Quy trình sản xuất tinh bột từ sắn ngô khoai lang khoai tây và chuối xanh

Đặt vấn đề Từ lâu người biết sử dụng loại ngũ cốc làm nguồn cung cấp tinh bột cho thể Bởi vì, tinh bột nguồn cung cấp lượng cần thiết cho sống người nói khơng có tinh bột khơng có sống người Tinh bột có hầu hết lồi thực vật, đặc biệt loại ngũ cốc thành phần tinh bột thường chiếm 50% thành phần hóa học chúng Trước kia, người cung cấp tinh bột cách ăn trực tiếp loại ngũ cốc Hiện nay, việc cung cấp lượng cịn ứng dụng nhiều sản xuất công nghiệp làm chất phụ gia, chất gắn kết, làm mĩ phẩm… Trong bối cảnh đó, nhà sản xuất đầu tư sản xuất loại tinh bột có chất lượng cao, tinh bột biến tính sản phẩm khác, vừa giúp cải thiện tính chất tinh bột để ứng dụng rộng rãi hơn, vừa nâng cao giá trị tinh bột, đa dạng hóa sản phẩm nhằm áp ứng nhu cầu ngày cao người tiêu dùng, tạo động lực cho nghiệp chất kết dính, dược phẩm, cơng nghệ thực phẩm… CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ TNH BỘT 1.1 cấu tạo tinh bột Tinh bột polysacarit carbohydrate công thức hóa học: (C6H10O5)n) chứa hỗn hợp amyloza amylopectin, tỷ lệ phần trăm amilose amilopectin thay đổi tùy thuộc vào loại tinh bột, tỷ lệ thường từ 20:80 đến 30:70 Tinh bột có nguồn gốc từ loại khác có tính chất vật lí thành phần hóa học khác Chúng cácpolymer carbohydrat phức tạp glucose (công thức phân tử C6H12O6) Tinh bột thực vật tạo tự nhiên quả, củ như: ngũ cốc… Tinh bột, với protein chất béo thành phần quan trọng bậc chế độ dinh dưỡng loài người nhiều loài động vật khác Ngoài sử dụng làm thực phẩm ra, tinh bột dùng cơng nghiệp sản xuấtgiấy, rượu, băng bó xương Tinh bột tách từ hạt ngô lúa mì, từ rễ củ sắn, khoai tây, dong loại tinh bột dùng cơng nghiệp Amilozơ chiếm 20-30% khối lượng tinh bột Trong phân tử amilozơ gốc αα-glucozơ nối với liên kết αα-1,4-glicozit tạo thành chuỗi dài không phân nhánh Phân tử khối amilozơ vào khoảng 150.000 − 600.000 150.000−600.000 (ứng với nn khoảng 1000−4000 1000−4000) Phân tử amilozơ khơng duỗi thẳng mà xoắn lại thành hình lị xo Amilopectin chiếm khoảng 70-80% khối lượng tinh bột Amilopectin có cấu tạo phân nhánh Cứ khoảng 20-30% mắt xích αα-glucozơ nối với liên kết αα-1,4-glicozit tạo thành chuỗi Do có thêm liên kết từ C1 chuỗi với C6C6 chuỗi qua nguyên tử OO (gọi liên kết αα-1,6-glicozit) nên chuỗi bị phân nhánh mơ tả hình Phân tử khối amilopectin vào khoảng từ 300.000−3.000.000 300.000−3.000.000 (ứng với nn từ 2000 -2000 đến 200.000 - 200.000) Cấu trúc tinh bột 1.2 Ứng dụng vai trò tinh bột Ngồi vai trị cung cấp lượng cho người loài động vật Ngày nay, tinh bột sử dụng vào nhiều mục đích khác cơng nghiệp : • Ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm: Dùng làm phụ gia cho công nghiệp bánh kẹo, đồ hộp • Trong xây dựng: Tinh bột dùng làm chất gắn kết bê tơng, tăng tính liên kết cho đất sét, đá vôi, dùng làm keo dính gỗ, phụ gia sản xuất ván ép, phụ gia cho sơn • Ứng dụng cơng nghiệp mỹ phẩm dược phẩm: Tinh bột dùng làm phấn tẩy trắng, đồ trang điểm, phụ gia cho xà phòng, kem thoa mặt, tá dược • Ứng dụng cơng nghiệp khai khoáng: Tinh bột dùng làm phụ gia cho tuyển khoáng sản, dung dịch nhũ tương dung dịch khoan dầu khí • Ứng dụng cho cơng nghiệp giấy: Tinh bột dùng để chế tạo chất phủ bề mặt, thành phần nguyên liệu giấy không tro, sản phẩm tã giấy cho trẻ em • Ứng dụng công nghiệp dệt: Tinh bột dùng hồ vải sợi, in • Ứng dụng nơng nghiệp: Dùng làm chất trương nở, giữ ẩm cho đất trồng chống lại hạn hán Các ứng dụng khác: Tinh bột dùng làm màng plastic phân huỷ sinh học, pin khơ, thuộc da, keo nóng chảy, chất gắn, khn đúc, phụ gia nung kết kim loại CHƯƠNG II MỘT SỐ QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN 2.1 Quy trình sản xuất tinh bột sắn 2.1.1 Giới thiệu sắn Sắn (phương ngữ miền Bắc) hay khoai mì (phương ngữ miền Nam, sắn miền Nam lại củ đậu) (danh pháp hai phần:Manihot esculenta; tên ngôn ngữ khác: cassava, tapioca, yuca, mandioca, manioc, maniok, singkong, ubi kayu, aipim,macaxeir, kappa, maracheeni) lương thực ăn củ sống lâu năm, thuộc họ Đại kích (Euphorbiaceae) Cây khoai mì (sắn) có nguồn gốc vùng nhiệt đới châu Mỹ La tinh (Crantz, 1976) trồng cách khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993) Trung tâm phát sinh khoai mì giả thiết vùng đông bắc nước Brasil thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại khoai mì trồng hoang dại (De Candolle 1886; Rogers, 1965) Trung tâm phân hóa phụ México vùng ven biển phía bắc Nam Mỹ Bằng chứng nguồn gốc khoai mì trồng di tích khảo cổ ởVenezuela niên đại 2.700 năm trước Công nguyên, di vật thể củ khoai mì ven biển Peru khoảng 2000 năm trước Cơng ngun, lị nướng bánh khoai mì phức hệ Malabo phía Bắc Colombia niên đại khoảng 1.200 năm trước Công nguyên, hạt tinh bột phân hóa thạch phát Mexico có tuổi từ năm 900 đến năm 200 trước Cơng nguyên (Rogers 1963, 1965) Cây khoai mì người Bồ Đào Nha đưa đến Congo châu Phi vào kỷ 16 Tài liệu nói tới khoai mì vùng Barre Thevet viết năm 1558 Ở châu Á, khoai mì du nhập vào Ấn Độ khoảng kỷ 17 (P.G Rajendran et al, 1995) Sri Lanka đầu kỷ 18 (W.M.S.M Bandara M Sikurajapathy, 1992) Sau đó, khoai mì trồng Trung Quốc, Myanma nước châu Á khác cuối kỷ 18, đầu kỷ 19 (Fang Baiping 1992 U Thun Than 1992) Cây khoai mì du nhập vàoViệt Nam khoảng kỷ 18, (Phạm Văn Biên, Hoàng Kim, 1991) 2.1.2 Thành phần củ sắn Củ sắn tươi Phần ăn có tỷ lệ chất khơ 30-40% trọng lượng mẫu tươi, tinh bột 27- 36%, đường tổng số 0,5-2,5% (trong saccarose 71%, glucose13%, fructose 9%, mantose 3%), đạm tổng số 0,5-2,0%, chất xơ 1,0%, chất béo 0,5%, chất khoáng 0,5-1,5 %, vitamin A khoảng 17 mg/100g, vitamin C khoảng 50 mg/100g, lượng 607 KJ/100g, yếu tố hạn chế dinh dưỡng Cyanogenes, • tỷ lệ trích tinh bột 22-25 %, kích thước hạt bột 5- 50 micron, amylose 15-29 %, độ dính tối đa 700- 1100 BU, nhiệt độ hồ hóa 49-73 OC Củ sắn giàu chất bột, lượng, khoáng, vitamin C, hạt bột sắn nhỏ mịn, độ dính cao nghèo chất béo nghèo đạm, hàm lượng acid amin không cân đối, thừa arginin thiếu acid amin chứa lưu huỳnh Tùy theo giống sắn, vụ trồng, số tháng thu hoạch sau trồng kỹ thuật phân tích mà tổng số vật chất khô hàm lượng đạm, béo, khống, xơ, đường, bột có thay đổi Sắn lát khơ Thường có hai loại: sắn lát khơ có vỏ sắn lát khô không vỏ Sắn lát khô có vỏ bao gồm: vỏ thịt, thịt sắn, lõi sắn phần vỏ gỗ Sắn lát khô không vỏ bao gồm thịt sắn lõi sắn Số liệu phân chất sắn lát khô không vỏ Việt Nam bình qn: đạt vật chất khơ 90,01%, đạm thô 2,48%, béo thô 1,40%, xơ thô 3,72%, khống tổng số 2,04%, dẫn xuất khơng đạm 78,59%, Ca 0,15%, P 0,25% Sắn lát khơ có vỏ vật chất khô 90,57%, đạm thô 4,56%, béo thô 1,43%, xơ thơ 3,52%, khống tổng số 2,22%, dẫn xuất khơng đạm 78,66%, Ca 0,27%, P 0,50% Bột sắn nghiền tinh bột sắn Bột sắn nghiền thủ cơng có vật chất khô khoảng 87,56%, đạm thô 3,52%, béo thô 1,03%, xơ thơ 1,37%, khống tổng số 1,38%, dẫn xuất khơng đạm 83,89%, Ca 0,11%, P 0,11% (Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1996) Tinh bột sắn có màu trắng Hạt tinh bột sắn quan sát kính hiển vi điện tử qt SEM có kích thước 5-40 nm, nhiều hình dạng, chủ yếu hình trịn, bề mặt nhẵn, bên mặt có chỗ lõm hình nón núm nhỏ 2.1.3 Quy trình sản xuất tinh bột sắn Sắn ắn Cân Phễu chứa Rửa khô Rửa nước Băm Nghiền Tách bã Sàng cong Ly tâm tách mủ Ly tâm tách nước Sấy khô Sản phẩm Làm nguội Rây Đóng bao 2.1.4 Thuyết Hình minh1:quy trình Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột sắn 2.1.4.1 Nguyên liệu sắn Sắn sau thu hoạch xe chở nhà máy Đầu tiên qua cân để xác định khối lượng, sau sắn đưa vào bãi chứa nguyên liệu Nguyên liệu phòng KCS lấy mẫu để kiểm tra hàm lượng tinh bột, tỷ lệ hư hỏng, lượng tạp chất để định giá cho người bán Nguyên liệu sắn phải không bị thâm đen, chảy nhựa, hư thối 2.1.4.2 Phễu nhập liệu - Mục đích: Tạo điều kiện vận chuyển sắn sang băng tải dễ dàng loại dần phần tạp chất - Tiến hành: Sắn tươi xe xúc nạp vào phểu Phểu có hình côn nên cho sắn vào đưa cho xuống Đáy phểu đựơc thiết kế phận sàn rung cửa tháo Hình Bãi chứa sắn Hình Phễu nhập liệu 2.1.4.3 Rữa khơ - Mục đích: Loại bỏ phần vỏ gỗ tạp chất bám vỏ củ sắn - Tiến hành: Nguyên liệu sắn đưa vào lồng bóc vỏ Máy hoạt động liên tục nhờ vào phận truyền động động cơ, bên có rảnh xoắn định hướng, va chạm ma sát nguyên liệu với với thép thành lồng nên vỏ bóc Vỏ rơi lọt qua rãnh khỏi máy chuyển đến bãi chứa rác thải rắn Nhà máy 2.1.4.4 Rữa nước - Mục đích: tiếp tục loại bỏ triệt tạp chất đất cát, rác cặn, loại bỏ phần vỏ gỗ lại loại bỏ vỏ lụa - Tiến hành: Sắn củ đổ vào thiết bị, cánh guồng quay với nước tạo ma sát nguyên liệu tạo lực đẩy chuyển sắn, nhằm loại bỏ vỏ lụa, tạp chất sót lại nhờ sắn rửa vận chuyển Các tạp chất nhẹ lên theo nước thải ngoài, tạp chất nặng lắng xuống thải phía Hình Lồng bóc vỏ Hình Rữa nước 2.1.4.5 Băm - Mục đích: Tạo điều kiện thuận lợi cho việc phá vỡ tế bào, nâng cao hiệu suất thu hồi tinh bột, tăng suất máy nghiền - Tiến hành: trình thực hệ thống máy băm Ngun liệu băm nhỏ có kích thước 2-3cm nhờ dao động dao tĩnh 2.1.4.6 Nghiền - Mục đích: Nghiền mảnh sắn băm để phá vỡ tế bào tinh bột để tách lấy tinh bột, giải phóng hạt tinh bột ngồi hịa tan nước tạo thành hỗn hợp dịch sữa tinh bột Nâng cao hiệu suất thu hồi tinh bột - Tiến hành: sử dụng máy nghiền, sau nghiền thu dịch sữa, phần tử lọt qua lưới theo đường dẫn ngồi, cịn phần tử lớn chưa lọt lưới tiếp tục nghiền nhỏ đến đạt yêu cầu Để tránh vỡ vụn nguyên liệu cố nghẹt bơm đem trích ly phải bổ sung lượng nước vừa đủ để tạo thành dịch sữa Phải điều chỉnh lượng nước cấp cho đảm bảo dịch sữa hỗn hợp khơng q lỗng hay q đặc (nếu q lỗng tinh bột thu có độ ẩm cao, tốn nhiều lượng giai đoạn sau đặc sinh tượng nghẹt bơm tổn thất tinh bột theo bã nhiều) Hình Máy băm Hình Máy nghiền 2.1.4 Tách bã a Tách bã thơ - Mục đích: Dịch sữa hổn hợp sau nghiền có độ nhớt cao, bả nhiều Vì tách bả thơ nhằm tách phần bả có dịch bào Hệ thống có kích thước lỗ lưới 450µm - Thiết bị: Tách bã thơ Hình Thiết bị tách bã thơ Thơng số kĩ thuật: + Công suất làm việc: 2.5 MPa + Vận tốc quay: 600 v/p + Năng suất làm việc: 35 – 40 m3 /h + Kích thước lỗ lưới: 450 µm b Tách bã tinh - Mục đích: tách bả tinh nhằm tách bỏ phần tử bả có kích thước nhỏ công đoạn tách thô, làm dịch sữa có kích thước nhỏ Hệ thống có kích thước lỗ lưới 150µm - Thiết bị: Tương tự máy tách bả thơ khác kích thước lỗ lưới 2.1.4 Sàn cong Dịch sữa sau giai đoạn bơm qua hệ thống sàng cong lúc toàn tạp chất, bột thô bị loại bỏ 2.1.4 Ly tâm tách mũ - Mục đích: tách chất mủ, protein, chất kết tụ có dịch sữa khỏi để thu hàm lượng tinh bột cao - Tiến hành: sử dụng máy phân ly, trình phân ly tiến hành lần Sau phân ly dịch sữa thu có hàm lượng tinh bột cao trắng Dịch sữa thu có nồng độ 17-210Be Hình Thiết bị ly tâm tách mũ 2.1.4.10 Ly tâm tách nước - Mục đích: tách nước dịch sữa, làm giảm độ ẩm tinh bột, tạo điều kiện thuận lợi cho trình sấy Sau ly tâm tinh bột có độ ẩm khoảng 32-38% - Tiến hành: Phương pháp ly tâm khử nước thiết kế theo kiểu rổ, phận chậu có đục lỗ, vải lọc lưới có lỗ nhỏ đặt bên Tinh bột chuyển vào dạng lỏng Trong suốt trình phân ly, nước loại bỏ màng lọc tinh bột giữ lại thành chậu tạo thành bánh hình trụ Chu kỳ hoạt động máy bắt đầu diễn từ lúc nạp tinh bột sữa vào phận hình rổ đạt mức cho phép ngừng nạp Sau hồn tất chu kỳ nạp bột trình nạp dịch tinh bột bắt đầu hoạt động trở lại Sau ly tâm tách nước, tinh bột thu chuyển sang công đoạn sấy - Thiết bị quay với tốc độ 1200 vòng/phút, 4-5 phút/1 mẻ, 1mẻ từ 3,5 - tạ, độ ẩm bột sau tách nước 32-38% Hình 10 Thiết bị ly tâm tách mũ 2.1.4.11 Sấy - Mục đích: tinh bột sau tách từ cơng đoạn ly tâm làm tơi sấy khô để tiếp tục tách nước làm giảm độ ẩm đến mức an tồn nhằm mục đích bảo quản lâu dài Q trình sấy khơ nhiệt độ cao cịn làm ức chế hoạt động enzyme, làm tăng hiệu bảo quản tinh bột Bột sau sấy có độ ẩm 1213% - Tiến hành: tinh bột ướt đưa vào máy sấy có độ ẩm cao, nên phải làm tơi tinh bột để tăng bề mặt tiếp xúc với không khí nóng, giúp q trình sấy nhanh hơn, tránh tình trạng vón cục cháy cục Bộ phận làm tơi vít tải Khơng khí lấy từ ngồi mơi trường, qua phận lọc khí trở thành khơng khí tương đối làm nóng lên 180 ÷ 200 0C nhờ caloriphe Chất dẫn nhiệt chảy caloriphe dầu dẫn nhiệt FO vận chuyển ống xoắn lò đốt ... Thuyết Hình minh1 :quy trình Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột sắn 2.1.4.1 Nguyên liệu sắn Sắn sau thu hoạch xe chở nhà máy Đầu tiên qua cân để xác định khối lượng, sau sắn đưa vào bãi chứa nguyên... ether) Tro Tinh bột - Ở ta quan tâm tinh bột ngô:  Nội nhũ chứa 73% glucid dạng tinh bột, đường cellulose, phôi dạng đường vỏ dạng cellulose  Tinh bột: ngô chứa khoảng 60 - 70% tinh bột Hàm lượng... gói Sản phẩm tinh bột sắn SEPON Đóng gói: Bao PP/PE 50kg Độ ẩm: 13% max Tinh bột: 86.07% Độ trắng: 96.05 - Độ dẻo: 1037 BU - pH: 6.46% Ngoài tiêu khác theo quy định đảm bảo 2.2 Quy trình sản xuất