Đồ án sản xuất đường nha từ khoai lang

gĩp phần quan trọng trong dinh dưỡng của con người, nhất là các nước đang phát t Bảng 1:Thành phần hố học của khoai lang Khoai lang ở Việt Nam có hàm lượng chất khô biến động từ 19,2-33,

I NGUYÊN LIỆU 5

1 Sơ lược về khoai lang 5

2 Phân loại khoai lang 5

3 Mùa vụ 6

4 Thành phân hóa học và giá trị dinh dưỡng 6

5.Bảo quản 11

6 Tiêu chuẩn của khoai lang trong sản xuất đường nha .12

II QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

III THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 13

1 Ngâm 13

1.1 Mục đích công nghệ 13

1.2 Các biến đổi 13

1.3 Phương pháp thực hiện 13

1.4 Thiết bị 13

2 Rửa 13

2.1 Mục đích công nghệ 13

2.2 Các biến đổi 13

2.3 Thiết bị 14

3 Nghiền 15

3.1 Mục đích công nghệ 15

3.2 Các biến đổi 15

3.3 Thiết bị 15

3.4.Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất nghiền 16

4 Phối trộn – Hồ hóa – Dịch hóa 17

4.1 Quy trình 1 (Dịch hóa ở nhiệt độ thấp 105 – 1080C )17 4.1.1 Phối trộn 17

4.1.1.1 Mục đích công nghệ 17

4.1.1.2.Các biến đổi 17

4.1.1.3 Phương pháp thực hiện 17

4.1.1.4 Thiết bị 18

4.1.2 Hồ hóa 18

4.1.2.1 Mục đích công nghệ 18

4.1.2.2.Các biến đổi 18

4.1.2.3 Phương pháp thực hiện 19

4.1.3 Dịch hóa 19

4.1.3.1 Mục đích công nghệ 19

4.1.3.2.Các biến đổi 19

4.1.3.3 Phương pháp thực hiện 20

4.1.3.4 Thiết bị 20

4.2 Quy trình 2 (Dịch hóa ở nhiệt độ thấp 150 – 1600C )20 4.2.1 Phối trộn 21

4.2.1.1 Mục đích công nghệ 22

4.2.1.2.Các biến đổi 22

4.2.1.3 Phương pháp thực hiện 22

4.2.1.4 Thiết bị 22

4.2.2 Hồ hóa 22

4.2.2.1 Mục đích công nghệ 22

4.2.2.2.Các biến đổi 22

4.2.2.3 Phương pháp thực hiện 22

4.2.3 Dịch hóa 23

4.2.3.1 Mục đích công nghệ 23

4.2.3.2.Các biến đổi 23

4.2.3.3 Phương pháp thực hiện 24

4.2.3.4 Thiết bị 24

5 Làm nguội 26

5.1 Mục đích công nghệ 26

5.2 Các biến đổi 26

5.3 Phương pháp thực hiện 26

5.4 Thiết bị 26

6 Đường hóa 27

6.1 Mục đích công nghệ 27

6.2 Các biến đổi 27

6.3 Phương pháp thực hiện 28

6.4 Thiết bị 28

7 Tẩy màu 28

7.1 Mục đích công nghệ 28

7.2 Các biến đổi 28

7.3 Phương pháp thực hiện 29

7.4 Thiết bị 29

8 Lọc 29

8.1 Mục đích công nghệ 29

8.2 Các biến đổi 29

8.3 Phương pháp thực hiện 30

8.4 Thiết bị 30

9 Trao đổi ion 30

9.1 Mục đích công nghệ 30

9.2 Các biến đổi 30

9.3 Phương pháp thực hiện 31

9.4 Thiết bị 31

10 Lọc an toàn 32

10.1 Mục đích công nghệ 32

10.2 Các biến đổi 32

10.3 Phương pháp thực hiện và thiết bị 32

11 Chỉnh pH 32

11.1 Mục đích công nghệ 32

11.2 Các biến đổi 32

11.3 Phương pháp thực hiện 32

12.Cô đặc chân không 32

12.1 Mục đích công nghệ 32

12.2 Các biến đổi 33

12.3 Phương pháp thực hiện 33

12.4 Nguyên tắc hoạt động 34

12.Rót sản phẩm 34

12.1 Mục đích công nghệ 34

12.2 Các biến đổi 34

12.3 Phương pháp thực hiện 34

IV SO SÁNH HAI QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 35

V SẢN PHẨM 36

VI THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ & HƯỚNG NGIÊN CỨU HIỆN NAY 39

A Sản xuất maltodextrin và glucose syrup từ tinh bột chuối trên qui mô phòng thí nghiệm 39

1 Giới thiệu 39

2 Nguyên liệu và phương pháp 40

2.1 Trích ly tinh bột 40

2.2 Chuẩn bị maltodextrin 40

2.3 Chuẩn bị glucose syrup từ tinh bột chuối 41

2.4 Phương pháp phân tích 41

2.4.1 Maltodextrin 41

2.4.2 Glucose syrup 42

3 Kết luận 43

B Sản xuất glucose syrup bằng cách sử dụng malt thóc và enzym amyloglucosidase trong thủy phân tinh bột sắn 44

1 Giới thiệu 44

2 Nguyên liệu và phương pháp 45

2.1 Chuẩn bị dịch chiết malt 45

2.2 Xác định năng lực của enzym trong malt thóc 45

2.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ RME đến quá trình dịch hóa 45

2.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ AMG đến quá trình

đường hóa 46

2.2.3 Các bố trí thí nghiệm và phân tích thống kê 46

3 Kết quả và bàn luận 46

3.1 Ản hưởng của nồng độ enzym lên tốc độ phản ứng 48

3.2 Ảnh hưởng của sự kết hợp và nồng độ enzym lên hàm lượng đường 50

3.3 Dùng HPLC cho phân tích dịch thủy phân tinh bột .52

C Kỹ thuật phân tách sắc ký trong qui trình sản xuất glucose syrup 52

1 Giới thiệu 52

2 Nhựa làm cột trụ phân tách 52

2.1 Dạng ion làm nhựa 53

2.2 Đặc tính chính của nhựa ảnh hưởng đến chất lỏng phân tách 54

3 Hệ thống phân tách sắc ký liên tục 55

a) Những đòi hỏi cơ bản của quá trình phân tách sắc ký có qui mô công nghiệp sử dụng nhựa như là chất trung gian phân tách 57

b) Mô tả các hệ thống FAST khác nhau: SMB, SMB nhều giai đoạn, SSMB, dãy liên tục mới 57

3.1 SMB 57

3.2 Qui trình SMB nhiều giai đoạn 58

3.3 SSMB 58

3.4 New sequential multiprofile process 58

c) Hiệu quả phân tách tiêu biểu 59

3.5 Phân xưởng công nghiệp 59

3.5.1 Đòi hỏi về chất lượng của nguyên liệu và nước rửa 60

3.5.2 Ứng dụng kỹ thuật cột 60

4 Mạng lưới phân bố và thu nhận 61

PHỤ LỤC 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

I NGUYÊN LIỆU

1 Sơ lược về khoai lang

Khoai lang có tên khoa học là Ipomoea batatas, thuộc họ Convolvulaceae, là loài cây thân thảo dạng dây leo sống lâu năm, có các lá mọc so le hình tim hay xẻ thùy chân vịt, các hoa có tràng hợp và kích thước trung bình Rễ củ ăn được có hình dáng thuôn dài và thon, lớp vỏ nhẵn nhụi có màu đỏ, tím, nâu hay trắng Lớp cùi thịt có màu trắng, vàng, cam hay tím Khoai lang có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới Châu Mỹ, được con người trồâng cách đây trên 5000 năm Ngày nay khoai lang được trồng rộng khắp trong các khu vực nhiệt đới và ôn đới ấm

Khoai lang được đưa vào nước ta từ đảo Luzon của Philippin vào cuối đời nhà Minh đô hộ nước ta Như vậy cây khoai lang là cây nhập nội vào Việt Nam đến nay khoảng 445 năm vào được trồng đầu tiên ở Thanh Hóa- một tỉnh luôn có diện tích trồng khoai lang lớn nhất nước ta từ trước tới nay.

Khoai lang được sử dụng một cách rộng rãi do:

-Khoai lang là cây dễ trồng, có tính thích ứng và đề kháng rất mạnh Điều kiện khí hậu, thời tiết, đất đai

ở Việt Nam cho phép trồng được nhiều vụ khoai lang một năm mà vẫn cho năng suất thu hoạch khá cao -Nông dân Việt Nam có những kinh nghiệm lâu đời và quí báu trong nghề trồng khoai lang

-Khoai lang có thời vụ sinh trưởng tương đối ngắn, có tiềm lực năng suất lớn, hơn nữa giống khoai lang ở nước ta rất phong phú.

-Về mặt dinh dưỡng, khoai lang chứa nhiều chất dinh dưỡng, dễ tiêu hóa, nhiều năng lượng, nhiều vitamin (nhất là vitamin A).

2 Phân loại khoai lang:

Khoai lang có nhiều loại:

 Loại to, vỏ trắng, ruột trắng hoặc vàng

sẫm, nhiều bột.

 Khoai lang bí : củ dài, vỏ đỏ, ruột vàng

tươi.

 Khoai lang củ dài, vỏ đỏ, ruột vàng

 Khoai lang ngọc nữ : vỏ tím, ruột tím

Hình 1: Một số loại khoai lang

3 Mùa vụ :

Trong 8 vùng trải dài của đất nước ta, xét cả 3 mặt : diện tích, năng suất và sản lượng cây khoai lang, ta có 3 vùng chủ lực là: đồng bằng sông Hồng, Đông Bắc và Bắc Trung Bộ Trong đó vùng Bắc Trung Bộ có diện tích và sản lượng khoai lang cao nhất Vùng đồng bằng sông Hồng chiếm ưu thế về năng suất Cụ thể mùa vụ được trồng như sau:

Khoai lang vụ đơng xuân : trồng tháng 11-12, thu họach tháng 4-5

Diện tích khoai lang vụ đơng xuân chiếm tương đối lớn so với diện tích trồng khoai cả nước Nĩi chung vụ đơng xuân cĩ thể trồng ở tất cả các vùng, năng suất vụ này cao.

Khoai lang vụ đơng : trồng tháng 9-10, thu họach tháng 1-2

Trồng chủ yếu trên diện tích tăng vụ Trồng ở đồng bằng và trung du Bắc Bộ.

Khoai lang vụ xuân: trồng tháng 2-3, thu họach tháng 6-7 Chủ yếu trồng

ở đồng bằng và trung du Bắc Bộ.

Hình 2 : Thu hoạch khoai lang

Khoai lang vụ hè thu : trồng tháng 6-7, thu họach tháng 10-11 được trồng ở các tỉnh miền núi phía Bắc, Tây Nguyên và Đơng Nam Bộ, năng suất khá cao.

4 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng:

Củ khoai lang là sản phẩm thu họach chính, cho lượng calo là 113 calo/100 gam Thành phần dinh dưỡng của nĩ là đường, tinh bột, ngồi ra cịn cĩ các thành phần khác như protein và các vitamin (vitamin C, caroten, B1, B2 ), các chất khoáng (P, Fe, ) gĩp phần quan trọng trong dinh dưỡng của con người, nhất là các nước đang phát t

Bảng 1:Thành phần hố học của khoai lang

Khoai lang ở Việt Nam có hàm lượng chất khô biến động từ 19,2-33,6 %

4.2.Glucid

Glucid là thành phần chủ yếu của chất khơ (chiếm 80-90% hàm lượng

chất khơ) và chiếm 24-27% trọng lượng tươi Thành phần của glucid chủ yếu là đường và tinh bột, ngoài ra cịn cĩ các chất khác như pectin, cellulose, hemicellulose, chiếm số lượng ít Thành phần tương ứng của glucid khơng những

phụ thuộc vào giống và độ chín của củ mà còn phụ thuộc vào thời gian bảo quản, nấu nướng, chế biến và cĩ ảnh hưởng đáng kể đến các yếu tố chất lượng như độ cứng, độ khơ, cảm giác ngon miệng,…

Tinh bột:

Trung bình chiếm khoảng 60-70% chất khơ, tỉ lệ của tinh bột so với các hợp chất glucid khác biến động lớn Lượng tinh bột phụ thuộc vào giống, thời vụ, đất trồng, thời vụ, khoảng cách gieo trồng

Đường:

Sự biến động về hàm lượng đường tổng từ 5-10 % trọng lượng khoai lang.

Yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hàm lượng đường trong củ khoai lang

là giống, ngồi ra cịn cĩ các yếu tố khác như thời gian thu hoạch, bảo quản…

Thành phần của đường gồm saccharose, glucose, fructose, và một ít maltose.

Bảng 2: Thành phần của đường trong củ khoai lang

lượng(%) Saccharosse 5,16 ÷ 10,95%

Mỹ là 3,6% Ngồi ra cịn chứa 0,4% lignin Sporamin (chiếm 80% protein hịa tan)

và cĩ thể phân thành 2 loại là sporamin A và B

4.3 Protein:

Hàm lượng protein trong các giống khoai lang là khơng cao, trung bình khoảng 5% chất khơ Hàm lượng protein thơ khơng cao nhưng do khoai lang cĩ năng suất củ cao, nên protein thu được trên một đơn vị trồng trọt là đáng kể,

khơng thua kém các loại ngũ cốc Ngồi ra thành phần các acid amin trong protein của khoai lang khá cân đối, nhất là các acid amin khơng thay thế.

Bảng 3: Thành phần acid amin khơng thay thế của củ khoai lang

(tính theo % trọng lượng khơ của protein thơ)

Acid amin Hàm lượng(%)

Bảng 4: Thành phần vitamin của khoai lang

Thành phần Hàm lượng (mg%)

Các vitamin tập trung nhiều ở vịng ngồi của ruột củ Vỏ và phần trung tâm

củ chứa ít vitamin hơn.

4.5.Khống:

Thành phần khống trong khoai lang biến động tương đối lớn tuỳ thuộc vào loại đất trồng và phân bĩn sử dụng.

Bảng 5 : Thành phần khống chủ yếu trong khoai lang

(% so với trọng lượng tro) Thành phần Hàm lượng(%)

Khoai lang cĩ nhiều mủ, trong mủ khoai cĩ chứa sắc tố, tanin, enzym, là những chất sinh màu trong quá trình chế biến Chúng ta thường gặp hiện tượng biến màu từ nâu sang nâu sẫm rồi đen Đĩ là hiện tượng oxy hố của một số chất hữu cơ trong củ với sự tham gia của các enzym Enzym trong khoai lang tích tụ nhiều ở mầm củ.

5 Bảo quản:

Khoai lang tươi rất khĩ bảo quản do:

- Lượng nước trong củ khoai lang lớn do đĩ hoạt động sinh lý của củ khoai lang khá mạnh làm cho khối lượng chất dinh dưỡng trong củ hao hụt nhanh (40÷50% sau vài tháng bảo quản).

- Củ khoai cĩ hàm lượng đường cao, cĩ nhiều enzym hoạt động, rất dễ bị thối,

Khoai khơng ưa nĩng và cũng khơng ưa lạnh Ở nhiệt độ cao hơn 25 0 C khoai sẽ

hơ hấp mạnh, độ hoạt động của các enzym tăng, sâu hà phát triển mạnh làm khoai chĩng bị hư hỏng Bảo quản ở dưới 10 0 C thì khoai bị cĩng và nhanh chĩng bị thối nhũn Nhiệt độ và độ ẩm thích hợp để bảo quản khoai lang là khoảng 12 ÷ 15 0 C và

độ và độ ẩm trong hầm Khoai được xếp từng lớp và thành từng đống cao trong hầm Khi bảo quản hồn tồn kín trong hầm, phải điều chỉnh nhiệt độ trong phạm

vi 9÷15 0 C, cịn độ ẩm khơng vượt quá 75% mới đảm bảo chất lượng trong thời gian bảo quản.

6 Tiêu chuẩn của khoai lang trong sản xuất đường nha:

Bảng 6 : Hàm lượng các chất trong khoai lang:

 Củ khoai chắc, không bị héo, hư hại hay côn trùng cắn phá

 Chọn loại củ ruột trắng hoặc ruột vàng.

III THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

1 Ngâm

1.1 Mục đích công nghệ

– Chuẩn bị : Làm cho củ mềm ra, giảm nhẹ quá trình mài hoặc nghiền.

– Hoàn thiện: Làm bở và loại bỏ một phần tạp chất bám vào nguyên liệu

1.2 Các biến đổi

– Hòa tan sơ bộ các sắc tố, hòa tan và ngăn cách không cho các chất tannin tác dụng với oxy làm giảm màu sắc tự nhiên của sản phẩm.

1.3 Phương pháp thực hiện

Thông số kỹ thuật:

Thời gian : 4-8h tùy theo loại nguyên liệu và mức độ nhiễm bẩn từ củ.

Hóa chất sử dụng : CaO (1,5 kg/m 3 nước ngâm)

1.4 Thiết bị

Bể ngâm được xây bằng gạch hoặc bêtông Đáy bể hơi dốc để dễ dàng tháo kiệt nước và làm vệ sinh Ở góc bể sát đáy có cửa tháo nước và vòi cấp nước trên miệng bể.

2 Rửa

2.1 Mục đích công nghệ

– Chuẩn bị : Rửa sạch đất cát, đá, tạp chất…chuẩn

bị cho quá trình nghiền tiếp theo Tránh làm mòn răng máy nghiền và làm giảm hiệu suất nghiền

– Hoàn thiện : Hạn chế hiện tượng tạp chất lẫn vào tinh bột làm tăng độ tro, độ màu thành phẩm.

2.2 Các biến đổi

– Biến đổi vật lý : Sau khi rửa sẽ tách được

94-97% tổng tạp chất (cát sạn, đất đá, ) ra khỏi củ, khối lượng củ giảm còn 93-94,5%.

– Biến đổi hóa lý : Có sự tách một số chất hoà

tan trong nguyên liệu như sắc tố, tannin… vào trong nước rửa.

– Biến đổi hóa sinh : Sự hoạt động của các enzyme

oxi hóa làm đen sản phẩm.

2.3 Thiết bị

Thiết bị rửa củ thường dùng là thùng hình trụ có đục lỗ, để ngập một phần trong nước.

Hình 3 : Thiết bị rửa củ

Nguyên tắc hoạt động:

– Củ được rửa sạch dưới áp lực của nước và ma sát giữa các củ cũng như ma sát giữa củ với thành thiết bị và với cánh quay

– Củ được đảo trộn mạnh và đẩy về phía trước nhờ bàn chải trục vít

– Một dòng nước chảy qua bể ngược chiều với củ.

– Một bơm ly tâm được lắp ở một đầu của thùng và được nối với một loạt các đầu phun, nước với áp suất cao được xịt từ các đầu phun ngược với hướng chuyển động của củ, đảm bảo cho củ được rửa sạch – Hoạt động kết hợp của các dòng nước có áp suất cao, sự cọ xát của củ vào thành thiết bị và vào nhau giúp loại bớt hầu hết lớp đất đá.

Thông số kỹ thuật :

– Chiều dài thiết bị : 8m

– Chiều dài phần thanh trộn ngập nước : 3,4 m

– Khoảng cách giữa 2 cánh kế tiếp : 40 – 80 mm

– Năng suất theo nguyên liệu : 175 tấn/ ngày

– Đường kính (chiều rộng) thiết bị : 0,8 – 1,2 m

Tùy thuộc mức độ và đặc tính tạp chất của nguyên liệu mà thời gian rửa có thể từ 8-15 phút, chi phí nước rửa từ 2-4 tấn / 1 tấn nguyên liệu.

3 Nghiền

3.1 Mục đích công nghệ

Khai thác : Quá trình nghiền nhằm mục đích phá vỡ màng tế bào khoai lang để giải phóng tinh bột khỏi tế bào Đây là khâu quan trọng nhất trong việc quyết định hiệu suất thu hồi tinh bột Sự phá vỡ màng tế bào càng triệt để thì hiệu suất tách tinh bột càng cao.

3.2 Các biến đổi

– Biến đổi vật lí : Có sự thay đổi kích thước của

nguyên liệu Tế bào tinh bột bị phá vỡ giải phóng tinh bột dưới dạng những hạt có kích thước nhỏ Nguyên liệu bây giờ là khối bột nhão mịn có độ ẩm khoảng 80% (độ mịn khác nhau tuỳ theo công nghệ và thiết bị sử dụng).

– Biến đổi hoá sinh : Khi xé nát vỏ tế bào,

các enzyme trong tế bào cũng được giải phóng và có điều kiện hoạt động, nhất là các enzyme thuỷ phân tinh bột , enzyme oxi hoá khử như polyphenol oxidase sẽ làm sẫm màu sản phẩm.

– Biến đổi sinh học : Vì củ rửa sạch trước khi

nghiền và thời gian không quá lâu nên sự phát triển của vi sinh vật là không đáng kể.

3.3 Thiết bị

Ta sử dụng máy nghiền Jahn có roto làm bằng thép với đường kính từ 40-50 cm, độ dài từ 30-50 cm Các lưỡi dao răng cưa được bố trí dọc theo các rãnh được khắc xung quanh chu vi của trống Lưỡi dao có 8-10 răng cưa/cm, đặt cách xa nhau 6-10 mm, cao hơn bề mặt khoảng 1mm.

Tốc độ quay tối ưu của roto :1000 vòng/phút.

Hiệu suất nạo sau lần nạo đầu tiên : 85%.

Hiệu suất nạo tổng thể sau lần nạo thứ cấp : 90%.

Hình 4 : Cấu tạo thiết bị nghiền

Nguyên tắc hoạt động :

Nhờ sự cọ xát liên tục giữa các lưỡi dao mà các tế bào khoai lang bị phá vỡ, trong đó một lượng lớn hạt tinh bột được giải phóng.

Thông số kỹ thuật :

– Tốc độ quay : 1000 – 2000 vòng/phút

– Tốc độ tang quay : 50m/s

– Đường kính tang quay : 0,4 – 0,7m

– Số lượng búa nghiền

– Kích thước lỗ lưới

– Lưỡi cưa thường được chế tạo bằng thép dẻo, cứng, dày 0,8mm, chiều cao răng 2mm, trên 1cm có 8 răng.

– Năng suất khoảng 10 tấn củ khoai lang tươi mỗi ngày.

3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nghiền.

 Số vòng quay: số vòng quay càng lớn thì hiệu suất nghiền càng cao.

 Lỗ lưới nhỏ thì hiệu suất nghiền lớn nhưng năng suất giảm và chi phí năng lượng tăng cao.

 Chất lượng búa nghiền

4 Phối trộn – hồ hóa – dịch hóa

4.1.Quy trình 1 (dịch hóa ở nhiệt độ thấp 105÷108

4.1.1 Phối trộn

4.1.1.1 Mục đích công nghệ

Chuẩn bị: Nhằm tăng độ phân tán của dịch huyền phù, chuẩn bị cho quá trình hồ hóa tiếp theo.

4.1.1.2 Các biến đổi

Biến đổi vật lý:

- Hệ số dẫn nhiệt tăng.

- Sự phân tán của các hạt tinh bột tăng.

Biến đổi hóa lý:

- Hạt tinh bột hấp thu một lượng nhỏ nước 50% nước) nhưng chưa trương nở.

(25 Trạng thái của nguyên liệu sau khuấy trộn ở dạng huyền phù.

- Tăng khả năng tiếp xúc giữa hạt tinh bột và nước.

Biến đổi cảm quan: sự thay đổi trạng thái của dịch bột.

Các biến đổi còn lại không đáng kể.

4.1.1.3 Phương pháp thực hiện

 Phối trộn nguyên liệu với nước theo tỉ lệ 1:3(m/m).

 Chỉnh pH của hỗn hợp về 5,8 – 6,2 là pH tối thích của - amylase sử dụng trong qui trình.

 Bổ xung CaCl2 / Ca(OH)2 để nồng độ Ca 2+ đạt 100ppm để duy trì hoạt tính của - amylase trong quá trình thủy phân.

 Bổ xung chế phẩm - amylase từ Bacillus

licheniformis và Bacillus stearothermophilus Chúng

xúc tác thủy phân tinh bột ở nhiệt độ rất cao: 95÷100 0 C Còn ở nhiệt độ 105÷108 0 C, hoạt tính của nhóm enzyme này giảm nhưng không bị vô hoạt hoàn toàn.

Quá trình được thực hiện trong thùng khuấy có cánh trộn với tốc độ quay 20 v/ph.

Thông số kỹ thuật:

(1500Ukg -1 hàm lượng chất khô)

Lượng ion Ca 2+ 100ppm

4.1.1.4 Thiết bị

Thiết bị hình trụ có trang bị cánh khuấy.

4.1.2 Hồ hóa

4.1.2.1.Mục đích công nghệ

Chuẩn bị: hòa tan những hạt tinh bột có kích thước nhỏ thành dung dịch nhớt sền sệt, các hạt hút nước và trương nở tối đa tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình dịch hóa.

4.1.2.2.Các biến đổi

Biến đổi vật lý :

- Độ nhớt tăng cực đại.

- Hạt tinh bột trương nở tối đa.

- Nhiệt độ của dung dịch tăng.

- Nồng độ chất khô tăng.

Biến đổi hóa học : xảy ra sự hydrate hóa các nhóm hydroxyl tự do và tạo thành liên kết hydro với nước.

H H

R O O O R

H H

Biến đổi hóa ly ù:

- Hạt tinh bột tiếp tục hấp thu nước, khi nhiệt độ càng tăng thì khả năng hút nước càng tăng, lên đến 2500% nước.

- Hệ chuyển từ dạng huyền phù sang dung dịch nhớt đồng nhất.

- Tăng khả năng hòa tan.

Biến đổi cảm quan : màu sắc từ đục chuyển sang trong hơn.

Biến đổi sinh học : không đáng kể.

4.1.2.3.Phương pháp thực hiện

Quá trình hồ hóa được thực hiện trong thiết bị cooker bằng cách phun hơi nước trực tiếp vào tinh bột.

jet-Ưu điểm của phương pháp này là quá trình hồ hóa xảy ra nhanh hơn, đồng đều và nhiệt độ không bị tăng cục bộ.

Thông số kỹ thuật

4.1.3.1 Mục đích công nghệ

Chuẩn bị:

 Phá bung hạt tinh bột, thủy phân một phần tinh bột tạo những mạch dextrin có chiều dài mạch ngắn hơn

 Giảm độ nhớt của dịch hồ hóa tạo điều kiện cho ß- amylase phân cắt tốt hơn trong giai đoạn đường hóa tiếp theo.

4.1.3.2.Các biến đổi

Biến đổi vật lý:

- Độ nhớt giảm.

- Khả năng truyền nhiệt tăng (do kích thước phân tử nhỏ hơn).

- Nồng độ chất khô tăng.

Biến đổi hóa học:

- Hạt tinh bột bị phá bung, phá vỡ các liên kết hydro giữa nước và các sợi tinh bột.

- Phản ứng Maillard giữa đường và acid amin tạo ra sản phẩm có màu.

Biến đổi hóa lý:

- Sự bốc hơi nước.

- Khả năng hòa tan của tinh bột tăng.

Biến đổi hóa sinh: - amylase hoạt động cắt các mạch amylose và amylopectin thành các dextrin mạch ngắn có khả năng hòa tan Sản phẩm thủy phân trong giai đoạn này chủ yếu là dextrin.

Biến đổi sinh học: vi sinh vật bị ức chế hoặc tiêu diệt.

4.1.3.3.Phương pháp thực hiện

Quá trình này bắt đầu từ thiết bị jet-cooker, hỗn hợp sẽ được gia nhiệt lên 105÷108 o C, sau đó hỗn hợp được chuyển sang các cột lưu cao áp có bảo ôn nhiệt trong thời gian 5÷10 phút Chỉ số DE của hỗn hợp sau giai đoạn xử lý nhiệt khá thấp ( DE = 1÷2 ) Tiếp theo, hỗn hợp được đưa qua thiết bị dạng ống lồng ống để làm nguội về 95÷100 o C rồi đi vào thiết bị dịch hóa Thời gian lưu hóa của khối hồ tinh bột trong thiệt bị dịch hóa là từ 1÷2 giờ Phần hoạt tính còn lại

cụa cheâ phaơm - amylase chòu nhieôt seõ tieâp túc xuùc taùc thụy phađn tinh boôt ñeơ laøm giạm ñoô nhôùt, ñoăng thôøi giuùp phaù vôõ hoan( toaøn caâu truùc hát tinh boôt, chuyeơn cô chaât sang dáng hoøa tan ñeơ chuaơn bò cho quaù trình ñöôøng hoùa tieâp theo.

Thođng soâ kyõ thuaôt :

Bạng 9 Nhieôt ñoô trong coôt löu 105 o C Nhieôt ñoô trong thieât bò

Caẫu táo: thieât bò goăm moôt

oâng huyeăn phuø tinh boôt vaø

moôt oâng hôi giao nhau qua moôt

khe hình cođn, hôi ñöôïc phun tröïc

tieâp vaøo huyeăn phuø tinh boôt,

löôïng hôi vaøo ñöôïc ñieău chưnh

bôûi van qua heô thoâng khí neùn.

Nguyeđn taĩc hoát ñoông:

huyeăøn phuø tinh boôt ñöôïc bôm

cöôõng böùc vaøo thieât bò vaø

tieâp xuùc tröïc tieâp vôùi hôi, hôi

nöôùc khi tieâp xuùc vôùi tinh boôt

coù nhieôt ñoô thaâp hôn seõ

ngöng tú moôt phaăn nhöng haău

heât hôi nöôùc vaên coøn ôû aùp suaât cao neđn vaên cung caâp löôïng nhieôt ñeơ nađng nhieôt ñoô leđn nhaỉm hoă hoùa dung dòch Thôøi gian löu trong thieât bò jet-cooker raât ngaĩn Löôïng tinh boôt ñöôïc hoă hoùa moôt phaăn seõ baíng qua moôt daõy caùc coôt löu cao aùp ñeơ duy trì nhieôt ñoô ôû

105 – 108 0 C vaø ñöôïc giöõ trong 5÷10phuùt

Hình 5 : Caâu táo thieât bò

jet-cooker

Chú ý: thiết bị jet-cooker và các cột lưu thực hiện

hai nhiệm vụ: hồ hóa hoàn toàn và phá bung toàn bộ hạt tinh bột bắt đầu giai đoạn dịch hóa.

b Thiết bị dịch hóa

Cấu tạo: thiết bị là một thùng kín, vỏ ngoài có áo

cách nhiệt, trong thùng được chia làm nhiều ngăn, mỗi ngăn có cánh khuấy nối chung với một trục được dẫn bởi động cơ.

Nguyên tắc hoạt động: đây là thiết bị hoạt động

liên tục, dịch được bơm từ cột lưu vào thùng dịch hóa, thùng dịch hóa khi đầy dung dịch sẽ được bơm từ từ sang thùng đường hóa, khi đó dung dịch sẽ đi từ trên xuống qua mỗi ngăn theo ống trung tâm Do vậy dung dịch sẽ được lưu một thời gian cố định trong thùng, áo cách nhiệt phía ngoài nhằm giữ nhiệt độ dịch hóa đảm bảo 95 o C và dịch luôn được đảo trộn liên tục bởi cánh khuấy.

Hình 6: Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị dịch

hóa

4.2Quy trình 2 (dịch hóa ở nhiệt độ cao 150÷160

4.2.1 Phối trộn

4.2.1.1 Mục đích công nghệ

Chuẩn bị: Nhằm tăng độ phân tán của dịch huyền phù, chuẩn bị cho quá trình hồ hóa tiếp theo.

4.2.1.2 Các biến đổi

Biến đổi vật lý:

- Hệ số dẫn nhiệt tăng.

- Sự khuếch tán của các hạt tinh bột tăng.

Biến đổi hóa lý:

- Hạt tinh bột hấp thu một lượng nhỏ nước một cách thuận nghịch (25-50% nước) nhưng chưa trương nở.

- Trạng thái của nguyên liệu sau khuấy trộn ở dạng huyền phù.

- Tăng khả năng tiếp xúc giữa hạt tinh bột và nước.

Biến đổi cảm quan: sự thay đổi trạng thái của dịch bột.

Các biến đổi còn lại không đáng kể.

4.2.1.3 Phương pháp thực hiện

 Phối trộn nguyên liệu với nước theo tỉ lệ

4.2.2.1.Mục đích công nghệ

Chuẩn bị: hòa tan những hạt tinh bột có kích thước nhỏ thành dung dịch nhớt sền sệt, các hạt hút nước và trương nở tối đa tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình dịch hóa.

4.2.2.2.Các biến đổi

Biến đổi vật lý :

- Độ nhớt tăng cực đại.

- Hạt tinh bột trương nở tối đa.

- Nhiệt độ của dung dịch tăng.

- Nồng độ chất khô tăng.

Biến đổi hóa học : xảy ra sự hydrate hóa các nhóm hydroxyl tự do và tạo thành liên kết hydro với nước.

H H

R O O O R

H H

Biến đổi hóa ly ù:

- Hạt tinh bột tiếp tục hấp thu nước, khi nhiệt độ càng tăng thì khả năng hút nước càng tăng, lên đến 2500% nước.

- Hệ chuyển từ dạng huyền phù sang dung dịch nhớt đồng nhất.

- Tăng khả năng hòa tan.

Biến đổi cảm quan : màu sắc từ đục chuyển sang trong hơn.

Biến đổi sinh học : không đáng kể.

4.2.2.3Phương pháp thực hiện

Quá trình hồ hóa được thực hiện trong thiết bị cooker bằng cách phun hơi nước trực tiếp vào tinh bột.

jet-Ưu điểm của phương pháp này là quá trình hồ hóa xảy ra nhanh hơn, đồng đều và nhiệt độ không bị tăng cục bộ.

Thông số kỹ thuật

 Giảm độ nhớt của dịch hồ hóa tạo điều kiện cho ß- amylase phân cắt tốt hơn trong giai đoạn đường hóa tiếp theo.

4.2.3.2.Các biến đổi

Biến đổi vật lý:

- Độ nhớt giảm.

- Khả năng truyền nhiệt tăng (do kích thước phân tử nhỏ hơn).

- Nồng độ chất khô tăng.

Biến đổi hóa học:

- Hạt tinh bột bị phá bung hoàn toàn, phá vỡ các liên kết hydro giữa nước và các sợi tinh bột.

- Phản ứng Maillard giữa đường và acid amin tạo ra sản phẩm có màu.

Biến đổi hóa lý:

- Sự bốc hơi nước.

- Khả năng hòa tan của tinh bột tăng.

Biến đổi hóa sinh: - amylase hoạt động cắt các mạch amylose và amylopectin thành các dextrin mạch ngắn có khả năng hòa tan Sản phẩm thủy phân trong giai đoạn này chủ yếu là dextrin.

Biến đổi sinh học: vi sinh vật bị ức chế hoặc tiêu diệt.

4.2.3.3.Phương pháp thực hiện

Quá trình này bắt đầu từ thiết bị jet-cooker, hỗn hợp sẽ được gia nhiệt trực tiếp bằng cách sục hơi để hỗn hợp đạt 150÷160 0 C Đưa hỗn hợp qua hệ thống cột lưu cao áp có bảo ôn nhiệt, thời gian lưu trong hệ thống này là 4÷8 phút Đây là thời gian dịch hóa tinh bột, sử dụng nhiệt độ và áp suất cao có tác dụng phá vỡ toàn bộ cấu trúc hạt tinh bột cũng như những liên kết giữa các phân tử amylose và amylopectin với những tạp chất khác có trong hạt.

Sau đó tiến hành làm nguội hỗn hợp về 95÷100 0 C rồi đưa hỗn hợp vào thiết bị thủy phân Chỉnh pH hỗn hợp về 5,8÷6,2 , bổ sung Ca 2+ nồng độ 100ppm và chế phẩm - amylase chịu nhiệt( như quy trình 1 ) Quá trình thủy phân sẽ kéo dài từ 30÷60 phút.

Thông số kỹ thuật

Bảng 11 Nhiệt độ trong cột lưu 150÷16

0 0 C Nhiệt độ trong thiết bị

thụy phađn phuùt

4.2.3.4Thieât bò

a Thieât bò hoă hoùa vaø dòch hoùa

jet-cooker 

Caẫu táo: thieât bò goăm moôt oâng huyeăn phuø tinh

boôt vaø moôt oâng hôi giao nhau qua moôt khe hình cođn, hôi ñöôïc phun tröïc tieâp vaøo huyeăn phuø tinh boôt, löôïng hôi vaøo ñöôïc ñieău chưnh bôûi van qua heô thoâng khí neùn.

Nguyeđn taĩc hoát ñoông: huyeăøn phuø tinh boôt ñöôïc

bôm cöôõng böùc vaøo thieât bò vaø tieâp xuùc tröïc tieâp vôùi hôi, hôi nöôùc khi tieâp xuùc vôùi tinh boôt coù nhieôt ñoô thaâp hôn seõ ngöng tú moôt phaăn nhöng haău heât hôi nöôùc vaên coøn ôû aùp suaât cao neđn vaên cung caâp löôïng nhieôt ñeơ nađng nhieôt ñoô leđn nhaỉm hoă hoùa dung dòch Thôøi gian löu trong thieât bò jet-cooker raât ngaĩn Löôïng tinh boôt ñöôïc hoă hoùa moôt phaăn seõ baíng qua moôt daõy caùc coôt löu cao aùp ñeơ duy trì nhieôt ñoô ôû 150 – 160 0 C vaø ñöôïc giöõ trong thôøi gian 4÷8 phuùt.

c Thieât bò thụy phađn

Caâu táo: thieât bò laø moôt thuøng kín, voû ngoaøi coù aùo

caùch nhieôt, trong thuøng ñöôïc chia laøm nhieău ngaín, moêi ngaín coù caùnh khuaây noâi chung vôùi moôt trúc ñöôïc daên bôûi ñoông cô.

Nguyeđn taĩc hoát ñoông: ñađy laø thieât bò hoát ñoông

lieđn túc, dòch ñöôïc bôm töø coôt löu vaøo thuøng dòch hoùa, thuøng dòch hoùa khi ñaăy dung dòch seõ ñöôïc bôm töø töø sang thuøng ñöôøng hoùa, khi ñoù dung dòch seõ ñi töø tređn xuoâng qua moêi ngaín theo oâng trung tađm Do vaôy dung dòch seõ ñöôïc löu moôt thôøi gian coâ ñònh trong thuøng, aùo caùch nhieôt phía ngoaøi nhaỉm giöõ nhieôt ñoô dòch hoùa ñạm bạo 95÷100 0 C vaø dòch luođn ñöôïc ñạo troôn lieđn túc bôûi caùnh khuaây.

Hình 7: Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị thủy

phân

5 Làm nguội

5.1 Mục đích công nghệ

Chuẩn bị: tạo điều kiện tối thích cho quá trình đường hóa tiếp theo.

5.2 Các biến đổi

Nhiệt độ của dung dịch giảm, enzym vẫn tiếp tục hoạt động Do nhiệt độ thay đổi không lớn nên các biến đổi khác không đáng kể.

5.3 Phương pháp thực hiện

Truyềøn nhiệt gián tiếp bằng thiết bị truyền nhiệt dạng bản, tác nhân trao đổi nhiệt là nước lạnh.

Thông số kỹ thuật:

Bảng 12 Nhiệt độ dịch đường trước

Nhiệt độ của dịch đường 5060 o C

sau khi làm nguội

5.4 Thiết bị

Đây là loạ i thiết bị truyền nhiệt kiểu có bề mặt truyền nhiệt phẳng, gồm những tấm bản ghép thành hộp rỗng nhiều ngăn Chúng có những lỗ nối nhau tương ứng để tạo thành lối chuyển động riêng cho từng lưu chất Dịch đường và nước lạnh sẽ đi trong những khoang xen kẽ nhau Giữa các tấm bản có dùng các tấm đệm kín để đảm bảo ngăn cách hai lưu chất Bên ngoài có hệ thống các thanh giằng có các van để ghép chặt các tấm bản.

Ưu điểm: diện tích bề mặt rất lớn so với thiết bị

truyền nhiệt dạng ống hay dạng vỏ áo, nhờ đó mà quá trình làm nguội diễn ra nhanh chóng, kích thước thiết bị nhỏ gọn Có thể thay đổi khả năng truyền nhiệt một cách dễ dàng bằng cách thay đổi số bản truyền nhiệt trong khung.

Nhược điểm: không thể bảo đảm độ kín tuyệt đối

giữa các khoang nhờ vào các tấm đệm Do đó nó chỉ thích hợp đối với những dòng lưu chất có tốc độ tương đối nhỏ và áp suất tương đối thấp.

6 Đường hóa6.1 Mục đích công

nghệ

6.2 Các biến đổi

Vật lý:

- Giảm độ nhớt.

- Tăng khả năng truyền nhiệt.

- Tăng hàm lượng chất khô.

- Phản ứng Maillard là phản ứng ngưng tụ giữa đường khử và amino axit tạo thành các chất màu làm sẫm màu dịch thuỷ phân.

Hóa sinh: có tương tác đồng thời của - amylase và  -amylase (sử dụng chế phẩm Fungamyl ) lên các mạch polysaccharide và oligosaccharide, tạo hỗn hợp sản phẩm gồm maltose, glucose, triose và các oligosaccharide khác

6.3 Phương pháp thực hiện

Dung dịch đường sau khi làm nguội sẽ được đưa vào thiết bị đường hóa Lúc này cần điều chỉnh pH để tạo môi trường hoạt động tối ưu cho Fungamyl Sau đó

bổ sung lượng Fungamyl cần thiết Dung dịch được lưu lại trong thiết bị trong khoảng thời gian cần thiết để đường hĩa đến DE thích hợp Trong quá trình đường hóa, cần phải đảo trộn dung dịch liên tục.

Nói chung, thời gian, nhiệt độ, pH và lượng enzym cần cho quá trình đường hóa phụ thuộc vào nguồn gốc enzym, hoạt độ của chúng và yêu cầu độ tinh khiết của dịch đường hóa.

Thông số kỹ thuật:

Bảng 13 Nhiệt độ 5060 o C

Lượng

-1 hàm lượng chất khô

Lượng

Ca 2+ 50ppm (không cần bổ

sung thêm) Thời gian 48h

6.4 Thiết bị

Thiết bị đường hóa có cấu tạo tương tự thiết bị dịch hóa.

7 Tẩy màu

7.1 Mục đích công nghệ

Hoàn thiện các giá trị cảm quan: làm tăng độ trong của sản phẩm, đưa sản phẩm về màu tiêu chuẩn là màu vàng nhạt đến không màu

7.2 Các biến đổi

Vật lý: khối lượng dung dịch tăng do bổ sung than

hoạt tính.

Hóa lý:

- Sự phân tán các hạt than hoạt tính trong dung dịch tăng khả năng tiếp xúc của nó với dung dịch.

- Sự hấp phụ các chất màu lên trên bề mặt của than hoạt tính.

Hóa sinh: hai enyzym vẫn còn hoạt động.

Cảm quan: dịch đường trở thành dạng huyền phù do

có chứa các bụi than hoạt tính

Sinh học và hóa học: không đáng kể.syrup

7.3 Phöông phaùp thöïc hieôn

Quaù trình taơy maøu ñöôïc thöïc hieôn ngay trong thieât bò ñöôøng hoùa Sau khi ñöôøng hoùa, syrup ñöôïc gia nhieôt ñeân nhieôt ñoô thích hôïp Sau ñoù, boơ sung löôïng than hoát tính caăn thieât ñeơ haâp phú moôt phaăn caùc chaât mang maøu.

Khi duøng than hoát tính ñeơ taơy maøu caăn phại coù quaù trình lóc tieân haønh ngay sau ñoù.

Loái than hoát tính thöôøng söû dúng coù theơ ôû dáng boôt hoaịc dáng hát ñöôïc sạn xuaât töø goê, than ñaù, than coâc daău moû, lignite, voû döøa….

Löôïng than phú thuoôc vaøo chaât löôïng tinh boôt, yeđu caău laøm sách vaø hoát ñoô cụa than.

8.2 Caùc bieân ñoơi

Bieân ñoơi vaôt lyù:

- Giạm khoâi löôïng dòch ñöôøng do loái boû phaăn baõ.

- Tư tróng giạm.

- Heô soâ truyeăn nhieôt taíng.

Bieân ñoơi hoùa lyù: thay ñoơi soẫ pha, taùch rieđng pha

raĩn vaø pha loûng

Biến đổi cảm quan: sản phẩm thu được trong hơn

trước khi lọc.

Biến đổi hóa học, hóa sinh và sinh học: không đáng

kể.

8.3 Phương pháp thực hiện

Ta thực hiện lọc dịch đường bằng phương pháp lọc ép, lọc dưới tác dụng của áp suất.

8.4 Thiết bị

Sử dụng thiết bị lọc áp lực gồm nhiều tấm lưới đặt song song, những tấm lưới này đều được bọc vải bên ngoài.

Nguyên tắc hoạt động

- Trước khi thực hiện

quá trình lọc, cần có

quá trình làm áo cho

bàn lọc, tức là tạo

một lớp bột trợ lọc

trên vải lọc, bột trợ

lọc giúp tạo thành

những khoảng trống

theo đường zíc zắc tạo

trở lực ngăn cản bã

mà không làm tăng áp lực, giúp quá trình lọc không bị nghẽn.

Hình 10: Thiết bị lọc ép

- Dịch đường được bơm vào buồng lọc, dưới áp lực của bơm dịch đường sẽ băng qua vải lọc thông qua lớp bột trợ lọc đi vào khoang lọc Các khoang lọc được nối chung với nhau qua một đường ống bên dưới để dẫn dịch đường sạch ra ngoài.

- Sau khi lọc xong, cần tiến hành vệ sinh vải lọc và buồng lọc.

9 Trao đổi ion

9.1 Mục đích công nghệ

Hoàn thiện sản phẩm: dịch đường qua các cột trao đổi ion để tách bớt một số cation (Ca 2+ , Na + , Mg 2+ …), anion (Cl - , SO4 2- ) và một số chất hữu cơ.

9.2 Các biến đổi

Biến đổi hóa học và hóa lý:

Các phản ứng trao đổi ion xảy ra tại các cột:

- Cột 1: là cationit loại acid mạnh có nhóm chức

là -SO3H, có tác dụng trao đổi cation, chuyển các muối thành các acid tương ứng:

RSO3H + NaCl = RSO3Na + HCl 2RSO3H + CaSO4 = (RSO3)2Ca + H2SO4

- Cột 2: là anionit loại bazơ yếu có nhóm chức là

–NR3, có tác dụng trao đổi anion, hấp thụ các acid mạnh đồng thời hấp thụ các chất hữu cơ, chất màu:

NR3 + HCl NR3HCl NR3 + H2SO4 (NR3)2H2SO4

nhóm chức là –SO 3 H và anionit loại bazơ mạnh có nhóm chức là –OH để loại bỏ những ion đã bị rò rỉ qua hai cột đầu đồng thời hấp thụ cả những acid yếu mà khơng được hấp thụ bởi hai cột trên.

Trao đổi anion:

ROH + NaCl = RCl + NaOH 2ROH + CaSO4 = R2SO4 + Ca(OH)2 Trao đổi cation:

ROH + HCl = RCl + H2O 2ROH + H2SO4 = R2SO4 + 2H2O Phản ứng ở đây không phải là thuận nghịch Trao đổi cation:

RSO3H + NaCl = RSO3Na + HCl 2RSO3H + CaSO4 = (RSO3)2Ca + H2SO4

9.3 Phương pháp thực hiện

Loại bỏ những ion trong dịch đường dựa trên cơ sở trao đổi ion giữa các cột nhựa trao đổi ion với các ion trong dung dịch.

- Cột 3 gồm 800 lít nhựa anion loại kiềm mạnh cĩ nhĩm chức -OH và 400 lít nhựa cation loại acid mạnh có nhóm chức là -SO3H.

Nguyên tắc hoạt động:

Syrup được bơm vào cột 1 để loại cation sau đó qua cột

2 để loại anion và cuối cùng là qua cột 3 để loại bỏ những ion cịn sĩt lại và điều chỉnh pH cho dung dịch Ở mỗi cột quy trình thực hiện theo chiều từ trên xuống Khi lớp nhựa này hết tác dụng sẽ được tái sinh trở lại.

10 Lọc an toàn

10.1 Mục đích công nghệ

Hoàn thiện sản phẩm: loại bỏ triệt để các chất rắn không tan trong dung dịch còn sót lại (chủ yếu là những mảnh vụn nhựa bị bể ra từ cột trao đổi ion).

10.2 Các biến đổi

Biến đổi hóa lý: tách pha các chất rắn còn sót lại

ra khỏi pha lỏng.

Các biến đổi còn lại không đáng kể.

10.3 Phương pháp thực hiện

Ta dùng thiết bị lọc sứ.

Cấu tạo: là thiết bị hình trụ bên trong có các cột

sứ thẳng đứng

Nguyên tắc hoạt động:

Lớp dịch đường đi vào thiết bị lọc theo chiều vào phía trên, đi qua một lớp sứ Lớp sứ này sẽ giữ lại những tạp chất rắn, chỉ cho dung dịch đi qua.

11 Chỉnh pH

11.1 Mục đích công nghệ

Hoàn thiện sản phẩm: tạo pH phù hợp cho sản phẩm, tạo vị thích hợp cho sản phẩm.

Bảo quản: pH thấp cũng có tác dụng chống vi sinh vật.

11.2 Các biến đổi

Không đáng kể.

11.3 Phương pháp thực hiện về thiết bị

Sử dụng NaHCO3 hoặc acid citric để chỉnh pH cho sản phẩm, quá trình chỉnh pH được thực hiện trong thiết bị chứa trước khi đưa vào thiết bị cô đặc.

Thông số kỹ thuật

pH = 4.5 – 6.0

12 Cô đặc chân không

12.1 Mục đích công nghệ

Hoàn thiện sản phẩm: quá trình cô đặc nhằm tăng nồng độ chất khô, tạo điều kiện cho quá trình vận chuyển và phân phối sản phẩm.

Bảo quản: do nồng độ đường cao nên khả năng ức chế vi sinh vật cao.

12.2 Biến đổi

Vật lý:

- Độ nhớt tăng.

- Nồng độ tăng

- Khối lượng giảm (do mất đi một lượng nước).

- Thể tích giảm.

- Nhiệt độ tăng.

Hóa lý:

- Bốc hơi nước.

- Có thể bay hơi chất mùi.

Các biến đổi còn lại không đáng kể.

12.3 Phương pháp thực hiện

Quá trình cô đặc được thực hiện bằng thiết bị cô đặc chân không với buồng đốt có ống tuần hoàn ngoài và có kèm theo thiết bị ngưng tụ Baromet.

Đây là thiết bị cô đặc buồng đốt ngoài dựng đứng nên có các ưu điểm:

- Giảm bớt được khoảng cách theo chiều cao giữa buồng đốt và không gian bốc hơi, có thể điều chỉnh được sự tuần hoàn.

- Hoàn toàn tách hết bọt, vì buồng đốt cách xa không gian hơi.

- Có khả năng sử dụng không gian hơi như là một bộ phận phân ly loại ly tâm.

- Do sử dụng hệ cơ đặc chân khơng nên ít gây ra biến đổi cho sản phẩm Tuy nhiên hệ thống cũng có một số khuyết điểm sau:

- Do hệ thống hoạt động liên tục nên dung dịch nhập liệu phải ở trạng thái sôi, dẫn đến tiêu hao chi phí cho thiết bị gia nhiệt để gia nhiệt dung dịch nhập liệu trước khi vào nồi.

Thông số kỹ thuật

Bảng 15

P hơi  2kg/cm 2 Thời

gian 23h (khi đạt Bx yêu cầu) Nhiệt

12.4 Nguyên tắc hoạt động

Dung dịch đi vào buồng đốt

được đun sôi để tạo thành hỗn

hợp hơi lỏng đi vào buồng bốc,

ở đây hơi thứ được tách ra và

đi lên phía trên Dung dịch quay

về buồng đốt theo ống tuần

hoàn ngoài.

Thiết bị hoạt động theo

nguyên tắc đối lưu tự nhiên do

sự chênh lệch khối lượng riêng

ở những vùng syrup có nhiệt

độ khác nhau Ở buồng bốc,

syrup bốc hơi làm tăng độ Bx,

dẫn đến làm tăng khối lượng

riêng, ở buồng đốt syrup được

gia nhiệt nên khối lượng riêng

nhẹ hơn Do vậy mà syrup sẽ tuần hoàn từ buồng bốc sang buồng đốt và đẩy syrup từ buồng đốt sang buồng bốc Khi nồng độ chất khô đạt yêu cầu, dung dịch sẽ được xả xuống theo từng mẻ Hình 11:

Thiết bị cô đặc

Hỗn hợp lỏng – hơi trong buồng bốc được phân ly nhờ hai yếu tố: chiều cao buồng bốc và sự thay đổi quán tính của hỗn hợp khi vào bộ phận tách bọt.

Hơi thứ đi vào thiết bị Baromet và được làm nguội tại đây.

13 Rót sản phẩm

13.1 Mục đích côâng nghệ

Hoàn thiện sản phẩm: tạo cho sản phẩm có hình dáng đẹp

Bảo quản: ngăn sự tiếp xúc của môi trường với sản phẩm gây các biến đổi hư hại.

13.2 Các biến đổi

Không có biến đổi đáng kể

13.3 Phương pháp thực hiện

Glucose syrup được đóng gói trong các thùng HMHDPE, thùng MS có bao bọc bởi cầu oxy hoặc thùng MS bằng phẳng theo yêu cầu của khách hàng.

IV SO SÁNH HAI QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Quá trình kiểm sốt ít nghiêm ngặt hơn

Chi phí năng lượng Cao hơn do thiết bị làm

việc ở nhiệt độ và áp suất cao hơn

Thấp hơn

Đầu tư thiết bị Cao hơn do chi phí

nhiều cho thiết bị chịu

áp cao hơn

Thấp hơn

Thời gian thủy phân Nhanh do thủy phân ở

nhiệt độ cao hơn

Dài hơn do thủy phân ở nhiệt độ thấp

Hiệu suất thu hồi sản

phẩm

Thấp hơn do tổn thất nhiều trong quá trình thủy phân ( phản ứng caramel, Maillard, )

Cao hơn

Chất lượng sản phẩm Tốt hơn do thủy phân Kém hơn

triệt để hơn

Ơ nhiễm mơi trường Cĩ thể nhiều hơn do làm

việc ở nhiêt độ và áp suất cao thì các hĩa chất dộc hại bay hơi cũng như khuếch tán nhanh hơn vào mơi trường xung quanh.

Ít hơn

An tồn lao động Kém hơn do làm việc

thiết bị chịu nhiệt và chịu áp cao hơn.

Bảng 16: Đặc tính kỹ thuật sản phẩm

MANIOC GLUCOSE SYRUP-MANICANDY 4084

5 Hàm lượng chất

Bảng 18: Đặc tính kỹ thuật của GLUCOSE SYRUP trong

công nghệ bánh kẹo[9]

STT Thông số Đơnvị SDC 401 Loại Loại SDC 403 Loại SDP 411 Loại SDP 412

1 Hình dạng Chất lỏng sệt, ngọt, trong sạch