Đề tài Tổng quan thiết kế phân xưởng sản xuất phở ăn liền

TỔNG QUAN Giới thiệu về phở ăn liền Phở là một món ăn truyền thống đặc sắc và phổ biến của người Việt Nam. Món phở có mặt từ Nam tới Bắc với nhiều hương vị khác nhau tùy từng vùng miền. Phở phổ biến và hấp dẫn người ăn vì nước súp có hương vị rất ngon do được làm từ nhiều loại nguyên liệu và gia vị khác nhau kết hợp với bánh phở có cấu trúc vừa mềm vừa dai, ăn rất hấp dẫn. Ngoài ra còn rất giàu dinh dưỡng do được ăn kèm với các loại thịt được cắt lát mỏng và theo đó, phở thường là phở bò, nhưng cũng có phở heo, phở gà, phở hải sản…. Phở Việt Nam nổi tiếng khắp thế giới và được tôn vinh như một “di sản Việt Nam”. Bánh phở, theo truyền thống, được làm từ bột gạo, tráng thành tấm mỏng rồi cắt thành sợi. Nước dùng (hay nước lèo theo cách gọi của người miền Nam) nói chung được làm bằng việc hầm xương bò, sau đó bổ sung thêm các gia vị như: tương, tiêu, chanh, nước mắm, ớt…Những gia vị này được cho thêm tùy khẩu vị của từng người dùng. Ở các tỉnh miền Nam Việt Nam, phở được ăn kèm với các thành phần phụ khác như hành, giá và các loại rau thơm như rau mùi, rau húng, trong đó ngò gai là loại lá đặc trưng của phở. Nguồn gốc của Phở hiện nay vẫn chưa được thống nhất. Nhiều luận điểm cho rằng phở bắt nguồn từ phương pháp chế biến món thịt hầm của Pháp (pot-au-feu, đọc như “pô tô phơ”) và sự có mặt của Pháp có lẽ củng cố luận điểm này, nhưng phở có nhiều gia vị và rau mùi có nguồn gốc từ châu Á, đặc biệt là Việt Nam, đã bác bỏ chúng. Ngoài ra, còn nhiều luận điểm khác: dựa vào mặt địa lý và do phương pháp sử dụng bột gạo làm bánh phở, sử dụng nhiều loại rau mà cho rằng phở ảnh hưởng từ cách làm món mì sợi Trung Hoa. Nhưng đó vẫn chỉ là luận điểm chưa chứng minh được. Theo Nguyễn Tùng (nhà nghiên cứu nhân loại học, Paris) và Apple (nhà báo của tờ New York Time), món Phở xuất hiện ở Việt Nam vào khoảng cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20 tại Nam Định, nhưng chính Hà Nội lại là nơi làm cho món ăn dân dã này trở nên nổi tiếng như ngày nay. Phở từ miền Bắc Việt Nam, xâm nhập vào miền Trung và miền Nam giữa thập niên 1950, sau sự thất bại của Pháp ở Đông Dương và tình trạng Việt Nam bị phân chia hai miền. Người Việt ở phía bắc di cư vào miền Nam năm 1954 mang theo món phở. Sự xuất ngoại của những người Việt Nam sau thời kỳ hậu chiến đã làm cho phở được biết đến ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là các nước phương Tây. Xuất hiện nhiều nhà hàng phở ở khắp nơi, đặc biệt là ở Mỹ, Pháp, Úc Và Canada. Những người Việt Nam đi di cư sau này đã đem phở đến khắp nơi trên thế giới, góp phần phổ biến món phở như một món ăn truyền thống của người Việt Nam bên cạnh các món ăn truyền thống các nước khác như pizza, sushi… Ngày nay xã hội càng hiện đại, nhịp sống của người dân càng hối hả thì thời gian càng trở nên quý giá, nhưng người ta vẫn muốn thường xuyên thưởng thức hương vị của món phở truyền thống. Phở ăn liền ra đời từ nhu cầu của đông đảo người dân, như một xu thế hiển nhiên của việc bắt kịp thời đại, cũng như tạo thêm tính đa dạng cho các sản phẩm ăn liền, ngoài ra còn thỏa mãn được một phần lớn người dân thích ăn phở nhưng thời gian lại eo hẹp. Giá trị dinh dưỡng của phở ăn liền Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của phở ăn liền Thành phần dinh dưỡng Đơn vị Tính trên 100g ăn được Năng lượng Kcal 325 Protein g 7,5 Lipid g 1,6 Glucid tổng g 6,6 Natri mg 2670 Kali mg 100 Tổng quan về nguyên liệu sử dụng để sản xuất phở ăn liền Nguyên liệu chính để sản xuất phở ăn liền là gạo, nguyên liệu phụ là nước. Bên cạnh đó còn có các phụ gia như: CMC (carboxyl methyl cellulose), natri polyphosphat, muối, dầu tinh luyện, rau sấy, tiêu, tỏi, ớt, hải sản, …. Gạo Cấu tạo và thành phần hóa học Gạo được dùng trong phở là gạo trắng đã qua xay xát, nên không còn lớp vỏ ngoài, lớp aleurone bị vụn nát ra thành cám, nếu cám còn sót lại nhiều trong gạo, trong quá trình bảo quản dễ bị oxy hóa làm cho gạo bị chua (độ acid cao) và ôi khét (do lipid bị oxy hóa). Hình 1.1: Cây lúa và hạt gạo Thành phần hóa học của hạt thóc: Thành phần hạt lúa nói chung bao gồm glucid, protein, cellulose, lipid, vitamin, khoáng vô cơ, các enzyme và nước. Sự phân bố các chất dinh dưỡng trong các phần hạt không giống nhau tùy theo từng loại gạo nguyên liệu. Bảng 1.2: Thành phần trung bình (% khối lượng) của gạo xát (mẫu có độ ẩm 14%) Thành phần Gạo xát Glucid (g) 77 ÷ 89 Cellulose (g) 0,2 ÷ 0,5 Protid (gN x 5,95) 6,3 ÷ 7,1 Lipid 0,3 ÷ 0,5 Tro (g) 0,3 ÷ 0,8 Ca (mg) 10 ÷ 30 P (g) 0,08 ÷ 0,15 Fe (mg) 0,2 ÷ 2,8 Zn (mg) 0,6 ÷ 2, 3 Phytin P (g) 0,02 ÷ 0,2 Nước Nước được xem là thành phần quan trọng của lúa. Khi hạt ở giai đoạn chín sữa, lượng nước chiếm gần 70% khối lượng hạt, khi hạt ở giai đoạn thu hoạch thì độ ẩm khoảng 16 – 28% tùy vào điều kiện thời tiết khi thu hoạch. Lượng nước trong hạt ở hai dạng là tự do và liên kết. Glucid Bao gồm tinh bột, đường, dextrin, cellulose và hemicellulose. Hàm lượng glucid là khác nhau ở các phần khác nhau. Tinh bột thường tập trung chủ yếu ở nội nhũ. Tinh bột Tinh bột là thành phần chủ yếu của gạo, chiếm 90% của hạt gạo xát. Tinh bột tồn tại dưới 2 dạng là amylose và amylopectin. Tỷ lệ amylose và amylopectin trong gạo thay đổi tùy thuộc nhiều vào từng giống lúa khác nhau. Tinh bột quyết định giá trị cảm quan của gạo và hàm lượng amylose trong gạo quyết định độ dẻo của các sản phẩm làm từ gạo. Hạt tinh bột từ lúa gạo có hình đa giác đặc trưng, kích thước thay đổi từ 2 ÷ 10 µm. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột gạo trong khoảng 65 – 700C. Đường Trong gạo, đường tồn tại ở dạng chủ yếu là saccharose, ngoài ra còn có một ít đường glucose, fructose và rafinose. Protein Protein tồn tại chủ yếu ở nội nhũ: lớp subaleurone và vùng nội nhũ tâm hạt. Ngoài ra còn được chứa trong phôi. Protein cấu tạo gồm 3 dạng: dạng cầu, dạng sợi và dạng tinh thể. Các hạt cầu protein thường có đường kính từ 1÷ 2 µm. Ở lớp subaleurone, các hạt cầu protein có kích thước nhỏ hơn, đường kính 0,5 ÷ 0,7 µm. Trong các hạt cầu, các sợi protein sắp xếp thành các vòng tròn đồng tâm hay tia hướng tâm. Càng ở giữa tâm hạt cầu thì mật độ protein càng cao. Dạng thứ ba là dạng tinh thể, có đường kính từ 2 ÷ 3 µm chỉ tồn tại trong lớp subaleurone. Trong gạo hàm lượng protein không cao. Tùy thuộc vào giống lúa, điều kiện canh tác mà hàm lượng protein thay đổi trong một khoảng khá rộng là 4,3 ÷ 18,2%. Mức protein trung bình là 9,4%. Trong gạo có 4 loại protein là albumin, globullin, prolamin, glutelin. Bảng 1.3: Tỷ lệ % các loại protein trong gạo đối với gạo xát Đơn vị tính: % lượng protein tổng. Loại protein trong gạo Thành phần Albumin 5 Globulin 9 Prolamin 3 glutelin 83 Bảng 1.4: Thành phần các acid amin có trong gạo xát Acid amin Gạo xát Alanine 5,6 ÷ 5,8 Arginine 8,6 ÷ 8,7 Aspartic 9,1 ÷ 9,6 Cystine 1,8 ÷ 2,6 Glutamic 18,3 ÷ 18,5 Glycine 4,5 ÷4,8 Histidine 2,3 ÷ 2,7 Isoleucine 3,2 ÷ 4,8 Leucine 8,4 ÷ 8,6 Lysine 3,4 ÷ 4,2 Methionine 2,3 ÷ 3,0 Phenylalanine 5,3 ÷ 5,5 Proline 4,6 ÷ 5,1 Serine 5,3 ÷ 5,9 Threonine 3,7 ÷ 3,9 Tryptophan 1,3 ÷ 1,8 Tyrosine 4,4 ÷ 5,5 Valine 4,9 ÷ 6,8 Ammonia 3,0 ÷ 7,0 Tỷ số Alb/glo/pro/glu 4 : 9 : 3 : 83 Lipid Hàm lượng lipid trong gạo rất nhỏ, chỉ khoảng 1,5 ÷ 2,3%. Lipid trong gạo xát tồn tại chủ yếu trong lớp subaleurone với kích thước < 1 µm và trong phôi với kích thước < 0,7 µm. Lipid thường ở dạng triglyceride đơn giản, acid béo tự do, glycolipid, các phosphatide … với thành phần và hàm lượng như sau: Bảng 1.5: Hàm lượng các hợp chất lipid trong gạo xát. Đơn vị: % khối lượng Tổng lipid (% khối lượng) 0,8 Chỉ số xà phòng hóa 190 Chỉ số iod 100 Thành phần acid béo Palmitic 33 Oleic 21 Linoleic 40 Các acid béo khác 6 Lipid trung tính, % tổng lipids 82 Triglycerides 58 Acid béo tự do 15 Glycolipids, % tổng lipids 8 Phospholipids, % tổng lipids 10 Phosphotidylcholine 9 Phosphatidylethanolamine 4 Lysophosphatidylcholine 2 Lysophosphatidylethanolamine 1 Khoáng Bảng 1.6: Thành phần tro của gạo xay. Đơn vị % khối lượng chất khô. Nguyên tố đa lượng (mg/g hạt 14% ẩm) Canxi 0,1 ÷ 0,3 Magie 0,2 ÷ 0,5 Phospho 0,8 ÷ 1,5 Phospho dạng phytin 0,3 ÷ 0,7 Kali 0,7 ÷ 1,3 Silic 0,1 ÷ 0,4 Lưu huỳnh 0,8 Nguyên tố vi lượng (mg/g hạt 14% ẩm) Nhôm 0,1 ÷ 22 Brom 0,9 Cadimi 0,025 Chlor 200 ÷ 300 Coban 0,017 Đồng 2 ÷ 3 Flo 0,3 Iot 0,02 Sắt 2 ÷ 28 Mangan 6 ÷ 17 Thủy ngân 0,005 Molypden 1,4 Niken 0,14 Rubidi 6 Selen 0,3 Natri 5 ÷ 86 Thiếc < 1,1 Kẽm 4 ÷ 23 Vitamin Gồm vitamin B1, B2, B5, PP, B12… và vitamin E. Phần lớn lượng vitamin tập trung ở lớp vỏ hạt, lớp aleurone và phôi hạt. Phần nội nhũ chứa lượng vitamin rất ít. Vitamin là thành phần dễ mất trong quá trình chế biến. Gạo đã qua xay xát chứa rất ít vitamin. Bảng 1.7: Thành phần vitamin trong gạo xay (mẫu có độ ẩm 14%). Đơn vị: % khối lượng hạt. Retinol 0 ÷ trb Thiamine (B1) 0,2 ÷ 1,1 Riboflavin (B2) 0,2 ÷ 0,6 Niacin 13 ÷ 24 Pyridoxine (B5) 0,4 ÷ 1,2 Panthothnic acid 3,7 Biotin 0,01÷ 0,06 Inositol tổng 90 ÷ 110 Choline tổng 390 ÷ 880 p-aminobenzoic acid 0,12 ÷ 0,14 Folic acid 0,03 ÷ 0,14 Cyanocobalamin (B12) 0 ÷ 0,0014 α-tocophenol (E) tr-3 Chỉ tiêu chất lượng của gạo trắng - Chỉ tiêu cảm quan phải đặc trưng cho từng giống gạo. Tùy theo sự thỏa thuận giữa các bên mà quy định mức xát cụ thể cho từng loại gạo: xát kỹ hoặc xát bình thường. - Vệ sinh lương thực: dư lượng hóa chất, vi nấm, côn trùng, sâu mọt và các vi khuẩn không vượt quá giới hạn như quy định TCVN 4733-89 Bảng 1.8: Tiêu chuẩn chỉ tiêu hóa lý TT Chỉ tiêu Hạng chất lượng 1 2 3 4 1 Độ ẩm, (% khối lượng, không lớn hơn) 14 14 14 14 2 Tạp chất (% khối lượng, không lớn hơn) 2 2 2 2 3 Hạt bạc trắng (% khối lượng, không lớn hơn) 7 12 20 40 4 Hạt biến vàng (% khối lượng, không lớn hơn) 0,5 1 2 4 5 Hạt không hoàn thiện (% khối lượng, không lớn hơn) 3 4 6 8 6 Hạt bị hư hỏng (% khối lượng, không lớn hơn) 0,5 1 3 5 7 Hạt rạn nứt (% khối lượng, không lớn hơn) 10 15 25 40 8 Hạt lẫn loại (% khối lượng, không lớn hơn) 5 10 15 20 9 Hạ đỏ (% khối lượng, không lớn hơn) 1 3 8 15 10 Sâu mọt sống hại thóc (% khối lượng, không lớn hơn) 5 5 5 5 - Định mức dư lượng thuốc trừ sâu Bảng 1.9: Định mức dư lượng thuốc trừ sâu Tên hóa chất Mức Linđan (666, NHC, HCH) 0,5 Diazinon 0,1 Diclovot (Dichlovos) 0,3 Malathion 2,0 Wolfatoo Methylparathion 0,7 Dimethoat (B, 5B, Rogor) 1,0 Thành phần dinh dưỡng của bột gạo Trong bột gạo, glucid chiếm phần lớn, còn lại là protein, lipid, vitamin và khoáng. Bảng 1.10: Thành phần dinh dưỡng của bột gạo Thành phần dinh dưỡng Đơn vị 100g ăn được Thành phần dinh dưỡng Đơn vị 100g ăn được Năng lượng Kcal 368 Na g 0,4 Năng lượng KJ 1540 K mg 5 Nước g 10 Ca mg 24 Protein tổng g 6,6 Fe mg 1,9 Protein thực vật g 6,6 P mg 135 Lipid g 0,4 Vitamin B1 µg 0,08 Glucid tổng g 82,2 Vitamin B2 µg 0,05 Nước Nước sử dụng phải đảm bảo đúng tiêu chuẩn nước dùng trong thực phẩm, nghĩa là phải đạt các yêu cầu sau: Bảng 1.11: Chỉ tiêu chất lượng của nước (TCNV 5502 : 2003) STT Tên chỉ tiêu Đơn vị – Mức không lớn hơn 1 Màu sắc mg/l Pt 15 2 Mùi, vị - không có mùi, vị lạ 3 Độ đục NTU 5 4 pH - 6 ÷ 8,5 5 Độ cứng, tính theo CaCO3 mg/l 300 6 Hàm lượng oxy hoà tan, tính theo oxy mg/l 6 7 Tổng chất rắn hoà tan mg/l 1000 8 Hàm lượng amoniac, tính theo nitơ mg/l 3 9 Hàm lượng asen mg/l 0,01 10 Hàm lượng antimon mg/l 0,005 11 Hàm lượng clorua mg/l 250 12 Hàm lượng chì mg/l 0,01 13 Hàm lượng crom mg/l 0,05 14 Hàm lượng đồng mg/l 1,0 15 Hàm lượng florua mg/l 0,7 ÷ 1,5 16 Hàm lượng kẽm mg/l 3,0 17 Hàm lượng hydro sunfua mg/l 0,05 18 Hàm lượng mangan mg/l 0,5 19 Hàm lượng nhôm mg/l 0,5 20 Hàm lượng nitrat, tính theo nitơ mg/l 0,5 21 Hàm lượng nitrit tính theo nitơ mg/l 10,0 22 Hàm lượng sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+) mg/l 1,0 23 Hàm lượng thuỷ ngân mg/l 0,5 24 Hàm lượng xyanua mg/l 0,001 25 Chất hoạt động bề mặt, tính theo Linear Ankyl bezen Sunfonat (LAS) mg/l 0,07 26 Benzen mg/l 0,01 27 Phenol và dẫn xuất của phenol mg/l 0,01 28 Dầu mỏ và các hợp chất dầu mỏ 0,1 29 Hàm lượng thuốc trừ sâu lân hữu cơ mg/l 0,01 30 Hàm lượng thuốc trừ sâu clo hữu cơ mg/l 0,1 31 Coliform tổng số MPN/100ml2) 2,2 32 E.Coli và coliform chịu nhiệt MPN/100ml 0 33 Tổng hoạt động α pCi/l 3) 3 34 Tổng hoạt động BE ta pCi/l 30 Gia vị - Phụ gia Gia vị Các gia vị nằm trong gói bột nêm, được pha chế khác nhau tùy theo mục đích của nhà sản xuất và tùy theo từng loại phở khác nhau, phở bò hay phở gà, phở hải sản... Gia vị cho vào làm nên hương vị riêng và làm tăng giá trị cảm quan cho phở ăn liền. Phụ gia Muối ăn Hạn chế phần nào hoạt động của vi sinh vật trong bột và môi trường xung quanh, làm bột lâu chua và ít nổi bọt. Tạo vị cho phở, làm tăng độ dai cho bánh phở, do sự có mặt của muối giúp khung gluten giữ chặt hơn. Lượng muối ăn cho vào nhiều hay ít sẽ làm thay đổi tính chất của khung gluten, ảnh hưởng đến chất lượng và vị của sản phẩm Tỷ lệ muối ảnh hưởng đến: Độ dai, độ dày của bánh phở, tỷ lệ gãy vụn của bánh phở. Sự có mặt của muối giúp cho khung gluten giữ chặt và chắc hơn, do đó làm cho bánh phở trở nên dai, và dày hơn. Ở nồng độ thấp, muối ảnh hưởng không đáng kể đến độ nhớt của hồ tinh bột. Ở nồng độ cao, muối sẽ chiếm lấy các phần tử nước và làm tăng độ nhớt. Khi hấp, dịch bột sẽ trượt làm bề mặt nhăn, sần sùi, vị rất mặn. Ngoài ra ở nồng độ cao, khung gluten chắc chắn sẽ làm cho trong quá trình cán ép tạo hình cho bánh phở khó hơn, làm tăng tỷ lệ gãy vụn của bánh phở. Qua tham khảo 1 số sản phẩm trên thị trường thì hàm lượng muối cho vào trong bột với tỷ lệ là 2% tổng khối lượng bột khô là phù hợp. Các yêu cầu kĩ thuật của muối: Bảng 1.12: Chỉ tiêu cảm quan của muối ( theo TCVN 3974 – 84): Tên chỉ tiêu Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Màu sắc Trắng trong, trắng Trắng, ánh xám, ánh vàng, ánh hồng Trắng xám, trắng nâu Mùi vị Không mùi Dung dịch muối 5% có vị mặn thuần khiết, không có vị lạ Dạng bên ngoài và cỡ hạt Khô ráo, sạch Cỡ hạt 1 – 15 mm Bảng 1.13: Chỉ tiêu hóa lý của muối (theo TCVN 3974 – 84) Tên chỉ tiêu Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Hàm lượng NaCl, tính theo % khối lượng khô, không nhỏ hơn 97,00 95,00 93,00 Hàm lượng chất không tan trong nước, tính theo % khối lượng khô, không lớn hơn 0,25 0,40 0,80 Hàm lượng ẩm, tính theo %, không lớn hơn 9,50 10,60 10,50 Hàm lượng các ion tính theo % khối lượng khô, không lớn hơn Ca2+ 0,30 0,45 0,55 Mg2+ 0,40 0,70 1,00 SO42- 1,10 1,80 2,35 CMC (carboxyl methyl cellulose) CMC là chất rắn không màu, không mùi, không vị, dùng làm chất ổn định và chất nhũ hóa, có tính keo dính, tác dụng ổn định bột khi định hình. CMC được pha trong dung dịch trộn với bột gạo ( thường pha với tỉ lệ 0,5 – 1% so với tổng lượng bột) nhằm tăng độ dai cho sợi phở do làm tăng liên kết hidro. Hình 1.2: Công thức cấu tạo của CMC Natri polyphosphate Tạo cấu trúc, tăng khả năng nhũ hóa và khả năng giữ nước trong sợi phở Natri polyphosphate được pha trong dung dịch trộn với bột gạo (0,5% so với tổng lượng bột) QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Sơ đồ khối của quy trình công nghệ Nước, phụ gia Gói gia vị & gói dầu Sản phẩm Bột gạo Nhào trộn Tráng Hấp Sấy sơ bộ Cắt tấm Cắt sợi Sấy Đóng gói Làm nguội Hình 2.1: Sơ đồ khối quy trình công nghệ Giải thích quy trình công nghệ Nhào trộn Mục đích công nghệ Chuẩn bị: Nhào trộn có mục đích chính là chuẩn bị khối bột nhào tạo nên khối bột nhào cho các công đoạn tiếp theo. Nhào trộn được xem là khâu quan trọng quyết định đến tính chất sản phẩm, tạo ảnh hưởng rõ rệt lên các khâu tiếp theo và chất lượng sản phẩm. Các biến đổi Biến đổi chủ yếu là hóa lý và vật lý, biến đổi hóa học không đáng kể Hóa lý: trong quá trình nhào trộn, xảy ra sự chuyển pha. Từ hai pha rắn (bột gạo) và lỏng (nguyên phụ liệu ở dạng dung dịch) chuyển thành một pha nhão – bột nhào dạng paste. Trong khối bột nhào có cả ba pha: rắn, lỏng, khí phân bố đều vào nhau. Pha rắn bao gồm các màng gluten và pentosan không tan bao bọc các hạt tinh bột. Pha lỏng là nước chứa các chất tan như muối, đường, protein hòa tan, các pentosan tan, dextrin… Pha khí được tạo nên do sự tích lũy các bọt không khí khi nhào trộn. Khi nhào trộn thành khối bột nhào đồng nhất, dẻo, dai và có độ xốp nhất định. Do sản phẩm cần độ dai và không cần độ xốp. Do đó, quá trình nhào trộn cần nhẹ nhàng để hạn chế tối đa không khí lẫn vào khối nguyên liệu. Nếu lượng khí lẫn vào ít, khi gia nhiệt sẽ tránh được hiện tượng rỗ trên bề mặt, giữ được cấu trúc sản phẩm. Vai trò chính trong việc hình thành nên cấu trúc bột nhào là gliadin và glutenin. Khi nhào bột, nếu đủ lượng nước thì gliadin và glutenin sẽ hấp phụ nước, tương tác với nhau và với các thành phần khác trong khối bột nhào tạo ra những sợi chỉ mỏng và màng mỏng dính các hạt tinh bột thấm nước lại với nhau tạo thành mạng gluten ướt. Trong khi đó ở nhiệt độ nhào trộn thì tinh bột chỉ hút một phần nước và trương nở. Thời gian và công thức phối trộn nguyên liệu, độ ẩm và nhiệt độ là các yếu tố ảnh hưởng đển chất lượng bột nhào. Quá trình nhào trộn với nước là 1 quá trình quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng bánh phở vì nếu nhiều nước thì ở quá trình hồ hóa lúc sau các hạt tinh bột sẽ trương nở quá mức, phá vỡ lớp màng, làm bánh phở không dai, không thể cắt sợi, tốn năng lượng cho sấy khô. Nếu cho quá ít nước, tinh bột không đủ nước để trương nở sẽ làm bánh phở bị khô cứng, trương nở không đồng đều, khi phơi khô các hạt tinh bột mất nước không đều nhau sẽ làm bánh phở dễ bị đứt gãy. Ta thường cho tỷ lệ nước trộn là 30 lít/100 kg bột gạo và trộn đến bột độ ẩm 35% Vật lý: Lúc mới nhào bột tương đối dính vào thiết bị. Sau một thời gian, khi các nguyên liệu liên kết chặt chẽ với nhau thì độ bám dính giảm, đồng thời thể tích của khối bột cũng giảm, độ ẩm tăng. Trong quá trình nhào trộn, do ma sát giữa các phần tử trong nguyên liệu với nhau và ma sát với thành thiết bị cũng như các phản ứng hóa học xảy ra làm nhiệt độ khối bột nhào tăng. Nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến mối liên kết của protein tạo mạng gluten. Nhiệt độ cao thì nước và các phân tử protein linh động nên dễ dàng tạo mối liên kết, nhưng lại có khả năng làm biến tính protein, nên giải pháp đưa ra là trong thiết bị bổ sung thêm bộ phận làm mát để ổn định nhiệt độ. Hóa học: do thực hiện quá trình nhào trộn ở nhiệt độ 37 – 380C (có bộ phận làm mát hay điều chỉnh nhiệt độ nguyên liệu) nên các phản ứng hóa học xảy ra không đáng kể. Trong quá trình nhào trộn, để làm tăng độ dai và thời gian bảo quản sản phẩm, người ta thường bổ sung thêm các phụ gia sau: Muối: để tăng khả năng giữ nước, tăng độ dai, tạo vị cho phở, hạn chế phần nào hoạt động của vi sinh vật trong bột, làm bột lâu chua, ít nổi bọt. Lượng thích hợp là 2% khối lượng bột gạo. CMC: làm ổn định bột khi định hình, tăng khả năng nhũ hóa, tăng độ dai cho sợi phở, lượng thích hợp là 0,5% khối lượng bột gạo. Natri polyphosphat: tăng khả năng giữ nước trong sợi phở, lượng sử dụng là 0,5% khối lượng bột gạo. Tráng Mục đích công nghệ Chuẩn bị: hình thành cấu trúc màng của bột gạo. Các biến đổi Hóa học: Bột gạo sau khi được hòa trộn với nước với một tỷ lệ nhất định, dưới tác dụng của lực cơ học khối tinh bột được dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tương tác trực tiếp lại với nhau bằng liên kết hydro hoặc gián tiếp qua các phân tử nước tạo thành cấu trúc màng. Ngoài ra các sợi amylose và amylopectin trong hạt tinh bột cũng có thể liên kết với protein có trong gạo làm tăng cường độ bền chắc của cấu trúc màng. Vật lý: sự thay đổi về hình dạng, có dạng của khuôn tráng (dạng tấm mỏng), độ xốp và độ ẩm của khối bột giảm do một không khí và nước tự do bị tách ra. Nhiệt độ khối bột tăng nhẹ do ma sát trong quá trình cán. Hóa sinh: enzyme trong nguyên liệu và một phần vi sinh vật bị vô hoạt do tác dụng của lực cơ học. Độ dày của lớp tráng có ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình sau này. Lớp tráng quá dày sẽ làm bánh phở khi sấy lâu khô, dễ đứt gãy do các lớp tinh bột giãn nở không đều. Lớp tráng quá mỏng sợi phở sẽ không dai, dễ đứt gãy, và không giữ được cấu trúc tốt khi nấu phở. Độ dày của lớp tráng phù hợp là 2 mm. Hấp Mục đích công nghệ Chế biến: làm chín bánh phở Hoàn thiện: cố định cấu trúc bánh phở và tạo bánh phở có độ nhẵn bóng bề mặt. Bảo quản: nhiệt độ hấp cao làm vô hoạt enzyme trong nguyên liệu và ức chế tiêu diệt vi sinh vật. Các biến đổi Vật lý và hóa lý: trong quá trình hấp, dưới tác dụng của nhiệt độ, protein sẽ biến tính, nhả nước và liên kết lại với nhau tạo thành mạng vững chắc. Tinh bột sẽ sử dụng lượng nước tự do trong bột nhào, lượng nước do protein nhả ra và hấp thu thêm 1 phần hơi nước để trương nở, hồ hóa. Một số phân tử tinh bột thoát ra khỏi hạt tinh bột và liên kết với khung protein tạo độ đặc, chắc cho bánh phở. Nhiệt độ và thời gian hấp là hai yếu tố công nghệ cần điều khiển trong quá trình hấp. Nhiệt độ hấp quá cao hay thời gian hấp quá dài sẽ gây ra phản ứng Maillard làm sậm màu hoặc làm bán thành phẩm bị nhão (hấp phụ quá nhiều nước). Ngược lại nhiệt độ thấp hay thời gian quá ngắn thì giai đoạn hồ hóa tinh bột chưa đạt, enzyme chưa bị vô hoạt sẽ xúc tác phản ứng thủy phân tinh bột làm giảm độ dai cho sản phẩm, vi sinh chưa bị tiêu diệt hết. Nhiệt độ hấp thường từ 95 – 1000C, áp suất hơi nước bão hòa là 0,4 – 0,6 kg/cm2, thời gian hấp từ 2 – 3 phút, độ ẩm bán thành phẩm sau khi hấp từ 30 – 50% Hóa học: Xảy ra phản ứng Maillard giữa đường khử và nhóm amin. Hóa sinh: Enzyme bị vô hoạt dưới tác dụng của nhiệt độ. Sinh học: Vi sinh vật bị ức chế và tiêu diệt. Sấy sơ bộ Mục đích công nghệ Chuẩn bị: làm ráo và cố định hình dạng bánh, chuẩn bị cho quá trình cắt tấm tiếp theo. Các biến đổi Hóa học: ở nhiệt độ cao làm giảm độ ẩm. Tái hình thành liên kết hydro nội, giảm liên kết với nước dẫn đến sự tách nước. Vật lý: nhiệt độ giảm, do có sự tách nước mà tỉ trọng thay đổi. Hóa lý: có sự chuyển pha thành dạng rắn. Sử dụng thiết bị sấy băng tải ở nhiệt độ 55 – 650C trong 5 – 10 phút. Cắt tấm Mục đích công nghệ Chuẩn bị: giảm kích thước bán thành phẩm giúp các quá trình sau được thực hiện dễ dàng hơn. Các biến đổi Vật lý: sự giảm kích thước bán thành phẩm. Các biến đổi khác không đáng kể. Quan tâm đến kích thước bán thành phẩm trước khi cắt tấm và yêu cầu sau khi cắt tấm. Nhiệt độ bán thành phẩm trong quá trình cắt nên dao động từ 30 – 350C để không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Cắt sợi Mục đích công nghệ Hoàn thiện: sau khi cắt, bánh phở có kích thước và hình dạng nhất định đặc trưng của sản phẩm. Các biến đổi Vật lý: là biến đổi chủ yếu, sự thay đổi về hình dạng và kích thước. Sấy Mục đích công nghệ Bảo quản: làm giảm độ ẩm của sản phẩm, ức chế tiêu diệt vi sinh vật, tăng thời gian bảo quản sản phẩm. Hoàn thiện: giảm độ ẩm tạo các giá trị đặc trưng cho phở ăn liền Các biến đổi Hóa học: các liên kết hydro nội tiếp tục hình thành, sự tách nước xảy ra hoàn toàn. Vật lý: nước bốc hơi làm giảm khối lượng sản phẩm. Nếu sấy quá nhanh, nước ở bề mặt bốc hơi nhanh còn nước trong lòng sợi phở chưa bốc hơi kịp. Sản phẩm trở nên giòn khô, có thể bị nứt gãy làm mất giá trị cảm quan. Nhiệt độ sấy cao làm ức chế enzyme, tiêu diệt vi sinh vật, protein bị biến tính. Ngoài ra còn gây phản ứng caramel làm sản phẩm sậm màu hơn. Ngược lại nhiệt độ sấy thấp sẽ tốn nhiều thời gian hơn. Do đó nhiệt độ sấy sử dụng là 90 – 1000C trong thời gian 30 – 40 phút. Làm nguội Mục đích công nghệ Hoàn thiện: làm nguội sản phẩm, giúp ổn định lại giá trị sản phẩm về cấu trúc, hình dạng, hạn chế sự hút ẩm và thải ẩm. Bảo quản: Giúp hạn chế sự nhiễm VSV do cần phải làm nguội nhanh, nếu làm nguội tự nhiên – làm nguội từ từ thì VSV sẽ phát triển rất nhanh trong khoảng nhiệt độ từ 45 – 500C. Các biến đổi Vật lý: tỷ trọng giảm, độ ẩm giảm, nhiệt độ giảm đến khoảng 300C Hóa lý: sự bốc hơi ẩm. Đóng gói Mục đích công nghệ Bảo quản: Việc đóng gói và đóng thùng giúp bảo vệ sản phẩm khỏi tác động của môi trường, tránh bị hư tổn do lực cơ học khi vận chuyển Hoàn thiện: gói gia vị, gói dầu và bánh phở được cho vào bao, hoàn thiện thành sản phẩm hoàn chỉnh, đóng thùng để dễ dàng vận chuyển phân phối và sử dụng. Các biến đổi Trong quá trình đóng gói phải đảm bảo sản phẩm không có biến đổi nào ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Quy trình chuẩn bị gói gia vị và gói dầu Quy trình công nghệ sản xuất gói gia vị Bao bì Chuẩn bị Phối trộn Định lượng Đóng gói Gia vị Gói gia vị Hình 2.2: quy trình sản xuất gói gia vị Thuyết minh quy trình Gia vị sau khi chuẩn bị (loại tạp chất, xay…) sẽ được đem trộn đều bằng máy trộn kiểu thùng quay, thời gian khoảng 5 – 10 phút. Sau đó được cân chính xác và đóng gói thành gói gia vị. Mỗi gói từ 3 – 4 gram tùy loại phở và tùy yêu cầu của nhà sản xuất. Quy trình công nghệ sản xuất gói dầu: Dầu tinh luyện Cănn Bã Hương liệu Củ hành, tỏi Xay nhuyễn Gia nhiệt Gia nhiệt 110 – 1200C Vớt bã Lọc sơ bộ Lọc trong Phối trộn Đóng gói Gói dầu Hình 2.3: Quy trình sản xuất gói dầu Thuyết minh quy trình Dầu tinh luyện được cho vào nồi gia nhiệt lên 110 – 1200C sau đó cho từng nguyên liệu hành, tỏi đã được rửa sạch vào nấu cho đến khi vàng thì vớt bã ra. Sau khi vớt bã, dầu được lọc sơ bộ bằng thùng vải, sau đó cho qua cột lọc, lọc trong dầu. Tiếp theo, dầu được pha hương liệu và đem đóng gói với trọng lượng từng gói từ 1,5 – 2 g tùy theo từng loại phở. CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM PHỞ ĂN LIỀN Chỉ tiêu cảm quan Trạng thái: Bánh phở trước khi nấu: nguyên vẹn, đều đặn, sợi phở bóng đều, không có khuyết tật đáng kể Bánh phở sau khi nấu: cho nước sôi vào, sau 4 phút sợi phở vẫn dai đặc trưng. Sau 8 phút sợi phở trương nở không đáng kể. Màu sắc: màu trắng sáng đặc trưng cả hai mặt, cho phép một mặt hơi đậm hơn. Mùi vị: mỗi loại có mùi vị riêng đặc trưng tùy vào gói gia vị. Bánh phở khô: mùi thơm đặc trưng, không có mùi hôi, ôi khét hoặc mùi lạ. Nước phở: mùi thơm béo đặc trưng của phở và gia vị, có vị ngọt, không có vị lạ. Chỉ tiêu hóa lý Khối lượng tịnh: 70 ± 2 g 85 ± 3 g Độ ẩm ≤ 5 % Hàm lượng chất béo: 15 – 20 % hàm lượng chất khô Hàm lượng protid ≥ 10% hàm lượng chất khô Hàm lượng NaCl trong bánh phở: ≤ 4% hàm lượng chất khô Chỉ số acid ≤ 2,0 mg KOH/g mẫu thử Chỉ số peroxide: trong phở: ≤ 0,4 ml Na2S2O3 0,002 N/g mẫu thử Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi khuẩn hiếu khí (khuẩn lạc/g): ≤ 104 Coliform: không phát hiện. Staphylococcus aureus: không phát hiện. Clostridium perfingens: không phát hiện. Salmonella: không phát hiện. Tổng số bào tử nấm men, nấm mốc: không phát hiện. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ Tính cân bằng vật chất Bảng 4.1: Độ ẩm bột gạo, bán thành phẩm và tổn thất qua từng giai đoạn STT Quá trình Độ ẩm % Tổn thất % (w/w) Bột gạo 10 1 Nhào trộn 35 0,5 2 Tráng 35 0,5 3 Hấp 40 0,5 4 Sấy sơ bộ 22 1 5 Cắt tấm 22 0,7 6 Cắt sợi 22 0,7 7 Sấy 6 1 8 Làm nguội 5 0,5 9 Đóng gói 5 0,5 Tính cho 100 kg nguyên liệu bột gạo Khối lượng bột gạo sau khi nhào trộn Hàm ẩm tăng từ 10% lên 35% Lượng muối thêm vào chiếm 2% khối lượng bột gạo Lượng CMC thêm vào chiếm 0,5% khối lượng bột gạo. Lượng natri polyphosphate thêm vào chiếm 0,5% khối lượng bột gạo Tổn thất 0,5% G1 = ( G.(100 – 10)/ (100 – 35) + G.2/100 + G.0,5/100 + G.0,5/100) (100 – 0,5)/100 = 140,75 kg Khối lượng bột gạo sau khi tráng Tổn thất 0,5% G2 = G1.(100 – 0,5)/100 = 140,05 kg Khối lượng bột nhào sau khi hấp Ẩm tăng từ 35% lên 40% và tổn thất 0,5% G3 = G2. (100 – 35)/(100 – 40) (100 – 0,5)/100 = 151 kg Khối lượng bột nhào sau khi sấy sơ bộ Ẩm giảm từ 40% xuống 22% và tổn thất 1% G4 = G3. (100 – 40)/(100 – 22) (100 – 1)/ 100 = 115 kg Khối lượng bột nhào sau khi cắt tấm Tổn thất 0,7% G5 = G4(100 – 0,7)/100 = 114,2 kg Khối lượng bột nhào sau khi cắt sợi Tổn thất 0,7% G6 = G5(100 – 0,7)/100 = 113,4 kg Khối lượng bột nhào sau khi sấy Ẩm giảm từ 22% xuống 6% và tổn thất 1% G7 = G6(100 – 22)/(100 – 6)(100 – 1)/100 = 93,16 kg Khối lượng bột nhào sau khi làm nguội Ẩm giảm từ 6% xuống 5% và tổn thất 0,5% G8 = G7(100 – 6)/(100 – 5)(100 – 0,5)/100 = 91,72 kg Khối lượng bột nhào sau khi đóng gói Tổn thất 0,5% G9 = G8(100 – 0,5)/100 = 91,26 kg Bảng 4.2: Khối lượng bán thành phẩm sau mỗi quá trình theo 100 kg nguyên liệu STT Quá trình Khối lượng (kg) 1 Nhào trộn 140,75 2 Tráng 140,05 3 Hấp 151 4 Sấy sơ bộ 115 5 Cắt tấm 114,2 6 Cắt sợi 113,4 7 Sấy 93,16 8 Làm nguội 91,72 9 Đóng gói 91,26 Tính theo năng suất nhà máy Năng suất nhà máy theo nguyên liệu: Q = 1080 tấn/năm Lịch làm việc của nhà máy: 1 ngày: 8 tiếng 1 tuần: 6 ngày 1 tháng: 25 ngày 1 năm: 300 ngày Thời gian làm việc của nhà máy: 1 ngày làm 1 ca, từ 8h30 – 4h30 (8 giờ) Khối lượng nguyên liệu sử dụng trong 1 ngày: Qngày = Q/300 = 1080/300 = 3,6 tấn/ngày = 3600 kg/ngày Bảng 4.3: Khối lượng bán thành phẩm sau mỗi quá trình theo 3600 kg nguyên liệu STT Quá trình Khối lượng (kg) Bột gạo 3600 1 Nhào trộn 5067,15 2 Tráng 5041,81 3 Hấp 5434,65 4 Sấy sơ bộ 4138,7 5 Cắt tấm 4109,73 6 Cắt sợi 4080,96 7 Sấy 3352,47 8 Làm nguội 3300,6 9 Đóng gói 3284,1 Tính và chọn thiết bị Máy trộn bột Trộn 3600 kg nguyên liệu 1 ca. Thông thường thời gian trộn khoảng 30 phút/mẻ. Một ca làm 8 h nên trung bình máy trộn 16 mẻ trong 1 ca 1 ngày. Khối lượng bột gạo và nước trộn vào máy trộn trong 1 mẻ là: G = 3600/16 (1+ (100 – 10)/(100 – 35) – 1 + 2/100 + 0,5/100) = 317,16 kg Chọn năng suất máy là 350 kg/ mẻ Chọn thiết bị trộn của hãng Broadyea của Trung Quốc Model M33 – 02 Năng suất trộn bột: 350 kg/mẻ Kích thước thùng bột: 1600 x 1000 x 600 mm x mm x mm Hình 4.1: Sơ đồ cấu tạo thiết bi trộn bột và băng chuyền vận chuyển bột 1. Động cơ 2. Bánh răng 3. Trục quay 4. Cánh khuấy Thùng pha nước trộn bột Khối lượng nước và phụ gia dùng trong một mẻ G = 3600/16((100 – 10)/(100 – 35) – 1 + 2/100 + 0,5/100) = 92,16 kg Ta đặt hàng thiết bị của hãng Broadyea Năng suất khuấy trộn: 100 kg/mẻ Kích thước (cao x đường kính): 800 x 500 mm x mm Thùng gạt bột Ta đặt hàng thiết bị của hãng Broadyea Năng suất khuấy trộn 350 kg/mẻ Kích thước (đường kính x chiều cao) 1000 x 400 mm x mm Máy tráng bột Năng suất thiết bị 5049,24/8 =632 kg/h Chọn thiết bị của hãng Henan Dongfang của Trung Quốc Model LY765-7 Công suất 23,5 kW Bề rộng trục 750 mm Đường kính trục lần lượt là 270,270,248,248,216,180,162 mm Thiết bị hấp Năng suất thiết bị 5024/8 = 628 kg/h Chọn thiết bị của hãng Yaoxian của Trung Quốc Model FYM-05 Kích thước buồng hấp: 6 x 1 x 1 m x m x m Nhiệt độ hơi hấp: 95 – 100 0C Áp suất hơi: 0,4 – 0,6 kg/cm2 Thiết bị sấy sơ bộ Năng suất thiết bị 5415,45/8 = 680 kg/h Chọn thiết bị của hãng Kanglong của Trung Quốc Model HS-1-8 Công suất 12,4 kW Kích thước 8 x 1 x 1,2 m Máy cắt tấm Hình 4.2: Sơ đồ máy cắt tấm Năng suất thiết bị 4124,07/8 = 515,5 kg/h Chọn thiết bị của hãng Jinan Tianiong của Trung Quốc Điện áp 220 V/380 V Năng suất 600 kg/h Đường kính trục 250 mm Bề dày trục 600 mm Kích thước 1700 x 650 x 1300 mm Máy cắt sợi Hình 4.3: Sơ đồ cấu tạo thiết bị cắt sợi Năng suất thiết bị 4095,2/8 = 511,9 kg/h Chọn thiết bị của hãng Jinan Tianiong của Trung Quốc Model MT5-260-2 Đường kính trục 138 – 260 mm Bề dày trục > 500 mm Năng suất 600 kg/h Kích thước 1700 x 650 x 1300 mm Công suất 3 kW Trọng lượng máy 600 kg Thiết bị sấy khô Năng suất thiết bị 4066,53/8 = 510 kg/h Ta đặt hàng thiết bị của hãng Kanglong của Trung Quốc Model HS-1-8 Công suất 33 kW Kích thước 8 x 1,5 x 2,5 m Thiết bị làm nguội Thời gian làm nguội: từ 95 – 140s Nhiệt độ không khí vào 20 – 270C Nhiệt độ không khí ra 30 – 400C Hình 4.4: Mô hình thiết bị làm nguội Ta chọn thiết bị của hãng Henan Dongfang của Trung Quốc Model BFP-15X Công suất 1,5 kW Công suất máy thổi khí 5,5 kW Công suất quạt 0,13 kW Máy đóng gói 1 ca sản xuất được 3288,92 kg => sản xuất được khoảng 46 504 gói => 5813 gói trong 1 h => 96 gói trong 1 phút Ta chọn thiết bị của hãng Foshan Chuansong của Trung Quốc Model DCTWB-320D Năng suất 40 – 230 gói/ phút Chiều dài bao bì (90 – 220) or (150 – 330) mm Chiều rộng bao bì 50 – 160 mm Cao bao bì max 55 mm Công suất 2,6 kW Kích thước thiết bị 3770 x 720 x 1450 mm x mm x mm Trọng lượng máy 900 kg TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Lượng nhiệt của nhà máy chủ yếu sử dụng cho thiết bị hấp, thiết bị sấy sơ bộ và thiết bị sấy khô Tính năng lượng cho một ca sản xuất Tính nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị hấp Lượng nhiệt này được cung cấp từ nồi hơi, nhiên liệu đốt là dầu FO được tính bằng công thức: Qhấp = Q1 + Q2 +Q3 Trong đó: Q1 là nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ tấm bột từ nhiệt độ ban đầu là 250C lên nhiệt độ hấp là 1000C Q2 là nhiệt lượng để đốt nóng băng tải Q3 là nhiệt lượng tổn thất ra môi trường ngoài Tính Q1: Nhiệt dung riêng của bột gạo: cbg = 1 – 0,007a =1 – 0,007. 90 = 0,37 kcal/kg0C = 1,55 kJ/kg0C Với a là hàm lượng chất khô trong bột gạo a = 100 – 10 = 90 Nhiệt độ bán thành phẩm trước hấp t1 = 400C Nhiệt độ bán thành phẩm sau hấp t2 = 1000C Nhiệt dung riêng của bột gạo cbg = 0,37 kcal/kg0C = 1,55 kJ/kg0C Nhiệt dung riêng của nước cnước = 1 kcal/kg0C = 4,18 kJ/kg0C Khối lượng của tấm bột trước hấp G1 = 5041,81 kg Khối lượng nước thêm vào để tăng ẩm G2 = 5041,81 ((100 – 35)/(100 – 40) – 1) = 420,15 kg Nhiệt dung riêng của tấm bột khi vảo thiết bị hấp c = (G1.cbg + G2.cnước)/(G1 + G2) = (5041,81.1,55 + 420,15.4,18)/(5041,81 + 420,15) = 1,75 kJ/kg0C Nhiệt lượng cung cấp để nâng nhiệt độ tấm bột từ 400C lên 1000C Q1 = (G1 + G2).c.Dt = (5041,81 + 420,15).1,75.(100 – 40) = 573 505,8 kJ Tính Q2 Chiều dài lưới tải buồng hấp là 35 m Khối lượng 1 mét lưới tải là 4 kg Khối lượng lưới tải cần đốt nóng là G2’ = 4.35 = 140 kg Nhiệt dung riêng của thép là c2’= 0,46 kJ/kg0C Khi ra khỏi thiết bị hấp, nhiệt độ lưới tải giảm xuống còn 600C, vì vậy chênh lệch nhiệt độ lưới tải sẽ là Dt2’ = 100 – 60 = 400C Nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng lưới tải trong một lần hấp (2 phút) là Q2’ = G2’.c2’.Dt’2 = 140.0,46.40 = 2576 kJ Nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng lưới tải trong 1 ca sản xuất là Q2 = Q2’. 8.3600/120 = 618240 kJ Tính Q3 Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường bằng 30% nhiệt lượng cần thiết Q3 = 0,3(Q1 + Q2) = 0,3 ( 573 505,8 + 618 240) = 357 523,7 kJ Tổng nhiệt lượng cần cho thiết bị hấp trong 1 ca sản xuất là Qhấp = Q1 + Q2 + Q3 = 1 549 269,5 kJ Tính nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị sấy sơ bộ Nhiệt lượng này được cung cấp trực tiếp từ việc đốt dầu FO, được tính bằng công thức sau: Qsấy = Q1 + Q2 + Q3 Trong đó: Q1 là tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho tấm bột trong suốt quá trình sấy Q2 là nhiệt lượng để đốt nóng lưới tải thứ 1 và thứ 3 Q3 là nhiệt lượng tổn thất ra môi trường ngoài Tính Q1 Nhiệt độ bán thành phẩm coi như không đổi là 600C Khối lượng của tấm bột trước khi sấy G1 = 5434,65 kg Khối lượng nước tách ra trong quá trình sấy G2 = 5434,65(1 – (100 – 40)/(100 – 22)) = 1254,15 kg Nhiệt lượng cần thiết để tách nước trong quá trình sấy Qtn = G2.r =1254,15 . 2254,7 = 2 827 732 kJ Nhiệt lượng cần thiết để sấy Q1 » Qtn = 2 827 732 kJ Tính Q2 Chiều dài lưới tải thứ 1 và thứ 3 là 20 m Khối lượng 1 mét lưới tải là 4 kg Khối lượng lưới tải cần đốt nóng là G2’= 80 kg Nhiệt dung riêng của thép là c2’ = 0,46 kJ/kg0C Khi ra khỏi thiết bị sấy nhiệt độ xích tải sẽ giảm xuống còn 400C, vì vậy chênh lệch nhiệt độ xích tải là Dt2’ = 60 – 40 = 200C Nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng lưới tải 1 và 3 trong 1 lần sấy là Q2’ = G2’.c2’.Dt2’ = 80.0,46.20 = 736 kJ Nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng lưới tải trong 1 ca sản xuất là Q2 = Q2’.8.3600/(8.60) = 44 160 kJ Tính Q3 Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường ngoài bằng 30% nhiệt lượng cần thiết Q3 = 0,3(Q1 + Q2) = 0,3 (2 827 732 + 44160) = 861 567,6 kJ Tổng nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị sấy sơ bộ trong 1ca sản xuất là Qsấy 1 = Q1 + Q2 + Q3 = 2 827 732 + 44160 + 861 567,6 = 3 733 459,6 kJ Tính nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị sấy khô Tương tự như trên, nhiệt lượng được tính bằng công thức sau: Qsấy 2 = Q1 + Q2 + Q3 Trong đó: Q1 là tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho tấm bột trong suốt quá trình sấy Q2 là nhiệt lượng để đốt nóng lưới tải thứ 1 và thứ 5 Q3 là nhiệt lượng tổn thất ra môi trường ngoài Tính Q1 Nhiệt độ bán thành phẩm trước khi sấy t1 = 300C Nhiệt độ bán thành phẩm sau khi sấy t2 = 1000C Khối lượng của tấm bột trước khi sấy G1 = 4080,96 kg Khối lượng nước tách ra trong quá trình sấy G2 = 4080,96(1 – (100 – 22)/(100 – 6)) = 694,63 kg Nhiệt dung riêng của bán thành phẩm vào hầm sấy sơ bộ c = (G1.cbg + G2.cnước)/(G1 + G2) = (4080,96 . 1,55 + 694,63 .4,18)/(4080,96 + 694,63) =1,93 kJ/kg0C Nhiệt lượng cần thiết để tách nước trong quá trình sấy Qtn = G2.r = 694,63 . 2254,7 = 1 566 182,3 kJ Nhiệt lượng cần thiết để sấy Q1 = G1.c.Dt1 + Qtn = 4080,96.1,93.(100 – 30) + 1 566 182,3 = 2 117 520 kJ Tính Q2 Chiều dài lưới tải thứ 1 và thứ 5 là 60 m Khối lượng 1 mét lưới tải là 4 kg Khối lượng lưới tải cần đốt nóng là G2’= 240 kg Nhiệt dung riêng của thép là c2’ = 0,46 kJ/kg0C Khi ra khỏi thiết bị sấy nhiệt độ xích tải sẽ giảm xuống còn 600C, vì vậy chênh lệch nhiệt độ xích tải là Dt2’ = 100 – 60 = 400C Nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng lưới tải 1 và 3 trong 1 lần sấy là Q2’ = G2’.c2’.Dt2’ = 240.0,46.40 = 4416 kJ Nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng lưới tải trong 1 ca sản xuất là Q2 = Q2’.8.3600/(8.60) = 52 992 kJ Tính Q3 Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường ngoài bằng 30% nhiệt lượng cần thiết Q3 = 0,3 (Q1 + Q2) = 0,3 (2 117 520 + 52 992) = 651 153,6 kJ Tổng nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị sấy trong 1ca sản xuất là Qsấy 2 = Q1 + Q2 + Q3 = 2 117 520 + 52 992 + 651 153,6 = 2 821 665,6 kJ Chọn nồi hơi Hơi đốt dùng trong sản xuất chủ yếu dùng cho thiết bị hấp và sấy. Lượng hơi nước cần cho thiết bị hấp Lượng nhiệt cung cấp cho thiết bị hấp là Qhấp = 1 549 269,5 kJ Ấn nhiệt hóa hơi của nước ở 1000C là r = 2254,7 kJ/kg0C Thực tế hiệu suất sử dụng của thiết bị rất kém (0,4 – 0,5), nên chọn hệ số sử dụng là 0,45 Lượng hơi cần thiết là: G1 = Qhấp / (r.0,45) = 1527 kg Lượng hơi nước cần cho thiết bị sấy Lượng nhiệt cung cấp cho thiết bị sấy là Qsấy = 3 733 459,6 + 2 821 665,6 = 6 555 125,2kJ Ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở 1000C là r = 2254,7 kJ/kg0C Lượng hơi cần thiết là: G2 = Qsấy / (r.0,45) = 6460,7 kg Tổng lượng hơi cần thiết để phục vụ cho 1 ca sản xuất là Ghơi = 1527 + 6460,7 = 7987,7 kg Ta chọn nồi hơi có năng suất là 7987,7/8 = 998,46 kg/h Bảng 5.1: Chi phí năng lượng và hơi cho 1 ca sản xuất Thiết bị Nhiệt lượng Đơn vị Lượng hơi Đơn vị Hấp 1 549 269,5 kJ 1527 kg Sấy sơ bộ 3 733 459,6 kJ 6460,7 kg Sấy khô 2 821 665,6 kJ Tổng nhiệt lượng 8 723 164,9 kJ 7987,7 kg TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Văn Bôn (Chủ biên), Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam, Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học, tập 10, NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Tp. HCM, 2002, 468 trang [2] GS Từ Giấy và các cộng sự – Thành phần dinh dưỡng thức ăn Việt Nam – NXB Y học – 1995 [3] Lê Văn Việt Mẫn (Chủ biên), Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Trà, Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh, Tp. HCM, 2009, 1019 trang. [4] Trần Thị Thu Trà, Công nghệ bảo quản và chế biến lương thực, NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Tp.HCM, 2009, 480 trang [5] Các trang web www.tapchithucpham.com www.kiencuong.com www.alibaba.com