I. Sơ Lược Về Phản Ứng Caramel Phản öùng Caramel được định nghĩa là quá trìnhï khử đường dưới tác dụng của nhiệt, hình thành những sản phẩm dễ bay hơi ( tạo mùi thơm Caramel) và có màu nâu đặc trưng (tạo màu của Caramel) Điều kiện chung của phản ứng là :xúc tác acid,base;To >120o ;3< pH < 9. Phản ứng caramel là phản ứng không cần Enzym. Phản ứng Caramel xảy ra trong thức ăn, khi những bề mặt của chúng bị đốt nóng mạnh, ví dụ: trong những quá trình nướng và quay ; các quá trình chế biến những thức ăn có hàm lượng đường cao như các loại mứt và dĩ nhiên là cả những loại nước ép trái cây, hoặc trong sản phẩm rượu. Các sản phẩm caramel hóa đều có vị đắng. Phản ứng caramel làm hóa nâu đường. Đường thường bị hoá nâu nhiều nhất là đường saccharose. Đường saccharose được kết hợp bởi 2 monosaccharide : glucose và fructose. Saccharose E. Invertase glucose + fructose Fructose bị caramel hoá dễ hơn glucose. Khi đường xiro bị nhiệt hóa, chúng trải qua nhiều giai đoạn riêng biệt. Mỗi giai đoạn có một đặc trưng riêng được ứng dụng trong việc làm bánh mứt. Các loại đường khác nhau thì các giai đoạn xảy ra ở các nhiệt độ khác nhau. Sự caramel hoá dung dịch đường maltose với sự có mặt của alanin Hoà tan đường maltose trong nước, ta được sản phẩm để đieàu chế caramel. Alanin là chất xúc tác cho dung dịch đường. Phản ứng caramel đó xảy ra khi được truyền nhiệt ở 130oC, trong thời gian 90 phút. Cứ mỗi 30 phút lấy từ sự phân ly caramel và tách khỏi các thành phần bay hơi, ta sẽ được một mẫu tốt. Các mẫu đó có hương thơm và màu sắc được đánh giá bởi tiêu chuẩn ISO. Kết quả là với sự có mặt của alanin có yù nghĩa lớn làm giảm tính acid và ñặc biệt là làm tăng tính ngọt của caramel. Mặt khác, khi tăng nhiệt với sự có mặt của alanin, dẫn đến làm tăng màu nâu trong dung dịch caramel. Chất HMF (5 – hydroxymethyl – 2 – furfural ), sản phẩm mang đặc tính caramel, có giá trị cao nhất là mẫu có chứa alanin được xác định thông qua mùi vì của caramel so với hợp chất hơi caramel như acetyl pyrrole, 2 – furanones, 1– ( 2 – furanyl ) 1,2 propandione. II. Cơ Chế Phản Ứng : 1. Nhiệt độ xảy ra phản ứng: Phản ứng xảy ra mạnh mẽ ở nhiệt độ nóng chảy của đường. Tuy nhiên, phản ứng còn phụ thuộc vào nồng độ của đường , pH của môi trường , thời gian đun nóng… người ta vẫn tìm thấy các sản phẩm của sự caramel hoá ở nhiệt độ thấp hơn điểm nóng chảy của đường. Vd : saccharose có thể bắt đầu biến đổi ở nhiệt độ 135oC . Bảng 1: Nhiệt độ xảy ra phản ứng caramel của một số loại đường: Loại đường Nhiệt độ xảy ra phản ứng fructose galactose glucose maltose saccharose lactose 110o C 160o C 160o C 180o C 160o C 230o C 2. Các Giai Đoạn Xảy Ra Phản Ứng Caramel: Trong sự gia nhiệt gây ra phản ứng Caramel, đầu tiên các monosaccharide phải có sự bố trí lại trong nội bộ phân tử, gây ra sự phóng thích ion H+. Vì thế, độ pH của dung dịch hòa tan trải qua phản ứng Caramel giảm theo thời gian, kết quả là đến phạm vi ( vùng ) acid nhỏ, độ pH 4 5. Phản ứng caramel xảy ra theo một trình tự gồm 6 bước; làm biến đổi đường đơn giản thành hợp chất màu khác, phá vỡ các phân tử dài thành các phân tử ngắn hơn và sắp xếp chúng lại Phản ứng Enol hóa khơi mào đặc biệt quan trọng bởi vì nó mở đầu một chuỗi những sự kiện liên tiếp nhau. Những phản ứng này làm tăng những sản phẩm đường béo tách ra. Những phản ứng này có thể phản ứng nhanh hơn để tạo ra những hợp chất Carbocyl và hợp chất chứa Oxy dò vòng qua con đường ngưng tụ Aldol Bảng 2: các bước của cơ chế phản ứng caramel Hợp chất trung gian quan trọng của phản ứng Caramel do nhiệt là osuloses, chúng là những chất Dicacbonyl ( C = O ), như là 3–Deoxyhexosulose ; không chỉ dẫn đến sự hình thành maøucuûa Caramel mà còn làm tăng những sản phẩm dễ bay hơi quan trọng, đặc trưng cho hương vị của Caramel. Sơ đồ: SỰ GIẢM TÍNH ACID CỦA ĐƯỜNG H – C = O H – C – OH H – C = O H – C – OH C – OH C – OH HO – C – H HO – C – H C – H H – C – OH H – C – OH H – C – OH H – C – OH H – C – OH H – C – OH CH2OH CH2OH CH2OH D – GLUCOSE 1,2 – ENOL 3 – DEOXYALDOS – ZENE H – C = O H – C = O C = O C = O – H2O HC CH CH2 CH HOCH2C C – CHO H – C – OH CH O H – C – OH H – C – OH 5 – HYDROXYMETHYL 2 – FURALDEHYDE CH2OH CH2OH 3 – DEOXYOSULOSE OSULOS – 3 – ENE SỰ GIẢM TÍNH KIỀM CỦA ĐƯỜNG D – GLUCOSE D – FRUCTOSE D MANNOSE H – C = O CH2OH H – C = O H – C – OH C = O HO – C –H HO – C – H HO – C – H HO – C – H H – C – OH H – C – OH H – C – OH H – C – OH H – C – OH H – C – OH CH2OH CH2OH CH2OH H – C – OH C – OH HO – C – H 1,2 – ENOL H – C – OH H – C – OH CH2OH CHO CHOH HC COOH CHOH C – OH C = O CHOH CH2OH CH2OH CH3 CH3 Glyceraldehyde Triose Pyruvaldehyde DL – lactic Enediol Hydrate acid SỰ HÓA NÂU ACID ASCORBIC O = C O = C COOH C – OH C = O C = O O O C – OH C = O C = O H – C H – C H – C – OH HO – CH HO – CH HO – C – H CH2OH CH2OH CH2OH L – Ascorbic acid Dehydroascorbic acid 2,3 – diketogulonic acid CHO C CH O + CO2 CH CH Furfural Dưới tác dụng của nhiệt độ( cô đặc ,sấy, sao, rang, nướng,…) đường saccharose bị mất nước tạo thành chất màu caramel C12H22O11 C12H20O10 C12H18O9 C36H50O25 ( caramenlan ) ( caramenlen ) C36H48O24 C96H102O51 ( C3H2O )x ( caramenlin ) ( chất màu humin ) hoặc viết công thức chung Cm(H2O)n Tyû lệ m n = 1,3 thì sản phẩm của phản ứng có chất màu, ta thu được sản phẩm caramenlan khi mất đi 12% nước, khi mất 15% nước thì ta thu được sản phẩm caramenlen, và khi mất đi 20% nước thì ta thu được sản phẩm caramenlin; các sản phẩm này có màu vàng cháy, khi nóng quá mới trở thành màu đen humin. Phản ứng caramel hóa bắt đầu ở 120oC, tăng nhanh và tạo màu đen ở 160 – 200oC, ở 400oC thì cháy thành than. Phản ứng caramel khi saccharose bị đun nóng trong một dung dịch đậm đặc: Ở những điều kiện truyền thống của phản ứng, nồng độ saccharose cao, pH trung tính và không có những tạp chất, một sự trẻ pha của sự phân rã saccharose có thể quan sát được. Khi sự phân rã saccharose xảy ra, những sản phẩm của phản ứng caramel saccharose được tạo thành gồm : fructose, glucose và những tác nhân tạo mùi thơm và màu sắc ( vd :5 – Hydroxymethyl – 2, furaldehyde ( HMF ) và 2 – furaldehyde ( furfural )). CHO CHO ( HMF ) O O ( furfural ) CH2OH III. Ứng dụng : Mùi caramel : Có 4 loại chung : furans, furanones, pyrones, và carbocyclics. Những tyû lệ tương đối của các hợp chất này có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và các điều kiện acid hoặc base. Trong khi gia nhiệt vàhoặc acid chi phối gây ra phản ứng dehydrate và đóng vòng, thì xu hướng phân chia của chuỗi carbon đường lại được gia tăng dưới những tác nhân base. Vì thế, phụ thuộc vào những điều kiện của phản ứng, chúng ta có thể tìm thấy những dẫn xuất của furan, như là HMF và hydroxy acetyl furan (HAF ). Furanones như là hydroxy dimethyl furanone(HDF), dihydroxy dimethyl furanone( DDF). Và pyranones “maltol” từ disaccharides và “hydroxymaltol” từ monosaccharides. HDF HAF DDF 5 – hydroxy – 5,6 – dihydromaltol Màu caramel : Gồm 4 loại: E150a, E150b, E150c, E150d. Những màu sắc này nằm trong phạm vi từ nâu đậm đến đen, được tạo ra bởi quá trình xử lý nhiệt của đường (E150a), của đường với sulphur dioxide(SO2) (E150b), của đường với ammonia(NH3)( E150c)và của đường với những hợp chất bao gồm cả NH3và sulphite(E150d). Nhóm màu caramel: E150b, E150c, E150d là những màu được sử dụng rộng rãi nhất, khoảng 98% các màu dùng trong sản xuất. Đun nóng đường glucose với acid sulfuric có mạêt ammonia, thì tạo ra các polymer có cường độ màu cao. Các polymer này có tính ổn định và tính tan tăng lên bởi vì có anion SO3H cộng vào liên kết đôi. C CH SO3H C C – SO3 Chúng ta có thể thấy chúng trong sản phẩm như bia, bánh myø đen, bánh sữa, chocolate, bánh quy, rượu, bánh rán, nước sốt, nước chấm, những thức uống nhẹ, mứt… Ở Bắc Myõ, xấp xỉ 80% màu caramel được dùng là trong những thức uống nhẹ. Ở Châu Âu, bia, nước sốt, nước chấm là những nguồn sử dụng chính. Và ở Châu AÙ, nước tương và những nước chấm khác là những ứng dụng lớn nhất. Nguồn phổ biến nhất là đường từ củ cải đường hoặc đường mía, và chúng ta có thể sử dụng cả đường từ malt tinh bột.
THIẾT BỊ PHÂN CHIA PHA LỎNG VÀ PHA RẮN I.ĐẶT VẤN ĐỀ Trong xí nghiệp vi sinh thường xảy trình tạo nhũ tương hạt mịn có kích thước khoảng 0,5µm, chất vẩn đục 0,1 – 0,5µm, dung dịch keo nhỏ 0,1µm giai đoạn chuẩn bị môi trường dinh dưỡng loại muối, cấy vi sinh vật sản phẩm tổng hợp vi sinh, hình thành làm nước thải thường tạo dung dịch huyền phù Đây hệ dị thể cần phân tách để thu sản phẩm hay bán thành phẩm phục vụ cho công đoạn qui trình sản xuất Trong cơng nghiệp vi sinh, máy dùng để phân chia hệ không đồng trường ly tâm gọi máy ly tâm máy phân ly Khác với máy ly tâm, máy phân ly có yếu tố phân ly cao, bề mặt kết tủa phát triển, mức độ phân chia hệ phân tán cao nên suất lớn đến 300 m3/h Ta biết, nuôi cấy vi sinh vật để sản xuất sản phẩm chất hoạt hóa sinh học trình tinh vi phức tạp.Để thu nhận sản phẩm tổng hợp vi sinh phần lớn tiến hành điều kiện tiệt trùng nhà máy vi sinh người ta thường sử dụng máy phân ly vi khuẩn với tốc độ cao, máy phân ly để tách huyền phù lơ lửng Theo mục đích cơng nghệ, máy phân ly chất lỏng theo phương pháp ly tâm chia làm năm nhóm: - Các máy phân ly để tách hai chất lỏng khơng hồ tan với (ví dụ nước parafin) đồng thời loại cấu tử lơ lửng khỏi chất lỏng; - Bộ lọc để loại cấu tử lơ lửng (các tế bào huyền phù vi sinh) khỏi chất lỏng; - Bộ lọc - phân chia hoạt động chủ yếu phụ thuộc vào lắp ráp rôto; - Máy cô đặc để tăng nồng độ cấu tử lơ lửng hay cấu tử keo huyền phù vi sinh, đồng thời với việc phân chia sản phẩm trường hợp nhũ tương; -Máy phân cấp để phân loại cấu tử lơ lửng huyền phù theo kích thước hay theo tỷ trọng hạt Theo phương pháp thải chất lắng từ rôto, máy phân ly chia loại máy phân ly tháo xung động ly tâm (tự tháo liệu), loại máy phân ly tháo ly tâm liên tục (có ống thổi thẳng) loại máy phân ly tháo cặn phương pháp thủ công dừng rôto Năng suất máy phân ly phụ thuộc vào tính chất hố lý vật liệu gia cơng, vào mức độ cô đặc yêu cầu II NỘI DUNG: Dưới số máy phân ly thường sử dụng: Máy phân ly - máy làm lắng Máy phân ly làm lắng dạng đĩa sử dụng công nghệ vi sinh để làm chất lỏng tách hợp chất chất lỏng hay huyền phù Thuộc loại bao gồm máy phân ly kín dạng ĂÝ-Â, ƠỊ-, ĂÝ có tháo cặn xung động ly tâm Máy phân ly dạng ĂÝ-Â Hình 11.6 Máy phân ly dạngĂÝ-Â: 1,6- Các nút; 2- Khung máy; 3- Bộ mức dầu; 4- Trục ngang; 5Tốc kế vòng; 7- Thuỷ trạm; 8- Âu; 9- Thùng thu nhận; 10- Van; 11Vỏ trống quay; 12- Đáy trống; 13; Pittông; 14- Bộ giữ đĩa; 15- Đĩa; 16- Nắp trống; 17- Đĩa áp lực; 18- Cơ cấu nhận tháo; 19- Ống trung tâm; 20,21- Các vòng căng; 22- Thùng chứa bùn; 23- Khoảng khơng gian chứa bùn; 24Ổ trục trên; 25- Lò xo trục trên; 26- Trục đứng;27 – Gối tựa Cấu tạo nguyên tắc hoạt động: Cấu tạo: Máy phân ly dạng ĂÝ-Â gồm khung máy có cấu dẫn động , nhờ cấu truyền động mà trục đứng 26 quay làm trống quay Để cho máy phân ly hoạt động ổn định động nối với trục ngang qua khớp nối, biến đổi đáng kể momen xoắn bị triệt tiêu Khớp ly hợp ma sát bảo đảm cho truyền động quay không đổi nhịp nhàng Trống quay phận hoạt động bản, tác động lực ly tâm không gian đĩa xảy tượng tách hạt lơ lửng từ chất lỏng canh trường Đường kính trống quay 600mm , khe hgowr van 0.5mm, số vòng quay trống 5000 vòng/phút Trong vỏ trống quay 11 lắp giữ đĩa 14 giúp cố định vị trí đĩa quay, có đĩa hình nón cụt 15 đĩa có lỗ ,tập hợp lỗ lại tạo thành đường ống dọc dẫn chất lỏng đẫ làm vào đĩa áp lực 17 để đưa ngồi Trong vỏ trống có pittong 13 có tác dụng hạt sinh khối lớn tách vào khoảng không gian chứa bùn 23 trống nhiều pittong chuyển động làm mở lỗ trống chất rắn đưa vào thùng chứa bùn 22 Máy có cấu nhận tháo 18 Bên vỏ máy phân ly có tốc kế vòng 5, hãm thủy trạm Thủy trạm đặt âu để điều khiển đóng, tháo trống quay mở van Âu phần vỏ lắp thêm hai đoạn ống để nạp tháo chất lỏng lạnh trình phân ly Bên máy phân ly có thùng để chứa chất lỏng đĩa, chất lỏng tháo nhờ van 10 Ngồi phận máy có phận hỗ trợ khác như: 1,6 – nút – mức dầu 12 – đáy trống 16 – nắp trống 20,21 – vòng căng 24 - ổ trục 25 – lò xo trục 27 – gối tựa Nguyên tắc hoạt động : Chất lỏng canh trường theo ống nạp trung tâm 19 vào khoang giữ đĩa, sau vào khoảng không gian chứa bùn 23 trống , dâng lên vào khoảng không gian đĩa lúc trống quay tạo lực ly tâm Dưới tác dụng lực ly tâm, hạt nặng lớn sinh khối bị bắn tới ngoại vi trống, chất lỏng có hạt sinh khối nhỏ vào túi đĩa hình nón cụt Q trình phân ly để tách pha lỏng pha rắn thực cách triệt để nhờ vào độ mỏng lớp tính phân tầng dòng chảy bảo đảm tách hạt sinh khối nhỏ không gian đĩa bề mặt đĩa Chất lỏng làm nhẹ chuyển động chảy ngược lên theo rãnh giữ đĩa vào khoang đĩa áp lực 17 Tại đĩa tạo áp lực đẩy chất lỏng ngồi Còn hạt sinh khối tách chuyển xuống theo bề mặt đĩa đến mép đĩa (do góc nghiêng đĩa hình nón lớn góc rơi tự hạt rắn ) vào khoảng không chứa bùn Khi khoảng khơng chứa bùn đầy ngừng nạp canh trường chất lỏng nhờ hai cấu van rót mà chất lỏng làm từ khoảng không đĩa vào thùng chứa Nhờ cấu tháo mà sinh khối đẩy vào thùng chứa bùn 22 Sau ngừng nạp nước đệm vào khoang pittông, đóng kín trống quay chu kỳ cơng nghệ lặp lại Để bít kín khoảng khơng gian chứa bùn máy phân ly kiểu ly tâm có tháo cặn xung động cần phải tạo độ chênh lệch áp suất chất lỏng bên trống áp suất phần tử đưa vào bề mặt kín Để thực điều sử dụng chất đệm phụ, khơng khí, lò xo hay phần tử đàn hồi khác Ưu, nhược điểm: Ưu điểm: - Mức độ phân ly cao, trình tách triệt để máy ly tâm - Thể tích thùng lớn Nhược điểm: - Cấu tạo phức tạp, nhiều phận cồng kềnh - Gia cơng khó cần chế tạo vật liệu chống ăn mòn Ứng dụng: - Để phân ly huyền phù mịn dung dịch keo - Phân riêng nhũ tương ,chẳng hạn như: tách bơ sữa - Tinh luyện dầu thực vật lắng chất béo Các máy phân ly có tháo cặn liên tục ly tâm Cấu tạo nguyên tắc hoạt động: 1- Khung máy ; – Trống quay ; - Ống tháo chất lỏng xử lý ; – Bộ phận chứa chất cô nấm men Cấu tạo: Máy phân ly gồm khung với cấu dẫn động, truyền động máy phân ly thực từ động riêng biệt qua khớp nối ly hợp ma sát truyền trục vít bánh vít với tốc độ cao Trống quay lắp đặt tự trục lắp vào rãnh xẻ trục giằng, nhờ đảm bảo việc tự điều chỉnh tâm trống quay Bên trống lắp đĩa hình nón trục, đĩa hình nón có gờ bề mặt ngồi, nhờ gờ mà đĩa chuyển động được, khoảng cách đĩa 0,8 mm Gia cố túi ống quay nằm giữ đĩa Ở phần máy theo vòng tròn phân bổ rãnh xuyên qua đặt ống tháo chất cô nấm men Đoạn ống để tháo chất lỏng canh làm có phận chứa chất nấm men Nguyên tắc hoạt động: Huyền phù nấm men nạp qua ống phân phối vào khoang giữ đĩa, nhờ gờ đĩa mà chuyển động quay truyền đến Huyền phù chảy qua giữ đĩa đáy trống Dưới tác dụng lực ly tâm tế bào nấm men lớn bắn ngoại vi trống quay Huyền phù từ khoang chứa nấm men vào túi đĩa hình nón chế độ chảy tầng bị tràn thành lớp mỏng Dưới tác động lực ly tâm tế bào nấm men có tỷ trọng so với pha lỏng, lắng bề mặt đĩa chuyển đảo theo bề mặt vào không gian chứa bùn trống Chất nấm men qua miệng phun ngồi vào thùng chứa Chất lỏng phân ly qua túi đĩa chuyển động ngược lên dọc theo bề mặt giữ đĩa vào khoang đĩa áp lực, nhờ đĩa tạo áp lực đảy chất lỏng qua ống tháo chất lỏng Có thể điều chỉnh nồng độ nấm men huyền phù cô đặc phương pháp thay đổi đường kính lỗ miệng phun, nhiên tỷ số đường kính lỗ bên miệng phun lớn 1: 1/7 Mức độ cô huyền phù phụ thuộc vào nồng độ nấm men huyền phù ban đầu Khi nồng độ nấm men có 75% nước, 20 – 30 g/l , mức độ – 10% , nồng độ 80 – 120 g/l 5- % Cô huyền phù đến hàm lượng nấm men 550 – 600 g/l tiến hành khoảng 2-3 mức phân ly liên tục Để trình phân ly đạt hiệu chất lắng cần phải đạt độ dẻo khơng thể chảy khỏi vòi phun, khơng bít vòi khơng tạo vòm bên rơto Liên quan với điều việc lọc sơ có ảnh hưởng tốt tới hoạt động máy phân ly Lọc sơ qua lọc lưới để loại tạp chất học, làm bẩn khoảng không gian đĩa làm bẩn lỗ miệng phun Sử dụng máy phân ly để thu nhận chất cặn có độ ẩm nhỏ không cần thiết Ưu, nhược điểm: Ưu điểm: Làm việc liên tục, suất cao Nhược điểm : Khi giảm lượng miệng phun mức độ huyền phù nấm men tăng lên làm cho suất máy giảm Thiết bị cồng kềnh Ứng dụng: Trong công nghệ vi sinh, máy dùng để phân chia huyền phù nấm men Máy phân ly vi khuẩn tốc độ cao dạng AX-213 Máy phân ly vi khuẩn tốc độ cao dạng AX-213 thuộc máy phân ly đại Cấu tạo nguyên tắc hoạt động: Hình 11.8 Máy phân ly vi khuẩn có tốc độ cao AX – 213 - Ống nạp chất lỏng để làm ; 2- Trống ; 3- Các túi để chuwac hạt rắn ; – Đĩa áp lực ; 5- vật đệm kín; – Vòi để xả hạt rắn; – Các đĩa; – Vỏ trục; – Bộ tra dầu ; 10 – Bộ giảm xóc; 11- Khớp nối từ tính; 12- Động cơ; 13- Bệ máy Cấu tạo: Máy phân ly vi khuẩn lắp đặt bệ 13 có bốn chân giảm xóc 10, đảm bảo tính ổn định loại trừ dao động máy hoạt động Bên vỏ có trục đứng, trống quay lắp chặt trục hình thành dạng lõi - ống Các ổ trục lắp giảm xóc cao su để loại trừ rung động Khi trục quay, hệ bôi trơn phun dầu tạo sương mù tiến hành có tác dụng bơi trơn hiệu Trống máy phân ly vi khuẩn trang bị túi để gom hạt rắn Các mặt bên túi xếp thành góc để hướng hạt rắn vào ống xả Các ống xả bố trí dọc theo trục cho phép đảm giữ hồn chỉnh tường ngồi trống, làm cho có độ bền học lớn Vòng hãm có tác dụng làm cho đường kính nhỏ lại nhằm giảm khối lượng tăng độ bền thiết bị cho phép đạt tốc độ cao Động 12 lắp bệ Truyền động quay tới trục trống nhờ đai đơn dẹt Khớp nối từ tính 11 bảo đảm việc mở dừng trục cách êm thuận Máy phân ly vi khuẩn trang bị hãm thủ công để tác động tới tang thùng chứa dầu đặt đáy vỏ trục Nguyên tắc hoạt động: Đầu tiên chất lỏng canh trường nạp vào theo ống tâm cố định để vào trống, qua phân phối để vào đĩa 7, hạt rắn tách Dưới tác động lực ly tâm hạt rắn bắn xuyên tâm tháo xuống đĩa, rơi xuống mép đĩa đẩy khỏi khoảng đĩa vào ngoại vi phân bố túi, hạt gom lại Chất lỏng chảy lên miệng trống tháo nhờ đĩa áp lực Trên đĩa áp lực có vật đệm kín Các hạt rắn phân ly tập trung ngoại vi trống quay-ngoài vùng phân ly khoảng thời gian ÷ phút tháo ngồi nhằm tránh ngăn cản dòng, q trình phun hạt rắn tiến hành gián đoạn chất lỏng nạp liên tục không ngừng hoạt động Các ống xả dọc trục nối với van Trong điều kiện bình thường, van đóng lại nhờ chắn lò xo Để đẩy hạt rắn, chắn hạ xuống nhờ thổi đột ngột không khí vào trục rỗng trống Khi van mở hạt rắn tháo vào vòng gom Các hạt rắn tháo từ vòng gom vào xiclon, sau tháo ngồi áp suất lực ly tâm Ưu,nhược: Ưu: - Yếu tố phân chia máy phân ly vi khuẩn tốc độ cao dạng AX213 142000, nhờ tách hạt có đường kính đến 0,0005 mm Năng suất máy đạt 36 m3/h, cao máy phân ly khác - Máy phân ly làm việc liên tục, khơng cần phải ngừng để làm sạch, có hệ thống điều khiển trình tháo dỡ hạt rắn, q trình rửa khơng cần phải tháo trống quay hồn tồn tự động hố Nhược: Giá thành cao Ứng dụng: - Tách vi sinh vật, đặc biệt bào tử vi khuẩn chịu nhiệt khỏi sữa Ngồi ra, có số máy thơng dụng khác như: FEUX – 412(Thụy Điển), FEUX – 420(Thụy Điển), TA- 205-01167(Đức)… III KẾT LUẬN: Việc phân chia hệ thành phần có tỷ trọng khác tiến hành có hiệu phân ly Chính mà phân ly sử dụng rộng rãi tuyển tinh nấm men gia súc nấm men bánh mì, phân chia nhũ tương làm dung dịch chất hoạt hoá sinh học trước cô thiết bị cô thiết bị siêu lọc Các máy phân ly cho phép gia công khối lượng lớn loại huyền phù khó lọc, cho phép tăng cường việc tách cô vi sinh vật tiểu phần rắn có kích thước lớn 0,5µm I Sơ Lược Về Phản Ứng Caramel Phản ứng Caramel định nghĩa trìnhï khử đường tác dụng nhiệt, hình thành sản phẩm dễ bay ( tạo mùi thơm Caramel) có màu nâu đặc trưng (tạo màu Caramel) Điều kiện chung phản ứng :xúc tác acid,base;To >120o ;3< pH < Phản ứng caramel phản ứng không cần Enzym Phản ứng Caramel xảy thức ăn, bề mặt chúng bị đốt nóng mạnh, ví dụ: trình nướng quay ; trình chế biến thức ăn có hàm lượng đường cao loại mứt dĩ nhiên loại nước ép trái cây, sản phẩm rượu Các sản phẩm caramel hóa có vị đắng Phản ứng caramel làm hóa nâu đường Đường thường bị hoá nâu nhiều đường saccharose Đường saccharose kết hợp monosaccharide : glucose fructose Saccharose E Invertase glucose + fructose - Fructose bị caramel hoá dễ glucose - Khi đường xiro bị nhiệt hóa, chúng trải qua nhiều giai đoạn riêng biệt Mỗi giai đoạn có đặc trưng riêng ứng dụng việc làm bánh mứt Các loại đường khác giai đoạn xảy nhiệt độ khác Sự caramel hoá dung dịch đường maltose với có mặt alanin Hồ tan đường maltose nước, ta sản phẩm để đieàu chế caramel Alanin chất xúc tác cho dung dịch đường Phản ứng caramel xảy truyền nhiệt 130oC, thời gian 90 phút Cứ 30 phút lấy từ phân ly caramel tách khỏi thành phần bay hơi, ta mẫu tốt Các mẫu có hương thơm màu sắc đánh giá tiêu chuẩn ISO Kết với có mặt alanin có ý nghĩa lớn làm giảm tính acid đặc biệt làm tăng tính caramel Mặt khác, tăng nhiệt với có mặt alanin, dẫn đến làm tăng màu nâu dung dịch caramel Chất HMF (5 – hydroxymethyl – – furfural ), sản phẩm mang đặc tính caramel, có giá trị cao mẫu có chứa alanin xác định thơng qua mùi caramel so với hợp chất caramel acetyl pyrrole, – furanones, 1– ( – furanyl ) 1,2 propandione II Cơ Chế Phản Ứng : Nhiệt độ xảy phản ứng: Phản ứng xảy mạnh mẽ nhiệt độ nóng chảy đường Tuy nhiên, phản ứng phụ thuộc vào nồng độ đường , pH môi trường , thời gian đun nóng… người ta tìm thấy sản phẩm caramel hoá nhiệt độ thấp điểm nóng chảy đường Vd : saccharose bắt đầu biến đổi nhiệt độ 135oC Bảng 1: Nhiệt độ xảy phản ứng caramel số loại đường: Loại đường fructose Nhiệt độ xảy phản ứng 110o C 160o C 160o C 180o C 160o C 230o C galactose glucose maltose saccharose lactose Các Giai Đoạn Xảy Ra Phản Ứng Caramel: Trong gia nhiệt gây phản ứng Caramel, monosaccharide phải có bố trí lại nội phân tử, gây phóng thích ion H+ Vì thế, độ pH dung dịch hòa tan trải qua phản ứng Caramel giảm theo thời gian, kết đến phạm vi ( vùng ) acid nhỏ, độ pH -5 Phản ứng caramel xảy theo trình tự gồm bước; làm biến đổi đường đơn giản thành hợp chất màu khác, phá vỡ phân tử dài thành phân tử ngắn xếp chúng lại Phản ứng Enol hóa khơi mào đặc biệt quan trọng mở đầu chuỗi kiện liên tiếp Những phản ứng làm tăng sản phẩm đường béo tách Những phản ứng phản ứng nhanh để tạo hợp chất Carbocyl hợp chất chứa Oxy dò vòng qua đường ngưng tụ Aldol Bảng 2: bước chế phản ứng caramel Bước : Q trình Enol hóa H–C=O H – C – OH H – C – OH C – OH C=O ( CHOH )3 ( CHOH )3 ( CHOH )3 CH2OH CH2OH CH2OH Aldose Bước : Q trình Dehrat hóa CH2OH 1,2 – endion H – C – OH H–C=O C – OH ( CHOH )3 CH2OH +H2O 1,2 – endion C – OH C=O CH CH2 ( CHOH )2 CH2OH ketose H–C=O ( CHOH )2 CH2OH 3- deoxyhexosulose Bước 3: Quá trình tạo Dicacboxylic CH2OH CH2OH C=O COOH C=O CHO +H2O Bước : Phản ứng hồi Aldol Bước : Quá trình ngưng tụ Aldol CH2 CH2 CHOH CHOH CH2OH CH2OH H – C – OH CH2OH C – OH C=O CHOH CH2OH CHOH CHO CHO COOH CHOH - H 2O CHOH C=O CHOH CH2OH CH2OH CH3 CH3 H–C=O H–C=O + H–C=O +H2O H – C – OH (–) R H – C – OH – C – OH ước : Phản ứng góc –C=OH R – C = O HH –C–O ( OH –) ( CHOH ) CH H CHOH + C – O C–O CH H CH HOH oặc H – C – OO –C–O v…v …) Hợp chất trung gian quan trọng phản ứng Caramel nhiệt osuloses, chúng chất Dicacbonyl ( - C = O ), 3–Deoxyhexosulose ; không dẫn đến hình thành màucủa Caramel mà làm tăng sản phẩm dễ bay quan trọng, đặc trưng cho hương vị Caramel Sơ đồ: SỰ GIẢM TÍNH ACID CỦA ĐƯỜNG H–C=O H – C – OH H – C – OH H–C=O C – OH HO – C – H HO – C – H C – OH C–H H – C – OH H – C – OH H – C – OH H – C – OH H – C – OH H – C – OH CH2OH CH2OH CH2OH D – GLUCOSE 1,2 – ENOL H–C=O H–C=O C=O C=O – DEOXYALDOS – ZENE – H2O HC Sự đóng vòng HOCH2C CH2 CHO CH H – C – OH CH H – C – OH H – C – OH CH2OH CH2OH – DEOXYOSULOSE CH C– O – HYDROXYMETHYL – FURALDEHYDE OSULOS – – ENE SỰ GIẢM TÍNH KIỀM CỦA ĐƯỜNG D – GLUCOSE D – FRUCTOSE H–C=O CH2OH H – C – OH C=O D - MANNOSE H–C=O HO – C –H HO – C – H HO – C – H HO – C – H H – C – OH H – C – OH H – C – OH H – C – OH H – C – OH H – C – OH CH2OH CH2OH CH2OH H – C – OH C – OH HO – C – H 1,2 – ENOL H – C – OH H – C – OH CH2OH CHO CHOH CHOH C – OH HC OH OH C=O CH2OH CH2OH CH3 Glyceraldehyde Triose Pyruvaldehyde Enediol Hydrate SỰ HÓA NÂU ACID ASCORBIC O=C O=C C – OH O C – OH C=O O C=O H–C H–C HO – CH HO – CH CHOH CH3 COOH C=O COOH C=O H – C – OH HO – C – H DL – lactic acid CH2OH L – Ascorbic acid CH2OH Dehydroascorbic acid 2,3 – diketogulonic acid CHO C CH O CH CH Furfural CH2OH + CO2 Dưới tác dụng nhiệt độ( cô đặc ,sấy, sao, rang, nướng,…) đường saccharose bị nước tạo thành chất màu caramel -H2O C12H22O11 C12H20O10 -H2O C12H18O9 -H2O C36H50O25 ( caramenlan ) ( caramenlen ) -H2O -H2O - 19H2O C36H48O24 C96H102O51 ( caramenlin ) ( C3H2O )x ( chất màu humin ) viết công thức chung Cm(H2O)n Tỷ lệ m n = 1,3 sản phẩm phản ứng có chất màu, ta thu sản phẩm caramenlan 12% nước, 15% nước ta thu sản phẩm caramenlen, 20% nước ta thu sản phẩm caramenlin; sản phẩm có màu vàng cháy, nóng trở thành màu đen humin Phản ứng caramel hóa bắt đầu 120oC, tăng nhanh tạo màu đen 160 – 200oC, 400oC cháy thành than Phản ứng caramel saccharose bị đun nóng dung dịch đậm đặc: Ở điều kiện truyền thống phản ứng, nồng độ saccharose cao, pH trung tính khơng có tạp chất, trẻ pha phân rã saccharose quan sát Khi phân rã saccharose xảy ra, sản phẩm phản ứng caramel saccharose tạo thành gồm : fructose, glucose tác nhân tạo mùi thơm màu sắc ( vd :5 – Hydroxymethyl – 2, furaldehyde ( HMF ) – furaldehyde ( furfural )) CHO O CH2OH ( HMF ) CHO O ( furfural ) III Ứng dụng : Mùi caramel : Có loại chung : furans, furanones, pyrones, carbocyclics Những tyû lệ tương đối hợp chất bị ảnh hưởng nhiệt độ điều kiện acid base Trong gia nhiệt và/hoặc acid chi phối gây phản ứng dehydrate đóng vòng, xu hướng phân chia chuỗi carbon đường lại gia tăng tác nhân base Vì thế, phụ thuộc vào điều kiện phản ứng, tìm thấy dẫn xuất furan, HMF hydroxy acetyl furan (HAF ) Furanones hydroxy dimethyl furanone(HDF), dihydroxy dimethyl furanone( DDF) Và pyranones “maltol” từ disaccharides “hydroxymaltol” từ monosaccharides O HO H3C O HDF HO O HAF O O CH3 H3C HO O O DDFOH dihydromaltol CO – CH2OH CH3 OH H3C – hydroxy – 5,6 – Màu caramel : - Gồm loại: E150a, E150b, E150c, E150d - Những màu sắc nằm phạm vi từ nâu đậm đến đen, tạo trình xử lý nhiệt đường (E150a), đường với sulphur dioxide(SO2) (E150b), đường với ammonia(NH3)( E150c)và đường với hợp chất bao gồm NH3và sulphite(E150d) Nhóm màu caramel: E150b, E150c, E150d màu sử dụng rộng rãi nhất, khoảng 98% màu dùng sản xuất - Đun nóng đường glucose với acid sulfuric có mạêt ammonia, tạo polymer có cường độ màu cao Các polymer có tính ổn định tính tan tăng lên có anion SO3H - cộng vào liên kết đơi C CH SO3H - C - C – SO3- Chúng ta thấy chúng sản phẩm bia, bánh myø đen, bánh sữa, chocolate, bánh quy, rượu, bánh rán, nước sốt, nước chấm, thức uống nhẹ, mứt… Ở Bắc Myõ, xấp xỉ 80% màu caramel dùng thức uống nhẹ Ở Châu Âu, bia, nước sốt, nước chấm nguồn sử dụng Và Châu AÙ, nước tương nước chấm khác ứng dụng lớn - Nguồn phổ biến đường từ củ cải đường đường mía, sử dụng đường từ malt tinh bột ... hướng phân chia chuỗi carbon đường lại gia tăng tác nhân base Vì thế, phụ thuộc vào điều kiện phản ứng, tìm thấy dẫn xuất furan, HMF hydroxy acetyl furan (HAF ) Furanones hydroxy dimethyl furanone(HDF),... Pyruvaldehyde Enediol Hydrate SỰ HÓA NÂU ACID ASCORBIC O=C O=C C – OH O C – OH C=O O C=O H–C H–C HO – CH HO – CH CHOH CH3 COOH C=O COOH C=O H – C – OH HO – C – H DL – lactic acid CH2OH L – Ascorbic... ống xả dọc trục nối với van Trong điều kiện bình thường, van đóng lại nhờ chắn lò xo Để đẩy hạt rắn, chắn hạ xuống nhờ thổi đột ngột khơng khí vào trục rỗng trống Khi van mở hạt rắn tháo vào