Đề tài Công nghệ sản xuất bột nguyên trứng

loại theo kích thước của Mỹ và Canada Việc phân loại theo trọng lượng có thể thực hiện bằng hệ thống cân tự động. 3.2-Phân loại theo phẩm chất Việc phân loại theo phẩm chất bao gồm: Phẩm chất ngoài (dựa vào tình trạng vỏ) Phẩm chất trong (dựa vào buồng khí, trạng thái lòng đỏ và lòng trắng). Để đánh giá trứng tươi người ta dùng phương pháp soi đèn. Khi soi đèn, trứng tươi có buồng khí không di động và không cao quá 5mm, (thường từ 1-3,5 mm). Buồng khí cao quá hoặc di dộng là do màng ngoài đã bị bông và nứt. Ở trứng tươi tốt lòng đỏ thường ở vị trí trung tâm và có đường viền không rõ nét. . Hình 9: Máy soi trứng và vận chuyển trứng đạt chất lượng Hình 11: Phương pháp soi đèn Để giá trạng thái lòng trắng trứng người ta thường phải phá vỡ trứng (ít dùng), lòng trắng của trứng tươi tốt thì hơi đặc quánh trong suốt, nếu lòng trắng bị vẫn đục là do quá thừa khí CO2, dấu hiệu trứng hỏng là khi lòng trắng trứng có vệt màu, đôi khi có thể có vật lạ như kí sinh trùng . Theo tiêu chuẩn này ta có các loại trứng sau Loại AA: vỏ sạch, nguyên; buồng khí < 3mm, nguyên; lòng trắng rõ, chắc; lòng đỏ nằm giữa, đường viền mờ. Loại A: vỏ sạch, nguyên; buồng khí < 6mm, nguyên; lòng trắng rõ; lòng đỏ gần trung tâm, đường viền rõ. Loại B: vỏ hơi bẩn, nguyên; buồng khí < 9,5mm, di động; lòng trắng hơi loãng; lòng đỏ lơ lửng, đường viền rõ. Loại C: vỏ bẩn dưới ¼ diện tích vỏ, buồng khí > 9,5mm, di động, có bọt; lòng trắng loãng, có vết máu; lòng đỏ lơ lửng, đường viền lỏng lẻo. Ngoài ra còn một số khóa phân cho các loại trứng kém chất lượng Loại bẩn: vỏ bẩn nhưng còn nguyên vỏ. Loại rạn: vỏ bị rạn nhưng dịch không chảy ra ngoài. Loại vỡ: vỏ nứt và dịch chảy ra ngoài. Trong quy trình sản xuất bột trứng không sử dụng trứng kém chất lượng AA A B Hình 12: Phân loại trứng Chỉ tiêu nguyên liệu để sản xuất bột nguyên trứng Trứng được sử dụng sản xuất bột lòng đỏ trứng là trứng tươi hoặc trứng đã qua thời gian bảo quản nhưng chất lượng ít bị biến đổi so với trứng tươi. Xét theo khóa phân loại ta chọn trứng loại AA và A trong quá trình sản xuất bột nguyên trứng. 3.2.a- Chỉ tiêu vật lý Hình dạng: có hình oval (tỷ lệ dài/rộng: 1,13-1,67), không bị méo, rạn nứt. Kích thước: tùy thuộc vào máy đập trứng, nhưng các trứng trong cùng một qui trình phải có kích thước đồng đều. Tỷ trọng: 1,078 – 1,097 Buồng khí: nhỏ hơn 6 mm và nguyên. Lòng đỏ: nằm ở giữa hoặc gần trung tâm Lòng trắng: rõ, trong và đặc và thường được đánh giá theo chỉ số HU (Haugh Unit) Trong đó: H: chiều cao lòng trắng đo ở vị trí giữa mép lòng đỏ hay mép lòng trắng hay cách mép 10mm (trứng đã đập vỡ) (mm) W: khối lượng toàn vỏ trứng (g) G = 32,2 Trứng trong quá trình sản xuất bột lòng đỏ có chỉ số 3.2.b- Chỉ tiêu hóa học Thành phần hóa học của trứng thay đổi tùy theo giống, độ tuổi, chế độ ăn, thời gian bảo quản trứng tươi…Nhưng để sản phẩm bột nguyên trứng đạt được một chỉ tiêu chất lượng nhất định ta chỉ tiêu hóa nguyên liệu về thành phần hóa học. Xét lòng trắng trứng chiếm 50% protein của trứng , trong đó ; Albumin : 70% Ovomucoit :10% Avidin : 0,05% Globulin : 7% Xét về lòng đỏ trứng chiếm 44,3% protein trứng ,trong đó : Nước: 50-52% Protein: 14-16% Lipids: 31-33% Các thành phần khác (vitamine, khoáng…): 1-3% 3.2.c- Chi tiêu sinh học. Trứng chưa hình thành phôi 3.2.d- Chi tiêu vi sinh Đối với nguyên liệu lòng đỏ trứng, sau khi được phân loại bằng cảm quan và thiết bị soi trứng có thể loại bỏ hầu hết trứng hỏng và không đạt tiêu chuẩn vi sinh. Tuy nhiên, ta chỉ xét về chỉ tiêu cảm quan của trứng nhưng vấn đề đặt ra là trứng có thể bị nhiêm mọt số loài VSV mà thiết bị soi trứng không thể phát hiên ra .Cụ thể Salmonella có thể nhiễm vào trứng ngay từ trong buồng trứng của gà mẹ, do gà mẹ bị nhiễm Salmonella. Do đó ngay cả đối với trứng tươi mới đẻ, không bị nứt vỏ vẫn có thể bị nhiễm Salmonella. Để kiểm soát vấn đề vi sinh, thì nguồn nguyên liệu cần phải được quản lí từ trang trại chăn nuôi về an toàn dịch bệnh. Đồng thời nhà máy phải áp dụng các qui phạm sản xuất để hạn chế vi sinh vật gây bệnh ở mức thấp nhất. Chỉ tiêu vi sinh nguyên liệu trứng tươi : - Tổng số vi sinh vật hiếu khí: nhỏ hơn 104 cfu/ml. - Tổng số Coliform: nhỏ hơn 103cfu/ml. - Trong đó Salmonella không vượt quá 2.102 cfu/ml 3.2.e- Chỉ tiêu cảm quan Vỏ sạch Cấu trúc: bề mặt nhẵn, không sần sùi hay có các nốt đá vôi Màu: Vỏ trứng: có màu từ trắng đến vàng nâu nhạt. Lòng đỏ: từ vàng nhạt đến vàng đậm Lòng trắng: trong Mùi: có mùi đặc trưng. 4-Hệ thống phân loại trứng trước khi vào quy trình công nghệ a- mục đích : nhằm loại bỏ những loại trứng kém chất lượng không phù hợp cho quy trình . b-thiết bị sử dụng Hình 12: Thiết bị phân loại trứng khi đi vào dây chuyền sản xuất Thiết bị này được sử dụng phân loại các loại trứng theo tiêu chuẩn phân loại như trên và chuẩn bị cho quá trình rửa trứng III-Quy trình sản xuất bột nguyên trứng Quy trình 1 Trứng tươi Rửa trứng Đồng hóa Thanh trùng Gia nhiệt Nước Phối trộn Lọc Đập vỏ Rây Sấy phun Đóng gói Bột trứng trutruwngs Vỏ  II. Quy trình 2 Trứng tươi Rửa trứng Vỏ Đập vỏ Đồng hóa Thanh trùng Gia nhiệt Nước Phối trộn Lọc Bột trứng Rây Nghiền Đóng gói Sấy trục PHẦN IV: THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Rửa trứng Mục đích Quá trình rửa trứng nhằm mục đích chuẩn bị cho quá trình đập trứng. Qúa trình này giúp loại bỏ các tạp chất bám dính và các vi sinh vật trên bề mặt vỏ trứng. Nguyên tắc Trứng tươi được vận chuyển theo băng chuyền bởi các con lăn vào trong buồng rửa trứng. Tại đây, các lông bàn chải chuyển động qua lại với vận tốc thích hợp tiếp xúc trực tiếp lên vỏ trứng kết hợp với nước rửa được phun trực tiếp lên trứng đang chuyển động trên các con lăn sẽ giúp rửa trôi tạp chất và vi sinh vật trên vỏ trứng. Hình 13: Cấu tạo máy rửa trứng. Các biến đổi Hoá lý: hàm ẩm vỏ trứng tăng lên đôi chút, không ảnh hưởng đến các thành phần của trứng bên trong. Vật lý: do nhiệt độ nước rửa khoảng 480C, thời gian tiếp xúc khoảng 1 phút nên nhiệt độ bề mặt vỏ trứng tăng lên đôi chút nhưng hầu như không ảnh hưởng đến chất lượng trứng bên trong. Lông bàn chải có độ mềm và sự tiếp xúc thích hợp không làm tổn thương hay nứt vỡ trứng. Sinh học: phần lớn các vi sinh vật trên bề mặt vỏ trứng bị rửa trôi. I.4.1 Cấu tạo Lông bàn chải (1) Được làm bằng nhựa tổng hợp, có chiều dài khoảng 400cm, đầu long được mài nhọn giúp tiếp xúc tốt. Lông được đặt nằm xiên, sắp xếp theo từng hàng kề nhau. Khi hoạt động chúng sẽ chuyển động theo phương song song với hàng lông và độ tiếp xúc được điều chỉnh thích hợp để việc rửa sạch là tối ưu. Nước rửa cũng được cho chảy dọc theo long bàn chải trong quá trình cọ xát. Hình 14: Lông bàn chải rửa trứng. Vòi phun (2) Vòi phun được đặt xen kẻ phía trên giữa hai hàng trứng. Khi nước rửa được phun ra, nó sẽ được xối tưới đều lên cả hai đầu của quả trứng giúp rửa sạch mọi bề mặt. Nước rửa được bổ sung chất tẩy rửa giúp cho việc tẩy rửa đạt hiệu quả, được chứa trong bồn có bơm tạo áp lực đẩy qua vòi phun. Nước rửa được gia nhiệt trước gián tiếp hay trực tiếp lên tới 480C. Sau quá trình rửa, nước thải sẽ đi qua máy lọc rồi được bơm hồi lưu trở lại vào bồn chứa. Hình 15: Hệ thống tái sử dụng nước rửa. Các con lăn xoay chuyển Trong quá trình rửa, các con lăn này vừa có tác dụng vận chuyển vừa có tác dụng xoay tròn quả trứng giúp rửa sạch mọi bề mặt. Băng chuyền này có thể được điều chỉnh độ cao phù hợp cho việc tiếp xúc giữa trứng và long bàn chải. Hình 16: Các con lăn xoay chuyển. I.4.2 Thông số công nghệ: Các máy rửa trứng này có nhiều loại có năng suất khác nhau. Ưu điểm của các máy này là có năng suất cao và tiết kiệm được năng lượng, nước rửa. Bảng 6: Các thông số công nghệ của máy rửa trứng. Năng suất (trứng/giờ) 10.800 – 162.000 Số dòng trứng vào máy 6 – 16 Thời gian rửa (s) 48 - 58 Nhiệt độ nước rửa 480C Quá trình đập vỏ II.1. Mục đích Chuẩn bị nguyên liệu đầu vào cho trứng gồm hỗn hợp lòng và lòng trắng trứng II.2. Nguyên tắc Trứng được vận chuyển lên bộ phận chứa trứng, tại đây vỏ trứng được phá vỡ bằng lực cơ học. Dịch trứng sẽ rơi xuống một chén có rãnh, chén này được gắn bằng hệ thống băng tải tự động chuẩn bị đưa vào quá trình tiếp theo. II.3. Các biến đổi Hoá học: oxy không khí có thể tiếp xúc với các thành phần của lòng trắng và lòng đỏ, có thể gây ra các phản ứng oxy hoá chất béo. Tuy nhiên quá trình này cũng chỉ xảy ra đối với các lòng đỏ bị rách màng ngoài, do lòng đỏ trứng được bảo vệ bởi màng ngoài nên oxy khó tiếp xúc với các chất béo. Vật lý: dưới tác động cơ học trứng vỡ, dịch trứng được phân riêng thành hai phần: lòng đỏ và lòng trắng. Trong quá trình phá trứng vỡ có thể xảy ra sự phá vỡ cấu trúc màng lòng đỏ làm lòng đỏ khuếch tán vào trong lòng trắng. Sinh học và hoá sinh: các phản ứng sinh học và hoá sinh bên trong trứng bị ngừng trệ như các phản ứng trao đổi chất, quá trình hô hấp của trứng…. Do quá trình đập là một quá trình hở nên các vi sinh vật từ không khí có thể nhiễm vào trứng tươi. Mặt khác một số vỏ trứng nhỏ có thể rơi vào trong nguyên liệu mang theo một số vi sinh vật. II.4. Thiết bị máy đập trứng No-scratch peeling technique Egg boiler egg cooler Egg peeler Hình 17: thiết bị đập trứng . Bộ phận chứa trứng Bộ phận chứa trứng được lắp ghép từ hai phần giống nhau được nối với trục chính, khoảng cách giữa hai phần này có thể thay đổi được cho phép dịch trứng rơi xuống dưới. Dao đập trứng Dao được gắn vào một trục truyền động mà lực truyền được điều chỉnh sao cho thích hợp với từng loại trứng khác nhau. Dao là một mảnh thép hình cung, ở giữa có một rãnh nhô ra. Khi dao được tì lên bề mặt vỏ trứng, rãnh này sẻ tì mạnh lên vỏ tạo vết nứt, đồng thời mặt dưới vỏ sẽ tì lên hai phần của bộ phận chứa trứng giúp tạo vết nứt đều dọc theo trứng. Khi trứng đã vỡ, do lòng trắng có độ nhớt thấp và cấu trúc không chặt chẽ bằng lòng đỏ nên nó sẽ có xu hướng chảy qua khe hở xuống bên dưới trước kéo theo sự chuyển động của long đỏ.Tùy theo từng loại máy ta có thể dùng vơi nhiều loại máy có tốc độ khác nhau.Cụ thể: The folowing models are ava ilable: ECM 450 45 ,000 eggs / hour ECM 360 36,000 eggs / hour ECM 250 25,200 eggs / hour ULTRA Compacta 14,400 eggs / hour INTER Compacta 9,000 eggs / hour FRG 20 9,000 eggs / hour Bộ phận chứa vỏ trứng Bộ phận chứa trứng . Bảng 7: Các thông số công nghệ của máy đập trứng. Năng suất(trứng/giờ) 10.800 – 32.400 Số dòng trứng vào 6 Số chén máy quét kiểm tra trong 1s 10 - 45 Phối trộn trứng với nước III.1. Mục đích Chuẩn bị cho quá trình lọc được tiến hành dễ dàng, đồng thời đồng hoá sơ bộ lòng đỏ và lòng trắng . III.2. Nguyên tắc 1 kg bột nguyên trứng thường được dùng với 3 lít nước, thay thế 88 trứng tươi loại trung bình nặng khoảng 55g III.3. Các biến đổi Hoá học: trong quá trình khuấy, dịch trứng có thể tiếp xúc với không khí nên các phản ứng oxy hoá chất béo có thể xảy ra. Tuy nhiên do tốc độ khuấy nhẹ nhàng, các chất béo cũng ít bị biến đổi. Hoá lý: do sự va đập của lòng đỏ và lòng trắng vào cánh khuấy và thành thiết bị làm màng lòng đỏ và lòng trắng bị phá vỡ hoàn toàn, các hạt phân tán, dịch protein và huyết tương một phần hoà tan vào nước một phần bị phân tán vào nước tạo hệ nhũ tương dầu trong nước (có chứa các chất khác như protein và vitamin). Mức độ đồng đều của hệ này chưa cao. Trứng tươi và các thành phần trứng tươi thu được sẽ được lọc cẩn thận để loại bỏ phần vỏ và màng phủ bên ngoài Vật lý: nhiệt độ của hệ tăng lên đôi chút (khoảng 1- 20C), độ nhớt giảm: độ nhớt ban đầu của trứng từ 0.2 – 0.25 N/s.m2 sau khi phối trộn độ nhớt có thể giảm xuống còn 0.18 – 0.22 N/s.m2. Độ nhớt này sẽ giúp cho quá trình lọc và đồng hoá đạt hiệu quả cao hơn. Các mảnh vỏ trứng nhỏ do có khối lượng riêng lớn hơn nên có xu hướng lắng xuống đáy thiết bị. Sinh học: các vi sinh vật nhiễm ở các giai đoạn trước có thể sẽ phân bố đều hơn trong hệ nhũ tương. Tuy nhiên thời gian của quá trình này là không dài nên vi sinh vật cũng ít có cơ hội phát triển. Hoá sinh: hầu hết các enzyme trong lòng đỏ trứng là các enzyme xúc tác cho các phản ứng trao đổi chất, và chỉ được tổng hợp trong quá trình phát triển của phôi nên ở điều kiện bình thường hầu như chúng không được tổng hợp hay không có hoạt tính. Enzyme chủ yếu có nguồn gốc từ vi sinh vật, và một lượng nhỏ enzyme từ lòng trắng. Các enzyme do vi sinh vật lây nhiễm sinh tổng hợp nên, có thể làm biến đổi chất lượng dung dịch trứng nhanh chóng. Do đó, các quá trình thực hiện trước khi thanh trùng phải được thực hiện nhanh, và kín để tránh nhiễm thêm vi sinh vật vào. III.4. Thiết bị phối trộn Thiết bị có dạng hình trụ đứng đáy phẳng được chế tạo bằng thép không gỉ.Thùng có bộ phận vỏ áo nhằm làm lạnh sản phẩm. Trục khuấy với nhiều cánh khuấy hỗ trợ tốt hơn cho quá trình khuấy trộn. . Hình 21: Thùng trộn. Bảng 8: Thông số công nghệ thiết bị phối trộn. Thể tích (lít) 1.200 – 30.000 Tốc độ cánh khuấy (vòng/phút) 120 – 150 Thời gian khuấy (phút) 3-5 Quá trình lọc IV.1. Mục đích Loại bỏ các tạp chất, chủ yếu là các vỏ trứng nhỏ chuẩn bị cho quá trình đồng hoá áp lực cao. IV.2. Nguyên tắc dịch trứng qua hệ thống máy lọc , cặn vỏ giữ trên màng lọc IV.3. Các biến đổi Các vỏ trứng nhỏ được tách ra khỏi dịch trứng tươi Dưới áp suất của bơm, dịch trứng đi qua các lỗ nhỏ của màng lọc làm cho hệ nhũ tương đồng nhất hơn. IV.4. Máy lọc Thiết bị có dạng hình trụ như hình vẽ, cao 2.5m, rộng 0.51m. Dịch trứng được bơm vào đầu vào của thiết bị, đi qua màng lọc có kích thước lỗ lọc 0.1mm rồi đi ra ngoài. Phía trên là bộ phận dẫn động vỏ trứng bả lọc xuống bồn chứa bả bên dưới. Phía dưới là hệ thống piston, khi vỏ trứng lắp đầy lỗ lọc, piston sẽ di chuyển lên trên tạo dòng khí nén đẩy các vỏ trứng khỏi lỗ lọc và theo hệ thống dẫn động xuống bên dưới. Hình 23: Máy lọc Quá trình gia nhiệt: VI.1. Mục đích: Chuẩn bị cho quá trình đồng hoá VI.2. Biến đổi: Vật lý: nhiệt độ dung dịch tăng. Sinh học: khi tăng lên khoảng 50oC thì đây là nhiệt độ thích hợp cho vi sinh vật phát triển. Vì vậy yêu cầu của giai đoạn này là phải gia nhiệt nhanh và sau khi gia nhiệt phải tiến hành đồng hóa ngay. VI.3. Thiết bị gia nhiệt: Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng để gia nhiệt dịch trứng từ 40C lên 500C. Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng: Bộ phận chính của thiết bị là những tấm bảng hình chữ nhật với độ dày rất mỏng và được là bằng thép không rỉ. Mỗi tấm bảng sẽ có bốn lỗ tại bốn góc và hệ thống các đường rãnh trên khắp bề mặt để tạo nên sự chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt. Hình 25: Hình dạng của bản mỏng. Khi ghép các tấm bản mỏng lại với nhau trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thành nên những hệ thống đường vào và ra cho dòng trứng và chất tải nhiệt. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể, các nhà sản xuất sẽ bố trí những hệ thống đường dẫn thích hợp. DÒNG TRỨNG CHẤT TẢI NHIỆT Hình 26: Sơ đồ dòng chảy của dòng trứng và chất tải nhiệt. Quá trình đồng hóa áp suất cao VII.1. Mục đích Chuẩn bị: đồng hoá làm đồng nhất hệ nhũ tương và làm giảm kích thước hạt chuẩn bị cho quá trình trình thanh trùng, hỗ trợ quá trình sấy. Bảo quản: làm bền hệ nhũ tương, tránh hiện tượng tách pha. VII.2. Nguyên tắc Dịch trứng trước khi vào máy đồng hoá sau khi được gia nhiệt lên khoảng 500C sẽ được đồng hoá trong thiết bị đồng hoá áp lực cao ở áp suất 100 - 150bar. Dịch trứng vào đồng hoá ở dạng nhũ tương dầu trong nước, hàm lượng dầu khoảng 27%, độ nhớt khoảng 0.2N/s.m2, hàm lượng chất khô khoảng 40-45%. VII.3. Các biến đổi Hoá học: do quá trình đồng hoá tiến hành ở nhiệt độ không cao nên các biến đổi về thành phần hoá học cũng ít xảy ra. Hoá lý: áp lực cao trong quá trình đồng hoá sẽ làm nhiệt độ của hệ gia tăng thêm khoảng 4- 60C, tức nhiệt độ của hệ khoảng 560C. Ở nhiệt độ này protein trong lòng đỏ không bị kết tủa do các protein này chỉ bị biến tính ở nhiệt độ lớn hơn. Sự va đập mạnh, tạo bọt khí, sự chuyển động xoáy của các hạt cầu béo khi đi qua khe hẹp của thiết bị đồng hoá làm vỡ cấu trúc, phân tán chúng thành các hạt có kích thước nhỏ hơn vào pha phân tán. Kích thước các hạt sau đồng hoá nhỏ hơn 30mm. Đặc biệt thành phần lecithin và một số protein có trong lòng đỏ đóng vai trò là chất nhũ hoá hỗ trợ hiệu quả quá trình đồng hoá. Khi các hạt cầu béo bị giảm kích thước, lecithin nằm trong các hạt cầu này sẽ phân bố lại trên bề mặt của chúng làm giảm sức căng bề mặt giữa các hạt cầu và pha nước, hình thành nên một màng bảo vệ xung quanh các hạt cầu béo, làm cho chúng không thể kết hợp lại với nhau. Đồng thời với quá trình này, các chất hoà tan như protein, vitamin cũng thoát ra khỏi hạt cầu hoà tan vào trong nước. Một số phức lipoprotein cũng có thể bị phá vỡ tạo các protein và chất béo phân tán tự do trong hệ. Hình 27: Sự giảm kích thước các hạt sau đồng hoá Vật lý: nhiệt độ tăng thêm khoảng 4-60C, độ nhớt hệ giảm một phần. Sinh học: do quá trình đồng hoá tiến hành ở nhiệt độ khoảng 560C nên các vi sinh vật cũng bị ức chế, áp lực cao cũng có tác dụng làm tổn thương tế bào vi khuẩn. Vấn đề đáng lo ngại là nếu dịch trứng bị nhiễm Salmonella thì chúng vẫn còn tồn tại do chúng có thể sống ở 600C trong vòng 1 giờ. VII.4. Thiết bị đồng hoá áp lực cao Sử dụng thiết bị đồng hoá áp lực cao hai cấp. Thiết bị đồng hoá sử dụng áp lực cao gồm hai bộ phận chính: bơm cao áp và hệ thống tạo đối áp. Hình 28: Thiết bị đồng hoá áp lực cao. (1) motor chính, (2) bộ truyền đai, (3) đồng hồ đo áp suất, (4) trục quay, (5) piston, (6) hộp piston, (7) bơm, (8) van, (9) bộ phận đồng hoá, (10) hệ thống tạo áp suất thuỷ lực. Bơm piston cao áp được vận hành bởi động cơ điện (1) thông qua một trục quay (4) và bộ truyền động (2) để chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của piston. Các piston (5) chuyển động tịnh tiến ở áp suất cao. Chúng được chế tạo từ những vật liệu có độ bền cơ học cao. Bên trong thiết bị còn có hệ thống dẫn nước vào nhằm mục đích làm mát cho piston trong suốt quá trình làm việc. Hình 29: Các bộ phận chính trong thiết bị đồng hoá áp lực cao. 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 thuỷ lực tạo đối áp (hydraulic actuator); 5-khe hẹp VII.5. Cách thực hiện Đầu tiên dịch trứng được bơm vào trong thiết bị đồng hoá bởi một bơm piston. Bơm sẽ tăng áp lực cho hệ nhũ tương lên đến 100-150bar hoặc cao hơn tại đầu vào của khe hẹp (5). Người ta sẽ tạo ra một đối áp lên hệ nhũ tương bằng cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp trong thiết bị giữa bộ phận sinh lực (1) và bộ phận tạo khe hẹp (3). Đối áp này được duy trì bởi một bơm thuỷ lực sử dụng dầu. Khi đó, áp suất đồng hoá sẽ cân bằng với áp suất dầu tác động lên piston thuỷ lực. Vòng đập (2) được gắn với bộ phận tạo khe hẹp (3) sao cho mặt trong của vòng đập vuông góc với lối thoát ra của hệ nhũ tương khi rời khe hẹp. Như vậy một số hạt của pha phân tán sẽ tiếp tục va vào vòng đập (2) bị vỡ ra và giảm kích thước. Bộ phận tạo khe hẹp (3) được chế tạo với góc nghiêng trung bình 50 trên bề mặt để gia tốc hệ nhũ tương theo hướng vào khe hẹp và tránh sự ăn mòn của các chi tiết có liên quan. Thông thường, người ta chọn khe hẹp có chiều rộng khoảng 100 lần lớn hơn đường kính hạt của pha phân tán. Đi ngang qua khe hẹp tốc độ chuyển động của hệ nhũ tương có thể được tăng lên đến 100-400m/s và quá trình đồng hoá chỉ diễn ra trong khoảng 10-15 giây. Trong suốt thời gian này, toàn bộ năng lượng áp suất được cung cấp từ bơm piston sẽ được chuyển hoá thành động năng. Một phần năng lượng này sẽ được chuyển hoá thành áp suất để đẩy hệ nhũ tương đi tiếp sau khi rời khe hẹp. Một phần khác được thoát ra dưới dạng nhiệt năng. Theo tính toán, chỉ có 1% năng lượng được sử dụng phục vụ cho mục đích đồng hoá: phá vỡ các hạt của pha phân tán. Thiết bị đồng hoá hai cấp bao gồm một bơm piston để đưa nguyên liệu vào máy, hai khe hẹp và hai hệ thống thuỷ lực tạo đối áp. Tuy nhiên, người ta thường sử dụng chung một bể dầu cho hai hệ thống thuỷ lực trên. Hình 30: Thiết bị đồng hoá hai cấp. 1-Cấp một; 2-Cấp 2. Sau khi đi qua khe hẹp thứ nhất, các hạt phân tán bị phá vỡ và giảm kích thước. Tuy nhiên, chúng có thể bị kết dính với nhau và tạo thành chùm hạt. Việc thực hiện giai đoạn đồng hoá tiếp theo nhằm duy trì đối áp ổn định cho giai đoạn đồng hoá cấp một, đồng thời tạo điều kiện cho các chùm hạt của pha phân tán tách ra thành từng hạt phân tán riêng lẻ, chống lại hiện tượng tách pha trong quá trình bảo quản hệ nhũ tương sau này. Bảng 11: Thông số công nghệ máy đồng hoá áp lực cao. Áp suất bơm cao áp (bar) 100 - 150 Kích thước khe hẹp (mm) 15 - 300 Kích thước hạt sau đồng hoá (mm) < 30 Quá trình thanh trùng Mục đích Tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật gây bệnh lây nhiễm vào nguyên liệu có nguồn gốc từ gà mẹ (Salmonella typhimurium), hay từ môi trường ngoài vào trong thời gian bảo quản và xử lý trước đó. Đồng thời tiêu diệt một phần vi sinh vật không gây bệnh nhưng có khả năng làm biến đổi thành phần hóa học của nguyên liệu do các sản phẩm trao đổi chất của chúng. Mục đích công nghệ là bảo quản, đảm bảo chỉ tiêu vi sinh cho sản phẩm cuối cùng. Biến đổi Sinh học: Tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật gây bệnh và một phần vi sinh vật không gây bệnh khác. Các vi sinh vật gây bệnh thường có mặt trong dung dịch lòng đỏ trứng là: Salmonella typhimurium, Campylobacter jejuni, Escheriachia coli O157:H7. Ngoài ra dung dịch lòng đỏ trứng còn có thể bị nhiễm các vi sinh vật không gây bệnh khác và một số loài nấm men, nấm mốc…Sự có mặt của chúng trong dung dịch lòng đỏ trứng sẽ làm cho dung dịch nhanh chóng bị biến đổi thành phần hóa học và hư hỏng. Các vi sinh vật thường có mặt trong dung dịch lòng đỏ trứng có nguồn gốc từ: - Vỏ trứng. Vỏ trứng bị nhiễm bẩn từ phân hoặc từ các nguồn khác trong quá trình vận chuyển và bảo quản. - Do quá trình lựa chọn nguyên liệu sản xuất không tốt, các trứng hỏng lẫn vào làm nhiễm bẩn toàn bộ dung dịch trứng. - Các thiết bị, dụng cụ và môi trường chế biến: dụng cụ đập trứng, các dụng cụ chứa, các đường ống, bơm… - Các thiết bị được thiết kế để hoạt động liên tục và vệ sinh thiết bị theo chu kì nên có thể là nguồn phát tan vi sinh vật. Ví dụ một vài trứng nhiễm bệnh không được phát hiện trong các quá trình trước đó, có thể làm nhiễm bẩn thiết bị, từ đó làm nhiễm bẩn toàn bộ dung dịch trứng kể từ đó đến lúc thiết bị được vệ sinh. Các vi sinh vật này thường bị tiêu diệt ở nhiệt độ dưới 1000C, trong qúa trình thanh trùng. Trong đó Salmonella typhimurium được xem là vi sinh vật chỉ thị trong quá trình thanh trùng. Hóa lý: Sự bay hơi của nước trong dung dịch. Có thể làm biến tính một phần các protein kém bền nhiệt, nhưng do nhiệt độ không cao nên mức độ biến tính không sâu sắc, không làm đông tụ protein. Vật lý: Khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm, một phần nước bị bốc hơi dẫn đến sự giảm nhẹ về khối lượng và tỷ trọng. Hóa học: Phân hủy các cấu tử kém bền nhiệt như vitamin A, một số vitamin nhóm B Nhiệt độ tăng làm thúc đẩy các phản ứng thủy phân các triglyceride, tạo thành các diglyceride, monoglyceride và các acid béo tự do. Đây là tiền đề cho các phản ứng oxi hóa chất béo xảy ra mãnh liệt hơn, do các acid béo tự do dễ bị oxi hóa hơn các acid béo liên kết nằm trong các triglyceride. Cholesterol cũng bị oxi hóa và tạo thành các cholesterol oxide gây độc. Tuy nhiên các phản ứng oxi hóa chất béo nói chung xảy ra khi nhiệt độ cao và thời gian dài, còn trong chế độ thanh trùng các biến đổi này có xảy ra nhưng không đáng kể, sản phẩm vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng và tính chất cảm quan như ban đầu. Ngoài ra có thể xảy ra phản ứng Maillard, do trong lòng đỏ có chứa một lượng nhỏ cacbohydrade, đồng thời trong quá trình phân tách có thể còn một lượng nhỏ lòng trắng còn bám lại với lòng đỏ, một lượng nhỏ cacbohydrade có thể có nguồn gốc từ lòng trắng. Hóa sinh: Ức chế enzyme lyzozyme có nguồn gốc từ lòng trắng trứng. Cảm quan: Ít thay đổi. Hình 32: Thiết bị thanh trùng. 1-Bộ phận làm nguội dạng thiết bị bản mỏng 2- Bộ phận thu hồi nhiệt dạng thiết bị bản mỏng 3- Bộ phận gia nhiệt sơ bộ dòng trứng dạng thiết bị bản mỏng 4- Thiết bị dạng ống dùng cho gia đoạn thanh trùng. 5- Thiết bị đồng hóa áp lực cao. Hình 33: Hệ thống thanh trùng liên tục dung dịch lòng đỏ trứng Các bước thực hiện quá trình thanh trùng liên tục với đồng hóa như sau: Đầu tiên dung dịch lòng đỏ trứng được gia nhiệt sơ bộ từ 4oC lên 50oC trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng (3), sau đó qua thiết bị đồng hóa liên tục (5). Dòng trứng sau khi đồng hóa được qua thiết bị thanh trùng dạng ống (4), có thể dùng thiết bị ống lồng ống hoặc thiết bị dạng chùm ống. Quá trình thanh trùng gồm ba giai đoạn chính: gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội. Trong giai đoạn gia nhiệt, dòng trứng sẽ được nâng nhiệt độ nhanh tới 68-70cC. Giai đoạn giữ nhiệt kéo dài 210 giây, không cung cấp thêm nhiệt thông qua dòng hơi. Sau giai đoạn giữ nhiệt, dòng trứng được nâng nhiệt độ nhanh lên 88-900C trong vòng vài giây. Mục đích của công đoạn này là đảm bảo tiêu diệt được vi khuẩn Salmonella. Trước khi làm nguội, dòng trứng được đưa qua thiết bị thu hồi nhiệt (2), tận dụng nhiệt này để gia nhiệt sơ bộ cho dung dịch trứng trước khi đồng hóa, thiết bị thu hồi nhiệt có thể thu hồi đến 80% nhiệt lượng của dòng trứng. Giai đoạn flash trong quá trình thanh trùng không phải nhà sản xuất nào cũng áp dụng. Các nhà sản xuất ở các quốc gia khác nhau thường chỉ áp dụng theo chế độ thanh trùng tối thiểu theo quốc gia đó quy định. Bảng 12: Nhiệt độ và thời gian thanh trùng dung dịch trứng tối thiểu được quy định ở các quốc gia khác nhau (Cunniigham, 1990) Tuy nhiên, một số nhà sản suất muốn đảm bảo rằng sản phẩm của họ không có Salmonella nên có thể thêm giai đoạn flash trong quá trình thanh trùng. Salmonella không phải là vi sinh vật chịu nhiệt, tuy nhiên trong dung dịch lòng đỏ trứng chúng được bao bọc bởi lipid và protein nên khả năng chịu nhiệt của chúng tăng lên đáng kể. Theomoore va Madden, 1993 thì chế độ thanh trùng tối thiểu của Mỹ (60oC, 210s) không thể tiêu diệt được hoàn toàn Salmonella trong dung dịch trứng. Dòng trứng được làm nguội trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng (1). Nhiệt độ dòng nước làm nguội là 1oC. Bảng 13: Thông số trong hệ thống thanh trùng của SANOVO SANOVOMIDI SANOVOMAXI Năng suất thiết bị (l/h) 600-6000 1500-6000 Nhiệt độ trứng vào (oC) 4 4 Nhiệt độ thanh trùng (oC) 68-70 68-70 Thời gian giữ nhiệt (giây) 210 210 Dòng hơi tiêu thụ (kg/h) 17-168 17-168 Quá trình sấy IX.1. Mục đích Chế biến: Làm thay đổi tính chất ban đầu của nguyên liệu: Tính chất vật lý: tỷ trọng thay đổi Tính chất hóa lý: sức căng bề mặt thay đổi, sự thay đổi về pha. Tạo ra sản phẩm mới có hướng ứng dụng khác với nguyên liệu ban đầu. Bảo quản: giảm hàm ẩm xuống < 5%. IX.2. Các biến đổi Vật lý: Nhiệt độ sản phẩm tăng. Giảm về khối lượng. Tỷ trọng thay đổi. Hoá học: Xảy ra các phản ứng oxi hoá triglyceride, các axit béo tự do… Phản ứng maillard: Đường + axit amin. Hoá lý: Bốc hơi nước, có sự chuyển pha từ lỏng sang rắn và khí giúp hình thành hạt sản phẩm. Trong quá trình sấy có thể xảy ra sự biến tính protein. Sinh học: ít bị biến đổi. Hoá sinh: ít bị biến đổi. IX.3. Phương pháp thực hiện IX.3.1. Sấy phun IX.3.1.1 Cơ sở khoa học của quá trình sấy phun: Sấy là một quá trình bốc hơi nước ra khỏi vật liệu dưới tác dụng của nhiệt. Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuếch tán do: - Chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt và bên trong vật liệu. - Chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh. Quá trình sấy phun có một số điểm khác biệt hơn so với các quá trình sấy khác. Mẫu nguyên liệu đưa vào sấy phun có dạng lỏng còn sản phẩm thu được sau khi sấy có dạng bột. Thực chất, mẫu nguyên liệu khi vào thiết bị sấy sẽ được phân tán thành những hạt nhỏ li ti trong buồng sấy. Chúng được tiếp xúc với tác nhân sấy. Kết quả là hơi nước được bốc đi nhanh chóng. Các hạt sản phẩm được tách ra khỏi tác nhân sấy nhờ một hệ thống thu hồi riêng. Quá trình sấy phun bao gồm ba giai đoạn cơ bản sau: - Giai đoạn phân tán dòng nhập liệu thành những hạt sương nhỏ li ti (giai đoạn phun sương). - Giai đoạn trộn mẫu cần sấy và không khí nóng, khi đó sẽ xảy ra quá trình bốc hơi nước trong mẫu. - Giai đoạn thu hồi sản phẩm sau khi sấy từ dòng khí nóng. IX.3.1.2 Thiết bị sấy phun Hệ thống sấy phun gồm có các thiết bị chính là buồng sấy, cơ cấu phun, caloriphe để cấp nhiệt cho tác nhân sấy, hệ thống quạt hút và hệ thống thu hồi sản phẩm. Cơ cấu phun Cơ cấu phun có chức năng đưa dung dịch lòng đỏ trứng vào buồng sấy dưới dạng hạt mịn (sương mù). Quá trình tạo sương mù sẽ quyết định kích thước các giọt lỏng và sự phân bố của chúng trong buồng sấy, do đó sẽ ảnh hưởng đến giá trị bề mặt truyền nhiệt và tốc độ sấy. Đây là quá trình quan trọng nhất trong kĩ thuật sấy phun. Hiện nay có ba dạng cơ cấu phun sương: đầu phun áp lực, đầu phun ly tâm và đầu phun khí động. Trong quy trình này ta chọn cơ cấu phun bằng khí động. Cơ cấu phun bằng khí động (còn được gọi là cơ cấu phun hai dòng) Nguyên tắc hoạt động: mẫu nguyên liệu được bơm vào đầu phun theo ống trung tâm. Tác nhân sấy sẽ theo ống ở phần biên đầu phun đi vào buồng sấy. Hỗn hợp sẽ được phân tán dưới dạng sương mù trong buồng sấy. Trong trường hợp này, góc phun dao động từ 20-60o phụ thuộc vào cấu tạo của đầu phun. Đường kính hạt từ 5-300µm. Ưu điểm của cơ cấu phun bằng khí động là có thể sử dụng cho các mẫu dạng huyền phù hoặc mẫu có độ nhớt cao. Năng suất hoạt động của đầu phun bằng khí động có thể lên đến 1000 kg nguyên liệu/giờ. Tuy nhiên, đầu phun khí động tiêu tốn nhiều năng lượng. Theo Mujumdar A. S (1995), để phun 1kg nguyên liệu trung bình cần 0.5 m3 khí nén Buồng sấy Buồng sấy là nơi hòa trộn mẫu sấy (dạng sương mù) và tác nhân sấy (không khí nóng). Kích thước buồng sấy (chiều cao, đường kính…) được thiết kế phụ thuộc vào kích thước các hạt lỏng và quỹ đạo chuyển động của chúng, tức phụ thuộc vào loại cơ cấu phun sương sử dụng. Dựa vào hướng chuyển động của dòng nguyên liệu và tác nhân sấy trong buồng sấy, ta có ba trường hợp: dòng nguyên liệu và tác nhân sấy chuyển động cùng chiều, dòng nguyên liệu và tác nhân sấy chuyển động ngược chiều, dạng hỗn hợp. Vì nguyên liệu dung dịch lòng đỏ trứng chứa nhiều cấu tử mẫn cảm với nhiệt độ nên trong quy trình này ta chọn buồng sấy có dòng nhập liệu và tác nhân sấy chuyển động cùng chiều. Dòng nguyên liệu và tác nhân sấy chuyển động cùng chiều: Đầu phun nguyên liệu và cửa vào cho tác nhân sấy được bố trí trên đỉnh buồng sấy. Nhiệt độ bột sản phẩm thu được sẽ thấp hơn nhiệt độ tác nhân sấy tại cửa vào buồng sấy. Tác nhân sấy Trong quy trình này ta chọn hơi là tác nhân gia nhiệt. Nhiệt độ hơi sử dụng thường dao động trong khoảng 150-290oC. Nhiệt độ trung bình của không khí nóng thu được thấp hơn nhiệt độ hơi sử dụng là 10oC. Hệ thống thu hồi sản phẩm: Bột sản phẩm sau khi sấy phun được thu hồi tại cửa đáy buồng sấy. Để tách sản phẩm ra khỏi khí thoát, ta sử dụng phương pháp lắng xoáy tâm với cyclo. Khí thoát ra sẽ đi vào cyclon từ phần đỉnh theo phương tiếp tuyến với thiết bị. Bột sản phẩm sẽ di chuyển theo quỹ đạo hình xoắn ốc và rơi xuống đáy cyclon. Không khí sạch thoát ra ngoài theo cửa trên đỉnh cyclone. Quạt Để tăng lưu lượng những dòng tác nhân sấy, ta sử dụng quạt ly tâm với hệ thống hai quạt. Quạt chính được đặt sau thiết bị thu hồi bột sản phẩm từ dòng khí thoát. Còn quạt phụ được đặt trước thiết bị gia nhiệt không khí trước khi vào buồng sấy. Ưu điểm của việc sử dụng hệ thống hai quạt là người ta có thể kiểm soát dễ dàng áp lực trong buồng sấy. Nếu ta chỉ sử dụng một quạt ly tâm đặt sau cyclone thu hồi sản phẩm, buồng sấy sẽ hoạt động dưới áp lực chân không rất cao. Chính áp lực chân không này sẽ ảnh hưởng đến lượng bột sản phẩm bị cuốn theo dòng khí thoát, do đó sẽ ảnh hưởng đế năng suất hoạt động và hiệu quả thu hồi bột sản phẩm của cyclon. Trong quy trình này ta có sử dụng thêm một số quạt ly tâm để vận chuyển bằng khí động bột sản phẩm sau khi sấy vào thiết bị bảo quản. IX.3.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sấy phun Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun. Dưới đây là những yếu tố quan trong nhất. IX.3.1.3.1 Nồng độ chất khô của nguyên lệu: Trong quá trình sấy phun nếu nồng độ chất khô của nguyên liệu càng cao thì lượng nước bốc hơi đẩ sản phẩm đạt giá trị độ ẩm cho trước sẽ càng thấp. Như vậy, ta sẽ tiết kiệm được thời gian sấy và năng lượng cần cung cấp cho quá trình. Tuy nhiên, nếu nồng độ chất khô quá cao sẽ làm tăng độ nhớt của nguyên liệu, gây khó khăn cho quá trình tạo sương mù trong buồng sấy, cơ cấu phun dễ bị tắc nghẽn hoặc tạo hạt với hình dạng và kích thước không mong muốn. Trong công nghệ sản xuất bột lòng đỏ, nồng độ chất khô của dòng nguyên liệu vào buồng sấy thường dao động trong khoảng 40-50%. IX.3.1.3.2 Nhiệt độ tác nhân sấy Nhiệt độ tác nhân sấy là yếu tố ảnh hưởng đến độ ẩm của sản phẩm sau khi sấy phun. Khi cố định thời gian sấy, độ ẩm của bột sản phẩm thu được sẽ giảm đi nếu ta tăng nhiệt độ tác nhân sấy. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tác nhân sấy tăng quá cao, độ ẩm cuối cùng của bột sản phẩm sẽ không giảm đi nhiều. Hơn nữa, việc gia tăng nhiệt độ có thể gây phân hủy một số cấu tử trong nguyên liệu mẫn cảm với nhiệt và làm tăng mức hao năng lượng của toàn bộ quá trình. Trong công nghiệp sản xuất bột trứng, nhiệt độ không khí nóng tại cửa vào buồng sấy phun thường nằm trong khoảng 120÷280oC, nhiệt độ không khí tại cửa ra là 50÷80oC. IX.3.1.3.3 Kích thước, số lượng và quỹ đạo chuyển động của các hạt nguyên liệu trong buồng sấy Như chúng ta đã biết, quá trình tạo sương mù không những ảnh hưởng quyết định đến tốc độ sấy, mức tiếu tốn năng lượng của quá trình mà còn ảnh hưởng đến hình dạng và cấu trúc hạt của sản phẩm sấy phun. Theo lý thuyết nếu đường kính hạt nguyên liệu càng nhỏ thì tổng diện tích bề mặt các hạt thu được từ một đơn vị thể tích nguyên liệu sẽ càng lớn. Như vậy diện tích bề mặt truyền nhiệt trong quá trình sấy phun sẽ càng tăng. Tuy nhiên khi đó hình dạng và kích thước các hạt sản phẩm cũng sẽ thay đổi. Bảng 14: So sánh giá trị bề mặt truyền nhiệt Tổng thể tích (m3) Đường kính hạt Số hạt Diện tích bề mặt một hạt Tổng diện tích bề mặt các hạt (m2) 1 1 1 1 1 1.23 m 1 cm 1 mm 100 micromet 1 micromet 1 1.986x106 1.986x109 1.986x1012 1.986x1018 3,14 m2 3,14 cm2 3,14 mm2 31.400 micromet2 3,14 micromet2 3,14 623,6 6236 62.360 6.236.000 Các yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy phun là tốc độ bơm đưa dòng nguyên liệu vào cơ cấu phun sương, lưu lượng không khí nóng vào buồng sấy, cấu tạo và kích thước buồng sấy… IX.3.1.5 Thiết bị sấy phun dành riêng cho trứng của SANOVO Hình 35: Thiết bị sấy phun cho trứng Dưới đây là quy trình do nhà cung cấp đưa ra Đầu tiên dịch trứng đươc bơm đến vòi phun áp lực để phun tạo thành những giọt lỏng vào buồng sấy. Trong buồng sấy các giọt lỏng này sẽ tiếp xúc với tác nhân sấy (đã được gia nhiệt qua rất nhiều hệ thống gia nhiệt trực tiếp và gián tiếp) làm bốc hơi nước giọt lỏng để tạo thành bột trứng. Tiếp theo bột trứng được vít tải vận chuyển đến cưả thoát. Những bột trứng bay theo không khí sẽ được thu hồi ở thiết bị Integrated baghouse. Thiết bị sấy trục sử dụng vòi phun nạp liệu Trứng nguyên liệu Tác nhân sấy Không khí làn nguội và vận chuyển 1 2 3 Hình 36: Thiết bị sấy trục sử dụng vòi phun nạp liệu Thiết bị gồm hai trục hình trụ có chiều cao (1÷6m) và đường kính (0,6÷3,0m), được đặt nằm ngang, song song và gần sát nhau. Người ta sẽ cho hơi vào bên trong hai thân trụ để gia nhiệt phần bề mặt hình trụ. Khi thiết bị hoạt động hai trục sấy sẽ quay ngược chiều nhau theo hình vẽ. Tốc độ quay cuả trục sấy từ 6÷24 vòng/phút. Lòng đỏ trứng được phun trực tiếp lên bề mặt hai trục sấy nhờ hai vòi phun tương ứng được bố trí ở hai bên. Lượng nước bốc hơi sẽ thoát ra ngoài theo cửa (1). Dao cạo (2) sẽ tách phần trứng khô trên bề mặt trục sấy làm chúng rơi xuống bên dưới. Trục vít (3) sẽ vận chuyển trứng ra cửa thoát sản phẩm. Kích thước các hạt trứng thu được sẽ phụ thuộc vào độ nhiệt độ bề mặt, tốc độ quay của trục và một số yếu tố khác. Phần trứng thu được sau quá trình sấy được tiếp tục đem đi nghiền và rây để loại bỏ phần trứng bị cháy, cứng. Bột trứng qua rây với kích thước đồng nhất được đưa vào bao gói. Trong phương pháp sấy trục, để bốc hơi 1 kg nước, người ta cần từ 1,19÷1,28 kg hơi. Bảng 17: Các thông của thiết bị sấy trục Tốc độ quay trục 6-24 (vòng/phút) Nhiệt độ tác nhân sấy 130-150oC Nhiệt độ sấy 120-140oC Quá trình hoàn thiện sản phẩm X.1. Nghiền: Mục đích: hòan thiện, làm giảm kích thước của khối bột. Biến đổi: Vật lý làm giảm kích thước khối bột. Thiết bị: Nghiền trục. Nguyên tắc họat động: nghiền nhỏ khối bột vật liệu bằng phương pháp ép khi vật liệu đi qua khe hở giữa hai trục và chà sát khi vận tốc quay của trục khác nhau. Thông số công nghệ: Máy có một cặp trục, trục nghiền trơn. Năng suất thiết bị: 2 tấn/giờ. Kích thước hạt: 10-150µm. Hình 37: Thiết bị nghiền trục X.2. Rây: Mục đích: hoàn thiện sản phẩm, làm cho sản phẩm có kích thước đồng đều. Các biến đổi: ít có các biến đổi xảy ra trong quá trình rây. Thiết bị máy sàng rung Nguyên tắc họat động: Máy họat động nhờ động cơ rung, bột có kích thước phù hợp sẽ chuyển động qua rây. Thông số công nghệ: Năng suất thiết bị: 2 tấn/h Kích thước lỗ sàng từ 20mm-20µm. Hình 38: Thiết bị sàng rung X.3. Đóng gói: Mục đích: hoàn thiện sản phẩm và bảo quản sản phẩm được lâu hơn. Cách thực hiện: Bột nguyên trứng sau sấy phun sẽ được đưa qua hệ thống rây rồi vào thiết bị đóng gói với khối lượng từ 20-25kg. Thông thường người ta sử dụng bao bao bì giấy bên trong có thêm bao bì plastic để đựng sản phẩm. Yêu cầu chung về bao bì là phải hạn chế được sự tiếp xúc của ánh sáng, không khí và độ ẩm từ môi trường xung quanh. Người ta thường đóng gói trong thiết bị chân không hoặc thổi hỗn hợp 90% nitơ và 10% hydro vào hộp bột trứng trước khi ghép nắp nhằm kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Hình 39: Thiết bị đóng gói. Thiết bị bao gói: SANOVO SSPF 600, năng suất là 600kg bột/giờ. PHẦN IV: SO SÁNH HAI QUY TRÌNH Hai quy trình chủ yếu khác nhau ở giai đoạn sấy Bảng 18: So sánh hai qui trình. Quy trình 1 Quy trình 2 Chất lượng sản phẩm: + Độ đồng nhất: bột nguyên trứng có độ đồng nhất cao hơn, kích thước hạt đồng đều hơn do dịch trứng được phun ra thành các hạt li ti có kích thước đồng đều hơn. + Khả năng hoà tan: tốt hơn do protein ít bị biến tính hơn. + Các cấu tử mẫn cảm ít bị biến đổi hơn. + Tính chất cảm quan: màu sắc, mùi vị tốt hơn. + Độ đồng nhất của sản phẩm thấp hơn do các hạt bột được hình thành từng lớp trên bề mặt trục sấy có nhiệt độ cao, các hạt thường kết dính lại với nhau. Sấy trục có hiện tượng cháy khét tạo các khối hạt kích thước lớn. + Khả năng hoà tan kém hơn do protein biến tính nhiều hơn. + Các cấu tử mẫn cảm bị mất nhiều hơn. + Tính chất cảm quan: màu sắc có thể sậm hơn, mùi vị đặc trưng bị giảm nhiều hơn. Hiệu suất thu hồi sản phẩm Hiệu suất thu hồi cao hơn do sản phẩm không bị loại bỏ phần nào. Hiệu suất thu hồi thấp hơn do các phần bị cháy khét bị loại bỏ qua quá trình rây. Chi phí năng lượng Để bốc hơi cùng một lượng ẩm cần lượng tác nhân sấy nhiều hơn nên chi phí năng lượng cao hơn. Truyền nhiệt trực tiếp qua trục sấy nên chi phí năng lượng thấp hơn. Vốn đầu tư Do máy móc thiết bị phức tạp hơn nên chi phí đầu tư cao hơn. Chi phí đầu tư thấp hơn. Phạm vi ứng dụng Sản phẩm được sử dụng thích hợp ở cả qui mô gia đình và qui mô công nghiệp. Sản phẩm được sử dụng thích hợp cho qui mô công nghiệp hơn. PHẦN V: CHỈ TIÊU CỦA SẢN PHẨM Chỉ tiêu hóa lý Độ ẩm: dưới 5% Độ đạm thô: đạt trên 40% Acid béo tự do: tối đa 4.0% pH: 6.0-7.0 Chỉ số hòa tan Người ta xác định chỉ số hòa tan bằng cách cho 10g bột lòng đỏ trứng vào 100ml nước ở 20oC, khuấy trộn trong một thời gian xác định, sau đó đem ly tâm trên thiết bị chuẩn với số vòng quay và thời gian quy định. Sau qua trình ly tâm, người ta tách bỏ bớt một thể tích xác định phần lỏng, tiếp tục cho một lượng nước cất vào ống ly tâm, lắc đều rồi đem ly tâm lần hai. Thể tích phần cặn thu được chính là chỉ số hòa tan của sản phẩm khảo sát. Như vậy, chỉ số hòa tan càng nhỏ thì bột lòng đỏ trứng có khả năng hòa tan càng cao. Độ phân tán. Người ta xác định khả năng phân tán bằng cách hòa tan 10g một lượng bột trứng vào 100ml nước ở 20oC (khả năng chứa của bình là 150ml), sau đó đem lắc đều trên thiết bị chuẩn trong vòng 20 giây, tiếp theo người ta cho dung dịch qua một màng lọc 48 mesh, rửa bình chứa bằng nước cất hai lần với 50ml nước mỗi lần, nước rửa cũng được cho qua màng lọc. Sau đó màng lọc được sấy khô đến khối lượng không đổi để xác định lượng bột trứng còn lại trên màng. Độ phân tán được tính là % lượng bột không tan còn nằm lại trên màng lọc. Khả năng phân tán của bột trứng từ 0.1-4%. Khả năng thấm ướt Là thời gian cần thiết tính bằng giây để làm ướt 10 g bột trứng, khi đổ vào bột 100 ml nước ở 20oC. Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi sinh vật hiếu khí : dưới 5con/g Vi khuẩn đường ruột :dưới 10 con/g Salmonella: Không có mặt trong 25g Chỉ tiêu cảm quan Có màu vàng đến vàng cam nhạt. Mùi thơm đặc trưng. IV. Bảo quản và sử dụng: Bảo quản: Sản phẩm được bảo quản ở nhiệt độ phòng (18-35oC), chứa trong bao (bao bì trực tiếp là plastic và bao bì ngoài là giấy) 15-20kg đối với quy mô công nghiệp khi làm nguyên liệu cho các nhà máy khác hay chứa trong bao bì hoặc hộp nhựa kín có khối lượng 0.5-1kg khi được bán lẻ. Các bao bì đều được điều chỉnh bằng cách thay không khí bằng khí nitơ. Nhằm bảo đảm chất lượng, bột trứng cần được lưu trữ ở nơi khô ráo và thoáng mát, dưới 22ºC. Ở điều kiện này, hạn sử dụng tối thiểu của bột trứng là 12 tháng Sử dụng: Ðể tránh vón cục, các nhà sản xuất khuyên nên hòa nhẹ và từ từ bột trứng vào nước rồi giữ trong 30 phút để sự đồng nhất hỗn hợp bột - nước có kết quả tốt hơn. 3. Ứng dụng: Dùng trong công nghiệp chế biến mayonnaise, bánh buscuits, kẹo dẻo, các loại bánh nướng, loại bánh pan-cake, kem, các loại nước sauces, các thực phẩm chức năng, thực phẩm dinh dưỡng. Ngoài ra bột trứng còn được dùng chế biến ở gia đình. Bảng 19: Một số chức năng và ứng dụng của bột nguyên trứng. (American Egg Board, 2006) Chức năng Mô tả Ứng dụng Chất kết dính Là thành phần kết dính giống như ngủ cốc trong các sản phẩm thực phẩm (chức năng các protein) Các loại bánh mì, snack Tạo cấu trúc xốp chứa khí Protein trứng tạo bọt và hình thành cấu trúc chứa khí Bánh trứng, kem. Tạo màu Tạo màu nâu Thành phần chất màu xanthophyll trong lòng đỏ tạo màu vàng cho nhiều loại thực phẩm Các loại bánh mì Các loại bánh nướng, mì sợi, custard (bánh sữa trứng) Tạo gel Protein lòng đỏ có tác dụng tạo cấu trúc gel Bánh phết đường, surimi cá. Màng bao bên ngoài sản phẩm Giúp giữ hương thơm Các loại bánh nướng, snack Tạo nhũ Phospholipid và lipoprotein là các chất hoạt động bề mặt tạo hệ nhũ tương dầu trong nước Nước sốt, mayonnaise Tạo vẻ sáng bóng Bột lòng đỏ trứng được dùng trong quá trình nướng bánh để tạo vẻ sáng bóng trên bề mặt sản phẩm Các loại bánh mì ngọt, cookie, bánh phủ kem Tạo hương Là chất mang hương và gia tăng hương vị cho sản phẩm, tạo mùi đặc trưng Custard, mứt, kẹo. Giữ ẩm Giữ ẩm cho sản phẩm trong thời gian bảo quản (giữ cho các hạt tinh bột ẩm và tươi) Các loại bánh mì V- Thành tựu công nghệ: Phương pháp tách albumin lòng trắng trứng bằng phương pháp thảm thấu ngược: Thẩm thấu ngược là gì? Thẩm thấu ngược là một quy trình mà trong đó có một màng hoạt động như là một thiết bị lọc phân tử để loại bỏ đến 99% tất cả các loại chất rắn hoà tan, các vi khuẩn, những phần tử nhỏ và những hợp chất hữu cơ có trọng lượng phân tử lớn hơn 300 hay những hạt có kích thước khoảng 0,001mm. Đặc điểm của hệ thống thẩm thấu ngược - Tất cả những bộ phận cấu thành đều đạt tiêu chuẩn chất lượng được NSF - Mỹ công nhận.- Chất lượng cao, áp lực ổn định, bơm lắp cố định. - Năng lượng tiêu thụ thấp, màng chất lượng cao để bảo toàn năng lượng. - Công suất tiêu hao thấp - Vi khuẩn trước khi lọc có kích thước khoảng 0.05Micron - Thiết kế bằng chương trình máy tính. c- Cấu tạo hệ thống thẩm thấu ngược c.1- Hệ thống bảo vệ tích cực Một van điều chỉnh tốc độ dòng vào để hạn chế tình trạng lưu lượng nước vào thấp chảy qua màng khi đó hệ thống RO sẽ không hoạt động. c.2- Bảng điều khiển thiết bị dạng treo Dễ đọc, bảng điều khiển kiểm soát lưu lượng dòng vào và đồng hồ đo áp lực c.3- Hệ thống vận hành bằng tay hoặc tự động Hệ thống vận hành bằng tay hoặc tự động đưa ra những đặc tính lựa chọn để duy trì sự hiện diện trong hệ thống. c.4- Dòng kiểm soát điện áp mức thấp Mỗi đơn vị được kiểm soát bởi một dòng điện áp thấp an toàn và đáng tin cậy bao gồm chuông báo động, màn hình và vạch kiểm soát mức. c.5- Hệ thống điều chỉnh hoá chất Hệ thống điều chỉnh hoá chất có chức năng ngăn chặn hình thành cáu cặn hay các chất bẩn trong quy trình xử lý. Đặc điểm tiêu chuẩn Đặc điểm vận hành Màng lọc T.F.C. Loại bỏ trung bình 98% lượng muối. Công tắt đóng/mở Van bướm trong bơm Lọc các hạt cặn có kích thước 5Micron. Hệ thống ống chế tạo từ vật liệu thép không Bơm ly tâm SS304 Công tắt ngắt khi áp lực thấp. Đồng hồ đo lưu lượng nước sau xử lý. Đồng hồ đo áp lực Màn hình kiểm soát hàm lượng chất rắn hoà tan. Van cho hệ thống chất thải tuần hoàn . Đồng hồ đo lưu lượng chất thải tuần hoàn Bơm ly tâm SS316 Đồng hồ đo áp lực trước khi lọc Hệ thống chỉnh áp Bể chứa Khử trùng tia cực tím-U.V Có màng đặc biệt dùng trong môi trường nước mặn Màng film mỏng dạng sợi Hệ thống điều chỉnh hoá chất d-Thiết bị e- quy trình công nghệ : Trứng Rửa trứng Đập vỏ Lòng trắng trứng Lọc sơ bộ Lòng đỏ trứng Vỏ Phối trộn Dd albumin Lọc RO albumin f- Thuyết minh qui trình công nghệ Các qui trình rửa trứng , lọc sơ bộ giống như qui trình trong sản xuất bôt nguyên trứng . f.1- qui trình tách lòng trắng từ trứng Thiết bị đập trứng giống như trình bày bên trên .Tuy nhiên khi dao được tì lên bề mặt vỏ trứng, rãnh này sẻ tì mạnh lên vỏ tạo vết nứt, đồng thời mặt dưới vỏ sẽ tì lên hai phần của bộ phận chứa trứng giúp tạo vết nứt đều dọc theo trứng. Khi trứng đã vỡ, do lòng trắng có độ nhớt thấp và cấu trúc không chặt chẽ bằng lòng đỏ nên nó sẽ có xu hướng chảy qua khe hở xuống bên dưới trước, lòng đỏ từ từ mới rơi xuống chén bên dưới. Hình 40: chén lòng đỏ và chén lòng trắng Chén lòng đỏ Chén được đặt bên dưới bộ phận chứa trứng, được cấu tạo từ hai mảnh ghép lại với nhau, có khe hở ở giữa, khoảng cách khe có thể điều chỉnh được. Khi lòng trắng rơi vào chén nó sẽ tiếp tục trượt qua khe đi vào chén chứa lòng trắng, còn lòng đỏ vẫn được giữ lại trên chén. Chén lòng trắng Có hình dạng tương tự như chén lòng đỏ nhưng không có khe hở để chứa lòng trắng. f.2-Quá trình lọc RO f.2.1- Màng RO Là một màng mỏng làm từ vật liệu Cellulose Acetate, Polyamide hoặc màng TFC có những lỗ nhỏ tới 0.001 micron. Tất cả các màng này đều chịu áp suất cao nhưng khả năng chịu pH và chlorine không giống nhau F.2.2- Quá trình Với tốc độ và áp lực cực lớn, dòng nước chảy liên tục trên bề mặt của màng RO. Một phần trong số những phân tử nước “chui” qua được những lỗ lọc. Các tạp chất bị dòng nước cuốn trôi và “thải” bỏ ra ngoài. Với cách thức này, bề mặt của màng RO liên tục được rửa sạch và có tuổi thọ tới 2 - 5 năm. PHẦN VII: TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Sách: [1]. Lê Văn Việt Mẫn - Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống, tập 1 - NXB Đại học quốc gia TPHCM - 2004, 296 trang. [2]. Lê Ngọc Tú (chủ biên) – Hoá học thực phẩm – NXB Khoa học và kỹ thuật – 2003. [3]. Bylund G - Dairy processing handbook – Tetra Pak processing systems AB publisher, Lund, 1995, 436p. [4]. Rainer Hlopalahti, Rosina Lopez, Marc Anton- Bioactive egg compounds –SpringGrznsb. [5] . R.G.Board - Microbiology of the avian egg - NXB: Kluwer the language of science. [6]. Takehiko Yamamoto,Lekh Raj Juneja, Mujo - Hen eggs-their basic and applied science. II. Bài báo: [7]. Takayuki Mitsuya và cộng sự - Method of preparing a powder composition - Patent No.US 6,824,800 Bl, Nov. 30 - 2004. [8]. Tsunesuke Ueda và cộng sự - Processed egg powder and process for production thereof - Patent No.5,487,911 - Jan. 30, 1996. [9]. Gary W. Pace, Awadesh K. Mishra, A. Snow – Spray drying process and compositions of fenofibrate - Patent No: US 2002/0056206 - May 16, 2002 [10]. Z. G. Kassaify and Y - Mine Nonimmunized egg yolk powder can suppress the colonization of Salmonella typhimurium, Echerichia coli O157:H7 and Campylobacter jejuni in laying hens- Poultry Science: 83:1497-1506 – 2004. Trang web: www.sanovoeng.com www.ctu.edu.vn www.aquatec.thietkeviet.com www.sanpham24h.com www.freepatentsonline.com www.belovo.com www.patentalpha.com