Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì

Với đặc tính nổi bật là hàm lượng gluten cao, bột mì trở thành nguyên liệu chính trong sản xuất bánh mì, bánh kẹo, các loại mì ăn liền, … Bên cạnh đó, bột mì còn được dùng để chế biến th

Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì

Sinh viên thực hiện:

Số thẻ sinh viên:

Nhu cầu tiêu dùng lương thực, thực phẩm của con người ngày càng tăng dẫn đến nhu cầu về bột mì trong chế biến cũng tăng cao Tuy nhiên, việc nhập khẩu bột mì từ nước ngoài gặp nhiều hạn chế, đồng thời số lượng nhà máy sản xuất bột mì trong nước không đáp ứng đủ nhu cầu của người dân Do đó việc xây dựng nhà máy sản xuất bột

mì là rất cần thiết và phù hợp với tình hình thực tế của nước ta hiện nay

Chính vì lí do trên em được giao đề tài đồ án: “Thiết kế nhà máy sản xuất bột

mì theo phương pháp khô năng suất 62500 tấn nguyên liệu/năm”

Nội dung bản thuyết minh đồ án có 10 chương, bao gồm:

- Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật

- Chương 9: Kiểm tra sản xuất – Kiểm tra chất lượng

- Chương 10: An toàn lao động – Vệ sinh xí nghiệp – Phòng chống cháy nổBản vẽ A0 có 5 bản vẽ bao gồm:

- Bản vẽ số 1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ

- Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính

- Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính

- Bản vẽ số 4: Bản vẽ hệ thống hút bụi

- Bản vẽ số 5: Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA HOÁ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

“Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì theo phương pháp khô năng suất 62500 tấn nguyên liệu/năm”

2 Đề tài thuộc diện:  Có ký kết thoả thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện.

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

Năng suất: 62500 tấn lúa/năm

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Chương 9: Kiểm tra sản xuất – Kiểm tra chất lượng

- Chương 10: An toàn lao động – Vệ sinh xí nghiệp – Phòng chống cháy nổ

- Kết luận

- Tài liệu tham khảo

- Phụ lục

5 Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ):

- Bản vẽ số 1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ (A0)

- Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0)

- Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0)

- Bản vẽ số 5: Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy (A0)

8 Ngày hoàn thành đồ án:

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp

Lời cảm ơn i

Cam đoan ii

Mục lục iii

Danh sách các bảng biểu, hình vẽ vii

Danh sách các ký hiệu, chữ viết tắt xi

LỜI MỞ ĐẦU 1

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 2

1.1 Đặc điểm tự nhiên 2

1.2 Nguồn nguyên liệu 3

1.3 Hệ thống giao thông 3

1.4 Điện 3

1.5 Nước 4

1.6 Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải 4

1.7 Xử lý rác thải 4

1.8 Cơ sở hạ tầng khác 4

1.9 Nguồn nhân lực 5

1.10 Thị trường tiêu thụ 5

1.11 Kết luận 5

Chương 2: TỔNG QUAN 6

2.1 Nguyên liệu lúa mì 6

2.1.1 Khái niệm 6

2.1.2 Nguồn gốc 6

2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới 6

2.1.4 Đặc trưng và phân loại 7

2.1.5 Cấu tạo hạt lúa mì 10

2.1.6 Thành phần hóa học 11

2.1.7 Các biến đổi trong quá trình bảo quản 13

2.1.8 Các phương pháp bảo quản nguyên liệu 15

2.2 Sản phẩm bột mì 16

2.2.1 Phân loại 16

2.2.2 Thành phần hóa học 16

2.2.4 Các tiêu chuẩn quốc tế 18

Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 21

3.1 Lựa chọn phương pháp sản xuất 21

3.1.1 Làm sạch bằng phương pháp ướt 21

3.1.2 Làm sạch bằng phương pháp khô 22

3.1.3 Kết luận 22

3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột mì 22

3.3 Thuyết minh quy trình 23

3.3.1 Làm sạch sơ bộ 24

3.3.2 Làm sạch lần 1 24

3.3.3 Xử lý nguyên liệu 24

3.3.4 Làm sạch lần 2 24

3.3.5 Nghiền và sàng 24

3.3.6 Sản xuất cám 25

3.3.7 Đóng bao 25

Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 26

4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 26

4.2 Tính toán cân bằng vật chất 26

4.2.1 Các số liệu ban đầu 26

4.2.2 Cân bằng vật chất trong quá trình sản xuất 27

4.3 Tổng kết cân bằng vật chất 40

Chương 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 43

5.1 Nguyên tắc chọn và tính thiết bị 43

5.1.1 Nguyên tắc chọn thiết bị 43

5.1.2 Công thức tính thiết bị 43

5.2 Các thiết bị chính 43

5.2.1 Thiết bị trong quá trình làm sạch 43

5.2.2 Thiết bị trong công đoạn nghiền – sàng 56

5.2.3 Thiết bị trong quá trình xử lý sau nghiền 62

5.2.4 Thiết bị trong quá trình hoàn thiện sản phẩm 64

5.3 Các thiết bị phụ 68

5.3.1 Thiết bị chứa 68

5.3.2 Thiết bị vận chuyển 69

5.3.3 Hệ thống lọc bụi 72

5.3.4 Hệ thống vận chuyển khí lực 74

Chương 6: TÍNH TỔ CHỨC VÀ HÀNH CHÍNH 76

6.1 Sơ đồ tổ chức nhà máy 76

6.2 Tổ chức lao động 76

6.2.1 Chế độ lao động 76

6.2.2 Tổ chức lao động 77

Chương 7: TÍNH XÂY DỰNG 79

7.1 Các công trình chính 79

7.1.1 Phân xưởng sản xuất chính 79

7.1.2 Kho nguyên liệu 79

7.1.3 Kho bột mì 80

7.1.4 Kho cám 81

7.1.5 Nhà hành chính 82

7.2 Các công trình phụ 82

7.2.1 Nhà xử lý nước 82

7.2.2 Bể chứa nước 82

7.2.3 Trạm biến áp 82

7.2.4 Trạm phát điện dự phòng 82

7.2.5 Nhà ăn 82

7.2.6 Nhà tắm, nhà vệ sinh 82

7.2.7 Nhà thay quần áo 83

7.2.8 Kho vật tư 83

7.2.9 Kho bao bì 83

7.2.10 Nhà xe 83

7.2.11 Gara ô tô 83

7.2.12 Trạm cân 83

7.2.13 Trạm bơm 83

7.2.14 Phòng trực bảo vệ 83

7.2.15 Phân xưởng cơ điện 84

7.3 Tổng kết các công trình 84

7.4 Khu đất xây nhà máy 84

7.4.1 Diện tích khu đất 84

7.4.2 Hệ số sử dụng 85

Chương 8: HỆ THỐNG HÚT BỤI 86

8.1 Ý nghĩa của hệ thống hút bụi 86

8.2 Lập sơ đồ mạng và tính toán 86

8.2.2 Phương pháp tính toán 86

8.2.3 Các bước tính toán 87

Chương 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT – KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG 89

9.1 Nguyên liệu lúa mì 89

9.1.1 Các yêu cầu 89

9.1.2 Kiểm tra nguyên liệu lúa mì 90

9.2 Sản phẩm bột mì 92

9.2.1 Các chỉ tiêu kiểm tra 92

Chương 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG – VỆ SINH XÍ NGHIỆP – PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ 95

10.1 An toàn lao động 95

10.1.1 Các nguyên nhân gây ra tai nạn 95

10.1.2 Các biện pháp hạn chế tai nạn lao động 95

10.1.3 Yêu cầu về an toàn lao động 95

10.2 Vệ sinh xí nghiệp 96

10.2.1 Điều kiện về cơ sở 96

10.2.2 Điều kiện về trang thiết bị dụng cụ 97

10.2.3 Điều kiện về con người 97

10.3 Phòng chống cháy nổ 97

10.3.1 Các nguyên nhân gây cháy 97

10.3.2 Biện pháp PCCC 98

KẾT LUẬN 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ

Bảng 2.1 Thành phần hóa học trung bình của lúa mì (%) 11

Bảng 2.2 Hàm lượng các acid béo của lúa mì (% lượng acid béo) 13

Bảng 2.3 Giá trị dinh dưỡng trong 100 g bột mì 16

Bảng 2.4 Phụ gia thực phẩm trong bột mì 17

Bảng 2.5 Yêu cầu kỹ thuật về chất lượng bột mì ở Pháp 19

Bảng 2.6 Yêu cầu kỹ thuật về chất lượng bột mì ở Italia 19

Bảng 2.7 Yêu cầu kỹ thuật về chất lượng bột mì ở Áo 19

Bảng 2.8 Yêu cầu kỹ thuật về chất lượng bột mì ở Đông Phi 20

Bảng 4.1 Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy trong năm 2021 26

Bảng 4.2 Tỷ lệ và khối lượng tạp chất có trong nguyên liệu lúa mì (G = 8,5663 tấn/h)27 Bảng 4.3 Tỷ lệ và khối lượng tạp chất loại ra tại sàng tạp chất I 28

Bảng 4.4 Tỷ lệ và khối lượng tạp chất loại ra tại sàng tạp chất II 28

Bảng 4.5 Các sản phẩm thu được trong sản xuất bột mì 31

Bảng 4.6 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô I 31

Bảng 4.7 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô II 32

Bảng 4.8 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô III 32

Bảng 4.9 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô IV 33

Bảng 4.10 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền thô V 33

Bảng 4.11 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi sàng gió N1 34

Bảng 4.12 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi sàng gió N2 34

Bảng 4.13 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi sàng gió N3 35

Bảng 4.14 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi sàng gió N4 35

Bảng 4.15 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền mịn I 36

Bảng 4.16 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền mịn II 36

Bảng 4.17 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền mịn III 37

Bảng 4.18 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền mịn IV 37

Bảng 4.19 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi hệ nghiền mịn V 38

Bảng 4.20 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi máy đập vỏ 38

Bảng 4.21 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi máy nghiền vỏ 39

Bảng 4.22 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi sàng kiểm tra Bột mì loại I 39

Bảng 4.23 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi sàng kiểm tra Bột mì loại II 40

Bảng 4.24 Tỷ lệ và khối lượng nguyên liệu ra khỏi máy lọc túi 40

Bảng 4.25 Lượng nguyên liệu và tạp chất sau khi qua các thiết bị làm sạch 41

Bảng 4.26 Cân bằng vật chất trong quá trình nghiền sàng (tấn/h) 42

Bảng 5.1 Tổng kết năng suất của các thiết bị trong quá trình làm sạch 44

Bảng 5.2 Thông số kỹ thuật của nam châm 45

Bảng 5.3 Thông số kỹ thuật của cân định lượng 46

Bảng 5.4 Thông số kỹ thuật sàng tạp chất 48

Bảng 5.5 Thông số kỹ thuật của kênh quạt hút MVSG-60 48

Bảng 5.6 Thông số kỹ thuật kênh quạt hút TRC 075 49

Bảng 5.7 Thông số kỹ thuật lưu lượng kế 51

Bảng 5.8 Thông số kỹ thuật của máy tách đá 52

Bảng 5.9 Thông số kỹ thuật máy chọn hạt 53

Bảng 5.10 Thông số kỹ thuật máy gia ẩm 54

Bảng 5.11 Thông số kỹ thuật của máy xát hạt 55

Bảng 5.12 Tổng kết năng suất của công đoạn nghiền thô 56

Bảng 5.13 Thông số kỹ thuật của máy nghiền thô 57

Bảng 5.14 Tính toán các máy nghiền thô 58

Bảng 5.15 Thông số kỹ thuật sàng hệ nghiền thô 58

Bảng 5.16 Tính toán các sàng tương ứng với hệ nghiền thô 59

Bảng 5.17 Tổng kết năng suất của công đoạn nghiền mịn 59

Bảng 5.18 Thông số kỹ thuật máy nghiền 60

Bảng 5.19 Tính toán các máy nghiền mịn 60

Bảng 5.20 Thông số kỹ thuật của sàng hệ nghiền mịn 60

Bảng 5.21 Tính toán các sàng tương ứng với hệ nghiền mịn 61

Bảng 5.22 Tổng kết năng suất của công đoạn làm giàu tấm và tấm lõi 61

Bảng 5.23 Thông số kỹ thuật sàng gió 62

Bảng 5.24 Tính toán sàng gió 62

Bảng 5.25 Thông số kỹ thuật của máy đập vỏ 63

Bảng 5.26 Thông số kỹ thuật máy nghiền búa 64

Bảng 5.27 Thông số kỹ thuật sàng kiểm tra bột 65

Bảng 5.28 Thông số kỹ thuật máy diệt trứng sâu 66

Bảng 5.29 Thông số kỹ thuật của máy đóng bao 67

Bảng 5.30 Tính toán máy đóng bao 67

Bảng 5.31 Các thông số ban đầu của silo chứa 69

Bảng 5.32 Thông số kỹ thuật của gàu tải 70

Bảng 5.33 Thông số kỹ thuật của vít tải 71

Bảng 5.34 Thông số kỹ thuật của băng tải 71

Bảng 5.35 Thông số kỹ thuật của quạt hút 72

Bảng 5.36 Thông số kỹ thuật thiết bị lọc túi 73

Bảng 5.37 Thông số kỹ thuật của cyclone 73

Bảng 5.38 Thông số kỹ thuật của hệ thống vận chuyển khí lực 74

Bảng 5.39 Tổng kết các thiết bị chính trong nhà máy sản xuất bột mì 75

Bảng 7.1 Các thành phần lao động gián tiếp 77

Bảng 7.2 Các thành phần lao động trực tiếp 78

Bảng 8.1 Tổng kết tính xây dựng các công trình của nhà máy 84

Bảng 9.1 Mức tối đa đối với tạp chất 90

………

Hình 1.1 Khu công nghiệp Phong Điền 3

Hình 2.1 Lúa mì 6

Hình 2.2 Tổng sản lượng và năng suất lúa mì trên thế giới giai đoạn 1994 ÷ 2018 7

Hình 2.3 Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa mì 8

Hình 2.4 Lúa mì mềm 9

Hình 2.5 Lúa mì cứng 9

Hình 2.6 Cấu tạo bên trong của hạt lúa mì 10

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột mì 23

Hình 5.1 Nam châm 45

Hình 5.2 Cân định lượng WGL20 46

Hình 5.3 Cấu tạo sàng tạp chất 47

Hình 5.4 Sàng tạp chất 48

Hình 5.5 Kênh quạt hút MVSG-60 48

Hình 5.6 Cấu tạo của kênh quạt hút 49

Hình 5.7 Kênh quạt hút TRC 075 49

Hình 5.8 Cấu tạo của kênh quạt hút TRC 075 50

Hình 5.9 Lưu lượng kế MZAL 51

Hình 5.10 Cấu tạo của lưu lượng kế MZAL 51

Hình 5.11 Cấu tạo của máy tách đá 52

Hình 5.12 Máy tách đá TSV 15 52

Hình 5.13 Máy chọn hạt CSA 53

Hình 5.14 Hoạt động của máy chọn hạt CSA 53

Hình 5.15 Thiết bị gia ẩm FZSHB 54

Hình 5.16 Cấu tạo thiết bị gia ẩm 54

Hình 5.17 Máy xát hạt FDMW 55

Hình 5.18 Cấu tạo máy xát hạt 56

Hình 5.20 Cấu tạo máy nghiền thô 57

Hình 5.21 Sàng trung tâm SFI/M 58

Hình 5.22 Máy nghiền mịn MDDR 60

Hình 5.23 Sàng trung tâm MPVA-6 61

Hình 5.24 Sàng gió FQFD 62

Hình 5.25 Máy đập vỏ 63

Hình 5.26 Máy nghiền búa MM 64

Hình 5.27 Máy nghiền búa 64

Hình 5.28 Sàng kiểm tra bột BMG 65

Hình 5.29 Máy diệt trứng sâu IDA 66

Hình 5.30 Máy đóng bao TFZB 67

Hình 5.31 Silo chứa 68

Hình 5.32 Gàu tải ETS 70

Hình 5.33 Vít tải SCE 71

Hình 5.34 Băng tải BTM 72

Hình 5.35 Quạt hút 72

Hình 5.36 Máy lọc túi TBLM 73

Hình 5.37 Cấu tạo của cyclone 74

Hình 6.1 Sơ đồ tổ chức Nhà máy sản xuất bột mì 76

Hình 8.1 Silo chứa 79

CHỮ VIẾT TẮT:

TCN: Trước Công nguyên

PCCC: Phòng cháy, chữa cháy

KÝ HIỆU:

D x R x C: chiều dài x chiều rộng x chiều cao

D x H: đường kính x chiều cao

LỜI MỞ ĐẦU

Nền kinh tế Việt Nam hiện nay đang từng bước phát triển không ngừng, tạo điều kiện cho đời sống nhân dân ngày một tốt đẹp hơn Nhu cầu của con người ngày càng cao, do đó các loại thực phẩm cũng trở nên phong phú và đa dạng Trong đó, lương thực giữ vai trò rất quan trọng trong khẩu phần ăn, là nguyên liệu phổ biến trong các ngành sản xuất thực phẩm, đáp ứng nhu cầu thiết yếu trong đời sống con người

Trong các loài cây lương thực, bên cạnh ngô và lúa gạo, lúa mì có sản lượng cao nhất Theo Bộ nông nghiệp Mỹ dự báo, trong niên vụ 2019/20 tổng sản lượng lúa mì thế giới sẽ đạt 765,41 triệu tấn tăng 34,06 triệu tấn so với niên vụ trước Điều kiện ở Việt Nam không trồng được lúa mì nên nguồn nhập khẩu chủ yếu từ các nước Úc, Mỹ, Canada, Ấn Độ, Trung Quốc Ở Việt Nam, ước tính khối lượng nhập khẩu lúa mì trong tháng 8 năm 2018 đạt 581000 tấn, đưa tổng khối lượng nhập khẩu mặt hàng này trong

8 tháng đầu năm 2018 lên hơn 3,6 triệu tấn tăng 8,71 % so với cùng kỳ năm 2017 Trong các sản phẩm chế biến từ lúa mì, bột mì có giá trị sử dụng cao và được dùng phổ biến nhất Bột mì được sản xuất từ lúa mì xay mịn, loại bỏ vỏ cám và phôi, thu được sản phẩm bột mịn có màu trắng tinh Với đặc tính nổi bật là hàm lượng gluten cao, bột

mì trở thành nguyên liệu chính trong sản xuất bánh mì, bánh kẹo, các loại mì ăn liền, … Bên cạnh đó, bột mì còn được dùng để chế biến thức ăn chăn nuôi, thủy sản,

Từ lâu, bột mì đã được sử dụng phổ biến và rộng rãi trong đời sống con người, nhu cầu sử dụng bột mì ở Việt Nam ngày càng tăng lên Tuy nhiên, giá thành bột mì nhập khẩu từ nước ngoài cao hơn so với sản xuất trong nước do quá trình vận chuyển và bảo quản bột gặp nhiều vấn đề khó khăn Bên cạnh đó, ở khu vực miền Trung có rất ít nhà máy sản xuất bột mì, đồng thời năng suất chưa đảm bảo được nhu cầu sử dụng thực tế

Vì vậy việc xây dựng thêm một nhà máy sản xuất bột mì tại khu vực này là rất cần thiết, vừa giảm chi phí nhập khẩu trực tiếp sản phẩm bột mì từ nước ngoài, vừa góp phần giải quyết việc làm cho người lao động

Xuất phát từ nhu cầu thiết yếu trên, em được giao nhiệm vụ “Thiết kế nhà máy

sản xuất bột mì theo phương pháp khô năng suất 62500 tấn nguyên liệu/năm” cho

đồ án tốt nghiệp của mình

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Hiện nay, ngành Công nghệ thực phẩm ngày càng phát triển trên cả nước, nhu cầu thực phẩm của con người càng đa dạng và phong phú dẫn đến hàng loạt cơ sở sản xuất, nhà máy được mở ra Do đó nhu cầu về nguồn nguyên liệu sản xuất cũng tăng cao, đặc biệt là nguyên liệu bột mì được sử dụng cho nhiều ngành sản xuất khác nhau như bánh, kẹo, mì sợi, thức ăn chăn nuôi,… Việc xây dựng nhà máy sản xuất bột mì ở khu vực miền Trung là rất cần thiết, vừa giải quyết được nhu cầu nguyên liệu để sản xuất các ngành hàng trên thị trường, vừa tạo lượng lớn lao động, thúc đẩy nền kinh tế phát triển Điều kiện tiên quyết trước khi thiết kế một nhà máy là phải chọn được địa điểm xây dựng nhà máy, đây chính là chìa khóa quyết định sự tồn tại của một nhà máy Để chọn được vị trí phù hợp cần nghiên cứu các vấn đề chính sau:

- Vị trí đặt nhà máy: gần nguồn nguyên liệu, thị trường tiêu thụ sản phẩm

- Giao thông vận tải thuận lợi

- Việc cung cấp điện, nhiên liệu dễ dàng

- Cấp thoát nước thuận lợi

- Nguồn nhân lực dồi dào [1]

Qua tìm hiểu về các vấn đề trên kết hợp với các điều kiện phát triển khác, Khu công nghiệp Phong Điền, huyện Phong Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế là địa điểm thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy bột mì ở khu vực Miền Trung

1.1 Đặc điểm tự nhiên

Khu công nghiệp Phong Điền nằm trên địa bàn thị trấn Phong Điền, huyện Phong Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế, được chính thức khởi công xây dựng vào năm 2015, trở thành một trong những khu công nghiệp phát triển đầu tiên của tỉnh Thừa Thiên Huế Khu công nghiệp Phong Điền với quy mô diện tích 400 ha và được dự kiến mở rộng lên đến 700 ha Tính tới đầu năm 2018, Khu công nghiệp Phong Điền đã có 3 nhà đầu tư kinh doanh hạ tầng với tổng vốn đăng kí là 1900 tỷ đồng Khu công nghiệp hỗn hợp đa ngành, công nghệ cao, hướng tới các ngành công nghiệp ít gây ô nhiễm như công nghiệp điện, điện tử công nghệ thông tin, chế biến nông – lâm – thủy sản, thực phẩm và

đồ uống, dệt may, vật liệu xây dựng, …

Vị trí khu công nghiệp cách thành phố Huế khoảng 30 km về phía Bắc, gần Quốc

lộ 1A và đường sắt Bắc - Nam Đồng thời cách Sân bay quốc tế Phú Bài khoảng 50 km, cách Cảng biển Chân Mây 80 km và cách Ga Huế khoảng 30 km Đây là một vị trí vô cùng thuận lợi cho việc giao thương phát triển với các vùng kinh tế trọng điểm và thuận lợi trong việc trao đổi hàng hóa [2]

Hình 1.1 Khu công nghiệp Phong Điền [2]

Khí hậu ở Phong Điền mang tính chất khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, chia làm hai mùa nắng, mưa rõ rệt Nền nhiệt độ cao với nhiệt độ trung bình năm đạt 20 ÷ 25 oC và

độ ẩm tương đối trung bình đạt 83 ÷ 87 % Kết cấu đất tương đối vững chắc, không có hiện tượng sụt lở bất thường phù hợp cho việc xây dựng nhà máy sản xuất

1.2 Nguồn nguyên liệu

Lúa mì có đặc điểm sinh trưởng và phát triển không phù hợp với các khu vực có khí hậu nhiệt đới, do đó nguyên liệu phục vụ sản xuất của nhà máy được nhập khẩu từ nước ngoài Với vị trí địa lý thuận lợi của khu công nghiệp cùng sự phát triển của tỉnh Thừa Thiên Huế tạo điều kiện cho việc nhập khẩu, vận chuyển nguyên liệu một cách thuận tiện và nhanh chóng

1.4 Điện

Khu công nghiệp Phong Điền được cấp điện từ lưới điện quốc gia Hệ thống đường dây 35 kV chạy qua khu công nghiệp với trạm biến áp 110/35/22 kV công suất 25 MVA

Lưới điện trung thế sử dụng điện áp 22 kV, có kết cấu mạch vòng nhưng vận hành hở,

sẽ được đi ngầm và xây dựng đến tận hàng rào của cơ sở công nghiệp [2]

1.5 Nước

Có hai nhà máy cấp nước là nhà máy Phong Thu có công suất 11000 m3/ngày đêm

và Hòa Bình Chương công suất 3000 m3/ngày đêm Nguồn cung cấp nước dài hạn được lấy từ sông Ô Lâu đảm bảo nguồn nước ổn định cho nhà máy Tại Khu công nghiệp Phong Điền có ống dẫn nước D500 với hệ thống bể nước điều hòa dung tích lớn và mạng lưới cấp nước đến chân tường rào khu đất nhằm đáp ứng mọi nhu cầu về nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt cho các doanh nghiệp [2]

Nhà máy sản xuất bột mì sử dụng nước chủ yếu để phục vụ trong sinh hoạt của cán

bộ công nhân viên và phòng cháy chữa cháy, ít dùng trong sản xuất nên lượng tiêu thụ nước không cao

1.6 Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải

Hệ thống thoát nước mưa và nước thải được xây dựng riêng biệt, nước mưa được thu gom qua hệ thống cống và thoát ra các sông trong khu vực Đường kính cống ngầm thoát nước mưa là 600 ÷ 1000 mm trên nguyên tắc tự chảy

Trạm xử lý nước thải của Khu công nghiệp có công suất 8500 m3/ngày đêm Đường kính cống thoát nước thải khoảng 300 ÷ 900 mm với hệ thống cống thoát ngầm bê tông cốt thép hoạt động theo nguyên tắc tự chảy có bổ sung một số trạm bơm chuyển tiếp Nước thải từ khu vực nhà máy sẽ được xử lý sơ bộ đến giới hạn tiêu chuẩn cho phép trước khi xả ra hệ thống cống thu gom của khu công nghiệp và được dẫn đến khu xử lý tập trung Sau khi được xử lý đạt tiêu chuẩn quy định sẽ xả trực tiếp vào mạng lưới thoát nước của khu vực [2]

1.7 Xử lý rác thải

Rác thải công nghiệp và sinh hoạt được thu gom hàng ngày, tiến hành phân loại chất thải rắn công nghiệp tại nguồn Các chất thải rắn công nghiệp nguy hại được đưa

đi xử lý tại khu xử lý chất thải rắn công nghiệp tập trung Còn chất thải thông thường sẽ

xử lý tại nhà máy xử lý rác thải Thủy Dương của thành phố Huế [2]

1.8 Cơ sở hạ tầng khác

Hệ thống cứu hỏa xây dựng các cột nước cứu hỏa được lắp đặt theo đường chính

và đường nhánh của khu công nghiệp Hệ thống thiết bị cùng với hệ thống nước phòng cháy chữa cháy được bố trí dọc hai bên đường để đảm bảo việc cứu hỏa được thuận tiện Thông tin liên lạc với hệ thống truyền dẫn thiết kế mạch vòng, đi ngầm theo các tuyến giao thông, kết hợp cung cấp các dịch vụ internet băng thông rộng,… Mạng lưới viễn thông hiện đại đạt tiêu chuẩn quốc tế đáp ứng đầy đủ và nhanh chóng mọi nhu cầu

về dịch vụ thông tin liên lạc trong và ngoài nước của nhà máy [2]

1.9 Nguồn nhân lực

Tỉnh Thừa Thiên Huế có dân số khoảng 1,1 triệu người với lực lượng lao động chiếm 54 % tổng dân số, đây là nguồn lao động dồi dào cho nhà máy Đồng thời, trong khu vực còn có nhiều nguồn nhân lực trình độ cao từ các trường Đại học, Cao đẳng trên địa bàn thành phố Huế và các tỉnh lân cận góp phần phát triển nhà máy Việc sử dụng nhân công tại tỉnh Thừa Thiên Huế sẽ giải quyết được lượng lớn công việc cho người dân địa phương

1.10 Thị trường tiêu thụ

Khu vực tỉnh Thừa Thiên Huế có nhu cầu bột mì khá cao, chủ yếu cung cấp cho nhà máy bánh kẹo Infoco – Huế, các cơ sở sản xuất bành mì như Đồng Tâm, Bảo Thạnh,…và phục vụ tiêu thụ hằng ngày của người dân trong vùng và các vùng lân cận Nhà máy bột mì được xây dựng tại Khu công nghiệp Phong Điền sẽ giải quyết được nhu cầu tiêu thụ tại khu vực đồng thời có thể mở rộng phát triển trên khắp cả nước

Khu công nghiệp Phong Điền nằm trên trục giao thông quan trọng Bắc – Nam, gần tuyến Quốc lộ 1A nối liền các tỉnh thành, giúp cho việc vận chuyển sản phẩm đến thị trường tiêu thụ trong tỉnh và trên cả nước được thuận tiện hơn

1.11 Kết luận

Từ việc tìm hiểu và nghiên cứu đặc điểm tự nhiên, cơ sở hạ tầng, nguồn nhân lực

và thị trường tiêu thụ,… thì việc xây dựng nhà máy sản xuất bột mì tại Khu công nghiệp Phong Điền, huyện Phong Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế là rất hợp lý và khả thi

Nhà máy bột mì sẽ đem lại nguồn lợi không nhỏ cho tỉnh Thừa Thiên Huế và cho đất nước, đồng thời giải quyết được vấn đề việc làm cho người lao động, góp phần nâng cao đời sống của nhân dân và phát triển nền kinh tế khu vực miền Trung

Hình 2.1 Lúa mì [4]

2.1.2 Nguồn gốc

Lúa mì có nguồn gốc từ Tây Nam Á, sau đó các loại lúa mì hoang dại được thuần dưỡng, việc trồng trọt lúa mì bắt đầu lan rộng ra khắp nơi Vào khoảng năm 3000 TCN, lúa mì xuất hiện tại Ethiopia, Ấn Độ, Ireland và Tây Ban Nha Khoảng một thiên niên

kỷ sau đó, lúa mì đã tới Trung Quốc Năm 1000 TCN, việc sử dụng sức lao động của gia súc như trâu, bò, ngựa,… trong cày bừa, trồng trọt nông nghiệp đã góp phần làm gia tăng sản lượng lúa mì Ngày nay, lúa mì là một trong những cây lương thực phổ biến nhất chỉ đứng sau lúa gạo và ngô, đồng thời là nguồn thực phẩm chính của hơn một nửa dân số trên thế giới [3]

2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới

Lúa mì là cây lương thực quan trọng nhất ở vùng ôn đới, chiếm một phần không thể thiếu trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người Diện tích trồng lúa mì trên thế giới ước tính hơn 500 triệu mẫu Anh (acre), lớn hơn bất kỳ loại cây trồng nào khác

Do sự phát triển dân số toàn cầu mà nhu cầu lương thực, cụ thể là lúa mì ngày càng tăng lên rõ rệt Bên cạnh đó, kỹ thuật canh tác được cải tiến cùng với việc sử dụng các

máy móc trong trồng trọt cũng giúp năng suất lúa mì ngày càng tăng Sự biến động về sản lượng và năng suất lúa mì trên thế giới qua các năm được thể hiện ở biểu đồ sau

Hình 2.2 Tổng sản lượng và năng suất lúa mì trên thế giới giai đoạn 1994 ÷ 2018 [5]

Khu vực sản xuất lúa mì lớn nhất là Châu Á, với sản lượng chiếm khoảng 43,6 % sản lượng của thế giới Các nước Châu Âu có sản lượng lúa mì chiếm 32,6 % và khu vực Châu Mỹ chiếm 17 % Trong năm 2018, các quốc gia sản xuất lúa mì hàng đầu thế giới gồm Trung Quốc, Ấn Độ, Liên Bang Nga, Mỹ, Pháp, Canada, …[5]

Theo Bộ nông nghiệp Mỹ (USDA) dự báo, trong niên vụ 2019/20, tổng sản lượng lúa mì thế giới sẽ đạt 765,41 triệu tấn tăng 34,06 triệu tấn so với niên vụ trước Nhu cầu tiêu thụ lúa mì toàn cầu cũng đạt mức cao, khoảng 735,76 triệu tấn tăng 17,2 triệu tấn

Quá trình phát triển của lúa mì được biểu diễn ở hình 2.3 dưới đây gồm các giai đoạn: Nảy mầm đến khi trồi lên (E); giai đoạn sinh trưởng 1 (GS1) từ trồi lên đến đỉnh kép; giai đoạn sinh trưởng 2 (GS2) từ đỉnh kép phát triển thành phản bào và giai đoạn sinh trưởng 3 (GS3) gồm giai đoạn kết hạt, từ khi tạo vỏ đến khi trưởng thành Sự thành thục sinh lý được xác định là thời gian lá cờ và gai chuyển sang màu vàng Khoảng thời gian của mỗi giai đoạn phụ thuộc kiểu gen, nhiệt độ, độ dài ngày và ngày gieo hạt [8]

Hình 2.3 Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa mì [8]

2.1.4.2 Phân loại

Lúa mì có thể được phân loại theo nhiều chỉ tiêu khác nhau: dựa vào mùa phát triển của chúng có 2 loại là lúa mì mùa đông và lúa mì mùa xuân; theo hàm lượng gluten gồm lúa mì cứng (nhiều protein) và lúa mì mềm (nhiều tinh bột); hay theo màu của hạt

có các loại đỏ, trắng, hổ phách

Các loài lúa mì chính được gieo trồng:

- Lúa mì thông thường (Triticum aestivum): Loài lục bội (2n = 42), lúa mì mềm,

được gieo trồng nhiều nhất trên thế giới

- Lúa mì cứng (Triticum durum): Dạng tứ bội (2n = 28), được sử dụng rộng rãi và

là loài lúa mì được trồng nhiều thứ hai

- Lúa mì Einkorn (Triticum monococcum): Loài lưỡng bội (2n = 14), là loại lúa mì

thuần dưỡng từ loài hoang dại và được trồng từ thời tiền sử

- Lúa mì Emmer (Triticum dicoccon): Dạng tứ bội (2n = 28), được gieo trồng từ

thời cổ đại nhưng ngày nay không còn được sử dụng rộng rãi

- Lúa mì Spenta (Triticum spelta): Loài lục bội (2n = 42), được gieo trồng với số

lượng hạn chế [3]

Trong các loại trên, phổ biến hơn cả là lúa mì mềm và lúa mì cứng, được gieo trồng rộng rãi nhằm cung cấp lương thực cho con người

a) Lúa mì mềm (Triticum Vulgare Host hay Triticum aestivum)

Lúa mì mềm có diện tích trồng lớn nhất với khoảng 86 ÷ 89 % diện tích trồng lúa

mì của thế giới Có các giống lúa có râu và không có râu, râu lúa mì không dựng theo chiều bông lúa mà hơi ngả ra xung quanh

Hạt lúa có dạng bầu dục, màu trắng ngà hoặc màu hung Lúa mì mềm có các dạng nội nhũ trong hoàn toàn, đục hoàn toàn hoặc nửa trong nửa đục Vỏ trấu của lúa không bao chặt lấy hạt, vì vậy khi đập lúa hạt rất dễ thoát ra khỏi vỏ trấu [9]

Lúa mì mềm được trồng ở những vùng có lượng mưa cao và độ phì nhiêu của đất thấp góp phần tạo nên giống lúa có lượng protein thấp và hàm lượng tinh bột cao, được

sử dụng trong làm bánh mì, bánh bông lan, cookie

Hình 2.4 Lúa mì mềm [10]

b) Lúa mì cứng (Triticum Durum Desf)

Lúa mì cứng được trồng nhiều thứ hai trên thế giới, chiếm 11 ÷ 13 % diện tích trồng lúa mì trên toàn cầu Bông lúa có râu ở cuối hạt và râu lúa mì khá dài, dựng theo chiều của bông Hạt lúa có dạng thuôn dài, có màu vàng rơm hoặc màu hung đỏ Độ trắng trong của lúa mì cứng rất cao, khoảng 95 ÷ 100 % [9]

Lúa mì cứng được trồng chủ yếu ở nơi có lượng mưa thấp, đất đai màu mỡ Hạt lúa có hàm lượng protein cao, hàm lượng gluten ướt khoảng 27 % và có ít tinh bột hơn lúa mì mềm Lúa mì cứng được sử dụng trong sản xuất mì sợi spaghetti, pasta,…

Hình 2.5 Lúa mì cứng [11]

Ở Việt Nam, nguyên liệu dùng để sản xuất bột mì thường sử dụng lúa mì mềm

Triticum aestivum L., hạt lúa có màu xanh sáng và dạng hình trứng

2.1.5 Cấu tạo hạt lúa mì

Hình 2.6 Cấu tạo bên trong của hạt lúa mì [12]

Hạt lúa mì có hình gần bầu dục, có một rãnh sâu nằm dọc theo hạt Cấu tạo bên trong của hạt gồm 3 phần chính: vỏ, nội nhũ và phôi Vỏ lúa mì gồm có vỏ ngoài (vỏ quả) và vỏ trong (vỏ hạt) Phía ngoài của nội nhũ là lớp aleurone Nội nhũ gồm các tế bào lớn chứa đầy các hạt tinh bột

2.1.5.1 Vỏ

Lớp vỏ lúa mì chiếm khoảng 8,08 ÷ 10,80 % khối lượng hạt, có tác dụng bảo vệ phôi và nội nhũ nhằm tránh các tác động cơ học và hóa học từ môi trường bên ngoài Thành phần cấu tạo lớp vỏ lúa mì không chứa SiO2 như lúa gạo Vỏ lúa mì gồm 2 phần:

vỏ quả và vỏ hạt

+ Vỏ quả: gồm vài lớp tế bào chiếm 4 ÷ 6 % khối lượng toàn hạt Thành phần chủyếu của vỏ quả gồm cellulose, hemicellose và lignin, chúng thường không có giá trị dinh dưỡng nên cần loại bỏ lớp vỏ trong quá trình sản xuất bột mì

+ Vỏ hạt: chiếm khoảng 2 ÷ 2,5 % khối lượng hạt Cấu tạo vỏ hạt gồm: lớp biểu

bì dày bên ngoài, lớp trung bì, nội bì, lớp tế bào hình ống chứa sắc tố, chủng bì (hay vỏ lụa của hạt) và trong cùng là lớp biểu bì mỏng Vỏ hạt của lúa mì rất bền và dai nên khó bóc vỏ khi dùng lực xay xát khô Vì vậy, cần gia ẩm và ủ ẩm khối hạt trước khi đưa vào quá trình nghiền để làm mềm lớp vỏ, giúp nghiền hạt dễ dàng hơn [13]

2.1.5.2 Lớp aleurone

Là lớp tế bào có kích thước khoảng 50 µm với thành dày 3 ÷ 4 µm, nằm phía trong các lớp vỏ Lớp aleurone chứa nhiều chất dinh dưỡng bao gồm protein, lipid, các

enzyme, vitamin (B1, B2, B3, PP,…) và các khoáng chất Trong quá trình sản xuất bột

mì, có thể gia ẩm nhiệt cho hạt lúa nhằm chuyển các chất dinh dưỡng từ lớp aleurone vào nội nhũ để tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm bột mì [13]

2.1.5.3 Nội nhũ

Nội nhũ chiếm khoảng 82 % khối lượng toàn hạt lúa mì, đây là phần chủ yếu dùng

để sản xuất bột mì Nội nhũ được cấu tạo từ các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột (chiếm khoảng 72 ÷ 82 %) và các cấu tử protein (chiếm 13 ÷ 15 %), ngoài

ra chúng còn có một ít lipid, muối khoáng và vitamin

Bột mì được sản xuất từ nội nhũ sẽ có màu trắng đẹp và mịn Nếu bột có chứa các

tế bào của lớp aleurone thì có màu trắng ngà, chứa nhiều dinh dưỡng hơn nhưng dễ có mùi ôi và xỉn màu, đồng thời khó bảo quản trong thời gian dài do tác động của lipid và các enzyme trong lớp aleurone [13]

2.1.5.4 Phôi

Khi hạt nảy mầm, phôi sẽ phát triển thành cây con do trong phôi chứa khá nhiều chất dinh dưỡng Thành phần hóa học của nó chủ yếu gồm protein, các glucid hòa tan, lipid, ngoài ra phần lớn lượng enzyme của hạt đều tập trung trong phôi Khối lượng phôi chiếm khoảng 2,5 ÷ 3,5 % khối lượng toàn hạt Các enzyme và chất béo trong phôi sẽ làm giảm thời gian bảo quản lúa mì nên cần loại bỏ trong quá trình sản xuất

2.1.6 Thành phần hóa học

Thành phần hóa học của hạt lúa mì khá đa dạng và phong phú, cung cấp nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con người như protein, tinh bột, chất béo, vitamin và các muối khoáng Tỷ lệ các thành phần hóa học của lúa mì được thể hiện ở bảng 2.1 dưới đây

Bảng 2.1 Thành phần hóa học trung bình của lúa mì (%) [9]

địa phương trồng trọt, điều kiện thời tiết khí hậu, còn chất lượng gluten phụ thuộc vào giống và điều kiện trồng trọt

Ngoài ra, thành phần hóa học của lúa mì cũng phân bố không đồng đều trong các

bộ phận của hạt Phần lớn tinh bột và protein đều tập trung ở nội nhũ, còn vitamin và các chất khoáng thì chứa chủ yếu ở lớp aleurone và vỏ hạt

2.1.6.1 Protein

Trong hạt lúa mì, hàm lượng protein chiếm 9,6 ÷ 25 % khối lượng toàn hạt, các nitơ phi protein chiếm một lượng nhỏ khoảng 0,03 ÷ 0,06 % Các điều kiện canh tác, đặc biệt là độ phì nhiêu của đất có ảnh hưởng rất lớn đến hàm lượng protein của hạt cũng như năng suất hạt Hàm lượng gluten trung bình trong lúa mì khoảng 25 ÷ 35 % phụ thuộc chủ yếu vào giống và chất lượng lúa mì, đây là thành phần có ý nghĩa rất quan trọng của bột mì [9]

Protein của lúa mì bao gồm albumin, globulin, gliadin và glutenin Trong đó gliadin và glutenin chiếm 75 % hàm lượng protein của lúa mì, chúng cũng là thành phần chủ yếu của gluten bột mì Gliadin đặc trưng cho độ giãn, còn glutenin đặc trưng cho độ đàn hồi của bột nhào, nhờ đó mà bột mì có thể dùng để làm bánh mì Các protein này không tan trong nước, mà ở trạng thái ngậm nước chúng tạo ra một khuôn hoặc màng mỏng rất chắc, đàn hồi, có tính cố kết cao và chịu được kéo căng Ngoài ra, do glutenin

có tính ưa béo bề mặt cao và có khả năng liên hợp với các hợp phần lipid nên tạo được màng mỏng không thấm khí, có vai trò rất lớn trong sản xuất bánh mì và mì sợi [14] Bên cạnh đó, lúa mì có khoảng 20 acid amin khác nhau, trong đó chứa tất cả các acid amin không thay thế Phôi lúa mì chứa nhiều leucine, còn trong nội nhũ có chứa leucine và phenylalanin

2.1.6.2 Glucid

Trong thành phần glucid của lúa mì, tinh bột chiếm chủ yếu với khoảng 60 ÷ 75 % khối lượng toàn hạt Hạt tinh bột có 2 dạng khác nhau: các hạt hình bầu dục có kích thước lớn 25 ÷ 40 µm, hạt dạng hình cầu nhỏ hơn với kích thước khoảng 5 ÷ 10 µm; các hạt tinh bột nhỏ chiếm 88 % tổng số tinh bột trong lúa mì Tinh bột lúa mì thường chứa

20 ÷ 30 % amylose và 70 ÷ 80 % amylopectin Nhiệt độ hồ hóa tinh bột trong khoảng

65 ÷ 75 oC Ngoài ra, lúa mì còn có các đường khử, saccharose và maltose [15]

2.1.6.3 Lipid

Phần lớn chất béo của lúa mì tập trung ở phôi và lớp vỏ, lớp aleurone Chất béo trong hạt lúa chiếm khoảng 1,42 ÷ 3,20 % trong tổng khối lượng hạt Trong đó khoảng 0,82 ÷ 1,44 % lượng chất béo chứa ở nội nhũ, trong các lớp vỏ và lớp aleurone của hạt

có khoảng 3,86 ÷ 6,78 % lượng chất béo, còn lượng chất béo của phôi hạt chiếm khoảng 7,14 ÷ 15,8 % [9]

Chất béo của lúa mì gồm các acid béo no và không no với hàm lượng dao động khác nhau được thể hiện ở bảng sau

Bảng 2.2 Hàm lượng các acid béo của lúa mì (% lượng acid béo) [9]

Các acid béo Trong chất béo của nội nhũ Trong chất béo của phôi

Các vitamin chứa trong hạt lúa mì gồm: vitamin A, H, E, vitamin nhóm B, trong

đó các vitamin B1, PP, E chiếm nhiều nhất Ở phôi hạt lúa mì tập trung chủ yếu vitamin

A, B1, B2, E, PP, còn các vitamin B6, H, K chứa nhiều trong vỏ và lớp aleurone

Chất khoáng trong hạt lúa mì khoảng 1,5 ÷ 2,6 %, phân bố không đồng đều trong các phần khác nhau của hạt Vỏ và phôi lúa mì chứa nhiều chất khoáng hơn cả bao gồm:

P, Mg, K và Ca [9]

Các bộ phận chứa nhiều vitamin, chất khoáng của hạt đều bị loại bỏ trong quá trình xay xát và tinh chế như cám và mầm, do đó trong bột mì trắng tương đối nghèo khoáng chất và vitamin so với bột mì nguyên hạt

2.1.6.6 Enzyme

Trong thời kỳ chín của hạt lúa mì, enzyme tham gia vào quá trình tổng hợp các chất phức tạp, còn trong thời gian bảo quản, các enzyme xúc tác cho quá trình phân hủy hợp chất phức tạp thành các chất đơn giản Enzyme trong lúa mì chủ yếu là các enzyme thủy phân như α, β – amylase, protease, lipase, … và các enzyme oxy hóa khử gồm lipoxydase, phitase, …

2.1.7 Các biến đổi trong quá trình bảo quản

2.1.7.1 Quá trình hô hấp

Trong quá trình bảo quản, hạt lúa mì vẫn tiếp tục hô hấp như mọi cơ thể sống khác

Khi hô hấp, các chất dinh dưỡng bị oxy hóa tạo ra năng lượng, một phần cung cấp cho

tế bào để duy trì sự sống, phần lớn còn lại thoát ra ngoài môi trường Sau khi hạt tách ra khỏi cây, tổn thất chất dinh dưỡng do hô hấp không được bù đắp nên khối lượng chất khô sẽ giảm xuống, đối với hạt lúa mì thì hô hấp làm tiêu hao tinh bột là chủ yếu Cường độ hô hấp của lúa mì bị ảnh hưởng bởi những yếu tố bên ngoài như nhiệt

độ, độ ẩm, mức độ thông thoáng của khối hạt, sâu hại, vi sinh vật và yếu tố bên trong như cấu tạo và trạng thái sinh lý của hạt lúa mì

Các ảnh hưởng của quá trình hô hấp đối với hạt lúa mì:

+ Làm tổn hao vật chất khô, tăng độ ẩm của khối hạt và độ ẩm của không khí trongkho do đó làm thay đổi thành phần không khí và tăng nhiệt độ của lô nguyên liệu + Các hạt lúa hấp thụ hơi nước nên làm độ ẩm của nguyên liệu tăng lên, tạo điềukiện cho vi sinh vật và trùng bọ phát triển mạnh làm hư hỏng lúa mì

+ Do khối hạt dẫn nhiệt kém và tính ủ nhiệt lớn nên nhiệt lượng sinh ra khôngthoát ra ngoài được, tích tụ lại dẫn đến quá trình tự bốc nóng [16]

2.1.7.2 Quá trình tự bốc nóng

Do quá trình hô hấp sinh ra nhiệt, đồng thời độ dẫn nhiệt của khối hạt kém nên lượng nhiệt này thoát ra chậm dẫn đến quá trình tự bốc nóng Các giai đoạn của quá trình tự bốc nóng bao gồm:

+ Giai đoạn 1: nhiệt độ tăng đều và chậm đến khoảng 25 ÷ 28 oC, hạt chưa có mùi

lạ, trạng thái phát triển bình thường Số lượng vi sinh vật tăng lên chủ yếu là nấm mốc

và vi khuẩn herbicola

+ Giai đoạn 2: hạt hô hấp mạnh, nhiệt độ tăng lên đến 34 ÷ 38 oC, xuất hiện mùi

lạ, hạt có mùi khét Trên phôi hạt xuất hiện các khuẩn lạc của nấm mốc, đồng thời lượng

vi khuẩn bắt đầu giảm

+ Giai đoạn 3: nhiệt độ tăng rất nhanh lên đến 50 oC, hạt có mùi khét, vỏ hạt bịđen Nấm mốc giảm và bắt đầu tích tụ cầu khuẩn, các nha bào của vi sinh vật ưa nhiệt Quá trình tự bốc nóng không những làm giảm màu sắc, mùi vị, độ tản rời và độ nảy mầm mà còn làm thay đổi thành phần hóa học của hạt Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bốc nóng gồm hoạt động sinh lý của khối hạt, khả năng cách ẩm và cách nhiệt của kho, mức độ thông thoáng [16]

2.1.7.3 Quá trình chín sau thu hoạch

Là quá trình xảy ra đối với hạt vừa mới thu hoạch, làm thay đổi một số chỉ số về chất lượng và tỷ lệ nảy mầm của hạt Trong quá trình này, một lượng chất hữu cơ phân

tử thấp sẽ chuyển đổi thành các chất hữu cơ cao phân tử như: chuyển hóa acid amin thành protein, đường chuyển hoá thành tinh bột, glyxerin và acid béo biến đổi thành chất béo,… Bên cạnh đó, thời gian chín sau thu hoạch còn phụ thuộc vào điều kiện bảo quản

hạt như độ ẩm của hạt, độ ẩm tương đối của không khí, nhiệt độ và thành phần không khí trong kho bảo quản [16]

2.1.7.4 Quá trình nảy mầm

Điều kiện để hạt nảy mầm là cần có đủ lượng nước nhất định, trong môi trường có nhiệt độ và thoáng khí thích hợp Khi hạt nảy mầm thì hoạt độ của các chất lên men tăng lên, đặc biệt là các amylase làm thủy phân tinh bột thành đường nên giảm hàm lượng chất khô của hạt Đồng thời quá trình này làm giảm phẩm chất hạt đáng kể, có thể gây hỏng hoàn toàn khối hạt [16]

2.1.8 Các phương pháp bảo quản nguyên liệu

 Bảo quản ở trạng thái thoáng

Để khối hạt tiếp xúc với môi trường không khí nhằm điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm trong kho một cách kịp thời Kho bảo quản phải thoáng, kín và có hệ thống thông hơi hợp lý Có 2 phương pháp bảo quản gồm:

- Phương pháp thông gió tự nhiên: lợi dụng thiên nhiên để thông gió

- Phương pháp thông gió tích cực: sử dụng máy móc để thông gió

 Bảo quản kín

Đình chỉ sự trao đổi không khí giữa nguyên liệu với môi trường bên ngoài, giữ cho khối hạt luôn ở trạng thái an toàn Đây là phương pháp bảo quản trong điều kiện thiếu oxy để hạn chế sự hô hấp của hạt đồng thời khống chế sự phát triển của vi sinh vật và côn trùng Kho bảo quản phải kín hoàn toàn không khí bên ngoài không thể xâm nhập được, có hệ thống đảm bảo chống nóng, chống ẩm tốt và phẩm chất của hạt ban đầu phải đảm bảo tiêu chuẩn, chất lượng quy định

 Bảo quản ở trạng thái lạnh

Phương pháp này sử dụng nhiệt độ thấp để làm tê liệt các hoạt động của vi sinh vật, côn trùng, đồng thời làm suy yếu hoạt động sống của khối hạt giúp nguyên liệu không bị hư hỏng Phương pháp này cần phải hạ nhiệt độ của khối hạt xuống mức độ nhất định, càng thấp càng tốt Có 2 cách làm lạnh phổ biến là làm lạnh tự nhiên và làm lạnh nhân tạo Làm lạnh tự nhiên là lợi dụng nhiệt độ thấp của không khí môi trường để

hạ thấp nhiệt độ khối hạt bằng cách thông gió tích cực, còn làm lạnh nhân tạo tức là sử dụng những kho lạnh hoặc kho có điều hòa giữ ở nhiệt độ nhất định của khối hạt

 Bảo quản bằng phương pháp hóa học

Sử dụng thuốc hóa học để bảo quản với nồng độ nhất định, tùy theo từng loại thuốc, từng loại nguyên liệu và trạng thái của hạt Các hoá chất có tác dụng kìm hãm hoạt động sống của khối hạt, tiêu diệt mọi hoạt động của sâu mọt, vi sinh vật và các loài gặm nhấm khác đồng thời phải đảm bảo sức khỏe con người, không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Hóa chất thường dùng như Cloropicrin, Dicloroetan, Bekaphot,… [17]

2.2 Sản phẩm bột mì

Bột mì là sản phẩm được chế biến từ hạt lúa mì thông thường Triticum aestivum

L., hoặc từ lúa mì Triticum compactum Host, hoặc hỗn hợp của chúng bằng cách xay

hoặc nghiền mà trong quá trình này vỏ cám được tách ra, phần còn lại được nghiền nhỏ tới độ mịn thích hợp [18]

từ toàn bột hạt lúa gồm cám, nội nhũ và mầm Còn bột mầm là loại bột được làm từ nội nhũ và mầm, không bao gồm cám [19]

2.2.2 Thành phần hóa học

Bột mì là một trong những nguồn nguyên liệu quan trọng trong bữa ăn của con người, cung cấp nhiều chất dinh dưỡng thiết yếu cho con người Trong bột mì có đa dạng các chất dinh dưỡng như tinh bột, chất béo, protein, vitamin và chất khoáng Trong bảng 2.3 dưới đây biểu diễn hàm lượng các chất dinh dưỡng trong bột mì

Bảng 2.3 Giá trị dinh dưỡng trong 100 g bột mì [19]

Carbohydrates

- Đường

- Chất xơ

72,57 g 0,41 g 12,2 g

2.2.3.1 Yêu cầu chung

- Bột mì và mọi thành phần bổ sung phải an toàn và thích hợp cho người tiêu dùng

- Bột mì không được có mùi, vị lạ và không được chứa côn trùng sống.

- Bột mì phải không được lẫn tạp chất (tạp chất có nguồn gốc từ động vật, kể cảxác côn trùng) với lượng có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người [18]

2.2.3.2 Yêu cầu cụ thể

- Độ ẩm của bột mì tối đa 15,5 % tính theo khối lượng Giới hạn độ ẩm cũng cóthể quy định ở mức thấp hơn ở một số nơi do ảnh hưởng của khí hậu, thời gian vận chuyển và bảo quản

- Các thành phần không bắt buộc có thể được bổ sung vào bột mì với số lượng cầnthiết vì mục đích công nghệ như các sản phẩm malt có hoạt tính enzyme hoặc sản xuất

từ lúa mì, lúa mạch đen hay từ lúa mạch, gluten bột mì có hoạt lực, bột đậu tương và bột thuộc họ đậu [18]

- Các yêu cầu về các thành phần của bột mì:

Enzyme

Enzym amylaza từ Aspergillus niger

Enzym amylaza từ Aspergillus oryzae

Enzym phân giải protein từ Bacillus subtilis

Enzym phân giải protein từ Aspergillus oryzae

Clo dioxit dùng cho các sản phẩm bánh có dùng men

- Bột mì phải tuân thủ giới hạn tối đa cho phép theo qui định của Codex về dưlượng thuốc trừ sâu và độc tố vi nấm

c) Vệ sinh

- Ở một chừng mực có thể theo thực hành sản xuất tốt (GMP), sản phẩm khôngđược có các tạp chất không mong muốn Khi thử nghiệm bằng các phương pháp lấy mẫu

và kiểm tra thích hợp, sản phẩm phải đạt các yêu cầu:

+ Không được chứa các vi sinh vật với lượng có thể gây hại đến sức khỏe của conngười

+ Không chứa ký sinh trùng có thể gây bệnh cho con người

+ Không được chứa bất kỳ một chất nào có nguồn gốc từ vi sinh vật với lượng cóthể gây hại đến sức khỏe con người

d) Bao gói – Ghi nhãn

- Bột mì phải được đóng gói trong bao bì đảm bảo vệ sinh, dinh dưỡng, công nghệ

và đặc tính cảm quan của sản phẩm

- Bao bì (bao gồm cả vật liệu bao gói) được làm bằng chất liệu đảm bảo an toàn vàthích hợp với mục đích sử dụng Chúng không được thôi nhiễm bất kỳ chất độc hoặc mùi, vị không mong muốn nào vào sản phẩm

- Sản phẩm được đóng gói trong các bao bì sạch, bền và chắc chắn hoặc kín

- Ghi nhãn sản phẩm bột mì tuân thủ theo các quy định ghi nhãn sản phẩm thựcphẩm thông thường, tên sản phẩm phải ghi rõ trên nhãn là “Bột mì”

- Ghi nhãn bao bì không dùng để bán lẻ: thông tin đối với các vật chứa không dùng

để bán lẻ phải ghi ngay trên vật chứa hoặc để trong các tài liệu kèm theo, ngoại trừ tên sản phẩm, thông số của lô hàng, tên và địa chỉ của nhà sản xuất hoặc đóng gói có thể thay bằng ký hiệu nhận dạng với điều kiện là ký hiệu đó có thể nhận biết rõ ràng cùng với tài liệu kèm theo [18]

2.2.4 Các tiêu chuẩn quốc tế

2.2.4.1 Tiêu chuẩn bột mì ở Liên minh Châu Âu

Theo thống kê, Liên minh Châu Âu sản xuất được 45 triệu tấn lúa mì mềm mỗi năm Đồng thời có hơn 600 loại bột mì chất lượng cao nhằm đáp ứng nhu cầu ngày đa dạng và phong phú của người tiêu dùng trên khắp thế giới

Do đó, tiêu chuẩn kỹ thuật của mỗi loại bột mì cũng khác nhau phụ thuộc vào yêu cầu sử dụng, điều kiện khí hậu và kỹ thuật canh tác ở từng vùng trồng trọt Dưới đây là những chỉ tiêu chất lượng của bột mì ở các nước có sản lượng múa mì lớn trong Liên minh Châu Âu bao gồm các nước Pháp, Italia và Áo

+ Tiêu chuẩn bột mì ở Pháp:

Bảng 2.5 Yêu cầu kỹ thuật về chất lượng bột mì ở Pháp [20]

Mẫu bột

mì

Độ ẩm tối đa

“65” 16 % 0,62 0,75 Bột mì trắng

Làm bánh mì truyền

thống Mẫu

Bột mì bán hoàn chỉnh Làm bánh mì hữu cơ Mẫu

Bột mì bán hoàn chỉnh Mẫu

Bột mì hoàn chỉnh

Làm bánh mì nguyên

cám + Chỉ tiêu chất lượng bột mì ở Italia:

Bảng 2.6 Yêu cầu kỹ thuật về chất lượng bột mì ở Italia [20]

(%)

Độ tro tối

đa (%)

Hàm lượng protein (N x 5,70)

+ Chỉ tiêu chất lượng bột mì ở Áo

Bảng 2.7 Yêu cầu kỹ thuật về chất lượng bột mì ở Áo [20]

Tối thiểu Tối đa Tiêu

chuẩn Tối đa

2.2.4.2 Tiêu chuẩn bột mì ở Đông Phi

Châu Phi cũng là một trong những khu vực trồng nhiều lúa mì trên thế giới, đồng thời để đáp ứng nhu cầu trong khu vực và xuất khẩu ra nước ngoài, bột mì ở Đông Phi cũng có các thông số kỹ thuật phù hợp với châu Phi cũng như tiêu chuẩn toàn cầu

Bảng 2.8 Yêu cầu kỹ thuật về chất lượng bột mì ở Đông Phi [21]

Các loại bột mì

Độ ẩm tối đa (%)

Hàm lượng chất xơ tối đa (%)

Tổng hàm lượng tro tối

đa (%)

Hàm lượng protein tối thiểu (%)

Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1 Lựa chọn phương pháp sản xuất

Hạt lúa mì cấu tạo phần bụng có rãnh kéo dài dọc theo chiều dài hạt nên việc làm sạch bề mặt hạt là rất khó thực hiện và làm sạch triệt để Nếu không được làm sạch tốt

sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm bột mì Đồng thời phần vỏ hạt lúa mì nếu không được loại bỏ hết sẽ gây xấu màu sắc của bột và giảm giá trị dinh dưỡng của bột mì Phần phôi của lúa mì với hàm lượng chất béo cao nên dễ bị oxy hóa làm cho bột có vị đắng và có mùi ôi khó chịu Từ các tác hại của tạp chất đến chất lượng bột mì cho thấy việc làm sạch hạt lúa mì trước khi đưa vào sản xuất là rất quan trọng Có nhiều phương pháp để làm sạch hạt, chủ yếu là hai phương pháp sản xuất sau:

bể ngâm, nhiệt độ nước ngâm và lượng nước tiêu hao trong quá trình ngâm hạt

3.1.1.2 Ưu, nhược điểm của phương pháp

 Ưu điểm:

+ Hạt được làm sạch triệt để hơn các phương pháp khác

+ Các phần tử khoáng, bùn đất, vi sinh vật bám trên bề mặt hạt và cả bên trongrãnh hạt đều được loại bỏ hoàn toàn

+ Các tạp chất nhẹ, bụi bẩn cũng được tách ra trong quá trình rửa nguyên liệu.+ Giúp làm tăng độ ẩm của khối hạt, làm vỏ hạt trở nên dai hơn, nội nhũ mềm hơnthuận lợi cho quá trình tách vỏ và nghiền hạt tiếp theo

 Nhược điểm:

+ Quy trình công nghệ sản xuất phức tạp, cần nhiều thiết bị cho quá trình sản xuất.+ Tiêu tốn lượng lớn nước sạch để ngâm hạt và tốn kém nhiều năng lượng cho quátrình làm sạch

+ Thời gian sản xuất dài hơn

+ Cần tốn thêm chi phí để xử lý nước thải của nhà máy, đồng thời có thể gây ônhiễm môi trường [22]

3.1.2 Làm sạch bằng phương pháp khô

3.1.2.1 Nguyên tắc

Làm sạch hạt dựa vào sự ma sát giữa các hạt với nhau và giữa hạt với các thiết bị làm sạch Mức độ làm sạch hạt lúa mì phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của thiết bị và chế

độ làm việc của máy

Bề mặt làm sạch của thiết bị có các dạng đá nhám, kim loại, bàn chải,… Bề mặt nhám tác dụng lên hạt mạnh hơn, giúp loại bỏ một phần vỏ, râu và lớp aleurone ngoài của hạt Bề mặt cọ vỏ bằng kim loại tác dụng lên bề mặt hạt yếu hơn nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả làm sạch nguyên liệu lúa mì

3.1.2.2 Ưu, nhược điểm của phương pháp

 Ưu điểm

+ Phương pháp sản xuất đơn giản, dễ thực hiện

+ Thời gian sản xuất ngắn, tiết kiệm thiết bị, máy móc

+ Giúp làm giảm được độ tro của hạt do đã loại bỏ những bụi khoáng ra khỏi bềmặt hạt, đồng thời loại bỏ một phần phôi và vỏ

 Nhược điểm

+ Quá trình làm sạch tác dụng mạnh lên bề mặt hạt có thể làm mất đi một phần nộinhũ, lúc này các vi sinh vật và bụi bẩn sẽ bám vào gây ảnh hưởng đến chất lượng bột và hiệu suất thu hồi bột

+ Khi cọ vỏ dễ làm gãy hạt lúa dẫn đến sự xâm nhập của vi sinh vật vào nguyênliệu làm giảm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm [22]

3.1.3 Kết luận

Các phương pháp sản xuất bột mì đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng khác nhau Tuy nhiên với yêu cầu lựa chọn quy trình công nghệ sản xuất cho nhà máy đơn giản và tối ưu hóa thì quy trình sản xuất làm sạch bằng phương pháp khô là phù hợp nhất Với phương pháp làm sạch khô sẽ giúp đơn giản hóa dây chuyền công nghệ từ đó giảm chi phí đầu tư ban đầu, đồng thời phương pháp khô đảm bảo nguyên liệu được làm sạch tối đa đáp ứng yêu cầu sản xuất của sản phẩm bột mì Bên cạnh đó, làm sạch bằng phương pháp khô cũng phù hợp với trình độ kỹ thuật sản xuất của nước ta hiện nay Như vậy, lựa chọn quy trình làm sạch nguyên liệu bằng phương pháp khô cho nhà máy sản xuất bột mì và từ đó đưa ra dây chuyền sản sản xuất bột mì theo phương pháp khô phù hợp

3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột mì

Từ việc nghiên cứu và tham khảo các nhà máy sản xuất bột mì trong và ngoài nước

để lựa chọn sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột mì theo phương pháp khô phù hợp đối với nhà máy Sơ đồ quy trình sản xuất bột mì được biểu diễn ở hình 3.1 sau đây

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột mì

3.3 Thuyết minh quy trình

Quy trình công nghệ sản xuất thực phẩm cần đáp ứng các yêu cầu sau:

- Đảm bảo tính liên tục trong quá trình sản xuất, tránh sự gián đoạn đồng thời cáccông đoạn sản xuất được cơ giới hóa, tự động hóa nhằm tiết kiệm nhân công

- Sử dụng nguyên liệu tới mức tối đa một cách hợp lý, có hiệu suất cao đồng thờitiết kiệm chi phí nguyên liệu nhưng vẫn đáp ứng chất lượng thành phẩm cao nhất

Tách đáLưu lượng kế

Van xoaySilo ủ ẩm IIVít tảiGia ẩm II

Lưu lượng kếSilo ủ ẩm IVít tảiGia ẩm IGàu tải

Vít tảiGàu tải

Chọn hạt

Gàu tải

Bảo quảnĐóng baoCân định lượngSilo chứa bột

Sàng kiểm tra

Hệ nghiền và sàngCân định lượngKênh quạt hút IIIXát hạt

Silo chứa bột thành phẩmMáy diệt trứng sâu

Vít tải

- Phế liệu sau khi chế biến phải được xử lý phù hợp, có thể sử dụng cho việc sảnxuất các sản phẩm phụ của nhà máy

Quá trình sản xuất bột mì có thể phân chia thành các khâu sản xuất sau:

3.3.2 Làm sạch lần 1

Từ các silo chứa hạt đã làm sạch, lúa mì sẽ đi qua lưu lượng kế rồi chuyển đến nam châm II để loại thêm một phần tạp chất kim loại Sau đó, nguyên liệu sẽ đi qua cân định lượng rồi tiếp tục được làm sạch tạp chất, loại bỏ các hạt lép, hạt vỡ và đá sỏi nhờ sàng tạp chất II và kênh quạt hút Tại kênh quạt hút II lúa mì được chia thành 2 dòng nguyên liệu: dòng lúa nặng có lẫn đá, sạn được chuyển đến máy tách đá để thu lại lúa

mì và dòng lúa nhẹ sẽ đưa đến máy chọn hạt để tách bỏ các hạt không đạt yêu cầu Các hạt thu được sau khi tách đá và chọn hạt được chuyển qua lưu lượng kế

3.3.3 Xử lý nguyên liệu

Lúa mì tiếp tục được chuyển đến máy gia ẩm I để làm ẩm nguyên liệu, độ ẩm ban đầu của lúa mì là 14,5 % tăng lên đến 16 % Sau đó, nguyên liệu được ủ tại silo ủ ẩm I, rồi tiếp tục chuyển đến lưu lượng kế và máy gia ẩm II Độ ẩm lúa mì tăng đến 17 % sau

đó nguyên liệu được chuyển đến silo ủ ẩm II

3.3.4 Làm sạch lần 2

Từ silo ủ ẩm, lúa mì được vận chuyển đến máy xát hạt nhờ các gàu tải và vít tải Tại đây, hạt được loại bỏ vỏ rồi đưa qua nam châm III để làm sạch kim loại lần cuối và chuyển đến cân định lượng để xác định khối lượng nguyên liệu trước khi đưa vào hệ thống nghiền sàng