Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì theo phương pháp khô

Vớiđặc tính nỗi bật, bột mì có hàm lượng gluten cao mà các loại bột khác không có được, vì vậy bột mì là nguyên liệu chính và không thể thay thế trong công nghệ sản xuất bánh mì, bánh kẹ

Đồ án công nghệ 2 1 Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì

GVHD: TS Đặng Minh Nhật h t t p : / /www.eboo k ed u vn SVTH: Mai Thi Thơ

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển đời sống con người ngày càng được cảithiện, đi cùng với xu thế đó nhu cầu sử dụng các sản phẩm của con ngườingày càng được nâng cao Trong đó lương thực giữ vai trò rất quan trọng, đây lànguồn cung cấp năng lượng chủ yếu trong khẩu phần ăn hàng ngày và càng không thểthiếu trong các ngành sản xuất công nghiệp Trong số các loài cây lương thực cùngvới ngô và lúa gạo thì

lúa mì là cây thuộc họ hoà thảo thuộc vào loại có sản lượng cao nhất, đượctrồng nhiều nơi trên thế giới, tập trung chủ yếu ở các vùng có khí hậu ôn đới, ưa khíhậu ấm khô, cần đất đai màu mỡ và khả năng chịu lạnh tốt nên chúng có mặt ởnhiều nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ, Nga, Pháp, Canada…Trong các sản phẩmchế biến từ

lúa mì thì bột mì là sản phẩm có giá trị sử dụng cao và được dùng rất phổ biến Vớiđặc tính nỗi bật, bột mì có hàm lượng gluten cao mà các loại bột khác không có được,

vì vậy bột mì là nguyên liệu chính và không thể thay thế trong công nghệ sản xuất bánh mì, bánh kẹo, các loại mì ăn liền…

Việt Nam là nước không trồng được lúa mì do vậy việc nhập khẩu bột

mì từ nước ngoài về sẽ có giá thành cao hơn bột mì sản xuất trong nước Hơn nữa,quá trình vận chuyển và bảo quản gặp nhiều khó khăn Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu sửdụng bột

mì ngày càng tăng đồng thời chủ động được nguồn nguyên liệu thì việc thiết kế nhà máy sản xuất bột mì ở trong nước là rất cần thiết

Khu vực Miền Trung và Tây Nguyên hiện nay có rất ít các nhà máy sản xuất bột

mì (nhà máy bột mì ở Đà Nẵng, Quảng Nam và Nghệ An…), năng suất chưa đáp ứngđược với nhu cầu sử dụng thực tế Vì vậy việc xây dựng thêm một nhà máy tại khuvực này là rất cần thiết, vừa đáp ứng nhu cầu về bột mì vừa góp phần tạo việc làm chongười lao động và tăng thêm ngân sách Xuất phát từ sự thiết yếu này tôi được giao

nhiệm vụ “Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì theo phương pháp khô” cho

đồ án

công nghệ của mình

GVHD: TS Đặng Minh Nhật h t t p : / /www.eboo k ed u vn SVTH: Mai Thi Thơ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN1.1 Tổng quan về nguyên liệu

1.1.1 Giới thiệu về cây lúa mì

Lúa mì có nguồn gốc từ Tây Nam Á

Việc trồng trọt lúa mì đã bắt đầu lan rộng ra ngoài khu vực Vào khoảng năm

300 TCN, lúa mì đã xuất hiện tại Ethiopia, Ấn Độ, Ireland và Tây Ban Nha Khoảng một thiên niên kỷ sau nó tới Trung Quốc Ngày nay lúa mì được trồng ở nhiều nơi và

là nguồn lương thực chính của nhiều quốc gia trên thế giới Sản lượng lúa mì hàngnăm khoảng trên 550 triệu tấn, chiếm 28% sản lượng lương thực Trung Quốc đứngđầu thế giới về sản lượng lúa mì, tiếp theo là Ấn Độ, Hoa Kì, Nga, Pháp, Ca-na-đa,Austraylia

1.1.2 Phân loại lúa mì [8, tr 43].

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 Phần lớn là lúa mì dại, chỉ một số loại thuộclúa mì được nghiên cứu kỹ như: lúa mì mềm, lúa mì cứng, lúa mì Anh, mì Ba Lan, lúa

mì lùn Loại được trồng phổ biến nhất là lúa mì mềm và lúa mì cứng

- Lúa mì mềm (Triticum vulgare)

Là loại được trồng nhiều nhất, có loại có râu có loại không râu, râu của lúa mìmềm không hoàn toàn xuôi theo bông mà hơi ria ra xung quanh bông Hạt bầu dục,màu trắng ngà đôi khi hơi đỏ Nội nhũ nửa trắng trong nhưng có loại trắng trong hoàntoàn hoặc đục hoàn toàn

- Lúa mì cứng (Triticum durum)

Lúa mì cứng có bông dày hạt hơn, hầu hết chúng đều có râu, râu dài và ngượclên dọc theo trục của bông Hạt của lúa mì cứng dài, màu vàng đôi khi hơi đỏ Nội nhũ trắng trong, độ trắng trong thường khoảng 95 – 100%

- Lúa mì Anh (Triticum turgidum)

Cấu tạo bông gần giống lúa mì cứng, bông dày hạt Khi cắt ngang bông có hình tròn hay bốn cạnh, hạt hình hơi elip Nội nhũ nửa trắng trong hay đục hoàn toàn

- Lúa mì Balan (Triticum polonicum)

Bông dài và hơi dẹt, có râu Hạt dài, dẹt, màu hổ phách hay vàng xẫm, nội nhũnửa trắng trong

- Lúa mì lùn (Triticum compactum)

GVHD: TS Đặng Minh Nhật h t t p : / /www.eboo k ed u vn SVTH: Mai Thi Thơ

Bông ngắn, có loại có râu, có loại không Tính chất gần giống lúa mì mềm,nhưng hạt nhỏ, chất lượng bột và bánh kém hơn do đó loại này ít trồng

Ở Việt Nam bột mì thường được sản xuất từ hạt lúa mì thông thường có tên là

Triticum aestivum L Thân cây cao khoảng 1,2 m mọc thẳng đứng, lá đơn, có râu dài

6-8 cm Hạt có màu xanh sáng, dạng hình trứng

1.1.3 Cấu tạo và tính chất hạt lúa mì [8, tr 44].

Khác với các hạt hòa thảo khác, lúa mì có phần lưng và phần bụng, phía lưng làphẳng và có phôi còn phía bụng có rãnh lõm vào dọc theo hạt cho nên khi xác địnhkích thước người ta đo chiều dài, chiều rộng và chiều dày của hạt

l - Chiều dài

GVHD: TS Đặng Minh Nhật h t t p : / /www.eboo k ed u vn SVTH: Mai Thi Thơ

Đồ án công nghệ 2a - Chiều rộng l 4 Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì

b - Chiều dày

Vỏ quả

Vỏ hạtAlơrông

Các loại lúa mì khác nhau thì có hình dáng, kích thước, cấu tạo bên trong và

thành phần hóa học khác nhau, nhưng chủ yếu gồm 4 phần chính là vỏ, lớp alơrông, nội nhũ và phôi

Bảng 1.1 Tỷ lệ khối lượng từng phần của hạt lúa mì (%)

83,699,4810,804,00

81,606,548,723,14

a) Vỏ

Là lớp bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi tác động bên ngoài Thành phần chínhcủa nó là xenluloza (18  22%), hemixenluloza và pentozan (43  45%), hợp chất nitơ(4,5  4,8%), tro (3,5  5%) Vỏ không có giá trị dinh dưỡng và ảnh hưởng xấu đếnchất lượng bột mì nên trong quá trình chế biến tách ra được càng nhiều càng tốt

- Vỏ quả: gồm nhiều lớp tế bào, chiếm 4 – 6% khối lượng toàn hạt Lớp vỏ quảcủa hạt lúa mì mỏng, không được chắc như vỏ trấu của thóc nên trong quá trình tácđộng vật lý sẽ dễ dàng tách ra.

- Vỏ hạt: nằm ở phía trong vỏ quả, chiếm 2 – 2,5% khối lượng toàn hạt, gồm 2lớp tế bào, lớp ngoài là những tế bào xếp khít nhau chứa các chất màu, còn lớp trong

là những tế bào không màu ít thấm nước, vỏ hạt bến và dai nếu dùng lực xay xát khôthì khó bóc được lớp vỏ này do đó trong sản xuất bột mì người ta thường gia ẩm và ủ

ẩm để tách ra Vỏ hạt không có giá trị dinh dưỡng, ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bột mì và các sản phẩm do có chứa sắc tố

b) Lớp alơrông

Lớp này nằm phía trong lớp vỏ, cấu tạo từ một hàng tế bào lớn, thành dày chứaprotein, chất béo, đường, xenlulo, tro và các vitamin B1, B2, PP Các tế bào trong lớpalơrông càng gần phôi thì kích thước càng nhỏ dần Chiều dày lớp alorong phụ thuộcvào giống hạt và điều kiện canh tác

c) Nội nhũ

Nội nhũ lúa mì chiếm 77 - 82% khối lượng toàn hạt, là phần chủ yếu để sản xuất

ra bột mì Nội nhũ được cấu tạo từ các tế bào lớn có thành rất mỏng, chứa đầy tinh bột

và các thể protein Tùy thuộc vào mức độ chứa đầy protein của tế bào, mức độ liên kếtcủa protein với các hạt tinh bột cũng như kích thước và hình dáng của tinh bột mà nộinhũ có thể trắng trong, trắng đục hoặc trắng trong từng phần

Độ trắng trong là một trong các chỉ số chất lượng quan trọng của lúa mì Nếuloại có độ trắng trong cao thì nội nhũ ít, cứng, khó nghiền nhưng chất lượng bột cao,làm bánh tốt

Gần như tất cả tinh bột của hạt đều tập trung ở nội nhũ (78  82%), ngoài ra còn

có đường sacaroza (2%), đường khử (0,1  0,3%), protein (13  15%), tro (0,3  0,5%), chất béo (0,5  0,8%), xelluloza (0,07  0,12%)

Bột mì tách từ nội nhũ thì trắng đẹp Bột tách từ nội nhũ và một phần từ lớpalơrông thì có màu trắng ngà, có nhiều chất dinh dưỡng nhưng khó bảo quản

d) Phôi

Phôi chiếm 3,24% khối lượng toàn hạt, chứa nhiều chất dinh dưỡng như protein(35%), các gluxit hòa tan (25%), chất béo (15%) Phần lớn lượng sinh tố và enzimđều tập trung ở đây

Phôi cách nội nhũ bởi lớp ngù, lớp ngù được cấu tạo từ những tế bào có khả

năng cho thẩm thấu các chất hòa tan Lớp ngù rất quan trọng vì các chất dinh dưỡng

từ nội nhũ sang phôi phải qua đây.

1.1.4 Thành phần hóa học của hạt lúa mì [8, tr 45÷50]

Thành phần hóa học trung bình của lúa mì theo % như sau:

Ngoài ra trong lúa mì còn có một lượng dextrin, muối khoáng, vitamin, chất men

và một số chất khác Các chất này phân bố không đều trong từng phần của hạt

Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì được thể hiện qua bảng sau:

Bảng 1.2 Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì (xem mỗi chất trong hạt là 100%)

Các phần của hạt Protein Tinh

100100

100255520

100651520

1005905

10028684

100207010

Chất lượng gluten được thể hiện qua các chỉ số như: màu sắc, khả năng hútnước, độ đàn hồi và độ căng đứt, độ bền ban đầu và sự thay đổi thể tích khi nướng

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

+ Khả năng hút nước của gluten: gluten tốt có khả năng hút nước cao Thườnggluten tươi chứa 65÷75% nước hay khả năng hút nước của gluten khô là 190 ÷ 200%

+ Độ đàn hồi: Nó biểu hiện khả năng giữ khí của bột

+ Độ căng đứt: Cũng đặc trưng cho khả năng giữ khí của bột Được xác địnhbằng độ dài kéo đứt của 2,5g gluten tươi trước thước kẻ ly Độ căng đứt trung bìnhvào khoảng 15cm và có thể dài hơn.

+ Sự thay đổi thể tích gluten khi nướng: Là chỉ số quan trọng đặc trưng độ nởcủa gluten

Để đánh giá chất lượng protein của lúa mì không những chú ý tới hàm lượng và chất lượng gluten mà cần phải chú ý tới thành phần aminoaxit của protein nữa

Thành phần protein của lúa mì có khoảng 20 aminoaxit Trong đó nhiều hơn cả

là leusin, phenyl alamin, chúng tập trung chủ yếu ở nội nhũ Trong phôi nhiều lizin

1.1.4.2 Gluxit

Trong thành phần của lúa mì có nhiều gluxit, trong đó tinh bột chiếm 47  73%, ngoài ra còn có lượng đường khử từ 0,11  0,37%, sacaroza 1,93  3,67% và maltoza0,93  2,63%

Gluxit keo: là các pentozan hòa tan, chủ yếu chứa trong nội nhũ của hạt Gluxit keo có tính háo nước cao, khi trương nở trong nước các gluxit keo tạo thành dịch keo

có ảnh hưởng lớn đến tính chất lý học của bột nhào

1.1.4.5 Vitamin

Trong lúa mì có một lượng vitamin gồm vitamin A, nhóm B, H, E, K và một vàiloại khác Vitamin A, B1, B2, B3, E …chủ yếu tập trung ở phôi hạt vì vậy thường dùngcám mì để sản xuất các vitamin này, thường sản xuất ra vitamin E Nội nhũ

có ít vitamin

1.1.4.6 Các enzym

Đây là những protit có tính xúc tác, trong thời kỳ chín của hạt các enzym thamgia vào quá trình tổng hợp các chất phức tạp, còn trong thời gian bảo quản hạt thì các enzym lại xúc tác sự phân hủy các chất phức tạp thành các chất đơn giản Các enzymchủ yếu trong lúa mì như:

Enzym thủy phân: ,-amylaza, proteaza, lipaza…, Các enzym oxy hóa khử, lipoxydaza, phitaza…

1.1.5 Tính chất công nghệ và yêu cầu kỹ thuật của hạt lúa mì

1.1.5.1 Tính chất công nghệ của hạt lúa mì [8, tr 9].

Tính chất công nghệ của hạt lúa mì bắt đầu từ đặc điểm về giống, sau đó là các tính chất vật lý của khối hạt như dung trọng, đặc điểm hình học, độ sạch, độ ẩm Tỷ lệlấy bột cũng ảnh hưởng đến chất lượng của bột như ảnh hưởng đến độ tiêu hóa Trong sản xuất bột mì ta phải xác định được các thông số sau:

c) Tính chất bột của hạt

Tính chất bột đặc trưng bằng hàm lượng nội nhũ, hiệu suất và chất lượng của cácsản phẩm trung gian cũng như của bột trong quá trình nghiền thô (nghiền vỏ) và quátrình nghiền mịn (nghiền lõi) Các chỉ số chính dùng đánh giá tính chất bột của hạtgồm:

- Số lượng tấm, vỏ và hàm lượng tro của chúng

- Hiệu suất và chất lượng của bột thượng hạng ở 4 -5 hệ nghiền đầu

- Hiệu suất chung của bột và chất lượng bột

- Mức độ xát vỏ (xác định bằng hàm lượng tinh bột trong cám)

- Tiêu hao năng lượng cho một tấn bột thành phẩm

1.1.5.2 Yêu cầu kỹ thuật đối với hạt lúa mì [15].

- Dung trọng (khối lượng của 100 lít hạt) lớn hơn 70 kg/100 lít

- Hạt lúa mì hư hỏng do các nguyên nhân khác nhau < 15% tổng khối lượng

1.1.6 Các hoạt tính sinh lý của khối hạt trong quá trình bảo quản

Mặc dù hạt đã tách khỏi cây, khi bảo quản trong kho nó không quang hợp nữanhưng nó vẫn là vật thể sống và những hoạt động sinh lý vẫn tiếp tục diễn ra, nhữnghoạt động sinh lý gồm: quá trình hô hấp, quá trình chín sau thu hoạch, sự nảy mầm,hiện tượng tự bốc nóng, sự dính của khối hạt xảy ra trong quá trình bảo quản

1.1.6.1 Quá trình hô hấp

Tùy theo lượng oxi mà có thể là hô hấp hiếu khí hoặc yếm khí

Nếu khoảng không trong khối hạt có tỉ lệ oxy chiếm khoảng ¼ thì hạt có thể tiến hành hô hấp hiếu khí Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp hiếu khí:

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 674 KcalNếu khối hạt bị bít kín hoàn toàn hoặc bị nén chặt, thì tỉ lệ oxy trong khoảngkhông gian xung quanh khối hạt sẽ giảm xuống dưới ¼, trong khối hạt ngoài hô hấphiếu khí sẽ xảy ra cả hiện tượng hô hấp yếm khí Phương trình tổng quát như sau:

C6H12O6 = 2CO2 + 2C2H5OH + 28 KcalCho dù là hô hấp hiếu khí hay yếm khí cũng có sự tổn hao chất khô và tạo ra khí

CO2 (khoảng 12 – 15%), điều này là không mong muốn trong bảo quản Đối với hôhấp hiếu khí thì quá trình hô hấp tạo ra nước làm tăng độ ẩm của khối hạt dẫn đếnkhối hạt dễ bị tấn công bới vi sinh vật

 Kết quả của quá trình hô hấp

- Làm hao hụt chất khô của hạt

- Làm tăng thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối không khí xung quanh hạt

- Tăng nhiệt độ của khối hạt dẫn đến hiện tượng tự bốc nóng

- Làm thay đổi thành phần của không khí trong khối hạt

1.1.6.2 Quá trình chín sau thu hoạch

Việc chín sau thu hoạch hạt diễn ra ở đầu thời kỳ bảo quản vì ban đầu có hạt chưa chín hoàn toàn Thực chất quá trình chín sau thu hoạch là quá trình sinh hóa xảy

ra trong tế bào và mô hạt Quá trình này làm giảm các chất hữu cơ hòa tan trong nướccủa hạt và làm tăng thêm lượng dinh dưỡng của hạt (như lượng axit amin giảm đểtăng lượng protit, lượng đường giảm để tăng lượng tinh bột…) Hoạt lực enzim giảmdần và cường độ hô hấp cũng giảm

Thời gian chín sau thu hoạch phụ thuộc vào mức độ chín của hạt khi thu hoạch, nhiệt độ, độ ẩm không khí…

Lượng hơi nước và nhiệt sinh ra tương đối lớn làm cho hạt nóng ẩm, thúc đẩycác quá trình hư hỏng dễ xảy ra

Tóm lại, quá trình chín sau thu hoạch là quá trình có lợi vì chất lượng của hạtđược hoàn thiện, năng lực sống của hạt mạnh mẽ hơn, bảo quản sẽ an toàn hơn.

1.1.6.3 Quá trình nảy mầm

Hiện tượng nảy mầm xảy ra nếu ta bảo quản trong điều kiện không tốt bởi vì hạtmuốn mọc mầm cần có đủ 3 điều kiện: độ ẩm thích hợp (>30%), đủ oxi và một lượngnhiệt tối thiểu cần thiết

Hiện tượng nảy mầm làm hạt hô hấp rất mạnh nên lượng chất khô giảm đi nhiều

và lượng nhiệt do hạt thải ra lớn làm tăng nhiệt độ khối hạt và hoạt động sống củakhối hạt Mặt khác, khi hạt nảy mầm, trong hạt xảy ra sự biến đổi sâu sắc về thànhphần hóa học làm chất lượng của hạt bị giảm sút

1.1.6.4 Quá trình tự bốc nóng

Trong quá trình bảo quản thì các vật thể sống trong khối hạt (hạt, VSV, sâu mọt)

sẽ hô hấp mạnh tạo ra một lượng nhiệt rất lớn Và do hạt dẫn nhiệt kém nên nhiệt độkhối hạt tăng cao kết quả làm thay đổi các chỉ số cảm quan, thay đổi chất lượng của hạt và chất lượng giống… Quá trình đó gọi là hiện tượng tự bốc nóng của khối hạt

- Dính do các nguyên nhân khác như hoạt động của vi sinh vật

Sự dính của khối hạt trong bảo quản là một hiện tượng không mong muốn Do

đó, trong bảo quản hạt cần tìm cách ngăn chặn để các hạt không bị dính với nhau

1.2 Các phương pháp bảo quản hạt

Để bảo quản hạt một cách hiệu quả (giảm mất mát về khối lượng, bảo đảm vềchất lượng và giảm chi phí lao động thấp nhất cho một đơn vị bảo quản) cần phải nắm

rõ tính chất, tình trạng của mỗi khối hạt khi đem vào bảo quản, và ảnh hưởng của môi trường xung quanh đến khối hạt

a) Bảo quản hạt ở trạng thái khô

Cơ sở chung: dựa vào khả năng hoạt hóa sinh lý thấp của nhiều cấu tử trong hạtkhi lượng nước trong khối hạt thấp Khi độ ẩm của hạt nhỏ hơn độ ẩm tới hạn thì cácquá trình trong hạt xảy ra không đáng kể Vì vậy người ta thường bảo quản ở W <

b) Bảo quản hạt ở trạng thái thiếu không khí

Cơ sở chung: thiếu oxi cường độ hô hấp của hạt giảm, hạt chuyển sang hô hấp yếm khí và giảm dần hoạt động sống Vi sinh vật trong khối hạt phần lớn thuộc loại

ưa khí nên khi không có oxi thì coi như hoạt động sống của vi sinh vật bị đình chỉ Thiếu oxi thì dễ dàng loại bỏ sự phát triển của sâu bọ

Có 3 phương pháp tạo môi trường thiếu oxy:

- Tích lũy CO2 và mất O2 do sự hô hấp của các cơ thể sống trong khối hạt

- Đưa vào khối hạt những chất khí khác để đẩy không khí ra khỏi khối hạt

- Tạo độ chân không cho khối hạt

c) Bảo quản hạt ở trạng thái lạnh

Cơ sở chung: dựa trên sự nhạy cảm của tất cả các cấu tử sống trong khối hạt với nhiệt độ thấp

Người ta thực hiện việc làm lạnh bằng cách thông gió, cào đảo khối hạt…

Với đặc điểm lúa mì nhập về với số lượng lớn và đạt độ ẩm bảo quản nên tôiquyết định bảo quản hạt ở trạnh thái khô Đồng thời thường xuyên kiểm tra sự xâmnhập của VSV, côn trùng để có biện pháp phòng chống kịp thời

- Mùi: không có mùi hôi, mốc và các mùi khác lạ

- Vị: vị bình thường không có vị đắng hoặc vị chua

- Tạp chất: không có tạp chất nhìn thấy bằng mắt thường và khi nhai không có cảm giác sạn

Chỉ tiêu hóa lí:

- Độ ẩm ≤ 13.5%

- Độ tro ≤ 1%

- Độ axit ≤ 2% (% tính bằng ml NaOH 0.1N)

- Gluten thô, ướt 28% khối lượng

1.4 Giới thiệu một số dây chuyền sản xuất bột mì

Trong thực tế sản xuất mỗi nhà máy có một quy trình chế biến khác nhau, nhưngcác công đoạn cơ bản thì giống nhau như các công đoạn nghiền, phân loại hỗn hợpnghiền… tùy vào điều kiện của nhà máy, phương pháp sản xuất mà có thêm bớt một

số công đoạn nhưng vẫn đảm bảo giữ nguyên những công đoạn cơ bản Sau đây là cácquy trình sản xuất bột mì của một số nhà máy

a) Quy trình nhà máy bột mì Việt – Ý:

Nguyên liệu  Hệ thống tiếp nhận nguyên liệu  Nam châm 1  Cân  Sàngtạp chất  xilo chứa  Lưu lượng kế  Nam châm 2  Cân  Sàng tạp chất, máy tách sạn  Lưu lượng kế  Gia ẩm và ủ ẩm lần 1  Gia ẩm và ủ ẩm lần 2  Máyxát vỏ  Nhân hạt  Cân  Nam châm 3  Máy xay kép  Sàng  Máy xay đơn

 Sàng  Bột mịn  Cân  Xilo chứa  Xử lý tạp chất  Xilo đóng bao  Bảo quản và tiêu thụ sản phẩm

Ưu điểm: Nguyên liệu qua 2 lần gia ẩm và ủ ẩm nên lượng vỏ tách ra được hoàn

toàn, chất lượng bột tương đối tốt

Nhược điểm: Quy trình công nghệ dài và phức tạp

b) Quy trình sản xuất bột mì tham khảo

Nguyên liệu  Hệ thống tiếp nhận, kiểm tra, phân loại và bảo quản nguyên liệu

 Máy tách đá, tạp chất lớn và mịn  Máy tách tạp chất bụi bằng không khí  Máychọn hạt  Máy xát vỏ  Tách kim loại bằng nam châm  Bể chứa gia ẩm có cánhkhuấy  Xilo gia nhiệt  Phểu chứa hỗn hợp nghiền  Nghiền thô (trục có răng) Sàng và phân loại sau nghiền  Bột thô  Nghiền mịn (trục nhẵn)  Sàng và phânloại hỗn hợp sau nghiền  Bột mịn  Tẩy màu  Làm giàu bột (bổ sung thiamin,niacin, riboflavin,…)  Đóng bao, bảo quản

Ưu điểm: Quy trình công nghệ đơn giản hơn, số lượng máy móc thiết bị ít.

Nhược điểm: Quy trình còn sơ sài, ở đây quá trình xát vỏ khô nên lượng vỏ lụa

có thể tách ra không được hoàn toàn Sản xuất ra bột mì nhưng chất lượng không cao.Nhìn chung, hai quy trình sản xuất bột mì này đều có các công đoạn chính cơbản giống nhau Đều gồm 3 công đoạn sau:

- Chuẩn bị hạt trước khi nghiền

- Công đoạn nghiền và phân loại sản phẩm nghiền

- Công đoạn kiểm tra chất lượng và bảo quản thành phẩm

CHƯƠNG 2 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

2.1 Chọn dây chuyền sản xuất

Lúa mì khác với lúa gạo là lúa gạo có lớp vỏ trấu dày, lực liên kết giữa vỏ với nội nhủ bé nên quá trình làm sạch hạt lúa gạo rất dễ dàng Còn lúa mì có lớp vỏ mỏnglực liên kết với nội nhũ lớn, đồng thời hạt lúa mì có phía lưng và phía bụng, phía bụnglõm, nên việc làm sạch bề mặt hạt gặp nhiều khó khăn Nếu không làm sạch tốt sẽ làmgiảm chất lượng của bột mì thành phẩm

Các tạp chất có trong nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bột thànhphẩm, việc làm sạch nguyên liệu ban đầu có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọndây chuyền sản xuất Dựa vào các biện pháp làm sạch hạt khác nhau người ta đưa radây chuyền sản xuất tương ứng, hiện nay đối với sản xuất bột mì có 2 phương pháplàm sạch

+ Làm sạch bằng phương pháp khô

+ Làm sạch bằng phương pháp ướt

2.1.1 Làm sạch hạt bằng phương pháp khô

- Nguyên tắc: Dựa vào sự ma sát giữa các hạt với nhau, giữa hạt và thiết bị làm

sạch Mức độ làm sạch phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của thiết bị (đá nhám, kim bànchải…)

- Ưu điểm của phương pháp: Đơn giản, dễ thực hiện, làm giảm được độ tro

của bột, ít máy móc, dây chuyền sản suất đơn giản Tuy nhiên, do không qua côngđoạn làm ẩm nên khi có tác dụng của bề mặt nhám không những làm tuột một phần

vỏ, râu, phôi mà còn bóc đi từng mảng alơrông, lớp ngoài, và một phần nội nhũ, ở chỗ

đó các phần tử bụi, vi sinh vật sẽ bám vào, do đó sẽ ảnh hưởng tới chất lượng bột,hiệu suất thu hồi bột Mặt khác, khi qua thiết bị cọ vỏ tỷ lệ hạt gãy tăng mạnh, nhữngmảnh hạt gãy rất dễ bị nhiễm vi sinh vật, bụi bám vào nên bị loại bỏ làm cho tỷ lệ thuhồi bột bị giảm xuống

2.1.2 Làm sạch bằng phương pháp ướt

- Nguyên tắc: Nhúng hạt vào trong nước rửa trong một thời gian nhất

định Cường độ rửa phụ thuộc vào thời gian hạt nằm trong bể, nhiệt độ nước, lượngnước tiêu hao

- Ưu điểm của phương pháp: Làm sạch hạt có hiệu quả hơn phương pháp khô,

rửa sạch được các phần tử khoáng, vi sinh vật trên bề mặt và ngay cả trong các rãnhlõm của hạt, điều mà phương pháp khô không làm được

Tạp chất nhẹ trong quá trình rửa cũng được tách ra, ngoài ra nó còn làm cho hạt

có độ ẩm tăng lên, vỏ hạt dai hơn thuận lợi cho các quá trình tiếp theo

Tóm lại, chế biến hạt sơ bộ bằng phương pháp ướt không những làm bềmặt ngoài hạt sạch hơn mà còn làm thay đổi những tính chất vật lý của hạt, có tácdụng nâng cao hiệu suất nghiền hạt

K

ế t lu ậ n: Mặc dù phương pháp ướt có nhiều ưu điểm nhưng do qui trình công

nghệ phức tạp, lượng nước sử dụng nhiều phải tốn thời gian và chi phí để xử lí nướcnên hiện nay, các nhà máy bột mì hiện đại đều hầu hết sử dụng phương pháp khô Vớicác thiết bị công nghệ hiện đại nên vẫn đáp ứng tốt yêu cầu làm sạch bề mặt hạt Vìvậy, tôi quyết định sử dụng phương pháp khô trong thiết kế

Lưu lượng kế

Bột mịn

Diệt trứng sâuXilo chứaĐóng bao, thành phẩm

2.2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất

2.2.1 Hệ thống tiếp nhận nguyên liệu và làm sạch sơ bộ

Nguyên liệu đi từ kho được hệ thống gàu tải, vít tải đưa đến hệ thốngnam châm Tại đây, một phần các mảnh kim loại có lẫn trong nguyên liệuđược giữ lại trước khi qua cân định lượng Sau đó, nguyên liệu qua máy sàng tạpchất và kênh hút khí để loại bỏ các tạp chất nhẹ như rơm rạ, các tạp chất nặng nhưđất, đá, sỏi, tạp chất nhỏ Sau đó, nhờ hệ thống gàu tải, vít tải đưa nguyên liệu vào xilôchứa

2.2.2 Hệ thống làm sạch lần 1

Lúa sau khi đã làm sạch sơ bộ được lấy qua lưu lượng kế ứng với mỗi xilô Cáclưu lượng kế này có chức năng trộn các loại lúa với nhau theo một tỉ lệ phù hợp Lúasau đó được vận chuyển qua nam châm để tách kim loại lần 2, qua cân định lượng đểxác định lượng tạp chất tách ra trong quá trình làm sạch lần 1 Sau đó, lúa được đưaqua máy sàng tạp chất và kênh quạt hút để làm sạch

Sau khi qua kênh quạt hút lúa mì được phân làm 2 dòng, dòng lúa nặng có lẫn sạn, đá sẽ đưa đến máy tách đá còn dòng lúa nhẹ hơn sẽ đưa đến máy chọn hạt để tách

và loại ra các hạt lúa có kích cỡ khác nhau (hạt tròn, hạt dài…) và các hạt ngoại lai trước khi đưa đến gia ẩm lần 1 Những hạt đủ tiêu chuẩn được đưa qua lưu lượng kế

để xác định lượng nguyên liệu qua đó xác định lượng nước cần gia ẩm

sẽ dai và liên kết giữa vỏ và nội nhũ sẽ yếu nên thuận lợi cho quá trình bóc vỏ vànghiền Mặt khác, bột mì sẽ có chất lượng cao vì quá trình hút ẩm làm chocác vitamin từ vỏ sẽ kéo vào trong nội nhũ

2.2.5 Hệ thống làm sạch lần 2

Sau thời gian ủ lần 2, lúa mì từ xilô xuống các van xoay Sau đó, lúa được vậnchuyển vào máy xát vỏ để bóc một phần vỏ, phôi nhũ và bụi trên hạt Vì trong thànhphần của vỏ có nhiều xenlulo là chất mà con người không hấp thụ được, phôi có nhiều

lipit nên dễ bị oxi hóa trong quá trình bảo quản, bụi trên hạt chứa nhiều vi sinh vật

nên phải tách ra Kênh quạt hút hút vỏ riêng và lúa riêng, vỏ được đưa đến hệ thốngsản xuất phụ, còn lúa thì được chuyển đến cân định lượng để cân từng mẻ rồi cho vàomáy nghiền chính Trước khi vào máy nghiền, lúa được đưa đến nam châm để táchkim loại còn sót trong lúa, tránh làm hư máy nghiền.

2.2.6 Hệ thống nghiền và sàng

Hệ thống này sử dụng khí động để vận chuyển, gồm nhiều máy nghiền và sàng.Theo đó, kích thước của hạt và các sản phẩm trung gian giảm dần sau mỗi hệ nghiền.Sản phẩm sau mỗi hệ nghiền được đưa qua rây phân loại cho đến khi đạt đến kíchthước yêu cầu Phần không lọt sàng thì được đưa vào hệ nghiền khác cho đến khi thuđược sản phẩm có kích thước đúng yêu cầu Bột được tách ra qua cân định lượng đểcân lượng bột thu được và được thổi đến máy diệt trứng sâu để diệt hết trứngsâu tránh cho trứng sâu nở ra trong xilo bảo quản bột Sau một thời gian bảo quản,chất lượng của bột tăng, ta có thể đóng gói đưa đi tiêu thụ Trước khi đóng gói phảidiệt trứng sâu còn sót trong bột một lần nữa

Cám được tách ra sẽ chuyển xuống cân định lượng để xác định lượng cám, nếulượng bột thu hồi ít và lượng cám thu hồi nhiều thì cần điều chỉnh lại hệ thống trụccủa máy xay Cám theo đường ống vào xilô chứa cám

2.2.7 Hệ thống thu hồi và xử lý tạp chất

Vì nhà máy là một hệ thống kín nên bột trong quá trình sản xuất hầu như khôngthể rơi ra ngoài, nhờ đó tỷ lệ thất thoát bột của nhà máy là rất ít Hệ thống này gồm các cyclon và các thiết bị lọc và thu hồi

2.2.8 Hệ thống sản xuất phụ

Sau các quá trình làm sạch lần 1, gia ẩm lần 1, gia ẩm lần 2, làm sạch lần 2 cácphế phẩm như vỏ lúa, hạt vỡ, rơm rạ nhờ vít tải, gàu tải, vận chuyển qua cân địnhlượng rồi chuyển xuống máy sàng cám để phân loại, cám sẽ cho vào xilo chứa cám,còn phế phẩm chưa đủ kích thước đạt yêu cầu thì xuống nam châm hút kim loại trướckhi đưa vào máy nghiền kiểu búa nghiền đến khi ra cám và được quạt hút hút vào xilôchứa cám Từ xilô này cám nhờ máy thổi thổi về xilô cám

2.2.9 Hệ thống phụ trợ

Hoạt động của nhà máy không thể tiến hành được nếu không có hệ thống khí nén, hệ thống quạt thổi, quạt hút, hệ thống nước…

- Hệ thống khí nén: cung cấp khí cho các pittong, vệ sinh thiết bị…

- Hệ thống quạt thổi: dùng để vận chuyển nguyên liệu trong đường ống…

- Hệ thống quạt thổi cho thiết bị lọc và thu hồi

- Hệ thống nước: cung cấp nước cho khâu gia ẩm

CHƯƠNG 3 TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU VÀ SẢN PHẨM

3.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy

Nhà máy làm việc tất cả các tháng trong năm Mỗi tháng được nghỉ ngày chủnhật, các ngày lễ và một vài ngày để vệ sinh bảo dưỡng thiết bị Ngày làm việc 3 ca

Biểu đồ sản xuất của nhà máy:

Bảng 3.1 Biểu đồ sản xuất của nhà máy

Số ngày làm

3.2 Tính cân bằng vật liệu trong công đoạn làm sạch

Nguyên liệu ban đầu đưa đi làm sạch Qngl = 190 tấn nguyên liệu /ngày

+ Tạp chất kim loại chiếm 0,05%

+ Tạp chất ngoại lai chiếm 0,2%

Bảng 3.2 Tỉ lệ và hàm lượng các tạp chất có trong nguyên liệu

Nguyên liệu

Tạp chấtnhẹ

QTCN

Tạp chấtnhỏ

Tạp chấtlớn

QTCKL

Tạp chấtngoại lai

Lượng nguyên liệu vào sàng mỗi ngày:

Giả sử rằng lượng tạp chất tách ra tại sàng tạp chất lần I sẽ loại ra một phần các tạp chất với tỉ lệ như sau:

Vậy, lượng nguyên liệu đi ra khỏi sàng tạp chất lần I:

100) – QKLII

= 187,112 – (0,2 x 190 ) – 0,019 = 186,713 (tấn/ngày)

100Giả sử khi nguyên liệu qua sàng tạp chất lần II lượng tạp chất nhỏ và tạp chấtlớn còn lại sẽ bị loại hoàn toàn (nghĩa là 40% tạp chất lớn và 40% tạp chất nhỏ bị loạihết) và loại 20% tạp chất đá sỏi

Lượng nguyên liệu đi ra khỏi sàng tạp chất lần II là:

Cho rằng 50% nguyên liệu sau đó sẽ qua máy tách đá và 50% nguyên liệu sẽ qua máy chọn hạt

3.2.5 Máy tách đá

Giả sử lượng tạp chất đá sỏi được tách ra hoàn toàn (60% so với lượng tạp chất

đá sỏi có ban đầu)

Lượng nguyên liệu vào máy tách đá:

QVào MTD = QRa TCII x 50

100 = 184,794 x 50

100 = 92,397 (tấn/ngày)Lượng tạp chất đá sỏi tách ra tại máy tách đá là:

100 = 0,475 x 60

100 = 0,285 (tấn/ngày)Lượng nguyên liệu ra khỏi máy tách đá là:

100  0,1

QVào MGA1 = (92,112 + 92,017) x

100 = 183,945 (tấn/ngày)

Độ ẩm ban đầu của lúa mì W1 = 12%, sau khi gia ẩm lần 1: W2 = 15,5%

Lượng nguyên liệu ra khỏi máy gia ẩm 1 để vào xilo ủ ẩm là:

= 191,564 (tấn/ngày)

Giả sử hao hụt khối lượng nguyên liệu từ xilo ủ ẩm lần 1 qua vít tải, gàu tải đến máy gia ẩm lần 2 là 0,1%

Lượng nguyên liệu vào máy gia ẩm lần 2 là:

100 = 191,564 x 100  0,1

100 = 191,372 (tấn/ngày)

Độ ẩm lúa mì vào máy gia ẩm lần 2 bằng độ ẩm lúa mì khi ra khỏi máy gia ẩm lần 1: W1 = 15,5%

Độ ẩm lúa mì sau khi gia ẩm lần 2: W2 = 16,5%

Lượng nguyên liệu ra khỏi máy gia ẩm lần 2:

100 = 193,470 x 0,5

100 = 0,967 (tấn/ngày)Lượng nguyên liệu ra khỏi máy xát vỏ:

3.2.10 Nam châm III

Giả sử lượng kim loại còn lại (20% tổng lượng kim loại) được tách ra toàn bộ Lượng tạp chất kim loại tách ra tại đây:

100 = 0,095 x 20

100 = 0,019 (tấn/ngày)

Lượng nguyên liệu ra khỏi nam châm III để đi nghiền:

Vào NTII

3.3 Tính cân bằng trong công đoạn nghiền thô

Lượng nguyên liệu sạch vào công đoạn nghiền là QS = 192,484 (tấn/ngày)

3.3.1 Hệ nghiền thô I và rây tương ứng

a) Lượng nguyên liệu vào

Nguyên liệu vào máy nghiền thô I là 100% nguyên liệu sạch (QS)

Do đó: QVào NTI = QRa NCIII = 192,484 (tấn/ngày)

b) Lượng nguyên liệu ra

Giả thiết:

+ Tỷ lệ % nguyên liệu vào máy nghiền thô II là 66,75%

+ Tỷ lệ % bột loại II thu được là 2,8%

+ Tỷ lệ % nguyên liệu đi làm giàu tấm và tấm lõi N1 là 21,2%

+ Tỷ lệ % nguyên đưa đi làm giàu tấm và tấm lõi N2 là 9,0%

+ Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,05%.+ Tỷ lệ % bột đi lọc túi là 0,2%

Bảng 3.5 Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô I và rây tương ứng

3.3.2 Hệ nghiền thô II và rây tương ứng

a) Lượng nguyên liệu vào

Lượng nguyên liệu vào máy nghiền thô II bằng 66,75% nguyên liệu đi ra từ máy nghiền thô I Nên lượng nguyên liệu vào máy nghiền thô II là:

Q = 192, 484  66, 75 = 128,483 (tấn/ngày)

100

b) Lượng nguyên liệu ra

Giả thiết:

+ Tỷ lệ % nguyên liệu vào máy nghiền thô III là 39,4%

+ Tỷ lệ % bột loại I thu được là 5,5%

+ Tỷ lệ % nguyên liệu đi làm giàu tấm và tấm lõi N4 là 14,0%

+ Tỷ lệ % nguyên đưa đi làm giàu tấm và tấm lõi N2 là 7,5%

+ Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,05%

+ Tỷ lệ % bột đi lọc túi là 0,3%.

Bảng 3.6 Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô II và rây tương ứng

Tỷ lệ % so với nguyên

Tổng % sản phẩm nguyên liệu sạch QS ra:

C% = 39,4% + 5,5% +14,0% + 7,5% + 0,05% + 0,3% = 66,75%

3.3.3 Hệ nghiền thô III và rây tương ứng

a) Lượng nguyên liệu vào

Nguyên liệu vào máy nghiền thô III

C% vào = 39,4% + 8,98% + 2,7% = 51,08% nguyên liệu sạch QS

+ Tỷ lệ % nguyên liệu vào máy nghiền thô IV là 26,63%.

+ Tỷ lệ % bột loại I thu được là 4,5%

+ Tỷ lệ % nguyên liệu đi làm giàu tấm và tấm lõi N3 là 12,5%

+ Tỷ lệ % nguyên đưa đi làm giàu tấm và tấm lõi N4 là 7%

+ Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,05%.+ Tỷ lệ % bột đi lọc túi là 0,4%

Bảng 3.7 Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô III và rây tương ứng

Vào NTIV

Vào NTV

3.3.4 Hệ nghiền thô IV và rây tương ứng

a) Lượng nguyên liệu vào

Nguyên liệu vào máy nghiền thô IV, Qvào NTIV

+ Từ hệ nghiền thô III: 26,63%

+ Tỷ lệ % nguyên liệu vào máy nghiền mịn IV là 7,0%

+ Tỷ lệ % bột loại II thu được là 4,0%

+ Tỷ lệ % nguyên liệu đi vào hệ nghiền mịn V là 9,8%

+ Tỷ lệ % nguyên liệu đưa đi đập vỏ là 9,9%

+ Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,03%.+ Tỷ lệ % bột đi lọc túi là 0,4%

Bảng 3.8 Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô IV và rây tương ứng

Nguyên liệu ra Bột II Mịn IV Mịn V Đập vỏ Tổn hao Cyclon

3.3.5 Hệ nghiền thô V và rây tương ứng

a) Lượng nguyên liệu vào

Nguyên liệu vào máy nghiền thô V:

Từ máy đập vỏ: C% vào = 8,88% nguyên liệu sạch QS

Q = 192, 484  8, 88 = 17,093 (tấn/ngày)

100

b) Lượng nguyên liệu ra

Giả thiết:

+ Tỷ lệ % nguyên liệu đi làm cám là 5,56%

+ Tỷ lệ % bột loại II thu được là 3,0%

+ Tỷ lệ % nguyên liệu tổn hao trong quá trình nghiền và rây là 0,02%.+ Tỷ lệ % bột đi lọc túi là 0,3%

Bảng 3.9 Tỉ lệ và lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô V và rây tương ứng

Tổng % sản phẩm nguyên liệu sạch QS ra:

C% = 5,56% + 3,0% + 0,3% + 0,02% = 8,88%

3.4 Tính toán cho hệ làm giàu tấm và tấm lõi

3.4.1 Sàng làm giàu tấm N 1

a) Lượng nguyên liệu vào: Nguyên liệu vào sàng gió N1, QvàoN1

Nguyên liệu vào sàng gió N1 từ hệ nghiền thô I:

C% vào = 21,2% nguyên liệu sạch QS

7, 2

Q2N1= 192, 484  = 13,859 (tấn/ngày)

100+ Lượng nguyên liệu qua sàng gió N2 là 5,0%, Q4N1

5, 0

Q4N1=192, 484  = 9,624 (tấn/ngày)

100+ Lượng nguyên liệu tổn hao trong quá trình sàng là 0,02%, Q3N1

Q3N1=192, 484  0, 02 = 0,038 (tấn/ngày)

100+ Tổng % sản phẩm ra: C% = 8,98% + 7,2% + 5,0% + 0,02% = 21,2%