SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ docx

SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 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 1 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 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 2 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà DANH MỤC BẢNG: 3 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 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 4 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 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 5 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 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 o C, 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 (%) Bắp 10-30 Đa giác hay tròn 25 Khoai tây 1-120 Bầu dục 23 Khoai mì 5-35 tròn 20 6 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 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 52-64 o C. Bảng 2: thành phần hóa học của khoai mì (%) Thành phần Các loại củ Nước Protein Lipid Tinh bột Chất xơ (cellulose) Khoai mì tươi có vỏ 63-70 1,18 0,08 18- 35 4 Khoai mì tươi (đã bóc vỏ) 60,0 1,1 0,2 36,4 1,5 Khoai mì khô 11,0 3,0 0,7 80,3 3,0 7 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 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 8 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 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. 9 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 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 10 [...]... gia 22 SX tinh bột khoai mì II GVHD:Trần Thị Thu Trà Quy trình sản xuất: Nướ c Khoai mì Ngâm Rửa và bóc vỏ Cắt khúc Đất, cát Vỏ, nước rửa Nghiền lần 1 Tách bã thô Nghiền lần 2 Li tâm tách dịch lần 1 SO2 Tách bã mịn lần 1 Li tâm tách dịch lần 2 Tách bã mịn lần 2 Tách nước Sấy tinh bột Làm nguội Bao gói Tinh bột khoai mì 23 Ép Lắng Tinh bột loại 2 Phơi khô Thức ăn gia súc SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần... SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 3.3 Giai đoạn khai thác tinh bột 3.3.1 Quá trình phá vỡ tế bào: 1.1.1.1 Mục đích công nghệ: Các hạt tinh bột nằm ở bên trong tế bào thực vật quá trình phá vỡ tế bào sẽ giải phóng tinh bột đây là khâu có ảnh hưởnng quyết định đến hiệu suất thu hồi tinh bột Màng tế bào bị phá vỡ càng triệt để thì hiệu suất tách tinh bột càng cao Trong quy trình sản xuất tinh bột. .. 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 gồm hai thành phần: Amylose: 15 ÷ 25% Amylopectin: 75 ÷ 85% +Tinh bột trong khoai mì tồn tại dưới dạng các hạt tinh bột có kích thước 3 ÷ 34µm +Tinh bột khoai mì có một số tính chất đặc trưng rất có lợi... 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 14 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 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... 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... 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 17 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 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... 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... Lipid Tinh bột (cellulose) Sắn tươi (có vỏ ) 63-70 1,18 16 0,08 18-35 4 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà Sắn tươi (không vỏ) 60,0 1,1 0,2 36,4 1,5 Sắn khô 11,0 3,0 0,7 80,3 3,0 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. .. liệu: Các khúc khoai mì nhỏ sẽ được đưa vào máy nghiền hay máy mài cùng vơí nước Nguyên liệu khi ra khỏi máy nghiền trở thành dạng huyền phù có độ ẩm khoảng 80% Trong “huyền phù tinh bột có hai pha chính là pha rắn và pha lỏng pha rắn gồm các hạt tinh bột đã được giải phóng và các mảnh bã Kích thước của hạt tinh bột khoai mì khá nhỏ, trong khoảng 5-35 Tỷ trọng thực của tinh bột khoai mì là 1,55g/mL... 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 Chất xơ Thành . 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. chỉ tiêu chất lượng của tinh bột sắn 56 4 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà 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. 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. 11 SX tinh bột khoai mì GVHD:Trần Thị Thu Trà Hình 4: Hạt tinh bột khoai mì