Quy trình sản xuất đường mía

Đường là một thức ăn rất quan trọng cho sự sống của con người: Cũng như tinh bột, prôtit, chất béo, muối vô cơ, đường là sản phẩm dinh dưỡng chủ yếu cần thiết cho cơ thể con người. Chúng ta đều biết năng lượng chủ yếu cần cho cơ thể con người do gluxit cung cấp Đường là một loại gluxi.t. Đường có khả năng biến thành năng lượng dễ và nhanh chóng ,là tính ưu việt của đường so với các thực phẩm khác. Ngoài ra đường còn có vị ngọt và ngon. Đóng góp lớn đối với ngành kinh tế quốc dân: Ngoài việc dùng làm thức ăn trực tiếp đường là một loại thực phẩm có nhiều công dụng như làm bánh kẹo các loại, làm nước giải khát, uống chè, cà phê hoặc làm tăng hương vị của các loại thực phẩm khác như trong kỹ nghệ sản xuất đồ hộp hoặc dùng trong y học để chữa bệnh.

http://www.ebook.edu.vn GV Lã Thë Thaío Tiãn Baìi Giaíng Cäng nghãû Saín Xuáút Âæåìng Mêa Trang 1 PHẦN 1- NGUYÊN LIỆU MÍA VÀ CÁC BIẾN ĐỔI HÓA SINH HỌC TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐƯỜNG I.ĐẶC TÍNH MỘT SỐ GIỐNG MÍA ĐƯỢC TRỒNG Ở NƯỚC TA. Mía là nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp sản xuất đường trên thế giới và là nguồn nguyên liệu duy nhấtđể sản xuất đường saccaroza ở nước ta. Mía có nguồn gốc từ Ấn Độ, từ một loài cây hoang dại nay đã trở thành một loại cây quan trọng của ngành công nghiệp đường. Cây mía thuộc họ hoà thảo- Graminae, giống Saccharum. Tên gọi của giống mía lai tạothường lấy tên của người nghiên cứu hay tên của địa phương thí nghiệm. Mía được trồng ở nhiều nước trên giới, phân bố ở phạm vi từ 35 độ vĩ nam đến 35 độ vĩ bắc. Các nước trồng nhiều mía như:Ấn Độ , Cuba, Brazin, Mehicô , Trung Quốc Ở nước ta hiện nay có 3 vùng mía lớn là : miền Bắc và khu bốn cũ; duyên hải Miền Trung và Tây nguyên; Đông Nam bộ và đồng bằng Sông Cửu long 1. Thế nào là một giống mía tốt? Giống mía tốt chỉ là một khái niệm tương đối. Một giống mía có thể được xem là tốt ở nơi này nhưng lại không thích hợp ở nơi khác và ngược lại. Giống mía chịu hạn tốt chưa hẳn đã chịu được ngập úng, chua phèn; lại có giống chín sớm,giống chín muộn; giống có tỉ lệ đường cao nhưng năng suất nông nhiệp lại thấp và ngược lại. Hoặc là có giống thích hợp với chế biên cơ giới nhưng lại không thích hợp với điều kiện chế biến thủ công v.v Chính vì vậy người ta đã đi đến định nghĩa: Trong từng trường hợp cụ thể của một vùng sinh thái, ở một trình độ sản xuất và chế biến nhất định, một giống mía nào đó cho năng suất cao, phẩm chất tốt (nhiều đường) và thích hợp với những điều kiện sản xuất và chế biến thì đó là giống mía tốt và ngược lại. 2. Ý nghĩa kinh tế của cơ cấu giống mía sản xuất: Trong thực tế của đời sống, rất khó có thể chọn được giống mía gọi là lý tưởng, thoả mãn tất cả những yêu cầu của con người. Thông thường một giống mía có được ưu điểm này thì lại mắc nhược điểm khác. Cây mía là nguyên liệu chế biến đường, hiệu quả kinh tế của mỗi xí nghiệp công nghiệp được tính bằng hiệu suất tổng thu hồi và thời gian mùa chế biến (dài hay ngắn). Chính vì vậy: Trong sản xuất, các giống mía bao giờ cũng được bố trí thành một cơ cấu để bổ sung cho nhau những ưu điểm và hạn chế những nhược điểm, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho sản xuất và chế biến. Một cơ cấu giống sản xuất hợp lý ở một vùng sinh thái cụ thể tối thiểu cũng phải có từ 3 đến 5 giống mía, bao gồm: giống chín sớm, giống chín muộn, giống giàu đường, giống có năng suất nông nghiệp cao và thích hợp các điều kiện mùa vụ sản xuất, chế biến của vùng sao cho đảm bảo cung cấp đủ nguyên liệu chất lượng và rải vụ chế biến. 3. Tiêu chuẩn chung cho một giống mía sản xuất:  Năng suất nông nghiệp cao (chú ý giống mía có tốc độ sinh trưởng nhanh)  Tỷ lệ đường trên mía cao (chú ý giống mía chín sớm hoặc giống có tỉ lệ đường cao ở đầu vụ chế biến)  Khả năng để gốc tốt (tái sinh mạnh)  Kháng sâu bệnh (các loại sâu bệnh hại quan trọng)  Thích hợp với điều kiện chế biến công nghiệp (cơ giới, bán cơ giới hoặc thủ công .)  Không hoặc ít ra hoa  Và một số yêu cầu khác tuỳ từng vùng sinh thái. Edited by Foxit Reader Copyright(C) by Foxit Corporation,2005-2009 For Evaluation Only. http://www.ebook.edu.vn GV Lã Thë Thaío Tiãn Baìi Giaíng Cäng nghãû Saín Xuáút Âæåìng Mêa Trang 2 4. Một số giống mía được trồng ở nước ta: a. Giống chín sớm: * Giống Comus (Aramboo x Q813) Nguồn gốc Úc, nhập vào Việt Nam từ năm 1960. Hiện nay vẫn là giống mía trồng chủ yếu ở vùng mía Tây nam bộ. Ưu điểm là thích hợp với những vùng đất phèn, thấp. Nhược điểm: chịu hạn kém, dễ bị sâu đục thân tấn công Đặc điểm hình thái - Cây thân to, mọc thẳng, dóng hình trống nối nhau hình zig-zag. Vỏ màu xanh, ẩn tím, khi rọi nắng có màu tím, sáp phủ dày. Mắt mầm hình ngũ giác, cánh mầm hẹp, rãnh mầm ngắn - Lá phiến rộng, màu xanh thẩm, bẹ lá có ít lông - Ra hoa muộn, tỉ lệ hoa thấp Đặc điểm nông nghiệp - Mía mọc mầm và đẻ nhánh sớm, tỉ lệ mọc mầm khá, sức đẻ nhánh trung bình. - Năng suất có thể đạt từ 80 đến trên 100 tấn mía cây/ha Đặc điểm công nghiệp - Mía chín sớm (10-11 tháng tuổi); tỉ lệ đường trên mía khá. * Giống VN84-4137 (Ja60-5 x lai hổn hợp) Là giống mía Việt Nam do Viện nghiên cứu mía đường Bến cát lai tạo năm 1984. Năm 1991 được hội đồng khoa học và công nghệ Bộ NN&PTNT cho phép khu vực hoá ở vùng mía các tỉnh phía nam và năm 1998 được công nhận là giống mía quốc gia. Ưu điểm là chín sớm, tỉ lệ đường trên mía cao (giàu đường); mía mọc khoẻ, nhiều cây, kháng sâu bệnh. Nhược điểm: thân cây có độ lớn trung bình. Đặc điểm hình thái - cây mọc thẳng, độ lớn trung bình, dóng hình chuỳ ngược. Vỏ màu xanh vàng ẩn tím, mắt mầm hình tròn không có rãnh mầm . - lá phiến rộng trung bình, bẹ lá có nhiều lông - ra hoa ít hoặc không ra hoa Đặc điểm nông nghiệp - mía mọc mầm và đẻ nhánh sớm,tập trung ; tỉ lệ mọc mầm và sức đẻ nhánh khá; tốc độ làm nhánh vương cao nhanh, khả năng để gốc tốt. - Trong điều kiện thâm canh trên vùng đất cao năng suất có thể đạt từ 70,80 đến trên 100 tấn mía cây/ha Đặc điểm công nghiệp - mía chín sớm tỉ lệ đường trên mía rất cao (hơn các giống mía khác 1,2%) ngay ở đầu vụ chế biến chữ đường đã đạt trên 10. b. Giống chín trung bình * Giống ROC10 (ROC5 x F152) Nguồn gốc Đài loan, hiện đang trồng ở miền Bắc và một số nơi khác. Ưu điểm : trong điều kiện thâm canh năng suất nông nghiệp đạt rất cao, tỉ lệ đường trên mía khá. Nhược điểm: dễ bị sâu đục thân tấn công Đặc điểm hình thái - Cây thân to, mọc thẳng, dóng hình ống chỉ. Vỏ màu xanh, nhạt sáp phủ dày, khi rọi nắng sáp chảy tạo thành màu tro loang lổ. Mắt mầm hình ngũ giác, không có, rãnh mầm - Lá phiến trung bình màu xanh thẩm sắp theo chiều xiên, bẹ lá màu xang ôm chặt thân, không có lông và khó tự bong, không có tai lá - mía ra hoa Đặc điểm nông nghiệp Edited by Foxit Reader Copyright(C) by Foxit Corporation,2005-2009 For Evaluation Only. http://www.ebook.edu.vn GV Lã Thë Thaío Tiãn Baìi Giaíng Cäng nghãû Saín Xuáút Âæåìng Mêa Trang 3 - Mía mọc mầm và đẻ nhánh sớm tập trung, tỉ lệ mọc mầm và sức đẻ nhánh khá - Giống mía này đòi hỏi những loại đất tốt, độ phì nhiêu cao. Trong diều kiên thâm canh và có tưới, Roc 10 cho năng suất mía cây cao Đặc điểm công nghiệp - Mía chín trung bình(11-12 tháng tuổi); tỉ lệ đường trên mía khá. Giống mía này có thể bố trí vào cơ cấu giống thu hoạch vào giữ và cuối vụ chế biến * Giống VN84-196 (VN6628 x lai hổn hợp) Là giống mía Việt Nam do viện nghiên cứu mía đường Bến cát lai tạo năm 1984. Năm 1995 được hội đồng khoa học và công nghệ Bộ NN&PTNT công nhận là giống mía mới, cho phép khu vực hoá ở vùng mía các tỉnh phía nam. Ưu điểm là tốc độ sinh trưởng nhanh, tỉ lệ đường trên mía. Nhược điểm: chịu hạn kém. Đặc điểm hình thái - Cây thân to mọc thẳng, dóng hình trụ nối nhau kiểu zig-zag. Vỏ màu xanh, mắt mầm hình tròn không có rãnh mầm . - Lá phiến rộng , bẹ lá màu xanh nhạt không có lông và dễ bong - Mía không hoặc ít ra hoa Đặc điểm nông nghiệp - Mía mọc mầm và đẻ nhánh sớm, tập trung ; tỉ lệ mọc mầm và sức đẻ nhánh khá; tốc độ sinh trưởng nhanh, để gốc tốt. - Trong điều kiện thâm canh trên vùng đất cao năng suất có thể đạt từ 70,80 đến trên 100 tấn mía cây/ha. Đặc điểm công nghiệp - Mía chín trung bình sớm tỉ lệ đường trên mía rất cao . Có thể bố trí giống này vào cơ cấu các giống thu hoạch đầu và giữa vụ chế biến. c. Giống chín muộn: * Giống My 55-14 (CP34-79 x B45-181) Nguồn gốc Cu ba, nhập vào Việt Nam 1974. Hiện nay trồng ở Đông nam bộ (Tây ninh, Đồng nai) và miền Bắc. Ưu điểm là mọc khoẻ, tốc độ sinh truởng nhanh nên có thể cho năng suất nông nghiệp rất cao. Nhược điểm: ra hoa mạnh ở Nam bộ. Đặc điểm hình thái - Cây thân to, mọc thẳng, dóng hình chuỳ ngược. Vỏ màu tím, mắt mầm hình tròn, đỉnh mầm có một chùm lông nhỏ - Lá phiến trung bình, màu xanh thẩm, bẹ lá màu xanh nhạt, có lông và khi già bẹ lá tự bong. - Ở Nam bộ ra hoa mạnh, ở miền Bắc ra hoa ít hoặc không ra hoa. Đặc điểm nông nghiệp - Mía mọc mầm và đẻ nhánh sớm tập trung, tỉ lệ mọc mầm và sức đẻ nhánh khá. - Trong điều kiện thâm canh ở vùng đất cao năng suất mía cây có thể đạt từ 80 đến trên 100 tấn /ha Đặc điểm công nghiệp - Mía chín trung bình muộn (12-14 tháng tuổi); tỉ lệ đường trên mía trung bình khá. * Giống F157 (F146 x PT51-1) Nguồn gốc Đài loan nhập vào miền Nam năm 1970 do phòng Nông vụ Nhà máy Đường Quảng Ngãi tuyển chọn, giống này được trồng phổ biến ở Quảng Ngãi. Đặc điểm hình thái - Thân to trung bình, gốc hơi nhỏ, lóng hình chóp cụt, vot màu xanh sáng, hơi tím . - Phiến lá to trung bình, bẹ không có lông - ra hoa ít http://www.ebook.edu.vn GV Ló Thở Thaớo Tión Baỡi Giaớng Cọng nghóỷ Saớn Xuỏỳt ổồỡng Mờa Trang 4 c im nụng nghip - ny mm nhỏnh sm, vn cao nhanh, gc tt - nng sut trung bỡnh c im cụng nghip - chớn trung bỡnh mun, t l ng khỏ Cựng vi nhng ging mớa gii thiu trờn trong sn xut mớa ca ta hin nay mt s ni cũn trng nhng ging mớa khỏc nh: V79-177, R570, ROC9, ROC17, Qu ng, Qu dn tuyn II. THNH PHN HO HC CA MA: 1. Bng thnh phn hoỏ hc ca mớa: Mớa Phn rn Phn lng X mớa Nc mớa cenlulosa, pentosan, areban, linhin Cht khụ Nc Cht khụng ng (CK) ng saccaroza CK Khụng cha nit: Glucoza , fructoza CK Cha nit: Prụtờin, amit, a.amin, NH 3 Cht mu: Xantophin, caroten, antoxian Cht vụ c: SiO 2 , K 2 O, Na 2 O, CaO, P 2 O 5 , Cl Thnh phn hoỏ hc trung bỡnh khi mớa chớn dao ng trong khong sau õy: Nc : 70-75% X : 9 -14% Saccaroza : 10 -16% Glucoza v Fructoza : 0,3 2% Cỏc cht phi ng khỏc : 1 - 3% Trong ú ng saccaroza l thnh phn quan trng nhtca cõy mớa v l sn phm ca quỏ trỡnh sn xut ng. 2. Tớnh cht lý hoỏ ca mt s thnh phn quan trng: 2.1. ng saccaroza : Cụng thc phõn t C 12 H 22 O 11 , cu to t hai loi ng n l glucoza v fructoza. Trng lng phõn t 342,3 vC. - Tớnh cht lý hc: + Tn ti dng tinh th, trong sut, khụng mu. +T trng 1,5879g/cm 3 , nhit núng chy 186-188 o C + ho tan: * Tan tt trong nc, ho tan tng khi nhit tng. Vớ d: Nhit ( 0 C) ho tan (g/100g) 0 179,2 50 260,1 100 487,2 Trong dung dch ng khụng tinh khit ho tan cũn ph thuc vo nhng cht khụng ng. Nu dung dch cú KCl, NaCl, thỡ ho tan ca ng tng lờn. Vỡ vy ng khụng bao gi kt tinh hon ton v ú l nguyờn nhõn to thnh mt r. Ngc li nu cú ng glucoza, fructoza, MgCl 2 , CaCl 2 lm gim ho tan ca ng. http://www.ebook.edu.vn GV Lã Thë Thaío Tiãn Baìi Giaíng Cäng nghãû Saín Xuáút Âæåìng Mêa Trang 5  Không hoà tan trong dầu hoả, cloroform, CCl 4 , CS 2 , benzen, tecpen, ancol và glixerin khan. Trong dung dịch ancol có nước, đường saccaroza hoà tan một ít. Đường saccaroza còn hoà tan giới hạn trong anilin, piridn, etyl axetat, amyl axetat, phenol và NH3.Vì vậy độ hoà tan của đường không tinh khiết được xác định không những chỉ có nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào các tạp chất có trong dung dịch. + Độ ngọt: độ ngọt của đường do gốc OH tạo nên. Nếu lấy độ ngọt của saccaroza là 100 để so sánh thì : lactose (16) < maltose(32) < glucoza(74) < saccaroza < fructoza (173) Như ở trên ta thấy nếu dung dịch đường chứa nhiều đường khử (glucoza fructoza ) thì ngọt hơn dung dịch đường saccaroza tinh khiết. Vì glucoza + fructoza có độ ngọt bằng (74+173)/2 > 100 (độ ngọt của saccaroza). + Độ nhớt:  Tỷ lệ thuận với nồng độ; nghĩa là khi nồng độ tăng thì độ nhớt tăng ( đầu tiên tăng chậm sau tăng lên rất nhanh); Tỷ lệ nghịch với nhiệt độ; nghĩa là khi tăng nhiệt độ thì độ nhớt giảm.  Độ nhớt của dung dịch đường ảnh hưởng lớn đến các quá trình lắng, lọc,kết tinh. Độ nhớt tăng thì tốc độ của các quá trình đó đều giảm. + Tính chất khúc xạ của dung dịch đường: Nồng độ dung dịch đường càng lớn thì chiết xuất càng lớn. Lợi dụng tính chất này người ta chế tạo ra dụng cụ để đo nồng độ chất khô trong dung dịch đường có tên là chiết quang kế. + Tính chất quay cực của đường saccaroza :  Đường saccaroza làm quay mặt phẳng phân cực ánh sáng sang phải  Độ quay cực riêng của saccaroza rất ít phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ. Do đó rất thuận tiện cho việc xác định đường bằng phương pháp phân cực. Lợi dụng tính chất này chế tạo ra một loại máy đo là kính chuyển quang có thể đo được tỷ lệ phần trăm hàm lượng saccaroza trong dung dịch. Còn gọi là dụng cụ phân cực kế hay còn gọi là đường kế.  Trị số độ quay cực trung bình của saccaroza là +66,5 0  Dung dich có tính kiềm sẽ làm giảm khả năng quay cực của đường saccaroza. - Tính chất hoá học: + Tác dụng của axit:  Dưới tác dụng xúc tác của axit, đường saccaroza bị thuỷ phân thành glucoza và fructoza theo phản ứng: C 12 H 22 O 11 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 Saccaroza glucoza fructoza +66,5 0 +52,8 0 -92,8 0 -20 0 Hỗn hợp glucoza và fructoza tạo thành có góc quay trái nguợc với góc quay phải của saccaroza do đó hổn hợp đường đó được gọi là đường nghịch đảo hay đường chuyển hoá. Phản ứng trên gọi là phản ứng nghịch đảo đường hoặc phản ứng chuyển hoá đường  Tốc độ chuyển hoá phụ thuộc vào : - pH và nhiệt độ của dung dịch: pH càng thấp, nhiệt độ càng cao thì tốc độ chuyển hoá đường càng nhanh chóng. - Thời gian tác dụng: thời gian phản ứng càng lâu thì tạo thành đường chuyển hoá càng nhiều.  Quá trình chuyển hoá ảnh hưởng không tốt đến sản xuất đường vì nó làm tổn thất đường saccaroza và gây khó khăn cho quá trình kết tinh đường. + Tác dụng của kiềm: H + http://www.ebook.edu.vn GV Ló Thở Thaớo Tión Baỡi Giaớng Cọng nghóỷ Saớn Xuỏỳt ổồỡng Mờa Trang 6 Saccaroza cú tớnh cht nh mt axit yu Trong mụi trng kim nhit cao hoc nu kim m c khụng cn nhit cao, saccaroza b phõn hu thnh aldehyt, axeton, axit hu c v cỏc tp cht cú mu vng nõu. Mụi trng cú pH cng ln thỡ saccaroza b phõn hu cng nhiu. Vớ d: Khi un sụi trong 1 gi ,nu dung dch ng saccaroza cú: pH = 8 - 9 thỡ saccaroza b phõn hu 0,05% pH = 12 thỡ saccaroza b phõn hu 0,5% Di tỏc dng ca cỏc kim loi kim th, dung dch ng bin thnh sacarat (mui ca nú) Vớd: ng saccaroza tỏc dng vi hydroxytcanxi s to ra cỏc mui saccarat canxi theo phn ng: C 12 H 22 O 11 + Ca(OH) 2 C 12 H 22 O 11 .CaO + H 2 O (mụnụsacarat canxi) C 12 H 22 O 11 + 2Ca(OH) 2 C 12 H 22 O 11 .2CaO + 2H 2 O ( disacarat canxi) C 12 H 22 O 11 + 3Ca(OH) 2 C 12 H 22 O 11 .3CaO + 3H 2 O (trisacarat canxi) Trong ú monosaccat v disaccarat ho tan cũn trisacarat canxi thỡ khụng tan. Cỏc phn ng phõn hu v to sacarat gõy nh hng xu n sn xut do lm tng tn tht ng v nht ca dung dch. + Tỏc dng ca nhit : Di tỏc dng ca nhit >200 o C saccaroza mt nc to thnh cỏc cht caramen cú mu t vng n nõu en. Tu theo nhit khỏc nhau cho cỏc loi caramen khỏc nhau; khi ng b mt 10% nc gi l caramenlan; mt 15% nc gi l caramenlen; 25% lng nc gi l caramenlin. nhit cao hn na saccaroza b phõn hu thnh axeton v cui cựng l C. Phn ng to caramen lm tng mu ca dung dch ng non, ng thnh phm v mu ny khú loi. + Tỏc dng ca emzim: Di tỏc dng ca enzim invertaza, saccaroza s chuyn thnh glucoza v fructoza Di tỏc dng mt phc h enzim khỏc, glucoza v fructoza s chuyn hnh alcol v CO 2 : C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH + 2CO 2 Hoc chuyn hoỏ thnh axớt v CO 2 nh: C 6 H 12 O 6 CH 3 CHOH COOH + CO 2 2.2. Glucoza v fructoza: - Tớnh cht lý hc: + ho tan: ho tan ca glucoza v fructoza t l thun theo nhit . ho tan ca fructoza ln hn saccaroza v ho tan ca glucoza kộm hn saccaroza + ngt: fructoza > saccaroza > glucoza + quay cc: glucoza cú gúc quay phi, gúc quay cc ca glucoza l +52,8 0 ; fructoza cú gúc quay trỏi, gúc quay cc ca fructoza l -92,8 0 . - Tớnh cht hoỏ hc: + Tỏc dng ca kim: nhit thp (60 o C) trong mụi trng kim loóng xóy ra s ng phõn hoỏ Glucoza maltoza Fructoza http://www.ebook.edu.vn GV Lã Thë Thaío Tiãn Baìi Giaíng Cäng nghãû Saín Xuáút Âæåìng Mêa Trang 7  Ở nhiệt độ cao, trong môi truờng kiềm glucoza và fructoza có thể bị phân huỷ tạo thành một số sản phẩm như : axít lactic, axít glucosacaric, axít formic, lacton. Những axit này lại kết hợp với vôi tạo thanh muối hoà tan. Vì vậy khi dùng mía xấu thì hàm lưọng muối canxi trong nước mía tăng. Trong môi trường kiềm, fructoza bị phân huỷ nhiều hơn glucoza. Vì vậy trong sản phẩm đường lượng glucoza thường nhiều hơn fructoza. + Tác dụng của axit:  Trong môi trường axit, đường khử ổn định, nhất là ở pH =3 chứ không phải pH=7. Nhưng trong môi trường axit và đun nóng, đường khử cũng bị phân huỷ sẽ tạo thành oximetylfufurol và sau đó tạo thành axit levulic và axit focmic. + Tác dụng của nhiệt độ:  Khi đun nóng ở nhiệt độ 160-170 o C, glucoza và fructoza bị mất một phần nước và tạo thành glucozan và fructozan. Nếu tiếp tục đun ở nhiệt độ cao thì sẽ tạo ra hợp chất có màu đen. Đối với fructoza ở nhiệt độ 100 o C đã bị phân huỷ nên nhiệt độ mất nước của fructoza thấp hơn glucoza + Ảnh hưởng của đường khử trong sản xuất đường:  Nói chung hổn hợp đuờng khử có tác dụng có hại trong sản xuất đường saccaroza vì nó làm tăng tổn thất đường làm trở ngại cho sự kết tinh, có thể bị phân huỷ sinh màu làm giảm chất lượng thành phẩm, gây khó khăn cho quá trình làm sạch.  Tuy vậy cũng phụ thuộc vào các điều kiện sản xuất mà ảnh hưởng của chúng khác nhau. Vì dụ ở nhiệt độ < 55 o C trong môi trường kiềm không có ảnh hưởng gì vì phản ứng phân huỷ glucoza và fructoza không tạo thành chất màu. Nhưng ở nhiệt độ >55 o C trong môi trường kiềm phản ứng sẽ sinh thành chất có màu đen, gây tác dụng có hại. 2.3. Axit hữu cơ: - Trong nước mía, các axit hữu cơ có thể ở dạng tự do, muối hoà tan hoặc không tan, trong đó axit tự do chiếm 1/3 lượng axit chung. Gồm các axit sau: axit aconitic, axít citric, axít oxalic, axít glicolic, axít suxinic, axít fumaric - Trong sản xuất đường, axit có tác dụng chuyển hoá saccaroza 2.4. Chất béo: - Chất béo trong cây mía chủ yếu là sáp. Trong sản xuất đường mía gần 60-80% sáp theo bã mía, phần còn lại tồn tại trong bùn lọc nên chất béo được loại hoàn toàn. 2.5. Chất không đường chứa nitơ: - Thành phần thay đổi tuỳ theo giống mía, đất đai bao gồm: anbumin và các chất tương tự, amit, NH 3 ,nitrat - Trong sản xuất đường: các chất này ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm và giảm hiệu suất thu hồi do tăng hàm lượng chất keo và tham gia phản ứng tạo màu melanoidin giữa axit amin và đường khử. 2.6. Chất màu: - Trong cây mía cũng chứa các chất màu như trong tất cả các loại cây khác. Khi ép, chất màu đi vào nước mía gây khó khăn cho sản xuất đường. - Gồm 2 loại:  Chất màu có trong bản thân cây mía: như diệp lục tố a,b. Diệp lục tố không tan trong nước và trong dung dịch đường nhưng tan trong alcol và kiềm do đó dễ loại ra khi làm sạch nước mía. Còn các chất khác : xantophin, caroten, antoxian cũng dễ loại trong quá trình sản xuất đường. http://www.ebook.edu.vn GV Lã Thë Thaío Tiãn Baìi Giaíng Cäng nghãû Saín Xuáút Âæåìng Mêa Trang 8  Chất màu sinh ra trong quá trình sản xuất: gồm chất màu caramen, chất màu melanoidin, phức chất giữa polyphênol và ion sắt , những chất màu này khó loại 2.7. Chất không đường vô cơ: - Các chất vô cơ chủ yếu là K 2 O, SiO 2 , Na 2 O, CaO, P 2 O 5 , MgO Hàm lượng của nó tuỳ thuộc và giống mía, điều kiện canh tác, khí hậu. - Ảnh hưởng đến sản xuất: + K 2 O và Na 2 O là nguyên nhân tạo mật cuối. + Ca + , Mg + , SiO 2 tạo cặn trong các thiết bị truyền nhiệt + P 2 O 5 có tác dụng tốt đối với quá trình lắng, lọc III. THU HOẠCH MÍA: 1. Sự chín của mía: mía chín và mía chưa chín có thành phần hoá học khác nhau nhiều .Khi mía chưa chín,mức độ tích luỹ đường saccaroza trong thân cây mía không nhiều. Quá trình quang hợp của cây mía lúc chưa chín chủ yếu tạo ra các chất dùng cho hô hấp và phát triển thân cây mía. Lúc đó, hàm lượng đường saccaroza và tỷ lệ xơ thấp, hàm lượng đường khử và tỷ lệ nước cao. Mía chưa chín, nước chiếm trên 80%. Khi mía dần dần chín, sự phát triển của thân cây giảm và đến ngừng tăng trưởng. Khi mía chín, hàm lượng đường saccaroza trong thân cây mía đạt tối đa, hàm lượng đường khử giảm xuống còn dưới 1% có khi chỉ còn 0,3%; hàm lượng nước dưới 75%. Phân biệt độ chín của mía: Độ chín của cây mía có hai khái niệm: chín sinh lý và chín nguyên liệu. - Chín sinh lý là cây mía đã già, hàm lượng đường trên mía đạt mức tối đa như bản chất của giống. - Chín nguyên liệu là ở một thời điểm nào đó hàm lượng đường trên mía đạt tiêu chuẩn làm nguyên liệu có thể thu hoạch để chế biến, mặc dù cây mía vẫn chưa đạt độ chín cao nhất (chín sinh lý) như bản chất của giống. 2. Những căn cứ để nhận biết ruộng mía đã chín hay chưa: Đánh giá độ chín của ruộng mía người ta thường dựa vào những căn cứ sau: - Dựa vào ngoại quan của cây mía: + Độ lớn của cây mía chậm dần, các lóng mía phía trên nhặt lại. +Lá mía khô vàng , lá xanh còn lại khoảng 6-7 lá ( bình thường có 8 - 10 lá) , độ dài của lá mía giảm, lá tương đối thẳng và cứng. +Bề mặt lóng mía nhẵn, ít bột phấn và bột phấn dễ rơi. + Mặt cắt lóng mỉatong ,sángcòn khi mía chưa chín thì mặt cắt có màu đục. - Phương pháp xác định hàm lượng chất khô của mía tại ruộng: Đo độ Bx trực tiếp: sử dụng máy khúc xạ kế cầm tay (Refractomet), một dụng cụ đo đơn gián, đo độ Bx mía ngay tại ruộng. Nếu số đọc độ Bx giữa gốc và ngọn (phần làm nguyên liệu) chênh lệch khoảng 1 độ (Bx gốc - Bx ngọn = 1 độ) là mía đã đạt độ chín. Ngọn được tính từ lá khô trên cùng trở lên. Gốc được tíng là lóng mía thứ nhất trên mặt đất. - Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: mỗi ruộng mía lấy một số cây mẫu ở các điểm khác nhau, phân tích xác định các chỉ số công nghiệp như độ Bx, độ pol, độ tinh khiết, RS, tỉ lệ xơ và CCS trước khi cho thu hoạch. Nếu thực hiện được như vậy chất lượng nguyên liệu sẽ được đảm bảo và hiệu quả chế biến sẽ cao hơn rất nhiều.Đây là phương pháp chuẩn xácúac định độ chín của cây mía. 3. Một số điểm cần chú ý trong khâu thu hoạch: http://www.ebook.edu.vn GV Lã Thë Thaío Tiãn Baìi Giaíng Cäng nghãû Saín Xuáút Âæåìng Mêa Trang 9 Ở nước ta cho đến nay công việc thu hoạch mía vẫn là lao động thủ công với các công cụ thô sơ như con dao và chiếc búa. Trong khâu thu hoạch cần chú ý một số điểm: - Dụng cụ thu hoạch phải sắc bén; khi chặt phải chặt sát mặt đất, tránh làm dập gốc, chặt một lượt tất cả các cây kể cả nhưng cây chết và cây mầm để ruộng mía sạch, tái sinh đồng đều (nếu để lưu gốc). - Không thu hoạch các ruộng mía sẽ để gốc vào những thời điểm không thuận lợi cho mầm gốc tái sinh như giá rét (miền Bắc), khô hạn (đồng bằng Nam bộ), úng ngập (Tây nam bộ) - Mía thu hoạch tới đâu vận chuyển chế biến ngay tới đó. Không để mía đã thu hoạch quá lâu trên đồng ruộng, sân bãi, vừa làm giảm năng suất mía, vừa làm giảm đường trên mía. - Ruộng mía thu hoạch vào ngày mưa không để xe máy chạy qua làm hư gốc và nén đất gây trở ngại cho công việc xử lý và chăm sóc mía gốc về sau. 4.Sự biến đổi thành phần hoá học của mía sau khi chín: Khi mía chín, hàm lượng đường trong thân cây mía đạt tối đa và giữ ở mức độ cao này trong thời gian khoảng 1 - 2 tháng tuỳ theo giống mía và thời tiết sau đó giảm đần. Nếu không thu hoạch kịp thời, đường saccaroza sẽ chuyển hoá thành đường khử Đó là hiện tượng quá chín. Thời tiết càng nắng nóng, đường bị chuyển hoá càng tăng lên. Có giống mía khi quá chín mà không thu hoạch thì sẽ bị trổ bông (trổ cờ). Trổ bông là hiện tượng sinh lý bình thường của cây mía. Khi mía trổ bông thì hàm lượng đường saaccaroza trong mía giảm xuống, năng suất mía cây cũng bị giảm làm cho đường bị tổn thất nhiều. Mía sau khi thu hoạch thì hàm lượng đường trong cây mía giảm, hàm lượng đường khử tăng lên. Hiện tượng hao hụt đường này là do quá trình hô hấp và do tác dụng của vi sinh vật gây ra. ( Khi mía chưa thu hoạch cũng có một lượng đường hao hụt do hô hấp nhưng lúc đó do còn bộ rễ hút chất dinh dưỡng và nhờ quá trình tổng hợp nên bù đắp được lượng đường hao hụt). Mía càng để lâu sau khi thu hoạch thì lượng đường bị mất càng nhiều.Sự tổn thất càng tăng nhanh khi nhiệt độ cao và để mía ngoài nắng gió. Do đó mía sau khi đốn xong thì đưa vào chế biến càng nhanh càng tốt. IV.QUảN LÝ Kỹ THUậT ĐốI VớI NGUYÊN LIệU MÍA Thực hiện các biện pháp quản lý kỹ thuật đối với nguyên liệu mía nhằmđể tận thu đường và giảm giá thành. Các biện pháp quản lý kỹ thuật đối với nguyên liệu mía gồm: 1. Bố trí thời gian ép mía hợp lý: Tuỳ theo giống mía, thời kỳ chín, tổng sản lượng mía, năng suất thiết bị mà chọn thời gian ép sao cho đúng thời kỳ mía có trữ lượng đường cao nhất để thu hồi lượng đườnglớn nhất. 2. Mía chín trước đốn trước, đốn xong vận chuyển ngay đưa vào ép ngay. 3. Mía đưa vào ép phải bảo đảm tỷ lệ tạp chất không vượt quá mức cho phép. Tạp chất trong nguyên liệu mía có ảnh hưởng không tốt tới quá trình sản xuất đường, bởi vì: - Tạp chất không có đường nhưng khi ép lại đi vào máy ép cùng với mía làm tăng trọng tải máy ép và lại hút đi một lượng nước mía nên làm giảm hiêụ suất thu hồi đường. - Trong tạp chất có nhiều vi sinh vật và nhiều chất phi đường nên làm giảm độ tinh khiết của nước mía. Theo kinh nghiệm , người ta thấy rằng khi tạp chất tăng lên 1% thì độ tinh khiết nước mía giảm 0,32% ; hiệu suất thu hồi giảm 0,2% - Tăng chi phí vận tải. CÂU HỎI ÔN TẬP http://www.ebook.edu.vn GV Lã Thë Thaío Tiãn Baìi Giaíng Cäng nghãû Saín Xuáút Âæåìng Mêa Trang 10 1. Thế nào là một giống mía tốt? Tiêu chuẩn chung cho một giống mía sản xuất? 2. Tính chất lý hoá của một số thành phần hoá học của mía và ảnh hưởng của chúng đến sản xuất đường? 3. Thế nào là sự chín của mía? Căn cứ vào những đặc điểm nào để nhận biết ruộng mía đã chín hay chưa? 4. Khi thu hoạch mía cần chú ý những điểm gì? 5. Quản lý kỹ thuật đối với nguyên liệu mía gồm những biện pháp gì và giải thích tại sao phải thực hiện những biện pháp đó ? PHẦN 2- CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG BÀI MỞ ĐẦU I. Ý NGHĨA CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN ĐƯỜNG: - Đường là một thức ăn rất quan trọng cho sự sống của con người: Cũng như tinh bột, prôtit, chất béo, muối vô cơ, đường là sản phẩm dinh dưỡng chủ yếu cần thiết cho cơ thể con người. [...]... III SƠ LƯỢC VỀ LƯU TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG: Mía  Xử lý mía  Lấy nước mía  Làm sạch nước mía  Cơ đặc nước mía  Làm sạch mật chè  Nấu đường, trợ tinh  Ly tâm tách mật  Làm khơ  Phân loại  Đóng bao IV MỘT SỐ THUẬT NGỮ THƯỜNG DÙNG: 1 Mía: Ngun liệu dùng để sản xuất đường, mía đưa vào để trích, ép gồm có mía thuần và các tạp chất theo mía 2 Tạp chất của mía: GV Lã Thë Tho Tiãn Bi Ging Cäng... giải đường saccaroza trong q trình sản xuất làm tăng tổn thất đường, tăng độ nhớt, độ màu  giảm hiệu suất thu hồi đường d Làm phân giải đường khử - Trong nước mía hổn hợp có chừng 0,3-2,4% đường khử Khi nước mía ở mơi trường acid sự tồn tại của đường khử tương đối ổn định Ở pH =3 đường khử ổn định nhất Nếu pH của nước mía hay dung dịch đường vượt q 7 sẽ phát sinh các phản ứng phân huỷ đường khử Sản. .. ngun liệu sản xuất cồn rượu hoặc sử dụng làm mơi trường sản xuất men bánh mỳ và các loại men thực phẩm, là ngun liệu sản xuất axit axetit, axit citric làm mơi trường lên men để sản xuất bột ngọt Còn bã bùn dùng sản xuất phân bón cho mía, cà phê, cao su đạt hiệu quả cao Vì vậy sản xuất đường là một ngành cơng nghiệp thực phẩm rất được coi trọng và phát triển II LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH ĐƯỜNG: 1... Tất cả các loại đường đưa vào sản xuất để gia cơng, tinh chế lại có phẩm cấp cao hơn 15 Đường thơ: Có tên gọi tiếng Anh là raw sugar, là loại đường ngun liệu đối với nhà máy Đường tinh luyện là đường có tinh thể màu vàng, chưa qua sấy khơ, thường có pol =96-98% 16 Đường tinh luyện: Thường gọi là RE - viết tắt của chữ Refined Extra Quality, là đường đuợc sản xuất từ đường ngun liệu, đường thơ với phẩm... ngọn mía non, rễ, dất, cát 3 Bã mía: Là phần chất khơ khơng tan trong nước sau khi trích ép lấy nước mía trong cây mía 4 Bã nhuyễn: Là những hạt rất nhỏ gồm những sơi celluloze rất ngắn sinh ra trong q trình chặt, đánh tơi và cán ép nước mía trong cây mía 5 Nước mía ngun: Là nước mía được ép ra từ cây mía chưa pha trộn nước vào, như nước mía ép ra của máy ép đầu tiên 6 Nước mía hổn hợp: Nước mía tổng... http://www.ebook.edu.vn Ngun lý chung của phương pháp ép là xé và ép dập thân cây mía nhằm phá vỡ các tế bào để lấy nước mía I SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ CỦA CƠNG ĐOẠN ÉP MÍA: Ép mía là cơng đoạn đầu tiên của cả q trình sản xuất đường được chia thành các giai đoạn nhỏ như sau: Mía  Tiếp nhận và xuống mía  Cấp mía vào máy ép  Xử lý mía trước khi ép  Ép dập  Ép kiệt SÅ Â Ä Ư N G Â OA Û Ẹ M Ê CÄ N P A N ỉ c m... nước mía đến pH acid và thu được sản phẩm đường trắng Đây là phương pháp có nhiều ưu điểm nên được dùng rộng rãi trong sản xuất đường Đặc điểm của phương pháp sunphit hóa kiềm mạnh là trong q trình làm sạch nước mía có một giai đoạn tiến hành ở pH cao Hiệu quả làm sạch tương đối tốt, đặc biệt đối với loại mía xấu và bị sâu bệnh Nhưng do sự phân hủy đường tương đối lớn, màu sắc nước mía đậm, tổn thất đường. .. thường với một giống mía sản xuất, năng suất cơng nghiệp đạt từ 9-13% Cơng thức tính chữ đường CCS: CCS  3 5 F 1 3 F )  Bx1(1  ) Pol1(1  2 100 2 100 Trong đó: Pol1: pol nước mía ép đầu hoặc nước mía ngun ép bằng máy ép phân tích Bx1: Bx nước mía ép đầu hoặc nước mía ngun ép bằng máy ép phân tích F: % xơ trong mía của mẫu phân tích PHẦN A: LẤY NƯỚC MÍA CHƯƠNG 1 : LẤY NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP... loại mía khác nhau 4 Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất ép: - Xử lý mía trước khi ép: + Mía xé nhỏ, độ xé tơi cao, hiệu suất ép tăng hay nói cách khác hệ số xử lý mía cao, hiệu suất ép tăng Tuy nhiên hình dạng mảnh vụn mía sau khi xé cũng ảnh hưởng lớn tới hiệu suất ép Nếu ở dạng bột thì khi ép độ thốt nước mía kém, nước mía khó thốt ra khỏi lớp mía, nên làm giảm khả năng lấy hết đường ra khỏi mía Tốt... bào mía Vì vậy phải có dao băm mía, máy đánh tơi, máy ép dập, máy ép để phá vỡ tế bào mía và lấy ra một phần nước mía, sau đó dùng thiết bị khuếch tán để lấy một phần nước mía còn lại Đối với mía do tính chất của mía khơng thể dựa vào phương pháp khuếch tán đơn thuần để lấy đường ra khỏi mía như đối với củ cải mà phải dùng một số thiết bị trước và sau khuếch tán nên có thể nói phương pháp khuếch tán mía . ra những loại đường truyền thống như đường miếng, đường thẻ, đường phèn, đường phổi Tuy nhiên ngành chế biến đường mía ở nước ta chưa phát triển kịp với sự phát triển của ngành đường thế giới. Từ. của saccaroza do đó hổn hợp đường đó được gọi là đường nghịch đảo hay đường chuyển hoá. Phản ứng trên gọi là phản ứng nghịch đảo đường hoặc phản ứng chuyển hoá đường  Tốc độ chuyển hoá phụ. từ đường nguyên liệu, đường thô với phẩm cấp cao Pol 99,8% , độ ẩm  0,04% 17. Đường kính trắng (đường trắng đồn điền): Thường được gọi là RS viết tắt của chữ Refined Standard Quality, là đường