Quy trình sản xuất tinh bột khoai mì

Quy trình sản xuất tinh bột khoai mì

MỞ ĐẦU

Cây sắn (hay còn gọi là cây khoai mì) là một trong những loại cây lương thực có nguồn gốc từ lưu vực sông Amazone (Nam Mỹ) Ở nước ta cây sắn được du nhập vào khoảng thế kỷ 18 và được trồng ở nhiều tỉnh thành như Tây Ninh, Đồng Nai Cùng với truyền thống trồng sắn từ lâu đời, nhân dân ta đã biết chế biến củ sắn làm lương thực cho người và làm thức ăn cho gia súc

Trong các loại cây lương thực, sắn là cây trồng cho nguồn nguyên liệu có khả năng chế biến sản phẩm vào loại phong phú nhất Sản phẩm từ cây sắn được sử dụng trong thực phẩm như dùng tinh bột sắn làm tinh bột biến tính, làm nguồn nguyên liệu để chế biến các loại bánh hay sản xuất đường glucose, sản xuất mì chính…Tuy nhiên, không chỉ có ứng dụng rộng rãi trong công nghệ sản xuất thực phẩm, mà trong các lĩnh vực khác cây sắn cũng đóng vai trò vô cùng quan trọng như làm chất kết dính, thúc ăn gia súc, làm chất độn trong dược phẩm, ngăn cản các tác nhân gây ô nhiễm trong quá trình in ấn, hoặc được sử dụng như chất bao phủ bề mặt trong công nghệ sản xuất giấy…

Qua đó ta thấy tinh bột sắn có rất nhiều ứng dụng trong các ngành kinh tế khác nhau Điểm đáng chú ý, tinh bột sắn được dùng rất phổ biến và thông dụng trong nhiều loại bánh kẹo, phụ gia thực phẩm, mì ăn liền với các công thức phối trộn phong phú và đa dạng Chính vì vậy trên thị trường giá sắn nguyên liệu mới được tăng lên gần đây, kéo theo sự quan tâm trở lại của bà con nông dân sau nhiều năm thăng trầm của việc phát triển cây sắn

Tuy nhiên, trong điều kiện quỹ đất có hạn, sự cạnh tranh giữa các loại cây trồng ngày càng gay gắt thì dù nhu cầu thị trường đối với sản phẩm của cây sắn mà đặc biệt là tinh bột sắn ngày càng tăng, giá ngày càng cao thì khả năng mở rộng diện tích trồng sắn cũng không nhiều Hướng phát triển của cây sắn chủ yếu để đáp ứng nhu cầu của thị trường trong và ngoài nước là thâm canh tăng năng suất để đạt giá trị tổng sản lượng ngày càng tăng Bên cạnh đó, việc đầu tư cho khâu chế biến để tăng giá trị sản phẩm cũng là công việc rất cần phải giải quyết Đó thực sự là những khó khăn mà các nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì phải đối mặt Chính vì thế, nhóm chúng em chọn để tài này để cùng nhau tìm hiểu và đưa ra những phương án khả thi nhất để có thể duy trì hoạt động cho một nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì

1.1 Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên Thế giới và khu vực Châu Á

Sắn được sử dụng khá phổ biến để sản xuất tinh bột, đây là nguồn nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp như công nghiệp dệt, thực phẩm, may mặc, bánh kẹo, sản xuất lên men cồn, sản xuất acid hữu cơ,

Sắn là loại cây lương thực quan trọng ở nhiều nước trên thế giới Sắn có xuất xứ từ Trung – Nam Mỹ Sau đó phát triển sang Châu Phi, Châu Á, Cùng với sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp cây sắn ngày càng trở nên có giá trị kinh tế cao

Hiện nay sắn được trồng ở hơn 100 quốc gia trên thế giới với diện tích khoảng 18,96 triệu ha Năm 2006 sản lượng sắn thế giới đạt 211,26 triệu tấn củ tươi, nhưng đến năm 2007 sản lượng sắn trên thế giới đạt 226,34 triệu tấn Như vậy, sản lượng sắn thế giới tăng 15,08 triệu tấn

Khi phân chia sản lượng sắn theo các lục địa, tổ chức lương thực thế giới (FAO) ước tính sản lượng sắn ở Châu Phi năm 2000 là 92,7 triệu tấn tăng không đáng kể so với năm 1999, mặc dù ở Châu lục này sắn được trồng ở 39 quốc gia song có tới 70% sản lượng sắn được trồng ở Nigeria, công gô, Tanzania

Khu vực Châu Mỹ La Tinh và vùng Caribê: Theo ước tính sản lượng sắn của vùng chiếm 20% sản lượng sắn toàn cầu Năm 2000 toàn khu vực có sản lượng sắn 32,1 triệu tấn, tăng 10% so với năm 1999 có được chủ yếu do sự mở rộng thêm diện tích trồng sắn và

áp dụng kỹ thuật tiên tiến trong quá trình tưới tiêu Trong đó phải kể đến sự đóng góp không nhỏ của Brazil nước chiếm 70% tổng sản lượng sắn toàn khu vực đã tăng thêm 12% tổng diện tích trồng sắn trong năm 2000 Giá sắn tăng cao đã khuyến khích người dân sản xuất mở rộng qui mô và diện tích trồng sắn

Sắn được trồng nhiều nhất tại Châu phi khoảng 11,82 triệu ha (chiếm 57% diện tích sắn toàn cầu), tiếp theo là Châu Á 3,78 triệu ha (chiếm 25%), Châu Mỹ La Tinh 2,7 triệu

ha (chiếm 18%) Nước có sản lượng sắn lớn nhất thế giới là Nigeria 45,72% triệu tấn, tiếp theo là Thái Lan: 22,58 triệu tấn, Inđonesia: 19,92 triệu tấn Nước có năng suất cao nhất thế giới là Ấn Độ: 31,43 tấn củ/ha, tiếp theo là Thái Lan 21,09 tấn/ha, so với năng suất bình quân của thế giới là 12,15 tấn/ha

Thái Lan là nước mà toàn bộ sắn thu hoạch đều được sử dụng trong công nghiệp với các sản phẩm chính là sắn lát, sắn viên và tinh bột sắn Trên 55% sản lượng sắn của Thái Lan được sử dụng dưới dạng sắn lát phơi khô làm thức ăn cho

gia súc Trong đó 99% trực tiếp được xuất khẩu sang châu Á, chỉ có 10% tiêu thụ trong nội địa, mặc dù sản lượng sắn củ tươi chỉ chiếm khoảng 18 triệu tấn trên sản lượng toàn cầu là

175 triệu tấn

Bảng 1 Bảng sản lượng sắn củ tươi năm 2001 trên thế giới.

Khả năng thu lợi cao từ việc xuất khẩu tinh bột sắn khiến các nước xuất khẩu chủ yếu, sẽ thay đổi các giống sắn truyền thống bằng các giống sắn mới cho năng suất cao, hàm lượng tinh bột lớn thích hợp với chế biến công nghiệp Có như vậy mới đáp ứng được nhu cầu trong nước cũng như ngoài nước đang gia tăng

1.2 Tình hình sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam

Việt Nam hiện đang sản xuất hằng năm hơn 2 triệu tấn sắn củ tươi, đứng thứ 11 trên thế giới về sản lượng sắn, nhưng lại là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ ba trên thế giới sau Thái Lan và Indonesia Trong chiến lược toàn cầu cây sắn đang được xem là một loại cây lương thực dễ trồng, thích hợp với những vùng đất cằn cỗi, đây cũng là cây công nghiệp triển vọng có khả năng cạnh tranh với nhiều loại cây trồng khác

Ở nước ta, cây sắn đang chuyển đổi nhanh chóng đóng vai trò là cây công nghiệp

Sự hội nhập đang mở rộng thị trường sắn, tạo nên những cơ hội chế biến tinh bột, tinh bột biến tính bằng hoá chất và Enzim, sản xuất sắn lát, sắn viên để xuất khẩu và sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, trong sản xuất thức ăn gia súc và làm nguyên liệu cho nhiều ngành

Tinh bột sắn ở Việt Nam đã trở thành một trong bảy mặt hàng xuất khẩu mới có triển vọng được chính phủ và các địa phương quan tâm Hiện nay cả nước có 53 nhà máy chế biến tinh bột sắn đi vào hoạt động và 7 nhà máy đang được xây dựng.

Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam được thể hiện dưới bảng sau

Bảng 2 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam.

PHẦN 2: LẬP LUẬN KINH TẾ-KỲ THUẬT

2 LẬP LUẬN KINH TẾ – KỸ THUẬT

2.1 Lựa chọn nguyên liệu để sản xuất tinh bột

Ta chọn cây sắn để sản xuất tinh bột do các nguyên nhân sau:

Giá cả của tinh bột sắn thì thấp hơn so với tinh bột gạo và tinh bột lúa mì Hiện tại

và trong tương lai giá cả của tinh bột gạo sẽ không giảm so với tinh bột sắn do công nghệ sản xuất tinh bột gạo phức tạp hơn cũng như chính sách của chính phủ không khuyến khích

sử dụng tinh bột gạo trong các ngành công nghiệp khác

Tinh bột lúa mì không cạnh tranh lại tinh bột sắn vì loại tinh bột này hiện nay chủ yếu được nhập khẩu nên số lượng không nhiều và giá cả lại cao

So với cây lúa thì cây sắn không đòi hỏi khắt khe về điều kiện canh tác đặc biệt là nguồn nước Cây sắn có thể trồng trên các loại đất bạc màu, cằn cỗi ngoài ra người trồng sắn không cần phải tốn nhiều công chăm sóc như khi canh tác đối với cây lúa

Nhu cầu tinh bột dùng cho tiêu thụ nội địa và xuất khẩu hiện nay rất lớn đỏi hỏi phải sản xuất thêm nhiều hơn nữa tinh bột để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường do đó cây sắn trở thành một cây trồng quan trọng để sản xuất tinh bột Ngoài việc

mở rộng diện tích trồng sắn thì các cơ sở sản xuất tinh bột mới cũng phải được xây dựng thêm nhằm đáp ứng nhu cầu này

2.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng

Theo bảng số liệu thống kê “Diện tích sắn và sản lượng sắn phân theo địa phương”

ở ba khu vực Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long của Tổng cục Thống kê năm 2006 ta nhận thấy:

- Cây sắn được trồng chủ yếu ở khu vực miền Đông Nam Bộ và Tây Nguyên Xét ở

cả hai vùng này về phân bố diện tích trồng sắn và sản lượng sắn thu hoạch ta thấy miền Đông Nam Bộ chiếm ưu thế hơn so với Tây Nguyên

- Trong các tỉnh thuộc khu vực miền Đông Nam Bộ thì hai tỉnh Tây Ninh và Đồng Nai có diện tích trồng và sản lượng sắn nhiều hơn cả Ở Đồng Nai do một phần không nhỏ diện tích đất phục vụ cho nhu cầu phát triển các ngành công nghiệp, trồng các cây công nghiệp lâu năm (cao su, điều) nên việc tăng diện tích đất trồng sắn là khó thực hiện Trong khi đó, ở Tây Ninh do tính chất đất: đất xám chiếm 86,31% diện tích tự nhiên của tỉnh Đất khá tơi, nhẹ thích hợp cho trồng sắn và có khả năng mở rộng diện tích trồng sắn

Trên thực tế nếu căn cứ vào số liệu thống kê “Diện tích sắn và sản lượng sắn phân theo địa phương” của Tổng cục Thống kê thì từ năm 2000 đến nay diện tích đất trồng sắn

và sản lượng sắn ở Tây Ninh tăng lên rất nhanh:

- Diện tích trồng sắn từ 0,8 nghìn ha (năm 2000) tăng lên 43,3 nghìn ha (năm 2005)

- Sản lượng sắn từ 9,6 nghìn tấn (năm 2000) tăng lên 1064,5 nghìn tấn (năm 2005)

Từ đó có thể thấy cây sắn của tỉnh Tây Ninh đủ đáp ứng nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến các sản phẩm từ cây sắn trong đó có ngành sản xuất tinh bột

Vì lẽ đó, việc xây dựng nhà máy sản xuất tinh bột sắn ở tỉnh Tây Ninh là thích hợp nhất

Hình 1: Bản đồ hành chính tỉnh Tây Ninh

Nhà máy dự kiến được xây dựng trong khu công nghiệp Trâm Vàng xã Thanh Phước huyện Gò Dầu tỉnh Tây Ninh Ta chọn xây dựng nhà máy ở khu vực này do các nguyên nhân sau:

- Khu công nghiệp nằm ở phía nam thị trấn Gò Dầu (cách 2 km), nằm cạnh đường xuyên Á, cách thành phố Hồ Chí Minh 68 km về phía tây bắc theo quốc lộ 22 Khu công nghiệp nằm ở đầu mối giao thông liên vùng: đường xuyên Á đi thị trấn Gò Dầu và đi cửa khẩu Mộc Bài, quốc lộ 22B đi thị xã Tây Ninh và cửa khẩu Xa Mát nên rất thuận lợi về giao thông vận tải và xuất khẩu

- Địa điểm xây dựng nhà máy gần nguồn nguyên liệu vì huyện Gò Dầu gần những vùng chuyên canh cây sắn ở các huyện Tân Châu, Châu Thành, Dương Minh Châu, các vùng này trồng các loại khoai mì giống mới với thời gian thu hoạch 6 tháng và đạt sản lượng lớn với hàm lượng tinh bột đạt khá cao từ 24% ÷ 28% Do gần nguồn nguyên liệu nên giảm được chi phí lớn cho vận chuyển và có thể chủ động được nguồn nguyên liệu cho sản xuất quanh năm

- Nguồn điện: sử dụng nguồn điện từ khu công nghiệp cung cấp nên có thể đảm bảo hoạt động liên tục cho nhà máy.

- Nguồn nước: sử dụng nguồn nước từ khu công nghiệp cung cấp nên không tốn nhiều chi phí để xử lý nước

- Vấn đề xử lý nước thải, chất thải: khu công nghiệp có khu xử lý nước thải, chất thải tập trung do đó giảm được vấn đề ô nhiễm môi trường

- Vấn đề mở rộng sản xuất: vì đây là khu công nghiệp mới mở, đất đai còn trống nhiều, giá thuê đất tương đối thấp cùng với những chính sách hỗ trợ doanh nghiệp của tỉnh (như giảm thuế, miễn thuế khi doanh nghiệp chưa có lãi,…) nên có tạo điều kiện tốt để cho doanh nghiệp có thể mở rộng quy mô sản xuất sau này

- Nguồn lao động: lao động địa phương tương đối dồi dào, nếu được đào tạo bài bản thì đây sẽ là một động lực to lớn trong phát triển kinh tế địa phương nói chung và ngàng công nghiệp chế biến lương thực nói riêng

2.3 Lựa chọn năng suất thiết kế cho phân xưởng nhà máy

Thị trường sắn trong những năm gần đây đang có chiều hướng phát triển đi lên do:

- Chính sách đổi mới của nhà nước và sự tăng trưởng cao ổn định của kinh tế Việt Nam

- Thông tin kinh tế thị trường tốt hơn Hệ thống giao thông không ngừng được mở rộng

- Sản phẩm sắn Việt Nam có khả năng cạnh tranh hơn trên thị trường quốc tế

- Áp dụng giống sắn mới năng suất cao vào trồng, kỹ thuật canh tác tiến bộ

Theo tài liệu cho biết nhiều nhà máy sản xuất tinh bột sắn gần đây đã được hình thành tại các huyện Long Thành (Đồng Nai), Tân Biên (Tây Ninh),… có công suất chế biến trung bình từ 100 ÷ 400 tấn củ tươi/ngày Cùng với những thuận lợi về thị trường tiêu thụ sắn (không ngừng được mở rộng) nên với năng suất thiết kế cho nhà máy dự kiến 50 tấn tinh bột thành phẩm/ngày là điều không quá khó để có thể thực hiện

Nhà máy sản xuất tinh bột sắn ra đời phù hợp với chính sách phát triển kinh tế của chính phủ nói chung và các ngành công nghiệp chế biến nói riêng Hơn nữa các nhà máy chế biến tinh bột sắn ngoài việc giúp giải quyết công ăn việc làm cho người dân còn góp phần đẩy mạnh xuất khẩu các sản phẩm có giá trị kinh tế cao ra thị trường thế giới

Bảng 3: Sản lượng sắn phân theo địa phương (nghìn tấn)

Bảng 4: Diện tích sắn phân theo địa phương (nghìn ha)

Bạc Liêu 0,6 0,3 0,4 0,3 0,4 0,3 0,3 0,5 0,5 0,3 0,3

PHẦN 3 : NGUYÊN LIỆU

3 NGUYÊN LIỆU – SẢN PHẨM

Hình 2: Cây sắn (khoai mì)

3.1 Đặc điểm cây sắn

Cây sắn hay còn gọi là cây khoai mì là cây lương thực ưa ấm nên được trồng nhiều

ở những nước có khí hậu nhiệt đới, có tên khoa học là Manihot esculenta Crantza.

Thời gian thu hoạch (tháng) 7 ÷ 12 6÷ 9 7 ÷ 12 6÷ 9 6÷ 9

3.3 Phân loại, cấu tạo, thành phần hóa học của củ sắn

3.3.1 Phân loại

Sắn có nhiều loại khác nhau về màu sắc, thân cây, lá, vỏ củ, thịt củ Tuy nhiên, trong công nghiệp sản xuất tinh bột người ta phân sắn thành hai loại sắn đắng và sắn ngọt

- Sắn đắng: cho năng suất cao, củ to, hàm lượng tinh bột trong củ cao, có nhiều nhựa

củ, hàm lượng cyanhydric cao, ăn tươi bị ngộ độc

- Sắn ngọt: gồm tất cả các loại sắn có hàm lượng cyanhydric thấp, loại sắn này có hàm lượng tinh bột thấp, ăn tươi không bị ngộ độc

Hiện nay, loại sắn mà nông dân tỉnh Tây Ninh đang trồng chủ yếu là loại sắn đắng

và các giống sắn này cho năng suất và hàm lượng tinh bột tương đối cao

a Vỏ gỗ (Vỏ lụa)

- Giữ vai trò bảo vệ củ Có thành phần chủ yếu là cellulose và hemicellulose

- Không có chứa tinh bột, chiếm 0,5% ÷ 2% trọng lượng củ

b Vỏ củ (Vỏ thịt)

- Dày hơn vỏ gỗ, có cấu tạo từ các lớp tế bào thành dày, thành tế bào có cấu tạo chủ yếu là cellulose, bên trong là hạt tinh bột, chất chứa Nitơ và dịch bào (nhựa) có ảnh hưởng tới màu của tinh bột khi chế biến

- Trong dịch bào có tanin, sắc tố, độc tố, các enzyme

- Vỏ củ có chứa từ 5% ÷ 8% hàm lượng tinh bột khi chế biến

c Thịt củ

- Là thành phần chủ yếu của củ

- Gồm các tế bào nhũ mô: vỏ tế bào là cellulose, pentozan; bên trong là hạt tinh bột, nguyên sinh chất, các glucid hòa tan và nhiều chất vi lượng khác

- Phân bố hàm lượng tinh bột trong thịt củ giảm dần từ phần thịt củ sát vỏ đến lõi

- Ngoài các lớp tế bào nhũ mô còn có các tế bào thành cứng không chứa tinh bột (cấu tạo từ cellulose) cứng như gỗ gọi là xơ Loại tế bào này thường thấy ở đầu cuống của củ sắn lưu niên và những củ biến dạng trong quá trình phát triển

Bảng 6: Tỷ lệ % (theo khối lượng) của các thành phần có trong củ sắn

Tinh bột trong khoai mì tồn tại dưới dạng các hạt tinh bột có kích thước 3 ÷ 34µm.Tinh bột khoai mì có một số tính chất đặc trưng rất có lợi khi sử dụng chúng làm nguyên liệu trong chế biến thực phẩm như:

- Tinh bột khoai mì không có mùi nên rất thuận tiện khi sử dụng chúng cùng với các thành phần có mùi trong thực phẩm

- Tinh bột khoai mì trong nước sau khi được gia nhiệt sẽ tạo thành sản phẩm có dạng sệt trong suốt nên rất thuận tiện trong việc sử dụng chúng cùng với các tác nhân tạo màu khác

- Tỉ lệ amylopectin : amylose trong tinh bột khoai mì cao (80:20) nên gel tinh bột có

độ nhớt, độ kết dính cao và khả năng gel bị thoái hóa rất thấp

Hình 4: Hạt tinh bột khoai mì qua kính hiển vi điện tử quét

b Đường

- Đường trong củ chủ yếu là glucose và một ít maltose, saccharose

- Trong quá trình chế biến các đường này sẽ hòa tan trong nước và theo nước dịch ra ngoài

Bảng 7: Thành phần một số acid amine có trong củ sắn

Acid amine Hàm lượng (mg/100g protid)

d Vitamin và khoáng

- Củ sắn có chứa nhiều Vitamin C và Canxi

- Ngoài ra trong củ sắn còn có Vitamin B và nhiều loại khoáng khác

Các hợp chất khác

Ngoài những chất dinh dưỡng trên, trong củ sắn còn có chứa độc tố, tanin, sắc tố và các

hệ enzyme phức tạp Đây là những chất gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng tinh bột sau này (chủ yếu về màu sắc)

- Độc tố này được phát hiện lần đầu bởi Peckolt và được gọi là manihotoxin

- Dưới tác dụng của dịch vị có chứa HCl hoặc men tiêu hóa, chất này bị phân hủy và giải phóng ra acid cyanhydric là chất độc đối với người

C10H17O 6N + H2 O C6H12O6 + (CH3)2O + HCN

- Lotaustralin có công thức phân tử là C11H119O6N và công thức cấu tạo là:

Sự phân bố chất độc trong củ sắn không đều: cuống củ chứa nhiều chất độc hơn giữa

củ, lớp vỏ thịt chứa nhiều HCN hơn cả kế đến là lõi sắn, phần thịt sắn có chứa chất độc ít hơn

Các glucoside này hòa tan tốt trong nước nên trong quá trình sản xuất tinh bột, độc tố

sẽ theo nước dịch thải ra ngoài Vì vậy mặc dù sắn đắng có hàm lượng độc tố cao nhưng sản phẩm tinh bột từ sắn vẫn có thể sử dụng làm thực phẩm

Do các glucoside này tập trung nhiều ở vỏ củ do đó khi chế biến nên tách dịch bào nhanh để không ảnh hưởng đến màu sắc của tinh bột sau này vì HCN sẽ tác dụng với Fe cho ra muối cyanate sắt có màu xám làm đen bột

b Enzyme

Các enzyme trong sắn tới nay chưa được nghiên cứu kỹ Người ta cho rằng trong số các enzyme có trong củ sắn thì hệ enzyme polyphenoloxydase là enzym có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sắn trong quá trình bảo quản và chế biến

Khi chưa đào lên, các enzyme này trong củ sẽ hoạt động yếu và ổn định nhưng khi đào

củ lên thì các enzyme này có điều kiện để hoạt động mạnh, khi đó enzyme polyphenoloxydase sẽ xúc tác quá trình oxy hóa polyphenol tạo octorinon sau đó tổng hợp các chất không có bản chất phenol (các acid amine) tạo ra các sản phẩm có màu

Trong nhóm enzyme polyphenoloxydase có những enzyme oxy hóa các monophenol

mà điển hình là tyrosinase xúc tác sự oxy hóa acid amin tyrosine tạo ra quinon tương ứng Các quinon sau một loạt chuyển hóa sinh ra sắc tố màu xám đen gọi là melanin Đây là một trong những nguyên nhân làm cho thịt sắn có màu đen (dân gian gọi là chạy nhựa)

Hình 5: Cơ chế tạo thành melanin từ tyrosine với sự xúc tác của enzym tyrosinas.

Ngoài tyrosinase, các enzyme oxy hóa khử khác cũng góp phần làm tổn thất chất khô

c Tanin

- Hàm lượng tanin trong sắn ít nhưng sản phẩm oxy hóa của tanin là chất flobafen có màu đen khó tẩy

- Ngoài ra phản ứng giữa tanin với sắt tạo tanat sắt có màu đen cũng khó tẩy

3.4 Đánh giá chất lượng của củ sắn

Có hai phương pháp để đánh giá chất lượng của củ sắn

3.4.1 Phương pháp cảm quan

Xác định củ tốt xấu (có chạy nhựa hay không) và xác định tương đối hàm lượng tinh bột có trong củ

a Dùng phương pháp cảm quan để xác định củ mới và cũ

- Bẻ đôi củ sắn, nhìn vào bề mặt cắt ngang: nếu củ trắng tươi thì tốt có thể để lại sản xuất sau

- Nếu củ bị quầng đen, xám hay xanh đen tức là củ “chạy chỉ” nên đưa vào sản xuất ngay

b Dùng phương pháp cảm quan để xác định đúng tuổi sắn thu hoạch

- Chọn củ sắn trung bình trong khóm sắn rồi bẻ làm đôi, nếu ta chỉ dùng một lực vừa phải để bẻ gẫy và thấy thịt sắn chắc và khô, màu thịt củ trắng đục thì có thể coi như

là đã thu hoạch sắn đúng tuổi, tỷ lệ tinh bột sẽ đạt ở mức cao

- Nếu ta bẻ củ cũng dễ dàng nhưng thấy thịt củ sắn có màu vàng nhạt tuy chắc thịt nhưng phần giữa củ ướt và trong thì đó là sắn còn non và lượng tinh bột thu được sẽ ít

- Nếu dùng nhiều sức mới bẻ gãy được củ hoặc củ bẻ mà không gãy đôi tức là củ thu hoạch lúc quá tuổi, lúc đó củ có xơ nhiều và lượng tinh bột cũng đã giảm

c Dùng phương pháp cảm quan thống kê trong thu mua sắn nguyên liệu

- Củ nhỏ và ngắn (chiều dài khoảng 10cm, đường kính củ chỗ lớn nhất dưới 1,5cm) không quá 4%

- Củ dập nát và gẫy vụn không quá 3%

- Lượng đất và tạp chất tối đa từ 1,5% ÷ 2%

- Không có củ thối

- Củ có dấu vết chạy nhựa nhỏ hơn 5%

3.4.2 Phương pháp thực nghiệm để xác định hàm lượng tinh bột có

trong củ

- Dùng loại cân thực nghiệm do Thái Lan thiết kế

- Cân này hoạt động dựa trên sự khác nhau về tỷ trọng giữa tinh bột và nước

- Qua nhiều lần khảo sát và từ các số liệu thu được hàm lượng tinh bột tương ứng với mỗi lần là 5kg củ

3.5 Vấn đề về bảo quản củ sắn

Trong quá trình bảo quản, sắn tươi thường nhiễm bệnh thối khô và thối ướt do nấm và

vi khuẩn gây nên nhất là đối với những củ bị tróc vỏ và dập nát

Một số phương pháp bảo quản khoai mì tươi:

- Bảo quản trong hầm kín: mục đích của việc bảo quản trong hầm kín là hạn chế sự hoạt động của các enzyme oxy hóa, một trong những nguyên nhân làm hư hỏng củ Yêu cầu hầm phải kín hoàn toàn, phải có mái che để tránh nước chảy vào

- Bảo quản bằng cách phủ cát khô: chọn củ có kích thước đều, không bị dập nát xếp thành luống cao 0,5 ÷ 0,6m, rộng 1,2 ÷ 1,5m, chiều dài khoảng 4m Sau đó phủ đều

- Bảo quản bằng cách nhúng hoặc phun dung dịch nước vôi 0,5%, sau đó dùng trấu hoặc cát phủ kín đống khoai mì, bảo quản theo phương pháp này có thể bảo quản trong 15 ÷ 25 ngày.

Theo tài liệu sắn mua về không nên để quá 48 giờ sau thu hoạch nên ta phải chọn chế

độ thu mua thích hợp để có thể chế biến trong vòng 24 giờ nhằm tránh trường hợp hư hỏng

và giảm chất lượng tinh bột của củ

3.6 Tiêu chuẩn chất lượng tinh bột sắn

(Theo tiêu chuẩn của FAO: TC 176 -1989 (được chỉnh sửa vào tháng 1 -1995))

3.6.1 Tiêu chuẩn chung

Tinh bột khoai mì ăn được phải:

- An toàn và phù hợp cho người sử dụng

- Không có mùi vị khác thường và côn trùng gây hại

- Vi sinh vật gây bệnh: không có

- Côn trùng gây hại: không có

d Chỉ tiêu cảm quan

- Bột màu trắng khô và mịn

- Không có mùi vị khác thường

- Không bị nhiễm bẩn

3.7 Ứng dụng của tinh bột sắn

Tinh bột nói chung và tinh bột sắn nói riêng có rất nhiều ứng dụng trong các ngành kinh tế khác nhau Điểm đáng chú ý, tinh bột sắn được dùng rất phổ biến và thông dụng trong nhiều loại bánh kẹo, phụ gia thực phẩm, mì ăn liền với các công thức phối trộn phong phú và đa dạng

3.7.1 Ứng dụng của tinh bột sắn trong ngành sản xuất thực phẩm

a Các loại bánh

- Tinh bột được sử dụng là một trong những nguồn nguyên liệu chính để sản xuất các loại bánh Ngoài việc giảm giá thành sản xuất, tinh bột còn có chức năng làm đầy, làm láng và góp phần tạo nên một số tính chất công nghệ cho các sản phẩm bánh

- Một số sản phẩm tiêu biểu: các sản phẩm bánh snack, bánh quy, bánh rán…

- Bún, miến, mì ống, mì sợi, bánh tráng là những sản phẩm thực phẩm rất thông dụng

ở quy mô làng xã được chế biến từ tinh bột sắn

b Tinh bột biến tính

- Đặc trưng chủ yếu của tinh bột biến tính chính là nó có độ nhớt cao góp phần tạo độ sệt, độ đặc trong một số sản phẩm như nước sốt, nước chấm, súp…

- Ngoài ra tinh bột biến tính còn tạo ra độ mờ đục cho một số sản phẩm như nước sốt

c Sản xuất các sản phẩm thủy phân từ tinh bột

- Bằng con đường thủy phân, tinh bột là nguyên liệu chính để sản xuất ra các loại sản phẩm như: mạch nha, glucose, sorbitol, maltodextrin,…

- Từ glucose bằng con đường lên men người ta có thể sản xuất rượu, cồn, mì chính…

- Sorbitol là phụ gia tạo cấu trúc rất thông dụng trong các sản phẩm thực phẩm

d Sản xuất đường glucose

- Nguyên liệu: bột hoặc tinh bột các loại củ cũng như các loại hòa thảo Ở các nước khác chủ yếu dùng tinh bột ngô, tinh bột khoai tây; ở nước ta dùng tinh bột sắn để sản xuất đường glucose

- Chất lượng tinh bột ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và hiệu suất thu hồi Chất lượng tinh bột thấp quá trình đường hóa kéo dài, phản ứng không triệt để, sản phẩm

có màu xấu khó khăn cho quá trình xử lý, hiệu suất thu hồi thấp

e Sản xuất mì chính

- Mì chính là muối mononatri của acid glutamic (C5H8NO4Na) Có 2 dạng: bột và tinh thể, là chất điều vị có giá trị trong công nghiệp thực phẩm, trong nấu nướng thức ăn hằng ngày

- Tinh bột được dùng trong sản suất mì chính bằng phương pháp lên men sử dụng những chủng vi sinh vật có khả năng tổng hợp các acid amin từ các nguồn glucid và đạm vô cơ sau đó tách lấy acid glutamic để sản xuất mì chính Phương pháp này có nhiều ưu điểm: không cần sử dụng nguyên liệu protid, không cần sử dụng nhiều hóa chất và thiết bị chịu ăn mòn, hiệu suất cao giá thành hạ

3.7.2 Ứng dụng tinh bột sắn trong một số ngành công nghiệp khác

- Giai đoạn in: tinh bột được sử dụng nhằm ngăn cản các tác nhân gây ô nhiễm trong khi in

- Giai đoạn hoàn thiện: tinh bột thường sử dụng là tinh bột sắn, được cung cấp với những tỷ lệ khác nhau để vải bóng và bền, ví dụ vải cotton là 12%, vải tổng hợp là 18%, tơ nhân tạo là 8%

e Sản xuất giấy

- Tinh bột được dùng trong sản xuất giấy để làm khô bề mặt và bao phủ bề mặt của giấy.

PHẦN 4 : QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ

Xử lýNước

Tách tinh bột Nước thải

Sấy

Đóng bao

4.2 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

4.2.1 Ngâm

Quá trình ngâm nhằm mục đích tách bớt một lượng chất hòa tan trong nguyên liệu, làm

bở đất cát để nâng cao hiệu suất quá trình rửa sau này

4.2.1.2. Thông số kỹ thuật

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

- Hóa chất sử dụng: cho CaO vào nước ngâm với khối lượng 1,5 kg/m3 để ức chế sự hoạt đông của vi sinh vật đồng thời làm tăng độ hòa tan của một số chất màu sinh ra

- Mặt khác, nếu tạp chất lẫn vào tinh bột sẽ làm tăng độ tro, độ màu thành phẩm, tinh bột sẽ không có chất lượng cao

a Biến đổi vật lý

Sau khi rửa sẽ tách được 94 ÷ 97% tạp chất ra khỏi củ, khối lượng củ giảm còn 93 ÷ 94,5%

b Biến đổi hóa lý

Có sự tách một số chất hoà tan trong nguyên liệu như độc tố, sắc tố, tannin… vào trong nước rửa

c Biến đổi hóa sinh

Sự hoạt động của các enzyme oxy hóa làm đen củ khoai mì ở những chỗ bị trầy xước

4.2.2.3. Phương pháp rửa và bóc vỏ

a Phương pháp thủ công

Ở những nhà máy vừa và nhỏ, người ta tách bỏ nguyên phần vỏ (gồm phần vỏ lụa

và vỏ thịt) và chỉ dùng phần lõi của củ – phần có cấu trúc mềm xốp để sản xuất tinh bột

Với những thiết bị đơn giản có sẵn và nguồn năng lượng hạn chế của các nhà máy, việc dùng nguyên củ để sản xuất sẽ gặp khó khăn trong khâu nghiền cũng như trong khâu rửa đất cát, gọt vỏ… trong khi lượng tinh bột thu được là không cao (do nghiền không hiệu quả)

Người ta có thể tách vỏ củ bằng tay Củ được khía ngang, dọc đến một độ sâu nhất định tùy vào bề dày của vỏ, sau đó dễ dàng được lột ra Bụi bẩn, đất cát… còn vương lại trên bề mặt lõi của củ bây giờ có thể được rửa sạch một cách dễ dàng và những củ

đã được lột vỏ được đẩy vào bồn ximăng, ngâm trong nước cho đến khi được lấy ra để nghiền Thỉnh thoảng dùng chân đạp nhẹ cũng rửa được những chất bẩn còn bám

Hình 6 : Dao tách vỏ thịt của củ khoai mì

b Phương pháp cơ giới

Ở những nhà máy lớn, người ta sử dụng nguyên củ để sản xuất Việc rửa củ ở đây không chỉ để rửa sạch củ mà còn để tách lớp vỏ lụa bên ngoài của vỏ Vì chỉ có lớp vỏ lụa bị tách nên ta sẽ thu được tinh bột trong phần vỏ cùi, như vậy tính kinh tế sẽ cao hơn Phần vỏ cùi chiếm đến 8,5% khối lượng toàn củ

Nguyên tắc: sự ma sát giữa các củ cũng như ma sát giữa củ với thành thiết bị, với cánh quay sẽ làm tróc lớp vỏ lụa và dưới áp lực của nước sẽ rửa sạch lớp vỏ lụa này cũng như đất cát bám bên ngoài củ

4.2.2.4. Thiết bị

Thiết bị rửa củ thường dùng trong sản xuất tinh bột khoai mì là thiết bị thùng hình trụ

có đục lỗ, để ngập trong nước

Nguyên tắc hoạt động:

- Một bàn chải trục vít sẽ vừa đảo trộn mạnh củ vừa đẩy củ về phía trước

- Một bơm ly tâm được lắp ở một đầu của thùng và được nối với một loạt các cánh quay sắp xếp dọc theo thùng Những cánh quay này sẽ tạo ra dòng nước ngược với hướng chuyển động của củ, đảm bảo cho củ được rửa sạch

- Khi củ được đẩy ra đến đầu bên kia, chúng đã được rửa sạch đất cát và được lột vỏ một phần

- Tạp chất nhẹ sẽ nổi lên trên theo nước ra ngoài, tạp chất nặng, đất cát… lắng xuống

và được tháo theo chu kỳ qua lỗ của bồn ximăng

Hình 7: Thiết bị rửa củ khoai mì

Để tăng hiệu quả của quá trình rửa, sau giai đoạn ngâm người ta cho củ khoai mì đi qua thiết bị bóc vỏ gỗ và tách đất cát lớn bám trên củ Thiết bị này dạng thùng quay với ống bên trong để xịt nước rửa củ Thùng có thể làm bằng gỗ hay bằng lưới kim loại, chiều dài 3

÷ 4 m, đường kính 1m, được lắp vào bệ ximăng, cánh quay được lắp dọc theo thùng

Hình 8: Thiết bị bóc vỏ lụa và tách đất cát thô.

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

4.2.3 Cắt khúc

Nguyên liệu sau khi được rửa sạch và bóc vỏ thì được đưa vào thiết bị cắt khúc Mục đích của quá trình cắt khúc là cắt nhỏ nguyên liệu để quá trình nghiền tiếp theo đạt hiệu quả cao hơn

4.2.3.2. Các biến đổi trong quá trình cắt khúc

a Biến đổi vật lý

Củ khoai mì ban đầu có kích thước 15 ÷ 20cm được cắt thành những đoạn nhỏ hơn

có kích thước 5 ÷ 6cm

b Biến đổi hóa sinh

Sự hoạt động của các enzyme oxy hóa làm biến màu củ khoai mì ở những chỗ bị cắt

a Cấu tạo

Thiết bị cắt khúc có dạng hình hộp chữ nhật thông hai đầu Một đầu cho nguyên liệu đi vào, một đầu để tháo nguyên liệu ra sau khi cắt khúc Thực hiện chức năng cắt khúc là hệ thống dao cắt được bố trí xung quanh một trục chuyển động nhờ động cơ

- 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

a Biến đổi vật lý

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 rất 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)

b Biến đổi hóa 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 thủy phân tinh bột, enzyme oxy hóa như polyphenoloxydase sẽ làm sẫm màu sản phẩm.

c 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

4.2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền

Hiệu suất nghiền: được tính bằng phần trăm tinh bột được giải phóng trong quá

trình nghiền Phá vỡ tế bào càng triệt để thì hiệu suất nghiền càng cao Giá trị đó sau mỗi lần nghiền có thể dao động từ 70 ÷ 90%

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nghiền:

- Số vòng quay trục: 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

Rất khó để giải phóng tất cả các hạt tinh bột, kể cả với máy nghiền có hiệu quả cao nếu chỉ với một lần nghiền Vì thế mà khối cháo sau khi nghiền lần 1 thường được nghiền tiếp lần 2

- Số vòng quay

- Đường kính tang quay

- Số lượng búa nghiền

Một máy mài xát đơn giản nhưng hiệu quả được làm bằng một tấm sắt mạ điện được đục lỗ bằng đinh, sau đó kẹp chặt tấm sắt đó quanh một bánh xe với bề mặt có mép nhọn, sắc hướng ra ngoài Bánh xe có thể được quay bằng tay, nhưng thường được quay bằng cách đạp bằng chân Người công nhân sẽ ấn củ lên bề mặt nghiền Hoặc bề mặt nghiền sẽ được gắn lên một bên một đĩa quay có gắn tay quay Bột nghiền sẽ được thu trong giỏ hay những vật chứa bằng gỗ.

Hình 10 : Thiết bị mài xát khoai mì bằng tay

Máy nghiền chạy bằng sức nước: trong máy nghiền thủy lực, máy xe nước được quay bởi một bánh đà, làm chạy dây đai truyền động cho tay quay của thùng nghiền Thùng này có đường kính khoảng 20 ÷ 30cm, thùng được gắn lên một bàn nghiền Người công nhân, ngồi ở bàn sẽ ấn củ vào thùng Khối nghiền sẽ được đẩy qua khe hở hẹp giữa thùng và giá đỡ, vào máng rồi được thu vào trong giỏ

Những thiết bị nghiền ở trên đều được làm bằng những tấm kim loại có đục lỗ Dù không đắt, nhưng chúng tương đối không được hiệu quả vì những tấm nghiền thường phải được thay thường xuyên do rất nhanh mòn

b Phương pháp cơ giới

Máy nghiền chạy bằng động cơ được dùng khi cần sản xuất với năng suất cao, khoảng 10 tấn củ khoai mì tươi mỗi ngày Thiết bị thường dùng nhất hiện nay là máy nghiền Jahn

hay lưỡi cưa Tùy theo nhu cầu mà có thể có từ 10 đến 12 răng cưa trên lưỡi dao Các lưỡi dao được đặt cách nhau khoảng 6 ÷ 7 mm.

Hình 11: Hình dạng của thiết bị mài xát khoai mì hoạt động nhờ động cơ

Nguyên tắc hoạt động: nguyên liệu sau khi nhập vào máy nghiền được máy nghiền

thành khối bột mịn nhờ sự cọ xát của bộ phận nghiền quay xung quanh một trục nhờ động cơ với củ khoai mì và với tấm lưới chắn Trong quá trình nghiền ta có xối nước

để nước đưa bột nghiền ra ngoài thông qua lỗ lưới

Hình 12: Cấu tạo của thiết bị mài xát khoai mì đơn giản

4.2.5 Tách bã

Hỗn hợp thu được sau khi nghiền không chỉ chứa tinh bột mà còn lẫn các tạp chất khác như vỏ tế bào, dịch bào thoát ra do quá trình nghiền, tế bào còn nguyên, nước… Do đó, quá trình tách bã nhằm mục đích tách phần lớn lượng bã thô ra khỏi hỗn hợp.

Bã sau khi tách vẫn còn một lượng tinh bột tự do bám lại Vì vậy, để tăng hiệu quả của quá trình tách, người ta thu hồi lượng bã cho trở lại máy nghiền Sau khi nghiền xong, bã tiếp tục được tách lượng tinh bột sót Tuy nhiên trong bã vẫn còn lại một lượng nào đó không thể tách hết được Ngoài tinh bột ra còn một lượng dextrin, đường, chất pectin, chất khô của bã Vì vậy, bã thô sẽ được đưa ra bể chứa bã để tận dụng làm thức ăn gia súc

Hình 13: Bã sau khi đã tách tinh bột.

Nguyên liệu sau khi ra khỏi thiết bị nghiền được pha loãng đến nồng độ 27oBx bằng nước sạch hoặc nước thu được sau quá trình tách tinh bột Hỗn hợp sau khi pha loãng được đưa đến thiết bị rây để tách tinh bột tự do ra khỏi các tạp chất lớn Sau khi qua rây nguyên liệu được chia làm 2 phần:

- Phần không lọt qua rây gồm các xơ lớn, các mảnh vụn và những hạt tinh bột tự do chưa tách hết được đưa xuống máy nghiền lần thứ hai

- Phần lọt qua rây được đưa qua máy ly tâm để tách dịch bào

a Biến đổi vật lý

- Sau quá trình tách ta thu được hai phần: phần bã thô và phần nước dịch (sữa tinh bột) Bã thô bao gồm cellulose và các hạt có kích thước to bị giữ lại trên rây và được tách ra ngoài nên phần nước dịch chỉ chứa các hạt tinh bột có kích thước nhỏ hơn và một lượng lớn các chất hòa tan Kích thước hạt huyền phù trong nước dịch giảm

- Nồng độ chất khô giảm

b Biến đổi hóa sinh

Phản ứng oxy hóa do enzyme làm sẫm màu bột xảy ra không đáng kể do dịch sữa thu được có hàm lượng nước tương đối cao

c Biến đổi sinh học

Sự phát triển của vi sinh vật là không đáng kể

- Nồng độ chất khô của hỗn hợp đưa vào thiết bị rây: 27oBx

- Nồng độ chất khô của dung dịch sữa tinh bột sau khi qua rây có thể dao động trong khoảng 8 ÷10o Bx

- Kích thước lỗ rây: φ 0,7mm

- Hệ số rửa tách tinh bột tự do khoảng 85%

- H2SO4 được thêm vào ở nồng độ thấp giúp giữ màu trắng của tinh bột

- Al2(SO4)3 làm giảm độ nhớt, tăng hiệu quả quá trình lắng (Ví dụ nếu thêm vào 0,1g/

l sữa tinh bột 2oBx giảm được 50% độ dính)

- SO2 (H2SO3) ức chế hoạt động của vi khuẩn và enzyme Ngoài ra nó cũng là một tác nhân để làm trắng tinh bột SO2 được sục vào nước tinh khiết rồi mới cho vào

- Clorine và các hợp chất của nó cũng có tác dụng tẩy trắng và giảm độ nhớt rất tốt.Nếu ta sử dụng các hóa chất trên với một nồng độ thích hợp (nồng độ rất nhỏ), chất lượng sản phẩm thu được sẽ tốt hơn

Để tách bã thô, người ta có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau

a Thiết bị rây (Screening machine)

Thiết bị rây quay (Rotating screen)

Cấu tạo: dạng đơn giản của một thiết bị rây quay bao gồm một khung hình trụ làm

bằng gỗ cứng, cố định vào một góc, đặt hơi nghiêng, có trục nằm ngang dài ít nhất 3m, được phủ bằng một lớp vải thông thường hoặc gắn một lưới mỏng bằng hợp kim của đồng và phospho Lưới này được ưa chuộng hơn do nó có độ bền cao hơn Tuy nhiên, khi sử dụng lưới, ta phải thường xuyên chải để làm sạch tạp chất gây bít lỗ rây

Hình 14: Cấu tạo của thiết bị rây quay.

Nguyên tắc hoạt động: dung dịch sữa tinh bột được cấp vào ống hình nón phía đầu nhỏ

Khi rây quay với vận tốc 50 vòng/phút, hỗn hợp sẽ từ từ di chuyển xuống đầu còn lại và được đưa ra bể chứa Trong khi đó, nước được phun với áp suất khoảng 6atm qua các lỗ trên trục Vì thế khi hỗn hợp đến đầu kia thì hầu như đã được rửa sạch Sữa tinh bột được thu sau khi lọt qua rây Bã đi ra nhờ phương pháp này còn chứa một lượng lớn tinh bột do

đó sẽ được đem nghiền và làm thức ăn gia súc Lưới rây được lắp sát thành và hơi thấp xuống phía dưới để đảm bảo hỗn hợp có thể đi qua dễ dàng

Hình 15: Nguyên tắc tháo bã của thiết bị rây quay

Người ta có thể trang bị thêm hai bộ chổi quét cho rây quay, một bộ được đặt tại cửa ra còn một bộ hoạt động như cánh gạt Cả hai bộ hoạt động cùng lúc đảm bảo cho lưới rây luôn sạch để dịch chứa tinh bột chảy qua Lưới rây được gắn trên một khung nhôm có thể tháo rời thuận tiện cho việc thay đổi lưới rây khi cấn thiết

Ưu, nhược điểm của thiết bị rây quay

- Ưu điểm: hạn chế được sự bít lưới do các chất có khả năng tạo keo khi thiết bị quay trong quá trình hoạt động và có 2 bộ chổi quét để cào sạch bã ra khỏi lưới

- Nhược điểm: hiệu suất thu hồi tinh bột không cao, tốn nước Hiện nay các loại thiết

bị rây quay đơn như vậy thường chỉ được sử dụng cho các nhà máy có quy mô vừa

vì trong các nhà máy lớn thì tinh bột phải được lấy một cách triệt để có thể kèm theo tiêu hao một lượng nước nhỏ nhất

t Thiết bị rây rung (Shaking screen)

Cấu tạo: trong những nhà máy lớn, kiểu rây quay được thay thế bằng kiểu rây rung

Thiết bị bao gồm một khung hơi nghiêng theo phương ngang, dài khoảng 4m và được lót bởi một lưới kim loại mỏng Khung của rây được truyền chuyển động rung dọc theo chiều dài nhờ một thanh truyền lệch tâm

Nguyên lý hoạt động: sữa tinh bột sau khi được pha loãng với một lượng nước

trong thiết bị phân phối sẽ được dẫn qua một đoạn ống đến đầu cao của khung rây Trong quá trình rây, hỗn hợp sẽ được đẩy xuống phía dưới nhờ chuyển động rung.Hiệu quả của quá trình rây có thể được cải thiện bằng cách thêm một hoặc nhiều rãnh cạn nằm ngang trên bề mặt sàng Nhờ vào chuyển động rung của sàng, những rãnh

này tạo ra chuyển động xoáy mạnh làm việc tách những hạt tinh bột ra khỏi hỗn hợp diễn ra tốt hơn.

a Biến đổi vật lý

Tinh bột qua quá trình tách dịch bào được kết thành khối chặt hơn, tỉ trọng khối tinh bột tăng

b Biến đổi hóa học

- Hàm lượng chất khô không hòa tan của sản phẩm tăng

- Vào giai đoạn đầu sẽ xảy ra phản ứng tạo phức bền giữa tinh bột và protein, acid béo… Và hầu như ta không thể tách được tinh bột tinh khiết ra khỏi phức này Điều này làm cho giá trị tinh bột giảm đáng kể khi sử dụng để chế biến các sản phẩm khác Vì vậy các quá trình tách dịch bào phải diễn ra nhanh

- Độ tinh khiết của sản phẩm tăng do các hợp chất như polyphenol, HCN, sắc tố… đi theo nước ra ngoài

c Biến đổi hóa lý

Sau quá trình tách dịch bào ta thu được hai phần là phần nước dịch và phần tinh bột ướt

d Biến đổi hóa sinh

Trong thành phần dịch bào có chứa nhiều chất khác nhau nhưng trong sản xuất tinh

polyphelnoloxydase sẽ oxy hóa tạo thành chất màu làm cho tinh bột mất màu trắng Lớp tinh bột phía trên bề mặt sẽ bị oxy hóa nhanh hơn lớp dưới Khi tinh bột chuyển màu thì không thể tẩy rửa hoàn toàn chất màu khỏi tinh bột bằng nước sạch được Quá trình oxy hóa bắt đầu từ khi mài xát đặc biệt xảy ra nhanh khi các máy đảo trộn sữa tinh bột thô Tinh bột chuyển màu sẽ làm giảm giá trị của sản phẩm Do đó để hạn chế phản ứng này xảy ra quá trình tách dịch bào phải diễn ra nhanh và triệt để.

e Biến đổi sinh học

Trong dịch bào thường có chứa đường và các hợp chất dinh dưỡng khác là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Nếu để dịch bào tiếp xúc với tinh bột quá lâu, vi sinh vật sẽ sử dụng tinh bột như một nguồn cơ chất và quá trình lên men sẽ diễn

ra mạnh mẽ tạo ra ethalnol, acid hữu cơ và các sản phẩm trao đổi chất khác làm ảnh hưởng tới chất lượng của tinh bột thành phẩm Do đó cũng cần hạn chế thời gian tiếp xúc giữa tinh bột và dịch bào

Phần dung dịch thu được bằng cách pha loãng cháo sau khi nghiền được đưa vào thiết bị ly tâm để tách dịch bào Để tách triệt để được dịch bào phải tiến hành ly tâm ít nhất 2 lần

Sau lần ly tâm thứ nhất, dịch chứa tinh bột được pha loãng rồi đưa qua rây để tách

bã Sữa tinh bột lọt qua rây được đưa vào máy ly tâm tách dịch một lần nữa Nồng độ sữa tinh bột vào máy ly tâm khoảng 3oBx Nước dịch ra khỏi máy ly tâm được đưa đi lắng tiếp tục để thu tinh bột loại hai

a Thời gian tiếp xúc giữa tinh bột với dịch bào

Để khắc phục quá trình oxy hóa yêu cầu quy trình sản xuất phải ngắn, tách dịch bào càng nhanh càng tốt Và trong toàn bộ quy trình tinh bột đều phải ngập trong nước Tách dịch bào sớm tinh bột sẽ trắng đồng thời ít tạo bọt sẽ dễ dàng cho những khâu gia công tiếp theo, mặt khác tinh bột thành phẩm giữ nguyên được tính chất hóa lý tự nhiên của nó

Bên cạnh đó, nếu tinh bột tiếp xúc với nước quá lâu sẽ xảy ra các biến đổi hóa sinh dưới sự xúc tác của enzyme polyphenoloxydase Các biến đổi đó không chỉ ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm mà còn gây khó khăn cho các quá trình chế biến tiếp theo như bọt nhiều, khi rây, lắng đồng thời các thiết bị đều bị bám lớp chất nhờn thậm chí làm rỉ

thiết bị bằng kim loại nên phải thường xuyên vệ sinh thiết bị hoặc sử dụng vật liệu chế tạo là thép không gỉ.

Bảng 8: Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc với dịch bào tới độ trắng của tinh bột.

Thời gian tinh bột tiếp xúc với nước dịch

a Nồng độ chất tan của dịch bào

Khi cố định thời gian tiếp xúc giữa tinh bột với nước dịch thì nếu các chất hòa tan trong nước dịch có nồng độ càng cao thì độ trắng của tinh bột và độ dính của hồ tinh bột sau này cũng giảm

Bảng 9: Ảnh hưởng của nồng độ chất tan trong dịch bào đến độ trắng của tinh bột

Nồng độ dịch bào

(%)

Thời gian tiếp xúc

(giờ) Độ trắng của tinh bột (%)

Bảng 10: Ảnh hưởng của nồng độ chất tan trong dịch bào đến độ dính của hồ tinh bột.

Cấu tạo: trước đây ở các nhà máy nhỏ thì người ta thường sử dụng các thùng lắng

đặt liên tiếp nhau Trong các nhà máy đó thì các thùng được làm bằng gỗ Nhưng khi việc sản xuất tiến đến vài trăm kg/h thì các thùng lắng được xây bằng xi măng ra đời Trong các nhà máy lớn, người ta sử dụng máng lắng với kích thước, chiều dài lớn hơn thùng lắng nhiều lần

Thông số kỹ thuật:

- Sự phân bố kích thước hạt: đường kính của hạt tinh bột có thể dao động trong khoảng 4 ÷ 24µm Tùy theo loại máy nghiền mà nó dao động trong khoảng lớn hơn hoặc nhỏ hơn Tuy nhiên, sự thay đổi kích cỡ hạt tinh bột trong quá trình lắng còn phụ thuộc vào đường đi của nó Dưới đây là một ví dụ về sự phân bố cỡ hạt được tiến hành trong thực nghiệm ở điều kiện khi lớp tinh bột lắng được 30cm sau 24h