Báo cáo thí nghiệm công nghệ chế biến công nghệ chế biến Đường nha

Tuy nhién, mot số vấn để như tính không hòa tan của các hợp chất cao phân tử đã cản trở quá trình bình ôn hóa chất thai thực phẩm.. Phân tích cầu trúc hóa lý chỉ ra rằng các hạt rắn có t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐHQG TPHCM

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BAO CAO THI NGHIEM CONG NGHE CHE BIEN

CONG NGHE CHE BIEN DUONG NHA

GVHD: KS Nguyén Thi Nguyén

Nhóm thực hiện: 03

TP.HCM, ngày 07 tháng 12 năm 2022

MỤC LỤC CHƯƠNG I: TÔNG QUAN 2-2-5 5c E2E12112112211211211211211 21111111111 Eyee 1 CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG NHA 3 2.1 Sơ đồ quy trìnhn 2- 22 SS22EE+EE2EE22112712211221121121121121121111212 110 3

2.2 Thuyết WMA UY CNH 1 4

QQ AD KWAY oes eccecccecssesssessessesssesssesssessesssesseesssssteseesstsssesseesiteseesiesseeseesseeseeess 4 2.2.2 Chih pH oo ecccccccscccsessesssesseesseessesseesscssessessesssessesssesseessesssessecsseeseesaeesseenes 4 2.2.3 Hồ hóaa -2-© 222-222 2E2EE11211221211221121121121121121121121111111212 11 e 5 2.2.4 Dịch 1: 22 S2 212221221221122112112112112112112112111211212 112 rre 6

3.2 Tính toán cân bằng vật chất - 2-22-2222 1212221121121121111 2111k 11

3.2.1 Quá trình phối trộn 2-2 2+SE+2EE+2E22EEESEEE2EX2EE21.22121 21 rxee 11 3.2.2 Quá trimh gia mbiét Wan Voce eee ecceeccecssecssesseesseeseesseeseessesseeseesenees 11 3.2.3 Quá trimh gia mbiét 1am 2 oo ecc ccc eccecceecseessesssesseessesssessesssesseesseeseeesenees 11 3.3 Dung dwong chuan va tinh chi sO DE .0 0 cccccccccessesssesssesseessesssesseeseeeseess 12 3.3.1 Dung durong Chuan ooo ccccecccessesssesseessesssesseesseeseessesssessecsseesesseeseeeseenees 12 3.3.2 Tính chi $6 DE o cccccccccesssesssesssesssssesseessesssesseessesseessesssesseesitesesseeseesesees 12 3.4 Can bang vat chat cho thi mghi@m 2 .0 00 c.cccccccsceesseessesssesseeseeessesseeseeeseeese 13

3.4.1 Qua i02 13

3.4.2 Quad trim LC 2 .a 13

3.5 Kết qua tính toan cho thi mghidm 2 0 0 0 0.ccccccccccsssesseessesssesseessesseeseeseeseese 14

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG NHA 16

¡00:00:72 16 LNNNG:l(ÁƠräaaadddi 17

4.2 Chuẩn pIH 2-22 ©22+ES+2 E921 221221127122112111712111111121111212211 1111k 17

AB HO 6a oes ccceecseessesseesseesssssessesssesssesssessesstesseesesssesstessessesssteseesseeseeseesseeneeese 18 4.4 Dịch hóa 2-2222 2S 2 EE12211271121121121121122112112111122121122212 12a 19

4.6 Chuẩn pIH ©-2-©2<+ES+2EE9E12212211221221122111711211211112111111211 111 re 21

AB Gir bet oe eee cece cece eee ee cesses sesee sas scescesaeeasesaesaessessaesaesaeseeeaenaesaeeneenaeeaes 22

AQ TAy mau ccccecceeseesssessesssesssessesssesseessssssesssssstsssesssssessssseeseessessseeseeseeeseeess 23 AMO LOC oo cccecccecsesssesssesseessesssessessssssesseesstsssesssesstsseesssssessiesiteseesiesssessesaeesesseesieeneeess 23 4.11 Trao đổi ion 2-©2<+SS+2 S2 2E12211221211221121121111211212112121 2e 24 4.12 Cô đặc 2 5+ S2s S22 122112112211221221121121121111121121112211122112 21 eo 25

4.13 Làm nguội - S- 2< St SS ST TH HH T221 11 T1 H1 1 11H HT TH HH 26 AVA, VO Cen 7a 27

TÀI LIỆU THAM KHẢO ©22©22+S22+EE22EE+EE22EE22212712112211211211211121121 2116 28

Tap chi: Energy

Ngay xuat ban: Ngay | thang 10 nam 2020

“Việc tái chế các nguồn tài nguyên có chỉ phí thấp từ sinh khối chất thải là một chiến

lược đầy hứa hẹn hướng tới nền kinh tế sinh học Chế phẩm thực pham là một “ứng cử

viên” lý tưởng để sản xuất glucose hiéu qua về mat chi phi Tuy nhién, mot số vấn để như

tính không hòa tan của các hợp chất cao phân tử đã cản trở quá trình bình ôn hóa chất thai thực phẩm Nhằm thu hồi đường khử một cách hiệu quả, thủy phân enzyme hai giai đoạn

đã được phát triển, trong đó alpha — amylase duoc su dung ở giai đoạn đầu và ølucoamylase

ở bước sau Kết quả cho thấy quá trình thủy phân bằng enzyme hiệu quả hơn so với qua trình thủy phân bằng axit hay kiềm Độ pH va hàm lượng tối ưu của alpha — amylase và gølucoamylase được xác định lần lượt là 5,5 và 150 U/g-TS! va 4,0 và 150 U/g-TS Việc thủy phân kết hợp như trên có hiệu quả xúc tác cao hơn, thu được nồng độ đường khử cao nhất là 204.2 g/L Phân tích cầu trúc hóa lý chỉ ra rằng các hạt rắn có thể bị phá vỡ hoàn toàn bởi hai enzyme, dẫn đến kích thước và độ nhớt giảm mạnh so với mẫu đối chứng Cân

bằng khối lượng và đánh giá kinh tế đã xác minh tính khả thi và lợi nhuận của quá trình

thủy phân hai giai đoạn bằng enzyme Cac tính năng của nên tảng hai giai đoạn đã mở rộng

cơ hội sản xuất thêm các hợp chất sinh hóa có giá trị gia tăng bằng cách sử dụng đường

được thu hồi từ chất thải thực phẩm.”

Abstract

“The recycling of low-cost resources from waste biomass is a promising strategy towards circular bioeconomy Food waste is an ideal candidate to produce cost-effective glucose However several problems such as insolubility of macromolecular substances hindered the valorization of food waste To recover reducing sugar efficiently, a two-stage enzymatic hydrolysis platform was developed, where the alpha-amylase was used at the ' TS: Téng ham hrong chat ran

first stage and glucoamylase followed Results showed that the enzymatic hydrolysis was more efficient in comparison with acidic and alkali hydrolysis The optimum pH and dosage for alpha-amylase and glucoamylase were determined to be 5.5 and 150 U/g total solid (TS), and 4.0 and 150 U/g-TS, respectively The hybrid hydrolysis was more effective

in catalyzing starch, obtaining the highest reducing sugar concentration of 204.2 g/L Analysis of the physicochemical structures indicated that the solid particles could be broken thoroughly by the two enzymes, resulting in sharp decrease of the particle size and viscosity compared with the control The mass balance and economic assessment verified the feasibility and profitability of the two stage enzymatic hydrolysis The features of the two-stage platform widened the door to the further production of value-added biochemicals using the sugars recovered from food wastes.”

CHUONG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG NHA

Thử băng dung dich lode

Gia nhiệt | 70 độC CPiatonit >) C wœ >)

Hình 2.1 Quy trình sản xuất đường nha

3

2.2 Thuyết minh quy trình

2.2.1 Khuấy

Mục đích công nghệ

Chuân bị: Tăng độ phân tán của huyền phủ và hòa tan các cầu tử tan trong nước chuẩn bị cho quá trình thủy phân tính bột tiếp theo Viéc b6 sung CaCl nham ôn định hoạt tính của enzyme khi gia nhiệt

Hình 2.3 Chính pH

2.2.3 Hồ hóa

Mục đích công nghệ

Chuẩn bị: Hòa tan các hạt tinh bột có kích thước nhỏ thành dung dịch nhớt sên sệt,

tăng khả năng hút nước và trương nở tối đa tạo điều kiện tối ưu cho quá trình dịch hóa tiếp theo

Hóa sinh: Enzyme Termamyl hoạt động mạnh mẽ

Hóa học: Hydrate hóa các nhóm hydroxyl tự do và tạo thành liên kết hydro với

nước

R-O“ NXHZC NH¿ 0 ‘O-R Cảm quan: Màu sắc chuyên từ màu trắng đục sang trong hơn

Cách tiến hành

Bổ sung Temmamyl vào nồi chứa huyền phủ tính bột, khuấy liên tục với tốc độ 200

vòng/phút Sau đó gia nhiệt nhanh hỗn hợp lên 90 độ C và giữ trong 30 phút

ae

Hình 2.4 H hóa bột

5

Vật lý: Độ nhớt giảm, nồng độ chất tan tăng

Hóa sinh: Enzyme Termamyl hoạt động mạnh mẽ

Hóa học: Enzyme thủy phân cắt mạch polysaccharide cao phân tử tinh bột (amylose

va amylopectin) thanh dextrin cé mach ngan hon, 16 ra nhiều gốc hydroxyl tự do liên kết VỚI HƯỚC

Cảm quan: Màu sắc chuyên từ màu trắng đục sang trong hơn

Mục đích công nghệ

Chế biến: Tạo thành syrup thành phần chủ yếu là maltose, đường đơn giản và dextrin

mạch ngắn

Biến đỗi

Vật lý: Giảm độ nhớt, tăng hàm lượng chất khô

Hóa lý: Tăng khả năng hòa tan

Hóa học: Phản ứng thuỷ phân dextrin mạch dài (sản phẩm sau quá trình dịch hóa) thành maltose và các đường đơn giản, dextrin mạch ngắn Phản ứng Maillard là phản ứng ngưng tụ giữa đường khử và amino axit tạo thành các chat mau lam sam mau dich thuy phân

Hóa sinh: Có sự tác động Fungamyl lên các mạch polysaccharide và oligosaccharide, tao hén hop san pham gồm maltose, glucose, maltosetriose va cac oligosaccharide khac

Cách tiến hành

Sau khi chỉnh về pH tối ưu cho en zyme hoạt động (5 — 5,5) và nhiệt độ tối ưu là 55

độ C, ta bổ sung enzyme Fungamyl vào dung dịch và giữ ở 55 độ C trong 30 phút Trong suốt quá trình đường hóa cứ mỗi 10 phút lấy 1 giọt dung dịch trộn với l giọt dung dịch Iode trên đĩa sứ màu trắng Nếu hỗn hợp không làm đổi màu dung dịch Iode thì quá trình đường hóa kết thúc Nếu hỗn hợp đổi màu thì tiếp tục quá trình đường hóa

L =

Hinh 2.6 Kiém tra qua trinh duong hoa két thic bang dung dich lode 2.2.6 Gia nhiét

Muc dich cong nghé

Bảo quản: Vô hoạt enzyme Fungamyl tránh các phản ứng tiếp theo làm thay đổi chất lượng sản phẩm

Biến đỗi

Vật ly: Độ tan tăng, giảm độ nhớt, nhiệt độ tăng

Hoa sinh: Enzyme Fungamy] bi v6 hoat

2.2.8 Xử lý với than hoạt tính

Vật lý: khối lượng dung dịch tăng do bố 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 mau, mui lén trên bé mat cua than hoat tinh

Hóa sinh: Enyzym fugamyl 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 kê

Cách tiến hành

Sau khi cho than hoạt tính vào nồi chứa dịch thủy phân, sử dụng bếp điện đề gia nhiệt hỗn hợp trong nôi đến 70 độ C và giữ ở nhiệt độ này trong 30 phút trong điều kiện

khuấy đảo liên tục với tốc độ 200 vòng/ phút

Hình 2.7 Xứ lý dịch đường với than hoạt tính

Hình 2.8 Lọc huyền phù điatomit 2.2.10 Lọc

Hóa lý: Thay đôi số pha, tách riêng pha rắn và pha lỏng

Cảm quan: Sản phẩm thu được trong hơn trước khi lọc

Hóa học, hóa sinh và sinh học: Không đáng kẻ

Hoàn thiện: Tạo bao bì hoàn thiện sản phâm

Bảo quản: Ngăn chặn sản phâm với các tác nhân gây hư hại

CHUONG 3: KET QUÁ TÍNH TOÁN

Bang 3.1 Két qua thé Thanh phan

Khối lượng hỗn hợp sau phối trộn

Khối lượng nước thêm vào trong quá trình gia

nhiệt

Khối lượng hỗn hợp sau gia nhiệt lần 1

Khối lượng hỗn hợp sau gia nhiệt lần 2

3.2 Tính toán cân bằng vật chất

3.2.1 Quá trình phối trộn

Khối lượng hỗn hợp đầu vào:

Khối lượng, g 100,08 400,34 0,2 0,0060 0,4 499,73

503

499,81 469,05

m = 100,08 + 400,34 + 0,0060 = 500,43g Tổn thất của quá trình:

Quá trình Thay dỗi, %

Gia nhiệt lần 2 615 Phần nước bay hơi trong quá trình gia

Bang 3.3 Gid tri OD tại các nông độ glucose khác nhau

0

Nẵng độ (g/) Hình 3.1 Mi tương quan giữa OD và nông độ đường khứ

Thay giá trị OD trung bình y = 1,074 vào (1) thu được giá trị x = 1,68g/L

Khối lượng hỗn hợp sau khi gia nhiệt lần 2 1a 469,05¢, thể tích 465mL, độ brix thu

được 21°Bx Điều đó có nghĩa rằng trong 100g dung dịch có chứa 21g chất tan Do đó,

khối lượng chất tan thu được sau gia nhiệt lần 2 1a 469,05 x 21/100 = 98,508

Chỉ số DE là:

DE = 1,68 x 12 x 0,465 x 100 / 98,50 = 9,52 Dựa vào chỉ số DE = 9,52 năm trong đoạn từ 9 — 12 thi sản phẩm có thể được dùng trong công nghiệp sản xuất đồ uống, đặc biệt la dé uống cho trẻ em, đồ uỗng và thức ăn riêng cho vận động viên thé thao, làm kẹo mềm, kem, cà phê hòa tan

3.4 Cân bằng vật chất cho thí nghiệm 2

Bang 3.4 Két qua thé Thanh phan Khối lượng, ø Khối lượng dịch thủy phân 469,05

Than hoạt tính 0,23

Khối lượng dịch sau gia nhiệt 307,25

3.4.1 Quá trình gia nhiệt

Khối lượng than hoạt tính được tính như sau: m = 20 x 0,25% x 469,05/100 = 0,23g Biến đôi của quá trình:

Bang 3.5 Bảng tổng kết từng quá trình

+0,25% khối lượng than hoạt tính được thêm vào

so với khôi lượng ban đâu

hut hét triét dé, dinh thiét bi, dung cu

3.5 Kết quả tính toán cho thí nghiệm 2

Báng 3.6 Độ háp thu của dịch thủy phân ở bước sóng 600nmn

% giảm độ hấp thu của các nhóm tương đối gần nhau, trong đó nhóm 2 có % độ giảm hấp thu nhỏ nhất, nhóm 6 là cao nhất nguyên nhân có thê xuất phát từ quá trình tính

14

toán và cân khối lượng than hoạt tính ở nhóm 3 nhận thay rang nên cân dư một xíu đề lúc than bám lại trên chén cân sẽ bù trừ qua lại tránh sai số Trong quá trình lọc dé có thời gian

có các nhóm sau lọc nên nhóm đã khuấy trộn phần than hoạt tính ở phía trên lớp bột trợ lọc, thời gian hấp phụ chưa được lâu Đó là một số nguyên nhân dẫn đến kết quả thí nghiệm của các nhóm có phân sai lệch

Từ kết quả thí nghiệm có thể thấy rằng, tinh bột của nhóm 1 có hàm lượng đường cao nhất, do đó, trong sản xuất công nghiệp nên chọn nguyên liệu đầu vào là những củ

khoai mỉ như nhóm 1 đã lựa chọn trong bai san xuất tinh bột Để sản pham có thê bố sung vào nhiều loại sản phâm khác nhau thì độ giảm hấp thu phải càng lớn càng tốt lúc đó sản

pham sé trở nên trong suốt làm tăng chỉ số cảm quan, do đó, cần hỏi thêm kinh nghiệm từ nhóm 6

CHUONG 4: QUY TRINH CONG NGHE SAN XUẤT ĐƯỜNG NHA

TU BOT BAP

Hình 4.1 Quy trình sản xuất đường nha từ tỉnh bột bắp

16

Hóa lý: pH của huyền phù được đưa về giá trị thích hợp

Hóa học: Có sự bô sung các chất HCI — NaOH do quá trình chuẩn độ Có sự phân

ly của các ion dẫn đến sự thay đổi giá trị pH và các phản ứng do HCI - NaOH

Thực hiện

Một lượng nhất định HCI — NaOH nông độ thích hợp được tính toàn và bơm vào bổn khuấy trộn nhờ cảm biến pH trong bồn pH = 5,7

17