CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT MÌ

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT MÌ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC

ĐỀ TÀI:

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT MÌ

GVGD: Trần Thị Thu Trà Thành viên nhóm:

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT MÌ

MỤC LỤC

1 Phân loại lúa mì

2 Cấu tạo hạt lúa mì

3 Thành phần hóa học của hạt lúa mì

4 Các chỉ tiêu đánh giá lúa mì

1 Tiêu chuẩn cảm quan

2 Tiêu chuẩn hóa lý

I TỔNG QUAN VỀ LÚA MÌ

� Chi (genus): Triticum

� Loài (species): Triticum aestivum

1 Phân loại lúa mì

Lúa mì không ưa nóng và chịu lạnh nên được trồng nhiều hơn cả ở các nước khí hậu lạnh như Nga, Mỹ, Úc, Canada

Lúa mì rất đa dạng và phong phú, khoảng 20 dạng Chúng khác nhau về cấu tạo bông, hoa, hạt và một số đặc tính khác Dựa vào độ cứng của hạt chia lúa mì thành Lúa mì mềm (Triticum aeam)và lúa mì cứng (Triticum durum)

a) Lúa mì mềm (Triticum aestivum)

Là dạng trồng nhiều nhất Chiếm khoảng 86-89% diện tích lúa mìa trên thế giới.Nó gồm cả loại có râu và không râu Râu lúa mì mềm không hoàn toàn xuôi theo bông mà hơi ria ra xung quanh bông Hạt dạng gần bầu dục, màu trắng ngà hay hơi đỏ Nội nhũ thường là nửa trắng trong nhưng cũng có loại trắng trong hoàn toàn và loại đục hoàn toàn

b) Lúa mì cứng (Triticum durum)

Nó được trồng ít hơn mì mềm Bông dày hạt hơn Hầu hết các loại mì cứng đều có râu Râu dài và ngược lên dọc theo trục của bông Hạt mì cứng thuôn dài, màu vàng đôi khi hơi đỏ Nội nhũ trắng trong Độ trắng trong thường khoảng 95 � 100%

2 Cấu tạo hạt lúa mì

Khác với các hạt hòa thảo khác, lúa mì có phía lưng và phía bụng Phía lưng là phía phẳng và

có phôi còn phía bụng có rãnh lõm vào dọc theo hạt

Cấu tạo bên trong hạt lúa mì cũng giống các hạt hòa thảo khác gồm: vỏ, lớp alơrông, nội nhũ

và phôi

Tế bào alơron

Rễ mầm

Chồi mầm

Đỉnh của rễ mầm

Bảng: Tỷ lệ khối lượng từng phần hạt lúa mì (theo % khối lượng toàn hạt)

83,69 9,48 10,80 4,00

81,60 6,54 8,92 3,24

a) Vỏ

Vỏ là một bộ phận bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi bị tác động cơ học cũng như hóa học từ bên ngoài Thành phần chủ yếu của vỏ là cellulose, hemicellulose, licnhin, không có giá trị dinh dưỡng, ảnh hưởng xấu đến chất lượng bột mì nên trong quá trình chế biến càng tách được nhiều vỏ ra càng tốt

+ Vỏ quả: Gồm một vài lớp tế bào chiếm 4�6% khối lượng toàn hạt Lớp vỏ quả của hạt lúa

mì mỏng, cấu tạo không được chắc như vỏ trấu của thóc nên trong quá trình đập và tuốt, vỏ dễ

bị tách ra khỏi hạt

+ Vỏ hạt: Chiếm 2�2,5% khối lượng hạt, gồm ba lớp tế bào, một lớp biểu bì dày bên

ngoài,một lớp chứa các sắc tố, lớp biểu bì mỏng bên trong.Vỏ hạt có cấu tạo rất bền và dai Nếu dùng lực xay xát khô thì khó bóc vỏ do đó trong sản xuất bột mì người ta phải qua khâu làm ẩm và ủ ẩm

d) Phôi

Phôi là phần phát triển thành cây con khi hạt nảy mầm vì vậy trong phôi có khá nhiều chất dinh dưỡng Chất dinh dưỡng trong phôi chủ yếu gồm có 25% protein, 18% các gluxit hoà tan, 16% chất béo Phần lớn lượng sinh tố và enzim của hạt đều tập trung ở phôi.Phôi chiếm khoảng 2.5-3.5% khối lượng hạt

Lớp vỏ cám làm ảnh hưởng xấu đến màu sắc của bột mì và làm giảm giá trị thực phẩm của bột

mì Phôi có chứa enzyme và chất béo nên làm giảm thời gian bảo quản bột Vì vậy hai thành phần này phải được loại ra tối đa trong quá trình sản xuất bột mì

3 Thành phần hóa học của hạt lúa mì (%)

Hạt tinh bột chia thành 2 loại:

+Hạt loại lớn A: đường kính lớn hơn 10µm,thường có cấu tạo xốp nên dễ bị đường hóa

+ Hạt nhỏ loại B: đường kính từ 4-10 µm,cấu tạo chặt

- Dextrin: chiếm từ 1-5% Glucid bột mì

Dextrin ít liên kết với nước nên bột làm bánh mì có hàm lượng dextrin cao sẽ làm ruột

bánh mì ướt và kém đàn hồi

- Pentozan: chiếm từ 1,2-3,5% Glucid bột mì

+Pentozan tan:hấp thu lượng nước lớn làm tăng độ dính độ nhớt của bột ảnh hưởng xấu đến

chất lượng bánh mì

+Pentozan không tan:trương nở trong nước tạo thành dịch keo

-Ngoài ra glucid của tinh bột còn có 0,1-2,3% là cellulose, 2-8% hemicellulose và một số loại đường như glucose,fructose,maltose…

b) Protein

Hàm lượng protein của lúa mì dao động trong khoảng khá lớn từ 9,6�25,8% Ngoài protein còn

có một lượng nitơ phi protein chiếm khoảng 0,033�0,061%

Protein lúa mì gồm albumin, globulin, gliadin và glutenin, trong đó chủ yếu là gliadin và

glutenin Hai protein này chiếm khoảng 75% toàn lượng protein của lúa mì Hai protein này

không hòa tan trong nước mà khi nhào với nước thì trương lên tạo thành một khối dẻo đàn hồi

gọi là gluten Loại lúa mì khác nhau thì lượng gluten khác nhau Đối với lúa mì bình thường thì

lượng gluten tươi chiếm khoảng 20�25% khối lượng hạt Gluten màu sáng xám, đàn hồi, độ

giãn đứt cao

Thành phần hóa học của gluten phụ thuộc loại giống và chất lượng lúa mì Trung bình

trong gluten sấy khô chứa khoảng 85% protein, 2�3 % chất béo, 2% chất khoáng, còn lại

khoảng 10�12% các chất gluxit

Để đánh giá chất lượng gluten người ta dùng các chỉ số sau:

- Màu sắc: Gluten tốt có màu sáng đôi khi xám hoặc hơi vàng, gluten xấu thì màu xám

- Khả năng hút nước của gluten: Nếu khả năng hút nước của gluten cao thì là gluten tốt

vì vậy sau khi xác định gluten tươi phải xác định lượng gluten khô Bình thường gluten tươi

- Sự thay đổi thể tích gluten khi nướng: Là chỉ số quan trọng đặc trưng độ nở của

gluten

Để đánh giá chất lượng protein của lúa mì không những chú ý tới hàm lượng và chất

lượng gluten mà về mặt dinh dưỡng cần phải chú ý tới thành phần aminoaxit của protein

c) Chất béo

Hạt lúa mì có một lượng nhỏ chất béo Theo Ivanop thì sự phân bố chất béo trong hạt chủ yếu

tập trung ở phôi và cám còn nội nhũ rất ít Thành phần chất béo của lúa mì bao gồm axit béo

no và không no Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì được thể hiện qua bảng

sau

Bảng 2.3 Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì ( theo % chất khô)

Hạt và sản phẩm chế biến Khoảng dao động Trung bình

Bột trắng (lõi bột của nội nhũ) 0,82 � 1,44 1,18

Cám (lớp alơrông và vỏ) 3,68 � 6,78 5,12

Chất béo chia thành lipid có cực và lipid không cực

+Lipid có cực: tập trung ở lớp biên giới khí/lỏng khi nhào bột,có khả năng giữ lại bọt

khí,chống lại sự hợp bọt,làm tăng thể tích bánh,tạo cấu trúc lỗ đều hơn cho bánh mì

+Lipid không cực bao phủ protein,hạn chế quá trình tiếp xúc giữa protein và nước,hạn chế sự

Trong lúa mì có một lượng vitamin gồm vitamin A, nhóm B, H, E, K và một vài loại khác

Vitamin A, B1, B2, B3, E… chủ yếu tập trung ở phôi hạt.Vỏ và lớp alơrông chứa nhiều vitamin

B6 H, K

f) Các enzyme

Trong lúa mì còn có một lượng chất men như amylaza, men thủy phân protein, men

oxy hóa khử, lipoxydaza, phitaza, lipaza

α-amylases và β-amylases

- α-amylases:thủy phân ngẫu nhiên các liên kết α-1,4-glycoside của phân tử amylase và

amylosepectin trong hạt tinh bột vỡ tạo thành hỗn hợp dextrin,oligosaccharides,maltose…

- β-amylases : thủy phân lien kết α-1,4-glycoside từ đầu không khử của phân tử

amylase và amylosepectin tạo thành maltose.Tác dụng đường hóa tinh bột của β-amylases đẩy

nhanh quá trình lên men bột nhào ,giúp chất lượng bánh tốt hơn nhờ cung cấp them một lượng

đường cho quá trình lên men

Hệ proteases

Phân giải protein có cấu trúc bậc 3,làm nát gluten,giảm khả năng lien kết với nước

Giai đoạn đầu của sự thủy phân cần thiết cho sự dấm chin bột nhào và làm bột nhào dẻo hơn.

4 Các chỉ tiêu đánh giá lúa mì

-Mùi vị: mùi bình thường

− Màu sắc: sáng tự nhiên

− Độ ẩm: độ ẩm của hạt lúa mì thông thường từ 10 – 14% Độ ẩm hạt luá ảnh hưởng

rất lớn đến quá trình bảo quản hạt Thông thường để tồn trữ hạt tốt độ ẩm phải đạt < 14%

− Tạp chất: tạp chất trong lúa mì thông thường chiếm khoảng 2 – 6%, bao gồm các tạp

chất vô cơ và hữu cơ như rơm, rác, cát đá, sạn, kim loại, hạt các loại khác không phải là hạt lúa

mì, mảnh hạt lúa vỡ, hạt lép…Các tạp chất này phải được tách ra trước khi đưa lúa vào nghiền

− Dung trọng: là khối lượng của khối hạt có thể tích bằng 1m3 Đây là chỉ tiêu cần thiết cho việc tính toán đến năng suất và chất lượng làm việc của hệ thống thiết bị cũng như quá trình bảo quản hạt Dung trọng càng cao chất lượng khối hạt càng tốt: hạt chắc, ít tạp chất dẫn đến hiệu suất thu hồi bột cao, chất lượng tốt Khối lượng riêng của lúa mì trong khoảng

730 – 840 kg/m3

− Độ trắng trong: hạt lúa mì thường có màu sắc trắng trong và trắng đục Hạt trắng

trong thường cấu tạo cứng hơn và hạt trắng đục có cấu tạo xốp hơn Hạt có độ trắng trong cao thì chứa nhiều protein quyết định đến chất lượng bột mì Thông thường hạt trắng trong chiếm > 40% Độ trắng trong càng cao thì tính chất công nghệ của hạt càng tốt Trong quá trình nghiền thô ta thu được nhiều tấm để nghiền thành bột

− Trong chế biến người ta chia mức độ trắng trong của khối hạt thành ba loại:

+ Độ trắng trong thấp: < 40%

+ Độ trắng trong trung bình: 40 – 60%

+ Độ trắng trong cao: > 60%

− Hàm lượng gluten ướt: là khôi lượng khối dẻo đàn hồi do lượng protein hút nước

nở ra tạo thành Hàm lượng gluten ướt quyết định độ dẻo dai của bột mì Chất lượng của các sản phẩm làm từ bột phụ thuộc rất nhiều vào hàm lượng này

II CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BỘT MÌ

1 Các chỉ tiêu cảm quan:

− Màu sắc: trắng hoặc trắng ngà đặc trưng cho bột mì

− Mùi vị: mùi vị tự nhiên của bột mì, không có mùi hôi mốc hoặc mùi lạ

− Tạp chất vô cơ: không có sạn

− Sâu mọt: không được có

2 Các chỉ tiêu hóa lý:

− Độ ẩm: độ ẩm bột < 14%

− Độ mịn: độ mịn của bột được xác định bằng chỉ tiêu:

+ Lượng bột còn lại trên rây có kích thước lỗ 420×420m

+ Lượng bột lọt qua rây có kích thước lỗ 118×118m

− Hàm lượng gluten ướt (%): hàm lượng này thường không nhỏ hơn 23%

− Hàm lựợng tro (%): từ 0.4 – 0.7% tuỳ thuộc vào chủng loại bột

− Hàm lượng protein (%): từ 8 – 14% tuỳ thuộc loại lúa mì và chủng loại bột

− Độ chua (độ): tính bằng số ml NaOH 1N và thường không lớn hơn 3.5 độ

− Tạp chất sắt (mg/kg): hàm lượng cho phép không lớn hơn 3 mg/kg

− Bột mì đưa vào chế biến bánh có chất lượng tốt nhất trong khoảng thời gian lưu kho từ

2 – 4 tuần sau khi bột được sản xuất vì lúc đó gluten trở nên đàn hồi hơn,

ít nhão hơn, dẻo hơn và do đó chất lượng của bánh nướng tốt hơn Thể tích của

bánh lớn hơn và bánh xốp hơn Quá trình tăng chất lượng gluten và tăng chất lượng

bánh nướng sau thời gian bảo quản gọi là “sự chín của bột mì” Do đó bột mì xuất

xưởng bao giờ cũng cần thời gian tồn trữ nhất định trước khi đưa vào chế biến Quá

trình trên có thể giải thích rằng: sau khi nghiền, trong bột bắt đầu xảy ra quá trình

thuỷ phân chất béo nhờ tác dụng của enzyme lipaza, các axit béo chưa no tạo thành

do phản ứng thuỷ phân có tác dụng mạnh mẽ đến protein gluten làm cho nó trở nên dẻo dai, đàn hồi hơn

− Ngoài ra sau mấy tuần lễ bảo quản bột mì trở nên trắng hơn so với lúc xuất

xưởng Thành phần trong bột gồm có carotene và xantofin rất dễ bị oxy hoá thành các hợp chất không màu Bột sẽ trở nên trắng hơn nếu có đủ lượng oxy cần thiết

III SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT MÌ

IV THUYẾT MINH QUY TRÌNH

- Năng suất : 8 tấn / giờ

- Vận tốc 1420 vòng / phút

1.3 Cấu tạo chi tiết:

- (1) Tầng lưới 1

- (2) Tầng lưới 2

- (3) Puly chuyền động lệch tâm

- (4) Moter

- (5) Van chỉnh lưu lượng gió

- (6) Đầu vào của nguyên liệu

- (7) Đầu ra của nguyên liệu sạch

- (8) Đầu ra của gió và tạp chất nhẹ ( vỏ trấu + bụi )

- (9) Đầu ra của đá

1.4 Quy trình vận hành:

+ Trước khi vận hành: phải kiểm tra:

- Khung lưới sàng và bề mặt lưới sàng

- Sau khi tháo ra vệ sinh hoặc thay lưới, khung lưới phải được ép chặt vào khung máy khi lắp trở lại vào máy

- Bộ phần truyền động: dây đai, dây mây treo sàng

- Bộ phận che chắn và các túi sàng

+ Khi vận hành máy:

- Quan sát lượng lúa vào máy sàng, qua sàng

- Điều chỉnh cửa phân liệu cho phù hợp

- Kiểm tra lượng tạp chất ra khỏi sàng: nếu lẫn lúa, phải ngừng máy và tiến hành xử lý

- Điều chỉnh lượng gió hút cho phù hợp

- Thường xuyên nhặt lấy rác, dây nilon … bám trên bề mặt lưới sàng

1.5 Cơ cấu và nguyên lý hoạt động:

Sàng tạp chất gồm có 2 tầng sàng có kích thước lỗ khác nhau

+ Tầng 1 nghiêng 180 so với mặt phẳng nằm ngang, đường kính lỗ sàng = 8 mm

+ Tầng 2 nghiêng 80 so với mặt phẳng nằm ngang, đường kính lỗ sàng = 2 mm

Trên 2 mặt sàng có bi cao su, hỗ trợ cho việc ma sát mặt sàng tốt, đạt hiệu suất cao Bộ truyền động dây đai và bánh đà đặt dưới tầng sàng 2, bộ phận nối với máy hút đặt ngay phần liệu xuống hầm

- Sàng chuyển động xoay tròn, bộ phận truyền động bằng dây curoa

- Nguyên liệu rơi tự do vào ngõ nhập liệu (6) đi vào tầng trên (1) sàng thô, mặt sàng này sẽ giữ lại các tập chất thô như rơm, dây, đá có kích thước lớn hơn hạt lúa Sau đó, phần liệu rơi xuống tầng dưới mặt sàng (2) , từ đây, các tạp chất mịn và nhỏ hơn hạt lúa sẽ lọt qua lỗ sàng và đi xuống đáy sàng, các tạp chất nhẹ còn lẫn trong liệu sẽ đước hút theo đường máy hút (8), phần liệu sạch di chuyển ra ngõ thoát liệu (7)

1.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và hiệu suất sàng:

- diện tích bề mặt của sàng là một yếu tố quan trọng, lỗ sàng bị bít, nguyên liệu khô lọt được qua lưới sàng 1 hay quá nhỏ bị lọt qua lưới sàng 2 chuyển động xoay tròn của các sàng, vận tốc xoay phải thích hợp với lớp liệu rải trên mặt sàng thì nguyên liệu mới lọt qua sàng, đạt hiệu suất cao Ngoài ra, độ nghiêng của sàng cũng phải thích hợp để lớp liệu trượt trên mặt sàng và lượng gió hút tạp chất phải được điều chỉnh vừa đủ để không hút lúa cuốn theo gió

1.7 Biện pháp khắc phục:

Bề mặt sàng luôn luôn được vệ sinh

Kiểm tra tốc độ xoay của sàng

Lưu lượng lúa đưa lên sàng phải ổn định, không gây nghẹt đường ống cũng như mặt sàng

2 Tách kim loại

− Mục đích: chuẩn bị nhằm tách kim loại cịn lẫn ra khỏi khối lúa giúp:

+ Loại bỏ mối nguy vật lý cĩ trong bột mì, tăng chất lượng bột thành phẩm

+ Tránh làm mịn trục nghiền làm giảm hiệu suất và tuổi thọ của máy

− Các biến đổi chủ yếu:

+ Vật lý: kim loại sắt bị hút bởi nam châm và tách ra khỏi khối hạt

+ Hĩa học: làm giảm lượng kim loại cĩ trong lúa

− Các yếu tố ảnh hưởng:

+ Thành phần kim loại cĩ trong khối hạt

+ Vận tốc dịng hạt

+ Diện tích tiếp xúc của hạt lúa và nam châm

− Thiết bị: máy tách kim loại

3 Sàng trịn

3.1 Công dụng:

Tách các hạt lúa lép, vỡ, hỏng, các loại hạt khác như lúa mạch, lúa mạch đen, bắp, đậu … ra khỏi khối lúa nhằm tạo độ đồng đều kích thước các hạt lúa mì, tạo điều kiện tốt cho hoạt động của các máy khác, nâng hiệu suất thu hồi bột

3.2 Thông số kỹ thuật:

- Dài 2.5 m, đường kính = 0.8,

- Hình trụ, mặt sàng có đột lỗ đường kính lỗ = 5 mm

- Công suất 1.5 kw

- Vận tốc quay 450 vòng/ phút

- Ơû bên trong khối trụ có máng hứng cố định và vít tải

3.3 Cấu tạo:

- (1) đường vào của lúa mì

- (2) đường ra của lúa mì

- (3) đường ra của lúa lép

- (4) xích truyền động

- (5) thân sàng

Thiết bị gồm 2 gối đỡ sàng đĩa và sàng tròn: bao gồm các máng hứng bên trong được lắp đặt trên một trục nằm ngang, bề mặt dĩa có góc nghiêng đề điều chỉnh máng hứng, các lỗ có kích thước giữ lại hạt khi hạt được nâng lên

3.4 Nguyên lý hoạt động:

- Cơ cấu truyền động xoay tròn

- Hạt đi vào phễu cách liệu được kiểm soát, lúa mì đi vào ngõ nhập liệu (1) ở đầu thiết bị và thoát ra ngoài ở cuối thiết bị (2) Độ nghiêng của cánh vít này dọc theo vỏ máy cho đến khi thoát ra ở đầu bên kia Vỏ thiết bị cũng chính là thiết bị sàng, hạt lúa mì được nâng lên đến một độ cao nhất định thì rớt ra ngoài, do đường kính hạt lúa gần bằng đường kính lỗ sàng Các hạt có đường kính nhỏ hơn không bị rơi ra ngoài và được nâng lên đến độ cao cao hơn và rơi vào máng hứng, được vít tải đưa ra ngoài (3)

3.5 Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sàng:

- độ nghiêng của máng hứng Phải tính toán và điều chỉnh cho phù hợp

- tốc độ quay của sàng

- vận tốc: 1450 vòng/ phút

- độ nghiêng: khoảng 350

4.3 cấu tạo chi tiết:

- (1) lưới sàng

- (2) moter

- (3) đường vào của lúa mì

- (4) đường ra của lúa mì

- (5) đường ra của đá

- (6) đường vào của dòng khí

- (7) đường ra của dòng khí

- (8) chỉnh lưu lượng dòng khí

- (9) chỉnh khe hở đường ra của đá

- (10) cửa thao tác, quan sát

4.4 quy trình vận hành:

+ Trước khi vận hành: phải kiểm tra:

- mặt lưới sàng

- bộ phận che chắn, các túi sàng

- đóng kín các cửa quan sát

+ Khi vận hành: