SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ docx

Tinh bột được sản xuất từ hạt và củ giàu tinh bột, trong sản xuất có sử dụng các phương pháp tinh sạch như lắng, lọc, ly tâm để loại bỏ các hợp chất khác ra khỏi nguyên liệu.. Bảng 1 : T

Mục lục:

I TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU: 7

1.1.NGUYÊN LIỆU KHOAI MÌ: 8

1.1.2.Cấu tạo: 9

1.1.3.Thành phần thịt củ 11

1.2.Một số phương pháp bảo quản khoai mì tươi: 15

1.2.1.Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng tinh bột: 17

1.3.NƯỚC: 17

1.3.1.Chỉ tiêu cảm quan: 18

1.3.2 Chỉ tiêu hóa lý 18

1.3.3 Chỉ tiêu vi sinh 20

II.Quy trình sản xuất: 23

III.Giải thích quy trình công nghệ: 25

3.1.Giai đoạn phân loại: 25

3.1.1.Mục đích công nghệ: 25

3.2.Giai đoạn làm sạch: 26

3.2.1.Mục đích công nghệ: 26

3.2.2.Các biến đổi của nguyên liệu 26

3.2.3.Phương pháp thực hiện: 27

3.2.4.Thiết bị và thông số công nghệ: 27

3.3.Giai đoạn khai thác tinh bột 30

3.3.1.Quá trình phá vỡ tế bào: 30

1.1.1.1.Mục đích công nghệ: 30

1.1.1.2.Các biến đổi của nguyên liệu: 30

1.1.1.3.Thiết bị và thông số công nghệ: 30

4.3.2.Quá trình tách bã thô: 32

4.3.2.1.Mục đích công nghệ: 32

4.3.2.2.Phương pháp thực hiện 32

4.3.2.3.Thiết bị và thông số công nghệ 33

3.4.Giai đoạn tinh chế tinh bột 34

3.4.1.Quá trình tách dịch bào 34

3.4.1.1.Mục đích công nghệ: 34

3.4.1.2.Các biến đổi của nguyên liệu 35

3.4.1.3.Phương pháp thực hiện 36

3.4.1.4.Thiết bị và thông số công nghệ: 40

3.4.2.Quá trình tách bã mịn: 44

3.4.2.1.Mục đích công nghệ: 44

3.4.2.2.Phương pháp thực hiện 45

3.4.2.3.Thiết bị và thông số công nghệ: 45

3.4.3.Quá trình tách nước 45

3.4.3.1.Mục đích công nghệ: 45

3.4.3.2.Các biến đổi trong quá trình tách tinh bột 46

3.4.3.3.Cách tiến hành 46

3.5.Sấy tinh bột: 47

3.5.1.Mục đích công nghệ: 47

3.5.2.Các biến đổi của nguyên liệu 47

3.5.2.1.Biến đổi vật lý 47

3.5.2.2.Biến đổi hóa học 48

3.5.2.3.Biến đổi hóa lý 48

3.5.2.4.Biến đổi hóa sinh 49

3.5.2.5.Biến đổi sinh học 49

3.5.3.Thiết bị và thông số công nghệ 49

3.5.3.1.Thiết bị sấy khí thổi: 49

49

Thông số kỹ thuật: 51

3.5.3.2.Thiết bị hầm sấy 51

3.5.3.3.Thiết bị buồng sấy: 53

3.6.Bao gói 55

3.6.1.Mục đích 55

3.6.2.Cách tiến hành 55

IV.Sản phẩm tinh bột: 55

V.Tài liệu tham khảo 57

DANH MỤC BẢNG:

Bảng 1 : Tinh chất của một số loại hạt tinh bột 6

Bảng 2: thành phần hóa học của khoai mì (%) 7

Bảng 3: Thành phần một số acid amine có trong khoai mì (củ sắn) 12

Bảng 4 Thành phần hóa học của khoai tươi và khoai mì khô 16

Bảng 5: Phân loại nước theo độ cứng 19

(theo kalunhans và cộng sự, 1992) 19

Bảng 6: Mối tương quan giữa độ dẫn điện và mức độ nhiễm khoáng trong nước 20

Bảng 7: Bảng chỉ tiêu chất lượng của nước và phương pháp thử tương ứng 20

Bảng 8: So sánh thiết bị sấy hoạt động liên tục và gián đoạn 54

Bảng 9: Các chỉ tiêu chất lượng của tinh bột sắn 56

DANH MỤC HÌNH:

Hình 1 : Cây khoai mì 8

Hình 2: củ khoai mì 8

Hình 4: Hạt tinh bột khoai mì qua kính hiển vi điện tử quét 12

Hình 5: Cơ chế tạo thành melanine từ tyrosine với sự xúc tác của enzym tyrosinase 15

Hình 8 : thiết bị rửa củ khoai mì 28

29

Hình 9: Thiết bị bóc vỏ lụa và tách đất cát thô 29

Hình 10: Thiết bị cắt khúc khoai mì 31

Hình 11 Máy mài củ 31

Hình 12: Cấu tạo của thiết bị rây quay 34

Hình 13: Cấu tạo của thiết bị ly tâm tháo bã bằng vít tải 41

Hình 15: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị ly tâm đĩa 42

Hình 16: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động thiết bị ly tâm tháo bã bằng pittông 44

Hình 17: Cyclon tách tinh bột 47

Hình 18: Thiết bị sấy khí thổi 49

50

Hình 19: Hệ thống sấy khí động một bậc có bộ phận phân loại vật liệu sấy theo độ ẩm 50

Hình 20: Hầm sấy sử dụng băng tải để vận chuyển vật liệu sấy 51

Hình 21: Buồng sấy 53

Hình 22: Thiết bị bao gói 55

Trên thị trường, tinh bột là tên gọi của sản phẩm dạng bột, trong thành phần

có trên 85% là amylose và amylopectin Tinh bột được sản xuất từ hạt và củ

giàu tinh bột, trong sản xuất có sử dụng các phương pháp tinh sạch như lắng,

lọc, ly tâm để loại bỏ các hợp chất khác ra khỏi nguyên liệu các tính chất của

sản phẩm tinh bột phụ thuộc nhiều vào khối lượng phân tử, cấu trúc, tỷ lệ của

amylose và amylopectin cũng như phụ thuộc vào quy trình công nghệ sản xuất

Ở nhiệt độ thường, tinh bột không tan trong nước hình dạng, kích thước và

tỷ trọng hạt tinh bột thay đổi tùy theo nguyên liệu Kích thước hạt biến đổi

trong khoảng từ 1-150 Tỷ trọng của tinh bột dao động trong khoảng

1,55-1,64 g/mL và khá cao hơn so với tỷ trọng của nước Đây là các tính chất quan

trọng cần lưu ý để lựa chọn phương pháp phân tách tinh bột ra khỏi các tạp

chất trong quy trình công nghệ sản xuất tinh bột Ở nhiệt độ cao trên 55 oC, tinh

bột sẽ tương tác với nước và tạo nên dung dịch “hồ tinh bột” có độ nhớt cao

Tính chất này cũng cần được lưu ý khi lựa chọn các thông số công nghệ, đặc

biệt là trong quá trình sấy tinh bột

Bảng 1 : Tinh chất của một số loại hạt tinh bột

Nguồn nguyên

liệu

Kích thước hạt Hình dạng hạt hàm lượng

amylose(%)

tròn

25

I TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU:

Nguồn nguyên liệu để sản xuất tinh bột là các loại hạt và củ có hàm lượng

tinh bột chiếm khoảng trên 20% nguyên liệu tươi hay trên 80% chất khô Trên

thế giới, tinh bột được sản xuất chủ yếu từ hạt bắp, kế đến là khoai mì, khoai

lang, khoai tây, lúa mì và một số nguyên liệu khác Ở Việt nam, nguồn nguyên

liệu chính để sản xuất tinh bột là củ khoai mì hay còn gọi là củ sắn

Củ khoai mì là phần rễ củ của cây khoai mì (Manihot esculenta Crants).

Thành phần hóa học của củ khoai mì dao động trong một khoảng khá rộng tùy

thuộc giống, kỹ thuật canh tác, đất trồng, khí hậu, thời vụ thu hoạch… Và

thường biến đổi trong quá trình bảo quản, chế biến, tiêu thụ Các giống khoai

mì chuyên được sản xuất tinh bột được lai tạo để có được hàm lượng tinh bột

cao, trung bình là 27-28%, và có thể lên đến 30% Khoảng 4-5% tinh bột của

củ nằm ở phần vỏ, 95-96% tinh bột tập trung trong phần thịt củ hạt tinh bột

khoai mì có kích thước nhỏ, từ 5-35 Tỷ lệ amylose/amylopectin của tinh

bột khoai mì là 17/83 Nhiệt độ hồ hóa dao động trong khoảng từ 52-64oC

Bảng 2: thành phần hóa học của khoai mì (%)

1.1 NGUYÊN LIỆU KHOAI MÌ:

Hình 1 : Cây khoai mì

Hình 2: củ khoai mì

Khoai mì có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ La tinh (Crantz,

1976) và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993) Trung tâm phát

sinh cây khoai mì được giả thiết tại vùng đông bắc của nước Brazil thuộc lưu

vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại khoai mì trồng và hoang dại (De

Candolle 1886; Rogers, 1965) Bằng chứng về nguồn gốc khoai mì trồng là

những di tích khảo cổ ở Venezuela niên đại 2.700 năm trước công nguyên , di

vật thể hiện củ khoai mì ở cùng ven biển Peru khoảng 2000 năm trước công

nguyên, những lò nướng bánh khoai mì trong phức hệ Malabo ở phía Bắc

Colombia niên đại khoảng 1.200 năm trước công nguyên, những hạt tinh bột

trong phân hóa thạch được phát hiện tại Mexico có tuổi từ năm 900 đến năm

200 trước công nguyên (Rogers 1963, 1965).

Khoai mì ( hay còn gọi là Sắn) còn có một số tên khác manihot, mandioca,

kelala, aipi, tapioca có tên khoa học là Manihot Esculenta.

1.1.1 Phân loại

Có nhiều cách phân loại khoai mì như sau:

- Theo đặc điểm thực vật của cây: xanh tía, lá 5 cánh, lá 7 cánh…

- Theo đặc điểm củ: khoai mì trắng, khoai mì tròn…

- Theo hàm lượng độc tố có trong mì: đây là cách phân loại được nhiều

người sử dụng: khoai mì đắng, khoai mì ngọt

+ Khoai mì đắng (M.UTILISSIMA) có hàm lượng HCN cao hơn 50mg/kg

củ Giống này thường có lá 7 cánh, mũi mác, cây thấp và nhỏ

+ Khoai mì ngọt (M.DULCIS) có hàm lượng HCN thấp 50mg/kg củ Giống

này thường có lá 5 cánh, mũi mác, cây cao, thân to

1.1.2 Cấu tạo:

- Củ khoai mì có hình gậy, hai đầu vuốt nhỏ lại, củ khoai có kích thước

khác nhau thông thường có chiều dài 100-500mm, đường kính 20-80mm Củ

khoai gồm 4 phần chính:vỏ gỗ, vỏ lùi, thịt củ và lõi

Hình 3: Cấu tạo củ khoai mì

+ Vỏ gỗ (vỏ lụa):rất mỏng, bao ngoài củ, thành phần chính là Cellulose và

HemiCellulose, hầu như không có tinh bột Vỏ có vai trò bảo vệ củ về cơ học,

tuy nhiên vỏ gỗ không bền và dễ bị bong ra Chiếm 0.5-2% khối lượng củ

+ Vỏ lùi: dày hơn vỏ gỗ chiếm 8-10% khối lượng củ, thành phần ngoài

Cellulose và HemiCellulose… còn có 5-8% tinh bột.Nó có vai trò bảo vệ và tạo

sắc tố cho củ do lớp ngoài cùng của lớp vỏ này có chứa sắc tố, trong vỏ này có

chứa độc tố nên cần phải loại bỏ khi sử dụng khoai mì

+ 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 nhiều vụ và những

củ biến dạng trong quá trình phát triển

+ Lõi: nằm ở giữa và dọc theo chiều dài củ Thường ở tâm dọc suốt từ

cuống tới đuôi củ, ở cuống to nhất rồi nhỏ dần tới đuôi củ Chiếm 0,3% ÷ 1%

trọng lượng toàn củ, có thành phần chủ yếu là Cellulose và Hemicellulose Sắn

có lõi lớn và nhiều xơ sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và năng suất nghiền khi chế

biến

Ngoài các thành phần trên, củ sắn còn cuống và rễ đuôi Các thành phần

này có cấu tạo chủ yếu là là Cellulose nên gây khó khăn trong chế biến

1.1.3 Thành phần thịt củ

Cũng như phần lớn các loại hạt và củ, thành phần chính của củ khoai mì là

tinh bột Ngoài ra, trong khoai mì còn có các chất: đạm, muối khoáng, lippid,

xơ và một số vitamin B1, B2 Như vậy, so với nhu cầu dinh dưỡng và sinh tố

của cơ thể con người, khoai mì là một loại lương thực, nếu được sử dụng mức

độ hợp thì có thể thay thế hoàn toàn nhu cầu đường bột của cơ thể

+ Tinh bột: Là thành phần quan trọng của củ khoai mì, nó quyết định giá trị

sử dụng của chúng Hạt tinh bột hình trống, đường kính khoảng 35 , bao

+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

+ Đường: Đường trong khoai mì chủ yếu là glucose và một ít maltose,

saccarose Khoai mì càng già thì hàm lượng đường càng giảm Trong chế biến,

đường hoà tan trong nước được thải ra trong nước dịch

+ Protein: Hàm lượng của thành phần protein có trong củ rất thấp nên cũng

ít ảnh hưởng đến quy trình công nghệ Tỉ lệ khoảng 1-1,2% Trong củ khoai mì,

hàm lượng acid amine không được cân đối: thừa arginine nhưng lại thiếu các

acid amine chứa lưu huỳnh

Bảng 3: Thành phần một số acid amine có trong khoai mì (củ sắn)

Acid amine Hàm lượng (mg/100g protid)

+ Nước: Lượng ẩm trong củ khoai mì tươi rất cao, chiếm khoảng 70% khối

lượng toàn củ Lượng ẩm cao khiến cho việc bảo quản củ tươi rất khó khăn Vì

vậy ta phải đề ra chế độ bảo vệ củ hợp lý tuỳ từng điều kiện cụ thể

+ Độc tố trong củ mì: Ngoài những chất dinh dưỡng trên, trong khoai mì

còn có độc tố Chất độc có trong cây khoai mì ngày nay đã được nghiên cứu và

xác định tương đối rõ Đó chính là HCN Trong củ khoai mì, HCN tồn tại dưới

dạng phazeolunatin gồm hai glucozit Linamarin và Lotaustralin

- Linamarin có công thức phân tử C10H17O6N và công thức cấu tạo là:

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

C10H17O6N + H 2 O C6H12O6 + (CH3)2O + HCN

(Linamarin) (Glucose) (Aceton) Acid Hydrocyanic

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

Tùy theo giống khoai mì, điều kiện đất đai, chế độ canh tác và thời gian thu

hoạch mà hàm lượng HCN có khác nhau

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 khoai mì đắng có

hàm lượng độc tố cao nhưng sản phẩm tinh bột từ khoai mì 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

-ngoài glucoside thì còn chất nào trong dịch bào tạo màu nữa không?

Chất tạo màu trong tinh bột khoai mì là Glucoside, polyphenol, enzyme,

tannin

HCN + 2Fe -> Fe(CN)2 + H2

Fe(CN)2 vào bên trong cấu trúc của vòng xoắn Amylose để tạo màu

Polyphenol phản ứng với oxy tạo thành quinon (tạo thành màu nâu của tinh

bột)

Tannin + sắt -> sắt tannat

Tannin phản ứng với oxy tạo thành chất oxy hóa

 tạo màu

+ Hệ enzyme: Trong khoai mì, các chất polyphenol và hệ enzyme

polyphenoloxydaza có ảnh nhiều tới chất lượng trong bảo quản và chế biến

Khi chưa đào, hoạt độ chất men trong khoai mì yếu và ổn định nhưng sau khi

đào thì chất men hoạt động mạnh Polyphenoloxydaza xúc tác quá trình oxy

hoá polyphenol tạo thành octoquinon sau đó trùng hợp các chất không có bản

chất phenol như axit amin để hình thành sản phẩm có màu Trong nhóm

polyphenoloxydaza có những enzyme oxy hoá các monophenol mà điển hình là

tirozinnaza xúc tác sự oxy hoá acid amin tirozin tạo nên quinon tương ứng Sau

một số chuyển hoá các quinon này sinh ra sắc tố màu xám đen gọi là melanine

Đây là một trong những nguyên nhân làm cho thịt khoai mì có màu đen mà

thường gọi là khoai mì chạy nhựa.Vì enzyme tập trung trong mủ ở vỏ cùi cho

nên các vết đen cũng xuất hiện trong thịt củ bắt đầu từ lớp ngoại vi

Khi khoai mì đã chạy nhựa thì lúc mài xát khó mà phá vỡ tế bào để giải

phóng tinh bột do đó hiệu suất lấy tinh bột thấp, mặt khác tinh bột không trắng

Ngoài tirozinaza các enzyme oxy hoá khử cũng hoạt động mạnh làm tổn thất

chất khô của củ

Hình 5: Cơ chế tạo thành melanine từ tyrosine với sự xúc tác của enzym tyrosinase

Hàm lượng tannin trong khoai mì ít nhưng sản phẩm oxy hoá tannin là chất

flobafen có màu sẫm đen khó tẩy Khi chế biến, tannin còn có tác dụng với Fe

tạo thành sắt tannat cũng có màu xám đen Cả hai chất này đều ảnh hưởng đến

màu sắc của tinh bột nếu như trong chế biến không tách dịch bào nhanh và triệt

để

Trong bảo quản khoai mì tươi thường nhiễm bệnh thối khô và thối ướt do

nấm men và vi khuẩn gây nên đặc biệt đối với những củ bị tróc vỏ và dập nát

Ngoài ra nếu củ bị chảy nhựa nghiêm trọng cũng sẽ dẫn tới hiện tượng thối

khô

1.2 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 cát lên, chiều dày lớp cát ít nhất là 20cm

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

Khoai mì 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

Đi sâu phân tích về phương diện tổ hợp thành các chất dinh dưỡng chủ yếu

là đạm và tinh bột (vì đó là hai thành phần quan trọng của củ khoai mì có giá trị

kinh tế nhất)

Tỷ lệ tinh bột và đạm phân bố không đều trong những bộ phận khác nhau của

củ khoai mì Quy luật chung: hàm lượng tinh bột tập trung nhiều nhất ở phần

sát vỏ bao, càng đi sâu vào lớp thịt sát lõi lượng tinh bột lại ít đi, nhưng lượng

đạm lại tăng lên một phần so với những lớp bên ngoài

Bảng 4 Thành phần hóa học của khoai tươi và khoai mì khô

Thành phầnLoại Nước Protein Lipid Tinh bột

Chất xơ(cellulose)

Sắn tươi (không

1.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng tinh bột:

Hàm lượng tinh bột trong củ khoai mì phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

điều kiện khí hậu, giống, thời gian thu hoạch, bảo quản…

- Nếu thu hoạch quá sớm, hàm lượng tinh bột thấp, hàm lượng các chất hòa

tan cao Như vậy nếu chế biến khoai mì non không những hiệu quả thu hồi tinh

bột thấp mà còn gặp nhiều khó khăn trong việc bảo quản nguyên liệu tươi

- Nếu thu hoạch trễ, hàm lượng tinh bột cũng không cao vì một phần tinh

bột bị thủy phân thành đường để cung cấp chất dinh dưỡng cho mầm phát triển

Khoai mì càng già thì càng khó chế biến

- Vì những nguyên nhân trên, khi thu hoạch khoai mì để sản xuất tinh bột,

ta cần phải thu hoạch đúng thời điểm để hàm lượng tinh bột là cao nhất

1.3 NƯỚC:

Nước được xem là nguyên liệu rất quan trọng trong quy trình công nghệ sản

xuất tinh bột khoai mì Ngoài ra thành phần hóa học của nước nguyên liệu sẽ

ảnh hưởng đế những tính chất cảm quan của sản phẩm

Hiện nay, tại Việt Nam có ba nguồn nước đang được khai thác sản xuất

• Nguồn nước bề mặt: được lấy từ sông, suối, hồ…Tuy nhiên các

nguồn nước này hiện nay bị ô nhiễm khá nặng

• Nguồn nước do thành phố cung cấp: ở Việt Nam, chất lượng nước

do thành phố cung cấp đạt tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt

• Nguồn nước ngầm: do mưa thấm vào lòng đất tạo nên

Trong quy trình sản xuất tinh bột khoai mì, chủ yếu sử dụng nước do thành

phố cung cấp và nước ngầm.tùy theo từng quá trình mà có chỉ tiêu Chất lượng

nước khác nhau, được đánh giá chủ yếu qua ba chỉ tiêu : cảm quan, hóa lý và vi

sinh

1.3.1 Chỉ tiêu cảm quan:

Trong quy trình sản xuất tinh bột khoai mì, nước nguyên liệu phải đạt các

yêu cầu sau: trong suốt, không màu, không mùi và không vị

-Độ đục ( hoặc độ trong ) của nước thường được xác định bằng cách rót 2

mẫu nước có cùng thể tích vào 2 ống đong bằng thủy tinh trong suốt được đặt

cạnh nhau và ở phía trước một nền trắng để dễ quan sát Một mẫu là mẫu nước

cần phân tích, mẫu còn lại là mẫu đối chứng sử dụng nước cất

-Độ màu của nước : do các hợp chất màu tan được trong nước tạo nên

Ngoài phương pháp cảm quan người ta có thể xác định độ màu của nước bằng

máy so màu thang đo Pt-Co thường được áp dụng để lượng hóa độ màu của

-Độ cứng của nước do các muối calcium và magnesium hòa tan trong nước

tạo nên Độ cứng được chia thành ba loại: tạm thời, vĩnh cửu và toàn phần

• Độ cứng tạm thời : do Ca(HCO3) và Mg(HCO3) quy định Khi đun

nóng, muối bicarbonate dạng hòa tan sẽ bị phân giải thành muối

carbonate không tan , khí carbon dioxide và nước

Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2 Mg(HCO3)2 MgCO3 + H2O + CO2

• Độ cứng vĩnh cửu: chủ yếu do các muối sulphate, chloride và nitrate

quy định Khi đun nóng các muối này không bị phân giải như muối

bicarbonate nên độ cứng vĩnh cửu của nước không bị mất đi khi đun

nóng

• Độ cứng toàn phần: bao gồm cả hai loại độ cứng tạm thời và vĩnh

cửu

Trong công nghệ sản xuất, sử dụng nước có độ sản xuất quy định độ cứng

của nước nguyên liệu không được lớn hơn 1mg đương lượng/lít

Bảng 5: Phân loại nước theo độ cứng

-Độ kiềm của nước : Do các hydroxide (NaOH , KOH), các muối kiềm,

kiềm thổ và 1 số ion có trong nước tạo nên Độ kiềm được xác định thông qua

thể tích dung dịch HCl 0,1N cần thiết để chuẩn độ làm trung hòa 100ml nước

Đơn vị đo độ kiềm là số ml HCl 0,1N để chuẩn độ cho 100ml nước Để xác

định độ kiềm của nước, người ta sử dụng 2 chất chỉ thị màu: phenolphthalein

(chuyển màu ở pH 8.3) và methylorange (chuyển màu ở pH 4.3)

-Giá trị pH: của nước do nồng độ các ion H+ tự do quy định, yêu cầu nước

phải có độ pH nằm trong khoảng trung tính

-Tổng chất khô : giá trị này do các hợp chất không bay hơi trong nước tạo

nên (mg/l) Giá trị tổng chất khô càng thấp thì chất lượng của mẫu nước

càng cao

-Độ oxy hóa: Giá trị này do hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước tạo

nên Những hợp chất này có thể tham gia phản ứng oxy hóa Độ oxy hóa của

nước được biểu diễn dưới dạng số mg KMnO4 hoặc số mg O2 tham gia phản

ứng với các chất hữu cơ có trong 1L nước Giá trị này càng cao chứng tỏ hàm

lượng các hợp chất hữu cơ đó có khả năng oxy hóa trong nước cũng càng cao

-Độ dẫn điện: Nước chứa nhiều cation và anion khác nhau nên có tính dẫn

điện Khi hàm lượng các muối hòa tan có khả năng phân ly có trong nước càng

lớn thì độ dẫn điện của nước càng cao Độ dẫn điện tỉ lệ với tổng chất khô của

nước Nếu giá trị độ dẫn điện của nước phân tích càng lớn thì tổng chất khô của

Người ta luôn tìm thấy vi sinh vật trong các nguồn nước thiên nhiên, bao

gồm cả nhóm vi sinh vật hoại sinh lẫn nhóm vi sinh vật gây bệnh cho người Vi

sinh vật có thể tồn tại ở dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử Hàm lượng vi sinh

vật trong nước có liên quan đến giá trị độ oxy hóa của nước Thông thường,

nếu giá trị độ oxy hóa càng lớn thì hàm lượng vi sinh vật trong nước sẽ càng

cao Trong quy trình công nghệ, yêu cầu hàm lượng vi sinh vật trong nước

nguyên liệu càng thấp càng tốt Các vi sinh vật gây bệnh cho người không được

phép có mặt trong nguồn nước nguyên liệu

Bảng 7: Bảng chỉ tiêu chất lượng của nước và phương pháp thử

tương ứng

(trích từ TCVN 5502-2003)

STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Mức, không lớn hơn Phương pháp thử

Pt

(ISO 7887 - 1995) hoặcSMEWW 2120

hoặc SMEWW 4500-O C

(ISO 8286- 1986) hoặcSMEWW 3500-Pb

13 Coliform tổng số MPN/

100ml

(ISO 9308-1 - 1990)hoặc SMEWW 9222

14 E.Coli và coliform chiệu MPN/ 0 TCVN 6187-1 : 1996

nhiệt 100ml (ISO 9308-1 - 1990)

hoặc SMEWW 9222

Tóm lại, để kiểm tra và đánh giá chất lượng nguồn nước nguyên liệu trong

công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì, người ta phải dựa vào đồng thời cả ba chỉ

tiêu : cảm quan ,hóa lý ,vi sinh Thông thường mỗi nhà máy phải tự đề ra mức

quy định cụ thể cho từng chỉ tiêu để phù hợp với thực tiễn sản xuất Tuy nhiên

quy định này phải nằm trong khoảng cho phép theo quy định chung của từng

quốc gia

II Quy trình sản xuất:

Bao gói Làm nguội Sấy tinh bột

Tinh bột khoai mì

Tách bã thô

Nghiền lần 1

Cắt khúc

Rửa và bóc vỏ Ngâm

Nghiền lần 2

Khoai mì Nướ

Vỏ, nước rửa

Li tâm tách dịch lần 1

Li tâm tách

Tách nước

Tách bã mịn lần 1

Tách bã mịn lần 2

Lắng

Tinh bột loại 2

Thức

ăn gia súc

Hình 6 Sơ đồ qui trình sản xuất tinh bột

 Chú thích:

III Giải thích quy trình công nghệ:

3.1 Giai đoạn phân loại:

3.1.1 Mục đích công nghệ:

Quá trình phân loại sẽ tách ra các nguyên liệu không đạt yêu cầu, đảm bảo

chất lượng nguyên liệu, trên cơ sở đó đảm bảo chất lượng sản phẩm luôn ổn

định

thế nào là không đạt yêu cầu?

Nguyên liệu không đạt yêu cầu là khi khoai mì bị hư thối cần loại bỏ để

tránh ảnh hưởng tới nguồn nguyên liệu đầu vào

Quá trình phân loại sẽ chuẩn hóa nguồn nguyên liệu, chuẩn bị cho các quá

trình gia công tiếp theo

Hình 7 Băng chuyền 3.2 Giai đoạn làm sạch:

3.2.1 Mục đích công nghệ:

Giai đoạn này nhằm mục đích chuẩn bị nguyên liệu cho quá trình nghiền

tách tinh bột.Củ khoai mì được nhổ lên từ dưới đất nên còn bám nhiều chất

bẩn Các quá trình ngâm, rửa, bóc vỏ nhằm loại bỏ các loại tạp chất này

3.2.2 Các biến đổi của nguyên liệu

Trong quá trình ngâm rửa, một phần các chất hòa tan ở lớp bên ngoài như

độc tố, sắc tố, tannin, enzyme…sẽ hòa tan vào nước rửa Sau khi rửa sẽ tách

được 94-97% tạp chất ra khỏi củ, khối lượng chung giảm còn 93-94,5% so với

ban đầu củ khoai mì sau khi bóc vỏ sẽ có hàm ẩm khoảng 65%, hàm lượng

khoai mì khoảng 32%, protein khoảng 1%, xơ khoảng 1% và các chất khác có

hàm lượng rất nhỏ

-các chất này có dễ tan trong nước không?có dễ khuếch tán ra ngoài để tan

vào nước không?

Sau khi tách bỏ đất, cát và lớp vỏ cứng phía bên ngoài thì các độc tố, sắc tố,

tannin, enzyme… Có thể khuếch tán ra bên ngoài

Có cần bóc vỏ ra hay không?

Cần bóc vỏ khoai mì vì vỏ chứa sắc tố màu, HCN, polyphenol, tannin

nhiều

3.2.3 Phương pháp thực hiện:

Trước tiên củ khoai được ngâm trong nước để làm bở các tảng đất bám

cứng trên vỏ Các nhà sản xuất nên dùng nước sạch để ngâm củ Để ức chế sự

hoạt động của vi sinh vật đồng thời làm tăng độ hòa tan của một số chất màu

sinh ra trong phản ứng oxy hóa, cần bổ sung thêm CaO vào nước rửa với hàm

lượng 1,5Kg/m3 thì môi trường có pH=11 Củ cần phải được ngâm ngập trong

nước Thời gian ngâm củ thay đổi từ 30 phút đến 8 giờ tùy theo mức độ nhiễm

bẩn nguyên liệu và tách bỏ phần vỏ lụa của củ

3.2.4 Thiết bị và thông số công nghệ:

Việc lựa chọn phương pháp rửa – bóc vỏ tùy thuộc nhiều vào quy mô sản

xuất Ở quy mô sản xuất nhỏ, quá trình tách bỏ vỏ củ được thực hiện bằng

phương pháp thủ công Củ được khía ngang, dọc đến một độ sâu nhất định tùy

vào bề dày của vỏ, sau đó dùng dao lột bỏ nguyên phần vỏ (gồm phần vỏ lụa và

phần vỏ cùi) Bụi bẩn, đất cát….còn vương lại trên bề mặt lõi của củ sẽ được

rửa sạch trong bồn nước củ sau lột vỏ sẽ được ngâm trong nước để chờ thực

hiện cho công đoạn sau

Ở quy mô sản xuất vừa và lớn, các quá trình rửa - bóc vỏ được thực hiện

bằng máy Máy rửa nhằm tách lớp vỏ lụa, vì vậy sẽ tận thu được lượng tinh bột

có trong phần vỏ cùi Nguyên tắc của máy rửa củ là sử dụng áp lực của nước để

làm trôi các chất bẩn, đồng thời dùng lực ma sát giữa các củ cũng như lực ma

sát giữa củ với thành thiết bị, với cánh khuấy để bóc vỏ lụa Thiết bị rửa củ

thường dùng trong sản xuất tinh bột mì có dạng hình trụ đục lỗ Trong thùng

có gắn cánh khuấy dạng trục vis với tác dụng vừa đảo trộn mạnh vừa đẩy củ về

phía trước Đầu bên kia của bể gắn một bơm nhằm tạo ra một dòng nước ngược

với hướng chuyển động của củ, đảm bảo cho củ được rửa sạch Để tăng hiệu

quả của quá trình rửa, có thể bố trí đường ống phun nước có áp lực cao lên bề

mặt ngoài của củ Chiều dài của thùng rửa được tính toán sao cho khi củ được

đẩy ra đến cửa thoát liệu, chúng đã được rửa sạch đất cát và được lột bỏ phần

vỏ lụa Tạp chất nhẹ sẽ nổi lên trên theo nước ra ngoài, tạp chất nặng như đất,

cát….sẽ được lắng xuống và được tháo qua lỗ ở đáy thùng rửa theo chu kỳ.

Một thiết bị rửa có hiêu quả cao khác là thiết bị rửa dạng thùng quay có đường

ống bên trong để rửa củ Thùng có thể làm bằng gỗ hay bằng lưới kim loại,

được lắp vào bồn xi măng Cánh quay được lắp dọc theo thân hình trụ của

thùng vừa đẩy củ về phía trước, vừa tăng ma sát bóc vỏ củ Tùy theo công nghệ

và đặc tính tạp chất của nguyên liệu mà thời gian rửa có thể từ 8-15 phút, chi

phí nước dùng cho quá trình ngâm rửa khoảng từ 2-5 m3 cho một tấn củ tươi

Hình 8 : 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 9: Thiết bị bóc vỏ lụa và tách đất cát thô