Bài giảng CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG MÍA CÁC CHẤT LÀM NGỌT

MỤC ĐÍCH MÔN HỌC  CUNG CẤP KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN MÍA ĐƯỜNG  VAI TRÒ CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÍA ĐƯỜNG ĐỐI VỚI NỀN KINH TẾ  VAI TRÒ CỦA SẢN PHẦM ĐƯỜNG VỚI SỨC KHỎE CON N

Trang 1

CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG MÍA

Trang 2

MỤC ĐÍCH MÔN HỌC

 CUNG CẤP KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN MÍA ĐƯỜNG

 VAI TRÒ CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP MÍA

ĐƯỜNG ĐỐI VỚI NỀN KINH TẾ

 VAI TRÒ CỦA SẢN PHẦM ĐƯỜNG VỚI SỨC KHỎE CON NGƯỜI

 GIỚI THIỆU VỀ ĐẶC TÍNH CỦA MỘT SỐ CHẤT

LÀM NGỌT TỰ NHIÊN – TỔNG HỢP ĐÃ VÀ ĐANG ĐƯỢC SỬ DỤNG

Trang 3

THỜI LƯỢNG: 30 TIẾT

PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN:

GIẢNG VIÊN:

- CUNG CẤP BÀI GiẢNG TRÊN LỚP

- HỖ TRỢ SINH VIÊN TRONG QUÁ TRÌNH LÀM BÀI TẬP LỚN

Trang 4

THI GIỮA KÌ VÀ BÀI TẬP LỚN

- NỘI DUNG BÀI TẬP:

NGHIÊN CỨU VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG/CHẤT LÀM NGỌT ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI

Trang 5

THI CUỐI KỲ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ

 PHƯƠNG THỨC THI CUỐI HỌC KỲ:

Trang 6

PHẦN I CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG MÍA

I Nguyên liệu mía:

Trang 7

PHẦN I: CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG MÍA

1 Giới thiệu về cây mía:

Trang 8

Trang 9

Trang 10

Yêu cầu của một giống mía tốt:

- Năng suất cao

- Tỉ lệ đường cao

- Khả năng tái sinh mạnh

- Kháng sâu bệnh

- Thích hợp để sản xuất công nghiệp

- Không hoặc ít ra hoa

- Các yêu cầu khác tùy từng vùng

Trang 11

Trang 12

Trang 13

- Độ nhớt tỉ lệ thuận nồng độ, tỉ lệ nghịch nhiệt độ

- Nồng độ cao chiết xuất càng cao

- Trị số quay cực ánh sáng: +66.5 o

Trang 15

2 Các thành phần chính của mía

2.1 Saccharose

Tính chất hóa học:

- Dưới tác dụng của kiềm: tạo ra aldehyt,

acetone, các acid hữu cơ…

- Dưới sự có mặt của kim loại kiềm thổ: tạo

ra các sacarate

 Sự có mặt của muối sacarate làm tăng tổn thất đường, tăng

độ nhớt dung dịch

Trang 16

Mất 15% : Caramenlen Mất 25% : Caramenlin

 Tăng độ màu của dung dịch đường non  Gây trở ngại trong quá trình khử màu

Trang 17

2.1 Saccharose

Tính chất hóa học:

- Dưới tác dụng của enzyme:

- Invertase:  Glucose + Fructose

- Tạo thành alcohol và CO 2 :

- Tạo thành acid và CO 2 :

Trang 18

2.2 Glucose và Fructose

Tính chất vật lý:

- Độ hòa tan tỉ lệ thuận nhiệt độ:

Glucose < Saccharose < Fructose

- Góc quay cực ánh sáng:

Fructose: -92.8 o Glucose: + 52.8 o Tính chất hóa học:

- Môi trường kiềm loãng, nhiệt độ thấp:

Glucose  Fructose hoặc Glucose  Maltose

nhiệt độ cao:

 các acid, lactone

- Tác dụng của nhiệt độ cao:  hợp chất màu

Trang 19

2.3 Acid hữu cơ:

-Tồn tại ở dạng tự do chiếm: 25% tổng lượng acid

- Ở các dạng: acid citric, acid oxalic, acid fumaric,

acid succinic…

- Thúc đẩy hiện tượng chuyển hóa saccharose trong

quá trình sản xuất đường

- Màu tự nhiên: dễ loại bỏ

- Màu trong sản xuất: Khó loại

Trang 20

2.6 Chất không đường chứa Nitơ

- Thành phần và lượng thay đổi tùy giống và điều kiện

canh tác

- Gồm các hợp chất albumin, NH 3 , Nitrat…

- Ảnh hưởng tiêu cực đến sản xuất: tạo keo, tham gia

phản ứng tạo màu…

2.7 Chất không đường vô cơ

- Thường là các oxit kim loại kiềm hoặc kiềm thổ

- Gồm: K 2 O, Na 2 O, MgO, P 2 O 5 , CaO, SiO 2 …

Trang 21

3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA

3.1 Thu hoạch và vận chuyển mía nguyên liệu

Sự chín của mía:

- Mía ngừng tăng trưởng

-Hàm lượng đường đạt tối

đa

- Lượng đường khử giảm

- Lượng nước giảm

Trang 22

Các dạng chín của cây mía:

Chín sinh lý:

Hiện tượng cây mía già, hàm lượng đường trong cây mía đạt mức tối đa theo bản chất của giống Chín nguyên liệu:

Hiện tượng cây mía chưa đạt đến giai đoạn chín sinh lý nhưng hàm lượng đường trong mía đã đạt đến ngưỡng có thể sử dụng trong sản xuất và chế biến

Trang 23

Nhận biết cây mía chín:

• Nhận biết bằng ngoại quan:

• Xác định bằng chất khô của mía tại ruộng

• Xác định bằng phân tích tại phòng thí nghiệm:

- Lấy mẫu mía tại ruộng và phân tích một số chỉ số công nghiệp  quyết định thu hoạch

Trang 24

Một số yêu cầu trong thu hoạch mía

+ Dụng cụ thu hoạch phải sắc bén; chặt sát gốc; loại bỏ cả cây chết lẫn mầm cây; tránh dập gốc

 Tạo điều kiện cho mía tái sinh đồng đều

+ Không thu hoạch ruộng mía sẽ để gốc vào những điều kiện không thuận lợi

+ Mía chín trước vận chuyển và chế biến trước

Tránh tồn trữ mía quá lâu  năng suất giảm, đường giảm

Trang 25

Biến đổi của cây mía khi chín

- Mía chín có hàm lượng saccharose tối đa, cây mía giữ nguyên độ cao trong 1 – 2 tháng Để lâu  quá chín  đường khử tăng lên (Hiện tượng quá chín)

- Mía để lâu có thể gây trổ bông  đường khử tăng, đường giảm

- Mía sau khi thu hoạch  đường giảm + đường khử tăng

 mía sau thu hoạch cần chế biến càng sớm càng tốt

Trang 26

Quản lý kỹ thuật với mía nguyên liệu

- Bố trí thời gian ép mía hợp lý

- Mía chín trước đốn trước và đưa vào sản xuất ngay

- Lượng tạp chất trong mía không quá mức cho phép:

Trang 27

3.2 Một số thuật ngữ trong chế biến đường mía

a Mía: Là nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất đường Bao gồm mía thuần và các tạp chất theo mía

b Tạp chất theo mía: Bao gồm ngọn, lá, đất, cát…

c Bã mía: Phần không tan trong nước của cây mía sau khi trích

ép lấy nước mía

d Bã nhuyễn: Là những hạt rất nhỏ gồm các sợi cellulose rất ngắn sinh ra trong quá trình chặt, đánh tơi, trích ép nước mía

e Nước mía nguyên: Là nước mía ép ra từ cây mía chưa pha trộn nước

f Nước mía hỗn hợp: Là nước mía nguyên đã được pha

loãng để đưa vào các khâu chế luyện tiếp theo

Trang 28

g Nước chè trong: Là nước mía đã xử lý nhiệt và hóa chất qua thiết bị lắng lọc để được dịch trong suốt

h Chất khô: Chất rắn hòa tan (không bay hơi) được xác định bằng khúc xạ kế hoặc chiết quang kế

i Độ Bx ( o Bx): Biểu thị phần chất rắn hòa tan trong 100 phần khối lượng dung dịch Thường được đo bằng khúc xạ kế

Trang 29

j Độ đường Pol: Phần đường saccharose trong dung dịch

Đường tính bằng phần trăm khối lượng dung dịch Được đo bằng Polarimeter một lần

Trang 30

k Độ đường Sacc: Phần đường saccharose trong dung dịch

Đường tính bằng phần trăm khối lượng dung dịch Được đo bằng phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm để loại bỏ các

thành phần không đường

l Độ tinh khiết: Biểu thị mức độ sạch của đường Được xác

định dựa trên tỉ lệ saccharose tinh khiết so với lượng chất rắn hòa tan trong dung dịch đường

- AP (độ tinh khiết biểu kiến – Apparent Purity ): Biểu thị độ tinh khiết đơn giản của dung dịch đường Là tỉ lệ của saccharose (đo theo Pol) trên tổng chất khô hòa tan ( o Bx)

Trang 31

- GP (độ tinh khiết trọng lực– Gravity Purity ):

Biểu thị độ tinh khiết trọng lực của dung dịch đường Là tỉ

lệ của saccharose (đo theo Sacc) trên tổng chất khô hòa tan ( o Bx)

- TP (độ tinh khiết thực– True Purity ): Biểu thị độ tinh khiết thực của dung dịch đường Là tỉ lệ của saccharose (đo theo Sacc) trên tổng chất khô ( o Bx) có được bằng cách sấy khô dung dịch đường

Trang 32

m Đường khử (RS): Để chỉ những loại đường không phải saccharose, trong phân tử có chứa gốc CHO hoặc CO VD:

Glucose, Fructose…

n Đường nguyên liệu: Chỉ những loại đường được đưa vào

để tinh chế để có phẩm chất cao hơn

o Đường thô (raw sugar): là đường nguyên liệu của các nhà máy tinh chế đường Dạng tinh thể vàng, chưa qua sấy khô, có pol

từ 95 – 96%

p Đường tinh luyện (RE – Refined Extra quality): là đường được chế tạo từ đường nguyên liệu, đường thô Có phẩm chất đường cao: Pol >99.8%, ẩm <0.05%

Trang 33

q Đường kính trắng (RS – Refined Standard quality):

là đường được chế tạo từ mía nguyên liệu Có phẩm chất đường thấp hơn đường RE: Pol >99.5%, ẩm <0.05%

r Mật chè: Còn gọi là chè đặc (soặc siro) Là nước chè đã qua

hệ thống cô đặc, bốc hơi làm nồng độ tăng lên (55-70 o Bx)

s Đường non: Hỗn hợp giữa tinh thể đường và mật cái được nấu đến nồng độ nào đó rồi chuyển đến trợ tinh Tùy theo chế độ nấu mà có được các loại đường non A, B, C…

t Mật: Dịch lỏng tách ra từ quá trình ly tâm đường non Được phân theo tên của đường non

Trang 34

u Đường giống: Hỗn hợp đường bụi hoặc đường tinh thể

nghiền nhỏ trộn với cồn, hoặc đường non được nấu đến một kích thước tinh thể nhất định Được đưa vào nồi nấu để làm nhân phát triển tinh thể

v Đường hồ (magma): Hỗn hợp đường, mật (hoặc nước)

trộn đều để đưa vào làm giống cho nồi nấu đường

w Chữ đường: Là khái niệm về năng suất công nghiệp Chỉ lượng đường thương phẩm có thể lấy ra từ cây mía của các xí

nghiệp chế biến đường mía  chi trả cho nông dân Ký hiệu là CCS (Commercial Cane Sugar)

Trang 35

3.3 Quá trình sản xuất đường mía:

Đóng bao Phân loại Làm khô

Ly tâm tách mật Nấu đường & trợ tinh Làm sạch mật

Cô đặc Làm sạch Lấy nước Tiếp nhận & Xử lý

Mía

Trang 36

a Tiếp nhận và xuống mía:

-Thực hiện ở bàn cân của nhà máy

-Lấy mẫu để xác định chữ đường

-Công cụ thông dụng là các cẩu mía, băng chuyền

b Lấy nước

-Thực hiện thông qua các dao băm, chặt:

- Có các dạng: dao san bằng, dao băm nát, búa đập

- Sử dụng các rulo ép để lấy nước bằng phương pháp ép hoặc sử dụng nước để khuếch tán lấy nước

Trang 37

a Tiếp nhận và xuống mía:

Trang 38

b Lấy nước

Xử lý trước khi ép

Trang 39

Lấy nước bằng phương pháp ép – Giai đoạn ép giập

Mục tiêu:

-Lấy nước mía từ cây mía (60-70%)

- Làm mía giập vụn hơn

- Thể tích lớp mía giảm

Ý nghĩa:

- Cung cấp mía cho các giai đoạn sau

- Tăng tính ổn định cho các giai đoạn sau

- Tăng năng suất ép

Trang 40

Mục tiêu:

-Lấy kiệt nước mía

Lấy nước bằng phương pháp ép – Giai đoạn ép kiệt

Trang 41

Các phương pháp ép mía

- Ép ướt (ép mía có phun nước thẩm thấu)

- Tăng hiệu suất ép

- Gồm 02 phương pháp thẩm thấu: đơn và kép

Trang 42

Trang 43

Lấy nước mía bằng phương pháp khuếch tán

Nguyên lý: Dựa vào sự chênh lệch nồng độ chất tan

Quá trình:

- Xử lý mía

- Khuếch tán

+ Khuếch tán mía + Khuếch tán bã

- Ép nước từ bã ướt

- Xử lý nước ép

Trang 44

So sánh 2 phương pháp lấy nước mía

Hiệu suất thu hồi

Tồn tại

- Đầu tư cao

- Tiêu hao năng

lượng

- Hiệu suất thu hồi

thấp

-Nước nhiều  tăng

nhiên liệu cho bốc hơi

- Nhiều chất hòa tan 

tăng tổn thất đường

Trang 45

c Làm sạch Mục đích:

- Loại acid

- Loại các chất không đường

- Loại các chất rắn lơ lửng, chất màu

Nguyên lý:

- Kết tủa

- Hấp phụ - kéo theo

- Thay đổi tỉ trọng

Trang 46

Trang 47

Tác dụng của pH:

- Ngưng kết chất keo

- Phân giải đường saccharose

- Chuyển hóa đường saccharose

- Phân giải đường khử

Trang 48

Tác dụng của vôi:

- Làm trơ phản ứng với acid của nước mía

- Tạo muối canxi không tan

- Kết tủa, đông tụ các chất không đường

- Kéo theo các chất lơ lửng

- Sát trùng (0.3% - 0.8%)

Tác dụng của SO 2 :

- Trung hòa lượng vôi dư

- Hòa tan muối Canxi sulphit kết tủa  giảm hiệu quả làm sạch

- Biến muối cacbonat  muối sulphit  có lợi cho việc nấu đường, kết tinh

- Tẩy màu: do làm mất nối đôi của phân tử màu

- Sát trùng

Trang 49

Tác dụng của P 2 O 5 :

- Kết hợp với vôi tạo kết tủa

- Hấp phụ màu của các hợp chất phenol

- Kết tủa, đông tụ các chất không đường

- Kéo theo các chất lơ lửng

- Sát trùng (0.3% - 0.8%)

Trang 50

Phương pháp sulphit hóa

Phương pháp sulphit hóa – acid Phương pháp sulphit hóa – kiềm mạnh Phương pháp sulphit hóa – kiềm nhẹ

Trang 51

Phương pháp sulphit hóa – acid

Trang 52

Gia vôi sơ bộ:

- Trung hòa acid

- Tạo điểm đẳng điện

- Tiêu diệt vi sinh vật

Gia nhiệt 1:

- Tăng mất nước của thể keo ưa nước  tăng kết keo

- Tăng tốc độ phản ứng hóa học tạo kết tủa

- Giảm sự hòa tan của CaSO 3

Trang 53

Gia nhiệt 2:

- Giảm độ nhớt cho quá trình lắng

- Hoàn thiệt phản ứng tạo tủa

- Ngưng kết keo

Lắng trong:

- Loại bỏ cặn tủa tạo ra

Gia nhiệt 3:

- Tạo điều kiện cho giai đoạn bốc hơi

- Làm nước mía đạt nhiệt độ bốc hơi 110 – 115 o C

Trang 54

Phương pháp sulphit hóa – kiềm mạnh

Trang 55

Phương pháp sulphit hóa – kiềm nhẹ

Trang 56

- Sử dụng nước ngưng: nước ngưng tụ từ các

nồi cô sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau

- Đảm bảo chất lượng mật chè: với phương

pháp cô hợp lý sẽ giảm thất thoát đường, tránh các hiện tượng tiêu cực: phân giải đường, biến màu

Trang 57

Sơ đồ quy trình bốc hơi đa hiệu

Trang 58

d Cô – bốc hơi

Những biến đổi lý hóa trong quá trình cô đặc:

-Chuyển hóa đường Saccharose:

+ Ảnh hưởng của pH: thấp  chuyển hóa cao + Ảnh hưởng của nhiệt độ: cao  chuyển hóa cao 

nhiệt độ phải nhỏ hơn 130 o C + Ảnh hưởng của thời gian lưu: lâu  chuyển hóa cao

- Thay đổi pH:

+ Gây giảm pH:

Trang 60

- Thay đổi màu sắc:

+ Do caramel hóa

+ Đường Saccharose bị phân giải  kết hợp với các hợp chất không đường  tạo màu

+ Đường Saccharose kết hợp với các hợp chất chứa

nhóm amin  melanoidin  tăng màu sắc nước chè

- Thay đổi độ tinh khiết:  độ tinh khiết tăng

+ Do các chất không đường bị phân hủy

+ Do các chất không đường kết tủa  tạo cặn

- Mất đường do hơi thứ:

+ Tốc độ bốc hơi nhanh

+ Độ nhớt dd đường cao

+ Hiện tượng tự bốc hơi nhanh

+ Độ chân không không ổn định

+ Tuần hoàn dung dịch đường không bình thường

Trang 61

- Tạo cặn:

+ Do sự kết tủa của các chất không đường

+ Do lắng lọc kém

+ Do hình thành các muối, oxid kim loại không tan…

 gây giảm hiệu suất gia nhiệt nồi cô và gây tắc nghẽn ống dẫn

Trang 62

e Nấu đường

Mục đích:

Tách nước từ mật chè  đưa dung dịch đến trạng thái quá bão hòa  Làm xuất hiện tinh thể đường Sản phẩm của quá trình nấu đường

Đường non: Gồm tinh thể đường + mật cái Quá trình kết tinh đường:

- Hình thành mầm tinh thể:

Khi xuất hiện hiện tượng quá bão hòa

- Sự lớn lên của tinh thể:

Các phân tử đường bị hút chặt vào bề mặt tinh thể

Sự chênh lệch nồng độ

Định dạng
Số trang	84
Dung lượng	2,56 MB