Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì năng suất 250 tấn nguyên liệu ngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BỘT MÌ NĂNG SUẤT 250 TẤN NGUYÊN LIỆU / NGÀY GVHD: PGS. TS. ĐẶNG MINH NHẬT SVTH : NGUYỄN THỊ THU HƯỜNG LỚP : 17H2CLC1 MSSV: 107170301 Đà Nẵng, 08/2021 Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc  KHOA HÓA BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Thu Hường Lớp : 17H2CLC1 Khóa : 2017-2022 Ngành : Công nghệ thực phẩm 1. Tên đề tài THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BỘT MÌ 2. Các số liệu ban đầu Năng suất 250 tấn nguyên liệu/ngày. 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán - Mục lục - Lời mở đầu. - Chương 1 : Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm - Chương 2 : Chọn và thuyết minh công nghệ - Chương 3 : Tính cân bằng vật chất - Chương 4 : Tính cân bằng vật chất. - Chương 5 : Tính và chọn thiết bị - Kết luận. S Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật - Tài liệu tham khảo. 4. Các bản vẽ - Bản vẽ sơ đồ công nghệ - khổ A0 - Bản vẽ mặt bằng phân xưởng - khổ A0 - Bản vẽ mặt cắt phân xưởng - khổ A0 5. Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT. 6. Ngày giao nhiệm vụ: 20/01/2021 7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 01/05/2021 Ngày….tháng…năm 2021 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) PGS.TS Đặng Minh Nhật Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho bộ môn S Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật LỜI MỞ ĐẦU Từ trước tới nay thực phẩm chế biến từ bột mì cực kì phổ biến đối với Việt Nam nói riêng, nhiều nước trên thế giới nói chung. Nó được sử dụng rộng rãi bởi nhiều giá trị dinh dưỡng như: cung cấp một lượng lớn gluxit, các axit amin không thay thế như lizin, treonin, phenylalamin, valin,... và một số axit amin khác. Tổng sản lượng lương thực hàng năm không chỉ ở nước ta mà trên toàn thế giới đều tăng lên nhanh chóng. Đi cùng với sự tăng sản lượng theo nhịp độ phát triển chung của nền kinh tế quốc dân, nhiều khu công nghiệp được xây dựng, nhiều vùng kinh tế mới được hình thành. Tuy nhiên, Việt Nam lại là quốc gia không phù hợp để trồng lúa mì, nếu nhập khẩu bột mì từ nước ngoài về lại gây ra nhiều khó khăn trong khâu vận chuyển, bảo quản, chi phí, chất lượng. Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu sử dụng bột mì của nước ta ngày càng tăng, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngành công nghiệp bột mì trên thế giới thì việc xây dựng thêm một nhà máy sản xuất bột mì rất cần thiết. Nó vừa đáp ứng nhu cầu về bột mì cho ngành chế biến thực phẩm vừa góp phần tạo việc làm cho người lao động cũng như gia tăng thêm ngân sách,... Xuất phát từ những lí do thiết yếu đó, em được giao nhiệm vụ với đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì năng suất 250 tấn nguyên liệu / ngày” cho đồ án thiết kế của mình. S Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ................... 1 1.1 Tổng quan về nguyên liệu lúa mì ........................................................................ 1 1.1.1 Giới thiệu về cây lúa mì [1] .......................................................................... 1 1.1.2 Phân loại lúa mì [2]....................................................................................... 1 1.1.3 Cấu tạo và tính chất lúa mì [2]...................................................................... 4 1.1.4 Thành phần hóa học lúa mì [2] [18] [19]...................................................... 5 1.1.4.1 Protein [20] ................................................................................................ 6 1.1.4.2 Gluxit ......................................................................................................... 7 1.1.4.3 Chất béo ..................................................................................................... 7 1.1.4.4 Chất tro ...................................................................................................... 8 1.1.4.5 Các enzyme ................................................................................................ 8 1.1.4.6 Vitamin ...................................................................................................... 8 1.1.5 Các quá trình xảy ra trong quá trình bảo quản hạt [2] [8] [19]..................... 8 1.1.5.1 Quá trình hô hấp của hạt ............................................................................ 8 1.1.5.2 Quá trình chín sau thu hoạch ..................................................................... 9 1.1.5.3 Sự nảy mầm ............................................................................................. 10 1.1.5.4 Quá trình tự bốc nóng .............................................................................. 10 1.1.6 Phương pháp bảo quản hạt [9] .................................................................... 11 1.1.6.1 Bảo quản bằng phương pháp thông gió ................................................... 11 1.1.6.2 Bảo quản hạt ở trạng thái khô .................................................................. 11 1.1.6.3 Bảo quản hạt ở trạng thái kín ................................................................... 11 1.1.7 Chỉ tiêu chất lượng hạt lúa mì [12] ............................................................. 11 1.1.7.1 Đặc tính chung và đặc tính cảm quan ...................................................... 11 1.1.7.2 Đặc tính liên quan đến sức khỏe .............................................................. 11 S Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật 1.1.7.3 Đặc tính lý hóa ......................................................................................... 11 1.2. Tổng quan về sản phẩm bột mì [10][11] .......................................................... 12 1.2.1. Giới thiệu sản phẩm bột mì........................................................................ 12 1.2.2. Chỉ tiêu chất lượng bột mì ......................................................................... 13 1.2.2.1. Các chỉ tiêu chất lượng chung ................................................................ 13 1.2.2.2. Các chỉ tiêu chất lượng đặc trưng ........................................................... 13 1.2.2.3 Phụ gia thực phẩm ................................................................................... 13 1.2.2.4. Các thành phần không bắt buộc .............................................................. 14 1.2.2.5. Cỡ hạt ...................................................................................................... 14 1.2.2.6. Các chất nhiễm bẩn ................................................................................. 14 1.2.2.7. Bao gói .................................................................................................... 14 1.2.2.8. Ghi nhãn .................................................................................................. 15 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT MÌ .............................................. 18 2.1 Lựa chọn quy trình sản xuất [13] [14] .............................................................. 18 2.1.1 Làm sạch hạt bằng phương pháp khô ......................................................... 18 2.1.2 Làm sạch hạt bằng phương pháp ướt .......................................................... 19 2.2 Quy trình sản xuất .......................................................................................... 20 2.3 Thuyết minh dây chuyền sản xuất ................................................................. 22 2.3.1 Chuẩn bị hạt trước khi nghiền .................................................................... 22 2.3.2 Hệ thống nghiền và sàng............................................................................. 23 2.3.3 Hệ thống thu hồi và xử lý tạp chất .............................................................. 24 2.3.4 Hệ thống sản xuất phụ ................................................................................ 24 2.3.5 Hệ thống phụ trợ ......................................................................................... 24 CHƯƠNG 3 : TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ................................................... 25 3.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy ........................................................................ 25 3.2 Tính cân bằng vật liệu trong công đoạn làm sạch ............................................. 25 S Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật 3.2.1 Lượng tạp chất tách ra tại nam châm 1 ....................................................... 26 3.2.2 Lượng tạp chất tách ra tại sàng tạp chất lần 1 ............................................ 26 3.2.3 Lượng tạp chất kim loại tách ra tại nam châm 2 ........................................ 26 3.2.4 Lượng tạp chất tách ra tại sàng tạp chất lần 2 ............................................ 27 3.2.5 Máy tách đá ................................................................................................. 27 3.2.6 Máy chọn hạt .............................................................................................. 28 3.2.7 Máy gia ẩm lần 1 ........................................................................................ 28 3.2.8 Máy gia ẩm lần 2 ........................................................................................ 28 3.2.9 Máy xát vỏ .................................................................................................. 29 3.2.10 Lượng tạp chất kim loại tách ra tại nam châm 3 ...................................... 29 3.3 Tính cân bằng trong công đoạn nghiền thô ....................................................... 30 3.3.1 Hệ nghiền thô 1 và rây tương ứng .............................................................. 30 3.3.2 Hệ nghiền thô 2 và rây tương ứng .............................................................. 31 3.3.3 Hệ nghiền thô 3 và rây tương ứng .............................................................. 31 3.3.4 Hệ nghiền thô 4 và rây tương ứng .............................................................. 32 3.3.5 Hệ nghiền thô 4 và rây tương ứng .............................................................. 33 3.4 Tính toán cho hệ làm giàu tấm và tấm lõi ......................................................... 34 3.4.1 Sàng gió N1 ................................................................................................ 34 3.4.2 Sàng gió N2 ................................................................................................ 34 3.4.3 Sàng gió N3 ................................................................................................ 35 3.4.4 Sàng gió N4 ................................................................................................ 35 3.5 Tính cân bằng cho các hệ nghiền mịn và rây tương ứng .................................. 36 3.5.1 Hệ nghiền mịn 1 và rây tương ứng ............................................................. 36 3.5.2 Hệ nghiền mịn 2 và rây tương ứng ............................................................. 37 3.5.3 Hệ nghiền mịn 3 và rây tương ứng ............................................................. 37 3.5.4 Hệ nghiền mịn 4 và rây tương ứng ............................................................. 38 S Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật 3.5.5 Hệ nghiền mịn 5 và rây tương ứng ............................................................. 39 3.6 Công đoạn nghiền búa, máy đập vỏ, sàng kiểm tra bột loại 1, 2 và thiết bị lọc túi ................................................................................................................................. 39 3.6.1 Máy đập vỏ ..................................................................................................... 39 3.6.2 Máy nghiền búa .......................................................................................... 40 3.6.3 Sàng kiểm tra bột loại 1 .............................................................................. 41 3.6.4 Sàng kiểm tra bột loại 2 .............................................................................. 41 3.6.5 Lọc bụi ........................................................................................................ 42 3.7 Công đoạn nguyên liệu đi làm cám ................................................................... 43 3.8 Tính cân bằng sản phẩm.................................................................................... 44 3.8.1 Lượng nguyên liệu sạch sau khi tách hết tạp chất ...................................... 44 3.8.2 Lượng sản phẩm và phụ phẩm .................................................................... 45 CHƯƠNG 4 : TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ......................................................... 47 4.1 Tính và chọn thiết bị chính [17] ....................................................................... 47 4.1.1 Công đoạn làm sạch và chuẩn bị hạt trước khi nghiền ............................... 47 4.1.1.1 Cân tự động .............................................................................................. 47 4.1.1.2 Lưu lượng kế............................................................................................ 49 4.1.1.3 Sàng làm sạch tạp chất lần 1, 2 ................................................................ 50 4.1.1.4 Kênh quạt hút ........................................................................................... 51 4.1.1.5 Nam châm tách kim loại 1, 2, 3 ............................................................... 53 4.1.1.6 Máy tách đá .............................................................................................. 55 4.1.1.7 Máy chọn hạt ........................................................................................... 56 4.1.1.8 Thiết bị gia ẩm ........................................................................................ 56 4.1.1.9 Máy xát hạt .............................................................................................. 57 4.1.2 Công đoạn nghiền ....................................................................................... 58 4.1.2.1 Chọn hệ nghiền thô .................................................................................. 58 S Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật 4.1.2.2 Chọn hệ nghiền mịn ................................................................................. 60 4.1.2.3 Chọn hệ rây tương ứng với máy nghiền mịn và nghiền thô .................... 61 4.1.3 Công đoạn đập vỏ, nghiền búa ................................................................... 62 4.1.3.1 Máy đập vỏ .............................................................................................. 62 4.1.3.2 Máy nghiền búa ...................................................................................... 63 4.1.4 Chọn sàng gió và rây kiểm tra .................................................................... 63 4.1.4.1 Chọn sàng gió .......................................................................................... 63 4.1.4.2 Chọn rây kiểm tra bột .............................................................................. 65 4.1.6 Máy diệt trứng sâu ...................................................................................... 65 4.1.7 Chọn máy nghiền búa để nghiền phụ phẩm ............................................... 67 4.2 Tính và chọn thiết bị phụ [15] ........................................................................... 67 4.2.1 Tính và chọn xilô chứa ............................................................................... 67 4.2.2 Tính và chọn các thiết bị vận chuyển ....................................................... 70 4.2.2.1 Tính gàu tải .............................................................................................. 70 4.2.2.2 Tính công suất của gàu tải ....................................................................... 70 4.2.2.3 Vít tải ....................................................................................................... 71 4.2.2.4 Băng tải .................................................................................................... 72 4.2.2.5 Hệ thống vận chuyển khí lực ................................................................... 72 4.2.2.6 Hệ thống lọc bụi....................................................................................... 73 KẾT LUẬN ............................................................................................................. 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 77 S Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 1.1 Tổng quan về nguyên liệu lúa mì 1.1.1 Giới thiệu về cây lúa mì [1] Lúa mì hay lúa miến, tiểu mạch, tên khoa học Triticum là cây lương thực, thuộc một nhóm các loài cỏ đã thuần dưỡng từ khu vực Levant và được gieo trồng rộng khắp thế giới. Lúa mì có nguồn gốc từ Tây Nam Á trong khu vực được biết dưới tên gọi Lưỡi liềm Màu mỡ (khu vực Trung Đông ngày nay). Việc trồng trọt và thu hoạch cũng như gieo hạt lặp đi lặp lại các loại cỏ hoang dại này đã dẫn tới sự thuần dưỡng lúa mì thông qua chọn lọc và các dạng đột. Do mất đi cơ chế phát tán hạt nên lúa mì đã thuần dưỡng chỉ còn khả năng hạn chế trong việc nhân giống một cách hoang dã. Việc trồng trọt lúa mì đã bắt đầu lan rộng ra ngoài khu vực Lưỡi liềm Màu mỡ trong thời đại đồ đá mới. Vào khoảng năm 3000 TCN, lúa mì đã xuất hiện tại Ethiopia, Ấn Độ, Ireland và Tây Ban Nha. Vào năm 2007, sản lượng lúa mì đã giảm tới mức thấp nhất kể từ năm 1981, và năm 2006 là lần đầu tiên lượng tiêu thụ lúa mì trên toàn thế giới nhiều hơn là sản lượng - một khoảng trống sẽ được tiếp tục dãn rộng do nhu cầu tiêu dùng lúa mì hiện nay đã tăng nhanh hơn mức tăng của sản xuất. Hình 1.1 Cây lúa mì 1.1.2 Phân loại lúa mì [2] Lúa mì là cây lương thực thuộc họ hòa thảo trồng nhiều nhất trên thế giới và phân bố gần khắp các vùng. Nó là cây không ưa nóng và chịu lạnh nên được trồng nhiều hơn cả ở các nước khí hậu lạnh. Nước trồng nhiều như Liên Xô, Mỹ, Canada, Trung Quốc. Có khoảng 20 dạng lúa mì. Trong đó lúa mì mềm và lúa mì cứng được trồng nhiều hơn cả. Lúa mì mềm - Triticum vulgare: Là dạng trồng nhiều nhất. Nó gồm cả loại có râu và không râu. Hạt dạng gần bầu dục, màu trắng ngà hay hơi đỏ. Nội nhũ thường là nửa trắng trong nhưng cũng có loại trắng trong hoàn toàn và loại đục hoàn toàn. Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì SVTH: Nguyễn Thị Thu Hường 1 Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật Hình 1.2 Lúa mì mềm - Triticum vulgare [3] Lúa mì cứng - Triticum durum: Trồng ít hơn lúa mì mềm. Bông dày hạt hơn. Hầu hết các loại mì cứng đều có râu. Hạt mì cứng dài, màu vàng đôi khi hơi đỏ. Nội nhũ trắng trong. Độ trắng trong thường vào khoảng 95÷100%. Hình 1.3 Lúa mì cứng – Triticum durum [4] Lúa mì Anh- Triticum turgidum: Dạng này trồng ít. Cấu tạo bông gần giống mì cứng, bông dày hạt, râu dài. Khi cắt ngang bông có hình tròn hay bốn cạnh. Hạt hình hơi elip. Nội nhũ nửa trắng trong hay đục hoàn toàn. Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì SVTH: Nguyễn Thị Thu Hường 2 Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật Hình 1.4 Lúa mì Anh- Triticum turgidum [5] Lúa mì Ba Lan - Triticum polonicum: Dạng này bông dài, hơi dẹt, có râu trông gần giống lúa mì đen. Hạt dẹt, màu vàng hổ phách hay màu vàng sẫm, nội nhũ nửa trắng trong, dạng này trồng ít. Hình 1.5 Lúa mì Ba Lan - Triticum polonicum [6] Lúa mì lùn - Triticum compactum: Bông ngắn, có loại có râu, loại không râu. Tính chất gần giống lúa mì mềm nhưng hạt nhỏ, chất lượng bột và bánh kém hơn. Dạng này cũng ít trồng. Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì SVTH: Nguyễn Thị Thu Hường 3 Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật Hình 1.6 Lúa mì lùn - Triticum compactum [7] 1.1.3 Cấu tạo và tính chất lúa mì [2] Lúa mì khác với các hạt hòa thảo khác, nó có phía lưng và phía bụng. Phía lưng là phía phẳng và có phôi còn phía bụng có rãnh lõm vào dọc theo hạt. Khi xác định kích thước người ta đo chiều dài, rộng và dày. Loại hạt dài và dẹt thì tỷ lệ chiều dài trên chiều rộng là 3,5: 1. Loại hình quả trứng hay bầu dục tỷ lệ này 2: 1, còn loại gần hình cầu thì 1: 1. l - Chiều dài. Vỏ quả Vỏ hạt l a - Chiều rộng. Alơrông b - Chiều dày. Nội nhũ a Phía lưng Phía bụng b Hình 1.7-a. Hạt lúa mì Hình 1.7-b. Cắt ngang hạt lúa mì Các loại lúa mì khác nhau thì có hình dáng, kích thước, cấu tạo bên trong và thành phần hóa học khác nhau, nhưng chủ yếu gồm 4 phần chính là vỏ, lớp alơrông, nội nhũ và phôi Bảng 1.1. Tỷ lệ khối lượng từng phần của hạt lúa mì (%) Các phần của hạt Cực tiểu Cực đại Trung bình 78,33 83,69 81,60 3,25 9,48 6,54 8,08 10,80 8,72 2,22 4,00 3,14 Nội nhũ Lớp alơrông Vỏ quả và vỏ hạt Phôi a) Vỏ Là lớp bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi tác động bên ngoài. Thành phần của vỏ chủ yếu là xelluloza, hemixelluloza, licin, không có chất dinh dưỡng nên trong quá trình chế biến càng tách ra được nhiều vỏ càng tốt. Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì SVTH: Nguyễn Thị Thu Hường 4 Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật Vỏ gồm vỏ quả và vỏ hạt chiếm khoảng 8,4% khối lượng hạt. + Vỏ quả: Gồm nhiều lớp tế bào hình ống sắp xếp theo chiều dọc hạt chiếm 4  6% khối lượng toàn hạt. Lớp vỏ quả của hạt lúa mì mỏng, cấu tạo không được chắc như vỏ trấu của thóc nên trong quá trình đập và tuốt, vỏ dễ bị tách ra khỏi hạt. + Vỏ hạt: Chiếm 2  2,5% khối lượng hạt, cấu tạo từ một lớp tế bào có thành mỏng, dòn, có chứa các sắc tố. Vỏ hạt có cấu tạo rất bền và dai. Nếu dùng lực xay xát khô thì khó bóc vỏ do đó trong sản xuất bột mì người ta phải qua khâu làm ẩm và ủ ẩm. b) Lớp alơrông: Lớp alơrông gồm một lớp tế bào có thành dày, có chứa protein, chất béo, đường, xelluloza, tro, và các vitamin B1, B2, PP. c) Nội nhũ: Nội nhũ lúa mì chiếm 82% khối lượng toàn hạt, là phần chủ yếu để sản xuất ra bột mì. Nội nhũ được tạo nên từ các tế bào lớn có thành rất mỏng chứa đầy tinh bột và các thể protein. Nội nhũ có màu vàng trắng hoặc vàng nhạt phụ thuộc mức độ chứa đầy protein của tế bào, mức độ liên kết của protein với hạt tinh bột cũng như kích thước và hình dáng của hạt tinh bột d) Phôi: Chất dinh dưỡng trong phôi chủ yếu gồm có 35% protein, 25% các gluxit hoà tan, 15% chất béo. Phần lớn lượng sinh tố và enzim của hạt đều tập trung ở phôi. Phôi chiếm khoảng 3,24% khối lượng hạt. 1.1.4 Thành phần hóa học lúa mì [2] [18] [19] Thành phần hóa học trung bình của lúa mì theo % như sau: - Nước: 14  15 - Protein: 13  15 - Chất béo: 2,3  2,8 - Tinh bột: 65  68 - Đường trước chuyển hóa: 0,10  0,15 - Đường sau chuyển hóa: 2,5  3,0 - Xelluloza: 2,5  3,0 - Pentoza: 89 Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì SVTH: Nguyễn Thị Thu Hường 5 Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật 1,8  2,0 - Tro: Ngoài các chất trên, trong lúa mì còn có một lượng dextrin, muối khoáng, sinh tố, chất men và một số chất khác. Thành phần lúa mì tuỳ thuộc vào loại giống, mức độ chín, điều kiện khí hậu, chất đất và phân bón... Sự phân bố của các chất trong từng hạt như sau: Bảng 1.2 Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì (xem mỗi chất trong hạt là 100%). Các phần của hạt Protein Tinh bột Chất béo Đường Xenluloza Pentoza Tro Hạt 100 100 100 100 100 100 100 Nội nhũ 65 100 25 65 5 28 20 Vỏ và alơrông 27 - 55 15 90 68 70 Phôi 8 - 20 20 5 4 10 Protein chủ yếu tập trung ở nội nhũ và lớp alorong, chất béo chủ yếu ở vỏ. Trong vỏ còn nhiều xenlulo, pentozan và chất tro. Trong phôi có nhiều đường và chất béo. 1.1.4.1 Protein [20] Hàm lượng protein của lúa mì dao động trong khoảng khá lớn từ 9,6  25,8%. Ngoài protein còn có một lượng nitơ phi protein chiếm khoảng 0,033 - 0,061%. Bao gồm 4 loại chính: albumine (5,7 – 11,5%), globulin(5,7 – 10,8%), gliadin (40 – 50%) và glutenin (34 – 42% tổng lượng protein bột mì). Hai loại gliadin và glutenin chiếm đến 70 – 85% tổng lượng protein của bột mì. Khi nhào bột, mặc dù 2 protein này không tan trong nước nhưng lại hút nước, trương nở tạo thành một khối dẻo đàn hồi gọi là gluten. Với lúa mì tốt thường hàm lượng gluten tươi chiếm khoảng 20 – 25% khối lượng hạt. Gluten có ý nghĩa rất lớn trong kỹ nghệ bánh mì. Nếu chất lượng gluten tốt đàn hồi, độ giãn cao thì khả năng giữ khí trong quá trình lên men cao, khi nướng bánh xốp. Nếu chất lượng gluten kém, vụn nát thì khả năng giữ khí kém, bánh ít nở. Ngoài tính chất trên gluten còn có khả năng hút nước mạnh. Nếu hàm lượng gluten càng cao thì tỷ lệ thành phần bánh mì càng cao. Chất lượng gluten được thể hiện ở các chỉ số sau: màu sắc, khả năng hút nước, độ đàn hồi và độ căng đứt, độ bền ban đầu và sự thay đổi thể tích gluten khi nướng (bánh). Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì SVTH: Nguyễn Thị Thu Hường 6 Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật Để đánh giá chất lượng gluten người ta dùng các chỉ số sau: - Màu sắc: Gluten tốt có màu sáng đôi khi xám hoặc hơi vàng, gluten xấu thì màu xám. - Khả năng hút nước của gluten: Nếu khả năng hút nước của gluten cao thì là gluten tốt vì vậy sau khi xác định gluten tươi thì phải xác định lượng gluten khô. Bình thường gluten tươi chứa 65  75% nước. - Độ đàn hồi: Là tính chất rất quan trọng của gluten. Nó thể hiện khả năng giữ khí của bột. - Độ căng đứt: Cũng đặc trưng cho khả năng giữ khí của bột. - Sự thay đổi thể tích gluten khi nướng: Là chỉ số quan trọng đặc trưng độ nở của gluten. 1.1.4.2 Gluxit Gluxit của lúa mì gồm tinh bột, dextrin, xelluloza, hemixelluloza, gluxit keo, các loại đường. Tinh bột là gluxit quan trọng nhất của lúa mì chiếm khoảng 4873%, ngoài ra còn có lượng đường khử từ 0,11  0,37%, sacaroza 1,933,67% và maltoza 0,932,63%. 1.1.4.3 Chất béo Hạt lúa mì có một lượng nhỏ chất béo, nó phân bố không đều trong từng phần của hạt. Sự phân bố chất béo trong hạt chủ yếu tập trung ở phôi và cám còn nội nhũ rất ít. Thành phần chất béo của lúa mì bao gồm axit béo no và không no như axit panmitic, xtearic, oleic, linolic, linolelic… Bảng 1.3. Hàm lượng chất béo trong từng phần hạt lúa mì Axit béo Chất béo của phôi Chất béo của bột Panmitic 12,8 ÷ 13,8 15,6 0,9 ÷ 1 - Oleic 27,8 ÷ 30,8 34,6 Linolic 40,8 ÷ 49,1 46,0 Linolenic 10,0 ÷ 10,8 3,8 Xtearic và licnoseric Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì SVTH: Nguyễn Thị Thu Hường 7 Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật 1.1.4.4 Chất tro Trong lúa mì có một lượng nhỏ chất tro. Nó phân bố không đều trong từng phần của hạt, trong đó vỏ và phôi nhiều hơn cả, chất tro lúa mì chủ yếu là P, Ca và Mg. 1.1.4.5 Các enzyme Đây là những protit có tính xúc tác, trong thời kỳ chín của hạt các enzym tham gia vào quá trình tổng hợp các chất phức tạp, còn trong thời gian bảo quản hạt thì các enzym lại xúc tác sự phân hủy các chất phức tạp thành các chất đơn giản. Các enzym chủ yếu trong lúa mì như: Enzym thủy phân như: , amylaza, proteaza, lipaza…, Các enzym oxy hóa khử, lipoxydaza,phitaza… 1.1.4.6 Vitamin Trong lúa mì có một lượng vitamin gồm vitamin A, nhóm B, H, E, K và một vài loại khác. Vitamin A, B1, B2, B3, E …chủ yếu tập trung ở phôi hạt vì vậy thường dùng cám mì để sản xuất các vitamin này, thường sản xuất ra vitamin E. Nội nhũ có ít vitamin. 1.1.5 Các quá trình xảy ra trong quá trình bảo quản hạt [2] [8] [19] Hạt sau khi thu hoạch và được bảo quản lưu kho vẫn xảy ra các hoạt động sống, trao đổi chất để duy trì sự sống cho các tế bào phôi. Trong thời gian bảo quản, tùy theo ảnh hưởng bên ngoài và bản thân hạt mà cường độ và đặc trưng các quá trình này có khác nhau. Các quá trình sinh lý cơ bản của hạt bao gồm quá trình hô hấp, quá trình chín sau thu hoạch, quá trình nảy mầm, quá trình tự bốc nóng của khối hạt. 1.1.5.1 Quá trình hô hấp của hạt Trong quá trình hô hấp các chất hữu cơ của hạt bị oxy hóa và phân hủy tạo năng lượng cung cấp cho các tế bào của hạt để duy trì sự sống. Tùy theo lượng oxi mà có thể là hô hấp hiếu khí hoặc yếm khí. 1 Nếu khoảng không trong khối hạt có tỉ lệ oxy chiếm khoảng thì hạt có thể tiến 4 hành hô hấp hiếu khí. Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp hiếu khí: C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 674 Kcal Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì SVTH: Nguyễn Thị Thu Hường 8 Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật Nếu khối hạt bị bít kín hoàn toàn hoặc bị nén chặt, thì tỉ lệ oxy trong khoảng 1 không gian xung quanh khối hạt sẽ giảm xuống dưới , trong khối hạt ngoài hô hấp 4 hiếu khí sẽ xảy ra cả hiện tượng hô hấp yếm khí. Phương trình tổng quát như sau: C6H12O6 = 2CO2 + 2C2H5OH + 28 Kcal Cho dù là hô hấp hiếu khí hay yếm khí cũng có sự tổn hao chất khô và tạo ra khí CO2 (khoảng 12 – 15%), điều này là không mong muốn trong bảo quản. Đối với hô hấp hiếu khí thì quá trình hô hấp tạo ra nước làm tăng độ ẩm của khối hạt dẫn đến khối hạt dễ bị tấn công bới vi sinh vật.  Kết quả của quá trình hô hấp - Làm hao hụt chất khô của hạt. - Làm tăng thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối của không khí xung quanh hạt. - Tăng nhiệt độ của khối hạt dẫn đến hiện tượng tự bốc nóng. - Làm thay đổi thành phần của không khí trong khối hạt.  Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ hô hấp - Thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối của không khí. - Nhiệt độ - Mức độ thông thoáng của khối hạt - Cấu tạo và trạng thái sinh lý của khối hạt - Các yếu tố khác như hoạt động của sâu hại và vi sinh vật.  Phương pháp xác định cường độ hô hấp hạt - Dùng hệ thống kín Bailey - Dùng ống Pettencophe - Dựa vào lượng vật chất khô hao hụt Cường độ hô hấp càng lớn khi lượng khí CO2 thoát ra càng nhiều, lượng nhiệt thoát ra càng lớn, lượng oxy hấp thụ lớn và lượng chất khô tiêu hao nhiều. 1.1.5.2 Quá trình chín sau thu hoạch Quá trình chín sau thu hoạch xảy ra trong giai đoạn đầu của quá trình bảo quản hạt mới thu hoạch. Trong giai đoạn này sức sống của hạt, độ nảy mầm và năng lượng nảy mầm của hạt được tăng lên, chất lượng của hạt trở nên tốt hơn. Trong quá trình này, các chất hữu cơ phân tử thấp chuyển thành các chất hữu cơ phân tử cao như: Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì SVTH: Nguyễn Thị Thu Hường 9 Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật chuyển hóa aminoaxit thành protein, đường thành tinh bột, tổng hợp glyxerin và axit béo thành chất béo,... Độ ẩm, nhiệt độ, mức độ thoáng khí và thành phần không khí trong khối hạt có ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu quả của quá trình chín sau thu hoạch. 1.1.5.3 Sự nảy mầm Hạt muốn mọc mầm cần có đủ 3 điều kiện: độ ẩm thích hợp (>30%), đủ oxi và một lượng nhiệt tối thiểu cần thiết, vì vậy hiện tượng nảy mầm xảy ra nếu ta bảo quản trong điều kiện không tốt bởi. Hiện tượng nảy mầm làm hạt hô hấp rất mạnh nên lượng chất khô giảm đi nhiều và lượng nhiệt do hạt thải ra lớn làm tăng nhiệt độ khối hạt và hoạt động sống của khối hạt. Mặt khác, khi hạt nảy mầm, trong hạt xảy ra sự biến đổi sâu sắc về thành phần hóa học làm chất lượng của hạt bị giảm sút. 1.1.5.4 Quá trình tự bốc nóng Một trong những nguyên nhân cơ bản làm giảm chất lượng và tổn hao vật chất khô của hạt khi bảo quản là quá trình tự bốc nóng. Cơ sở của hiện tượng tự bốc nóng: - Cơ sở sinh hóa: Quá trình hô hấp của tất cả các phần tử sống có trong khối hạt làm thoát ra nhiệt. - Cơ sở vật lí: Độ dẫn nhiệt của khối hạt kém, nên lượng nhiệt sinh ra do quá trình hô hấp của các phần tử sống có trong khối hạt không thoát ra ngoài hoặc thoát ra chậm, tích tụ lại làm tăng nhiệt độ của khối hạt. Quá trình tăng nhiệt độ do bản thân khối hạt gây nên gọi là quá trình tự bốc nóng của khối hạt. Nguồn tạo nhiệt trong khối hạt gây nên quá trình tự bốc nóng gồm: hô hấp của hạt chính, hô hấp của vi sinh vật, của hạt cỏ dại, và của trùng bọ. Quá trình tự bốc nóng của khối hạt không những làm thay đổi các chỉ số chất lượng lý học của hạt như màu sắc, mùi vị, độ rời mà còn làm thay đổi độ nảy mầm và thành phần hóa học của hạt dẫn tới giảm vật chất khô của hạt. Nếu bốc nóng nghiêm trọng có thể dẫn tới hỏng toàn bộ khối hạt. Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì SVTH: Nguyễn Thị Thu Hường 10 Đồ án thiết kế GVHD: PGS.TS. Đặng Minh Nhật 1.1.6 Phương pháp bảo quản hạt [9] 1.1.6.1 Bảo quản bằng phương pháp thông gió Mục đích: giảm nhiệt độ và độ ẩm khối hạt trong kho, đồng thời giải phóng được những mùi xấu tích tụ trong khối hạt, đảm bảo tỷ lệ nảy mầm cao dựa trên nguyên tắc tạo ra một luồng không khí thổi qua khối hạt, nhờ đó sẽ làm thay đổi độ ẩm, nhiệt độ trong khối hạt. 1.1.6.2 Bảo quản hạt ở trạng thái khô Mục đích: làm giảm sự hư hỏng sản phẩm do quá trình biến đổi về mặt vật lý, hóa học, sinh học của sản phẩm và sự phát sinh, phát triển của vi sinh vật và côn trùng; tạo điều kiện cho quá trình chế biến tiếp theo như nghiền, trộn, định lượng…dựa trên nguyên tắc là dựa vào khả năng hoạt hóa sinh lý thấp của các cấu tử có trong khối hạt khi lượng nước trong khối hạt thấp (khi độ ẩm của hạt nhỏ hơn độ ẩm tới hạn). 1.1.6.3 Bảo quản hạt ở trạng thái kín Mục đích: là tiêu diệt vi sinh vật và côn trùng đồng thời không cho vi sinh vật và côn trùng từ bên ngoài xâm nhập vào kho, hạn chế đến mức tối thiểu quá trình hô hấp của sản phẩm nhờ đó kéo dài được thời gian bảo quản dựa trên nguyên tắc tạo điều kiện kín, không có oxy bằng cách tích lũy tự nhiên khí CO2 và giảm dần oxy hoặc tạo độ chân không. 1.1.7 Chỉ tiêu chất lượng hạt lúa mì [12] 1.1.7.1 Đặc tính chung và đặc tính cảm quan Hạt lúa mì phải nguyên vẹn, sạch, không có mùi lạ, hôi mùi đặc trưng của sự suy giảm chất lượng. 1.1.7.2 Đặc tính liên quan đến sức khỏe - Hạt lúa mì không chứa các chất phụ gia, chất độc hại, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật hoặc chất nhiễm bẩn khác có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người - Hạt lúa mì không được chứa các loài côn trùng 1.1.7.3 Đặc tính lý hóa - Độ ẩm của hạt lúa mì không được lớn hơn 15,5 % (phần khối lượng). Thiết kế nhà máy sản xuất bột mì SVTH: Nguyễn Thị Thu Hường 11