Đề tài Công nghệ sản xuất cháo ăn liền

/98 QQĐ-NYT) STT Chỉ tiêu Yêu cầu 1 Độ ẩm < 0,50 2 pH 6,70 - 7,20 3 Hàm lượng Glutamate (g/100g) > 99,00 4 Hàm lượng chì (Pb), mg/kg ≤ 2,00 5 Hàm lượng Arsen (AS), mg/kg ≤ 5,00 6 Tổng số vi khuẩn hiếu khí/ g 104 7 Coliform/ g 102 8 E.coli/g 3 Ø Tiêu: - Chất lượng tiêu được quyết định bởi hai yếu tố : • Hàm lượng piperine (5 -9%), thành phần tạo vị cay nồng của tiêu. Piperine được phân lập lần đầu tiên vào năm 1819 do Oersted ở dạng tinh thể màu vàng. Đây là một alkaloid chủ đạo tạo nên vị cay nồng đặc trưng cho tiêu, nó có trong lớp ngoài thịt quả và bên trong hạt. Công thức hoá học của piperine là C17H19O3N, nóng chảy ở 128 – 130oC. Piperine là một base yếu, phản ứng thủy phân với acid nitrite tạo ra sản phẩm là một hợp chất bay hơi có tên gọi piperidine (C5H11N) và acid piperinic (C17H19O4). • Cấu tạo hóa học của piperine: 5 (3,4-methylene dioxyphenyl)-penta- 2,4-diennic acid piperidide Hình 2: Cấu tạo hóa học của piperine - Piperine rất nhạy cảm với ánh sáng. Dung dịch Piperine trong rượu khi bị chiếu xạ sẽ tạo ra hỗn hợp gồm isopiperine và isochavicine. Một đồng phân quang học của piperine là chavicine C17H19O3N (2.2-4.6%), có vị cay hắc, làm cho tiêu có vị cay nóng (vị cay yếu hơn piperine), tan trong rượu, ete, chất béo, đặc ở 0oC. Vì chavicine tập trung ở phía ngoài vỏ, thủy phân sẽ cho piperidine và acid chavinic C12H10O4 . - Tinh dầu bay hơi (hàm lượng 1.5 – 2.2%), thành phần tạo hương thơm đặc trưng của tiêu. Tinh dầu tập trung ở vỏ quả. Tinh dầu màu vàng nhạt hay lục nhạt, là hỗn hợp của rất nhiều loại hợp chất bay hơi. Tất cả đều góp phần tạo hương thơm cho tiêu. Tiêu mất mùi thơm do quá trình bốc hơi, vì vậy bảo quản kín tiêu có thể giúp tiêu giữ được hương vị tự nhiên lâu hơn. Tiêu cũng có thể bị mất hương thơm khi tiếp xúc với ánh sáng, tác nhân biến các chất piperine sẽ bị chuyển hoá thành những chất không vị isochavicine. Một khi nghiền, hương vị của tiêu có thể bay hơi nhanh chóng. Bảng 20: Thành phần dinh dưỡng của tiêu đen (tính cho 100g) Thành phần Đơn vị USDA Handbook 8 – 21 ASTA Năng lượng Nước Protein Chất béo Carbohydrate Tro Thiamine Riboflavine Niacine Ascorbic acid Vitamine A hoạt động g g g g g mg mg mg mg mg RE 10.510 255 10.950 3.26 64.810 4.33 0.109 0.24 1.142 - 19 8 400 10 10.2 66.5 4.6 0.07 0.21 0.8 - 19 1 Composition of Foods: Spices and herbs, USDA Agricultural Handbook 8-2, Jan 1977, 2 The Nutritional Composition of Spices, ASTA Research Committee, Feb 1977. - Tiêu chuẩn chất lượng của tiêu: Bảng 21: Chỉ tiêu vật lí của hạt tiêu (TCVN 7036-2008) Tên chỉ tiêu Mức yêu cầu Loại đặc biệt Loại 1 Loại 2 Loại 3 Hạt tiêu đã qua chế biến 1. Tạp chất lạ, % khối lượng, không lớn hơn 0.2 0.5 1 1 0.2 2. Hạt lép, % khối lượng, không lớn hơn 2 6 10 18 2 3. Hạt vỡ, % khối lượng, không lớn hơn. 2 2 4 4 1 4. Khối lượng theo thể tích, g/l, không nhỏ hơn 600 550 500 450 600 Bảng 22: Chỉ tiêu hóa học của tiêu đen Các chỉ tiêu Mức yêu cầu Hạt tiêu đen Hạt tiêu đã qua chế biến Tiêu bột 1. Độ ẩm, % khối lượng, không lớn hơn 13 12.5 12.5 2. Tro tổng số, % chất khô, không lớn hơn. 7 6 6 3. Chất chiết ete không bay hơi, % chất khô, không nhỏ hơn 6 6 6 4. Dầu bay hơi, % 2 2 1 (ml/100g) tính theo chất khô, không nhỏ hơn. 5. Piperin, % chất khô, không nhỏ hơn. 4 4 4 6. Tro tổng không tan trong acid, % chất khô, không lớn hơn. - - 1.2 Xơ thô, chì số không hòa tan, % chất khô, không nhỏ hơn. - - 17.5 Bảng 23: Chỉ tiêu vi sinh vật đối với hạt tiêu đen đã qua chế biến Tên chỉ tiêu Mức giới hạn 1. Coliform, số vi khuẩn trong 1mg sản phẩm 102 2. E. Coli, số vi khuẩn trong 1mg sản phẩm 3 3. Salmonella, số khuẩn lạc trong 25 mg sản phẩm. 0 4. S. aureus, số vi khuẩn trong 1mg sản phẩm 102 5. Tổng số vi khuẩn hiếu khí, số vi khuẩn trong 1mg sản phẩm. 104 6. Nấm men, nấm mốc, số tế bào trong 1mg sản phẩm 102 Ø Tỏi - Tính chất: Hàm lượng nước khoảng 65%, hơi thấp so với các loại trái cây và rau củ (80-90%). Củ tỏi khô gồm có carbohydrate chứa fructose, các hợp chất sulfur, protein và các acid amin. - Khi tỏi được thái mỏng hay băm nhuyễn nó sẽ tiết ra allicin C6H10OS2, một hợp chất sulfur có tác dụng diệt khuẩn rất mạnh đối với vi trùng Staphyllococcus, thương hàn, phó thương hàn, lỵ, vi trùng tả, trực khuẩn sinh bệnh bạch hầu, vi khuẩn thối. Allicin bị mất hoạt tính dưới tác dụng của nhiệt, kiềm, tuy nhiên ít bị ảnh hưởng bởi acid yếu. Bảng 24: Thành phần hóa học chung của tỏi. Thành phần Hàm lượng (% tỏi tươi) Nước Carbohydrate (fructan) Protein Lipid Chất xơ Nitrogen Khoáng Vitamin Saponin Tinh dầu Diallyl disulphite Diallyl trisulphite Allyl propyl sulphite và diallyl sulphite 62-68 26-30 1.5-2.1 0.1-0.2 1.5 0.6-1.3 0.7 0.015 0.04-0.11 0.1-0.25 60 % tinh dầu 20% tinh dầu 6% tinh dầu 1.3.2. Phụ gia: Ø CMC (carboxyl methyl cellulose): - Là chất rắn không màu, không mùi, không vị. - Vai trò: được pha vào trong dd trộn với bột gạo (thường pha với tỉ lệ 0.5 – 1% so với tổng lượng bột) nhằm: ü Tăng độ dai cho sản phẩm cháo do làm tăng liên kết hydro. ü Có tính keo dính, tác dụng ổn định. ü Là chất nhũ hóa. - Ngoài ra còn dùng một số phụ gia khác có chức năng tương tự như: Xanthan gum, Guar gum, Locust bean gum. Ø Hương liệu: bổ sung cho gói bột nêm hay gói soup tạo mùi vị đặc trưng cho sản phẩm. Sau đây là bảng tiêu chuẩn phụ gia thực phẩm được sử dụng trong khi chế biến cũng như thêm vào gói gia vị của cháo ăn liền Bảng 25: Tiêu chuẩn phụ gia thực phẩm được sử dụng trong khi chế biến cũng như thêm vào gói gia vị của cháo ăn liền (TCVN 7879:2008) Số INS Phụ gia thực phẩm Mức tối đa Chất điều chỉnh độ axit 260 Axit acetic, băng GMP 262(i) Natri axetat GMP 270 Axit lactic (L-, D-, và DL-) GMP 296 Axit malic GMP 327 Canxi Lactat GMP 330 Axit Citric GMP 331(iii) Trinatri xitrat GMP 334 Axit Tartaric (L+, L-) 7500mg/kg 350(ii) Natri Malat GMP 365 Natri fumarat GMP 500(i) Natricacbonat GMP 500(ii) Natri hydrocacbonat GMP 501(i) Kali cacbonat GMP 516 Canxi Sulfat GMP 529 Canxi oxit GMP Chất chống oxi hóa 300 Axit ascorbic (L-) GMP 304 Ascorbyl Palmitat 500mg/kg riêng lẻ hoặc kết hợp tính theo ascobyl srteaat 305 Ascorbyl stearat 306 Hỗn hợp tocopherol đậm đặc 200mg/kg riêng lẻ hoặc kết hợp 307 Alpha-tocopherol 310 Propyl gallat 319 Tertiary butylhydroquinol 200mg/kg riêng lẻ hoặc kết hợp tính theo chất béo hoặc dầu 320 Hydroxyl đã butylat hóa 321 Hydroxytoluen đã butylat hóa Chất tạo màu 100(i) Curcumin 500mg/kg 101(i) Riboflavin 200mg/kg riêng lẻ hoặc kết hợp tinh theo riboflavin 101(ii) Riboflavin 5’-phosphat, natri 102 Tartrazin 300mg/kg 110 Subset yellow FCF 300mg/kg 120 Carmin 100mg/kg 123 Amaranth 100mg/kg 141(i) Phức chất đồng Clorophyl 100mg/kg 141(ii) Phức chất đồng Clorophyl, các muối natri và kali 100mg/kg 143 Fast grenn FCF 290mg/kg 150a Caramel 1-plain GMP 150b Caramel II-caustic sulphit 50000mg/kg 150c Caramel III-amoniac 50000mg/kg 150d Caramel IV-amoniac sulphit 50000mg/kg 160a (i) Bêta caroten tổng hợp 1200mg/kg 160a(ii) Caroten thực vật 1000mg/kg 160a(iii) Bêta-caroten 1000mg/kg 160e Bêta-apo-carotenal 200mg/kg 160f Axit-beta-apo-8’, metyl hoặc etyl este 1000mg/kg 162 Củ cải đường đỏ GMP Chất tạo hương 620 Axit glutamic (L-,L+) GMP 621 Mononatri glutamat, L- GMP 631 Dinatri 5’-inosinat GMP 627 Dinatri 5’-guanulat GMP 635 Dinati 5’-ribonucleotit GMP Chất ổn định 170(i) Canxi cacbonat GMP 406 Thạch GMP 459 Beta-xyclodextrin 1000mg/kg Chất làm dày 400 Axit alginic GMP 401 Natri algilat GMP 410 Carob bean gum 407 Carageenan và các muối Na, K, NH4 của chúng GMP 407a Tảo Eucheuma đã chế biến GMP 412 Guar gum GMP 414 Gum arabic GMP 415 Xanthan gum GMP 416 Karaya gum GMP 417 Tara gum GMP 418 Gellan gum GMP 424 Curdlan GMP 440 Pectin GMP 466 Natri cacboxylmetyl xenlulo GMP 508 Kali clorua GMP 1401 Tinh bột đã xử lý bằng axit GMP 1402 Tinh bột đã xử lý bằng kiềm GMP 1403 Tinh bột đã tẩy trắng GMP 1404 Tinh bột đã oxi hóa GMP 1405 Tinh bột đã xử lý bằng enzym GMP 1410 Monostarch phosphat GMP 1412 Ditarch phosphat đã esta hóa bằng natri trimetaphosphat, esta hóa bằng phospho oxy clorua GMP 1413 Ditarch phosphat đã phosphat hóa GMP 1414 Ditarch phosphat đã axetylat hóa GMP 1420 Tinh bột axetat GMP 1422 Distarch adipat đã axetylat hóa GMP 1440 Hydroxypropyl starch GMP 1442 Hydroxypropyl distarch GMP 1450 Tinh bột Natri octenyl suxinat GMP 1451 Tinh bột oxi hóa đã axetylat hóa GMP Chất giữ ẩm 325 Natri lactac GMP 339(i) Mononatri octophosphat 2000mg/kg riêng lẻ hoặc kết hợp tính theo phospho 339(ii) Dinatri octophosphat 339(iii) Trinatri octophosphat 340(i) Monokali octophosphat 340(ii) Dikali octophosphat 340(iii) Trikali octophosphat 450(i) Dinatri diphosphat 450(iii) Tetranatri diphosphat 450(v) Tetrakali diphosphat 450(vi) Dicanxi diphosphat 451(i) Pentannatri triphosphat 452(i) Natri polyphosphat 452(ii) Kali polyphosphat 452(iv) Canxi polyphosphat 452(v) Amoni polyphosphat 420 Sorbitol và sorbitol syrup GMP 1520 Propylen glycol 10000mg/kg Chất tạo nhũ 322 Lectin GMP 405 Propylen glycol alginat 5000mg/kg 430 Polyoxietylen (8) stearat 5000mg/kg (theo chất khô) riêng lẻ hoặc kết hợp 431 Polyoxietylen (40) stearat 432 Polyoxietylen (20) sorbitan monolaurat 5000mg/kg riêng lẻ hoặc kết hợp tính theo polyoxietylen (20) sorbitan este tổng số 433 Polyoxietylen (20) sorbitan monooleat 434 Polyoxietylen (20) sorbitan monopalmitat 435 Polyoxietylen (20) sorbitan monostearat 436 Polyoxietylen (20) sorbitan tristearat 471 Mono và di-glyxerit của các axit béo GMP 472e Diaxetyltartaric và các este axit béo của glycerol 10000mg/kg 473 Sucrosa este của các axit béo 2000mg/kg 475 Este polyglycerol của các axit béo 2000mg/kg 476 Este polyglycerol của các axit rixinoleic nội este hóa 500mg/kg 477 Propylen glycol este của các axit béo 500mg/kh (theo chất khô) 481(i) Natri stearoyl lactylat 5000mg/kg 482(i) Canxi stearoyl lactylat 5000mg/kg 491 Sorbitan monostearat 5000mg/kg (theo chất khô) riêng lẻ hoặc kết hợp 492 Sorbitan tristearat 493 Sorbitan monolaurat 495 Sorbitan monopalmitat Chất bảo quản 200 Axit sorbic 2000mg/kh riêng lẻ hoặc kết hợp tính theo axit sorbit 201 Natri sorbat 202 Kali sorbat 203 Canxi sorbat Chất chống vón cục 900a Polidimetylsiloxan 50mg/kg 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1. Sơ đồ khối: Để sản xuất ra sản phẩm cháo ăn liền, ta có thể dựa trên một trong hai quy trình công nghệ sau: 2.1.1. Quy trình 1: Gạo Nước Nước Rửa Gia ẩm  Tạp chất Ép đùn Nghiền Gói gia vị, gói dầu  Bao gói Sản phẩm 2.2.2. Quy trình 2: Gạo Làm sạch Làm phồng (gun puffing) Nghiền Gói gia vị, gói dầu  Bao gói Sản phẩm 2.2. Giải thích quy trình công nghệ: - Trong hai quy trình công nghệ, mỗi quá trình có mục đích công nghệ khác nhau, phần sau đây khảo sát các biến đổi của nguyên liệu khi thực hiện quá trình, các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình, thiết bị thực hiện và các thông số công nghệ liên quan. 2.2.1. Rửa: a. Mục đích công nghệ: - Chuẩn bị: loại tạp chất có trong nguyên liệu (bụi, đất, …), đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn vệ sinh cho nguyên liệu đưa vào sản xuất. b. Các biến đổi của nguyên liệu: • Biến đổi vật lí: ü Giảm lượng tạp chất ( bụi, đất, …) có trong nguyên liệu. ü Nhiệt độ nguyên liệu giảm. ü Do có sự hút nước vào trong nguyên liệu nên làm thay đổi tỉ trọng của nguyên liệu. • Biến đổi sinh học: Giảm mật độ vi sinh vật nhiễm trên nguyên liệu do sự rửa trôi vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu. • Biến đổi hóa học: Do có sự hút nước trong quá trình rửa nên độ ẩm của nguyên liệu tăng sau khi rửa. • Biến đổi hóa lí: Trong quá trình rửa, có thể xảy ra quá trình hòa tan một số chất tan vào trong nguyên liệu: vitamin, khoáng, … đồng thời có sự hút nước vào trong nguyên liệu. • Biến đổi hóa sinh: các biến đổi hóa sinh xảy ra không đáng kể. c. Các yếu tố ảnh hưởng: - Mức độ nhiễm bẩn (độ sạch) của nguyên liệu: tùy theo tình trạng nhiễm bẩn của nguyên liệu mà có các chế độ rửa cũng như thời gian rửa khác nhau. - Chất lượng nước và nhiệt độ nước rửa: nước dùng để rửa phải qua xử lí và đạt tiêu chuẩn nước công nghệ. Nhiệt độ nước rửa cũng là yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rửa. Nhiệt độ cao giúp quá trình tách các tạp chất ra khỏi nguyên liệu dễ dàng hơn đồng thời có tác dụng ức chế vi sinh vật nhưng kéo theo nó là chi phí về năng lượng, thiết bị và các yếu tố khác. d. Thiết bị và thông số công nghệ: • Thiết bị - Thiết bị có cấu tạo là các bồn inox hình trụ, đáy côn. Bên trong có hệ thống vòi phun nước giúp tăng hiệu quả làm sạch lớp tạp chất bám trên bề mặt hạt gạo. • Thông số công nghệ: Hình 3: Hệ thống ngâm rửa gạo ü Nhiệt độ nước rửa: 20-25oC ü Nước rửa gạo đạt tiêu chuẩn nước công nghệ. 2.2.2. Gia ẩm: a. Mục đích công nghệ: - Chuẩn bị: quá trình gia ẩm giúp nguyên liệu đạt được độ ẩm thích hợp chuẩn bị cho quá trình ép đùn. b. Các biến đổi của nguyên liệu: • Biến đổi vật lí: ü Nhiệt độ nguyên liệu thay đổi trong quá trình gia ẩm tùy theo nhiệt độ của nước. ü Sự thay đổi về khối lượng riêng của nguyên liệu • Biến đổi hóa học: Hạt tinh bột hút nước trương nở một phần làm tăng độ ẩm của nguyên liệu. • Biến đổi hóa lí: Trong quá trình gia ẩm, có sự hút nước vào bên trong nguyên liệu đồng thời các chất tan có trong nguyên liệu hòa tan vào nước. Nhiệt độ trong quá trình cũng góp phần làm bay hơi một số tạp chất mùi có trong nguyên liệu. c. Các yếu tố ảnh hưởng: - Nhiệt độ và thời gian: nếu nhiệt độ quá cao và thời gian quá dài sẽ xảy ra các phản ứng hóa học không mong muốn, bên cạnh đó, sự tổn thất các cấu tử mẫn cảm với nhiệt độ gia tăng, các giá trị liên quan đến cấu trúc, màu sắc và mùi vị của nguyên liệu sẽ bị biến đổi theo chiều hướng không mong muốn, đồng thời còn liên quan đến những vấn đề về chi phí năng lượng. Nếu thời gian và nhiệt độ thấp có thể không tạo được độ ẩm thích hợp cho quá trình ép đùn, không tạo được giá trị sản phẩm mong muốn. - Bản chất nguyên liệu: tùy vào cấu trúc và liên kết giữa các thành phần tùy thuộc vào từng loại gạo nguyên liệu mà ảnh hưởng đến khả năng hút ẩm của chúng. d. Thiết bị và thông số công nghệ: • Thiết bị: Sử dụng các bể ngâm hạt, làm bằng thép không gỉ, có thể có lớp vỏ áo giữ nhiệt.  • Thông số công nghệ: ü Nhiệt độ: 60– 70oC ü Thời gian: 20 – 30 phút ü Độ ẩm của nguyên liệu khi kết thúc quá trình: 18 – 21%. 2.2.3. Ép đùn: a. Mục đích công nghệ: - Chế biến: nhiệt độ và áp suất cao trong quá trình ép đùn có tác dụng làm chín và tạo hình cho sản phẩm. - Bảo quản: quá trình ép đùn xảy ra ở nhiệt độ và áp suất cao nên có tác dụng ức chế và tiêu diệt vi sinh vật. Sản phẩm sau quá trình ép đùn có độ ẩm thấp nên hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. b. Các biến đổi của nguyên liệu: Khi nguyên liệu được nhập vào thiết bị, dọc theo chiều dài máy trải qua năm giai đoạn: Giai đoạn phối trộn: Nguyên liệu được nhập liệu vào thiết bị ở độ ẩm từ 18 – 21%. Vùng này có khoảng không gian chứa nguyên liệu nhiều (do đường kính trục vis nhỏ và bước vis thưa), nên áp lực và nhiệt độ vùng này không cao, nguyên liệu hầu như chỉ đảo trộn và không có biến đổi nào đáng kể. Giai đoạn nhào trộn: Trong giai đoạn này, nhiệt độ và áp suất của buồng ép tăng dần dẫn đến một số biến đổi trong nguyên liệu: • Biến đổi vật lí: ü Nhiệt độ buồng ép tăng kéo theo sự tăng nhiệt độ trong nguyên liệu. ü Sự thay đổi của nhiệt độ và áp suất dẫn tới sự thay đổi cấu trúc và hình dạng nguyên liệu: các hạt vật liệu rời (nguyên liệu) ban đầu trương nở lên, hình thành khối bột nhào. • Biến đổi hóa học: Bắt đầu có sự hình thành các liên kết hydro giữa nước và các phân tử có chứa nhóm háo nước như tinh bột, protein, ... có trong nguyên liệu. • Biến đổi hóa lí: Trong giai đoạn này có sự khuếch tán của nước vào bên trong nguyên liệu hình thành nên các liên kết hydro, đồng thời, các phần tử dễ tan trong nguyên liệu (vitamin, khoáng ...) khuếch tán ra ngoài môi trường lỏng. • Biến đổi hóa sinh và sinh học: Nhiệt độ và áp suất trong buồng ép ở giai đoạn này bắt đầu có tác dụng ức chế vi sinh vật và các enzyme có trong nguyên liệu. Các hoạt động sống trong nguyên liệu bắt đầu bị đình chỉ. Giai đoạn nấu: Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của áp suất và nhiệt độ cao tạo nên những biến đổi sâu sắc trong nguyên liệu: • Biến đổi vật lí: Do cấu tạo của thiết bị: đường kính trục vis lớn, bước vis nhỏ mà vùng không gian dành cho nguyên liệu ở giai đoạn này rất ít dẫn tới các tác động nén ép nguyên liệu giữa trục vis và buồng ép, đồng thời sự điều chỉnh áp lực hơi vào buồng ép làm nhiệt độ và áp suất tác động lên nguyên liệu tăng nhanh. Dưới áp lực cao, các lực cơ học bao gồm lực ma sát giữa thành buồng ép – nguyên liệu – trục vis và nguyên liệu – nguyên liệu tác dụng lên nguyên liệu theo hai hướng ngược nhau có tác dụng phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột. • Biến đổi hóa học: Tinh bột: nhiệt độ nhiệt cao làm tăng chuyển động nhiệt của các phân tử tinh bột. Khi có sự có mặt của nước, chuyển động nhiệt nói trên có tác dụng tách rới các phân tử tinh bột và chuyển chúng thành dạng “dung dịch”, thực hiện quá trình hồ hóa tinh bột. Protein: tác động cơ học làm xé rách các bó sợi protein, phá vỡ cấu trúc bậc ba và làm biến tính các phân tử protein Các chất khác: các chất xơ hòa tan như hemicellulose, pectin,... có thể bị cắt mạch, giảm chiều dài phân tử và tham gia tạo liên kết Hydro với các phân tử tinh bột. • Biến đổi hóa lí: Các tác động của nhiệt độ và áp suất làm khối nguyên liệu từ khối bột nhào trong giai đoạn trước trở thành trạng thái chảy dẻo. • Biến đổi sinh học và hóa sinh: Tác dụng của nhiệt độ và áp suất cao làm ức chế và tiêu diệt hoàn toàn hệ vi sinh vật và enzyme có trong nguyên liệu. Mọi hoạt động sống của nguyên liệu bị đình chỉ. Kết thúc giai đoạn nấu, nguyên liệu có dạng khối bán dẻo và chịu áp lực rất cao.  Giai đoạn bay hơi: • Biến đổi vật lí: hơi trong buồng ép thoát ra ngoài qua cửa thoát hơi làm giảm nhiệt độ của sản phẩm. • Biến đổi hóa học: Độ ẩm: lượng ẩm dư thừa được tách ra khỏi sản phẩm để chuẩn bị cho giai đoạn đùn sản phẩm ra khỏi lỗ khuôn. Sự tổn thất các cấu tử hương, các hợp chất mùi do bị lôi cuốn theo hơi nước. • Biến đổi hóa lí: có sự bay hơi nước trong sản phẩm ra ngoài. • Biến đổi sinh học và hóa sinh: các biến đổi sinh học và hóa sinh trong giai đoạn này là không đáng kể. Giai đoạn đùn ép nguyên liệu ra khỏi lỗ khuôn: • Biến đổi vật lí: Khi ra khỏi lỗ khuôn, áp lực tác dụng lên sản phẩm giảm đột ngột về giá trị áp suất khí quyển làm các phân tử có kích thước nhỏ (nước, khí, các hợp chất mùi,...) và có năng lượng cao sẽ được giải thoát ra ngoài tạo cho sản phẩm có cấu trúc khô, phồng, xốp. • Biến đổi hóa học: Độ ẩm sản phẩm giảm. Sự tổn thất các cấu tử hương, các chất mùi. • Biến đổi hóa lí: Sự thoát ẩm và bay hơi của các chất mùi trong sản phẩm • Biến đổi sinh học và hóa sinh: các biến đổi sinh học và hóa sinh trong giai đoạn này là không đáng kể. Khi chúng đi qua lỗ khuôn dạng khe hẹp, áp lực giảm đột ngột, các phân tử có kích thước nhỏ như nước, khí, các chất mùi, ... có năng lượng cao sẽ được giải phóng ra ngoài và phá vỡ cấu trúc của khối nguyên liệu, tạo ra sản phẩm dạng bột, miếng mỏng, có tính chất khô, giòn cao. c. Các yếu tố ảnh hưởng: Nhiệt độ và áp suất: nhiệt độ và áp suất trong buồng ép cần phải đủ lớn để có thể làm hồ hóa và phá vỡ cấu trúc của nguyên liệu, đồng thời tạo ra chênh lệch áp lực, nhiệt độ để nước trong nguyên liệu có thể thoát nhanh khi ra ngoài thiết bị tạo ra những biến đổi về cấu trúc và tính chất cảm quan như mong muốn. Tuy nhiên cả 2 thông số này đều phụ thuộc vào cấu tạo của máy, vận tốc quay của trục vis, lưu lượng nhập liệu, thời gian lưu của nguyên liệu và cả tính chất của nguyên liệu Cấu hình thiết bị: đường kính trục vis càng lớn, bước vis càng ngắn thì không gian dành cho nguyên liệu càng nhỏ, áp lực đối với nguyên liệu càng lớn. Bên cạnh đó, số lượng lỗ khuôn càng nhiều, đường kính lỗ khuôn càng lớn, chiều dài phần làm việc của máy càng nhỏ, hay bề mặt bên trong thiết bị không đủ nhám sẽ không tạo áp lực và nhiệt độ đủ lớn để làm thay đổi cấu trúc và tính chất của nguyên liệu Ngoài ra, tốc độ quay của trục vis, cũng như lưu lượng nhập liệu cũng ảnh hưởng lớn đến thời gian lưu của gạo. Đồng thời tính chất của gạo cũng ảnh hưởng đến độ ma sát giữa các phần tử nguyên liệu với nhau và với thiết bị. d. Thiết bị và thông số công nghệ: • Thiết bị Hình 4: Thiết bị ép đùn trục đôi hoạt động liên tục § Vùng nhập liệu A: Nguyên liệu được nạp vào thiết bị qua phễu nhập liệu 12. Nguyên liệu chính có thể trộn đều với nguyên liệu phụ và nước trước hoặc sau khi cho vào phễu nhập liệu. Bộ phận làm việc chính là cặp vis tải 14 và 16. Dòng nhập liệu được dẫn vào giữa cặp vis tải được điều khiển bởi núm vặn số 13. Mỗi vis tải có nhiều cánh vòng xoắn theo hình trôn ốc. Prôphin ren vis và khoảng cách trục được tính sao cho các vòng xoắn của vis này vào rãnh của vis kia với khe hỡ rất nhỏ. Khi yêu cầu trên đạt được, sự chà xát và trộn lẫn giữa các phần tử sẽ tăng, bảo đảm tự làm sạch vis tải. Hai vis tải có đường kính bằng nhau và quay cùng chiều. Bộ hộp số 23, 24 gắn với trục vis để điều khiển vis tải hoạt động bằng động cơ điện 28. § Vùng chuyển tiếp B: Nguyên liệu vẫn tiếp tục được khuấy trộn khi chuyển vào vùng B. Ở vùng này, đường kính trục vis tăng dần làm tăng áp suất tác dụng lên nguyên liệu do khoảng cách giữa các vòng xoắn bị thu hẹp, nguyên liệu bị dồn vào khoảng không nhỏ. Vùng chuyển tiếp này có chiều dài hợp lý để đảm bảo áp suất nén lên nguyên liệu tăng dần dần và đồng nhất. § Vùng nấu C: Đường kính trục vis tiếp tục tăng để giảm khoảng cách giữa các vòng xoắn cũng như khoảng cách giữa hai trục nhằm tạo ra áp suất lớn nhất tác dụng lên nguyên liệu. Lực nén và cắt nguyên liệu làm tăng nhiệt độ lên đến nhiệt độ nấu thích hợp. Ngoài ra, nhiệt độ tăng lên còn do sự cọ xát giữa vis tải và nguyên liệu cũng như giữa nguyên liệu với nguyên liệu. Áp suất cung cấp lớn hơn 70 atm, đôi lúc có thể lên đến hàng trăm atm. Nhiệt lượng cung cấp cho vùng C chỉ vừa đủ để bảo đảm nguyên liệu được nâng lên đến nhiệt độ nấu thích hợp. Trong khi đó, các cánh xoắn vẫn quay đều ngoài nhiệm vụ trộn đều nguyên liệu còn đảm bảo cho nhiệt độ đồng đều khắp vùng nấu. § Vùng bay hơi D: Trong vùng này, đường kính trục vis giảm nhiều so với các vùng trước nhưng đường kính cánh xoắn vẫn không thay đổi. Vì thế, khoảng cách giữa hai trục vis rất lớn làm giảm áp suất nén lên nguyên liệu. Vùng này gắn với cửa thoát hơi mở ra không khí hoặc một bơm chân không 47 hay máy tạo áp suất 50. Điều chỉnh đến áp suất thích hợp bằng van 55. Cửa thoát hơi có hai công dụng chính là thoát hơi nước làm nguội sản phẩm và làm độ ẩm bên ngoài sản phẩm. Vì thế vùng bay hơi của thiết bị nhằm làm giảm nhiệt độ để sản phẩm không bị phồng nở trước khi ép đùn, tách lượng ẩm dư thừa ra khỏi sản phẩm để đạt được độ ẩm thích hợp cho quá trình ép đùn. § Vùng chuyển tiếp E: Từ vùng A đến D, vis tải trong thiết bị là vis tải kép 14 và 16. Nhưng đến vùng E thì chỉ còn vis tải 16, vis tải 14 kết thúc ở vùng bay hơi D. Đường kính của trục vis trong vùng này tăng lên so với trong vùng D, đẩy nguyên liệu vào vùng F trước khi qua khuôn ép đùn. § Vùng nhập liệu cho khuôn ép đùn F: Áp suất được cung cấp để đẩy nguyên liệu ra khỏi khe hở 53 trong khuôn ép đùn 54. Sản phẩm sau khi ra khỏi khuôn có thể ở dạng phồng nở hay không phụ thuộc nhiệt độ làm nguội ở vùng D. Nếu nhiệt độ của sản phẩm trong vùng D nhỏ hơn 100oC thì sản phẩm không bị phồng, nhưng nhiệt độ không được xuống dưới quá 49oC. Để sản phẩm tạo ra có giá trị dinh dưỡng và cảm quan tốt, mùi vị thơm ngon, hấp dẫn cần phải điều chỉnh nhiệt độ thích hợp đối với từng vùng. Người ta thường dùng lớp vỏ áo 58, 59, 61, 62 bao ngoài những vùng cần nhiệt độ khác nhau và sử dụng nước lạnh, nước nóng hay hơi nước tùy theo yêu cầu của từng vùng. • Thông số công nghệ: § Độ ẩm nguyên liệu trước khi vào thiết bị : 18 – 21% § Độ ẩm của sản phẩm: 5 – 7% § Tốc độ của trục vis: >300 rpm § Chiều dài buồng ép : Đường kính (L/D): 10 : 1 § Nhiệt độ buồng ép đạt được trong quá trình nấu : 160 – 180oC § Áp lực buồng ép: 30-50 Kg/cm2. 2.2.4. Nghiền: a. Mục đích: - Hoàn thiện: làm giảm kích thước của nguyên liệu phù hợp với yêu cầu người tiêu dùng. b. Các biến đổi của nguyên liệu - Vật lý: biến đổi vật lý quan trọng nhất là kích thước của nguyên liệu sẽ giảm. Bên cạnh đó, dưới tác dụng của lực ma sát, nhiệt độ của nguyên liệu sẽ tăng lên. c. Các yếu tố ảnh hưởng: - Kích thước của nguyên liệu: kích thước của nguyên liệu càng lớn thì càng dễ vỡ trong quá trình nghiền. - Độ cứng của nguyên liệu: nguyên liệu càng cứng thì càng dễ vỡ, tuy nhiên càng tiêu tốn nhiều năng lượn