Công nghệ chế biến đường glucose

Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn I Mở đầu: Giới thiệu chung Glucose monosaccaride tiêu biểu, có cơng thức ngun C 6H12O6, loại đường khử, có nhiều ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, đường dễ tiêu hố, hấp thu Đường glucose sản phẩm q trình thuỷ phân tinh bột acid enzyme Có thể dùng tinh bột từ củ loại hồ thảo Ở nước chủ yếu dùng tinh bột bắp tinh bột khoai tây Ở nước ta chủ yếu dùng tinh bột sắn để sản xuất đường glucose Tính chất ứng dụng: Việc sản xuất đường glucose ứng dụng quan đặc biệt amilase Các đường glucose thơng thường có số đường khử (tính theo glucose) 20 đến 65 Dung dịch đường glucose có độ nhớt thấp thường bảo quản pH 3.5- 5.5 (thêm acetate, citrate lactate) Người ta dùng dung dịch để độ ngọt, để ngăn cản kết tinh saccharose làm giảm nhiệt độ đơng lạnh dung dịch (hỗn hợp kem lạnh) Ngồi dung dịch đường glucose có khả lên men có độ hút ẩm cao Glucose có khả hố nâu, có tính tạo khối, tạo viên Giống đường đơn khác, glucose bị lên men nấm men chủng vi sinh vật khác nhanh so với nguồn chất khác Do phân tử lượng nửa so với đường saccharose khối lượng sử dụng Khi phản ứng với hợp chất chứa nitơ, glucose tạo chất màu tuỳ thuộc vào điều kiện phản ứng pH, nhiệt độ, nồng độ chất hợp chất chứa nitơ Đường glucose tham gia phản ứng isomer hố mơi trường kiềm để tạo thành fructose mannos, phản ứng phân huỷ kiềm tạo thành acid carboxylic, phản ứng hydro hố tạo thành sorbitol, phản ứng phân huỷ kiềm hydro hố để tạo thành glycol; 1,2- propanediol glycerol, phản ứng oxy hố để tạo thành acid gluconic acid glucaric Các tính chất vật lý, hố học dinh dưỡng học đường glucose ứng dụng nhiều lĩnh vực cơng nghiệp thực phẩm cơng nghiệp lên men (bia, đồ uống có cồn…), sản xuất bánh mì, cơng nghiệp bánh kẹo, đồ hộp, thức ăn nhanh lĩnh vực khác cơng nghiệp hố chất dược phẩm Đường glucose sử dụng sản xuất bánh mì để tăng khả lên men, tăng độ dai cho vỏ bánh để dễ cắt, dễ cầm bánh, cải thiện màu, mùi vị cấu trúc bánh Trong bánh glucose giúp tăng thể tích, cấu trúc, tính cân đối bánh Glucose kiểm sốt độ vị loại bánh bích quy, phủ lên q trình nướng để tạo màu cho bề mặt làm mềm bánh Glucose mang lại cấu trúc mềm mại, vị diệu khả chảy tốt cho sản phẩm kem đồ tráng miệng lạnh Trong lên men bia glucose sử dụng chất có khả lên men bổ sung để làm giảm lượng cacbohydrate lượng calori loại bia lượng thấp Trong rượu vang glucose sử dụng để tăng khả lên men, tăng vị độ cho sản phẩm Trong loại đồ uống, glucose cung cấp độ ngọt, áp suất thẩm thấu, chất độn giúp tăng vị, kiểm sốt khả di động tăng thời gian bảo quản cho đồ uống dạng bột Trong sản xuất kẹo, glucose cung cấp ngọt, độ mềm mại cho sản phẩm đồng thời giúp kiểm sốt tượng kết tinh Kết hợp glucose saccharose giúp tăng vị, cải thiện màu sắc, độ bóng, tăng cảm giác mát lạnh miệng, đồng thời cân độ ngọt, độ dai, độ cứng cho sản phẩm kẹo Glucose phụ gia lý tưởng cho q trình đóng viên tính Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn chảy, khả kết dính tách rời tốt Glucose chất tạo độ ngọt, độ mềm dẻo dễ cắt sản phẩm kẹo dẻo Trong loại đồ hộp nước chấm, xúp rau củ, đồ hộp trái cây, mứt, thạch quả, glucose sử dụng để cung cấp độ vị, tăng độ bền áp suất thẩm thấu, cải thiện cấu trúc chất lượng thẩm mỹ sản phẩm Glucose tham gia vào q trình tạo màu cho sản phẩm xúc xích, bơ đậu phộng… Trong cơng nghiệp dược, glucose sử dụng để truyền tĩnh mạch, hay để đóng viên Nó sử dụng ngun liệu q trình lên men sản xuất acid hữu cơ, vitamine, kháng sinh, emzyme, acid amine, polysaccharide… Nhu cầu glucose cao lĩnh vực sản xuất cồn ethanol nhiên liệu Đặc biệt đường glucose ứng dụng thực tiễn sản xuất nước quả, ngun liệu phối trộn vào dịch nhằm làm tăng hương vị giúp cho sản phẩm đạt chất lượng tuyệt hảo đồng thời ngun nhân giúp hạ chi phí sản xuất đường glucose ngun liệu dễ chế biến rẻ nhiều so với saccharose hay gọi đường kính mà ta thường hay sử dụng ngày gia đình làm ngun liệu chế biến số sản phẩm khác cơng nghiệp thực phẩm: bánh kẹo, mứt quả, nước giải khát… Glucose chất cần cho mơi trường ni vi sinh vật, đường dễ lên men tạo rượu, acid acetic, acid lactic, acid hữu khác acid glutamic, acid citric II Ngun liệu : Tinh bột sắn: a Giới thiệu chung : Tinh bột sắn gồm hai loại polysaccarit khác amylose (17-20%) amylopectin - Amylose: gồm 200 – 1000 phân tử glucose liên kết với liên kết α-1,4 glucoside tạo thành mạch thẳng Phân tử amylose gồm nhiều chuỗi xếp song song với nhau, chuỗi cuộn lại thành hình xoắn ốc Phân tử amylose có đầu khử đầu không khử - Amylopectin: gồm 600-6000 phân tử glucose gồm hai loại liên kết α-1,4 glucoside α-1,6 glucoside, mạch phân nhánh Phân tử amylopectin có đầu khử Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 1: Cấu trúc mạch amylose b Hình 2: Cấu trúc mạch amylopectin Ưu điểm ngun liệu tinh bột sắn : Sắn thu hoạch quanh năm nên không cần tốn nhiều chi phí cho việc tồn trữ Giữa mặt hàng tinh bột, sắn cho sản lượng carbohydrate cao gạo 40%, cao ngô vàng 25%, sắn nguồn tinh bột rẻ tiền Hơn nữa, so với vụ mùa khác, sắn chòu điều kiện trồng khắc nghiệt Do sắn có hàm lượng tinh bột cao hàm lượng chất khác protein lipit thấp, nguồn lý tưởng để sản xuất tinh bột tinh khiết Đặc tính quan trọng tinh bột sắn không mùi, tạo bột nhão trong, khả kết dính Những đặc tính giúp cho tinh bột sắn dễ trộn với tác nhân màu sắc hương vò Tinh bột sắn có hàm lượng amylopectin cao nên dễ hòa tan nước 95 oC loại tinh bột giàu amylose, cấu tạo cồng kềnh nên xu hướng kết tinh trở lại có khả giữ nước lớn v Tiêu chuẩn tinh bột sắn  Cấu trúc Màu sắc Hương vò Mùi Đặc tính : Bảng Bột màu trắng Đồng đặc trưng Đặc trưng Có mùi tươi mùi mốc ôi Cơng nghệ chế biến đường Glucose  GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Thành phần hóa học : Bảng Hàm ẩm 14.0% max Tro 0.12% max Độ acid (trong ml NaOH 0.1 N) 3.0 ml max pH 4.5 – 6.5 Tinh bột 84.0% Hệ enzyme thủy phân dùng sản xuất đường glucose: a Amilase: Khái niệm chung: amilase enzyme ứng dụng rộng rãi cả, đặc biệt cơng nghiệp thực phẩm Amilase tên gọi nhóm enzyme thuỷ phân tinh bột, bao gồm nhiều enzyme khác tính đặc hiệu tác dụng lên tinh bột (vị trí khác mạch tinh bột) như:αamilase, β-amilase, γ-amilase… Chế phẩm enzyme amilase kĩ thuật tinh khiết sản xuất dạng dịch đặc có nồng độ chất khơ 50% hay dạng bột khơ thơ hay tinh khiết Phương pháp thu amilase từ canh trưởng rắn hay lỏng, giống phương pháp chung thu enzyme từ vi sinh vật Về phương pháp ni, ta sử dụng phương pháp bề sâu hay bề mặt Ví dụ: với chủng Asp Awamori, Asp Niger, endomyces pecies nước Liên xơ cũ, Tiệp Khắc, Đơng Đức sản xuất glucoamilase quy mơ cơng nghiệp phương pháp ni chìm Ở Nhật, Mỹ, Hungari, Tiệp Khắc… ni Asp Oryzae tạo α-amilase Rhizopus neveus tạo glucoamilase phương pháp bề mặt với vi khuẩn B.subtilis người ta ni phương pháp chìm thu enzyme α-amilase bền với nhiệt độ cao Nhóm enzyme amilase, đa phần tổng hợp nấm mốc vi khuẩn, số từ nấm men Các chủng nấm mốc như: Asp Oryzae; Asp Niger; Asp Awamori; Asp.usamii; Rhyzopus neveus; Asp Patatae; Rhizopus delemar; Rhizopus javamicus; Mucor sp; số lồi vi sinh vật khác Endomycopis, fibuliger; Endomycopis, bifubuliger; saccharomycs diastaticus… tạo amylase, glucoamilase Từ vi khuẩn B diastaticus, B subtilis, B mesentericus, B Amylosolvens thường để thu α-amilase chịu nhiệt độ cao Mỗi chủng vi sinh vật tổng hợp nhiều loại enzyme khối lượng enzyme tổng hợp có khác Ví dụ: Chủng Asp Oryzae( mốc vàng) tổng hợp nhiều α-amilase glucoamilase chủng Asp Niger, Asp Awamori ( mốc đen)thì ngược lại tổng hợp nhiều glucoamilase α-amilase Đặc điểm α-amilase nấm mốc có pH tối ưu 4,7- 4,9 Ca ngun liệu tăng hoạt động enzyme α-amilase nấm mốc có khả chuyển 80- 82% tinh bột thành maltose, khơng tác dụng lên tinh bột sống tác dụng lên tinh bột hồ hố Amilase vi khuẩn có khả dịch hố cao( tạo dextrin), khả đường hố amilase nấm mốc, có ưu điểm chịu nhiệt độ cao( 90 0C) Ở Nhật hàng năm sản xuất 7000 amilase từ vi khuẩn Các nấm mốc Asp Awamori; Asp Oryzae; Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Asp Usami tổng hợp nhiều Olygo-1-6-glucozidase thuỷ phân liên kết 1-6-glucoside tinh bột b Glucoamylase Glucoamylase (3.2.1.3 α-1,4-glucanglucohydrrolase) hay gọi γ-amilase Glucoamylase có khả cắt đứt đơn vị glucose từ đầu khơng khử tinh bột Khi thủy phân tinh bột glucoamylase bên cạnh glucose tạo oligosaccharide Glucoamylase thủy phân liên kết α-1,6-glucoside oligo- polysaccharide Ngồi glucoamylase có khả phân cắt glucogen, amylopectin, dextrin giới hạn, isomaltose maltose đến glucose Glucoamylase Aspergillus Rhizopus có độ bền cao nồng độ ion H+ c Chế phẩm amilase sản xuất đường glucose từ tinh bột: Từ năm 1960 Nhật, 100% glucose sản xuất phương pháp thuỷ phân enzyme Ở nước tiên tiến khác, phương pháp dùng enzyme vi sinh vật lĩnh vực áp dụng có hiệu phổ biến, hay phối hợp phương pháp acid enzyme Trong sản xuất mật tinh bột-glucose enzyme chủ yếu α-amilase glucoamilase từ nấm mốc vi khuẩn Enzyme α-amilase để dịch hố tinh bột tạo maltose glucoamilase dùng để đường hố tạo glucose, chế phẩm amilase cho sản xuất glucose sản xuất từ vi khuẩn B subtilis, B mesentericus Chế phẩm glucoamilase thường sản xuất từ nấm mốc Asp Niger; Asp Awamori; Asp Batatae; Rhizopus delamar; Mucor… hay từ số nấm men sacchromyce, Endomycoppis…  Termamyl ( màu vàng nâu lỏng sánh , có độ nhớt cao ) Có chứa anpha- amylase chịu nhiệt độ cao sản xuất từ lồi Bacillus licheniformis Tính chất : to chịu đựng : 90 – 1000 C PHopt : 6-7 Hoạt độ 120 KNU / g ( kilonovo đơn vị ) KNU lượng enzyme phân cắt 5,6 gam tinh bột hòa tan nhiệt độ 370 C , PH 5,6 thời gian từ 7- 20  AMGE chứa glucoamylase , sản xuất từ lồi Asp niger , chất lỏng có màu vàng nâu , có tỷ trọng 1,2 g/ml Tính chất : topt : 60 -62 0C PH opt : 4.1 – 4.3 Quy trình cơng nghệ: Sơ đồ khối: Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Giải thích quy trình: 2.1 Hòa bột: • Mục đích cơng nghệ: Chuẩn bị : Chuẩn bị cho q trình hồ hóa nhằm tăng độ phân tán huyền phù • Các biến đổi: Biến đổi vật lý: Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn  Tăng thể tích  Hệ số dẫn nhiệt tăng  Sự khuếch tán hạt tinh bột tăng Biến đổi hóa lý:  Hạt tinh bột hấp thu lượng nhỏ nước cách thuận nghịch (25-50% nước) chưa trương nở  Trạng thái ngun liệu sau khuấy trộn dạng huyền phù  Tăng khả tiếp xúc hạt tinh bột nước Biến đổi cảm quan: thay đổi trạng thái dịch bột • Các thiết bị: Thùng hòa bột hình trụ làm thép khơng rỉ, có cánh khuấy • Các thơng số cơng nghệ:  Nhiệt độ: 45-50oC  Tốc độ cánh khuấy: 20 vòng/phút  Thời gian: 30-40 phút 2.2 Hồ hóa: • Mục đích cơng nghệ: Chuẩn bị: Chuẩn bị cho q trình dịch hóa, hạt tinh bột hút nước trương nở tối đa tạo điều kiện thuận lợi cho q trình dịch hóa • Các biến đổi: Biến đổi vật lý: - Độ nhớt tăng cực đại - Hạt tinh bột trương nở tối đa - Nhiệt độ dung dịch tăng - Nồng độ chất khơ tăng Biến đổi hóa học: - Xảy hydrate hóa nhóm hydroxyl tự hình thành liên kết hydro với nước Biến đổi hóa lý: - Hạt tinh bột tiếp tục hấp thu nước, nhiệt độ tăng khả hút nước tăng, lên đến 2500% nước - Hệ chuyển từ dạng huyền phù sang dung dịch nhớt đồng - Tăng khả hòa tan Biến đổi cảm quan: màu sắc từ đục chuyển sang • Các thiết bị:  Henze cooker: Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình : Thiết bị Henze Cooker Tỉ lệ h1:h2:d = 1:2:1.3 h1: chiều cao thân hình trụ h2: chiều cao đáy d: đường kính thân trụ Thiết bị hình trụ đáy cơn, bên có trục nối với motor giúp trục xoay Trên trục có cánh khuấy để đảo trộn cho mẫu đồng Phía có hệ thống trung tâm Hệ thống van an tồn kết nối trực tiếp với hệ thống trung tâm  Thơng số cơng nghệ : Thời gian xả: 20 phút Nhiệt độ: 52-64oC 2.3 Dịch hóa: a Mục đích cơng nghệ:  Chuẩn bị: Chuẩn bị cho q trình đường hóa b Các biến đổi: Biến đổi vật lý:  Độ nhớt giảm  Khả truyền nhiệt tăng (do kích thước phân tử nhỏ hơn)  Nồng độ chất khơ tăng Biến đổi hóa học: Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn  Hạt tinh bột bị phá tung, phá vỡ liên kết hydro nước sợi tinh bột  Phản ứng Maillard đường acid amine tạo sản phẩm có màu - Thủy phân phần tinh bột tạo mạch dextrin có chiều dài mạch ngắn hơn, Biến đổi hóa lý:  Sự bốc nước  Khả hòa tan tinh bột tăng Biến đổi hóa sinh: - Enzym α-amylase hoạt động cắt mạch amylose amylopectin thành dextrin mạch ngắn có khả hòa tan Biến đổi sinh học: - Vi sinh vật bị ức chế tiêu diệt • Các thiết bị:  Henze cooker • Các thơng số cơng nghệ:  Nhiệt độ: 105oC  pH: 6-6.5  Hàm lượng chế phẩm enzym α-amylase: 0.25-0.3% lượng tinh bột khơ Chú ý: Q trình dịch hóa tiến hành đến hàm lượng đường khử đạt 10-15% DE 2.4 Làm nguội: a Mục đích cơng nghệ: Chuẩn bị: - Chuẩn bị cho q trình đường hóa, tạo điều kiện tối thích cho enzym glucoamylase q trình đường hóa b Các biến đổi:  Vật lý : - Nhiệt độ giảm  Các biến đổi khác khơng đáng kể c Các thiết bị: - Thiết bị trao đổi nhiệt dạng mỏng Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình : Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng - phận thiết bị hình chữ nhật với độ dày mỏng làm thép khơng gỉ - Mỗi sẻ có lổ góc hệ thống đường rãnh khắp bề mặt để tạo chảy rối tăng diện tích truyền nhiệt - Khi ghép mỏng lại với khung thiết bị hình thành nên hệ thống đường vào cho mẫu khảo sát chất tải nhiệt Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể, nhà sản xuất sẻ bố trí hệ thống đường dẩn thích hợp Ngun tắc hoạt động : Thực phẩm qua vùng, vùng gồm khoang kí hiệu 4x Chất tải nhiệt sẻ qua vùng, vùng gồm khoang kí hiệu 2x4 Thơng số cơng nghê : - Nhiệt độ hạ xuống : 55- 600C 2.5 Đường hóa: a Mục đích cơng nghệ: Khai thác : Tạo thành syrup có thành phần chủ yếu glucose, đường đơn giản dextrin mạch ngắn b Các biến đổi:  Biến đổi vật lý: - Giảm độ nhớt - Tăng khả truyền nhiệt dung dịch - Tăng hàm lượng chất khơ  Biến đổi hóa học: 10 Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn b Các biến đổi: - Hóa học : Các anion cation khếch tán qua lỗ xốp trao đổi ion với chất rắn điện giải  Trao đổi cation : + Ion làm việc H+ Na+ ( nên lựa chọn ion H+ tách ion Na+ ) Cơ chế : Mn+ + nHR → MRn + nH+ Trong : Mn+ : - Là ion dung dịch : Na+ , Ca2+ , Mg2+, Cu2+, Fe2+, Fe3+, Ba2+, Al3+… - Là chất hữu mang điện tích dương dung dịch HR : Là loại nhựa polymer tổng hợp khơng tan có chứa nhóm sulfonic , carboxylic hay phenolic ( R- biểu diễn phần anion cố định nhựa )  Trao đổi anion : + Ion làm việc Cl- OHCơ chế : m RNH3- OH + Am→ ( RNH3 )m – A + mOHH+ + OH→ H2O Trong : Am- : - Là anion dung dịch : SO42-, NO3-… - Là chất hưu mang điện tích âm dung dịch RNH3 – OH hay RNH3 – Cl : loại nhựa polimer khơng tan có chứa nhóm amin anion để trao đổi ( RNH3 + biểu diễn phần cation cố định nhựa ) c Thiết bị : 13 Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn - Hệ thống gồm hai cột trao đổi ion , làm từ vật liệu polimer + cột có khả trao đổi anion + cột có khả trao đổi cation - Gồm đường ống để dẫn dòng dung dịch đến cột trao đổi ion , dòng hồn lưu , hệ thống dung dịch rửa giải hệ thống để tái sinh ion làm việc cột 14 Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Ion – exchange system  Ngun lý hoạt động : - Dung dịch cho qua cột trao đổi anion Tại anion bị giữ lại cột - Dung dịch tiếp tục qua cột trao đổi cation Tại cation bị giữ lại Tiến hành rửa giải để tách ion - Sau q trình trao đổi ion phải tiến hành tái sinh ion làm việc cột, cách ngâm cột vào dung dịch thích hợp  - Thơng số cơng nghệ : Thời gian tiến hành 20-25 phút Nhiệt độ tiến hành 70 – 750C Chiều cao đường kính cột trao đơi ion hãng sản xuất quy định Chú ý: Khi lượng chất bão hòa cột ta phải tiến hành rửa giải cột hồi lưu phần dung dịch để dung dịch 2.8 Cơ đặc : a Mục đích cơng nghệ: Hồn thiện sàn phẩm: q trình đạc nhằm tăng hàm lượng chất khơ, tạo điều kiện cho q trình vận chuyển phân phối sản phẩm Bảo quản: nồng độ cao ức chế vi sinh vật b Các biến đổi: Biến đổi vật lý:  Độ nhớt tăng 15 Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn  Khối lượng giảm lượng nước  Nồng đọ tăng  Thể tích giảm  Nhiệt độ tăng Biến đổi hóa lý:  Bốc nước  Có thể bay chất mùi Các biến đổi lại khơng đáng kể c Thiết bị : - Thiết bị đặc chân khơng : Hình 10 : Hệ thống thiết bị đặc chân khơng 1) Buồng đun nóng 2) Buồng bốc nước 3) Hệ thống ống dẫn khí nóng vào buồng đun nóng 4) Bơm chân khơng 16 Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn d Thơng số cơng nghệ: - Nồng độ sau đặc đạt từ 30 – 50% Áp suất đốt: ≤ 2kg/cm2 Nhiệt độ đặc: 60-65oC Thời gian đặc: 2-3giờ Áp suất chân khơng: 720mmHg 2.8 Làm nguội : a Mục đích : Chuẩn bị : hạ nhiệt độ dung dịch chuẩn bị cho q trình kết tinh b Biến đổi thiết bị giống làm nguội phần 2.8 Kết tinh: a Mục đích cơng nghệ: Chuẩn bị: tạo tinh thể đường, chuẩn bị cho q trình ly tâm tách tinh thể b Các biến đổi: - Biến đổi vật lý: q trình kết tinh glucose q trình tỏa nhiệt (1mol hydrat glucose kết tinh tỏa 19.8kJ) - Biến đổi hóa lý: kết tinh tạo tinh thể glucose có độ ẩm cao - Biến đổi cảm quan: tùy thuộc vào điều kiện kết tinh ta thu nhận tinh thể thuộc nhiều hệ thống khác • Thiết bị: 17 Cơng nghệ chế biến đường Glucose • GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Các thơng số cơng nghệ: - Thời gian khuấy trộn với mầm 12-24h - Đưòng giảm nhiệt độ thực tế nằm gần đưòng thẳng lý tưỏng Nhiệt độ kết tinh: 24°C Thời gian kết tinh khoảng 100-120h Đường non mẻ trước để lại 1/3 thể tích Tốc độ giảm theo nhiệt độ theo chế độ định thực nghiệm xây dựng Nếu giảm q chậm, mật lại tinh thể lớn ,sau chúng lại lớn nhanh bị vàng 18 Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn - Ngược lại nhiệt độ giảm q nhanh, nhiều tinh thể bé khó li tâm,giảm chất lưọng sản phẩm Nhược điểm chế độ kết tinh thời gian q dài - Q trình kết tinh kết thúc nhiệt độ bao quanh tinh thể (mật cái) thấp nồng độ đường non (khối dung dịch tinh thể sau kết tinh xong chưa ly tâm) 12-14°Bx, độ tinh khiết chúng chênh lệch 9-11% Bảng : Các tiêu q trình kết tinh Nồng độ mật vào kết tinh (°Bx) Độ tinh khiết mật vào(% khối lượng glucose so với chất khơ) Nhiệt độ mật vào(°C) Lượng mầm bổ sung (% khối lượng) Nhiệt độ sau trộn với giống(°C) Thời gian từ trộn đến ly tâm(h) Nồng độ mật (°Bx) Độ tinh khiết mật nâu(%)-(mật 1) Độ tinh khiết mật trắng (%)-(mật 2) Nhiệt độ đường non trước ly tâm pH đường non Hệ số q bão hồ α 2.10 Ly tâm: Mục đích:chuẩn bị cho q trình sấy Các biển đổi: - Biến đổi vật lý: Khối lượng dung dịch giảm Tỷ trọng thay đổi -Biến đổi hóa lý : Tách lượng nước khỏi hỗn hợp Thiết bị: 74.3-75.5 91-93 48-50 30 43-44 100-120 62-63 78-80 88-90 24-25 4.2-4.3 1.15-1.2 77-78 84-85 48-50 30-35 43-44 220-265 65-67 68-71 -27-28 4.2-4.3 1.25-1.4 19 Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 2:Thiết bị ly tâm lọc 2.11 Sấy phân loại: a Mục đích cơng nghệ: - Bảo quản: sấy để tách độ ẩm tự b Các biến đổi: - Biến đổi vật lý: Khối lượng giảm Thể tích giảm 20 Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn - Biến đổi hóa học: nồng độ chất khơ tăng - Biến đổi hóa lý: tách độ ẩm tự do, độ ẩm liên kết 8-9% (theo lý thuyết glucose ngậm nước có độ ẩm 9.09%, sản xuất sấy đến độ ẩm nhỏ để glucose khơng bị vón cục bảo quản) c Các thiết bị: thiết bị sấy tầng sơi Đặc tính thiết bị 　　1.Thiết bị dùng luồng khí nóng để sấy Khí nóng với áp lực lớn đẩy ngun liệu tung lên nhằm sấy nhanh chóng tức thì, tốc độ truyền nhiệt nhanh, lượng nước ngậm ngun liệu bay nhanh theo khí nóng ngồi Tốc độ sấy tùy thuộc vào cài đặt nhiệt độ 2.Thùng chứa ngun liệu sấy nâng lên để tạo độ kín vận hành, cấu nâng dùng xi lanh khí nén có cấu tạo đơn giản, dế vận hành, bảo dưỡng, hoạt động ổn định Thùng chứa ngun liệu sấy lắp thêm cánh khuấy đĩa chia gió đặc biệt khơng có góc cạnh bên Ngun liệu sau sấy đổ ngồi cách quay nghiêng thùng chứa, kết cấu để thuận tiện cho việc lau chùi vệ sinh hàng ngày nhanh chóng Thơng số cơng nghệ: Cơng suất máy (kg/mẻ) :80-120 Lượng gió lưu thơng quạt (m3/h):4723 Áp lực tối đa quạt hút (Pa) :9590 Áp lực nóng (Mpa): 0.4-0.6 Nhiệt độ khí vào (oC) :6-110 (điều chỉnh được) Sau sấy glucose phân loại theo kích thước hệ thống sàng Thực tế nước ta glucose sau sấy qua giai đoạn nghiền Đường cục sàng chiếm khoảng 10% thường đem hòa tan, cho hồi lưu với đưòng thơ (cũng đem nghiền trộn với sản phẩm, chất lựong sản phẩm giảm rõ rệt) 2.11 Đóng gói : 21 Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn 22 Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Giải thích quy trình 2: - Sau q trình ly tâm, dung dịch đường khơng kết tinh đánh giá phân thành loại: 23 Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Mật 1: có độ tinh khiết 78-80% khối lượng glucose so với chất khơ, pha lỗng trở lại q trình đường hóa, sau tiến hành q trình quy trình cơng nghệ Mật 2: có độ tinh khiết 88-90% khối lượng glucose so với chất khơ - Ngồi quy trình có sản phẩm phụ hydron Hydron mật bỏ nhà máy sản xuất glucose, có số nơi dùng lượng để chỉnh lí đường non sản phẩm II nhằm giảm lượng tinh thể đường non Thành phần sau:  Nồng độ chất khơ 66°Bx     RS 68-72% Tro 5-6% pH 4,0-4,2 Khơng chứa tạp chất vơ Trong hydron 20% glucose tạo thành thuỷ phân tinh bột tận thu lượng glucose khơng kinh tế nên thực tế khơng tiến hành q trình tận thu Hydron ứng dụng chủ yếu ngành cơng nghiệp như: làm mơi rường điều chế chất kháng sinh, thuộc da, làm chất khử sản xuất tơ nhân tạo, làm thức ăn gia súc hỗn hợp… Chúng dùng lượng nhỏ q trình lên men rượu Vấn đề Quy trình sản xuất Quy trình Q trình kiểm sốt nghiêm ngặt Chi phí lượng Đầu tư thiết bị Thấp Thấp Hiệu suất thu hồi sản phẩm Cao Chất lượng sản phẩm Kém Ơ nhiễm mơi trường nhiều Quy trình Phức tạp Cần kiểm sốt nghiêm ngặt vể thơng số cơng nghệ nhăm đáp ứng hàm đa mục tiêu (thiết bị, lượng, kinh tế, ) Cao Cao chi phí nhiều cho thiết bị Thấp tổn thất nhiều q trình Tốt có q trình hồi lưu sản phẩm chưa đạt u cầu giai đoạn ly tâm Ít tận dụng mật bỏ hydron d Sản phẩm: 24 Cơng nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Mơ tả sản phẩm glucose: Sản phẩm glucose phải trắng, tinh thể đều, khơ, rời, khơng có mùi lạ, độ tinh khiết cao Bảo quản bao bì PE hay lọ thuỷ tinh, kín, để nơi mát mẻ Các tiêu chất lượng sản phẩm: Các tiêu Độ ẩm (%) Độ tinh khiết (DE) Tro (%) Muối sắt Các acid vơ cơ, kim loại nặng tạp chất Độ acid (ml) Độ màu Độ Đường tiêm ≤ 9.0 99.9 ≤0.1 ≤0.004 Khơng cho phép Đường ăn ≤ 9.0 99.7 ≤0.1 ≤0.004 Khơng cho phép [...]... rệt) 2.11 Đóng gói : 21 Công nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn 22 Công nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Giải thích quy trình 2: - Sau quá trình ly tâm, dung dịch đường không kết tinh được sẽ được đánh giá và phân thành 2 loại: 23 Công nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Mật 1: có độ tinh khiết là 78-80% khối lượng glucose so với chất khô,... quản: sấy để tách độ ẩm tự do b Các biến đổi: - Biến đổi vật lý: Khối lượng giảm Thể tích giảm 20 Công nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn - Biến đổi hóa học: nồng độ chất khô tăng - Biến đổi hóa lý: tách độ ẩm tự do, còn độ ẩm liên kết 8-9% (theo lý thuyết glucose ngậm nước có độ ẩm 9.09%, nhưng trong sản xuất sấy đến độ ẩm nhỏ hơn để glucose không bị vón cục khi bảo quản) c Các thiết... trình vận chuyển và phân phối sản phẩm Bảo quản: nồng độ cao ức chế vi sinh vật b Các biến đổi: Biến đổi vật lý:  Độ nhớt tăng 15 Công nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn  Khối lượng giảm do mất đi một lượng nước  Nồng đọ tăng  Thể tích giảm  Nhiệt độ tăng Biến đổi hóa lý:  Bốc hơi nước  Có thể bay hơi chất mùi Các biến đổi còn lại không đáng kể c Thiết bị : - Thiết bị cô đặc... nhiều hệ thống khác nhau • Thiết bị: 17 Công nghệ chế biến đường Glucose • GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Các thông số công nghệ: - Thời gian khuấy trộn với mầm là 12-24h - Đưòng giảm nhiệt độ thực tế nằm gần đưòng thẳng lý tưỏng Nhiệt độ kết tinh: 24°C Thời gian kết tinh khoảng 100-120h Đường non mẻ trước để lại là 1/3 thể tích Tốc độ giảm theo nhiệt độ theo một chế độ nhất định do thực nghiệm xây dựng... đổi -Biến đổi hóa lý : Tách lượng nước ra khỏi hỗn hợp Thiết bị: 74.3-75.5 91-93 48-50 30 43-44 100-120 62-63 78-80 88-90 24-25 4.2-4.3 1.15-1.2 77-78 84-85 48-50 30-35 43-44 220-265 65-67 68-71 -27-28 4.2-4.3 1.25-1.4 19 Công nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 2:Thiết bị ly tâm lọc 2.11 Sấy và phân loại: a Mục đích công nghệ: - Bảo quản: sấy để tách độ ẩm tự do b Các biến. . .Công nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn - Phản ứng thủy phân cắt dextrin mạch dài (sản phẩm sau quá trình dịch hóa) thành sản phẩm chính là glucose, các đường đơn giản khác và dextrin mạch ngắn,… - Phản ứng Maillard tạo thành các chất màu làm sẫm màu dịch thủy phân  Biến đổi hóa lý: tăng khả năng hòa tan  Biến đổi hóa sinh: - Có tương tác đồng... giống như làm nguội ở phần trên 2.8 Kết tinh: a Mục đích công nghệ: Chuẩn bị: tạo ra tinh thể đường, chuẩn bị cho quá trình ly tâm tách tinh thể tiếp theo b Các biến đổi: - Biến đổi vật lý: quá trình kết tinh glucose là quá trình tỏa nhiệt (1mol hydrat glucose khi kết tinh tỏa 19.8kJ) - Biến đổi hóa lý: kết tinh tạo tinh thể glucose có độ ẩm cao - Biến đổi cảm quan: tùy thuộc vào điều kiện kết tinh ta... thông số công nghệ nhăm đáp ứng các hàm đa mục tiêu (thiết bị, năng lượng, kinh tế, ) Cao hơn Cao hơn do chi phí nhiều cho thiết bị Thấp hơn do tổn thất nhiều trong quá trình Tốt hơn do có quá trình hồi lưu sản phẩm chưa đạt yêu cầu ở giai đoạn ly tâm Ít hơn do tận dụng mật bỏ hydron d Sản phẩm: 24 Công nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn 1 Mô tả sản phẩm glucose: Sản phẩm glucose. .. buồng đun nóng 4) Bơm chân không 16 Công nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn d Thông số công nghệ: - Nồng độ sau khi cô đặc đạt được từ 30 – 50% Áp suất hơi đốt: ≤ 2kg/cm2 Nhiệt độ cô đặc: 60-65oC Thời gian cô đặc: 2-3giờ Áp suất chân không: 720mmHg 2.8 Làm nguội : a Mục đích : Chuẩn bị : hạ nhiệt độ dung dịch chuẩn bị cho quá trình kết tinh b Biến đổi và thiết bị giống như làm... tách các ion và hấp thụ được những hợp chất hữu cơ khác 12 Công nghệ chế biến đường Glucose GVHD:PSG.TS Lê Văn Việt Mẫn b Các biến đổi: - Hóa học : Các anion và cation sẽ khếch tán qua các lỗ xốp và trao đổi ion với chất rắn điện giải  Trao đổi cation : + Ion làm việc là H+ hoặc là Na+ ( nên lựa chọn ion H+ vì có thể tách được cả ion Na+ ) Cơ chế : Mn+ + nHR → MRn + nH+ Trong đó : Mn+ : - Là các ion