Thiết kế phân xưởng sản xuất bánh snack năng suất 1tấn sản phẩm/giờ bằng phương pháp ép đùn, sử dụng nguyên liệu bắp & bột gạo

Đồ án tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Các loại sản phẩm snacks đã xuất hiện từ lâu trên thế giới và thu hút rất nhiều
người tiêu dùng, nhất là trẻ em và thanh, thiếu niên. Loại thức ăn này thường không được
dùng trong các bữa ăn chính, mà dùng để ăn giải trí hay làm thức ăn nhẹ giữa các bữa ăn
chính.
Sản phẩm snack đầu tiên là món khoai tây chiên – được làm từ nguyên liệu khoai
tây, đã trở nên rất phổ biến ở nước Mỹ và đã đem lại lợi nhuận rất lớn cho các nhà sản
xuất ở nước này. Ngày nay, với xu hướng đa dạng hóa sản phẩm, nguyên liệu làm bánh
snack không còn bị ràng buộc bởi một loại nguyên liệu là khoai tây nữa, mà sử dụng thay
thế bằng các loại tinh bột khác như: ngô, gạo kết hợp với các chất phụ gia, các chất tạo
vị, chất tạo màu và do đó tạo ra rất nhiều loại sản phẩm khác nhau.
Mặt khác, sự ra đời, phát triển và ngày càng trở nên hoàn thiện của công nghệ ép
đùn đã đưa công nghiệp bánh snack phát triển vượt bậc ở một tầm cao mới, với sự đa
dạng trong việc tạo hình và phong phú về cấu trúc. Ngoài ra, sự phát triển của kỹ thuật
bao bì cũng mở ra nhiều hướng đi khác nhau cho ngành công nghiệp này.
Xuất phát từ thực tế là sản lượng lương thực nước ta không ngừng gia tăng trong
những năm gần đây, đặc biệt là ngô và gạo. Cùng với định hướng phát triển công nghiệp
hóa – hiện đại hóa đất nước, các khu công nghiệp và khu chế xuất liên tục hình thành,
điều này dẫn tới số lượng người làm việc trong các nhà máy cũng như sống trong các
thành thị tăng lên, điều này hứa hẹn nhu cầu về các loại thức ăn nhanh như bánh snack là
rất lớn.
Vì vậy, em chọn đề tài: “Thiết kế phân xưởng sản xuất bánh snack năng suất 1
tấn sản phẩm/giờ bằng phương pháp ép đùn, sử dụng nguyên liệu bắp & bột gạo”.
2. Mục đích của đề tài
• Sử dụng những kiến thức về kỹ thuật ép đùn và một số loại nguyên liệu làm cơ sở
cho việc chọn nguyên liệu và phương thức sản xuất.
• Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất bánh snack.
• Nắm bắt được trình tự các bước tiến hành công việc thiết kế một nhà máy thực
phẩm.

3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là xây dựng công việc thiết kế nhà máy.
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 1
Đồ án tốt nghiệp
4. Phạm vi giới hạn của đề tài
• Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất bánh snack.
• Chỉ tính và chọn các thiết bị, không đi sâu vào việc thiết kế và chế tạo thiết bị,
máy móc.
• Xây dựng các bước tiến hành công việc thiết kế, chứ chưa đưa công việc thiết kế
vào thực tế.
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
 Ý nghĩa khoa học:
• Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất, làm cơ sở cho việc tính toán, chọn
lựa thiết bị cũng như việc bố trí các thiết bị trong dây chuyền sản xuất.
• Tính toán các công trình cần xây dựng để từ đó xây dựng kích thước, mua sắm
trang – thiết bị cần dùng cho các công trình tương ứng.
• Có cái nhìn tổng quan về các vấn đề trong việc xây dựng nhà máy như: lựa chọn
vị trí xây dựng, đánh giá chất lượng nguyên liệu, các loại năng lượng cần sử dụng,
đảm bảo yếu tố an toàn khi sản xuất và đánh giá mức độ thành công của dự án.
 Ý nghĩa thực tiễn:
Dựa trên các bước tiến hành của công việc thiết kế, ta nhận thấy tính khả thi, cụ
thể của bản đồ án, từ đó làm cơ sở cho việc đưa dự án thành hiện thực trong tương lai
gần.
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 2
Đồ án tốt nghiệp
Dựa vào các tài liệu về hoạt động của các khu công nghiệp, khu công nghiệp
AMATA, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai được chọn làm địa điểm xây dựng phân
xưởng. Đây là khu công nghệp hội tụ các điều kiện thuận lợi để xây dựng và phát triển
nhà máy.

1.1. Nguồn cung cấp nguyên liệu
Nguyên liệu là yếu tố quan trọng hàng đầu trong việc lựa chọn vị trí xây dựng nhà
máy
Nguyên liệu chính của nhà máy là bột gạo và bắp. Vì vậy, nhà máy phải đặt gần các
nhà máy sản xuất bột gạo và bắp. Do thuộc khu vực Đông Nam bộ và nằm gần với vùng
đồng bằng sông Cửu Long, nên lượng nguyên liệu cung cấp cho thị trường là khá lớn.
Bảng 1.1 Thống kê sản xuất hai loại cây lương thực chính ở Việt Nam 2005-2012
Năm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (nghìn tấn)
Lúa Ngô Lúa Ngô Lúa Ngô
2005 7329,2 1052,6 48,9 36,0 35832,9 3787,1
2006 7324,8 1033,1 48,9 37,3 35849,5 3854,6
2007 7207,4 1096,1 49,9 39,3 35942,7 4303,2
2008 7400,2 1140,2 52,3 40,1 38729,8 4573,1
2009 7437,2 1089,2 52,4 40,1 38950,2 4371,7
2010 7489,4 1125,7 53,4 41,1 40005,6 4625,7
2011 7655,4 1121,3 55,4 43,1 42398,5 4835,6
2012
(sơ bộ)
7753,2 1118,3 56,3 43,0 43661,8 4803,6
Nguồn: Niên giám thống kê, 2012
Bảng 1.2 Thống kê sơ bộ sản lượng hai loại cây lương thực chính ở các vùng, miền
Việt Nam năm 2011
Vùng, miền Diện tích
(nghìn ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lượng
(nghìn tấn)
Lúa Ngô Lúa Ngô Lúa Ngô
Đồng bằng sông Hồng 1144,5 95,9 61,0 46,2 6979,2 443,0

Trung du và miền núi phía Bắc 670,7 464,9 48,1 36,5 3225,0 1696,2
Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền
Trung
1229,2 207,4 53,0 40,4 6515,6 838,2
Tây Nguyên 223,9 231,5 47,2 51,3 1056,3 1188,7
Đông Nam Bộ 293,8 78,7 46,4 54,1 1362,5 426,0
Đồng bằng sông Cửu Long 4089,3 38,8 56,7 53,4 23186, 207,2
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 3
Đồ án tốt nghiệp
3
Cả nước 7651,4 1117,2 55,3 42,9 42324,
9
4799,3
Nguồn: Niên giám thống kê, 2011
1.2. Đặc điểm tự nhiên và vị trí xây dựng
Vị trí địa lý: Khu công nghiệp AMATA nằm gần quốc lộ 1A, thành phố Biên Hòa,
tỉnh Đồng Nai- là vị trí giao thông rất thuận lợi và nằm trong vùng kinh tế trọng điểm
phía Nam, cách trung tâm Thành phố Hồ Chí Minh 32km về hướng nam, cách cảng Đồng
Nai 4km, cách Tân Cảng 26km, cách cảng Sài Gòn 32km, cách cảng Phú Mỹ 40km, cách
Sân bay Quốc tế Tân Sơn Nhất 32km
Quy mô đầu tư: 410 ha, trong đó giai đoạn 1 phát triển 129ha, diện tích dùng cho thuê
100 ha, đã được phát triển toàn bộ với các tiện ích hạ tầng chất lượng. Tỉ lệ đất đã cho
thuê chiếm trên 90%. Giai đoạn 2 phát triển 261 ha và khu dịch vụ, đang được phát triển
theo từng giai đoạn.
1.3. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng điện để chạy các động cơ thiết bị và chiếu sáng… do đó cần nguồn
điện ổn định. Thường mạng điện của nhà máy dùng là 220V/ 380V. Để đạt được yêu cầu
đó, điện cao thế phải qua trạm biến thế để đưa về điện thế theo yêu cầu.
Điện được sử dụng từ nhà máy điện Amata công suất 20 MVA và mạng lưới điện
quốc gia qua trạm biến áp 40 MVA

1.4. Nguồn cung cấp nước
Đối với các nhà máy thực phẩm nói chung thì có thể nói nước là một trong những
nguyên liệu chính, do vậy chất lượng nước được đưa vào sản xuất là rất quan trọng, nó
ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Nước được cấp từ hế thống cấp nước sạch
từ nhà máy nước địa phương. Nước sạch được cung cấp với công suất 2.000 mét khối
mỗi ngày từ nhà máy nước sạch Đồng Nai. Nước sạch được cung cấp tới hàng rào nhà
máy bằng hệ thống cấp nước tiêu chuẩn quốc tế.
1.5. Nguồn cung cấp hơi
Hơi nước là một trong những nguồn nguyên liệu phụ trợ rất quan trọng đối với
một nhà máy sản xuất. Trong nhà máy, hơi được dùng với nhiều mục đích khác nhau,
nhưng chủ yếu là dùng cho sản xuất như: gia nhiệt sử dụng trong sinh hoạt…
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 4
Đồ án tốt nghiệp
Để đảm bảo cho hoạt động của nhà máy, hơi cấp phải là hơi nước bão hòa.
1.6. Nguồn cung cấp nhiên liệu
Để đảm bảo cho lò hơi hoạt động tốt, cho nhiệt lớn, sạch sẽ nhằm đáp ứng yêu cầu
về sản xuất hơi cũng như đảm bảo vệ sinh môi trường, nhà máy sẽ sử dụng dầu F.O.
Ngoài ra còn sử dụng dầu D.O cho máy phát điện và xăng cho xe ô tô
1.7. Hệ thống xử lý nước và rác thải
Hệ thống thoát nước phải đảm bảo thoát hết nước, không bị ứ đọng, không ảnh
hưởng đến vệ sinh, môi trường trong toàn nhà máy đặc biệt là khu vực sản xuất chính.
Nước thải sẽ được thu gom, đưa về nhà máy xử lý nước thải tập trung với công suất
5.000 m
3
/ngày
Rác thải được thu gom và xử lý tại nhà máy rác thải của Cụm Công nghiệp.
Khí thải của các nhà máy được lắp đặt hệ thống lọc theo tiêu chuẩn quốc gia trước
khi thải ra môi trường tự nhiên.
1.8. Giao thông vận tải
Hàng ngày nhà máy phải vận chuyển một lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu, thành

phẩm và các vật liệu khác, nên vấn đề giao thông vận tải phải đảm bảo thuận lợi, giảm
hao phí.
Nhà máy được đặt tại khu công nghiệp AMATA, gần quốc lộ 1A, nên giao thông
thuận lợi với các khu vực xung quanh. Đặc biệt khu công nghiệp gần cảng Đồng Nai, là
cảng đã được đưa vào khai thác phục vụ cho sự phát triển của tỉnh.
Hệ thống giao thông nội bộ là các tuyến đường tráng nhựa và được đổ bê tông
rộng 8 m, đảm bảo việc vận chuyển hàng hoá trong nhà máy một cách thuận tiện. Ngoài
ra, bên trong nhà máy còn dùng xe nâng kích hàng có kích thước và trọng lượng lớn.
1.9. Hệ thống phòng cháy chữa cháy
Khu Công nghiệp được lắp đặt hệ thống cảnh báo, phòng chống và chữa cháy tuân
thủ chặt chẽ các quy định của quốc gia. Các họng cấp nước chữa cháy được lắp đặt tại
các đầu mối giao thông nội khu, và tại mọi nhà máy nhằm đảm bảo tác dụng bảo vệ hiệu
quả toàn khu khỏi các sự cố cháy nổ.
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 5
Đồ án tốt nghiệp
1.10. Hệ thống thông tin liên lạc
Mọi nhu cầu về thông tin liên lạc được đảm bảo thuận tiện trong và ngoài nước
với mọi dịch vụ cần thiết như : internet tốc độ cao, fax, bưu chính, viễn thông….
1.11. Khả năng cung cấp nhân lực
Bên cạnh nguồn cung nhân lực dồi dào, chất lượng của thành phố Hồ Chí Minh,
lại còn có nguồn nhân lực trẻ của địa phương nên tại đây, các nhà máy có điều kiện thuận
lợi để đào tạo và tuyển dụng với mức chi phí tiết kiệm.
1.12. Giá thuê đất và các khoản phí
• Giá thuê đất & phí hạ tầng: Được điều chỉnh theo từng thời điểm khác nhau.
• Phí quản lý: 1.653 VND/m
2
/tháng (tỷ giá 18/05/2011, 1 USD=20.673 VND)
• Giá điện: 1.271 VND/Kwh (giá cập nhật 9/2010)
• Giá nước: 6.500 VND/m
3

(giá cập nhật 9/2010)
• Phí xử lý nước thải 6.615 VND/m
3
(tỷ giá 18/05/2011)
CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 6
Đồ án tốt nghiệp
2.1. Tổng quan về bánh snack
2.1.1. Định nghĩa [3]
Snack là tên gọi tiếng Anh để chỉ các loại thực phẩm được ăn giữa những bữa ăn
chính. Một cách hiểu khác thì từ snack có nghĩa là “bữa ăn nhẹ, thực phẩm dùng giữa các
bữa ăn chính hay thức ăn nhanh”. Vì vậy, các loại khoai tây chiên, bắp nổ, các món ngũ
cốc ăn liền dùng cho bữa ăn sáng, các món bánh mặn dùng vào giữa buổi, trái cây sấy
khô, các loại đậu chiên hoặc các loại khô làm từ thịt bò, tôm… đều được xem là snack.
Sản phẩm snack được đóng gói trong các túi nhỏ, dễ vận chuyển và có thể ăn được ngay
sau khi mở bao bì.
2.1.2. Đôi nét về lịch sử bánh snack [6]
Có thể tóm tắt quá trình phát triển của ngành công nghiệp snack như sau:
• Năm 1852: Geogre Crum, một đầu bếp đã làm món “khoai tây lát chiên giòn” theo
yêu cầu của một khách hàng và từ đó món khoai tây chip ra đời.
• Năm 1926: Laura Scudder, California đã sáng chế ra loại bao bì đựng khoai tây
chip bằng lớp giấy sáp.
• Năm 1929: Freeman Mcbeth của công ty J.D.Ferry đã sáng chế ra thiết bị sản xuất
khoai tây chip liên tục.
• Năm 1933: công ty giấy Dixie – Dallas, Texas sản xuất bao bì giấy sáp không
thấm dầu cho sản phẩm khoai tây chiên.
• Năm 1937: hiệp hội khoai tây chiên quốc gia (NPCI) được thành lập.
• Năm 1958: hiệp hội khoai tây chiên quốc tế (NCII) được thành lập.
• Năm 1961: các sản phẩm snack từ bắp và các sản phẩm snack qua công nghệ ép
đùn ra đời bởi công ty Frito – Lay (một công ty sản xuất bánh snack lớn của Mỹ).

• Năm 1976: PCII đổi tên thành hiệp hội khoai tây chiên và thực phẩm snack
(PC/SFA) ở Cleveland, Ohio sau đó rời đến Washington DC.
• Năm 1986: PC/SFA đổi tên thành hiệp hội thực phẩm snack (SFA).
• Năm 1997: sự phát triển của công nghệ tạo gia vị đã làm đa dạng hóa hơn nữa các
sản phẩm snack.
2.1.3. Phân loại [3]
Snack rất đa dạng về chủng loại và phong phú về hương vị. Vì vậy có rất nhiều
cách phân loại snack.
- Dựa vào thành phần nguyên liệu chính, snack có thể được sản xuất từ khoai tây,
bắp, gạo hoặc các loại hạt khác, trái cây, rau củ và cả thịt, thủy hải sản….
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 7
Đồ án tốt nghiệp
- Dựa vào phương pháp chế biến, snack có thể được giảm ẩm bằng cách chiên, sấy,
qua ép đùn hay nướng.
- Dựa vào vị, snack được chia thành nhóm có vị mặn, vị ngọt, vị chua, vị tự nhiên
- Dựa vào hình dạng bánh, snack có các dạng phẳng, được gọi là “chip” hay “flake”,
dạng phồng gọi là “puff” và dạng sợi gọi là “stick” hay “shred”.
Từ các cách phân loại trên cho thấy có nhiều công nghệ khác nhau để sản xuất
bánh snack. Trong đề tài của mình, em đề cập đến sản phẩm “puff” từ nguyên liệu bắp và
được sản xuất bằng phương pháp ép đùn áp lực cao.
2.2. Tổng quan về nguyên liệu
2.2.1. Bắp [1]
 Giới thiệu:
Bắp là cây lương thực quan trọng giữ vị trí thứ 3 sau lúa và lúa mì cả về diện tích
trồng và sản lượng trồng trên toàn thế giới.
Ngô có tên khoa học là Zea mays L, Loài Zea mays, Chi Zea, Tộc Maydeae, họ
hòa thảo (Gramineae).
 Phân loại:
Dựa vào sự khác nhau về hình dáng hạt, mức độ trắng trong của nội nhũ và ý
nghĩa sử dụng mà phân thành các loài sau:

• Ngô đá ( Z.N.Indutara) – hạt đầu tròn, màu trắng hay vàng có giống màu tím, nội
nhũ trắng trong, chỉ một ít ở giữa hạt trắng đục. Hàm lượng tinh bột 56-75%. Ngô
đá hạt cứng, khó nghiền, dùng chế biến gạo ngô, tỷ lệ thành phẩm cao.
• Ngô răng ngựa (Z.M.Indentata) – hạt đầu lõm giống răng ngựa, màu vàng hay
trắng, phần dọc hai bên nội nhũ trắng trong còn phần dọc giữa nội nhũ trắng đục.
Hàm lượng tinh bột 60-63%. Tỷ lệ nội nhũ trắng đục nhiều hơn ngô đá nên hạt
mềm hơn, khi nghiền được nhiều bột ít mảnh, dùng sản xuất bột và tinh bột.
• Ngô bột (Z.N.Amylaceae) – hạt đầu tròn hay hơi vuông, màu trắng, phôi lớn, nội
nhũ trắng đục nên mềm, có cấu tạo bở xốp và dễ hút nước khi ngâm. Hàm lượng
tinh bột khoảng 55-80%. Thành phần tinh bột gồm 20% amiloza và 80%
amylopectin. Hạt hầu như không có lớp sừng, nội nhũ cấu tạo hoàn toàn bằng tinh
bột. Chủ yếu dùng sản xuất bột, tinh bột và kỹ nghệ rượu bia.
• Ngô sáp (Z.M.Ceratina), còn gọi là ngô nếp, hạt nhỏ, đầu tròn màu trắng đục, nội
nhũ phần ngoài trắng trong, phần trung tâm trắng đục. Hàm lượng tinh bột khoảng
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 8
Đồ án tốt nghiệp
60%. Thành phần cấu tạo tinh bột 100% - amilopectin. Dùng chế biến thức ăn
điểm tâm và đóng hộp.
• Ngô nổ (Z.M.Everta) hạt đầu nhọn, nội nhũ trắng trong hoàn toàn, rất cứng nên
khó nghiền. Hàm lượng tinh bột 62-72%. Thường dùng sản xuất bỏng và gạo ngô.
• Ngô đường (Z.M.Saccharata) – hạt hình dạng nhăn nheo, màu vàng hoặc trắng.
Hàm lượng tinh bột 25-37%, dextrin và đường tới 19-31%. Tinh bột ngô đường có
tới 60-98% amiloza. Thường chỉ để chế biến thức ăn điểm tâm và đóng hộp.
 Cấu tạo hạt ngô:
Hạt ngô gồm 5 phần chính: vỏ hạt, lớp alơron, phôi, nội nhũ và chân hạt.
Hình 2.1 Cấu tạo hạt ngô
Vỏ hạt là một màng nhẵn bao xung quanh hạt. Lớp alơron nằm dưới vỏ hạt và bao
lấy nội nhũ và phôi.
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 9
Đồ án tốt nghiệp

Nội nhũ là phần chủ yếu gồm những tế bào thành dày chứa tinh bột. Nội nhũ có 2
phần: nội nhũ bột (nội nhũ trắng trong) và nội nhũ sừng (nội nhũ trắng đục). Tỷ lệ giữa
nội nhũ bột và nội nhũ sừng tùy vào chủng ngô, giống ngô. Vùng nội nhũ sừng gồm
những tế bào kích thước lớn, chứa các hạt tinh bột to và tròn, khuôn protit mỏng, trong
khi sấy khuôn protit bị đứt tạo thành những chỗ rộng do đó hình thành phần nội nhũ mềm
màu trắng bột. Vùng nội nhũ bột gồm những tế bào nhỏ, chứa những hạt tinh bột nhỏ,
khuôn protit dày nên khi sấy khuôn này không bị đứt, không tạo nên những chỗ rỗng nên
nội nhũ này cứng, màu trắng trong và có hàm lượng protit cao hơn 1,5-2% so với nội nhũ
sừng. Ngoài ra, lớp ngoại vi nội nhũ có một dãy tế bào xít nhau gọi là lớp xubalơron có
tới 28% protit. Tinh bột trong các tế bào này rất nhỏ và khuôn protit rất dày do đó khi chế
biến làm sạch các hạt tinh bột này rất khó.
Phôi ngô chứa nhiều chất béo và chiếm 1/3 tiết diện cắt dọc hạt, chân hạt là phần
gắn hạt với bắp. Phôi có nhiều chất béo nên trong chế biến cần tách phôi để ép dầu. Phôi
ngăn cách nội nhũ bởi lớp ngù. Ngù kết chặt với nội nhũ bằng chất kết dính (thành phần
chủ yếu là penzoglucan và protit) không hòa tan trong nước. Cấu tạo ngù gồm những tế
bào đồng nhất, thành dày bị bao chặt trong tế bào chất. Để tách phôi nguyên vẹn cần làm
lỏng lớp ngù này bằng cách ngâm lâu trong dung dịch có tác nhân làm mềm.
Bảng 2.1 Tỷ lệ từng phần của hạt ngô theo Kozmina (%)
Các phần của hạt Loại ngô
Đá Răng ngựa Bột
Nội nhũ 80-90 81-85 79-83
Phôi 8-13 10-12 10-14
Vỏ 1,5-6,0 5,0-5,3 5,0-5,5
 Thành phần hóa học:
Thành phần hóa học của ngô dao động trong khoảng rộng phụ thuộc giống, loài,
chất đất, khí hậu và phương pháp canh tác chăm bón.
Bảng 2.2 Thành phần hóa học trung bình của ngô (% chất khô)
Thành phần Ngô
Đá Răng ngựa Bột
Tinh bột 68,50 70,55 69,0

Gluxit hòa tan 4,50 3,50 3,25
Chất béo 5,80 5,40 4,25
Protit 12,80 11,50 12,53
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 10
Đồ án tốt nghiệp
Xenluloza 1,78 1,81 1,71
Pentoza 4,34 4,25 4,05
Tro 1,61 1,45 1,35
Các chất khác 0,67 1,54 1,86
Các chất trong ngô phân bố không đều trong từng phần của hạt.
Bảng 2.3 Tỷ lệ (%) các chất trong từng phần của hạt (theo Kozonina M.P)
Các phần của
hạt
Gluxit Chất béo Protit Tro
Cuống 1,6 0,7 1,1 1,1
Vỏ 4,8 1,1 2,1 3,1
Lớp alơron 6,2 12,2 16,7 9,6
Nội nhũ:
-Nội nhũ bột
-Nội nhũ sừng
51,1
28,4
2,3
1,3
42,4
17,6
7,2
4,4
Phôi 7,9 82,4 20,1 74,6
Cộng 100,0 100,0 100,0 100,0

Tinh bột các giống ngô thông thường có khoảng 27% amiloza và 73%
amylopectin. Riêng giống ngô sáp tinh bột chứa 100% amylopectin và một số giống ngô
lượng amiloza lại chiếm tới 70-80%.
Xenluloza và pentoza là thành phần chủ yếu của vỏ. Cả hai chất này cấu tạo nên
thành tế bào vỏ và các mô sợi khác của nội nhũ.
Đường trong ngô khoảng 1,0 - 3,0%. Khoảng 2/3 đường tập trung trong phôi 0,2 -
0,5% và D-fructoza 0,1 – 0,4%. Trong ngô cũng có rafinoza nhưng rất ít (0,1 – 0,3%).
Mantoza chỉ xuất hiện sau khi hạt nảy mầm 2 - 4 ngày.
Chất béo trong ngô tới 98% tổng lượng ở dạng glixerit của các axit béo. Tỷ lệ axit
béo như sau: linoleic 56%, oleic 30%, linolenic 0,7% và các axit béo no 14%. Chỉ số ion
trung bình của dầu ngô là 124. Tạp chất trong dầu ngô thô gồm: xitosterol 1,0%,
photphatit 1,0 – 1,5% và tocopherol 0,1%. Hàm lượng chất béo trong các giống ngô phổ
biến khoảng 3,5 – 6,5%, tuy nhiên cũng có những giống ngô lại tới 9 – 14%. Chất béo
của nội nhũ có một vi lượng các cấu tử thuộc nhóm sắc tố carotenoid. Các cấu tử này liên
kết với protit và tạo ra màu vàng của nội nhũ ngô. Các sắc tố này tập trung ở phần nội
nhũ bột và hoàn toàn có thể tách ra cùng sản phẩm gluten trong khi xay ướt. Lượng
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 11
Đồ án tốt nghiệp
carotenoid trong ngô tươi khoảng 20 – 35mg/kg. Dần dần lượng sắc tố trong ngô giảm do
bị oxy hóa , đặc biệt nếu để ngô ở ngoài ánh sáng hay ở nơi có nhiệt độ cao.
Protit của ngô rất phức tạp. Cơ bản gồm 4 nhóm: prolamin – gein (30 -50%) chỉ
hòa tan trong cồn 80 – 90%, glutelin (14 – 20%) không hòa tan trong nước, muối và rượu
nhưng dễ hòa tan trong kiềm loãng (0,2%), globilin (5 – 8%) hòa tan trong dung dịch
muối (thường NaCl 10%), anbumin (13 - 30%) hòa tan trong nước.
Bảng 2.4 Tỷ lệ các nhóm protit theo Koznina N.P
Loại ngô Nitơ protit (%)
Zein Glutelin Globunin Anbumin
Đá 42,5 15,1 6,1 17,3
Răng ngựa 39,3 19,7 7,5 15,4
Bột 42,1 16,4 6,4 18,4

Sáp 43,7 14,9 5,1 17,0
Nổ 49,1 13,6 5,2 13,4
Đường 29,9 19,3 6,4 29,3
Thành phần tro của hạt ngô phụ thuộc nhiều vào đất nơi trồng, phân bón, khí hậu
và kỹ thuật canh tác.
Bảng 2.5 Thành phần tro (%) của ngô theo Buromski I.D
Các
phần
của hạt
P
2
O
5
Na
2
O K
2
O SO
2
MgO CaO Fe
2
O
3
T.L
Nội
nhũ
1,32 1,37 - 0,53 0,31 0,02 0,05 3,60
Phôi 33,80 19,70 - 15,10 5,33 6,43 0,42 80,30
Vỏ 3,79 0,45 4,83 3,89 1,89 0,66 0,59 16,10
Cộng 38,91 20,99 4,83 19,52 7,58 7,11 1,06 100,0

 Đánh giá chất lượng ngô và bảo quản:
Ngô để sản xuất tinh bột cần yêu cầu đáp ứng chất lượng nhất định. Các chỉ số
chất lượng gồm: thành phần hóa học, độ tươi, độ ẩm, độ nhiễm bệnh, độ tạp chất và mức
độ nhiễm trùng.
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 12
Đồ án tốt nghiệp
Tiêu chuẩn ngô nhập kho gồm các chỉ số:
• Độ tươi: được đặc trưng bởi: màu sắc, mùi và vị. Ngô không sấy quá nhiệt, không
có bất kì mùi lạ nào, không có dấu hiệu bị ngấm nước, đặc biệt chỗ phôi hạt. Nếu
đã nhiễm mốc, phôi sám đen thì khó bảo quản.
• Độ ẩm ≤ 13,5%. Đây là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới chất lượng ngô trong
bảo quản. Trong trường hợp độ ẩm cao hơn cần phải làm khô vì độ ẩm cao, hạt hô
hấp mạnh tổn hao chất khô nhiều, đồng thời vi sinh vật và sâu mọt có điều kiện
hoạt động mạnh làm cho ngô chóng bị hỏng.
• Tạp chất ≤ 3%, trong đó hạt bị nhiễm bệnh < 2%.
 Tạp chất gồm tạp chất lạ (thân, lá, cây và các chất khoáng) và tạp chất hạt (hạt
những cây lương thực khác).
 Hạt bị nhiễm bệnh bao gồm: do nấm mốc (Sorosporium reilianim, Ustilago Zeae,
Fusarium moniliforme, Nigrospora Cryzae và Giberella sauginetti) và do vi khuẩn
(Bacillus mesenthericus vulgatus).
Bảo quản: việc bảo quản ngô khó khăn hơn so với các hạt lương thực khác.
Nguyên nhân vì phôi ngô khá lớn, mà trong phôi chứa nhiều chất béo, lại mềm nên rất dễ
bị ôi khét, tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập, phát triển và gây bệnh cho hạt. Vì vậy,
cần bảo quản ngô trong các kho có không khí khô, nhiệt độ thấp, có hệ thống rãnh để
thông gió cưỡng bức và sử dụng quạt không khí khô nhằm đạt hiệu quả tốt.
2.2.2. Bột gạo [2]
 Giới thiệu chung:
Bột gạo là một loại bột được làm từ gạo bằng phương pháp xay và nghiền.
 Thành phần hóa học của gạo:
Bảng 2.6 Thành phần trung bình (% khối lượng) của thóc gạo (mẫu có độ ẩm 14%)

Thành phần Thóc Gạo lật Gạo xát Cám Trấu
Glucid (g) 64 ÷ 73 73 ÷ 87 77 ÷ 89 34 ÷ 62 22 ÷ 34
Cellulose (g) 7,2 ÷ 10,4 0,6 ÷ 1 0,2 ÷ 0,5 7 ÷ 11,4 34,5 ÷ 45,9
Protid
(gN x 5,85)
5,8 ÷ 7,7 7,1 ÷ 8,3 6,3 ÷ 7,1 11,3 ÷ 14,9 2 ÷ 2,8
Lipid (g) 1,5 ÷ 2,3 1,6 ÷ 2,8 0,3 ÷ 0,5 15 ÷ 19,7 0,3 ÷ 0,8
Tro (g) 2,9 ÷ 5,2 1 ÷ 1,5 0,3 ÷ 0,8 6,6 ÷ 9,9 13,2 ÷ 21
Ca (mg) 10 ÷ 80 10 ÷ 50 10 ÷ 30 30 ÷ 120 60 ÷ 130
P (mg) 0,17 ÷ 3,1 0,17 ÷ 0,43 0,08 ÷ 0,15 1,1 ÷ 2,5 0,03 ÷ 0,07
Fe (mg) 1,4 ÷ 6 0,2 ÷ 5,2 0,2 ÷ 2,8 8,6 ÷ 43 3,9 ÷ 9,5
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 13
Đồ án tốt nghiệp
Zn (mg) 1,7 ÷ 3,1 0,6 ÷ 2,8 0,6 ÷ 2,3 4,3 ÷ 25,8 0,9 ÷ 4
Phytin P (g) 0,18 ÷ 0,21 0,13 ÷ 0,27 0,02 ÷ 0,2 0,9 ÷ 2,2 0
 Tiêu chuẩn nhập kho của bột gạo:
Bột gạo nhập kho phải đạt một số tiêu chuẩn sau:
• Hàm lượng nước : 13 – 14%.
• Màu sắc: bột màu trắng.
• Mùi vị: mùi đặc trưng, không có mùi lạ.
• Hàm lượng tro: ≤ 2%.
• Vi sinh vật gây hại: không có.
• Nấm mốc: không có.
• E.coli: ≤ 4 tế bào/gam.
2.2.3. Nước [7]
Nước là thành phần cơ bản trong thực phẩm và nước cũng được quy định sử dụng
như các thành phần khác. Nước phải đáp ứng các tiêu chuẩn của nước ăn uống theo tiêu
chuẩn quốc gia như:
• Màu sắc: ≤ 15 TCU
• Mùi vị: không có mùi, vị lạ

• Độ đục: ≤ 2 NTU
• pH: trong khoảng 6,5 – 8,5
• Độ cứng, tính theo CaCO
3
: ≤ 300 mg/l
• Tổng chất rắn hòa tan (TDS): ≤ 1000 mg/l
• Coliform tổng số: 0 vi khuẩn/ 100ml
• E.coli hoặc coliform chịu nhiệt: 0 vi khuẩn/ 100 ml
2.2.4. Đường [3]
Đường được sử dụng là đường tinh luyện và phải đáp ứng tiêu chuẩn Việt Nam
như:
 Chỉ tiêu cảm quan:
• Ngoại hình: tinh thể tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục…
• Mùi vị: có vị ngọt, không có mùi lạ, vị lạ
• Màu sắc: tất cả tinh thể đều trắng óng ánh, khi pha trong nước cất thì dung dịch
đường trong suốt.
 Chỉ tiêu hóa lý:
• Hàm lượng saccharose, tính bằng % chất khô: ≥ 99,8
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 14
Đồ án tốt nghiệp
• Độ ẩm, tính bằng % khối lượng: ≤ 0,05
• Hàm lượng đường khử, tính bằng % khối lượng: ≤ 0,03
• Hàm lượng tro, tính bằng % khối lượng: ≤ 0,03
• Độ màu, tính bằng độ Stame: ≤ 1,2
2.2.5. Muối [8]
Muối được sử dụng phải là muối thượng hạng và phải đáp ứng về các chỉ tiêu như:
• Hàm lượng NaCl, tính theo chất khô: ≥ 97%
• Các chất phụ gia chống vón cục như: tricanxi orthophosphate, canxi cacbonat,
magie cacbonat, magie oxit, silicon dioxit…. không được vượt quá 20g/kg
• Các chất nhũ hóa polyxyetylen sorbital monoolea: không vượt quá 10g/kg

• Hàm lượng các chất nhiễm bẩn không được vượt quá:
 Asen ≤ 0,5 mg/kg tính theo As
 Đồng ≤ 2 mg/kg tính theo Cu
 Chì ≤ 2 mg/kg tính theo Pb
 Cadimi ≤ 0,5 mg/kg tính theo Cd
 Thủy phân ≤ 0,1 mg/kg tính theo Hg
2.2.6. Dầu ăn [3]
Dầu ăn đóng vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất bánh snack. Chức năng
chính của dầu ăn là hỗ trợ các quá trình tạo sản phẩm như: phối trộn hỗn hợp gia vị và
phụ gia một cách đồng đều, kết dính hỗn hợp gia vị lên bề mặt sản phẩm.
Dầu ăn được sử dụng phải là dầu tinh luyện có nguồn gốc từ thực vật như dầu
phộng, dầu nành, dầu dừa, dầu mè và phải đạt một số tiêu chuẩn về chất lượng như:
• Cảm quan: trong suốt, màu sáng, không mùi
• Hóa lý:
 Triglyceride: 99,77% min
 Ẩm và tạp chất: 0,1% max
 Acid béo tự do (FFA): 0,1% max
 Chỉ số acid (AV): 0,2 mg KOH/g max
 Chỉ số peroxide (PoV): 2 meq/ g max
 Vitamin E, carotene: 0,03%
2.2.7. Phụ gia
Phụ gia bao gồm nhiều thành phần như: bột gia vị nhằm tạo hương vị đặc trưng
cho từng loại sản phẩm, chất màu nhằm tăng thêm sức hấp dẫn cho sản phẩm và một số
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 15
Đồ án tốt nghiệp
chất bảo quản nhằm kéo dài thời gian bảo quản cho sản phẩm. Tất cả các chất phụ gia sử
dụng phải thuộc danh mục cho phép của các cơ quan chức năng có thẩm quyền
2.3. Tổng quan về Kỹ thuật Ép đùn [3]
2.3.1. Cơ sở khoa học
Ép đùn là tên gọi của quá trình dùng áp lực đẩy khối nguyên liệu qua lỗ nhỏ nhằm

mục đích định hình cho sản phẩm hay bán thành phẩm.
Cấu tạo chung của máy ép đùn gồm buồng chứa liệu có đầu thoát liệu nhỏ và một
cơ cấu tạo áp lực để đẩy nguyên liệu thoát ra. Buồng chứa liệu thường có dạng hình trụ,
làm bằng vật liệu có thể chịu được áp lực cao. Đầu thoát liệu của buồng chứa có thể có
dạng côn hay gắn với dĩa khuôn đục lỗ để định dạng cho sản phẩm. Lỗ khuôn có thể có
dạng hình trụ tròn hay các hình dạng phức tạp tạo nên hình thù đặc biệt cho sản phầm. Cơ
cấu tạo áp lực có thể là piston hay vít tải. Nguyên liệu được cung cấp liên tục vào một
đầu của buồng chứa liệu, chuyển dịch dọc bên trong buồng nhờ lực đẩy của piston hay
chuyển động xoay tròn của vis tải và sẽ thoát ra tại các lỗ khuôn ở đầu bên kia của thiết
bị
Quá trình ép đùn được chia thành hai nhóm chính: ép đùn tạo hình thông thường
(cold extrusion) và ép đùn áp lực cao (hot extrusion)
Trong quá trình ép đùn tạo hình thông thường, nguyên liệu có dạng hỗn hợp đặc
(paste), và áp lực tại đầu trục ép sẽ đẩy khối nguyên liệu qua lỗ khuôn định hình.
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 16
Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.2 Nguyên tắc làm việc của thiết bị ép đùn tạo áp lực bằng piston
Trong quá trình ép đùn áp lực cao, như tên gọi cho thấy, áp lực tác động lên
nguyên liệu tăng cao, có thể lên đến 200atm. Cơ cấu tạo áp lực của thiết bị ép đùn áp lực
cao là dạng trục vis. Nguyên liệu khi vào trong thiết bị sẽ lấp đầy khoảng không gian
trống giữa vỏ máy và trục vis. Khi trục vis quay sẽ truyền năng lượng cho lớp nguyên
liệu tiếp xúc với trục vis và đẩy chúng chuyển động xoắn dọc theo chiều quay của trục.
Các phần tử này sẽ lôi kéo các phần tử ở lớp kế cận chuyển động theo và đẩy cho cả khối
nguyên liệu chuyển động hướng đến đầu lỗ khuôn. Lực ma sát giữa các lớp nguyên liệu
và giữa nguyên liệu với vỏ máy sinh ra nhiệt lượng làm nhiệt độ khối nguyên liệu tăng
cao. Như vậy, một phần tử nguyên liệu sẽ chịu lực đẩy hướng tới và lực ma sát hướng
theo chiều ngược lại và một số lực khác như trọng lực cùng với phản lực của các phần tử
khác tác động lên nó. Nếu tất cả các lực đều tác động lên một phần tử nguyên liệu đủ lớn
sẽ làm biến dạng hay phá vỡ cấu trúc ban đầu. Khi cấu trúc bị phá vỡ, cộng thêm tác
động của nhiệt độ cao, nguyên liệu chuyển thành dạng chảy dẻo. Khi khối nguyên liệu

vận chuyển đến đầu ra của thiết bị, cấu tạo dạng côn của buồng chứa liệu hay sự có mặt
của dĩa khuôn sẽ làm giảm lượng nguyên liệu thoát ra ngoài. Một lượng lớn nguyên liệu
tập trung trong một vùng không gian nhỏ sẽ tạo ra áp lực rất lớn ngay tại đầu lỗ khuôn.
Áp lực này sẽ nén nguyên liệu vào lỗ khuôn. Khi thoát ra bên ngoài lỗ khuôn, áp suất
giảm đột ngột, các chất khí và chất lỏng quá nhiệt bị nén trong khối nguyên liệu chảy dẻo
sẽ bốc hơi nhanh chóng, do đó sản phẩm thu được sẽ tăng thể tích, được làm khô, giảm
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 17
Đồ án tốt nghiệp
nhiệt và trương nở. Do quá trình làm tăng nhiệt độ của nguyên liệu nên ép đùn áp lực cao
còn được gọi là ép đùn nóng (hot extrusion) hay ép đùn nấu (extrusion-cooking). Quá
trình làm nóng nguyên liệu trong máy có thể do tác dụng của lực ma sát sinh ra và cũng
có thể được cung cấp thêm nhiệt từ bên ngoài nhờ lớp vỏ áo bao bọc bên ngoài vỏ máy
Hình 2.3 Nguyên tắc làm việc của thiết bị ép đùn tạo áp lực bằng trục vis
Như vậy, có thể nói quá trình ép đùn áp lực cao về bản chất là quá trình định dạng
lại cấu trúc ban đầu của nguyên liệu thành những sản phẩm có cấu trúc mong muốn chủ
yếu bằng các lực cơ học và nhiệt độ - áp suất cao. Ép đùn áp lực cao là một quá trình
HTST (high temperature short time), sử dụng nhiệt độ và áp suất cao để thực hiện các tác
động lên cấu trúc của nguyên liệu trong một khoảng thời gian ngắn (20-200s).
2.3.2. Mục đích công nghệ
Ngoài mục đích chính là hoàn thiện – tạo hình cho sản phẩm, ép đùn áp lực cao
còn có khả năng đáp ứng được nhiều mục đích công nghệ khác.
Trước hết, do cấu tạo của trục vis, quá trình có thể vận chuyển, phối trộn hay nhào
trộn nhiều nguyên liệu với nhau. Sau đó, khi nhiệt độ tăng sẽ giúp thực hiện các quá trình
làm chín sản phẩm như biến tính protein, hồ hóa tinh bột và tạo ra mùi vị màu sắc do
phản ứng Mailard. Trong những trường hợp này, quá trình ép đùn có mục đích công nghệ
là chế biến. Nếu nhiệt độ nguyên liệu trong quá trình ép đùn tăng cao hơn 100
0
C, nước sẽ
bốc hơi khi thoát ra ngoài lỗ khuôn và làm giảm độ ẩm của sản phẩm. Nhiệt độ cao cũng
làm vô hoạt enzyme và tiêu diệt vi sinh vật nên quá trình ép đùn áp lực cao còn có mục

đích bảo quản.
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 18
Đồ án tốt nghiệp
2.3.3. Các biến đổi của nguyên liệu:
Quá trình ép đùn áp lực cao là một quá trình đơn giản nhưng trong nguyên liệu lại
xảy ra nhiều biến đổi do phụ thuộc vào cấu hình và quá trình vận hành thiết bị cũng như
tính chất nguyên liệu đầu vào. Khi các thông số này bị biến đổi sẽ làm thay đổi áp lực và
nhiệt độ trong thiết bị dẫn đến làm thay đổi tính chất của sản phẩm cuối. Sau đây là một
vài quy luật biến đổi chính trong thiết bị ép đùn áp lực cao.
Quá trình ép đùn áp lực cao thường được sử dụng trong công nghệ chế biến các
nguyên liệu dạng cao phân tử như protein và tinh bột. Khi nguyên liệu được nhập vào
trong thiết bị, dọc theo chiều dài máy có thể trải qua ba giai đoạn: giai đoạn phối trộn,
giai đoạn nhào trộn và giai đoạn nấu định hình. Mỗi giai đoạn này sẽ có các biến đổi khác
nhau của nguyên liệu. Khi thoát ra ngoài thiết bị, nguyên liệu sẽ được định dạng thành
sản phẩm cuối.
Hình 2.4 Các vùng chức năng trong thiết bị ép đùn trục đơn
Giai đoạn phối trộn là giai đoạn đầu khi nguyên liệu mới nhập vào trong thiết bị.
Ở vùng này, đường kính trục vis thường nhỏ hay bước vis thưa, tức là không gian chứa
nguyên liệu nhiều. Áp lực và nhiệt độ chưa cao nên cấu trúc của nguyên liệu không có
biến đổi nào đáng kể. Biến đổi chính trong vùng thứ nhất là sự phối trộn đều các nguyên
liệu với nhau
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 19
Đồ án tốt nghiệp
Khi nguyên liệu được đẩy tiếp qua vùng thứ hai, nhiệt độ và áp suất tăng dần cũng
như các cấu tử, nhất là nước đã được trộn đều, khuếch tán vào bên trong cấu trúc của
nguyên liệu, hình thành các liên kết hydro giữa nước và các phân tử có chứa nhóm háo
nước như protein, pentosane, tinh bột… Nguyên liệu trương nở lên, một số phân tử dễ tan
sẽ khuếch tán ra ngoài môi trường lỏng. Khối nguyên liệu trở nên đặc hơn. Giai đoạn này
được gọi là giai đoạn nhào trộn
Khi nguyên liệu được đẩy lên đến vùng thứ ba, vùng không gian dành cho nguyên

liệu rất ít, nguyên liệu bị dồn nén tạo nên áp suất và nhiệt độ cao, đây là giai đoạn nguyên
liệu bị biến đổi sâu sắc nhất. Dưới áp lực cao, các lực cơ học tác dụng lên nguyên liệu
theo hai hướng ngược nhau có tác dụng phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột hay xé rách bó sợi
protein. Mức độ phá hủy này tùy thuộc vào độ lớn của lực “cắt” do trục vis tác dụng lên
khối nguyên liệu. Đồng thời, tùy thuộc mức độ tăng cao của nhiệt độ sẽ làm tăng chuyển
động nhiệt của các phân tử. Các chuyển động nhiệt hỗn loạn này có khuynh hướng phá
vỡ cấu trúc bậc ba, làm biến tính protein. Đối với tinh bột, chuyển động nhiệt lớn cộng
với sự có mặt của nước giúp tách rời các phân tử tinh bột và chuyển chúng thành dạng
“dung dịch”, thực hiện quá trình hồ hóa tinh bột. Nếu năng lượng lớn hơn có thể làm cắt
ngắn mạch phân tử hay thậm chí phá hủy cấu trúc của phân tử. Các biến đổi này làm cho
khối nguyên liệu thay đổi từ trạng thái hạt rời thành trạng thái chảy dẻo. Ở trạng thái này,
các phân tử linh động hơn, có khuynh hướng duỗi mạch, tạo ra các liên kết mới, đặc biệt
là thông qua cầu nối của liên kết hydro giữa các phân tử với nhau tạo thành khung mạng
cho sản phẩm sau này. Các phân tử khí và hơi nước được phân bố đều giữa các khung
mạng chính là các “mầm” khí để tạo độ xốp cuối cho sản phẩm. Trong giai đoạn này,
nguyên liệu biến đổi giống như trong quá trình gia nhiệt thực phẩm thông thường nên còn
được gọi là giai đoạn nấu.
Kết thúc giai đoạn nấu, nguyên liệu có dạng khối dẻo hay lỏng và chịu áp lực rất
cao. Dòng chất lỏng nhớt này sẽ chảy qua lỗ khuôn và định hình dòng chảy theo hình
dạng của khuôn. Khi thoát ra khỏi đầu lỗ khuôn, áp lực giảm đột ngột, các phân tử có
kích thước nhỏ như khí, nước, các chất mùi có năng lượng rất cao được giải phóng sẽ
chuyển động rất nhanh và hỗn loạn theo mọi hướng. Cấu trúc cuối cùng của sản phẩm sẽ
phụ thuộc vào mối tương quan về mặt năng lượng giữa các phân tử khối lượng thấp này
và độ bền vững của liên kết giữa các hợp chất cao phân tử hình thành nên khung mạng.
Nếu các phân tử nhỏ có số lượng và năng lượng đều lớn trong khi tổng năng lượng liên
kết giữa các biopolymer tạo nên khung mạng nhỏ, các phân tử khí và hơi sẽ phá vỡ cấu
trúc mạng, sản phẩm cuối sẽ có dạng bột. Liên kết giữa các hợp chất cao phân tử tạo
khung mạng càng yếu và năng lượng tổng của các khí càng cao thì bột sẽ càng mịn.
Ngược lại, nếu cấu trúc khung mạng đủ lớn để “nhốt” một phần các phân tử khí và hơi,
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 20

Đồ án tốt nghiệp
cấu trúc của sản phẩm sẽ là dạng xốp. Độ xốp của sản phẩm cũng phụ thuộc vào mối
tương quan năng lượng giữa các phân tử như đã nêu ở trên. Nếu số lượng các liên kết
giữa các hợp chất cao phân tử càng nhiều, tổng các năng lượng liên kết này càng lớn và
số lượng mầm khí càng lớn thì sản phẩm cuối sẽ càng nở xốp. Ngược lại nếu năng lượng
liên kết giữa các hợp chất cao phân tử tạo khung mạng lớn mà năng lượng của các phân
tử khí và hơi thấp thì sản phẩm sẽ nở rất ít hay không nở. Trong giai đoạn này, nếu các
phân tử nước có năng lượng lớn và thoát ra ngoài nhiều, sản phẩm sẽ trở nên khô giòn
hay cứng và cố định hình dạng. Trong trường hợp ngược lại, sản phẩm sẽ xốp, mềm và
hình dạng có thể bị biến đổi tiếp. Sản phẩm dạng này có thể được xử lý tiếp bằng phương
pháp sấy hay chiên. Trong giai đoạn sấy hay chiên, nếu gia nhiệt nhanh, sản phẩm vẫn có
thể nở thêm
Cần lưu ý rằng, không nhất thiết lúc nào nguyên liệu cũng trải qua đủ ba giai đoạn
biến đổi như trình bày ở trên. Biến đổi của nguyên liệu có thể chỉ dừng ở nhào trộn hay
phối trộn trong trường hợp trục vis ngắn, lưu lượng nhỏ, áp lực và nhiệt độ không cao.
Thí dụ khi ép đùn nguyên liệu là hạt gạo, trong thời gian đầu, phần thoát ra khỏi thiết bị
là các hạt gạo gần giống như nguyên liệu đầu. Chỉ khi lượng nhiệt và áp lực sinh ra đủ
lớn thì sản phẩm mới chuyển dần thành hạt hột gạo nở (cốm) hay thành dạng thanh dài,
xốp.
Trong nguyên liệu, ngoài protein và tinh bột có vai trò tạo khung mạng, các chất
khác cũng sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc của sản phẩm cuối. Các chất xơ phân tử lượng lớn
như cellulose và lignin khá bền và hầu như không bị thay đổi về kích thước. Các phân tử
này khi liên kết với khung mạng sẽ làm sản phẩm giảm độ nở xốp. Tuy nhiên, các loại
chất xơ hòa tan như hemicellulose và pectin có thể bị cắt mạch, giảm khối lượng phân tử
và tham gia các liên kết với phân tử tinh bột thông qua liên kết hydro nên không ảnh
hưởng lớn đến độ xốp của sản phẩm. Nếu trong nguyên liệu giàu chất béo, tác động cơ
học của trục vis sẽ phá vỡ cấu trúc tế bào và giải phóng chất béo dưới dạng chất béo tự
do (nhất là nguyên liệu giàu béo như hạt đậu nành). Khi nhiệt độ tăng cao, chất béo sẽ
nóng chảy, bôi trơn và làm nhiệt độ sản phẩm tăng cao hơn. Chất béo cũng có thể liên kết
với khung protein thông qua các nhóm ưa béo hay với tinh bột hay thông qua quá trình

hấp phụ vào các vòng xoắn của amylose. Các liên kết này tạo thành màng chất béo nhốt
các bóng khí và hơi nước nên sản phẩm sẽ phồng nở tốt hơn. Nếu nhiệt độ quá cao, các
acid béo tự do có thể bị oxy hóa ảnh hưởng hương vị sản phẩm cuối cùng, làm giảm chất
lượng dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm.
Các hợp chất phân tử lượng thấp có tác động rất ít đến cấu trúc nhưng lại có ảnh
hưởng tới giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao,
muối và các chất khoáng hầu như không bị ảnh hưởng nhưng đường trong nguyên liệu có
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 21
Đồ án tốt nghiệp
thể bị caramel hóa hay tham gia phản ứng Mailard ảnh hưởng lên màu sắc và mùi vị sản
phẩm ép đùn. Các vitamin tan trong dầu như vitamin D, K hầu như không bị biến đổi sau
ép đùn. Tiền tố vitamin A (β-caroten) thì bị phân hủy bởi nhiệt. Ngược lại, các vitamin
tan trong nước như vitamin B1 và vitamin C rất nhạy với nhiệt độ nên có thể bị tổn thất
từ 5-100% sau ép đùn. Trong quá trình ép đùn, một số hợp chất tạo màu và hương của
nguyên liệu có thể bị phân hủy bởi nhiệt độ cao trong buồng ép, một số có thể bị cuốn
theo hơi nước thoát ra từ sản phẩm ép đùn. Vì thế, các chất này thường được bổ sung vào
sản phẩm ngay sau quá trình ép đùn. Nhiệt độ cao trong quá trình ép đùn còn có tác dụng
ức chế một số chất gây tác động xấu đến dinh dưỡng có trong nguyên liệu ban đầu. Thí
dụ như trong đậu nành có chứa chất kháng trypsin, vì thế làm giảm khả năng tiêu hóa của
cơ thể. Nếu sử dụng thực phẩm có chứa hợp chất này trong thời gian lâu dài có thể làm
phình tụy tạng và rất nguy hiểm. Nhiệt độ cao trong buồng ép 138-154
0
C có thể giúp
phân hủy bớt chất này. Enzyme α-amylase và một số các chất độc tự nhiên khác như các
chất kháng lectin có trong các loại đậu hoàn toàn bị phân hủy sau ép đùn. Các chất độc
trong khoai tây như chaconine và solanine cũng sẽ giảm bớt độc tính sau quá trình ép
đùn, nhưng không bị phân hủy.
2.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng
Trong quá trình ép đùn áp lực cao, hai thông số công nghệ chính ảnh hưởng trực
tiếp đến chất lượng sản phẩm là áp suất và nhiệt độ. Yêu cầu về độ lớn của áp suất và

nhiệt độ trong buồng ép thay đổi đối với từng nguyên liệu và sản phẩm cụ thể. Áp lực cao
dọc thành thiết bị sẽ làm nguyên liệu giảm dần độ rời, biến dạng và chảy dẻo. Áp lực tại
đầu khuôn sẽ kiểm soát và điều chỉnh quá trình định dạng sản phẩm. Hơn nữa, áp suất và
nhiệt độ cao giữ cho nước trong nguyên liệu ở dạng chất lỏng quá nhiệt để có thể bốc hơi
nhanh khi thoát ra ngoài môi trường làm nở sản phẩm. Áp suất của máy ép đùn có thể
thay đổi trong khoảng rất rộng. Khoảng biến đổi áp suất từ 10 đến hơn 200atm. Nhiệt độ
cao sẽ giúp cho các biến đổi như hồ hóa tinh bột, biến tính protein… diễn ra nhanh
chóng, dẫn đến những biến đổi về cấu trúc và tính chất cảm quan của nguyên liệu. Nhiệt
độ trong máy ép đùn có thể biến đổi từ vài chục đến cao hơn 200
0
C
Tuy nhiên, cả áp suất và nhiệt độ bên trong máy ép đùn áp lực cao lại không thể
cài đặt từ đầu mà biến đổi trong quá trình vận hành thiết bị. Cả hai thông số công nghệ
này phụ thuộc vào cấu tạo của máy, vận tốc quay của trục vis, lưu lượng nhập liệu, thời
gian lưu của nguyên liệu trong thiết bị và cả tính chất của nguyên liệu.
• Ảnh hưởng của cấu hình thiết bị: cùng một lượng nguyên liệu cung cấp vào thiết
bị, nếu đường kính trục vis càng lớn, bước vis càng nhỏ thì không gian dành cho
nguyên liệu trong máy càng bị giảm, tức áp lực càng tăng. Số lượng lỗ khuôn càng
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 22
Đồ án tốt nghiệp
nhiều, đường kính lỗ khuôn càng lớn sẽ càng làm giảm áp suất tác động lên
nguyên liệu trước khi thoát ra ngoài thiết bị. Không những thế, cấu tạo của đầu
khuôn còn ảnh hưởng đến áp lực tạo ra dọc theo chiều dài thiết bị và ảnh hưởng
đến nhiệt độ trong buồng ép. Chiều dài của phần làm việc trong máy sẽ ảnh hưởng
đến thời gian chịu áp lực và do đó ảnh hưởng đến mức độ biến dạng của nguyên
liệu. Bề mặt bên trong của buồng ép và trục vis càng nhám, lực ma sát càng tăng
dẫn đến nhiệt lượng sinh ra càng lớn.
• Ảnh hưởng của vận tốc quay của trục vis: cùng một lượng nguyên liệu cung cấp
vào thiết bị, tốc độ quay của trục vis càng nhanh, và cấu trúc bên trong của vỏ máy
càng nhám thì lực tác dụng lên khối nguyên liệu càng lớn, khả năng biến dạng,

chảy dẻo của nguyên liệu càng cao
• Ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu và thời gian lưu nguyên liệu trong thiết bị:
cùng một tốc độ quay của trục vis, nếu lưu lượng nhập vào càng nhiều và thời gian
lưu càng lâu thì áp suất và nhiệt độ của khối nguyên liệu bên trong thiết bị sẽ càng
tăng
• Ảnh hưởng của tính chất nguyên liệu: cấu trúc của nguyên liệu sẽ ảnh hưởng rất
lớn đến lực ma sát giữa các phần tử nguyên liệu với nhau, do đó ảnh hưởng đến
nhiệt độ sinh ra trong máy. Đối với máy ép đùn có một trục, kích thước của hạt
nguyên liệu sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình. Vì vậy nhà sản xuất sẽ có
quy định khoảng kích thước nguyên liệu phù hợp cho thiết bị của mình. Nếu hạt
quá mịn, khi xử lý ẩm, nguyên liệu dễ bị vón cục và không được nhào trộn đồng
đều. Ngược lại, nếu hạt quá lớn, phải tốn nhiều năng lượng để làm biến đổi trạng
thái của nguyên liệu từ dạng hạt rời rạc sang dạng paste, nếu không sẽ có thể tạo
cảm giác nhám, sạm khi sử dụng sản phẩm. Cấu trúc nguyên liệu cũng sẽ ảnh
hưởng đến áp suất. Độ rời của nguyên liệu ban đầu càng cao, có nghĩa là lượng khí
bên trong buồng ép càng nhiều thì các mầm khí tại đầu lỗ khuôn sẽ càng nhiều
nhưng áp suất sẽ giảm. Thành phần hóa học của nguyên liệu, đặc biệt là hàm
lượng ẩm sẽ ảnh hưởng lớn đến tính chất của sản phẩm cuối. Độ ẩm của nguyên
liệu có thể được điều chỉnh từ ban đầu bằng các thiết bị phụ trợ hay bổ sung nước
hoặc hơi nước trực tiếp vào trong thiết bị ép đùn. Hàm lượng ẩm đầu và cuối sẽ
ảnh hưởng trực tiếp lên độ phồng nở và độ cứng, giòn của sản phẩm. Hàm ẩm biến
đổi tùy theo nguyên liệu và cấu trúc của thiết bị nên cần có những thí nghiệm
trước để sản phẩm ổn định. Hàm lượng chất béo cũng sẽ ảnh hưởng lên nguyên
liệu trong quá trình ép đùn áp lực cao. Chất béo làm gia tăng độ nhớt, làm giảm
lực kéo – đẩy tác động lên nguyên liệu nên tốn nhiều năng lượng hơn, nhất là khi
hàm lượng béo vượt quá 7%. Hàm lượng béo tối đa của nguyên liệu đưa vào ép
đùn có thể lên đến 27% tùy thuộc vào cấu trúc của thiết bị
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 23
Đồ án tốt nghiệp
Như vậy, cấu trúc của sản phẩm cuối phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu ban

đầu (hàm lượng nước, cấu trúc vật lý, thành phần hóa hóc…) cũng như kết cấu máy và
các thông số vận hành máy. Khi thay đổi loại nguyên liệu hay tỉ lệ nguyên liệu sử dụng
cần thay đổi kết cấu máy hay các thông số vận hành máy để có cấu trúc sản phẩm phù
hợp
Đặc điểm quan trọng nhất cần lưu ý là bản chất liên tục của thiết bị ép đùn. Thiết
bị này hoạt động dưới trạng thái cân bằng và ổn định động học. Với một cấu hình máy
xác định, các thông số đầu vào (lưu lượng nguyên liệu và vận tốc trục vis) sẽ quyết định
các thông số đầu ra (các đặc tính của sản phẩm). Vì vậy, cần phải làm thí nghiệm để xác
định mối tương quan giữa các thông số này ứng với từng cấu hình máy cụ thể. Khi đã vận
hành thiết bị, cần ổn định các yếu tố đầu vào trong khoảng giới hạn tối ưu mới đảm bảo
được độ ổn định của sản phẩm
2.3.5. Thiết bị
Cấu trúc của thiết bị gồm có ba phần chính là buồng ép, trục vis và dĩa khuôn/lỗ
khuôn. Ngoài ra, còn có các phần phụ khác như khung đỡ thiết bị, động cơ và cơ cấu
truyền động, bộ phận nhập liệu và bộ phận cắt định hình sản phẩm. Tùy thuộc vào cấu
trúc của trục vis, thiết bị ép đùn áp lực cao được chia thành hai nhóm là thiết bị ép đùn
trục đơn và thiết bị ép đùn trục đôi. Buồng ép và trục vis của thiết bị ép đùn có thể cấu
tạo nguyên khối. Tuy nhiên, dạng cấu tạo thành các module có thể lắp ghép lại với nhau
được ưa chuộng hơn. Khi đó, thiết bị có khả năng biến đổi linh hoạt trong cấu tạo hình
học trục vis và buồng ép để dùng cho việc sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau.
a- Buồng ép đùn
Buồng ép đùn có dạng hình trụ nằm ngang, thường có tỉ lệ chiều dài/đường kính
(L/D) từ 10/1 đến 25/1. Bên ngoài buồng ép, một số máy được thiết kế các lớp vỏ áo để
làm nóng hay làm mát. Lớp vỏ áo này tương ứng với từng phân đoạn của buồng ép tạo
nên những vùng có nhiệt độ khác nhau bên trong thiết bị ép đùn. Bề mặt bên trong buồng
ép đùn có thể để trơn nhẵn hay tiện các khe rãnh làm tăng ma sát. Khe rãnh dọc được sử
dụng khi muốn tăng tác động nhào trộn lên nguyên liệu, vì tại những rãnh dọc này,
nguyên liệu ép đùn sẽ bị nén chặt vào đó khi trục vis quay, và làm cho nguyên liệu dịch
chuyển chậm đi. Ngược lại, khi muốn nguyên liệu vận chuyển tốt hơn, khe rãnh cần có
dạng xoắn ốc cùng chiều với cơ cấu xoắn ốc của trục vis

SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 24
Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.5 Một số dạng cấu tạo bề mặt trong của buồng ép đùn
Hình 2.6 Một số dạng module của buồng ép đùn trục đôi
b- Trục vis
Cũng như buồng ép, trục vis dạng xoắn có thể được đúc dưới dạng một khối
nguyên hay gồm nhiều module lắp ghép lại với nhau trên trục quay của thiết bị. Thông
thường, trục vis được ghép từ ba module trở lên. Giữa các module sẽ có thêm các vòng
để ngăn hơi nước bay ngược về cổng nhập liệu làm nghẹt máy. Trong một số trường hợp,
giữa các module còn được lắp thêm các dĩa nhào. Các dĩa nhào này có tác dụng làm chậm
tốc độ vận chuyển nguyên liệu trong buồng ép, do đó đảm bảo được hiệu quả của các tác
động như nén ép, gia nhiệt và nhào trộn lên nguyên liệu ép đùn.
SVTH: PHẠM HỮU ĐOÀN - 09116012 25