạp chất hoặc bị mốc 0

* Chỉ tiêu đánh giá cảm quan sản phẩm sau nấu

Bảng 3.8 Chỉ tiêu đánh giá cảm quan sợi bún sau nấu