Báo cáo công nghệ chế biến NHÓM 1 bột mì tươi

Thiết bị sàng phẳng có khả năng phân loại chính xác dựa trên sự khác nhau về kích thước nên được sử dụng để loại bỏ đất đá, bụi, rơm rạ và những hạt lúa mì lép,…nhờ vậy có thể cảithiện đ

M C L C Ụ Ụ

MỤC LỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

I.Tổng quan:

1.Giới thiệu chung:

Puffed wheat là loại bánh ăn sáng, thường được dùng với sữa Một sản phẩm nguyên hạt lúa mì được làm phồng bằng phương pháp “Oven puffing” hoặc “Gun puffing”

Trong bài báo cáo này, nhóm sẽ đề cập đến hai qui trình công nghệ sản xuất puffed wheat theophương pháp “Oven puffing” hoặc “Gun puffing”

2.Nguyên liệu sản xuất Puffed wheat:

2.1.Nguyên liệu chính:

2.1.1.Giới thiệu chung:

− 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 thuộc lúa mìmùa được nghiên cứu kỹ như: lúa mì mềm, lúa mì cứng, lúa mì Anh, lúa mì Ba Lan,lúa mì lùn Loại được trồng phổ biến nhất là lúa mì cứng và lúa mì mềm, lúa mìdurum

− Trong đó, lúa mì durum thường được sử dụng trong quá trình làm phồng Hạt lúa mìdurum to, màu hổ phách, lớp vỏ cám sáng thì làm phồng tốt hơn, và sẽ có mùi vị ngonhơn so với lúa mì đỏ cứng hoặc lúa mì đỏ durum

Hình 1: Lúa mì

2.1.2.Cấu tạo và thành phần hóa học:

Bảng 1: Tỷ lệ khối lượng từng phần hạt lúa mì (theo % khối lượng toàn hạt)

Các phần của hạt Cực tiểu Cực đại Trung bình

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 hai lớp tế bào, lớp ngoài là những tế bào xếp khít với nhau chứa các sắc tố, lớp trong gồm những tế bào không màu ít thấm nước Vỏ hạt có cấu tạorất bền và dai Nếu dùng lực xay xát khô thì khó bóc vỏ

b) Lớp alơrông

Lớp alơrông nằm phía trong các lớp vỏ, được cấu tạo từ một lớp tế bào lớn có thành dày, có chứaprotein, chất béo, đường, xelluloza, tro, và các vitamin B1, B2, PP

c) Nội nhũ

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

là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt, nó chứa đầy tinh bột và protein, ngoài ra trong nội nhũ còn có một lượng nhỏ chất béo, muối khoáng và vitamin

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

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 35% protein, 25% các gluxit hoà tan, 15% chất béo Phần lớn lượng sinh tố và enzim của hạt đều tập trung ở phôi Phôi chiếm khoảng 3,24% khối lượng hạt

Hình 2: Cấu tạo hạt lúa mì

2.1.3.Tiêu chuẩn nguyên liệu:

+ Hạt lúa mì phải có độ giòn, sạch, không có mùi lạ hay mùi chứng tỏ hạt bị hư hỏng, hạtkhông có chất phụ gia hay chất độc hại

+ Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật và chất nhiễm bẩn khác không được vượt quá mức tối

đa cho phép

+ Hạt lúa mì không có các côn trùng sống

+ Dung trọng ( khối lượng của 100 lít hạt) không được thấp hơn 70kg/100 lít

+ Lượng tối đa hạt lúa mì hư hỏng, các hạt ngũ cốc khác, tạp chất ngoại lai…không được vượt quá 15% tổng khối lượng

2.2.Phụ gia thực phẩm:

2.2.1 Công thức phối trộn:

 Trong 100g sản phẩm, hàm lượng các chất là:

a) Chất điều chỉnh cường độ hương vị sản phẩm

- Chức năng: điều chỉnh cường độ để tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm ( khi sản phẩm

có cường độ hương vị quá mạnh hay hương vị phân bố không đều)

Yêu cầu: rẻ, dễ mua, có hương vị nhạt

Chỉ tiêu

Tổng protid, lipid, xơ, tro <0.4

- Lượng sử dụng: 0.1% khối lượng sản phẩm

b) Chất béo

- Chức năng: tạo hương vị đậm đà cho sản phẩm

- Loại sử dụng: bột sấy phun từ các sản phẩm của sữa như bột bơ, dầu…

- Lượng sử dụng: 2-10% hỗn hợp gia vị

- Dầu thực vật (dầu đậu nành):

+Acid linoleic 51-57%

− Chức năng: tạo vị ngọt cho sản phẩm, nhất là đối với snack ngọt

− Lượng sử dụng: không được nhiều quá để tránh hiện tượng hút ẩm

• Chỉ tiêu chất lượng:

Bảng 3: Chỉ tiêu chất lượng của đường

+ Nhân tạo: BHA, BHT, TBHQ

+ Tự nhiên: vitamin E, các chất có sẵn trong các cây hay củ gia vị

Chỉ tiêu

II.Quy trình công nghệ

1 Quy trình công nghệ thứ nhất: Gun puffing

Gun puffing được hiểu là phương pháp làm phồng bằng thiết bị ở dạng súng, nên còn gọi tắt là

“Súng làm phồng” Gun-puffed ngũ cốc nguyên hạt được hình thành bằng cách đun nóng các loại ngũ cốc trong không gian kín và sau đó làm nó bị tác động mạnh và giảm áp suất một cách đột ngột Khi đó hơi nước nằm bên trong hạt dưới tác động áp lực lớn sẽ tìm cách cân bằng với

áp suất thấp bên ngoài không khí, hạt sẽ bị làm phồng nhanh chóng

1.1.Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu:

1.1.1 Sàng :

 Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình rửa

Thiết bị sàng phẳng có khả năng phân loại chính xác dựa trên sự khác nhau về kích thước nên được sử dụng để loại bỏ đất đá, bụi, rơm rạ và những hạt lúa mì lép,…nhờ vậy có thể cảithiện được năng suất, chất lượng sản phẩm

 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động

Lúa mì được đổ vào lưới sàng có kích thước phù hợp Lưới sàng được đặt nàm nghiêng

so với mặt đất để vận chuyển lúa mì tốt hơn Nhờ sự truyền động của thanh truyền làm rung lưới giúp quá trình sàng hiệu quả hơn

 Biến đổi nguyên liệu:

Quá trình chủ yếu loại bỏ những phần không dùng được, kích thước khác nhau nên tác động không đáng kể đến việc biến đổi nguyên liệu

 Thông số công nghệ và thiết bị: Sử dụng thiết bị sàng phẳng

 Thiết bị:

ĐÓNG GÓI

PUFFED WHEAT

Hình 3: Thiết bị sàng phẳng

1.1.2 Rửa :

 Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình ngâm

Rửa nhằm mục đích tách tạp chất ( đất, cát, chất bẩn, rác,… ) một cách triệt để để sạch hạt lúa

mì Nếu rửa không sạch thì sỏi, cát sẽ làm mòn răng máy xát, mặt khác tạp chất lẫn vào nguyên liệu làm giảm cảm quan, chất lượng sản phẩm

 Biến đổi nguyên liệu:

- Quá trình rửa chủ yếu gây ra các biến đổi vật lý

- Quá trình rửa được thực hiện bằng lực xối của nước, do ma sát giữa hạt lúa mì và nước, hạt lúa mì với hạt lúa mì và hạt lúa mì với các chi tiết máy mà tạp chất và một số chất tan được tách ra

- Khuếch tán một chất tan từ lúa mì vào nước, do đó làm tổn thất chất khô và giảm khối lượng nguyên liệu

 Thông số công nghệ và thiết bị:

 Thiết bị: chọn thiết bị rửa dạng trống (drum washer)

− Cấu tạo nguyên lý hoạt động:

Gồm một băng tải để chuyển hạt lúa mì vào trong một cái trống hình trụ được đục lỗ, bên trong có các tầng trên băng tải theo toàn bộ chiều dài ống và có các vòi phun được bốtrí hợp lí Nước được tăng áp lực nhờ bơm phun vào hạt lúa mì để loại tạp chất, tạp chất đều lọt qua lưới và thoát ra ngoài cùng với nước ở phía cuối máy Sau đó, hạt lúa mì đượcđưa lên một băng tải ráo nước

− Yêu cầu thiết bị

+Nước đủ áp lực để loại bỏ hoàn toàn tạp chất và không tổn thất nhiều chất tan.+Hạt lúa mì sau khi ra khỏi thiết bị ráo tương đối

− Các yếu tố ảnh hưởng:

+Độ sạch hạt lúa mì tùy theo thông số của quá trình ngâm

+Loại thiết bị sử dụng, thông số thiết bị rửa

+Lượng nước và áp lực nước sử dụng

Hình 4: Máy rửa lúa mì

1.1.3 Ngâm :

 Mục đích công nghệ: chuẩn bị quá trình làm phồng

Quá trình ngâm mục đích chính là để làm mềm nguyên liệu, ngoài ra góp phần loại bớt tạp chất

tử protid bị phá vỡ liên kết, phân hủy một phần

+ Sự thay đổi cấu trúc hạt dẫn đến giảm độ bền cơ học: hạt sau khi ngâm trương nở lên và mềm ra

− Hóa học

+ Biến đổi về thành phần: tinh bột bị thủy phân tạo các chất hòa tan trong nước

− Sinh học - hóa sinh

+ Trong khi ngâm xảy ra quá trình lên men, chủ yếu là lên men lactic Vi khuẩn lactic chuyển một phần glucid hòa tan thành acid lactic tích tụ trong nước ngâm.+ Acid lactic cũng góp phần làm mềm hạt nhưng sẽ gây ra những biến đổi không mong muốn: về cảm quan, tạo cặn với ion Mg2+ và Ca2+

 Thiết bị và thông số công nghệ:

Cấu tạo bồn ngâm: gồm bồn chứa làm bằng thép không gỉ, hệ thống bơm nước vào bồn, hệ thốngđưa lúa mì vào bồn và ống thoát nước ra khỏi bồn, ngoài ra có thể lắp thêm cánh khấy giúp đảo trộn nguyên liệu trong bồn

− Nhiệt độ ngâm: 25oC

− Thời gian ngâm: 6h

Hình 5: Hệ thống bồn ngâm

1.2.Giai đoạn tạo hình dạng - cấu trúc nở phồng:

 Mục đích công nghệ: Chế biến và bảo quản

− Chế biến: làm chín sản phẩm và tạo cấu trúc nở phồng

− Bảo quản: giảm ẩm và ức chế vi sinh vật

 Các biến đổi nguyên liệu:

− Vật lý:

+ Do tác động của nhiệt độ và áp suất lớn làm thay đổi cấu trúc hạt (phá vỡ liên kết phôi

và nội nhũ), thay đổi kích thước hạt ( tăng từ 15-20 lần so với kích thước hạt ban đầu), giảm trọng lượng sản phẩm

− Hóa học:

+ Biến đổi thành phần nguyên liệu, nhiệt độ cao sẽ phân cắt mạng lưới tinh bột thành các phân tử có cấu trúc ngắn hơn như glucose,… giúp ích cho quá trình tiêu hóa

− Sinh học- hóa sinh:

+ Nhiệt độ và áp suất tác động lớn sẽ làm ức chế khả năng hoạt động của hệ vi sinh vật giúp tăng thời gian bảo quản sản phẩm

 Thiết bị và thông số công nghệ:

 Thiết bị:

Cấu tạo của thiết bị Gun-puffing là 1 xilanh nằm ngang có chiều dài 1,2m và đường kính trong là 200mm Xilanh được đóng từ một phía Phía đối diện là phần nắp nặng được làmbằng gang Cho vào trong xilanh khoảng 6-7 kg hạt lúa mì, sau đó đóng nắp lại Xilanh quay và diễn ra quá trình gia nhiệt trong suốt chiều dài xilanh, thơi gian diễn ra quá trình

là 6 phút Áp suất bên trong xilanh tăng lên khoảng 8 Bars, nhiệt độ là 115°C Hơi sẽ được gia nhiệt bên trong xilanh cho đến khi áp suất tăng đến 14 Bars Lúc này, máy chuẩn bị giai đoạn cuối trong quá trình Nắp bất ngờ được mở nhờ tác động một lực nhanh chóng vào phía dưới của xilanh Hạt lúa mì sẽ văng ra ngoài do sự giảm áp suất đột ngột Tổng thời gian cho quá trình làm phồng bằng phương pháp này là 8 phút Năng suất là 50-60 kg/h

Hình 6: Thiết bị Gun puffing

 Mục đích công nghệ : hoàn thiện sản phẩm

Hầu hết các loại sản phẩm đều được tẩm gia vị để làm tăng hương vị và giá trị cảm quan Các loại gia vị thường được trộn chất tạo màu để tăng giá trị cảm quan của sản phẩm hoàn tất, đáp ứng nhu cầu khách hàng

 Các biến đổi nguyên liệu:

Thông thường gia vị dùng trong sản xuất “ Puffed wheat” thường ở dạng dầu được tẩm hương, hoặc dạng huyền phù Huyền phù này được làm từ một loại gia vị khô trộn với một loại chất mang ở dạng lỏng, bởi vì không phải hầu hết gia vị khô đều tan trong chất mang nênhỗn hợp này sẽ tạo thành dạng hai pha, các chất mang này thường ở dạng dầu ăn, đôi khi là nước Chất mang là dầu thường được sử dụng trong các loại savory snack, còn chất mang là nước thường được sử dụng trong các loại snack ngọt

*Phương pháp thực hiện: phun hỗn hợp gia vị lên bề mặt sản phẩm sau quá trình sấy

 Thiết bị và thông số công nghệ :

 Thiết bị tẩm gia vị dạng trống (drum coating-DC)

Hình 7: Thiết bị trộn gia vị dạng trống

• Ưu điểm: thiết bị hoạt động nhanh và đều

• Nhược điểm: khó thực hiện với sản phẩm giòn vì dễ vỡ

− Cấu tạo: làm bằng thép không gỉ, dạng đơn giản nhất là dạng thùng (hình trống) đặt nghiêng để nâng sản phẩm đi lên, mặt bên trong của thùng có các đường gân có tác dụng nâng sản phẩm lên nhằm tạo sự tiếp xúc giữa gia vị và sản phẩm.

− Gồm hai bộ phận chính: cơ cấu phun gia vị và thùng quay

*Nguyên tắc hoạt động:

− Băng tải dẫn sản phẩm vào thùng quay

− Dòng khí nén đẩy hỗn hợp gia vị tới vòi phun và phun vào bề mặt sản phẩm và bên trong thùng quay

− Thùng quay vừa đảo trộn sản phẩm vừa giúp cho hỗn hợp gia vị bám dính vào bề mặt sảnphẩm khi sản phẩm đập vào thành thùng

*Yêu cầu của quá trình:

− Độ đồng đều của lớp áo gia vị: trên bề mặt sản phẩm và bên trong sản phẩm

− Độ bền của lớp áo gia vị: bám dính chắc, không bị rớt ra

1.4.Đóng gói:

 Mục đích:

− Bảo quản sản phẩm

− Dễ phân phối, vận chuyển

− Tạo bề ngoài bắt mắt người tiêu dùng

 Loại sử dụng:

− Cấu tạo chung của bao bì Snack sản xuất theo quy mô công nghiệp:

*Bao bì được cấu tạo bởi 5 lớp:

+ Lớp graphics carrier: được làm bằng OPP (Oriented Polypropylene) có tác dụng tăng cường chống ẩm, tăng độ cứng cho bao bì, tránh thủng lỗ, trầy xước để bảo vệ lớp mực in bên trong

+ Lớp mực in: chứa tất cả các thông tin về sản phẩm theo quy định về việc ghi nhãn cho bao bì hiện hành

+ Lớp kết dính: được làm từ PP (Polypropylene) , PVDC (Polyvinylidenedichloride), hayEVOH (Ethylene Vinyl Alcohol) kết hợp với OPP có tác dụng kết dính như keo dán

+ Lớp ngăn cách: thường làm bằng OPP có tráng nhôm, có tác dụng ngăn cản sự tiếp xúc với môi trường, có thể ngăn được tới 99.9% ánh sáng

+ Lớp làm kín: làm bằng nhựa PP, nó sẽ chảy ra để làm kín bao bì khi ghép mí

− Yêu cầu của bao bì: phải có tác dụng bảo vệ sản phẩm bên trong khỏi sự giảm sút hay thay đổi về hình dạng, cấu trúc và quan trọng nhất là mùi vị Do đó, bao bì phải đạt các yêu cầu sau:

+Kín hoàn toàn đề ngăn cản tối đa sự tiếp xúc của sản phẩm với môi trường, tránh sự oxy hóa và hút ẩm

+Có khả năng cản trở tốt ánh sáng chiếu vào

+Ngăn cản sự khuếch tác của các cấu tử hương ra bên ngoài

+Tránh va chạm cơ học làm vỡ nát sản phẩm Để tránh điều nay trong quá trình đóng gói ta có thể thổi khí trơ vào túi

Hình 8: Thiết bị đóng gói bao bì

2.Quy trình công nghệ thứ hai: Oven puffing

Là phương pháp làm phồng lúa mì do sự thay đổi nhiệt độ đột ngột Hạt lúa mì sau khi được ngâm đạt đến hàm ẩm nhất định sẽ được băng tải vận chuyển vào lò nướng với nhiệt độ cực cao, tại đây hơi nước sẽ bốc hơi đồng thời kéo theo sự phá vỡ mạng lưới tinh bột trong lúa mì Áp lực

do hơi nước tạo ra làm cho lúa mì phồng lên và trở nên xốp do tạo nhiều lỗ khí bên trong

Do các quá trình trong phương pháp Oven puffing tương tự với phương pháp Gun puffing, nên nhóm chỉ trình bày phần khác nhau giữa hai phương pháp này là quá trình tạo hình dạng và cấu trúc nở phồng.

2.1 Giai đoạn tạo hình dạng và cấu trúc nở phồng:

 Mục đích công nghệ: chế biến và bảo quản

− Chế biến: làm chín sản phẩm và tạo cấu trúc nở phồng

− Bảo quản: giảm ẩm và ức chế vi sinh vật, tăng thời gian bảo quản

 Biến đổi nguyên liệu:

− Vật lý: Do nhiệt độ thay đổi đột ngột làm bốc hơi nước của hạt lúa mì nên sẽ làm giảm trọng lượng hạt, hạt trở nên xốp, mềm; kích thước hạt tăng lên 5-7 lần

− Hóa học: Biến đổi thành phần của tinh bột lúa mì

− Sinh học và hóa sinh: hàm lượng vi sinh vật giảm do nhiệt độ cao

 Thiết bị và thông số công nghệ:

 Thiết bị: Có dạng hình chữ nhật, làm bằng thép không gỉ và được lắp đặt bộ phận thổikhông khí nóng cao

PUFFED WHEAT

Hình 9: Thiết bị Oven puffing

− Bên trong rỗng và được lắp băng chuyền ở phía dưới

− Nguyên lí hoạt động: Hạt lúa mì sau khi ngâm sẽ được băng tải vận chuyển vào thiết bị làm phồng Lúc này thiết bị làm phồng được bơm không khí nóng vào và nhiệt độ được giữ ổn định khoảng 288-343oC Hạt lúa mì khi đi vào thiết bị, do sự thay đổi nhiệt độ đột ngột, nên nước bên trong hạt sẽ bốc hơi liền và thoát ra ngoài, kéo theo sự dãn nở mạng lưới tinh bột  hạt sẽ phồng lên và cấu trúc trở nên mềm nhẹ, xốp

 Thông số công nghệ:

• Nhiệt độ: 288 ° đến 343 ° C hoặc 550 ° đến 650 ° F

• Thời gian: 90 giây

III.So sánh hai quy trình:

Điểm giống nhau giữa hai quy trình:

− Đều sử dụng các tác nhân vật lý như nhiệt độ, áp suất cao để làm thay đổi cấu trúc hạt tinh bột

− Dựa vào sự chuyển pha của nước để làm phồng hạt lúa mì

Điểm khác nhau giữa hai quy trình:

Bảng 4: So sánh 2 quy trình công nghệ

Tác nhân tác động Nhiệt độ và áp suất đột ngột Nhiệt độ đột ngột

Nguyên tắc làm phồng Không khí được gia nhiệt làm

tăng áp suất lên một giá trị rấtlớn, khi tác động bất ngờ giảm áp thì áp suất bên trong hạt sẽ tìm cách cân bằng với

áp suất khí quyển cùng lúc đónước bốc hơi trong tâm hạt sẽthoát ra ngoài làm cho hạt bung nở

Ứng với nhiệt độ bốc hơi thích hợp ở áp suất khí quyển,thì hơi nước trên bề mặt của hạt lúa mì sẽ bốc hơi trước, hơi nước bên trong tâm hạt sẽbốc hơi sau khiến hạt bung nở

Yêu cầu nguyên liệu Không yêu cầu về hàm ẩm

thích hợp của hạt lúa mì trướckhi cho vào thiết bị Gun-puffing

Yêu cầu cao về hàm ẩm của hạt

Kích thước hạt sau khi

Hiệu suất làm phồng Hầu như làm phồng hoàn

toàn tất cả nguyên liệu ban đầu

Vẫn còn một lượng hạt chưa được làm phồng hoàn toàn Hiệu suất thấp hơn so với phương pháp Gun puffing.Hàm ẩm sản phẩm Thấp, khoảng 4, 5% Thấp nhưng cao hơn so với

Gun puffing, khoảng 9-11%