Báo cáo thí nghiệm công nghệ chế biến công nghệ chế biến tinh bột

Trước đây, các nhà nghiên cứu đã thêm natri aleinat vào gel tính bột để tăng cường khả năng giữ hình dạng của các sản phẩm được in tương ứng.. Việc bô sung natri alginat va xanthan gum ở

TRUONG DAI HOC BACH KHOA DHQG TPHCM

KHOA KY THUAT HOA HOC

BO MON CONG NGHE THUC PHAM

BAO CAO THI NGHIEM CONG NGHE CHE BIEN

CONG NGHE CHE BIEN TINH BOT

GVHD: KS Nguyén Thi Nguyén

Nhóm thực hiện: 03

CHUONG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SÁN XUẤT TINH BỘT 3

4.3 Nghiền (lần 1 và lần 2) 4.4 Tách phôi (lần 1 và lần 2)

4.5, Ray dịch tỉnh bật

4.9 Tỉnh chế dịch tỉnh bột

CHUONG 1: TONG QUAN

Tên bài báo tiếng Việt: “Tính chất lưu biến và in 3D của gel composite tỉnh bột

khoai tây”

Tên bài báo tiếng Anh: “Rheological & 3D printing properties of potato starch composite gels”

Tac gia: Ying Cui, Changyong Li, Yang Guo, Xiao Liu, Fan Zhu, Zhenbin Liu,

Xingxun Liu, FanYanga

Tap chi: Journal of Food Engineering

Ngày xuất bản: Ngày 01 tháng 08 năm 2021

“Tinh bột dạng gel có thê được in ba chiều (3D) để chế tạo các sản phẩm thực phâm Trước đây, các nhà nghiên cứu đã thêm natri aleinat vào gel tính bột để tăng cường khả năng giữ hình dạng của các sản phẩm được in tương ứng Điều này đã thôi thúc chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng xanthan gum, cũng là một chất làm dày phô biến, có thể đóng vai trò tương tự trong việc tạo cau tric gel tinh bét trong các thí nghiệm ¡n 3D Độ chính xác

hình học của sản phẩm, các đặc tính lưu biến, phân bố trạng thái của nước và hình ảnh kính

hiển vi điện tử quét được của chúng, được đánh giá với hàm lượng natri algInat bé sung khác nhau (4%; 5% va 6% w/w theo căn bản khô), xanthan gum (4%; 5% va 6% w/w theo căn ban khô) va natri alginat/xanthan gum (2%/2%; 2,5%/2,5% va 3%/3% w/w theo can bản khô) dé in din 3D M6 phỏng công thức tính toán động lực học chất lỏng được sử dụng

để mô hình hóa quá trình in Két qua cho thay gel giả dẻo với khả năng đùn ép và giữ hình

dạng tương đối cao được hình thành Sản pham in 3D duoc lam từ gel tinh bột với công thức tôi ưu có bố sung natri alginat và xanthan gum (2,5%/2,5% w/w theo căn bản khô)

thé hiện độ chính xác về mặt hình học là tốt nhất Hình dạng được giữ lại với các đặc điểm

hình thành gel thích hợp và các tính chất vật lý Việc bô sung natri alginat va xanthan gum

ở mức độ thích hợp đã góp phân hình thành các sản phẩm in 3D duge lam từ tỉnh bột có tính khả thi về mặt kỹ thuật cho các ứng dụng tiềm năng trong thực phâm Mô hình toán

học của quá trình in 3D đã được thiết lập Mô hình này đã giải thích việc không đồng nhất

của sự phân bồ vận tốc trong kênh dòng chảy do đường kính khác nhau và sự không đồng nhất như vậy dẫn đến sự giãn nở phản lực trong quá trình in 3D.”

Abstract

“Starch based gels can be three-dimensional (3D) printed to fabricate food products Previously, researchers added sodium alginate to the starch gel to enhance shape retention

of corresponding printed products This inspired us to hypothesize that xanthan gum, which

is also a common thickening agent, might play a similar role in structuring starch composite gel in 3D printing experiments The geometric accuracy of products, as well as their rheological properties, water state distribution, and scanning electron microscopy images, were evaluated with varying amounts of added sodium alginate (4%, 5%, and 6% w/w, dry

basis), xanthan gum (4%, 5%, and 6% w/w, dry basis), and sodium alginate/xanthan gum

(2%/2%, 2.5%/2.5%, and 3%/3% wiw, dry basis) for extrusion-based 3D printing Computation fluid dynamic simulation was used to model the printing process The results showed that pseudoplastic gels with relatively high extrudability and shape retention were formed The 3D-printed starch gel with an optimized formula with added sodium alginate and xanthan gum (2.5%/2.5% w/w, dry basis) exhibited the best geometric accuracy The shape was retained with appropriate gel formation characteristics and physical properties The addition of sodium alginate and xanthan gum at suitable levels contributed to the formation of 3D-printed starch based products with technical feasibility for potential food applications Mathematical model of the 3D printing process was established The model explained the non-uniformity of velocity distribution in the flow channel due to the varied diameter, and such non-uniformity led to jet expansion during the 3D printing process.”

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT 2.1 Sơ đồ quy trình

Hình 2.1 Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất tỉnh bột

2.2 Thuyét minh quy trinh

2.2.1 Ngam

Muc dich cong nghé

Chuẩn bị: Loại bỏ một phần tạp chất bám trên vỏ giúp nâng cao hiệu suất rửa Làm cho vỏ củ mềm ra dễ dàng cho quá trình tách vỏ

Vật lý: Giảm tạp chất cơ học trên bề mặt nguyên liệu

Vi sinh vật: Giảm vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu

2.2.3 Cat got

Muc dich cong nghé

Khai thác: Quá trình này là đề loại bỏ những phần không sử dụng được của quả như

vo va phan thịt khoai mi có dấu hiệu hư hỏng nhằm lấy thịt quả sử dụng cho quá trình xử

lý tiếp theo

Biến đỗi

Vật lý: Nguyên liệu thay đôi hình dạng và kích thước Khối lượng và thể tích giảm

Sinh học: Lớp vỏ bảo vệ đã bị gọt bỏ nên tốc độ hô hấp của quả tăng nhanh Việc

cat gọt làm phá vỡ mô tế bảo bên ngoài, địch bao tiết ra trên bề mặt làm tăng các quá trình phản ứng oxy hóa trên bề mặt

Cách tiến hành

Dùng dao cắt bỏ hai đầu của củ khoai, sau đó cắt thân thành những khoanh nhỏ hơn,

sau đó dùng tay hoặc dao loại bỏ phần vỏ bên ngoài Đem cân khối lượng, ghi nhận lại kết quả cân được Sự hoạt động của enzyme oxy hóa có thể làm đen sản pham nén can thao tác nhanh chóng

Biến đỗi

Nguyên liệu thay đổi hình dạng và kích thước Khối lượng giảm không đáng kẻ Tổng điện tích bề mặt quả tiếp xúc với không khí tăng, dịch bào tiết ra trên bề mặt tăng làm tăng các quá trình phản ứng oxy hóa trên bề mặt

Cách tiến hành

Dùng dao cắt thành từng miếng nhỏ và loại bỏ những phần có dấu hiệu hư hỏng

(thường là có màu xám hay đen) Sau đó đem cân khối lượng thịt quả, ghi nhận lại kết quả cân được

Hình 2.4 Cắt nhỏ khoai mì 2.2.5 Xay

Mục đích công nghệ

Chuan bj: Xay nghién sé cat nhỏ thịt, phá vỡ lớp vỏ tế bào và giải phóng các hạt

tỉnh bột, hỗ trợ và làm tăng hiệu suất cho quá trình lọc ép tiếp theo

Biến đỗi

Nguyên liệu chuyền từ dạng rắn chuyên sang dạng huyền phù

Phá vỡ tế bào giải phóng các enzyme thủy phân tỉnh bột, các enzyme oxy hóa khử polyphenoloxydase hoạt động mạnh mẽ làm sam màu của sản phẩm

Cách tiến hành

Khởi động máy xay sinh tố, cho một lượng khoai mi bằng khoảng 1/3 so với dung

tích lỗng xay, cho nước vào ngập mặt khoai mì và tiến hành xay Sau 30 giây, cho thêm nước vào cho thê tích hỗn hợp bằng khoảng 2/3 so với dung tích lồng xay và tiếp tục xay

cho đến khi kích thước hạt tỉnh bột rất nhỏ (không thể nhìn thấy rõ bằng mắt thường càng tốt)

Hinh 2.4 Xay nhuyén khoai mi 2.2.6 Ray

Muc dich cong nghé

Chuẩn bị và hoàn thiện: Loại bỏ những phan tử xơ lớn, làm loãng dịch bảo do đó làm hạn chế sự biến đổi màu của dịch bào và tính bột giữ được mảu trắng tự nhiên

Biến đỗi

Có sự phân tách pha rõ rệt: Trên rây là bã thô gồm cellulose và các hạt có kích thước lớn, pha lỏng dưới rây là sữa tính bột gồm nước, các hạt tĩnh bột có kích thước nhỏ hơn và một lượng lớn các chất hòa tan

Kích thước hạt rắn trong hệ huyền phủ giảm

Hàm lượng chất khô giảm

Thời gian rây diễn ra không nhanh chóng, đủ thời gian cho các phản ứng hóa nâu diễn ra

Cách tiến hành

Chồng ba loại rây theo thứ tự từ trên xuống: 0,45 — 0,3 — 0,2

Tiến hành cho từ từ hỗn hợp tính bột sau khi xay vào rây một lượng có chiều cao

vừa đủ không nên quá dày đề tránh hiện tượng nước ở lớp trên không thê qua rây Làm liên tục cho đến khi phần bã thu được không còn nhiều nước

2.2.12 Say

Muc dich cong nghé

Hoàn thiện và bảo quản: Nhằm tách triệt đê nước ra khỏi khối tỉnh bột ướt, chuyên

về trạng thái bột khô Quá trình làm giảm độ âm cục bộ của khối tỉnh bột làm tăng thời

gian bảo quản sản phẩm

Biến đỗi

Khối lượng khối tinh bột giảm do nước bay hơi

Cac hat tinh bột tách rời nhau, chuyên từ trạng thái bột nhão sang trạng thái bột khô

Vi sinh vật bị ức chế trên bề mặt vật liệu

Cách tiến hành

Lấy muỗng cạo lớp tỉnh bột lắng dưới đáy các thau cho vào khay Đưa khay vào

thiết bị sấy qua đêm ở 50 độ C

Hình 2.8 Sáy tỉnh bột

CHUONG 3: KET QUA TINH TOAN

Bang 3.1 Bang két qua thé

Khối lượng nguyên củ 1.340,24g

Khối lượng vỏ 257,68 Khối lượng sau cắt nhỏ 991,44g Khối lượng thu được sau ngâm 453,798

Khối lượng bột thu được sau sây 256,320

3.1.3 Qua trinh ngam

Biến đổi của quá trình xay, lọc, ngâm, gạn nước:

%m = (991,44 — 453,79) x 100/991,44 = 54,23% 3.1.4 Quá trình sấy

Tỷ lệ nước bay hơi trong quá trình sấy:

%m = (453,79 — 256,32) x 100/453,79 = 43,52% Hiệu suất thu hỏi tỉnh bột:

%H = 256,32 x 100/1.340,24 = 19,12%

Bảng 3.2 Bảng tổng kết từng quá trình

11

Qua trinh Thay đổi, % Giải thích

Khối lượng thay đôi không đáng kê vì phần đất,

cát, bụi bân được loại thì nước sẽ bám lên vỏ quả

„ -19,22% phần vo, cuống được loại bỏ

Bỏ vỏ - cắt lát -24,44

-5,22% ton that cua qua trinh bay hơi nước

, Một ít phan thịt đen được loại bỏ, nước và tỉnh bột

Cắt nhỏ -2,10%

dính vào dụng cụ Biến đổi do một phần nước được thêm vào trong quá trình xay, ngâm và gạn Phần bã được loại bỏ trong quá trình lọc làm cho quá trình biến đổi âm

chứng tỏ phân bã được loại bỏ nhiêu hơn phân nước còn trong hỗn hợp sau quá trình ngâm thu được

Sấy -43,52 Lượng nước bay hơi trong quá trình sấy

3.2 Nhận xét kết quả

Hiệu suất thu hồi tỉnh bột là 19,12% nằm trong khoảng giá trị 16 — 32% (hàm lượng

tinh bột có trong củ khoai mì) Do đó, kết quả là phù hợp so với nghiên cứu về thành phần

hóa học của củ khoai mi

3.3 So sánh kết quả giữa các nhóm

Bang 3.3 Bang so sánh kết quả giữa các nhóm Chỉ tiêu Nhóm Nhóm2 Nhóm 3 Màu sắc (sậm dần) 3 2 1

Từ bảng kết quả cho thấy rằng về màu sắc và độ nhám bể mặt của nhóm 3 là tốt nhất Nguyên nhân dẫn đến nhóm l1, 2 có màu sậm hơn so với nhóm 3 là trong quá trình

lắng, gạn nước hai nhóm chỉ đô nước cũ đã lắng xuống và cho nước mới vào mả không có

thao tác khuấy tan hết phần tinh bột đã lắng Do đó, chỉ có phan bề mặt được làm sạch còn

những phần phía dưới thì không được hòa tan ra nên màu sắc thu được sẽ sậm hơn Độ nhám bề mặt của nhóm 3 ít hơn 2 nhóm còn lại có thể xuất phát từ quá trình rây hoặc do

rây của hai nhóm kích thước lỗ có lớn hơn làm cho sản pham thu được có lẫn một số hạt

kích thước lớn gây hiện tượng nhám bề mặt

CHUONG 4: DE XUAT QUY TRINH CONG NGHE SAN XUAT

TINH BOT BAP

Hình 4.1 Quy trình công nghệ sản xuất tỉnh bột bắp công nghiệp

13

Vật lý: Các chất bân được tách ra

Sinh học: Loại bỏ một phần vi sinh vật trên bề mặt

Thực hiện

Sử dụng phương pháp rửa xối Nguyên tắc là phun nước lên nguyên liệu với một áp lực nhất định Dưới tác dụng của lực nước, chất bản sẽ được tách ra và đi theo dòng nước Thông số kỹ thuật: Áp suất tia nước phun 2-3 at

Hóa lý: Một số chất hòa tan khuếch tán qua vỏ và phôi ra nước ngâm

Sinh học: SO2 ức chế sự phát triển của các ví khuẩn gây bát lợi, nắm mốc, nấm men nhưng lại cải thiện phản ứng lên men thông qua tăng cường sự phát triển của vi khuân

lactic Vi khuẩn lactic hoạt động chuyên hóa một phần glucid thanh acid lactic trong nước

ngâm, làm mềm hạt

Thực hiện

Thời gian từ 24 — 28 giờ

Thiết bị

Hình 4.3 Thiết bị ngâm hạt 4.3 Nghiền (lần 1 và lần 2)

Thiết bị

Hình 4.4 Thiết bị nghiên đĩa 4.4 Tách phôi (lần I và 2)

Mục đích

Khai thác: Tách phôi để tăng hàm lượng tỉnh bột trong tổng số chất khô

Biến đỗi

Vật lý: Tỷ trọng và khối lượng nguyên liệu thay đối

Hóa học: Hàm lượng tỉnh bột trong tong chat khô tăng lên

Dong dich tinh bột được đưa qua thiết bị rây đề thu nhận các phần tử có kích thước

nhỏ Thiết bị có bề mặt cong một góc 50 hoặc 1209 Trên bẻ mặt rây có những rãnh nhỏ

16

hình chữ V Kích thước rãnh có thể thay đối Các phần tử kích thước nhỏ sẽ lọt qua ray, các phần tử có kích thước lớn thì theo dòng chảy ra ngoài

Thông số kỹ thuật:

e Goc cong ray 120°

e Ranh co kich thudc 50 um

e_ Độ âm của nguyên liệu 75 — 79%

e Hàm lượng tính bột trong dịch sữa: 72 — 74% (theo hàm lượng chất khô)

Thiết bị

Hinh 4.7 Thiét bi nghién pin 4.7 Ray

Hóa học: Hàm lượng tỉnh bột trong dịch huyền phù tăng lên Có tôn thất một ít tỉnh bot theo dong gluten

Thực hiện

Sử dụng thiết bị ly tâm dạng dĩa, tách gluten dựa trên sự chênh lệch về khối lượng riêng của tính bột (1,61 kg/1) va gluten (1,08 kg/J) Dòng tính bột có khối lượng riêng lớn hon dong gluten nên sẽ di chuyên ra xa tâm của dĩa và được thu nhận ở đáy thiết bị (dòng underflow)

Thiết bị

Hình 4.9 Thiết bị tách ly tâm 4.9 Tỉnh chế dịch tỉnh bột

Mục đích

Khai thác: Loại bỏ các chất hòa tan khác trong dich tinh bột để thu được sản phẩm

có độ tỉnh khiết cao hơn

Bảo quản: Hạn chế sự phát triển của vi sinh vật do tách nước tự do ra khỏi sản phẩm

Thiết bị