Đồ án cây lương thực

CHƯƠNG 1 NGUYÊN LIỆU NGŨ CỐC1.1 Giới thiệu ngũ cốc − Ngũ cốc là tên gọi chung để chỉ năm loại thực vật với hạt có − Cereal breakfast Ngũ cốc ăn sáng là loại thực phẩm được làm từ ngũ c

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1 NGUYÊN LIỆU NGŨ CỐC 3

1 Giới thiệu ngũ cốc 3

2 Phân loại 3

3 Nguyên liệu 5

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 9

2.1 Chuẩn bị hạt 10

2.2 Làm sạch 11

2.3 Trộn 12

2.4 Nấu ép đùn 13

2.5 Sấy( flake) 16

2.6 Làm nguội và ủ 18

2.7 Cán dẹp 19

2.8 Nướng 19

2.9 Xử lí-làm phồng 21

2.10 Sấy( puff) 22

2.11 Đóng gói 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

MỞ ĐẦU

Trên thị trường hiện nay thực phẩm ăn sáng rất đa dạng phong phú Trong đó, ngũcốc là lựa chọn lý tưởng Vì các sản phẩm ăn sáng từ ngũ cốc giàu chất dinh dưỡngnhưng ít chất béo rất tốt cho cơ thể và thuận tiện cho việc sử dụng

Nhu cầu thuận tiện và thời gian biểu làm việc dày đặc của nhiềungười đã tạo điều kiện thuận lợi để phát triển thị trường sản phẩmchế biến sẵn, bao gồm cả ngũ cốc bữa sáng

Hiện nay, nhiều công ty sản xuất ra đời với dây chuyền ngày cànghiện đại và các dòng sản phẩm ngày càng phong phú Để đáp ứngthị hiếu ngày càng cao của người tiêu dùng và nhất là trẻ em cácnhà sản xuất ngày càng đẩy mạnh phát triển sản phẩm tạo ra cácdòng sản phẩm phong phú về hình dạng, màu sắc, hương vịnhưng vẫn cung cấp đầy đủ năng lượng và dưỡng chất cho kháchhàng Dẫn đầu về sản xuất phải kể đến các công ty lớn nhưKellogg's, , Malt-O-Meal, Nestlé, Quaker Oatsand Post Foods Trong

đó Kellogg’s đứng đầu trong thị trường ngũ cốc ăn sáng

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại ngũ cốc ăn sáng nhưng phổbiến nhất là các sản phẩm của dòng ngũ cốc ăn liền (ready-to-eat) và ngũ cốc truyền thống

Các sản phẩm ngũ cốc ăn liền (ready-to-eat cereals)

CHƯƠNG 1 NGUYÊN LIỆU NGŨ CỐC

1.1 Giới thiệu ngũ cốc

− Ngũ cốc là tên gọi chung để

chỉ năm loại thực vật với hạt có

− Cereal breakfast ( Ngũ cốc ăn

sáng ) là loại thực phẩm được làm từ ngũ cốc đã qua chế biến và xử lý

1.2 Phân loại

− Việc phân loại các sản phẩm ăn sáng dựa trên sự khác nhau về nguyên liệusản xuất, hình dáng sản phẩm, quá trình chế biến hay thời gian cần thiết đểnấu chín sản phẩm trước khi dùng

− Ta có thể chia ngũ cốc ăn sáng ra làm 2 loại:

• Sản phảm ngũ cốc truyền thống( hot cereals) : cần phải nấu chín trước khi sửdụng bằng cách đun sôi hoặc nướng ở nhiệt độ cao.

Được làm từ nguyên liệu ban đầu là yến mạch,lúa mì, gạo, ngô

Hầu hết các sản phẩm ngũ cốc trên thị trường đều được sản xuất từ yếnmạch (81%) và bột mì “farina” (18%),còn lại 1% là các sản phẩm từ gạo, lúa

hoặc miếng được sấy khô và ép

mỏng,có màu sắc và mùi vị đa

dạng đặc trưng cho sản

phẩm,không có mùi vị lạ

Chủ yếu thường sử dụng là ngô

hoặc lúa mì có thể kết hợp thêm

với các loại hạt ngũ cốc khác

rang chín, hoa quả sấy khô, các

loại hạt sấy khô, hương liệu

Dùng ăn trực tiếp có thể trộn sản phẩm với sữa và các đồ uống khác

 Dạng búp ( Pu ff) : là những loại ngũ cốc ở trạng thái được thổi căng phồng vớinhiều hình dạng và màu sắc đa dạng

H1.3 Dạng puff

H1.2 Dạng flake (dạng mảnh)

− Hầu hết các loại ngũ cốc ăn sáng có chứa các thành phần khác như muối,men, chất ngọt, chất hương liệu, chất tạo màu, các loại vitamin, khoáng chất

và chất bảo quản

o Các chất làm ngọt được sử dụng trong các loại ngũ cốc ăn sáng baogồm mạch nha (lấy từ lúa mạch), đường trắng, đường nâu, và xi-rôngô Một số loại ngũ cốc tự nhiên được làm ngọt bằng nước ép tráicây tập trung

o Hương liệu có thể được thêm vào ngũ cốc ăn sáng bao gồm sô cô

la, quế ,trái cây , gia vị khác Ngoài ra còn có thành phần thêm vàonhằm cải thiện hương vị như các loại hạt, trái cây khô, và kẹo dẻo

o Vitamin và khoáng chất thường được thêm vào ngũ cốc ăn sáng đểthay thế những nguồn bị mất trong quá trình nấu ăn Quan trọng nhấttrong số này là vitamin Bi vì 90% chúng bị phá hủy bởi nhiệt

o Các chất chống oxy hóa BHA(Butylated Hydroxyanisole) và BHT

(Butylated hydroxytoluene) là những chất bảo quản thường được

thêm vào ngũ cốc ăn sáng để ngăn cản chúng không bị hư hỏng

− Ở đây chúng ta xét năm loại ngũ cốc phổ biến trên thế giới :

 Ngô ( Maize ) :

Lượng xenluloza trong ngô cao hơn từ 4 - 10 lần so với gạo và các loại bộtkhác Xenluloza có tác dụng kích thích nhu động dạ dày ruột, giúp ích choquá trình tiêu hóa Bên cạnh đó, trong ngô có chứa nhiều axit béo và axitkhông no như axit linolic, nên có tác dụng bảo vệ não bộ và giảm lượng mỡtrong máu

H1.4 Cây ngô của vùng Bắc Mỹ, Nam Mỹ, châu Phi

 Gạo ( Rice ) :

Lúa gạo là cây lương thực chính cung cấp năng lượng cho cơ thể Cung cấpnhiều protein, vitamin nhóm B, một ít lipid và nhiều loại chất khoáng Câylương thực chính của khu vực nhiệt đới, cận nhiệt đới ở châu Á, châu Phi,Bắc Mỹ, Nam Mỹ

H1.5 Lúa gạo

 Lúa mì ( Wheat ) :

Lúa mì là loại ngũ cốc rất giàu canxi, phospho , các amilaza, mantoza khác giúp cho hệ tiêu hóa hoạt động hiệu quả Ngoài ra, trong lúa mì còn có một hàm lượng lớn vitamin E và các nguyên tố cần thiết giúp lưu thông máu,

“nuôi dưỡng” hệ tim mạch Cây lương thực chính của khu vực ôn đới

H1.6 Lúa mì

 Lúa mạch ( Barley ) :

− Lúa mạch được coi là thực phẩm giàu năng lượng, cực kỳ bổ dưỡng, mộtchất chống oxy hóa mạnh mẽ giúp cơ thể phòng tránh nhiều bệnh : tiểuđường , cảm lạnh , tim mạch Nó chứa nhièu chất xơ, vitamin, lượng sắt,kẽm cao và nhiều loại acid amin Được trồng để sản xuất mạch nha tại cáckhu vực quá lạnh hay đất quá nghèo dinh dưỡng đối với lúa mì

H1.7 Lúa mạch

 Yến mạch ( Oat )

Yến mạch có hàm lượng dinh dưỡng cao Ngoài lượng protein nhiều hơngạo, yến mạch còn có hàm lượng bột mì cao hơn 1,6 - 2,6 lần, hàm lượngchất béo cũng cao hơn 2 - 2,5 lần so với gạo

H1.8 Yến mạch

• Gía trị dinh dưỡng của ngũ cốc ăn sáng:

− Đây là nhóm những thực phẩm giàu tinh bột , hàm lượng protein, chất xơ,các vitamin ,sắt,kẽm và các dưỡng chất cần thiết rất quan trọng , không thểthiếu đối với mỗi con người

− Ngũ cốc cung cấp nguồn dinh dưỡng quí giá trong khẩu phần ăn, có lợi cho

sự phát triển thể chất,giúp phòng ngừa bệnh tiểu đường, chất xơ từ ngũ cốcgiúp ngừa hội chứng chuyển hóa…

− Nói chung ngũ cốc là loại thực phẩm ít chất béo : chất béo trong ngũ cốc cónguồn gốc tự nhiên và chủ yếu là chất béo không no nên tốt cho sức khỏe

− Cung cấp vitamin và khoáng chất : một số loại ngũ cốc tự nhiên như yếnmạch chứa một hàm lượng cao vitamin B thiết yếu Nhiều loại ngũ cốc ănsáng cũng được tăng cường thêm các vitamin và khoáng chất thiết yếu khác Ngũ cốc là nguồn cung cấp chất sắt hàng đầu trong chế độ ăn uống bêncạnh đó còn cung cấp một phần chất xơ trong chế độ ăn uống Cung cấp 20-25% nhu cầu dinh dưỡng hằng ngày Ngũ cốc ăn sáng cũng được tăng cườngcanxi giúp tăng lượng canxi hấp thụ cho cơ thể

− Lượng đường thấp hơn : Ngũ cốc chứa môt hàm lượng phù hợp đủ để cungcấp đầy đủ năng lượng cho bữa sáng cũng như tăng hương vị, mùi vị cũng

như kết cấu của sản phẩm Ngũ cốc ăn sáng trung bình chỉ chứa một lượngnhỏ đường trong chế độ ăn uống (5% lượng tiêu thụ hằng ngày).

− Lượng muối thấp

− Giàu dinh dưỡng nhưng không nhiều calories

CHƯƠNG 2 QUI TRÌNH SẢN XUẤT NGŨ CỐC

ĂN SÁNG (cereal breakfast)

Dạng puff

Dạng flake

Nguyên liệu (các loại hạt

Nguyên liệu

(các loại ) hạt)

Tạp chất

Tạp chất Làm

sạch

Làm

sạch

Nguyên liệu phụ,nước Trộn Nguyên liệu phụ,nước Trộn

Nấu ép đùn

Nấu ép

đùn

Xử lý Sấy

Làm phồng

Làm

nguội và

ủ

Sấy Cán dẹt

Đóng gói Nướng

Sản phẩm

Đóng

gói

Sản phẩm

− Hạt được nhập tại các nhà máy sản xuất ngũ cốc, kiểm tra và làm sạch.

Nó có thể được sử dụng ở hình thức của ngũ cốc nguyên hạt hoặc nó cóthể yêu cầu chế biến tiếp Thường thì nguyên hạt được nghiền thô đểloại bỏ các lớp ngoài của cám Sau đó nó có thể được nghiền mịn hơnthành bột

− Các loại ngũ cốc hay các loại ngũ cốc một phần (như bột kiều mạch,bắp) được trộn lẫn với các chất hương liệu, vitamin, khoáng chất, chấtngọt, muối, và nước trong một nồi áp suất xoay lớn Thời gian, nhiệt độ

và tốc độ quay khác nhau để làm chín đối với các loại ngũ cốc khácnhau

− Các hạt nấu chín được chuyển đến một băng tải, đi qua một lò sấy Đểlàm ngũ cốc chín có độ ẩm cần thiết tạo nên độ mền mịn cho khối rắn

mà có thể được định hình khi cần thiết

− Nếu bột được sử dụng thay vì các loại ngũ cốc, nó được nấu chín trongmột máy đùn nấu ăn Thiết bị này bao gồm một trục vít dài Các chuyểnđộng của vít trộn các loại bột với nước, hương liệu, muối, chất ngọt, cácloại vitamin, khoáng chất, và đôi khi màu thực phẩm Vít di chuyển hỗnhợp này thông qua các máy đùn, nấu chín nó khi nó di chuyển dọc Vàocuối của máy đùn, bột nấu chín đi trên băng chuyền Một con dao quaycắt băng khánh thành dạng viên Những hạt này sau đó được xử lý theocách tương tự như các loại ngũ cốc nấu chín

− Bảo vệ thiết bị xay xát.

− Nâng cao chất lượng sản phẩm

• Thực hiện

− Các nguyên liệu sản xuất ngũ cốc ( lúa mạch, lúa mì, gạo,yến mạch, ngô…) được thu hoạch từ các cánh đồng đạt chấtlượng tốt

− Các tạp chất cần được loại bỏ:

o Vô cơ: sạn đá, mảnh kim loại

o Hữu cơ : cỏ lá, côn trùng

o Hạt lép, hạt cỏ

− Nguyên tắc: dựa theo sự khác biệt

o Kích thước giữa hạt lép và nguyên liệu

o Khối lượng riêng giữa cỏ lá và nguyên liệu

o Tính chất từ tính của sạn đá và mảnh kim loại

 Lựa chọn máy móc phân loại phù hợp

• Thiết bị máy móc

− Máy tích hợp giúp làm sạch cỏ lá côn trùng, hạt cỏ, hạt lép

H2.2a: Máy phân loại, làm sạch

− Máy phân loại từ tính giúp làm sạch sạn đá, mảnh kim loại.

H2.2b: Máy phân loại từ tính

• Mục đích :

− Tăng giá trị dinh dưỡng

− Tăng giá trị cảm quan

− Phân phối gia vị và các thành phần khác được đồng đều

• Thực hiện :

− Hạt nguyên hoặc một phần được trộn lẫn với các chất hươngliệu, vitamin, khoáng chất, chất ngọt, muối và nước trongmột nồi áp suất quay lớn Thời gian, nhiệt độ và tốc độ quaykhác nhau với các loại ngũ cốc

• Cách biến đổi :

− Vật liệu khác nhau về các tính chất( Vật lý, hóa học, …)

− Biến đổi về mặt vật lý( trọng lượng )

− Nguyên liệu và các thành phần khác được phân bố đều trongmột hỗn hợp

− Biến đổi về mặt cảm quan.( màu , mùi ,vị….)

dùng để trộn các loại bột dạng que ngắn, dạng dính, bột dùng trong các ngành dược, ngành hóa học, thực phẩm…

− Cấu trúc chính:

+ Hệ thống hoạt động antoàn, đảm bảo Hai cánhkhuấy được làm bằng Inox, bộphận điều chỉnh tốc độ củathùng nghịch đảo được đặt ởphía trái

+ Cánh trộn hình W đượclàm bằng Inox và các lưỡidao khuấy chính và phụđược sử dụng chính xác

để khuấy với chất lượng cao và sạch sẽ trong quátrình trộn nguyên liệu Khi đã khuấy xong thì việc vệsinh máy và thay đổi các loại nguyên liệu khuấy khácrất dễ dàng

+ Thân máy được đặt nằm, độ cao hợp lý, quá trìnhchạy ổn định, tiếng ồn thấp

+ Thiết bị trộn dễ dàng có thể điều khiển, thao tác

dễ dàng bằng các nút ấn đơn giản Máy trộn đượcthiết kế với các công đoạn gọn nhẹ đơn giản thuậntiện cho việc sử dụng và bảo trì

• Mục đích:

− Cải thiện chất lượng sản phẩm chế biến trung gian

− Cải thiện an toàn vì khả năng làm giảm mức độ độc tố trongcác loại ngũ cốc

− Làm chín sản phẩm, tạo cấu trúc phồng nở, giòn xốp cho sảnphẩm,tạo hình

• Các yếu tố ảnh hưởng:

− Tính chất nguyên liệu:

o Thành phần tinh bột, protein, trong ngũ cốc

o Hàm lượng nước: nếu lượng nước lớn thì khối bột sẽ bịnhão, còn ít quá thì khối bột sẽ bị khô

o Kích thước của nguyên liệu ban đầu

o Mức độ hút ẩm

H2.3 Máy trộn

o Nguyên liệu phụ: muối, chất ngọt,

− Các trục vít nhập liệu tiếp nhận nguyên liệu vào tang trốngnhập liệu Trục vít chuyển tiếp sẽ vừa vận chuyển vừa phốitrộn ,gia nhiệt, gia công và nén ép nguyên liệu dọc theo trụccủa phần tang trống chính của máy ép đùn Nguyên liệu trởthành một khối bán rắn,dẻo

− Khối bán rắn này tiếp tục được nén ép và đẩy qua các lỗkhuôn của đầu khuôn ở cuối tang trống

− Sau đó khối bán rắn được qua những khe, lỗ nhỏ là các lỗ tạohình hay các rãnh với vận tốc định trước đẻ hình thành nênsản phẩm ép đùn Các sản phẩm này sẽ giãn nở, trươngphồng đến hình dạng cuối cùng và nguội đi

− Các giai đoạn của quá trình:

Trộn ( Mixing )  Nhào ( Kneading )  Nén ép ( Compressing )  Phân cắt( Shearing )  Gia nhiệt ( Heating )  Làm mát (Cooling )  Tạo hình( Shaping )  Định dạng ( Forming ).

• Các biến đổi :

− Biến đổi hình thành cấu trúc sản phẩm

 Giai đoạn phối trộn

− Đây là giai đoạn đầu khi nguyên liệu mới nhập vào

nhiều Áp lực và nhiệt độ chưa cao nên cấu trúc của nguyênliệu ít có biến đổi Tuy nhiên, các hạt nguyên liệu lúc nàytách rời nhau ,có thể làm chảy ra từ từ, vận tải vào trongbuồng ép Không khí được hạn chế vào trong nguyên liệu vàhạt nguyên liệu Nguyên liệu vừa vào được nén nhẹ trongkhu vực này, không khí bị đuổi ra Nước bắt đầu đi vào tronghạt nguyên liệu để phát triển cấu trúc, độ nhớt và tăngcường sự trao đổi nhiệt

 Giai đoạn nhào trộn:

− Trong giai đoạn này nhiệt độ và áp suất tăng dần, nguyênliệu sẽ tiếp tục được nén Chất ép đùn bắt đầu mất đi một

ít tính chất hạt, các cấu tử nhất là nước được trộn đều,khuyếch tán vào bên trong cấu trúc của nguyên liệu Hìnhthành liên kết hydro giữ nước và các phân tử có chứanhóm háo nước như: protein, mylose, pectin,

pentosane… Nguyên liệu trương nở lên, bắt đầu hìnhthành mạng lưới cấu trúc như bột nhào, các phân tử dễtan sẽ khuyếch tán vào trong môi trường lỏng Khốinguyên liệu trở nên đặc hơn

− Sau đó nguyên liệu được chuyển vào nơi mà vùng khônggian dành cho nguyên liệu rất ít, nguyên liệu bị dồnnén tạo nên áp suất và nhiệt độ cao Đây là giai đoạnnguyên liệu bị biến đổi một cách sâu sắc nhất Dưới

áp lực cao, các lực tác dụng lên nguyên liệu theo haihướng ngược nhau có tác dụng phá vỡ cấu trúc hạt tinhbột và xé rách bó sợi protein Mức độ phá hủy này tùythuộc vào độ lớn của lực cắt do trục vis tác dụng lênnguyên liệu Nhiệt độ tăng cao làm tăng chuyển độngnhiệt của các phân tử Các chuyển động nhiệt hỗnloạn này có khuynh hướng phá vỡ cấu trúc bậc ba làmbiến tính protein, hạt tinh bột bị hồ hóa và có thể bị cắtngắn mạch thậm chí phá vỡ cấu trúc phân tử làm cho khốinguyên liệu thay đổi từ trạng thái chảy rời thành trạngthái chảy dẻo Ở trạng thái này, các phân tử linh độnghơn,có khuynh hướng duỗi mạch, liên kết hydro giữa cácphân tử hình thành tạo thành khung mạng cho sản phẩmsau này Các phân tử khí và hơi nước được phân bố đềugiữa các khung mạng chính là mầm khí để tạo độ xốp cuốicho sản phẩm Ở giai đoạn này CO2 sinh ra từ việc phânhủy của muối cacbonat cũng đóng vai trò là mầm khí

 Giai đoạn nén ép, phân cắt

− Nguyên liệu có dạng khối dẻo,chịu áp lực rất cao Nhiệt

này ở nhiệt độ khoảng 134-140oC, áp suất 40

-50 áp suất khí quyển Chúng được nén ép qua khuôntạo hình để vào một buồng giải phóng áp suất

 Giai đoạn gia nhiệt –làm phồng

− Do ma sát giữa tang trống thiết bị ép đùn và nguyênliệu sinh ra nhiệt trong quá trình nén ép làm chín sảnphẩm

− Nguyên liệu được thổi phồng lên chủ yếu do hơi nướcbay hơi rất mạnh và nở lớn ra do tính đàn hồi của nó.Quá trình này được đặc trưng bởi sự tăng lên của thểtích hơi nước đến giá trị cực đại tại thời điểm nhất địnhthì quá trình giãn nở kết thúc Áp suất hơi nước bêntrong nguyên liệu nở bằng áp suất bên ngoài

 Giai đoạn làm mát

− Nguyên liệu nguội dần do sự mất nhiệt vì hơi nước trong

nó bay ra Áp suất hơi nước bên trong có xu hướng giảmnhiều dẫn đến nguyên liệu co lại nhiều ít rõ rệt Sự giảmthể tích này kéo dài đến thời điểm nhất định được đặctrưng bởi sự cứng lên của nguyên liệu Quá trình nàykết thúc khi nhiệt độ bằng nhiệt độ phòng

 Giai đoạn tạo hình-định dạng

− Nhằm tạo ra những hình dạng đặc biệt phù hợp với yêucầu và mong muốn,một bộ phận được thêm vào phầncuối của máy đùn giúp phân chia nguyên liệu

 Sau khi ra khỏi máy đùn nguyên liệu trở thành dảibột dài gấp khúc với những mắt xích bằng với kíchthước sơ bộ của sản phẩm

• Thiết bị : Sử dụng máy ép đùn trục vít làm việc liên tục Bộ

phận chính làm việc của máy là trục vít có bước vít nhỏ dần hay đường kính trục lớn dần quay trong xi lanh.Nguyên liệu

ép khi di chuyển theo trục ép chịu áp suất tăng dần