Đề tài sản xuất tinh bột gạo

Trang 1

DE TAI

Trang 2

MUC LUC I/0/90020007 1 DANH MỤC HÌNH - 5-2 s< se esseesseErssersseorssersssoree 3 DANH MỤC BẢNG -s-cs<cssesscesevesstreseersserssetrssersssrree 4 Phân 1: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU e s-sscs<cssecesse= 1 No 2 1.2 Thành phần hóa học của lạt gq0: c-cscce<ccceecceeeerseerreserxe 4 1.3 PP ÏLÂH1 ÏO QÏ: 5< 5 << Họ Họ Họ Họ Họ nu 7 HH NU GCS ccsssccsssscssssscssnsscssseccsssccssnsccssneccssseccsnseccsnsecssnsccssnsccssnescssseeesasecesss 10 Phéin 2: QUI TRINH CONG NGHE scssssessssssssessosssssessssssssesseseesseseeseesens 13 I QUY TRèNH I: -2 ô<ssâ2ssâESvssSEvzssevasserrassosrassrrsee 14 H QUY TRÌNH 2: se 15 Phan 3: THUYET MINH QUI TRÌNH CƠNG NGHỆỆ 16 I QUY TRÌNH I: -2 ô<ssâ2ssâESvssSEvzssevasserrassosrassrrsee 17 1.1 TCH KèIH ẽOQẽ- 5 << << HT Họ Hi ngờ 1 IN ma 4 HHẤA l 18 1.3 INGẲÌHH: 5 Họ THỌ TT Họ TH TH Họ HH 00 19 1.4 Nghiền: 1.8 Đóng gói: I80)049.)0) 61.7 26 2.1 Tách kim loại: tương tir qui trinh 1 .o-<- << 5< se s=sesseseseeee 26 2.2 Sàng: tương tự qui trình 1

2.3 Ngâm: tương tự qui trình I

Trang 3

2.6 Sấy: tương tự qui trình 1 2.7 Đóng gói: (0H TH qMỈ ẨIÌHLỈL Ì o5 << <1 x eEeseee 27 Phần 4: SO SÁNH 2 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ, -. 28 „7.8700 86 ẽ ẽ 30 I TĨNH BỘT GẠO: .-s+essâvevveseeSorxeeetorkssenoorsssenoore 31 1.1 Thnh phN: ô-ccccscccceeeerretttrrirttrriittrriitrrrrrrtrrrrrrrrrrreerree 31

1.2 Chi tiéu chất lượng:

Phan 6: THANH TUU CONG NGHE 100033

I UNG DUNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM CƯỜNG ĐỘ CAO VÀ CHAT

HOẠT ĐỘNG BÈ MẶT TRONG TÁCH TINH BỘT GẠO: 34 Il TINH CHAT CUA MANG BAO PHAN HUY SINH HOC LAM

TU HON HOP TINH BOT GAO — CHITOSAN: sssessssssssessssscssesseseesseees 35

HI SỬ DỤNG PROTEASE TRONG QUÁ TRÌNH NGÂM: 36 IV TÁCH TINH BỘT GẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP KÉT HỢP PROTEASE TRUNG TÍNH VÀ SÓNG SIÊU ÂM: 37

4.1 Tiến trình thí ngÌiiệNm: -ee-ce<©cxeeSreeeEreeeExeeerxeeerkeesreerrreerrke 37 4.2 Kết quả: 138 4.3 KEt UGH sosccssscssssssssscsssessssssssecsssessssesssscssnecssnecsssessasesssscssseceasecsssessaeessecess 41

Trang 4

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Cây lúa (Oryz@ sđfiWA) .- 5-5-5 5< Se+ec*e+eetererkersrerkererrrkrrrre 2

Hình 2: Câu trúc hạt lúa 3

Hình 3: Qui trình sản xuất tỉnh bột gạo (qui trình 1) - 14 Hình 4: Qui trình sản xuất tỉnh bột gạo (qui trình 2) -+ 15

Hình 5: Máy phân loại bằng nam châm điện 2- 2-2 ©sz©cxe 17

Hinh 6: May tach kit lai .sssccscsssssssssccsssssesscssssscesssssssessssssuseseesssseessesssseeeeees 18

Hin 7: May Sang oo eeeeeeceeeeseseseseeeeseseeeesesceeescscsceeeseseeceacseeesacaeeeseeeeeseaeeeeeeaes 19

Hình 8: Thiết bị bồn ngâm 2-22-2222 2E2EE2E22E2711222711127112 2.212 cre 20 Hình 9: Thiết bị nghiền trục đơi 2-©222-©222zSEEEEecEEEEErEEEkrrrrrrrerree 21 Hin 10: May li ta Gia BE -.‹dd.A ÔỎ 23 Hinh 11: Thiết bị sấy khí động

Hình 12: Thiết bị lắng hình phễu 22 ©222CV2verervcvvvrrrrrrre 26 Hình 13: Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của tinh bột gạo tách từ: (A) khuấy nhiệt

Trang 5

DANH MUC BANG

Bang 1: Thành phần hóa học của một số nông sản (Tính theo 100g) 4

Bảng 2: Sự phân bố glucid trong từng phần của hạt lúa

Bảng 3: Hàm lượng các glucid trong hạt lÚa 5-5 5 s5 ++s+szseseeeex

Bang 4: Thành phần hóa học của 100g gạo c -cccccc-ccccex 7 Báng 5: Phân loại theo chiều đài hạt gạo lật -cccccc-cccxex Báng 6: Phân loại theo tỷ số chiều dài/ chiều rộng hạt gạo lật

Bảng 7: Bảng chỉ tiêu chất lượng tấm, cám -c-©xe+cxkstrxxrrrkesrrkerrre

Bang 8: Bảng tỉ lệ thu hồi thành phụ phẩm từ lúa loại 1 -. 9 Báng 9: Bảng tỉ lệ thu hồi thành phụ phẩm từ lúa loại 2 - 9 Báng 10: Chỉ tiêu hóa lý đánh giá chất lượng gạo -c 10

Báng 11: Giới hạn các chỉ tiêu chất lượng của nước trong thực phẩm 10 Bang 12: Chỉ tiêu chất lượng NaOH (Codex) -c-©22cccccccccex 12

Bang 13: Bảng so sánh 2 qui trÌnhh 5-5 5< xxx eveeeekrrserererrrree 29 Bảng 14: Ứng dụng của tỉnh bột gạo -22-©25222Scccxeecverrrxerrrxerrrx 32

Báng 15: Hiệu suất thu hồi và thành phần của tỉnh bột gạo ở hai quá trình xử lí

[41001900800 TT 40

Bảng 16: Hàm lượng tính bột, protein sót lại, tính bột bị phá hủy trong tính bột gao thu được băng phương pháp xử lí protease trung tính ở những nông độ và thời

gian khác nhaU” - ¿5+ s+S++++S++E£E£EEEEEEESEEEEEEEEEESEEEEEEEEEETEEEEEEETEEEEEEEEEETkrrkrrrree 41

Bảng 17: Hàm lượng tính bột, protein sót lai, tinh bot bi pha hủy trong tính bột gạo thu được băng phương pháp xử lí kêt hợp 0.03% protease trung tính và sóng siêu

Trang 6

B Thực phải Tỉnh bột

Phan 1:

Trang 7

ds BTh Tinh bot I GAO: Ho : Poaceae/Gramineae Phan ho: Oryzoideae Tộc : Oryzeae Chi : Oryza Loài : Oryza Safivar L Hình 1: Cây lúa (Oryza sativa)

Gạo là cây lương thực chính của thế giới Khoảng 90% sản lượng gạo thế giới được sản xuất và tiêu thụ ở châu Á Mức sản xuất và tiêu thụ ở Mỹ, một nước mà gạo

không phải là lương thực chính, cũng đang tăng lên 40% suốt từ 1980 đến 1995 và

tăng thêm 25% từ 1995 đến 2005 Giá gạo ở Mỹ cho thấy sự tăng lên đáng chú ý vào

năm 2007, đến 75% so với giá của nó năm 2003 Sự tăng giá này là do sự gia tăng nhu

cầu về gạo trong nước Mỹ và thị trường quốc tế nhưng sản lượng gạo lại không tăng Mức sử dụng của gạo trên thế giới trong năm 2005 khoảng 406 triệu mét tan (mmt)

Gạo chủ yếu được sản xuất ở những khu vực như Việt Nam, Trung Quốc, Ấn Độ,

Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Nhật Bản, Hàn Quốc và Philipine Ngoài châu A,

vùng sản xuất gạo chủ yếu ở Brazil, My, Ai Cap, Colombia, Nigeria va Y

Cây lúa thích hợp sinh trưởng ở nơi đầm lầy, khí hậu nhiệt đới, chịu ảnh hưởng

Trang 8

CNCB Thực phẩm Tỉnh bội gạo 1.1 Cấu tạo của hạt lúa: STRUCTURE OF A RICE GRAIN Hình 2: Câu trúc hạt lúa Cấu tạo của hạt lúa gồm những thành phần sau: 1.1.1 Vỏ trấu:

— Là lớp bao ngoài cùng của hạt lúa

Gồm các tế bào rỗng có thành hóa gỗ có thanh phan 1a cellulose

— Cac té bao vo trau được kết với nhau nhờ khoáng và lignin

— Độ dày vỏ trấu tùy thuộc vào giống hạt, vào độ mấy: trong khoảng 0.12+0.15mm,

chiếm khoảng 18+19.6% so với toàn hạt 1.1.2 V6 qua va vo hat:

—_ Vỏ quả: Liên kết không bền với vỏ hạt

— Thành phần vỏ quả thường chứa cellulose, pentosan, pectin và khoáng

— Trong cùng một hạt, chiều dày lớp tế bào vỏ quả không giống nhau, ở gần phôi,

lớp vỏ quả là mỏng nhât

— V6 qua liên kết chặt chẽ với lớp aleurone

— So với vỏ quả thì vỏ hạt chứa ít cellulose hơn nhưng nhiều protid và glucid hơn

Trang 9

— Chiếm khoảng 6+12% khối lượng hạt

—_ Trong tế bào, lớp aleurone có chứa nhiều protid, tinh bột, cellulose, pentosan, các giọt lipid và phần lớn các vitamin và khoáng của hạt

— Khi xay xát hạt, lớp aleurone bị vụn ra thành cám

1.1.4 Nội nhũ:

—_ Nội nhũ là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt

— Các tế bào nội nhũ khá lớn, thành mỏng và có hình dạng khác nhau

— Thành phần hóa học của nội nhũ: Tinh bột và protid, ngoài ra còn chứa một lượng nhỏ lipid, muối khoáng, cellulose và một số sản phẩm phân giải của tỉnh bột như dextrin, đường

— Lượng vitamin và muối khoáng trong nội nhũ không nhiều, ta có thể làm tăng hàm lượng các chất này trong nội nhũ nhờ quá trình gia công nước nhiệt

— Tùy theo giống và điều kiện canh tác, phát triển của hạt lúa mà nội nhũ có thể

trắng hay đục, vấn đề này quan hệ rất lớn đến tỷ lệ chế biến ra gạo Nếu độ nhũ có

độ trắng trong cao thì gạo ít nát và cho tỷ lệ thành phẩm cao, ngược lại nếu nội nhũ

có độ trắng đục cao thì hạt qua chế biến bị gãy nát nhiều, tỷ lệ thành phẩm thấp, tỷ

lệ tim gao cao

1.1.5 Phôi:

— Khi hạt nảy mầm thì phôi sẽ phát triển lên thành cây con

—_ Trong phôi chứa nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển ban đầu

— Thành phần hóa học của phôi gồm có protid, glucid hòa tan, kha nhiéu lipid,

khoáng, cellulose và các vitamin

— Phôi các nội nhũ bởi lớp ngù là lớp trung gian chuyền từ nội nhũ sang phôi khi hạt nảy mầm

— Lớp ngủ có cấu tạo từ các tế bào dễ thâm thấu các chất hòa tan và rất nhiều các

enzyme

—_ Các chất dinh dưỡng trong phôi rất dễ bị biến đồi

1.2 Thành phần hóa học của hạt gạo:

Bảng 7: Thành phần hóa học của một số nông sản

( Tính theo 100g)

Thanh phan Lúa mì Lúa gạo

Năng lượng ( Kcal) 330 360 Glucid (g) 78.5 73+75

Trang 10

B Thực phải Tỉnh bột Protid (g) 12+15 7.5+10 Lipid (g) 1.8+2.2 1.342.1 Cellulose (g) 2.3 0.9 Vitamin B, (g) 0.55 0.33 Vitamin B, (g) 0.13 0.09 Vitamin PP (mg) 6.4 4.9 Vitamin B; (mg) 1.36 1.2 Vitamin Bs (mg) 0.53 0.79 Phospho (mg) 410 285 Kali (mg) 580 340 Canxi (mg) 60 68 Magie (mg) 180 90 Sat (mg) 6 12 Đông (mg) 0.8 0.3 Mangan (mg) 5.5 6 Kem (mg) 2.2

= Giucid là thành phần dinh dưỡng chính của hat gao, chiém khoang 70+80%

Gao giã càng trắng thì hàm lượng glucid càng cao, glucid gạo chủ yếu là tỉnh bột, một ít đường đơn kép nằm ở màng Báng 8: Sự phân bố glucid trong từng phần của hạt lúa Tên các thành phan Tỉnh bột (%) Đường (%) Cellulose (%) Toàn bộ hat 59 4.34 2.76 Nội nhũ 79.56 3.54 0.15 Phôi Rât ít 25.12 2.46 Vỏ và lớp aleurone Rất ít 4.18 16.20

= Trong các bộ phận thì tinh bột tập trung chủ yếu ở nội nhũ và phôi Trong lớp

aleurone thì chỉ có một thành phần đường 6+8%, cellulose 7+10%

Trang 11

= Tĩnh bột gạo thuộc loại phức tạp, kích thước nhỏ ( nhỏ nhất so với tỉnh bột các

loại hạt ngũ cốc khác) 1.2.1 Tỉnh bột gạo:

— Hình đa giác, kích thước 2+10 pm

— Thanh phan: amylose mach thang chiém 15+35% va amylopectin mach nhanh Ti

lệ thanh phan amylose va amylopectin cũng có liên quan đến độ dẻo của hạt: Hàm lượng amylose trong hạt quyết định độ dẻo của hạt Nếu hạt có 10+18% amylose thì

gạo mềm, dẻo, từ 25+30% thì gạo cứng Các loại gạo của Việt Nam có hàm lượng amylose thay đổi từ 18-45%, cá biệt có giống lên đến 54%

— Nhiệt độ hồ hoá: 70+80°C

Các biến đối của tỉnh bột trong quá trình bảo quản:

—_ Tinh bột bị thủy phân thanh dextrin, maltodextrin, maltose, glucose dudi tac dụng của enzyme amylase

— Hao hut tinh bột đo hô hấp

— Vi sinh vật thủy phân hay lên men tỉnh bột: nấm méc (Aspergillus niger ) và ndm men (Saccharomyces)

1.2.2 Protein:

— Albumin 5%, globulin 10%, prolamin 5%, glutelin 80%

— Tập trung chủ yếu ở phôi, lớp aleurone và giảm dần khi vào tâm nội nhũ Do đó

gạo càng xát kỹ thì hàm lượng protein càng giảm

— Các giống lúa Việt Nam có lượng protein thấp nhất là 5.25%, cao nhất 12.84%,

phần lớn trong khoảng 7+8%, lúa nếp có lượng protein cao hơn tẻ, lúa chiêm cũng

có lượng protein cao

Các biến đối của protein trong quá trình bảo quản:

— Tỷ lệ giữa các nhóm protein thay déi do quá trình thủy phân dưới tác dụng của hệ enzyme protease có trong hat hay do vi sinh vật tiết ra

— Xuất hiện quá trình trùng hợp của các peptide mạch ngắn tạo thành các protein có khối lượng phân tử cao hơn

— Vi sinh vat hiếu khí phân hủy các acid amin thành các acid hữu cơ và NHạ

— Các vi khuẩn kị khí phân hủy acid amin theo hướng tạo CO; và các amin

— Nếu phối trộn cả vi khuẩn kị khí và hiếu khí thì các biến đổi của protein rất phức

Trang 12

B Thực phải Tinh bột

độc bài tiết nước bọt nhiều và gây co giật, tạo mùi vị khó chịu, thậm chí mùi thối cho khối hạt bảo quản

Báng 10: Thành phần hóa học của 100g gạo Loại gạo

Các chỉ số ie Chiêm canh | Mộc tuyền | Nếp cái

Nước (% theochất khô) 12 11.5 12.2 11.8

Nito (% theo chất khô) 1.13 1.34 1.25 1.29

Nitơ hoà tan (% theo chất khô) 0.15 0.1 0.1 0.08

Đường chung (% chất khô) 0.71 0.92 0.87 0.71

Đường khử (% theo chất khô) 0.19 0.13 0.16 0.21

Tinh bột (% theo chất khô) 85 83 82.4 84.8 Dextrin (% theo chất khô) 0.7 0.95 0.72 2.2

Cellulose (% theo chat khô) 0.46 0.53 0.45 0.49

Tro (% theo chất khô) 0.72 0.7 0.72 0.61 Vitamin B1 mg% - 0.05 0.068 - Vitamin B2 mg% - 0.012 0.024 - 1.3 Phân loại: 1.3.1 Định nghĩa một số thuật ngữ :

— Tạp chất: Là tất cả các chất không phải là gạo và thóc

— Hat ran nứt: Những hạt có vết rạn nứt ngang, dọc, một vết hay nhiều vết Tạn

— Hạt phấn (hạt bạc phấn): Là những hạt mà nội nhũ có từ 3⁄4 thể tích trở lên có

màu trắng như phan

Trang 13

— Hại bệnh: Là những hạt mà nội nhũ bị hư hỏng do nước, nấm mốc, nhiễm sâu bệnh, chúng bao gồm: hạt mọc mầm, hạt mục, hạt bị mọt đục, hạt nhiễm sâu bệnh ngoài đồng

— Hại xanh non: Là những hạt chưa chín và phát triển chưa hoàn thiện, nội nhũ

xốp và kém bền vững Hạt thường có màu đục

— Hạt đỏ: Là những hạt có tông diện tích lớp cám đỏ bằng hoặc lớn hơn 1⁄4 diện tích bề mặt hạt hoặc những hạt có nội nhũ màu đỏ

— Hại sọc đỏ: Là những hạt có những sọc đỏ lớn hơn 1⁄2 chiều dài hạt gạo và tổng diện tích lớp cám màu đỏ nhỏ hơn 1⁄4 diện tích bề mặt hạt

— Hat lẫn loại: Là những hạt khác giống hoặc khác về kích thước, hình dạng hạt so

với hạt tiêu chuẩn

— Hạt nguyên ven: Là hạt không bị gãy, vỡ, sứt mẻ

Trang 15

B Thực phẩi Tỉnh bột 4 Cam 1 (%) 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.0 Cám 2 (%) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 Tổng thu hồi (%) 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 Bảng 10: Chỉ tiêu hóa lý đánh giá chất lượng gạo Hạng chất lượng STT Chí tiêu 1 2 3 4 1 | Độ ẩm (% khối lượng, không lớn hơn) 14 | 14 | 14 | 14 2 | Tạp chất (% khối lượng, không lớn hơn) 2 2 2 2 3 | Hạt bạc trắng (% khối lượng, không lớn hơn) 7 12 | 20 | 40 4 | Hạt biến vàng (% khối lượng, không lớn hơn) 0.5 1 2 4

5 Hạt khơng hồn thiện (% khối lượng, không lớn hơn) 3 4 6 8

6 | Hạt bị hư hỏng (% khối lượng, không lớn hơn) 0,5 1 3 5

7 Hạt rạn nứt (% khối lượng, không lớn hơn) 10 15 25 40

8 Hạt lẫn loại (% khối lượng, không lớn hơn) 5 10 15 20

9 | Hạt đỏ (% khối lượng, không lớn hơn) 1 3 8 15

10 | Sâu mọt sống hại thóc (% khối lượng, không lớn hơn) |_ 5 5 5 5 Để sản xuất tinh bột gạo người ta sử dụng gạo tắm I NƯỚC: Bảng 11: Giới hạn các chỉ tiêu chất lượng của nước để chế biến thực phẩm Giới hạn tối TT Tên chỉ tiêi D j

Ss én chi tiéu jon vi da cho phép 1 Chỉ tiêu cẩm quan và thành phần vô cơ

1 | Mau sac TCU 15

Trang 16

CNCB Thurc phim Tỉnh bội gạo 2 | Mùi vị? - Không có mùi, vị lạ 3 | Độ đục” NTU 2 4 |pH® - om a

4 | Dé cig, tinh theo Caco; mg/l 300

18 | Hàm lượng Hydro sunfur”) mg/l 0,05

19 | Ham wong Sat tong sé (Fe* + Fe**) mg/l 0,3

Trang 18

Phan 2:

QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

Trang 21

Phan 3:

THUYET MINH QUI TRINH CONG NGHE

Trang 22

CNCB Thực phẩm Tỉnh bội gạo

I QUY TRÌNH 1:

1.1 Tach kim loại:

1.1.1 Mục đích công nghệ:

— Chuẩn bị cho quá trình ngâm

— Loại bớt tạp chât kim loại, làm giảm môi nguy vật lý

1.1.2 Các biến đổi:

Không có biến đổi gì đáng kẻ

1.1.3 Phương pháp thực hiện:

Dùng máy tách kim loại

Nguyên lý tách: sử dụng từ tính của nam châm để tách các mảnh kim loại có trong nguyên liệu đang di chuyên trên băng tải

1.1.4 Thiết bị:

Hình 5: Máy phân loại bằng nam châm điện

Trang 23

CNCB Thực phẩm Tỉnh bội gạo Hình 6: Máy tách kim loại 1.2 Sàng: 1.2.1 Mục đích công nghệ:

— Chuan bị cho quá trình ngâm

— Loại bỏ rơm rác, và sạn có trong nguyên liệu gạo

Không có biến đổi gì đáng kê

1.2.3 Phương pháp thực hiện: Sử dụng máy sàng

Nguyên lý hoạt động: gạo được đưa vào từ phía trên thiết bị Qua bộ phận sàng

Trang 24

B Thực phải Tịnh bột Tắc độ: — Rai ligu: 140+160 v/ph — Sang trống : 13 v/ph — Chổi cao su cho sàng trống: 25 v/ph — Truc gitta: 35 v/ph — Sang giat : 380 v/ph — Chéi cao su cho sàng giật: 30 v/ph Hinh 7: May sang 1.3 Ngâm: 1.3.1 Mục đích: chuẩn bị cho quá trình nghiền — Làm sạch gạo

— Làm cho hạt gạo mềm dễ nghiền, giúp các hạt tinh bột thoát ra dễ dàng hơn

— Tach bot mét sé chất hòa tan trong nước

— Vat ly: Hạt gạo hút nước, trương nở, tăng khối lượng làm cho tỷ trọng thay đổi và

độ cứng hạt thay đổi (hạt mềm hơn)

— Hóa lý: Một số chất hòa tan vào trong nước

— Sinh học: Sự phát triển của vi sinh vật đặc biệt là vi khuẩn Lactic khi môi trường

nước ngâm ngày càng chứa nhiều chất dinh dưỡng hoa tan tt g ao Tach bỏ vi sinh vật bám trên gạo

Ngâm trong nước có bổ sung NaOH với nồng độ 1,5 kg/mỶ Việc này giúp những

tế bào có cấu trúc mềm dẻo hơn, dễ đàng tách ra Việc nghiền nguyên liệu có tác dung làm gãy vỡ các tế bào làm các cấu tử có trong tế bào dễ dàng tách ra và tạo ra dung dịch huyền phù Đồng thời, vì thành phần protein chú yếu trong gạo là glutelin, là một protein tan trong kiềm nên việc sử dụng kiềm có tác dung tách protein ra khỏi hạt gạo

Trang 25

BTh di Tỉnh bột Thời gian thực hiện quá trình ngâm là 12+16 giờ 1.3.4 Thiết bị: bồn ngâm Hình 8: Thiết bị bồn ngâm 1.3.5 Thông số công nghệ: — Nước ngâm: 48+52°C — Thời gian: từ 12+24 giờ 1.4 Nghién: 1.4.1 Mục đích công nghệ: — Chế biến

Quá trình nghiền chuyển nguyên liệu ở dạng hạt có kích thước lớn thành bột có kích thước nhỏ, giúp phá vỡ câu trúc tê bào, giải phóng các hạt tinh bột tự do

— Vật lý: Giảm kích thước nguyên liệu Tăng diện tích bề mặt riêng Nhiệt độ tăng — Hóa học: Các thành phần bên trong vật liệu như các vitamin sẽ có điều kiện tiếp xúc với oxy nên dé bi oxy hóa

— Hóa lý: Chuyên từ trạng thái rắn sang dung dịch huyền phù, hòa tan một số chất

trong gạo vào nước

— Sinh học: Sau khi nghiền, các chất dinh đưỡng trong hạt thốt ra ngồi tạo cơ hội

cho vi sinh vật phát triền 1.4.3 Các yéu tô ảnh hưởng:

— Tilé nudc:gao = 1:5

Trang 26

Ds

BTi Tii 6

— Nhiét độ nước cung cấp cho quá trình nghién: 30+37°C

— Gạo và nước được đưa vào bộ phận nhập liệu với tỉ lệ nêu trên — Nước sử dụng có nhiệt độ khoảng nhiệt độ cuối quá trình ngâm — Mức độ nghiền: nghiền mịn (70+80%) 1.4.5 Thiết bị: Thiết bị nghiền trục đôi với trục có rãnh cạn TT âp liệu piston thủy lực trục tịnh tiên trục cố định u vuc nghien HN, Hình 9: Thiết bị nghiền trục đôi Nguyên tắc hoạt động:

— Nguyên liệu được chuyền qua bộ phận nhập liệu của máy nghiền

— Piston thủy lực di chuyển trục tịnh tiễn theo phương ngang làm thay đổi khoảng

cách giữa 2 trục

Trang 27

B Thuc phai Tỉnh bột

— Tăng độ đồng đều về kích thước của sản phẩm

— Hóa lý: Tăng hàm âm của dịch sữa tỉnh bột

— Sinh học: Có thể bị nhiễm vi sinh vật từ môi trường bên ngoài

1.5.3 Thiết bị:

— Để tách bã, người ra dùng một hệ nhiều thiết bị rây với kích thước lỗ rây nhỏ dan: 0,6 — 0,3 — 0,15mm

— Không nên cho dịch sữa tỉnh bột qua thiết bị rây có kích thước lỗ rây nhỏ ngay từ

dau vi mat ray qua dày hiệu suất tách tỉnh bột sẽ thấp — Dé hiéu suất rây cao, khi ray phải xối nước liên tục 1.6 Ly tâm: 1.6.1 Mục đích công nghệ: khai thác — Tách tính bột ra khỏi dịch sữa tinh bột 1.6.2 Các biến đối: — Vật lý: Sản phẩm sau quá trình ly tâm 1a tinh bét dang paste có độ tỉnh khiết cao, độ âm giảm còn 40+45% — Sinh hoc: Han ché su phat triển của vi sinh vật nhờ sự tách nước ra khỏi hỗn hợp

— Hóa học: Nồng độ tinh bột trong dịch huyền phù tăng lên

— Có tốn thất do tỉnh bột chui qua lưới ly tâm Nước địch thu được có thể tận thu tái

sử dụng làm nước ngâm cho mẻ sau

Dùng bơm bơm địch huyền phù vào thiết bị ly tâm Dịch này được ly tâm với tốc độ trong thời gian Thực hiện quá trình ly tâm 2 lần đề rửa NaOH

1.6.4 Thiết bị:

Dùng thiết bị ly tâm đĩa

Nguyên lý của quá trình ly tâm là dựa trên việc áp dụng các cơn lốc ly tam dé phan riêng các phân tử và chât lỏng có kích thước và ti trọng khác nhau

Các trụ đứng trữ những phần tử có tỉ trọng nhẹ hơn trong khih ệ thống nón chứa những phân tử có tỉ trọng nặng hơn Hệ thống trụ và nón được kết hợp hiệu quả trong hệ thông ly tâm liên tục

Trang 28

CNCB Thực phẩm Tỉnh bội gạo

Các đĩa ly tâm có lỗ giúp việc phân riêng bằng phương pháp ly tâm các chất lỏng

có tỉ trọng khác nhau dễ dàng hơn Các chất lỏng được nhập vào phối trộn tại trung

tâm của đĩa và chúng được phân riêng bằng lốc ly tâm Những phần tử nặng hơn sau

khi phân riêng sẽ đư ợc tách ra bằng hệ thống ống dẫn đặc biệt Việc tháo sản phẩm

sau ly tâm được thực hiện khi một lượng đáng kể các phần tử ran lắng xuống trong môi trường ly tâm Nguyên liệu Nước thải Sữa tinh bột Hinh 10: May li tam dia 1.7 Sấy: 1.7.1 Mục đích công nghệ: — Giảm hàm ẩm của sản phẩm — Bảo quản sản phâm 1.7.2 Các biến đổi:

— Có hiện tượng co thé tích, khối lượng riêng tăng lên, giảm khối lượng do lượng nước bay lên Có sự biến đổi nhiệt độ: tạo gradient nhiệt độ ở mặt ngoài và mặt trong vật liệu

— Độ ẩm giảm, có hiện tượng khuếch tán ẩm Ngoài ra còn có sự chuyển pha từ long sang hơi của âm

— Làm yếu hay tiêu diét vi sinh vat

Trang 29

B Thực phải Tịnh bột 1.7.3 Thiết bị và thông số công nghệ: Sản phẩm ra — Bộ phận | | _{ | WA _— phan loại T | ff | P | | Nguyén liu vao _ B6 phan Không khí Ï_——T — ph néng St 4 nghién Hình 11: Thiết bị sây khí động Nguyên lí hoạt động:

Không khí nóng và vật liệu ướt đi vào thiết bị từ phía đáy Sau khi sấy khô các hạt sẽ được phân loại băng lực ly tâm Các hạt nhỏ sẽ đi ra khỏi thiệt bị từ trên đỉnh Các hạt lớn sẽ quay trở lại và được nghiên mịn

Nguyên tắc phân loại bằng lực ly tâm:

Nguyên tắc phân loại bằng lực ly tâm được trình bày trên hình Xét hạt có kích

thước nắm ở ranh giới thiệt bị phân loại Khi đó hạt sẽ chịu các lực tác dụng sau: —_R: Lực hướng tâm, do dòng khí tác dụng vào hạt

— E: Lực ly tâm do thiết bị phân loại tạo nên Sẽ xảy ra hai trường hợp:

— Nếu F>R: Hạt sẽ bị nảy ra khỏi thiết bị phân loại

- NếuEF<R: Hạt sẽ được hút vào thiết bị phân loại

Trang 30

1.7.4 Các thông số công nghệ:

— Van téc quay của roto và vận tốc gió được xác định qua tần số roto

— Vận tốc gió đi vào thiết bị được điều chỉnh tới giá trị ổn định u, = 6 m/s tng voi

lưu lượng 4,9 m/h

— Van téc quay cua true may nghién: 2720 vòng / phút Nhiệt độ tác nhân sấy trước

khi vào buồng sấy được khao sat trong gidi han tir 100+130°C

— Sấy gồm 2 giai đoạn:

w Giai đoạn 1: nhiệt độ sấy là 40+45°C Vì ban đầu hàm lượng ẩm trong nguyên liệu cao nên cần sấy với nhiệt độ thấp đẻ tránh hồ hóa tinh bột w Giai đoạn 2: khi độ âm nguyên liệu là 20+22% thì nhiệt độ sấy tăng lên

65°C dé giam thời gian sấy — Độ âm của nguyên liệu sấy: 40+45 %

— Độ âm sản phẩm sau khi sấy: 13%

1.8 Đóng gói:

1.8.1 Mục đích công nghệ:

— Hoàn thiện sản phẩm

— Bao bì ngoài chức năng che chở cho sản phẩm không bị nhiễm bẩn, nhiễm độc từ

môi trường mà còn có tác dụng hoàn thiện sản phẩm, tạo sự thu hút đối với người

tiêu dùng

1.8.2 Các biến đổi: Không dang ké

1.8.3 Thiết bị và thông số công nghệ:

— Tinh bét sau khi sấy sẽ được qua vít tải Sau đó, sản phẩm được chuyên sang thiết bị đóng gói

— Tùy vào mục đích sử dụng mà sản phẩm được đóng gói với khối lượng khác

nhau, thường là 0.5+1 kg dung trong bao bi plastic dé ban lé va tir 15+20 kg đựng trong bao giấy đề làm nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp

— Yêu cầu chung về bao bì là phải hạn chế được sự tiếp xúc của ánh sáng, không

khí và độ âm từ môi trường xung quanh

Trang 31

H QUY TRÌNH 2:

2.1 Tách kim loại: tương tự qui trình 1

2.2 Sàng: tương tự qui trình l 2.3 Ngâm: tương tự qui trình 1

2.4 Nghiằn: tương tự qui trình I 2.5 Lắng: 2.5.1 Mục đích công nghệ: Khai thác: thu nhận sản phẩm ở dạng paste, tách tinh bột triệt đề 2.5.2 Các biến doi: Không có biến đổi hod sinh, hod hoc nao nhưng chất lượng sản phẩm cũng được nâng lên

Biến đổi vật lý: giảm khối lượng, thay đồi tỷ trọng

Biến đổi hóa lý: có hiện tượng tách pha

2.5.3 Các yếu tô ảnh hướng đễn quá trình công nghệ:

— Tốc độ lắng phụ thuộc vào kích thước hạt, mức độ phân tán của hỗn hợp và khối

lượng riêng của 2 pha Kích thước vật liệu lớn, chênh lệch khối lượng riêng của 2

pha càng lớn thì tốc độ lắng càng tăng lên Đồng thời độ nhớt dung dịch lớn thì tốc độ lắng giảm

— Nhiệt độ: nhiệt độ cao độ nhớt giảm, tốc độ lắng tăng

— Tiết diện thiết bị lắng

2.5.4 Thiết bị và thông số công nghệ:

Sử dụng bể lắng Quá trình lắng được thực hiện 2 lần nhằm rửa NaOH

Câu tạo:

Trang 32

Tỉnh bột B Thực phải Huyền phủ Không khí nón Nước trong 5 1 Thùng chứa

2 Đĩa phân phối

3 Màng chứa nước trong

4 Ống tháo bột

5 Ống dẫn không khí nóng

Hình 12: Thiết bị lắng hình phễu

Nguyên lí hoạt động:

Cho dòng sữa bột vào thùng chứa qua đĩa phân phối (2), dưới tác dụng của trọng lực các hạt tỉnh bột nặng sẽ lắng xuống dưới đáy còn nước trong phía trên màng sẽ

được tháo ra ngoải Sau khi lắng, dùng không khí nén day bột ra khỏi ống tháo bột Thông số công nghệ: Thời gian lắng: 11+12h

2.6 Sấy: tương tự qui trình 1

2.7 Đóng gói: tương tự qui trình I

Trang 33

Phan 4:

SO SANH 2 QUY TRINH CONG NGHE

Trang 34

CN ché big Tỉnh bộ Bảng 13: Bảng so sánh 2 qui trình Quy trình 1 Quy trinh2 Hiệu suất thu hồi sản phẩm cao hơn Hiệu suất thu hồi sản phẩm thấp hơn Năng suất cao Năng suất thấp hơn Sản phẩm thu được có lượng tạp chất lẫn vào Ít Sản phẩm thu được có thê vẫn còn lẫn một số tạp chất Thời gian thực hiện qui trình nhanh hơn Thời gian để thực hiện qui trình dài Chi phí năng lượng cao hơn Chi phí năng lượng thấp hơn Chỉ phí đầu tư cho thiết bị cao Chỉ phí đầu tư cho thiết bị thấp hơn

Thiết bị sử dụng trong qui trình phức tạp

Trang 35

Phan 5:

SAN PHAM

Trang 36

CN ché big Tỉnh bộ

I TINH BOT GAO:

1.1 Thành phan:

Sự khác nhau chủ yếu của bột gạo và tỉnh bột gạo là hầu hết protein và lipid đã

được loại ra khỏi tinh bột

— Thanh phần protein trong nội nhũ khoảng tir 4,5+15,9% (Kennedy and

Burlingame 2003) Lipid tồn tại trong gạo với lượng ít hơn nhiều Vì vậy, chiết tách

tỉnh bột từ gạo chủ yếu liên quan đến những kĩ thuật tách loại protein Protein gạo khá độc đáo so với protein của bắp, lúa mì, khoai tây nên việc chiết tách tỉnh bột

từ gạo yêu cầu những quá trình khác hẳn

Protein của gạo đa số thuộc loại tan trong kiềm, vi thế phương pháp ngâm kiềm được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp cũng như trong các nghiên cứu để làm

giảm hàm lượng protein trong sản xuất tỉnh bột gạo đến mức 0,5% hay ít hơn Y Tinh bét thu được từ phương pháp ngâm kiềm (0.1+0.2% sodium hydroxide) có

hàm lượng tính bột là 73+85%, hàm lượng protein 0,07+0,42% va 0,07+2,6% tinh

bột bị phá hủy

¥ Lumdubwong and Seib (2000) đã ứng dụng chế phẩm protease kiềm để tách

tinh bột gạo từ bột gạo được nghiền ướt tại pH 10 trong 12h và 55°C, da thu duoc

95% tinh bột và 0,52% protein trên lượng chất khô, trong đó tỉnh bột bị phá hủy là 2,1%

Y Wang and Wang (2001) str dung enzyme protease dé chiét tach tinh bột gạo ở

pH 6,5 trong 18h va 50°C, da san xuất ra tỉnh bột với hàm lượng cao hơn, giảm lượng tỉnh bột bị phá hủy và cho thấy những tính chất tương tự với phương pháp

kiềm

— Bên cạnh protein, trong tỉnh bột gạo còn tìm thấy lipid, phospho, các nguyên tố dạng vết

— Gạo thường chứa 0,3+0,4% lipid liên kết, gạo nếp chứa ít hơn (0,03%) Thành phan chat béo gồm: 32% acid béo ty do va 68% lisophosphatidyl choline ((Morrison

et al 1984)

— Phospho đóng vai trò quan trọng tạo nên đặc tính của tinh bột, như độ trong của

hỗn hợp dạng paste, ổn định độ nhớt Phospho trong tỉnh bột chủ yếu tồn tại ở 2

dạng: phosphate-monoester và phospholipid (0.013%, chất khô là phosphate- monoester và 0.048% 1a phospholipid) Trong khi đó ở gạo nếp, phospho hiện diện

chủ yếu ở dạng tinh bột phosphate-monoester (0,003%) (Lm et al 1994; Jane et al 1996) Tinh bột phosphate-monoester trong tỉnh bột gạo tự nhiên chủ yếu được tìm

thấy trong amylopectin, chỉ thấy dạng vết ở amylose Khoảng 80+90% phosphate-

monoester trong gạo nếp nằm ở C6 của đơn vi glucose

Trang 37

CN ché big, Tink ba 1.2 Chỉ tiêu chất lượng: 1.2.1 Chỉ tiêu hóa học: tính trên tổng hàm lượng chất khô Hàm lượng tỉnh bột: 73+85% Hàm lượng tính bột bị phá hủy: 0,07+2,6% Hàm lượng protein: 0,07+0,42% Hàm lượng lipid : 0,03+0,04% Độ ẩm: < 13% Phospho và các nguyên tố dạng vết 1.2.2 Chỉ tiêu cảm quan:

Sản phẩm ở dạng bột mịn, không lẫn tạp chất, có màu trắng tự nhiên Bảng 14: Ứng dụng của tinh bột gạo Gạo thường Gạo nếp Chất kết dính: Đồ hộp Thức ăn trẻ em Thức ăn nấu nhanh .- Thực phẩm ăn liền Chất kết dính:

CN bánh kẹo Chất giá béo:

Trang 38

Phan 6:

THANH TUU CONG NGHE

Trang 39

CN ché big, Tink ba

I UNG DUNG CUA SONG SIÊU ÂM CƯỜNG ĐỘ CAO VA CHAT HOAT DONG BE MAT TRONG TACH TINH BOT GAO:

Sóng siêu âm cường độ cao có khả năng tác động tới quá trình tách tinh bột gạo

mà không gây ra những phá hủy không cần thiết tới tinh bột Bằng cách kết hợp với

chất hoạt động bề mặt, đặc biệt là SDS, với sóng siêu âm cường độ cao, tinh bột thu

được được gia tăng hơn nữa và protein dư thừa còn lại được giảm một cách mạnh mẽ

Phương pháp này bỏ những bước ngâm kiềm và không có bắt cứ liên quan hoá học

nảo, vì vậy bước làm sạch thì đơn giản và nước thải giảm đáng kể Lớp protein loại ra

trong suốt quá trình chiết tinh bột có thể được khôi phục dễ dàng như là những sản

phẩm có giá trị như protein từ gạo cô vì hóa học không được dùng Nghiên cứu xa hơn, sóng siêu âm sẽ được áp dụng vào những kĩ thuật khác đề thu được nhiều tỉnh bột hơn, ít protein dư thừa và tinh bột bị phá hủy hơn

Sóng siêu âm cường độ cao được xem như là một kỹ thuật được lựa chọn đề tách

tỉnh bột gạo nếu không sử dụng biện pháp hóa học là biện pháp ngâm kiềm truyền

thống Các chất hoạt động bề mặt, bao gồm sodium dodecyl sulfate (SDS), sodium

stearoyl lactylate(SSL), và Tween 80, nồng độ là 0.1, 0.3 hoặc 0.5% kết hợp với sóng

siêu âm cường độ cao cũng được nghiên cứu cho tách tính bột gạo

Dung dịch bột gạo (33%) được đề dưới tác động của sóng âm trong 15, 30 hoặc 60 phút ở biên độ là 25, 50, hoặc 75% và ở 40 hoặc 50°C Hàm lượng tinh bột thì không

bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi tác động của nhiệt độ và xác định trong khoảng từ 46.7 đến 76.2% (tinh bột khô cơ bản) sau việc xử lý bằng các tác động âm thanh; hàm

lượng protein và tinh bột bị tổn thất trong tinh bột tách chiết tương ứng là 0.9-1.7% và

3.1+3.5%(khô cơ bản) Sự kết hợp của SDS 0.5% và sóng siêu âm cường độ cao cải

thiện hàm lượng tính bột tới 84.9% với hàm lượng protein thừa thấp, tuy nhiên, có sự

cải thiện nhỏ khi tiến hành với SSL hoặc Tween 80 Tính dính của tinh bột gạo tach

chiết theo đo lường bởi nhà phân tích Rapid Visco bị ảnh hưởng bởi tác động của

nhiệt độ và tỉ lệ của protein dư thừa và tinh bột tiêu hao Tính chất phụ thuộc nhiệt độ

của tỉnh bột tách chiết không bị thay đổi bởi sóng siêu âm và thành phần amilo còn lại không đổi Bề mặt của tỉnh bột tách chiết không bị phá hủy bởi tác động của sóng âm khi nhìn dưới kính hiển vi điện tử Sóng siêu âm cường độ cao, riêng rẽ hoặc kết hợp với SDS thể hiện một khả năng to lớn cho việc tách tinh bột gạo trong khoảng thời gian ngắn mà không sử dụng những phương pháp có kiềm

Sóng siêu âm cường độ cao được đùng trong nhiều ứng dụng trong thực phẩm như

làm tăng sự oxy hóa, dịch sữa, tiệt trùng, tách chiết, khử khí độc, lọc, và say (Mason

1998; Leadly va Williams 2002) Song siéu 4m cudng d6 cao được tin là tạo ra lỗ rỗng

âm thanh, liên quan tới bọt khí hoạt động Những bọt khí nhỏ sẽ dao động và lớn hon

kích thước ban đầu của chúng nhiều lần rồi vỡ vụn hàng loạt khi sóng siêu âm được

Trang 40

CN ché big, Tink ba

ra nhiệt độ cao và áp lực lớn khu vực phụ cận (EIPinẻ 1964; Suslick 1988) Microjet

của chất lỏng, ảnh hưởng đến bề mặt khi một bọt khí vỡ

Sóng siêu âm đã được dùng trong tỉnh bột để solubilization, làm biến đổi, và tinh chế

Tinh bột bắp nấu và lúa miến bị solubilized với sóng âm (Jackson et al 1988, 1989) Xử lý bằng sóng siêu âm có thể phá vỡ sự phồng ra của hạt tinh bột và giúp giải phóng phân tử tỉnh bột ra khỏi hat Chung và cộng sự (2002) nghiên cứu ảnh hưởng của âm thanh lên tính chât hóa lý của tính bột băng cách cho âm thanh tác động lên

đậu xanh, khoai tây, và tỉnh bột gạo đã được đun nóng 5 phút ở nhiệt độ 95°C, DO

nhớt của kiềm trong xử lý tinh bột giảm; giảm nhiều nhất là tinh bột khoai tây Điều này được giải thích rằng sóng siêu âm chỉ phá hủy những hạt trương: phông, không

phải những hạt tính bột tự nhiên Tuy nhiên, không có dữ liệu so sánh cầu trúc tinh bột trước và sau khi xử lý băng sóng siêu âm được cung câp đê chứng minh kêt luận đó

Những chất hoạt động bề mặt được sử dụng trong làm sạch tỉnh bột Fujii(1973) phát biểu rằng dodecyl benzene sulfonate(DBS) làm giảm đáng kể lượng protein dư thừa trong tinh bột do sự hình thành của phức protein-DBS Fujii và Tomiyama(1973) nghiên cứu ảnh hưởng của sodium ơ-olefn sulfonaté (0.1+0.5%) vào việc loại bỏ protein trong khoai tây ngọt Sau Ihr khuấy trộn, hàm lượng protein dư thừa còn lại

trong tỉnh bột giảm xuống còn 0.08%, khoảng 50% hàm lượng protein dư thừa còn lại

so với 29% khi chỉ sử dụng nước Kung et al (1987) dùng sodium stearoyl lactylate

0.3+0.5%(SSL) dé tach chiết tỉnh bột gạo, và hàm lượng protein dư thừa còn lại trong

tỉnh bột sản phẩm là 1.6%(db) Có một báo cáo rằng sự kết hợp của sóng siêu âm và

Tween 60 cải thiện màu sắc tỉnh bột cọ và giam ham luong tro( Komoto et al 1982) Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm lựa chọn phương pháp để tách chiết tinh bột

gạo Sóng siêu âm cường độ cao riêng lẻ và kết hợp với chất hoạt động bề mặt được đánh giá là những phương pháp mạnh để tách chiết tinh bột gao Thành phần của tỉnh

bột được tách chiết được mô tả để xác định sự hiệu quả của phương pháp

II TÍNH CHẤT CỦA MÀNG BAO PHAN HUY SINH HOC LAM TU HON HOP TINH BOT GAO - CHITOSAN:

Màng bao phân hủy sinh học làm từ hỗn hợp tỉnh bột gạo — chitosan đã được phát triển Với những tỉ lệ tính bột và chitosan (2:1; 1,5:1; 1;1 và 0,5:1) khác nhau thi những tính chất cơ học, khả năng chống thoát âm và độ hòa trộn của màng bao có sự

khác biệt và đã được nghiên cứu Màng bao phân hủy sinh học làm từ hỗn hợp tỉnh

bột gạo — chitosan được chứng minh rằng tăng khả năng kéo dãn (TS), tính chống thấm hơi nước (WVP), màu sáng hơn hay không có màu vàng, và việc giảm giá trị của điểm kéo giãn giới hạn (E), và khả năng hòa tan của màng (FS) sau khi được phối trộn

với chitosan Chitosan cũng có tác dụng làm tăng đỉnh kết tỉnh của màng tỉnh bột, tuy

nhiên, nếu nồng độ chitosan qua cao thì sẽ có sự tách pha giữa chitosan và tinh bột Các nhóm amino trong phân tử chitosan có quang phổ FTIR thay đổi từ 1541,15 em”

đối với màng chitosan và 1621,96 cm" đối với màng hỗn hợp chống khuẩn Kết quả