کارخانه های تولید مواد غذایی- قسمت دوم-کارخانه تولید نان

کارخانه های تولید مواد غذایی- قسمت دوم

کارخانه تولید نان

8-2-1- تکنولوژی فرآیند

(الف) مواد اولیه نان

آرد گندم، ماده اولیه اصلی برای تولید نان به شمار می xadآید.آرد گندم در کارخانه xadهای آسیاب گندم در حجم بالا و عمدتا از گندم سخت تولید میxadشود.آرد گندم سخت حاوی حدود 12 درصد پروتئین (گلوتن) است که نقشی اساسی در فرآیند تولید نان (ساختار نان) ایفا میxadکند. راندمان تولید نان از گندم سخت حدود 74 درصد و میزان سبوس حاصله حدود 26 درصد میxadباشد. آرد اکثر غلات دیگر حاوی مقدار خیلی کمتری پروتئین نسبت به آرد گندم میxadباشد و به همین دلیل معمولا از آنها برای تهیه نان استفاده نمیxadشود (ماتز1992).

در این کتاب، تولید نان سفید مسطح مورد نظر است زیرا عمده xadترین محصول در صنایع تولید نان میxadباشد. نان سبوس دار نیز به روش مشابه تولید میxadشود.

فرمولاسیون نان بر اساس آرد گندم و سایر ترکیبات اولیه است که بر حسب درصد آرد بیان میxadشوند(دئوری 1995). مواد اولیه اصلی نان علاوه بر آرد عبارتند از:

1. آب حدود 57 درصد (بر مبنای آرد)؛
2. شکر حدود 6 درصد (بر مبنای آرد) که معمولا به شکل شربت ذرت با فروکتوز بالا [1](HFCS) با بریکس 71 و به میزان 9 درصد (بر مبنای آرد) اضافه میxadشود؛
3. روغن نباتی مانند روغن ذرت، 5/2 درصد (بر مبنای آرد)؛
4. پروتئین شیر 5/2 درصد (بر مبنای آرد) که معمولا به شکل شیر خشک بدون چربی [2](NFDM) یا پروتئین آب پنیر مصرف میxadشود؛
5. نمک (کلرید سدیم)، 5/1 درصد (بر مبنای آرد)؛
6. مخمر فشرده شده [3] (ساکارومایسز سرویزیه) 5/1 درصد (بر مبنای آرد). در برخی از نانxad های گندم، ممکن است قسمتی از آرد (مثلا 5 درصد) با گلوتن گندم جایگزین شود.

انواع مواد اولیه کم مصرف نیز جهت بهبود کیفیت نان و عملیات فرآوری به ترکیب خمیر اضافه میxadشوند. این مواد شامل املاح معدنی مورد نیاز مخمر (نمکxadهای آمونیوم)، عوامل اکسید کننده (اسید آسکوربیک و آزودی کربنامید)، آنزیمxadها (آمیلازها)، قوامxad دهندهxad های خمیر (امولسیفایرها)، نرمxadکنندهxad های بافت نان (مونوگلیسریدها) و نگهدارنده xadها (پروپیوناتxadها) هستند که به مقدار 15/0 درصد (بر مبنای آرد) به مخلوط خمیر اضافه میxadشوند. در پارهxadای موارد به منظور جلوگیری از رشد کپک در سطح نان در طول عملیات نگهداری، مقدار کمی آسکوربیک اسید به سطح نان اضافه میxadشود.

در کارخانهxad ها به منظور ذخیرهxad سازی آرد از سیلوهایی با ظرفیت 50 تن استفاده میxadشود. برای مصرف روزانه (ظرفیت روزانه کارخانه) که 50 تن میxadباشد، نیاز به دو محموله 25 تنی آرد است. برای یک هفته تولید که شامل 6 روز است، کارخانه به 6 سیلوی آرد با ظرفیت کلی 300 تن نیاز دارد. برای نگهداری شکر مایع (محلول HFCS) نیز به مخازن ذخیرهxad سازی مایعات نیاز میxadباشد. مثلا برای عملیات 2 هفتهxad ای کارخانه، مخازنی به ظرفیت 50 تن نیاز است. مواد اولیه فرعی دیگر نیز در کیسه یا در کانتینرهای مجهز به سامانه تبرید نگهداری میxadشوند.

(ب) آماده xadسازی خمیر

در آمریکا و خیلی از کشورهای دیگر، از فرآیندهای غیرمداوم (یا بچ) به طور گسترده برای تولید نان استفاده میxadشود.آرد به روش پنوماتیک به سمت مخازن آمادهxad سازی خمیر با ظرفیت یک تن منتقل میxadشود. بازده هر فرآیند حدود 1200 قرص نان هر یک به وزن یک پوند (معادل 45/0 کیلوگرم) است.

در تهیه خمیر برای تولید تجاری نان عمدتا از فنxad آوری خمیر اسفنجی به روش دو مرحلهxad ای استفاده میxadشود. دراین روش حدود 60 درصد از آرد و برخی مواد اولیه شامل مخمر، شکر و شیرخشک در مرحله تخمیر اولیه بکار میxadرود و بقیه آرد و مواد اولیه باقیxadمانده نیز در مرحله تخمیر اصلی به خمیر اضافه میxadشود. مواد اولیه خمیر مانند شربت شکر( NFDM) و نمک با آرد و آب مخلوط شده و مقدار مخمر لازم به این مخلوط اضافه میxadشود. در پارهxadای موارد میxadتوان به جای مخمر متراکم یا مرطوب از مخمر فعال خشک[4] (ADY) به میزان 7/0 درصد (بر مبنای آرد) استفاده نمود تا فرآیند آماده xadسازی خمیر راحتتر باشد.

اجزای خمیر با یکدیگر مخلوط شده و تخمیر اولیه به مدت حدود 30 دقیقه در دمای^C° 25 صورت میxadگیرد به طوریکه هیدراته شدن آرد انجام شده و ساختار مرطوب گلوتنی کامل شود. در اثر این فرآیند، یک خمیر "پلاستیکی" تولید میxadشود که قادر است گازهای ایجاد شده در حین تخمیر را در خود نگه xadدارد.

(ج) تخمیر

سایر مواد اولیه شامل باقیxadماندهxad ی آب ، روغن نباتی و غیره در مخازن یک تنی تخمیر که معمولا در اتاقxad های تخمیر جداگانه ای قرار دارند، مخلوط میxadشوند. فرآیند تخمیر در دمای^C° 25 و رطوبت نسبی 80 درصد به مدت حدود 4 ساعت انجام میxadشود. به منظور جلوگیری از بالا آمدن بیش از حد خمیر که ناشی از تجمع گازهای تولیدی در حین تخمیر است، از عملیاتی به نام "سوراخ کردن[5] " با سوزنxadهای خاص استفاده میxadشود.

(د) مخلوط کردن خمیر

پس از افزوده شدن مواد اولیه کم مصرف به خمیر تخمیر شده، عملیات اختلاط (ورز دادن) در دستگاهxad های مخصوص بطور کامل صورت میxadگیرد. عملیات ورز دادن مکانیکی خمیر باعث افزایش چشمگیر ویسکوالاستیسیته و ظرفیت نگهداری گاز در خمیر میxadشود. اکثر خمیرگیرهای سنتی به صورت غیرمداوم کار میxadکنند و سرعت آنها حدود 70 دور در دقیقه است (لوین و بوئمهر 1997، ساراواکس و کوستاروپولوس 2002، ماتز 1992، دئوری 1995).

عملیات ورز دادن[6] شامل فشردن و کشیدن مکرر خمیر الاستیکی است. خمیرگیرهای متداول در آمریکا، اکثرا از نوع افقی هستند اما در اروپا از نوع عمودی مارپیچ میxadباشد. اخیرا از دستگاهxadهای پیوسته خمیر گیر- اکسترودر در فنxadآوری تولید نان استفاده شده است.

مخلوط کردن شدید خمیر ممکن است سبب حرارت دیدن بیش از حد آن شود که میxadتوان با جریان آب سرد در جدار مخلوط کن این پدیده را کنترل نمود.

(ه) چونه گیری/ گرد کردن

برای تولید قرصxad های نان با سرعت بالا و وزن صحیح، از تقسیم کنندهxadهای چرخان یا رفت و برگشتی استفاده میxadکنند که قرصxad های نان را با وزنی دقیق مثلا 5/0 کیلوگرم (1 پوند) تولید میxadکنند.

بعد از فرآیند تقسیم کردن، قطعات خمیر به روش مکانیکی گرد میxadشوند. این عمل به وسیله قرار گرفتن قطعات خمیر بین یک مخروط چرخان و یک میله ثابت گردکننده صورت میxadگیرد.

(و) استراحت مقدماتی[7]

سینیxad های حاوی چونه xadهای خمیر گرد شده وارد محفظهxadهای مخصوصی میxadشوند تا حدود 5 دقیقه در دمای محیط و رطوبت نسبی کنترل شده استراحت نمایند. معمولا محفظه استراحت میانی خمیر در بالای ماشینxad آلات اختلاط خمیر قرار میxadگیرند.

(ز) قالب زنی نان/ قرار دادن در ظروف پخت

دستگاهxad های قالب زنی جهت تبدیل چونهxadهای گرد خمیر به شکل قرص نان استفاده میxadشود. چونه xadهای خمیر در ابتدا توسط یک سری غلتک، مسطح شده و گاز آنها خارج میxadشود. سپس قطعات خمیر مسطح شده با عبور از میان دستگاه رولxad کننده به شکل رول قرص نان در می xadآیند. در نهایت، قرصxadهای نان در سینی xadهای مخصوص استراحت و ظروف پخت گذاشته میxadشوند.

(ح) استراحت نهایی[8]

فرآیند استراحت به خمیر اجازه تخمیر و تولید گاز را میxadدهد تا قرص نان ورآمده و نان پخته شده حاصله دارای بافت نرمی باشد. عملیات استراحت در دمای حدود ^C°40 و رطوبت نسبی 80 تا 85 درصد و در دستگاه xadهایی به صورت خودکار و یا در محفظهxad های غیرمداوم مخصوص انجام میxadشود.

در دستگاه xadهای استراحت خودکار تجاری، محصول به آرامی بر روی قفسه سینیxadها یا تسمه نقالهxad ها حرکت میxadکنند بطوریکه این فرآیند در دمای کنترل شده و رطوبت بالا و زمان حدود 45 دقیقه صورت میxadگیرد.

(ت) فر پخت[9]

انواع مختلفی از فرهای پخت برای این منظور استفاده میxadشود که از این میان میxadتوان به فرهای تونلی، فرهای سینی متحرک و فرهای چندگانه اشاره کرد (ساراواکس و کوستاروپولوس 2002، ماتز 1989، هالستروم و همکاران 1988).

گاز طبیعی تصفیه شده یا گاز مایع (LPG) (به صورت آتش مستقیم) به عنوان سوخت برتر استفاده میxadشود چرا که منجر به عدم تشکیل باقیxadماندهxad های احتراق برروی نان حاصله میxadشود. میxadتوان از روغن گرم کننده، نفت و زغال سنگ نیز در سامانه تبادل حرارتی استفاده نمود. برای پخت قرص نان 5/0 کیلوگرمی(1 پوندی) دمای فر در حدود^C°232 و مدت پخت حدود 20 دقیقه میxadباشد.

میxadتوان از فرهای گردش اجباری نیز برای این منظور استفاده کرد که مزیت آنها، کاهش دمای پخت به اندازه 14 تا 19 درجه سانتیگراد میxadباشد. معمولا در طی عملیات پخت، میزان رطوبت قرص نان به اندازه 10 درصد وزن خمیر کاهش می xadیابد. گاهی اوقات، میxadتوان بدون استفاده از ظروف پخت، قرصxadهای نان را برروی یک نقاله قرار داده و از بخار با فشار کم (حدود bar 3/0) برای پخت قرصxadهای نان در داخل فر استفاده نمود.

(ی) برداشتن نان از ظرف پخت/ سرد کردن نان

قرصxadهای نان پخته شده که دمای بالایی دارند به صورت خودکار و توسط فنجانک xadهای مکنده از روی ظروف پخت برداشته میxadشوند.

قرصxadهای نان برروی نقالهxadای قرارگرفته و از طریق جابجایی طبیعی هوا در شرایط کاملا بهداشتی تا دمای حدود^C°35 سرد میxadشوند. مدت زمان لازم جهت سرد کردن قرصxadهای 5/0 کیلوگرمی نان حدود 60 دقیقه است. به منظور جلوگیری از خشک شدن بیش از حد سطح نان باید رطوبت نسبی بالایی در طول فرآیند سردکردن بر محیط حاکم باشد.

(م) برش زنی/ بسته بندی

بر طبق قوانین ایالات متحده، میزان رطوبت نان سفید نباید از 38 درصد تجاوز نماید و حداقل وزن قرص نان نیز باید 5/0 پوند یا 227/0 کیلوگرم باشد.

به منظور جلوگیری از رشد کپک میxadتوان از عوامل نگهدارنده مانند اسید سوربیک استفاده نمود.

جهت عملیات برشxadزنی قرصxadهای نان قبل از عملیات بستهxadبندی، از برش xadزنxad های سیمی، چرخان یا نواری استفاده میxadشود.

برای بستهxad بندی نان در کیسهxadهای پلاستیکی پلی اتیلنی یا پلی پروپیلنی ازدستگاه xadهای لفاف پیچی استفاده می_xadشود (ماتز 1989).کیسه xadهای پلاستیکی پس از باز شدن، قابلیت بستهxadشدن مجدد با استفاده از گیرهxadهای پلاستیکی را دارند.

(ن) انبارداری

نانxadهای بستهxadبندی شده بلافاصله پس از تولید وارد بازار شده و در اختیار مصرفxadکنندگان قرار میxadگیرند. نان تازه باید چند روز پس از تولید مصرف شود.

(ی) خمیر منجمد

میxadتوان خمیر تولید شده در اندازه و شکلxadهای مختلف را پس از بسته بندی در بسته xadهای پلاستیکی در دمای ^C°18- منجمد نموده و برای مدت طولانی نگهداری کرد. اخیرا خمیر منجمد در سوپرمارکتxadها عرضه میxadشود طوریکه میxadتوان آنرا از حالت انجماد خارج نموده و پس از پخت به عنوان نان تازه مصرف کرد. محصولات دیگر خمیر مانند رول نان و پیراشکی را نیز میxadتوان پس از آماده سازی، نگهداری کرده و در حالت منجمد در مراکز مصرف توزیع کرد.

محصولات خمیر غیرمنجمد، فرآوردهxad های جدید و آماده مصرفی هستند که در بازارهای مواد غذایی با محصولات پخته شده سنتی به رقابت میxadپردازند.

8-2-2- برگهxad جریان فرآیند

نمودار موازنهxad ماده و انرژی مربوط به کارخانه تولید نان در شكل8-1(الف) نشان داده شده است. موازنه xadها بر اساس هزار کیلوگرم ماده خام میxadباشد. در همين شكل، نیازهای مربوط به سرويسxad هاي جانبی براساس مگاژول ارائه شده است. یک برگهxad جریان فرآیند بر اساس ف نxadآوری ذکر شده در بالا در شكل 8-1-(ب) آمده است.

پروپوزال پایان نامه مقالهISI صنایع غذایی...