Đề tài Công nghệ sản xuất sữa đậu phộng

ral Service: Table 13 Peanut Area, Yield, and Production 1.2.Tình hình sản xuất đậu phộng ở Việt Nam Trong số các nước trồng đậu phộng ở châu Á, Việt Nam đứng hàng thứ năm về sản lượng. Ngoài ra đậu phộng là một trong các loại cây xuất khẩu thu ngoại tệ của nước ta. Tuy đậu phộng có vai trò quan trọng như vậy nhưng những nghiên cứu về đậu phộng ở nước ta nhìn chung vẫn còn ít. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 6 Hình 1.1: Sản lượng đậu phộng ở Việt Nam và một số nước trên thế giới Trung Quốc Ấn Độ Nigeria Hoa Kỳ Indonesia Myanmar Argentina Việt Nam Sudan Chad Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 7 Từ năm 2001, đậu phộng là một trong những cây trồng được Chính Phủ ưu tiên phát triển để đáp ứng nhu cầu chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở một số địa phương, nhu cầu tiêu thụ dầu thực vật, thức ăn gia súc trong cả nước và xuất khẩu. Chính nhờ có những chủ trương, chính sách phát triển nông nghiệp của Nhà Nước, sự đầu tư từ nhiều cơ quan nghiên cứu về ứng dụng thành tựu về giống mới, chuyển giao tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất, năng suất và sản lượng đậu phộng đã có những chuyển biến đáng kể. Từ năm 2001 đến 2006, diện tích trồng đậu phộng đã tăng 25.3 nghìn ha, đặc biệt năng suất đậu phộng tăng từ 1.48 tấn/ha lên 1.73 tấn/ha. Năng suất đậu phộng liên tục tăng từ 2 thập kỷ trở lại đây cùng với việc mở rộng diện tích trồng đậu phộng đã đưa sản lượng đậu phộng lên 0.45 triệu tấn vào năm 2004 và ổn định cho đến 2006. Với hiệu quả cao từ trồng đậu phộng trái vụ, hiện nay nhiều địa phương ở một số tỉnh của vùng Đồng bằng sông Cửu Long xác định cây đậu phộng là một trong những cây chủ lực trong việc thực hiện chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp. 1.3.Các giống đậu phộng ở Việt Nam Hiện có khoảng 24 giống đậu phộng đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận tạm thời và chính thức từ các công trình nghiên cứu của các Viện và Trung tâm, chủ yếu bằng con đường nhập khẩu từ ICRISAT, Úc, Trung Quốc, một số ít dùng đột biến phóng xạ và phục tráng giống địa phương (Phạm Đồng Quảng, 2005). Gần đây nhiều giống mới đã phát huy tốt trong sản xuất như giống VD1, VD2, VD5, VD6, VD7 (Ngô Thị Lam Giang, 2005); giống MD7, L14, L08, L18 (Ngô Thế Dân, Nguyễn Xuân Hồng, 2000); giống ĐT1, ĐT2 (Lê Tiến Dũng, 2002); giống HL 25 (Hoàng Kim, Phạm Văn Ngọc, 1999) và một số giống đang khảo nghiệm diện rộng gần đây như GV3, GV6 và GV7 (Trần Văn Sỹ, 2005). Tại Sóc Trăng, giống đậu phộng VD 6, cho năng suất vượt đối chứng 13 – 32 % (Ngô Thị Lam Giang, Thái Nguyễn Quỳnh Thư, 2005). Khi khảo nghiệm các giống đậu phộng ở nhiều vùng sinh thái qua các vụ trồng cho thấy: Đông Xuân là vụ trồng lý tưởng đối cây đậu phộng tại Đồng bằng sông Cửu Long, năng suất đậu phộng vụ này đạt 3.5 – 4.5 tấn/ha cao gần gấp đôi so với vụ Hè Thu và Thu Đông tại Đông Nam Bộ và Tây Nguyên. Các giống VD 01 – 1, VD 99 – 3, VD 99 – 6 thích nghi rộng ở các vùng sinh thái và đặc biệt các giống VD 99 – 19, MD 7 thích nghi trong điều kiện thâm canh cao ở Đồng bằng sông Cửu Long (Nguyễn Văn Chương, 2006). Qua quá trình tìm hiểu chúng tôi thấy rằng giống VD1 có ở Đông Nam Bộ, được xếp vào nhóm giống tiến bộ khoa học kỹ thuật và có hàm lượng protein cao thích hợp làm nguyên liệu để sản xuất PPC/PPI. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 8 Giống VD1 có thời gian sinh trưởng 90 ngày. Chiều cao trung bình 24 – 50cm. giống thuộc dạng hình thực vật Spanish, lá có màu xanh, vỏ láng, vỏ quả mỏng, vỏ lụa màu sáng. Năng suất trung bình đạt từ 3.4 – 4.5 tấn/ha. VD1 được đánh giá là các giống có phẩm chất tốt, chống chịu sâu bệnh, phù hợp với vùng đất xám, đáp ứng được nhu cầu thị trường. 2.Đặc điểm của đậu phộng 2.1.Hạt đậu phộng Hạt gồm vỏ lục bao bọc bên ngoài và phôi với 2 lá mầm. Độ lớn của hạt thay đổi tùy giống và điều kiện ngoại cảnh. Hình dạng của hạt có thể là hình tròn, bầu dục dài hay ngắn, phần tiếp xúc với hạt bên cạnh thường thẳng. Trong một quả, hạt ở ngăn trước dài và nhỏ, hạt ở ngăn sau ngắn và to. Số hạt trên một quả thay đổi tùy thuộc vào giống, ít chịu ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh. Hình 1.2: Đậu phộng (Arachis hypogaea) 2.2.Thành phần hóa học của đậu phộng Tùy thuộc vào giống và điều kiện trồng mà thành phần hóa học của hạt đậu phộng có sự thay đổi. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 9 Bảng 1.2: Thành phần hóa học của hạt đậu phộng Thành phần Khoảng dao động (%) Trung bình (%) Ẩm 3.9 – 13.2 5.0 Protein 21.0 – 36.4 28.5 Lipid 35.8 – 54.2 47.5 Cellulose 1.2 – 4.3 2.8 Tro 1.8 – 3.1 2.9 Đường khử 0.1 – 0.3 0.2 Disaccharide 1.9 – 5.2 4.5 Tinh bột 1.0 – 5.3 4.0 Pentosan 2.2 – 2.7 2.5 Nguồn: Carroll 1. Hoffpauir,1953 Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 10 2.2.1.Protein Đậu phộng chứa 26 – 29% protein có giá trị dinh dưỡng cao mặc dù các amino acid như lysine, methionine và threonine có hàm lượng thấp (theo mức độ tiêu thụ protein cần thiết hàng ngày). Aspartic acid, glutamic acid, và arginine chiếm 45% tổng lượng amino acid trong đậu phộng. Trong khi đó methionine, tryptophan và cystein là những amino acid có hàm lượng thấp trong đậu phộng. Tuy nhiên các nhà khoa học đã nghiên cứu và thu được protein giàu methionine (MRP) với hàm lượng methionine là 2.9% và cystine là 10.8%. Những phân tử protein này có khối lượng phân tử khoảng 118kDa, và điểm đẳng điện giữa pH 5.6 – 6.2. Các phương pháp nghiên cứu gần đây (Diethylaminothyl chromatography và electrophoresis) khi tinh sạch và xác định tính chất của arachin và conarachin đều cho thấy hầu hết protein trong hạt đậu phộng ở dạng acid protein trong tự nhiên. Trong khi đó, basic protein trong đậu phộng là các thành phần hỗn tạp, không đồng nhất và chỉ chiếm khoảng 1% lượng protein tổng có trong hạt đậu phộng. Thành phần các acid amin cao có trong basic protein là lysine (8.5%), glycine (27.9%), và methionine (1%) và thấp là aspartic acid (5.3%) và glutamic acid (5.6%) khi so sánh với protein tổng có trong hạt đậu phộng. Các basic protein được tìm thấy dưới dạng glycoprotein, nó gồm cả dạng tự nhiên (3.5%) lẫn dạng amino sugars (0.2%, glucosamine). Protein đậu phộng hòa tan từ pH 2 – 10, hòa tan kém nhất tại điểm đẳng điện (pH = 4.5). Hơn 95% protein hòa tan tại pH dưới 2.5 hoặc trên 7. Sự hiện diện của NaCl với nồng độ cao sẽ làm giảm khả năng hòa tan của protein, thường là tại pH acid. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 11 Bảng 1.3: Thành phần các amino acid có trong đậu phộng Nguồn: Journal of Agriculture and Food Chemistry 1997,45 2.2.2. Lipid Mặc dù là cây họ đậu nhưng đậu phộng có hàm lượng lipid rất cao (47 – 50%). Acid béo chủ yếu trong đậu phộng là acid oleic. Hàm lượng acid oleic trong đậu phộng cao hơn bắp và đậu nành nhưng ít hơn dầu olive. Đặc biệt dầu phộng có khoảng 7% các acid béo mạch dài C-20 archidic, C-22 behenic, C-24 lignoceric là những acid béo đặc trưng chỉ có chủ yếu trong dầu phộng. Hàm lượng glycerides trong dầu phộng chiếm khoảng 96% tổng hàm lượng dầu. Các glycerides được cấu tạo nên chủ yếu từ các acid béo như palmitic, oleic và linoleic. 80% glycerides trong dầu phộng được tạo nên từ các acid béo không no. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 12 Các glycerid trong dầu phộng chứa 3 acid béo chính:  Acid oleic:43-65%  Acid linoleic:20-37%  Acid palmitic:14-20% 2.2.3.Carbohydrate Hàm lượng monosaccharide trong đậu phộng khoảng 5%, trong đó D – glucose chiếm 2.9% và D – fructose chiếm 2.1%. Trong khi đó, hàm lượng oligosaccharide chỉ khoảng 3.3%, bao gồm 0.9% sucrose, 1% raffinose, 0.8% stachyose và 0.3% verbascose (E.W. Lusas, 1979). Trong khi đó, polysaccharide trong đậu phộng chủ yếu gồm: tinh bột, glucan, galactoaraban, hemicellulose và cellulose. Hàm lượng cellulose trong đậu phộng khoảng 3%. Hàm lượng cellulose cao trong bột đậu sau khi tách béo sẽ làm giảm giá trị dinh dưỡng của bột đậu và gây ra những ảnh hưởng xấu trong các quá trình chế biến sau. Bởi vì cellulose chủ yếu liên kết với vỏ đậu phộng, do đó việc tách vỏ lụa là bước cần thiết phải thực hiện. Việc tách vỏ lụa sẽ góp phần làm giảm bớt những vấn đề trong quá trình sản xuất PPC và PPI do hàm hàm lượng cellulose quá cao. 2.2.4.Các thành phần khác Acid phytic và muối phytate thường hiện diện trong lá mầm, đóng vai trò là nguồn dự trữ phosphate. Bột đậu phộng sau khi tách béo chứa 1.5 – 1.7% phytate. Nếu những chất này hiện diện trong thực phẩm thì sẽ kết hợp với các cation hóa trị 2 như Ca, Fe, Zn, Mg… và làm giảm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Mặc dù có những ý kiến lo ngại về sự hấp thụ phytate, nhưng một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng acid phytic đóng vai trò quan trọng trong việc làm giảm hàm lượng glucose trong máu, làm giảm hàm lượng cholesterol cũng như làm giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư (Shahidi, 1997). Tuy nhiên sự hiện diện của acid phytic sẽ gây ra một số vấn đề trong quá trình sản xuất protein từ đậu phộng bởi vì phytate có khả năng tương tác với protein và làm giảm khả năng hòa tan của protein. Phức hợp phytate – protein không hòa tan trong môi trường acid. Ngoài ra, trong đậu phộng còn có một hàm lượng đáng kể các hợp chất phenolic. Các hợp chất phenolic có khả năng tác dụng với protein. Những hợp chất phenolic thường gặp trong đậu phộng là: acid phenolic (caffeic, vanillic, syringic, coumaric) hoặc tannins thường tồn tại dưới dạng tự do, ester hoặc các dạng liên kết khác. Trong 1g bột đậu phộng tách béo, hàm lượng acid phenolic và các họp chất phenolic khác lần lượt là 1756 – 2033 μg và 50 – 120 μg. Những chất này sẽ gây ra mùi vị không mong muốn, làm sậm Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 13 màu, cũng như làm giảm giá trị của các khoáng chất (Naczk and Shahidi, 1997). Phương pháp làm giảm hàm lượng phenolic chủ yếu tập trung vào việc tối thiểu hóa sự tương tác giữa phenolic và protein, sau đó loại phenolic ra khỏi protein do sự khác nhau về khả năng hòa tan cũng như kích thước. Việc trích ly với dung môi có tính acid như acetone và acidic butanol làm giảm hàm lượng phenolic hiệu quả nhất. Tuy nhiên phương pháp này sẽ làm biến tính protein cũng như làm giảm khả năng hòa tan của protein. 3.Bảo quản nguyên liệu: Sau khi thu hoạch , đậu phộng được tách vỏ bằng máy bóc tách vỏ rồi đem đi bảo quản. Hình 1.3. máy bóc tách vỏ đậu phộng Trong quá trình bảo quản nguyên liệu, hạt vẫn còn khả năng sống, tức là vẫn còn hô hấp, năng lượng hạt dùng để hô hấp chính là do tiêu hao các chất dự trữ có trong dầu. Mức độ tiêu hao dầu và làm giảm phẩm chất của dầu có trong hạt phụ thuộc vào cường độ hô hấp. Lượng dầu béo giảm, sẽ có nhiều acid béo tự do và các sản phẩm dễ bị oxi hóa. Ngoài ra, kèm theo sự thay đổi lipid còn có sự thay đổi các thành phần hóa học khác có trong dầu, kể cả protein. Những nhân tố ảnh hưởng tới bảo quản hạt: Cường độ hô hấp trong quá trình bảo quản hạt phụ thuộc chủ yếu vào 3 nhân tố chính: hàm lượng ẩm, nhiệt độ và mức độ thoáng khí. Những nhân tố này không những ảnh hưởng đến hàm lượng dầu có trong hạt mà còn ảnh hưởng tới những thành phần khác của khối hạt như vi khuẩn (thường kí sinh trong hạt, tạp chất kèm theo hạt) cũng như các loại sâu bọ khác. 1: Máng cấp liệu 2: Trống bóc vỏ 3: Sàng 4: Cửa hứng hạt 5: Tấm hứng 6: Khung máy 7: Máng phân ly 8: Cửa ra tạp chất Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 14 Độ ẩm của hạt Hàm lượng dầu trong hạt càng cao, yêu cầu độ ẩm để bảo quản hạt càng nhỏ. Nếu độ ẩm bảo quản cao hơn độ ẩm tới hạn, thì lúc đó, cường độ hô hấp tăng và sẽthải ra môi trường xung quanh nhiều nhiệt và nước, do đó, nhiệt độ và độ ẩm của khối hạt tăng nhanh dẫn đến quá trình tự bốc nóng. Nếu không ngăn chặn được quá trình trên, các triglycerid bị phân hủy mạnh, các acid béo bị oxi hóa, các protein bị biến tính và tất cả các thành phần hóa học sẽbị biến đổi không thuận nghịch. Hạt dầu loại này không thể đảm bảo phẩm chất dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp. Sự hư hỏng hạt khi xảy ra quá trình tự bốc nóng chia làm 4 thời kỳ:  Ở 27 – 30oC: màu, mùi, vị chưa có gì đáng chú ý.  Ở 30 - 40oC: vi sinh vật phát triển nhanh, mạnh, hạt bị vón cục, khô, có mùi hắc, vị chua, chỉ số acid tăng dần.  Ở 40 – 55oC: mức độ hư hỏng có thể đạt đến 80 - 85%, chỉ số acid của dầu trong hạt tăng cao.  Khi nhiệt độ lớn hơn 60oC: màu đỏ của nhân hạt đậu bị xám đen, hạt thối nhiều và mức độ hư hỏng được coi là hoàn toàn  Độ ẩm hạt đậu phộng dùng để ăn, để làm nguyên liệu cho công nghiệp và để xuất khẩu là ≤ 7,5%. Nhiệt độ Trong bảo quản hạt có dầu, nhiệt độ tăng cũng sẽlàm tăng cường độ hô hấp. Tuy nhiên, ảnh hưởng do nhiệt độ thường kém hiệu lực hơn so với độ ẩm. Thành phần không khí trong khối hạt - Hạt dầu có độ ẩm cao, có thể bảo quản được, nếu như hạn chế sự tiếp xúc của khối hạt với không khí. Lúc này, các hoạt động của vi sinh vật và các thành phần khối hạt bị kìm hãm. - Tạo ra điều kiện không có oxi trong bảo quản hạt, chỉ có thể tiến hành được bằng cách làm mất oxi của không khí để khối hạt không hô hấp được, hoặc bằng cách đưa vào khối hạt các loại khí bay hơi thay thế vào các khoảng trống của hạt như khí carbonic, khí nitơ, khói.. 4. Chỉ tiêu chất lượng của đậu phộng dùng làm nguyên liệu cho sản xuất sữa đậu phộng: Đối với quả đậu phộng:  Quả đậu phộng phải khô, độ ẩm không lớn hơn 9% khối lượng.  Quả đậu phộng phải tương đối đồng đều, không được để lẫn quá 5% quả đậu phộng khác loại và không được phép lẫn các loại hạt khác, đặc biệt là hạt ve và hạt trẩu.  Màu sắc, mùi vị và trạng thái bên ngoài bình thường, đặc trưng cho quả đậu phộng đã được chế biến khô.  Quả đậu phộng không có sâu mọt sống và mốc.  Quả đậu phộng được phân thành 3 hạng quy định trong bảng sau Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 15 Bảng 1.4: Bảng phân loại quả đậu phộng Tên chỉ tiêu Mức Hạng I Hạng II Hạng III Quả đậu phộng rỗng(không có hạt) tính theo % khối lượng quả không lớn hơn 2 2 2 Hạt không hoàn thiện tính theo % khối lượng hạt không lớn hơn 6 8 11 Tạp chất tính theo % khối lượng quả và hạt không lớn hơn 1 2 2,5 Đối với hạt đậu phộng:  Hạt đậu phộng phải sạch, không có sâu mọt sống và mốc, đặc biệt loại trừ hạt có màu sắc nhợt nhạt, bị mốc trắng, mốc xám hoặc bám đầy bào tử nấm mốc vàng xanh.  Không được phép lẫn các hạt đậu phộng khác loại quá 5% và không được lẫn các hạt ve, hạt trẩu.  Hạt đậu phộng được phân thành 3 hạng quy định trong bảng sau: Bảng 1.5: Phân loại hạt đậu phộng Tên chỉ tiêu Mức Hạng I Hạng II Hạng III Hạt không hoàn thiện tính theo % khối lượng: a:Hạt tróc vỏ lụa và hạt tách đôi, không lớn hơn b:Hạt không hoàn thiện khác, không lớn hơn 2 1,7 5 4,5 9 6 Tạp chất, tính theo % khối lượng ,không lớn hơn 0,3 0,5 1 Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 16 5.Nguyên liệu phụ: 1.Nước Nước là một trong những nguyên liệu không thể thiếu trong sản xuất sữa đậu phộng. Yêu cầu nước phải đạt tiêu chuẩn. Bảng 1.6.Tiêu chuẩn nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa cho phép I II 1 Màu sắc TCU 15 15 2 Mùi vị - Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ 3 Độ đục NTU 5 5 4 Clo dư mg/l Trong khoảng 0.3-0.5 - 5 pH - Trong khoảng 6-8.5 Trong khoảng 6-8.5 6 Hàm lượng amoni mg/l 3 3 7 Hàm lượng sắt tổng số mg/l 0.5 0.5 8 Chỉ số pemanganat mg/l 4 4 9 Độ cứng tính theo CaCO3 mg/l 350 - 10 Hàm lượng clorua mg/l 300 - 11 Hàm lượng Florua mg/l 1.5 - 12 Hàm lượng Asen tổng số mg/l 0.01 0.05 13 Coliform tổng số Vi khuẩn/100ml 50 150 14 E.coli hoặc coliform chịu nhiệt Vi khuẩn/100ml 0 20 Thông tư số: 05/2009/TT – BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 17 2.Đường saccharose: Đường saccharose được bổ sung vào trong sản phẩm sữa đậu phộng nhằm tang vị ngọt cho sản phẩm và giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Đường saccharose phải được chuẩn bị ở dưới dạng syrup. Bảng 1.7.Chỉ tiêu cảm quan của đường tinh luyện và đường cát trắng. Chỉ tiêu Đường tinh luyện Đường cát trắng Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Ngoại hình Tinh thể tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục… Mùi vị Tinh thể đường cũng như dung dịch đường trong nước cất có vị ngọt, không có mùi lạ, vị lạ. Màu sắc Tất cả tinh thể đều trắng óng ánh. Khi pha trong nước cất dung dịch đường trong suốt. Tất cả tinh thể đều trắng sáng. Khi pha trong nước cất, dung dịch đường trong. Tất cả tinh thể đều trắng. Khi pha trong nước cất, dung dịch khá trong. Tất cả tinh thể đều có màu trắng ngà nhưng không được lẫn hạt có màu sẫm hơn. Khi pha trong nước cất, dung dịch đường tương đối trong. Bảng 1.8.Chỉ tiêu hóa lý của đường tinh luyện và đường cát trắng Chỉ tiêu Đường tinh luyện Đường cát trắng Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Hàm lượng saccharose, tính bằng % chất khô, không nhỏ hơn. 99,8 99,75 99,62 99,48 Độ ẩm, tính bằng % khối lượng, không lớn hơn. 0,05 0,05 0,07 0,08 Hàm lượng đường 0,03 0,05 0,1 0,13 Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 18 khử, tính bằng % khối lượng, không lớn hơn. Hàm lượng tro, tính bằng % khối lượng, không lớn hơn. 0,03 0,05 0,07 0,1 Độ màu, tính bằng độ Stame, không lớn hơn 1,2 1,4 2,5 5 3.Chất nhũ hóa và chất ổn định: Chất ổn định là những chất có một đầu ưa nước và một đầu ưa béo. Hầu hết các chất ổn định là những ester của rượu cao phân tử như glycerol và acid béo. Chúng ở dạng bọt, dễ hòa tan và có vai trò:  Chống lại sự thay đổi tính chất vật lý của sữa  Làm ổn định dung dịch  Bền hệ nhũ tương, tạo cấu trúc đồng nhất cho sản phẩm  Tránh tách pha, tách lớp, tạo màng xung quanh bề mặt hạt béo, hình thành những màng bảo vệ bao bọc các hạt của pha phân tán , làm cho chúng không thể hợp lại với nhau  Không kết bông, lắng cạn, tạo gel. Thông thường người ta sử dụng:  Chất tạo nhũ: GMS(glycerine monostearate):là monoglyceride giữa glycerin và acid stearic. Ở nhiệt độ thường ,GMS tồn tại duới dạng hạt tròn giống như sáp có màu trắng đục và hầu như không có mùi.GMS ít tan trong nước, khả năng tan của GMS tăng lên trong môi trường nếu có sự tác động của nhiệt và tác động cơ học (trong môi trường nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ nống chảy của GMS và có khuấy mạnh thì GMS tan rất tốt) .GMS dễ tan hơn trong dung môi hữu cơ như ancol hoặc ether, hòa tan hoàn toàn trong dầu và tinh thể dầu. nhiệt dộ nóng chảy: 60-65oC. GMS có khả năng làm bền hệ nhũ tương dầu và nước.Trong công nghiệp sản xuất thực phẩm GMS dược dung làm chất nhũ tương hóa/ tác nhân đông tụ. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 19 Bảng 1.9.Tiêu chuẩn của GMS-A và GMS-B  Chất điều chỉnh độ nhớt: CMC(Carboxy methyl cellulose) tạo với nước một dung dịch có độ nhớt. CMC được dung làm chất ổn định các hệ nhũ tương dầu- nước 4. Hương liệu Được sử dụng làm tăng giá trị cảm quan, đa dạng hóa sản phẩm. Có thể sử dụng nhiều loại hương liệu khác nhau như hương dâu, vani, chocolate…  Hương liệu sử dụng là hương cam. Chất tạo hương: Limonene GMS-A GMS-B Phần trăm liên kết ester 32-38 40-42 Trạng thái Bột màu trắng hoặc vàng Chỉ số Iod 3 3 Nhiệt độ nóng chảy≥ 53 53 Axit tự do(% axit stearic) 2.5 2.5 Pb(%) 0.0005 0.0005 As(%) 0.0001 0.0001 Fe(%) 0.0002 0.0002 Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 20 Hình 1.4 . Công thức cấu tạo của Limonene Bảng 1.10 .Tính chất của limonene Tính chất Công thức C10H16 Khối lượng mol 136.24 g/mol Tỉ trọng 0.8411 g/cm³ Nhiệt độ nóng chảy -74.35 °C, 199 K, -102 °F Nhiệt độ sôi 176 °C, 449 K, 349 °F Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 21  Hương vani, chất tạo hương: Ethylvanillin Hình 1.5. .Công thức cấu tạo của Ethylvanillin Bảng 1.11. Tính chất của Ethylvanillin Tính chất Công thức C9H10O3 Khối lượng mol 166.17 g mol−1 Trạng thái Rắn, không màu Nhiệt độ nóng chảy 77–78 °C Độ hòa tan Dung môi hữu cơ Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 22 II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2a.Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu phộng (quy trình 1) Hình2a. 1: Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu phộng. Ly tâm Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 23 2b.Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu phộng (quy trình 2) Hình2a. 2: Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu phộng. Ly tâm Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 24 III: GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ  Quy trình 1: .Ngâm: Mục đích:Chuẩn bị  Làm mềm hạt đậu, dễ tách lớp vỏ lụa bên ngoài.  Hỗ trợ cho quá trình nghiền dễ dàng hơn.  Làm sạch nguyên liệu Các quá trình biến đổi của nguyên liệu:  Vật lý: trong quá trình ngâm, đậu phộng hút nước, trương nở làm tăng kích thước hạt và khối lượng hạt, đậu phộng trở nên mềm hơn.  Hóa lý: xảy ra quá trình hydrate hóa Phương pháp thực hiện: Thông số công nghệ:  Thời gian ngâm: Từ 6-8 giờ. Thời gian ngâm dài hay ngắn sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi protein. Thông thường kết thúc giai đoạn ngâm là thời điểm độ ẩm hạt đậu đạt 55% - 65% là tốt nhất  Nhiệt độ nước ngâm: Nhiệt độ nước dùng để ngâm đậu tốt nhất là 20 – 25oC.  Lượng nước ngâm: Đậu: nước = 1:2,5 Lượng nước ngâm này sẽ giúp độ trương nở của hạt đậu tương đối cao, độ chua thấp và sự hao tổn chất khô nhỏ (chỉ 0,6g/100g đậu) .Nghiền ướt Mục đích: Khai thác  Phá vỡ cấu trúc hạt đậu phộng,giải phóng protein, lipit, gluxit và các chất hòa tan có trong đậu phộng vào nước tạo thành dịch sữa đậu phộng thô ban đầu. Các biến đổi của nguyên liệu:  Vật lý: Hạt đậu phộng bị phá vỡ cấu trúc làm cho khối lượng, kích thước hạt bị thay đổi. Nhiệt độ tăng do ma sát giữa các hạt rắn trong quá trình nghiền.  Hóa lý: Các chất dinh dưỡng trong đậu phộng được trích ly vào nước, hạt đậu phộng chuyển từ trạng thái các hạt rời thành hỗn hợp huyền phù. Thông số công nghệ:  Tỷ lệ nước: đậu: 1:6 (w/w)  Mức độ nghiền: tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể mà chọn mức độ nghiền thích hợp. Cần chú ý, nếu mức độ nghiền quá thô sẽ không đủ để phá vỡ tế bào, giảm khả năng hòa tan các chất dinh dưỡng trong đậu phộng vào nước, ngược lại nếu mức độ nghiền quá mịn thì lãng phí năng lượng trong quá trình sản xuất và gây khó khan cho quá trình lọc tách bã. Thiết bị: máy nghiền trục Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 25 Cấu tạo: thiết bị gồm 2 cặp trục, vận tốc mỗi trục khác nhau, khoảng cách giữa cặp trục trên lớn hơn cặp trục dưới.  Cặp trục bên trên có rãnh khía, tác dụng đập, mài, băm, cắt hạt.  Cặp trục bên dưới bề mặt phẳng có tác dụng cán hạt Hình 3.1. Thiết bị nghiền trục Nguyên tắc hoạt động: Hạt đậu được đưa vào trục nạp liệu nhờ tấm cản phân đều lên khe giữa hai trục. Hạt bị cuốn vào khe trục do lực ma sát của bề mặt các trục và trọng lực của hạt. Hạt bị mặt các trục nén ép trong khe trục. Do chênh lệch vận tốc giữa các trục tạo ra lực kéo và xé. Hạt bị cán, nén và lọt qua khe trục thứ nhất rơi xuống khe trục thứ hai rồi xuống bang tải vận chuyển bên dưới Thông số công nghệ của máy nghiền:  Vận tốc trục nhanh là 60 v/ph và 58 v/ph đối với trục chậm. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 26  Kích thước hạt sau quá trình nghiền: 1 – 5 mm Ly tâm Mục đích:  Khai thác: Loại bỏ bã ra khỏi dịch sữa sau khi nghiền  Hoàn thiện: Cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm. Các biến đổi của nguyên liệu:  Vật lý: Tăng độ trong cho dịch lọc sữa sau khi lọc ( hệ huyền phù được tách ra thành dịch lọc và bã)  Hóa lý:quá trình lọc huyền phù sẽ phân riêng thành hỗn hợp rắn –lỏng. Pha lỏng có tính chất của dung dịch keo và hệ nhũ tương, còn pha rắn là những cấu tử không tan trong nước. . Thiết bị lọc: Dùng thiết bị ly tâm dạng trục vis: Hình 3.2: thiết bị ly tâm dạng trục vis Nguyên lý hoạt động: Để phân riêng huyền phù trong trường hợp pha phân tán chiếm tỉ lệ cao. Cấu tạo thiết bị gồm có chén xoay hình trụ, có một đầu dạng côn. Bên trong có một trục vis. Cả chén xoay và trục vis đều quay cùng chiều nhưng tốc độ của chén xoay phải lớn hơn tốc độ trục vis (thường nhanh hơn khoảng 25 vòng/phút). Khi hoạt động, phần chất rắn bị đẩy ra thành của chén xoay và được trục vis đẩy về phía đầu côn và tháo ra ngoài. Pha lỏng sẽ di chuyển đến đầu còn lại và thoát ra ngoài. Thiết bị này có thể tách được trên 90% pha rắn. Tuy nhiên, đối với các huyền phù với các cấu tử thuộc pha phân tán có kích thước nhỏ (khoảng vài chục µm) thì quá trình huyền phù Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 27 phân riêng không hiệu quả. Ngoài ra, trên chén xoay, có thể khoét các lỗ (đường kính tùy thuộc vào kích thước của cấu tử phân tán trong huyền phù) để chất lỏng thoát ra từ đây. Bã đậu phộng sau quá trình phân riêng có thành phần như sau: Baûng 3.1 Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa khoâ daàu ñaäu phoäng eùp coâng nghieäp Thaønh phaàn % theo chaát khoâ Aåm 10 Protid thoâ 35 – 45 Lipid 3 – 5 Cellulose 3.6 Glucid 12 Tro 3.45 CaO 0.14 MgO 0.17 Na2O 0.02 K2O 1.75 P2O5 1.54 Gia nhiệt (nấu) Mục đích:  Hoàn thiện: Loại bỏ những chất mùi (vì ức chế được emzyme lipoxygenase xúc tác cho phản ứng tạo hydroperoxide gây mùi ôi) không mong muốn trong sữa đậu phộng.  Bảo quản: vô hoạt các enzyme và tiêu diệt hoặc ức chế các vi sinh vật trong sữa. Các biến đổi của nguyên liệu:  Vật lý: lớp vỏ solvate bị phá vỡ  Hóa học: Phân hủy các chất gây độc( độc tố aflatoxin nếu bị lẫn vào nguyên liệu) khử mùi hăng của đậu  Hóa sinh và vi sinh: Làm biến tính hợp chất kháng trypsin và hệ vi sinh vật lẫn trong bán thành phẩm,vô hoạt các enzyme và tiêu diệt hoặc ức chế các vi sinh vật trong sữa. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 28 Thiết bị: sử dụng thiết bị hình trụ đứng, bên trong có cánh khuấy, bên ngoài có lớp vỏ áo để hiệu chỉnh nhiệt độ Trong quá trình nấu , người ta có thể bổ sung đường saccharose, và một số phụ gia khác vào dịch sữa. Đường saccharose phải được chuẩn bị ở dưới dạng syrup. Hàm lượng các thành phần được bổ sung sẽ thay đổi tùy theo các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm cần đạt và được xác định bằng thực nghiệm. Thông số công nghệ: Sữa đậu phộng cần được gia nhiệt đến 95-97oC. Thời gian nấu 5-10 phút. Đồng hóa Mục đích  Hoàn thiện: cải thiện cấu trúc sản phẩm , làm cho sữa đồng nhất.Các thành phần trong sữa sau khi đồng hóa sẽ được có thể hấp thu dễ dàng hơn.  Bảo quản: làm giảm hiện tượng lắng, tách lớp, tách béo kéo dài thời gian bảo quản.  Chuẩn bị: Tăng hiệu quả truyền nhiệt cho quá trình tiệt trùng sản phẩm Các biến đổi của nguyên liệu:  Vật lý:Các hạt cầu béo bị phá vỡ cấu trúc , làm giảm kích thước pha phân tán. Nhiệt độ sữa tăng  Hóa lý: Các hạt phân tán phân bố đều trong pha liên tục.Bề mặt tiếp xúc pha tăng lên( kích thước hạt phân tán giảm). Thông số công nghệ: Dịch sữa cần được gia nhiệt lên tới 70-75oC, sử dụng phương pháp đồng hóa 2 cấp, áp suất lần lượt là 200 và 50 bar. Thiết bị: sử dụng thiết bị đồng hóa áp suất cao. Nguyên lý hoạt động: hệ phân tán sẽ được bơm piston đưa vào thiết bị đồng hóa và được tăng áp lực lên rất cao (50 – 300 bar) tại đầu của khe hẹp. Người ta sẽ tạo nên một đối áp lên hệ phân tán bằng cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp được tạo ra bởi bộ phận sinh lực và bộ phận tạo khe hẹp. Dối áp này được duy trì bởi một bơm thủy lực sủ dụng dầu. khi đó áp suất đồng hóa sẽ cân bằng với áp suất tác động lên piston thủy lực. Bộ phận tạo khe hẹp được thiết kế và chế tạo với một góc nghiêng 50 trên bề mặt để tạo gia tốc hệ phân tán theo hướng vào khe hẹp đồng thời tránh sự ăn mòn các chi tiết máy. Vòng đập được gắn bộ phận tạo khe hẹp sao cho mặt trong của vòng đập vuông góc với dòng chảy của hệ phân tán khi rời khe hẹp. Nhờ đó mà các hạt phân tán sẽ tiếp tục va vào vòng đập và bị giảm kích thước. Thiết bị đồng hóa trong công nghiệp thực phẩm có thể được thiết kế dưới dạng một cấp hoặc hai cấp. Dối với thiết bị dạng hai cấp, trong thiết bị có hai khe hẹp, hai hệ thống thủy lực tạo đối áp và một bơm piston để đưa nguyên liệu vào thiết bị. Gia trị áp lực đưa hệ phân tán vào khe hẹp thứ hai sẽ phụ thuộc vào áp lực bơm piston để đưa hệ phân tán vào khe hẹp thứ nhất. Thiết bị đồng hóa áp lực cao được sử dụng để xử lý các hệ nhũ tương(sữa tiệt trùng, sữa cô đặc, kem, các loại nước sốt…) và huyền phù (nước trái cây dạng đục). Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 29 1- bộ phận sinh lực (forcer) thuộc hệ thống tạo đối áp; 2 – vòng đập (impact ring);3- bộ phận tạo khe hẹp (seat); 4- hệ thống tạo đối áp (hydraulic actuator); 5- khe hẹp Hình3.3: Thiết bị đồng hóa áp lực cao Rửa bao bì: Mục đích: hoàn thiện  Rửa tất cả các cặn bẩn bám trên bề mặt bên trong bao bì, ở đáy, thành chai và bề mặt ngoài chai.  Nâng cao chất lượng sản phẩm và kéo dài thời gian bảo quản. Phương pháp thực hiện: dùng máy rửa chai dùng cho các nhà máy sữa. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 30 Nguyên tắc làm việc: Chai đưa lên bàn 16 dẫn động từ động cơ 15, nhờ dụng cụ nạp chai 14, chai được chất lên giá của băng tải chính, cưa 18 chai một dãy. để tránh vỡ chai khi chúng trượt vào đầu giá thì đầu chai tựa vào đĩa giảm chấn 13 có vành cao su. Nguyên công rửa thứ nhất là thấm ướt và sơ bộ đun nóng chai ở thùng có nước ấm nhiệt độ 38o. Thời gian thấm ướt đầu tiên khoảng 1 phút. Khi các giá chuyển động qua bể thứ nhất, chai tựa đấy lên thanh định hướng uốn cong theo độ cong của xích. Khi giá từ bể thứ nhất ra, nước ở trong chai ra giá uốn quanh đĩa xích và đi vào bể thứ hai; ở đây, chai được thấm ướt trong dung dịch kiềm, tăng nhiệt đên 63o. Đó là một trong những nguyên công rửa cơ bản trong máy kéo dài gần 3 phút. Dung dịch chảy ra hết khi chai đi quanh đĩa xích 10; trong khi đó dung dịch nóng chảy ngược vào bể, còn chai thì được bơm súc rửa bên trong và bên ngoài ban đầu bằng dung dịch kiềm, sau là nước. Do luôn đun nóng chai và giá trong bể thứ hai, để giữ nhiệt độ cẩn phải đun nóng theo chu kì. Đun nóng dung dịch trong thùng bằng thiết bị ống chùm đun nóng bằng hơi 12. Dung dịch kiềm ở trong thùng hao dần đi do bám vào giá chai; đưa kiềm vào trong thùng dùng máng 11. Các chai ở nhánh trên của băng tải cắm đầu xuống phía dưới, chúng được ống bơm 7 va 9 bơm vào bên trong 8 lần và được máng 6 và 8 tưới phía ngoài bằng dung Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 31 dịch kiềm ở nhiệt độ 49 – 50o. Dung dịch chảy vào thùng thứ ba từ đó, sau khi lọc nó lại được cấp bằng bơm vào trong ống bơm và máng. Sau đó thì chai được bơm 4 lần từ ống 5 và tưới từ máng 4 bằng nước ấm tuần hoàn để làm nguội sơ bộ đến 26 – 27o và rửa bằng dung dịch kiềm, cuối cùng thì chai được súc tráng và kết thúc làm nguội bằng nước mát ở ống dẫn nước qua hai lần bơm từ ống 2 và máng 3. Chai rửa và làm nguội xong thì đi quanh đĩa xích 1 và được đỡ từ giá lên cơ cấu dỡ liệu 17 rồi chuyển lên băng tải ngang. Thời gian chung của các công đoạn rửa, nghĩa là thời gian rửa có ích khoảng 5 phút khi năng suất bình thường 12000 chai/h. Đặc điểm căn bản của các máy này là sử dụng được một phần nhiệt thừa của nước đã dùng từ thùng thứ 4. lượng nhiệt thừa này thu được trong hệ thống tuần hoàn của nước ấm do nước lạnh trong ống dẫn nước chảy liên tục vào trong thùng đó. Thường thường lượng nhiệt dư đó hòa lẫn vào trong kênh dẫn và mất mát đi nhiều nhiệt ở trong đó, vì nhiệt độ nước ở trong bình thứ 4 khoảng 30o và hòa lẫn khoảng 6000 lít nước trong 1 giờ. Trong mày này nước đã dùng từ bình thứ 4 vào bình thứ nhất, cấp một phần nhiệt vào chai và giá nguội. Như vậy ở đây sử dụng nhiệt thứ cấp, nhờ đó mà giảm được lượng hơi dùng để rửa chai. .Rót sản phẩm vào bao bì Mục đích: Hoàn thiện  Tạo điều kiện cho quá trình vận chuyển và phân phối sản phẩm.  Làm giảm tối thiểu lượng oxy hòa tan, giảm sự nhiễm khuẩn từ môi trường vào sản phẩm.  Làm tăng giá trị cảm quan, tạo vẻ mỹ quan cho sản phẩm. Các biến đổi của nguyên liệu:Khi thực hiện quá trình rót sữa đậu phộng vào bao bì trong điều kiền vệ sinh tốt sẽ không làm xảy ra những biến đổi chất lượng sản phẩm. Phương pháp thực hiện: Rót sản phẩm vào chai thủy tinh . Thiết bị: sử dụng hệ thống thiết bị hoạt động theo nguyên tắc liên tục và tự động hóa. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 32 Hình3.5: Máy rót sữa tự động  Thiết bị được làm hoàn toàn bằng thép không gỉ.  Màn hình cảm ứng để thiết lập các chế độ làm việc.  Có thể điều chỉnh cần rót tùy theo chiều cao của chai cẩn rót  Hiệu suất máy rót khoảng 60.000 chai /ngày hoặc lớn hơn.  Quá trình rót sản phẩm vào chai hoàn toàn tự động và có thể điều chỉnh để tăng hiệu suất . Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 33 Nguyên tắc hoạt động: Hình 3.6: Hình mô tả hoạt động của máy rót sữa Sản phẩm cần rót được chứa tại bể màu xanh . Sản phẩm sẽ được dẫn theo một đường ống và được bơm hút đưa qua cần rót để rót vào chai. Khi sản phẩm trong chai đạt được chiều cao yêu cầu thì cần rót sẽ rút lên chuản bị lặp lại một quy trình mới. Nếu trong quá trình rót có sản phẩm thừa hoặc có bọt thì chúng sẽ được hút ra theo hướng của mũi tên đỏ theo đường dẫn trở về bể chứa sản phẩm. Các chế độ rót:  Rót lần lượt: máy tính được lập trình để một cần rót chỉ rót một lượng sản phẩm vào một bao bì chứa tại một thời điểm và bao bì chứa sẽ được làm đầy khi qua nhiều cần rót được xếp liên tiếp nhau. Cách rót này đạt được độ chính xác cao về lượng sản phẩm trong bao bì nhưng sẽ tạo bọt trong quá trình rót nên cách rót này nên sử dụng cho các chất lỏng không tạo bọt Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 34 Hình 3.7: Rót lần lượt  Rót cùng lúc: Trong chế độ này một bao bì sẽ được làm đầy bằng một cần rót và được làm đầy đồng thời. Cách rót này được sử dụng cho tất cả chất lỏng mà không sinh ra bọt trong quá trình rót. Hình 3.8: Rót đồng thời Tiệt trùng Mục đích:  Bảo quản: Ức chế bất thuận nghịch enzyme và tiêu diệt doàn bộ các hệ vi sinh vật có mặt trong sữa nhờ vậy mà thời gian bảo quản sản phẩm được kéo dài, chất lượng sản phẩm ổn định Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 35 Các biến đổi của nguyên liệu:  Vật lý: Độ nhớt của dung dịch sữa giảm khi nhiệt độ tăng. Có sự thay đổi về thể tích, khối lượng của sữa nhưng mức độ không đáng kể.  Hóa học có thể xảy ra các phản ứng maillard làm sản phẩm bị sậm màu  Hóa sinh và sinh học: hệ enzyme trong sữa bị vô hoạt, cá vi sinh vật bị tiêu diệt hoàn toàn kéo dài thời gian bảo quản.  Hóa lý: Có sự bay hơi nước và một số chất dễ bay hơi khác Một số protein có thể bị đông tụ Chế độ thanh trùng ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm Thông số công nghệ:  Nhiệt độ tiệt trùng:121oC.  Thời gian tiệt trùng: 20-30 phút. Thiết bị: Sử dụng thiết bị tiệt trùng liên tục (thiết bị tiệt trùng dạng thủy lực hydrostatic). Hình 3.9:Thiết bị tiệt trùng thủy lực Hydrostatic Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 36 Bộ phận chính của thiết bị của thiết bị là 5 bánh xe được kết nối với nhau bằng một hệ thống bang tải dạng ống lưới . Người ta sẽ nạp bao bì (ở đây là chai thủy tinh đã đucợ rót sản phẩm) vào bên trong các ống lưới của bang tải này. Bên trong thiết bị có ba khoang liên thông với nhau. Nhờ vào kết cấu đặc biệt như hình vẽ nên người ta có thể tạo ra những vùng nhiệt độ khác nhau bên trong thiết bị để gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội sản phẩm.Các nhà sản xuất sẽ thay đổi chiều cao cột nước thủy lực để hiệu chỉnh nhiệt độ tại các vùng khác nhau ở bên trong thiết bị. Trước khi ra khỏi thiết bị , sản phẩm sẽ được làm nguội hoàn tất trong bể nước lạnh được đặt ở phía bên dưới .Thiết bị này có tính cơ giơi hóa và tự động hóa cao nên thích hợp cho các nhá máy năng suất lớn. .Hoàn thiện Quá trình gồm các công đoạn sau.  Dán nhãn hoặc in hạn sử dụng lên bao bì.  Đặt các chai sữa vào két.  Vận chuyển pallet đến kho lưu trữ. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 37  Quy trình 2 Tách tạp chất và phân loại: Mục đích: chuẩn bị :  Làm sạch các tạp chất (đá,cát, kim loại..) có lẫn trong nguyên liệu nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.  Đảm bảo về sự đồng đều về kích thước và tỉ trọng cho nguyên liệu, loại bỏ các hạt kém chất lượng. Các biến đổi của nguyên liệu: Hàm lượng các tạp chất giảm đáng kể, nguyên liệu đồng đều về kích thước và tỉ trọng. Các biến đổi khác không đáng kể. Phương pháp thực hiện, thiết bị và thông số công nghệ: Quá trình làm sạch được thực hiện uqa ba bước liên tục: phân loại dựa trên kích thước, dựa trên tỉ trọng và tách kim loại:  Quá trình phân loại dựa trên sự khác biệt về kích thước được thực hiện bằng sàng. Thông thường, quá trình phân loại được thực hiện trên hai sàng nối tiếp nhau. Đậu phộng được cho vào sàng thứ nhất, phần tạp chất có kích thước lớn sẽ được giữ lại trên sàng, phần đi qua sàng sẽ được tiếp tục chuyển đến sàng thứ hai.Tại đây, các tạp chất có kích thước nhỏ hơn lỗ sàng sẽ đi qua sàng, hạt đậu phộng có kích thước theo yêu cầu sẽ được giữ lại trên sàng. Kích thước lỗ của hai sàng này phụ thuộc vào từng loại đậu phộng nguyên liệu.  Đậu phộng sau khi sàng xong sẽ được chuyển sang công đoạn kế tiếp là làm sạch bằng khí động. Tại đây, các tạp chất có khối lượng nhẹ hơn hạt đậu phộng sẽ được dòng khí lôi cuốn đi  Đậu phộng sau khi làm sạch bằng khí động sẽ được đưa sang tách từ để tách kim loại. Quá trình tách kim loại sẽ tách các vật liệu có từ tính ra khỏi hạt đậu phộng. Rang: Mục đích:  Chuẩn bị:quá trình rang làm biến đổi các tính chất cơ lý của hạt đậu phộng làm cho độ bền cơ học của hạt giảm, độ giòn tăng lên, hổ trợ cho quá trình nghiền được diễn ra thuận lợi hơn.  Hoàn thiện: Quá trình rang, đậu phộng sẽ xảy ra các phản ứng hóa học làm tăng màu, mùi vị cho sản phẩm. Sản phẩm sữa có quá trình rang sẽ có màu vàng nhạt, và mùi vị được cải thiện hơn so với không có quá trình rang. Phương pháp rang đậu phộng:  Rang là quá trình gia nhiệt cho hạt đậu phộng, sử đụng tác nhân không khí có nhiệt độ 180 - 2600C. Trong quá trình rang hạt được đảo trộn liên tục, nên trong thiết bị rang có cả ba phương thức truyền nhiệt: bức xạ, dẫn nhiêt và đối lưu nhiệt. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 38  Dựa vào sự biến đổi về màu sắc và trạng thái bề mặt, quá trình rang đậu phộng được phân loại theo các mức độ rang khác nhau. Mức độ rang ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm (màu sắc, hương vị…) và mức độ biến đổi các hợp chất hóa học trong nguyên liệu. Để đánh giá mức độ rang, thường sử dụng các thiết bị đo màu sắc hạt. Các biến đổi của nguyên liệu:  Vật lý:  Trong quá trình rang, nhiệt độ của hạt đậu phộng tăng lên là do nhiệt lượng cung cấp từ các tác nhân nhiệt và nhiệt lượng do các phản ứng hóa học xảy ra bên trong hạt. Trong giai đoạn đầu của quá trình rang, nhiệt lương do các phản ứng nhiệt phân là không đáng kể. Sau đó, nhiệt lượng sau khi sinh ra từ các phản ứng nhiệt phân sẽ tăng do cường độ phản ứng tăng. Để hạn chế hiện tăng nhiệt này, khi rang đến vùng nhiệt (vùng mà nhiệt lượng bắt đầu tăng mạnh) nhà sản xuất cần phải giảm lượng nhiệt cung cấp bên ngoài bằng cách giảm lưu lượng tác nhân rang.  Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, nước và một số chất có phân tử lượng thấp sẽ bay hơi, do đó làm trương nở và giảm khối lượng của hạt, tỉ trọng của hạt cũng sẽ giảm đi. Các biến đổi này phụ thuộc vào giống, chất lượng hạt, mức độ rang và phương thức rang. Thể tích của hạt sau khi rang sẽ tăng lên, khi rang càng “đậm” thì độ trương nở và mức độ giảm khối lượng hạt càng nhiều. Khối lượng hạt giảm còn do trong quá trình rang lớp vỏ lụa bị tách ra.  Hóa lý: Biến đổi hóa lý quan trọng nhất trong quá trình rang là hiện tượng bay hơi ẩm và các chất dễ bay hơi. Quá trình rang làm cho cấu trúc bên trong hạt trở nên xốp giòn. Trong quá trình rang,chất béo trong đậu phộng sẽ chuyển thành dạng lỏng và thoát ra ngoài.  Hóa học: Biến đổi hóa học là biến đổi quan trọng nhất trong quá trình rang. Những biến đổi hóa học sẽ tạo ra các đặc trưng về hương vị và màu sắc cho sữa đậu phộng. Các biến đổi chính diễn ra trong quá trình rang gồm có:  Độ ẩm của hạt sẽ giảm xuống đáng kể.  Sự tổn thất chất khô: hàm lượng chất khô trong quá trình rang sẽ giảm xuống do các phản ứng phân hủy. Khi rang đậu phộng càng “đậm” thì lượng chất khô sẽ giảm càng nhiều.  Sự thay đổi hàm lượng chất khô hòa tan: trong quá trình rang, hàm lượng chất khô hòa tan thường tăng lên. Nếu thời gian rang càng ngắn thì hàm lượng chất khô hòa tan trong đậu phộng sẽ càng cao.  Các phản ứng hóa học xảy ra dưới tác dụng của nhiệt đô cao có thể kể đến là phản ứng Maillard, phản ứng Strecker, phản ứng caramel, phản ứng phân hủy trigonelline, phản ứng oxi hóa lipid, phản ứng phân hủy các hợp chất phenolic, phản ứng nhiệt phân. Các phản ứng này tạo ra mùi thơm đặc trưng Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 39 của đậu phộng rang, màu vàng nhạt, hình thành các chất khí làm nở hạt (chủ yếu là CO2) và một số các thành phần tạo hương khác.  Hóa sinh và vi sinh: Do nhiệt độ rang cao nên sau quá trình rang, các enzyme và một số vi sinh vật có trong khối hạt ban đầu bị vô hoạt hoàn toàn. Trong quá trình rang, ta nhận thấy có một số biến đổi cảm quan:Đầu tiên, bề mặt hạt đần trơn và nhẵn. Sau đó, bề mặt hạt sẽ khô và bắt đầu xuất hiện các vết nứt. Cuối cùng, bề mặt hạt sẽ bóng lên do dầu từ trong hạt thoát ra bề mặt.Màu sắc của hạt đậu phộng sẽ biến đổi dần từ màu trắng đục sang màu vàng nhạt, đến màu vàng đậm…. Đây chính là cơ sở để chọn phương pháp rang hợp lý. Các thông số công nghệ: Trong quá trình rang, hai thông số quan trọng nhất là thời gian rang và nhiệt độ. Tùy theo mức độ rang của sản phẩm mà chọn nhiệt độ và thời gian rang khác nhau. Nhiệt độ rang càng cao, thời gian rang càng dài thì mức độ rang càng đậm. Vì chỉ rang đến khi hạt chuyển sang màu vàng nhạt nên ta chọn nhiệt độ rang thấp và thời gian rang ngắn. Các phương pháp rang và thiết bị:Phương pháp rang thủ công: trong phương pháp này, người ta rang đậu phộng trong các chảo rang thông thường, năng suất từ vài kg đến vài chục kg/mẻ. Phương pháp này chủ yếu là đựa vào kinh nghiệm của người rang, vì vậy các thông số thông nghệ đều kiểm soát đựa trên kinh nghiệm. Phương pháp rang thùng quay gián đoạn: đây là phương pháp rang được áp dụng cho các cơ sở sản xuất có năng suất trung bình. Cấu tạo thiết bị gồm có một thùng quay được gắn vào bộ trục động cơ. Tác nhân rang thường dùng là không khí nóng. Không khí nóng có thể tuần hoàn hoặc không tuần hoàn. Ngoài ra còn có một số loại thiết bị rang thùng quay gia nhiệt gián tiếp bằng cách gia nhiệt từ bên ngoài vỏ thùng để truyền nhiệt vào trong khối đậu phộng. Nhưng phương pháp này ít được sử dụng vì khó kiểm soát các thông số công nghệ. Phương pháp rang thùng quay liên tục: cấu tạo tương tự như thiết bị rang thùng quay gián đoạn. Tuy nhiên, bên trong thùng quay có cơ cấu vis tải để đảm bảo cho cà phê di chuyển trong thùng quay từ đầu vào đến đầu ra. Phương pháp rang tầng sôi: thiết bị rang tầng sôi hiện nay là thiết bị rang cho chất lượng sản phẩm đồng đều nhất. Nhưng vốn đầu tư thiết bị khá cao. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 40 Thông số công nghệ Tác nhân rang: không khí nóng Thời gian rang: 3-5’ Nhiệt độ rang:180-200oC Hình 3.10.Thiết bị Rang dạng thùng quay Nghiền: Mục đích: Chuẩn bị: Quá trình nghiền làm giảm kích thước hạt, phá vỡ kích thước hạt tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trích ly. Các biến đổi của nguyên liệu  Vật lý: Quá trình nghiền sẽ làm giảm kích thước hạt. Trong quá trình nghiền, khí CO2, hơi nước và các chất dễ bay hơi được tạo thành trong quá trình rang sẽ được giải phóng , làm giảm khối lượng sản phẩm và tăng khối lượng riêng. Mức độ thoát khí phụ thuộc vào kích thước của hạt sau khi nghiền. Xảy ra sự tách lớp vỏ lụa của hạt đậu phộng Có sự tăng nhẹ nhiệt độ do ma sát.  Hóa lý: ` Diện tích bề mặt riêng sẽ gia tăng và xảy ra sự bay hơi của một số chất mùi.  Hóa học, hó sinh và vi sinh: Các biến dổi này không đáng kể. Thiết bị: Thiết bị nghiền dĩa: Nguyên lý : sử dụng động năng đang quay của các răng lắp trên dĩa để đập nguyên liệu . Về cấu tạo: Rotor là một dĩa phẳng có gia công các răng sắp xếp theo đường tròn đồng tâm ở các vị trí khác nhau sao cho khi đóng nắp máy lại hàng răng cố định trên nắp máy nằm giữa hai hàng răng quay trên rotor. Răng trên rotor sẽ quay theo khe giữa hai hàng răng cố định. Răng gắn trên rotor bằng cách đức liền hay bắt bằng các vít cấy phía sau. Khe hở càng hẹp thì nghiền càng mịn. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 41 Nguyên liệu được cho vào giữa tâm máy , bị răng quay đập nhiều lần. Nguyên liệu đập vào hàng răng thứ nhất , sau đó đập qua hàng răng cố định ra ngoài và đập vào hàng răng quay kế tiếp. Cứ tiếp tục cho đến khi nào kích thước hạt nhỏ hơn kích thước lỗ lưới sẽ theo lỗ lưới ra ngoài. Tốc độ quay của rotor rất lớn 3000- 6000vòng/phút do đó động năng va đập rất lớn nên kích thước hạt mịn. Hình 3.11. Cấu tạo máy nghiền dĩa Trích ly: Mục đích: Khai thác: Quá trình trích ly nhằm mục đích khai thác các chất hòa tan và các chất tạo hương trong đậu phộng rang. Các biền đổi của nguyên liệu:  Vật lý và hóa lý: Quá trình trích ly có bản chất là một quá trình hóa lý , trong đó xảy ra hiện tượng khuếch tán của vật chất. Cụ thể là hai dòng chuyển động chính: Sự khuếch tán của nước từ ngoài vào hạt và sự khuếch tán của các chất hòa tan từ nguyên liệu vào dung môi. Tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào các điều kiện kỹ thuật của quá trình trích ly. Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 42 Trng quá trình trích ly thì có hiện tượng bay hơi của các hợp chất tạo hương do đó thiết bị trích ly phải đảm bảo độ kín.  Hóa học: Trong quá trình trích ly nồng độ chất khô trong dịch trích sẽ tăng dần theo thời gian. Quá trình trích ly ở nhiệt độ cao có thể làm tổn thất các cấu tử tạo hương , đồng thời diễn ra các phản ứng tạo màu. Phương pháp thực hiện và thiết bị: Sử dụng thiết bị trích ly liên tục : Thiết bị trích ly dạng trục vis Thiết bị có hai tháp (1) và (2) hình trụ đứng. Chúng nối với nhau bởi một ống hình trụ nằm ngang(3) ở phía dưới. Bên trong thiết bị có các vis tải để vận chuyển nguyên liệu . Nguyên liệu được nạp liên tục vào thiết bị theo cửa (4) và đucợ vis tải đưa xuống bên dưới tháp (2) để qua ống hình trụ nằm ngang(3) rồi theo tháp(1) đi lên phía trên.Cuối cùng nguyên liệu được tháo ra ngoài thiết bị qua cửa (5). Dung môi sẽ được nạp theo cuaw3 số (6) trên tháp (1) và sẽ chuyển động đi xuống phía dưới , qua ống hình trụ ngang(3) rồi theo tháp (2) đi lên . Cuối cùng dịch trích được tháo ra ngoài qua cửa chắn số (7). Hình 3.12. Thiết bị trích ly liên tục Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 43  Các quá trình tiếp theo trong quy trình hai từ giai đoạn lọc tới giai đoạn hoàn thiện thì tương tự như trong quy tình một. IV: MÔ TẢ SẢN PHẨM: Việc kiểm tra và đánh giá chất lượng sản phẩm là yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng sản phẩm. Hiện nay để đánh giá chất lượng sản phẩm, người ta dựa vào phương pháp cảm quan, các chỉ tiêu về vi sinh … 4.1:Chỉ tiêu cảm quan:  Trạng thái: lỏng, đồng nhất, không có hiện tượng lắng cặn hay tách pha  Màu sắc: màu nâu sậm  Mùi: mùi thơm của đậu phộng  Vị: Ngọt vừa miệng, vị béo của đậu phộng. 4.2:Hàm lượng các chất nhiễm bẩn: Bảng:4.1 Chỉ tiêu về hàm lượng kim loại nặng trong sữa đậu phộng Tên chỉ tiêu Mức tối đa Asen, mg/l 0,5 Chì, mg/l 0,5 Cadimi,mg/l 1,0 Thủy ngân,mg/l 0,05 Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 44 4.3. Chỉ tiêu sinh học: cần kiểm soát các chỉ tiêu:  Tổng số vi khuẩn hiếu khí  Các vi khuẩn gây bệnh: Staphylococcus aureus, Salmonella, E.coli, Coliform.  Tổng số nấm men, nấm mốc. Bảng: 4.2:Chỉ tiêu vi sinh vật trong sữa đậu phộng V: SO SÁNH 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: Bảng 4.5. So sánh ưu nhược điểm của 2 quy trình Quy trình I Quy trình II Ưu Điểm  Nồng độ các chất hòa tan trong dịch lọc cao  Vốn đầu tư thiết bị ít hơn  Chi phí năng lượng thấp  Chất lượng cảm quan của sản phẩm tăng: màu, mùi…  Thời gian sản xuất ngắn,làm việc liên tục.  Thời gian bảo quản tăng. Nhược Điểm  Thời gian sản xuất dài( ngâm 6-8h),làm việc theo mẻ.  Thời gian bảo quản thấp hơn.  Một phần chất dinh dưỡng bị phân hủy trong quá trình rang.  Protein bị biến tính, giảm khả năng hòa tan, làm giảm hiệu suất trích ly.  Chi phí năng lượng tăng.  Chi phí đầu tư thiết bị và vận hành cao STT Chỉ tiêu Mức cho phép 1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí,số khuẩn lạc trong 1ml sản phẩm 10 2 Coliform, số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm 0 3 E.Coli,số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0 4 Staphylococcus aureus,số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm 0 6 Salmonella,số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm 0 7 Clostridium perfringens, số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm. 0 Quy trình sản xuất sữa đậu phộng trong công nghiệp 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Việt Mẫn,”Công nghệ chế biến thực phẩm”,NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2011 ,1019 trang [2] T.S Truong Thị Minh Hạnh, “Giáo án môn học thiết bị thực phẩm”, NXB Bách khoa Hà Nội, 2009,209 trang