Mục đích của quá trình làm sạch nước mía

1 Mục đích q trình làm nước mía Cơ sở lý thuyết trình làm nước mía: * Mục đích: - Loại tối đa chất khơng đường khỏi nước mía hỗn hợp đặc biệt chất có hoạt tính bề mặt chất keo - Trung hồ nước mía hỗn hợp - Loại tất chất rắn dạng lơ lửng nước mía * Cơ sở lí thuyết: a Tác dụng pH: Nước mía hỗn hợp có pH =  5,5 Trong trình làm sạch, biến đổi pH dẫn đến q trình biến đổi hố lí hố học chất khơng đường nước mía có ảnh hưởng lớn đến hiệu làm Việc thay đổi pH có tác dụng sau: + Ngưng kết chất keo: pH pH 11 + Làm chuyển hoá đường sacaroza pH< tạo thành hỗn hợp đường glu fruc + Làm phân huỷ sacaroza pH > + Làm phân huỷ đường khử pH > + Tách loại chất không đường: Khi pH = -10, muối vô Al2O3 , P2O5, SiO2, Fe2O3, MgO dễ bị tách loại Khi pH khoảng 7,0, tách loại 50% chất keo (pentozan) Khi pH khoảng 5,6 98% protein bị tách loại, vượt trị số pH đó, hiệu tách loại thấp b Tác dụng nhiệt độ: Phương pháp dùng nhiệt để làm nước mía phương pháp quan trọng Để đảm bão chất lượng sản phẩm nâng cao hiệu suất thu hồi đường cần khống chế điều kiện nhiệt độ - Khống chế nhiệt độ tốt thu tác dụng sau: + Loại khơng khí nước mía, giảm bớt tạo bọt Tăng nhanh trình phản ứng hố học Ví dụ: Tạo thành CaSO3 CaCO3 kết tủa, phương pháp làm + Có tác dụng diệt trùng, đề phòng lên men axit xâm nhập vi sinh vật vào nước mía + Nhiệt độ tăng cao làm tỉ trọng nước mía giảm, đồng thời làm chất keo ngưng tụ, tăng nhanh tốc độ lắng chất kết tủa - Nếu khống chế nhiệt độ không tốt thường gặp trường hợp khơng tốt sau: + Nước mía pH =  5,5 có tính axit, tác dụng nhiệt, đường sacaroza bị chuyển hoá tăng tổn thất đường + Nếu thời gian tác dụng nhiệt kéo dài, nhiệt độ cao thường sinh tượng caramen hoá ảnh hưởng đến màu sắc nước mía, làm nước mía có màu sẫm +Trong NMHH có chứa hàm lượng đường khử định, tác dụng nhiệt độ, đặc biệt nhiệt độ cao, đường khử bị phân huỷ tạo chất màu axit hữu + Đun nóng nước mía có tác dụng thuỷ phân vụn mía, sản sinh chất keo c Tác dụng chất điện ly: - Vơi: có tác dụng: + Trung hòa axit hữu vơ + Tạo điểm đẳng điện để ngưng kết chất keo + Làm trơ phản ứng axit nước mía hỗn hợp ngăn ngừa chuyển hóa đường sacaroza + Kết tủa đông tụ chất không đường, đặc biệt protein, pectin, chất màu axit tạo muối không tan + Phân hủy số chất không đường, đặc biệt đường chuyển hóa, amit + Tác dụng học: Những chất kết tủa tạo thành có tác dụng kéo theo chất lơ lửng chất khơng đường khác + Sát trùng nưóc mía: làm cho phần lớn vi sinh vật không sinh trưởng - Lưu huỳnh đioxit SO2: có tác dụng + Tạo kết tủa CaSO3 có khả hấp phụ chất khơng đường, chất màu chất keo có dung dịch + Làm giảm độ kiềm, độ nhớt dung dịch: có lợi cho thao tác nấu đường kết tinh, đồng thời hạn chế phát triển sinh vật + Tẩy màu ngăn ngừa tạo màu + Làm cho CaSO3 kết tủa tạo thành chất tan: cho SO2 lượng làm CaSO3 kết tủa thành hòa tan - CO2: có tác dụng + Tạo kết tủa với vôi -> CaCO3 chất kết tủa có khả hấp phụ chất khơng đường kết tủa + Phân ly muối sacarat canxi -> sacaroza CaCO3 kết tủa - P2O5: có tác dụng + P2O5 dạng muối axit kết hợp với vôi tạo thành muối photphat canxi kết tủa Ca3(PO4)2 có tỷ trọng lớn có khả hấp phụ chất keo chất màu kết tủa Phương pháp cho vôi phân đoạn, phương pháp SO2 axit tính ứng dụng sở lý thuyết trình làm Phân tích * PP cho vơi phân đoạn: - Tác dụng pH: + Giai đoạn cho vôi sơ (pH=6-6,4): tạo pH đẳng điện ngưng kết chất keo, hạn chế chuyển hóa đường sacaroza, tách loại chất không đường + Giai đoạn cho vôi lần (pH= 7,6-8,2): ngăn ngừa chuyển hóa đường sacaroza, làm phân hủy đường khử, tách loại chất không đường, nhiên làm phân hủy đường sacaroza - Tác dụng chất điện ly: Vơi Ca(OH)2 + Trung hòa axit hữu vô + Tạo điểm đẳng điện để ngưng kết chất keo + Tạo kết tủa Ca3(PO4)2 hấp phụ chất không đường (GĐ cho vôi lần 2) + Làm trơ phản ứng axit nước mía hỗn hợp ngăn ngừa chuyển hóa đường sacaroza + Kết tủa đơng tụ chất không đường, đặc biệt protein, pectin, chất màu axit tạo muối không tan + Phân hủy số chất khơng đường, đặc biệt đường chuyển hóa, amit + Tác dụng học: Những chất kết tủa tạo thành có tác dụng kéo theo chất lơ lửng chất không đường khác + Sát trùng nưóc mía: làm cho phần lớn vi sinh vật khơng sinh trưởng - Tác dụng nhiệt độ: + GĐ đun nóng lần (t0=90-1050C): tiêu diệt VSV, làm nước keo ưa nước tăng nhanh tốc độ ngưng kết keo, tăng tốc độ phản ứng hóa học + GĐ đun nóng lần (t0=100-1050C): tăng tốc độ lắng, lọc + Ở điều kiện kiềm, tác dụng nhiệt làm phân hủy đường sacaroza * Phương pháp SO2 axit tính: - Tác dụng pH chất điện ly ( Ca(OH)2, SO2): + Giai đoạn cho vôi sơ (pH=6,2 -6,6): tạo pH đẳng điện ngưng kết chất keo, hạn chế chuyển hóa đường sacaroza, tách loại chất khơng đường, trung hòa axit hữu vơ cơ, sát trùng nước mía (ức chế phát triển VSV) + GĐ thông SO2 lần 1(pH= 3,4 - 3,8): tạo điểm đẳng điện ngưng kết chất keo, nhiên làm chuyển hóa đường sacaroza, tạo kết tủa CaSO3 có khả hấp phụ chất khơng đường, chất màu kết tủa + GĐ trung hòa( pH=6,8-7,2): tạo điểm đẳng điện ngưng kết chất keo, ngăn chuyển hóa đường, trung hòa lượng SO2 dư nhằm làm giảm tượng làm tan kết tủa + GĐ thông SO2 lần 2(pH= 6,2-6,6): làm giảm pH -> giảm độ kiềm, độ nhớt-> có lợi cho khâu nấu đường, kết tinh, phân ly; ngăn ngừa tạo thành chất màu; khử chất màu thành chất không màu - Tác dụng nhiệt độ: + Đun nóng lần 1(55-600C): > Làm mất nước chất keo ưa nước, tăng nhanh trình ngưng tụ keo > Tăng nhanh tốc độ phản ứng hóa học > Ở nhiệt độ cao hòa tan nước muối CaSO3, CaSO4 giảm, kết tủa hồn tồn, thơng SO2 tạo tượng q bão hòa, giảm đóng cặn thiết bị bốc truyền nhiệt + Đun nóng lần 2( 102-1050C): giảm độ nhớt, tăng nhanh tốc độ lắng + Đun nóng lần 3( t0=110-1150C): đưa dung dịch đến nhiệt độ sôi ứng với giai đoạn cô đặc để giảm thời gian cô đặc Ưu nhược điểm phương pháp cho vơi phân đoạn Phân tích ưu nhược điểm Ưu điểm : - Hiệu suất làm tốt, loại chất không đường nhiều: Qua lần gia vơi lợi dụng điểm ngưng tụ khác để loại chất không đường nên nước mía trong, bùn lọc dễ, chất keo chứa nitơ loại 80%, sáp mía loại 90% - Tiết kiệm khoảng 35% so với phương pháp lạnh: giảm lượng vôi sử dụng so với pp lạnh Khuyết điểm : - Sơ đồ cơng nghệ phức tạp: có cơng đoạn cho vơi cơng đoạn đun nóng - Sự chuyển hóa phân giải sacaroza tương đối lớn: giai đoạn cho vơi lần có pH làm chuyển hóa đường sacaroza; giai đoạn cho vơi lần có pH>7 -> làm phân hủy đường sacaroza Ưu nhược điểm phương pháp SO2 axit tính Phân tích ưu nhược điểm Ưu diểm: - Tiêu hao hóa chất (vơi, lưu huỳnh ) tương đối - Sơ đồ công nghệ thiết bị tương đối đơn giản, vốn đầu tư - Sản xuất đường trắng: SO2 có tác dụng tẩy màu ngăn ngừa tạo màu Khuyết điểm: - Loại chất không đường ít, chênh lệch độ tinh khiết nước mía trước sau làm thấp, đơi có trị số âm (tức sau làm chất không đường tăng lên) - Hàm lượng canxi nước mía tương đối nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng đến đóng cặn thiết bị bốc hơi, ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi đường - Khi gặp loại mía xấu, sâu bệnh khó làm khơng thể cho hiệu làm ổn định Do hiệu làm không tốt, nên phẩm chất đường thành phẩm phuơng pháp SO2 khơng phương pháp CO2 Trong q trình bảo quản đường dễ biến màu oxi không khí - Trong q trình thao tác, đường sacaroza chuyển hóa tương đối lớn, tổn thất đường bùn lọc cao Ưu nhược điểm phương pháp CO2 thông thường Phân tích ưu nhược điểm Ưu điểm: - Hiệu làm tốt, chênh lệch độ tinh khiết nước mía trước sau làm đến -5 - Loại khỏi nước mía lượng lớn chất keo, chất màu chất vô (MgO, Fe2O3, Al2O3, P2O5) Hàm lượng muối canxi nước mía - Đóng cặn thiết bị ít, giảm lượng tiêu hao hóa chất dùng thơng rửa nồi bốc - Chất lượng sản phẩm tốt, bảo quản lâu Hiệu suất thu hồi đường cao Khuyết điểm: - Lượng tiêu hao luợng, hóa chất nhiều, lượng vơi dùng gấp 20 lần so với phương pháp vôi 10 lần so với phương pháp SO2, dùng nhiều khí CO2 - Sơ đồ công nghệ thiết bị tương đối phức tạp - Kỹ thuật thao tác yêu cầu cao, khống chế không tốt dễ sinh tượng đường khử phân hủy Phân tích điều kiện kỹ thuật công nghệ phương pháp cho vôi phân đoạn (Phân tích mục đích, chế tác dụng, thông số kỹ thuật công đoạn) Chất lượng vơi Chất lượng vơi có ảnh hưởng lớn đến hiệu làm Để có hiệu làm tốt, vơi cần có tiêu chuẩn định Nếu vơi q nhiều tạp chất, cho vơi vào nước mía làm tăng tạp chất, lắng lọc kết tinh khó khăn Do tiêu chuẩn vơi quy định sau: CaO > 85 % Fe2O3, Al2O3 < % MgO < % CaCO3 < % Trong thành phần vơi chủ yếu CaO Ngồi cần ý đến hàm lượng MgO Nếu MgO > % gây tác hại sau: - Giảm thấp độ hòa tan vơi - Thời gian lắng kéo dài - Tác dụng với đường khử tăng màu sắc nước mía - MgO có độ hòa tan lớn thành phần chủ yếu gây đóng cặn thiết bị bốc - Làm cho đường có vị đắng Các thành phần khác như: Al2O3, Fe2O3, SO2 làm tăng chất keo, tăng màu sắc nước mía đóng cặn thiết bị Độ hòa tan vơi: - Độ hòa tan vơi dung dịch đường lớn độ hòa tan vơi nước giảm theo nhiệt độ tăng - Độ hòa tan nước vôi mới, cũ sống khác Nồng độ sữa vôi Nồng độ sữa vôi thường khoảng 10 - 18 Be Nồng độ sữa vôi tương đối cao tác dụng tạo kết tủa nhanh, giảm lượng nhiệt bốc Nhưng nồng độ sữa vôi đặc làm tắc đường ống dẫn, khó tác dụng với nước mía, gây tượng kiềm cục làm đường khử phân giải Tác dụng khuấy sau cho vơi Sau cho vơi vào nước mía, khuấy có tác dụng phân bố vơi nước mía, phản ứng vơi hồn tồn Trường hợp nồng độ sữa vôi cao, khuấy cần thiết, tránh tượng kiềm cục Qua nghiên cứu, người ta thấy rằng, kéo dài thờì gian khuấy nước mía sau cho vơi có tác dụng làm sạch, tăng độ tinh khiết nước mía, dung tích nước bùn giảm Các dạng cho vơi vào nước mía hỗn hợp: Có dạng: Sữa vơi Ca(OH)2 , vơi bột CaO, sacarat canxi Sữa vơi có tác dụng hóa học đều, khống chế dễ dàng Nhưng thân sữa vơi có chứa lượng nước định, làm tăng lượng nhiệt bốc Hiện dạng sữa vôi dùng rộng rãi nhà máy đường Lượng vôi dùng Lượng vôi dùng phu thuộc vào thành phần nước mía Đối với phương pháp vơi, mía dùng khoảng 0,5 - 0,9 Kg vôi Hàm lượng P2O5 nước mía Trong phương pháp vơi hiệu làm chủ yếu dựa vào phản ứng kết tủa vôi P2O5 Ca3(PO4)2 nưóc mía thường tồn hai dạng: dạng keo dạng tinh thể Dạng tinh thể làm nước mía, ngược lại dạng keo gây trở ngại cho lắng, lọc kết tinh đường Sự hình thành kết tủa Ca3(PO4)2 nhiều hay phụ thuộc vào nồng độ ion Ca 2+ PO43- Trong phương pháp vôi, cho vôi đến pH= 7,0, nồng độ ion Ca 2+ đủ để phản ứng tạo kết tủa Ca3(PO4)2, thường hàm lượng P2O5 nước mía thấp Theo nghiên cứu người ta thấy hàm lượng P2O5 cần thiết vào khoảng 300 mg P2O5/l nước mía Nếu hàm lượng P2O5 q ít, cho vào nước mía H3PO4 muối photphat hòa tan để nâng cao hiệu làm Nhiệt độ cho vôi : Thường nhiệt độ đun nóng khoảng 1050C Nhiệt độ cao có tác dụng tăng kết tủa làm giảm dung tích nước bùn, làm tăng màu sắc nước mía (do phân hủy đường khử có thê làm cho phần keo kết tủa hòa tan lại) Vì cần khống chế nhiệt độ nước mía đến sơi cao chút thích hợp Phân tích điều kiện kỹ thuật cơng nghệ phương pháp SO2 axit tính (Phân tích mục đích, chế tác dụng, thông số kỹ thuật công đoạn) Các điều kiện kỹ thuật chủ yếu: pH gia vôi sơ bộ: 6,2 - 6,8 (7,0) pH thông SO2 lần 1: - pH trung hòa: 6,9 - 7,3 pH thông SO2 lần 2: 5,8 - 6,2 Gia nhiệt 1: 60 - 700C Gia nhiệt 2:100 -1050C Cường độ SO2: - 1,5g SO2/lít nước mía Hàm lượng P2O5 nước mía:250 -350mg/l Cơng đoạn cho vơi vào nước mía: - Cho vơi sơ bộ: Nước mía hỗn hợp thường cho vôi sơ đến pH = 6,4 - 6,6 Tác dụng gia vôi sơ bộ: + Trung hòa axit hữu vơ + Tác dụng trao đổi tạo kết tủa + Tạo điểm pH đẳng điện khác để ngưng tụ nhiều chất keo + Ức chế phát triển VSV - Cho vơi trung hòa: Lượng vơi cho vào định tính axit nước mía nồng độ SO2 nước mía Lượng vơi dùng khoảng 0,2 - 0,3% so với trọng lượng mía ép Thứ tự cho vơi vào nước mía đóng vai trò quan trọng Thứ tự cho vơi thơng SO2 tiến hành theo cách sau: Cho vôi trước, thông SO2 sau Thông SO2 trước, cho vôi sau Thông SO2 cho vơi đồng thời Nhiệt độ: - Đun nóng 1: Nhiệt độ đun nóng lần thứ 550C có tác dụng: + Làm mất nước chất keo ưa nước, tăng nhanh trình ngưng tụ keo +Tăng nhanh tốc độ phản ứng hóa học + Ở nhiệt độ cao hòa tan nước muối CaSO3, CaSO4 giảm, kết tủa hồn tồn, thơng SO2 tạo tượng q bão hòa, giảm đóng cặn thiết bị bốc truyền nhiệt - Đun nóng 2: Nhiệt độ đun nóng lần 100 - 105 0C Nếu nhiệt độ q cao nước mía sơi, lắng khơng tốt Tác dụng đun nóng lần giảm độ nhớt, tăng nhanh tốc độ lắng - Đun nóng 3: Nhiệt độ lần từ 110 - 115 0C Tác dụng: tăng khả truyền nhiệt trước vào thiết bị cô đặc, để không thời gian đun sôi thiết bị cô đặc Thông SO2: - Thơng SO2 lần 1: Tạo kết tủa CaSO3 có tính hấp phụ hấp phụ chất khơng đường, chất màu kết tủa SO2 dùng dạng lỏng hay khí - Thơng SO2 lần 2: Thơng SO2 lần vào mật chè bốc có tác dụng sau: + SO2 ngăn ngừa tạo thành chất màu, khử chất màu thành chất không màu + Giảm độ nhớt mật chè có lợi cho khâu nấu đường, kết tinh vầ phân ly + Thông SO2 lần vào mật chè sau bốc đến pH = 6,2 - 6,6, nhiệt độ thông SO2 85 - 900C, nhiệt độ phụ thuộc vào nhiệt độ nồi bốc cuối Thông SO2 nhanh tốt để tránh tượng chuyển hóa đưòng Các phương pháp bốc Ưu nhược điểm: có phương pháp - Phương án bốc chân không: Phương án có từ lâu Những nhà máy đường cũ thường dùng phương án Hệ cô đặc thường có từ - hiệu thường hiệu, khơng hút thứ hiệu cuối nhiệt độ thứ thấp Ưu diểm: Thỏa mãn đầy đủ u cầu cơng nghệ bốc điều kiện chân không, nhiệt độ tương đối thấp tránh tượng phân hủy đường khử biến đường sacaroza thành caramen, phẩm chất mật chè tốt, quản lý thao tác dễ dàng Khuyết điểm:Nhiệt độ thứ thấp, không thỏa mãn đầy đủ yêu cầu công nghệ, giảm khả sử dụng thứ, thứ hiệu cuối vào thiết bị ngưng tụ tăng tổn thất - Phương án bốc áp lực: Đặc điểm phương án hiệu cô đặc làm việc điều kiện áp lực Ưu điểm: + Việc sử dụng tương đối triệt để, toàn hiệu cuối dùng + Nhiệt độ thứ hiệu tương đối cao, giảm diện tích truyền nhiệt thiết bị truyền nhiệt + Không cần thiết bị ngưng tụ lớn, cần thiết bị nhỏ dùng khởi động hệ cô đặc Khuyết điểm: + Màu sắc nước mía tương đối đậm, pH giảm nhiều nhiệt độ cao, đường khử bị phân hủy tạo caramen nhiều + Khi sản xuất hút thứ khơng bình thường không giảm lượng tiêu hao mà tăng lên tượng xả từ khó trì ổn định tiêu bốc hơi, nồng độ mật chè không ổn định - Phương án bốc áp lực chân không: sử dụng nhiều Đặc điểm: Nhiệt độ sôi dung dịch đường hiệu cuối tương đối cao dùng thứ hiệu đun nóng nước mía dẫn đến độ chân không hiệu cuối không lớn khoảng 550mmHg Phương án dùng phổ biến nhà máy đường.Ưu khuyết điểm phương pháp tổng hợp ưu khuyết điểm hai phương án (a) (b) 10 Các phương pháp tạo mầm tinh thể đường Ứng dụng cụ thể vào hệ nấu đường A, B, C - Tạo mầm tự nhiên: Nấu dung dịch đường đến hệ số bão hoà khoảng α=1,4 tinh thể đường tự xuất Phương pháp dùng sacaroza khó tự kết tinh, nấu đến nồng độ cao chất lượng đường không bão đảm, thời gian nấu kéo dài, khó khống chế lượng mầm - Phương pháp kích thích: Nấu mật đến độ bão hoà α = 1,2 - 1,3 (nồng độ khoảng 82 - 83 Bx đường thành phẩm), thay đổi độ chân không đột ngột, cho lượng mầm vào để kích thích xuất tinh thể Phương pháp bỏ bột đường có ưu điểm tốn đường để tạo mầm có nhược điểm khó khống chế lượng mầm - Phương pháp tinh chủng: Thêm lượng bột đường vị trí q bão hồ thấp (α = 1,1) Lượng bột đường cho vào lượng nhân tinh thể khống chế không để xuất tinh thể mới.Bột đường nghiền nhỏ cho vào dạng khơ, khó trộn Tốt bột đường sau nghiền cho vào ancol với tỉ lệ 1: 0,8 Dựa vào tính chất dễ bay nhiệt độ sôi thấp ancol làm cho mầm tinh thể trộn Yêu cầu nghiền đường nhỏ trước trộn với ancol Thời gian cho vào không 30s - Phương pháp nấu giống (phương pháp phân cắt) Nấu nồi đường tinh thể có kích thước định, sau chia phần làm mầm tinh thể Phương pháp đơn giản, dễ khống chế Thường áp dụng nấu đường B,C Lượng giống nấu non B khoảng - 8%, đường non C khoảng 22 - 23% so với khối lượng đường non - Phương pháp đường hồ: Dùng đường B hoà với mật chè tạo thành hỗn hợp giống để nấu Thường làm nguyên liệu gốc để nấu đường thành phẩm Phương pháp nấu ngắn dễ nấu giảm lượng đường Hiện nhà máy đường nước ta thường dùng phương pháp đường hồ phương pháp nấu giống 11 Một số định nghĩa hệ số hòa tan, hệ số bão hòa, hệ số bão hòa Ý nghĩa việc nghiên cứu hệ số * Hệ số hòa tan H0 số gam đường gam nước * Hệ số bão hòa: Tỷ số hệ số hòa tan sacaroza dung dịch đường không tinh khiết (H1) hệ số hòa tan dung dịch tinh khiết (H0) nhiệt độ α’= Khi α' >1 độ hòa tan sacaroza dung dịch không tinh khiết lớn dung dịch tinh khiết Khi α' = chất khơng đường khơng ảnh hưởng đến độ hòa tan sacaroza Khi α' < chất không đường làm giảm độ hòa tan sacaroza Do hệ số bão hòa phụ thuộc vào độ tinh khiết dung dịch chất lượng chất khơng đường có dung dịch Hệ số bão hòa có ý nghĩa quan trọng sản xuất, thể ảnh hưởng nguồn nguyên liệu trình sản xuất * Hệ số bão hòa: Mức độ bão hòa dung dịch đo hệ số bão hòa Đó tỷ số lượng đường hòa tan đơn vị nước dung dịch nghiên cứu với lượng đường hòa tan phần nước dung dịch bão hòa nhiệt độ: α= Trong đó: α: Hệ số q bão hòa H: Lượng đường phần nước dung dịch nghiên cứu H1: Lượng đường phần nước dung dịch bão hoà Nếu: α > dung dịch bão hòa α = dung dịch bão hòa α < dung dịch chưa bão hòa 12 Phân tích đồ thị trạng thái dung dịch sacaroza bão hòa Ý nghĩa Trên đồ thị trạng thái dung dịch sacaroza chia vùng bão hòa: - Vùng ổn định: Hệ số bão hòa thấp α = 1,1 - 1,15 Trong vùng tinh thể lớn lên mà không xuất tinh thể - Vùng trung gian: α = 1,2 - ,25 Trong vùng khơng tinh thể lớn lên mà xuất lượng nhỏ tinh thể - Vùng biến động: α >1,3 Ở tinh thể sacaroza tự xuất khơng cần tạo mầm kích thích Đối với dung dịch sacaroza khơng tinh khiết, giá trị hệ số bão hòa vùng khác phụ thuộc vào nồng độ chất không đường Thực tế trình sản xuất người ta cố gắng khống chế α < 1,3 để tránh tạo thành tinh thể “dại” 13 Thuyết khuếch tán Xilin yếu tố ảnh hưởng đến trình kết tinh * Thuyết khuếch tán Xilin: Tinh thể đường bao quanh lớp dung dịch không chuyển động với chiều dày d Ngay sát bề mặt tinh thể, dung dịch chứa q bão hòa tồn điều kiện để lượng đường dư từ dung dịch bão hòa kết tinh Như bề mặt tinh thể có nồng độ c' ứng với dung dịch bão hòa Cách bề mặt tinh thể khoảng d, dung dịch bão hòa với nồng độ C Do chênh lệch nồng độ (C - c') đường khuếch tán qua lớp dung dịch không chuyển động d Khi phân tử đường khuếch tán đến bề mặt tinh thể kết tinh Ở bề mặt tinh thể lại có nồng độ c' cũ, q trình kết tinh lại tiếp tục Như bên cạnh trình khuếch tán phân tử lên bề mặt tinh thể, có q trình liên kết phân tử sacaroza lưới tinh thể Nhưng Xilin cho trình kết tinh chủ yếu q trình khuếch tán Do đó, tốc độ kết tinh tốc độ khuếch tán …………………………………… 14 Mục đích, sở, nguyên tắc đặt chế độ nấu đường Các chế độ nấu đường thơng thường Nếu phải chọn, bạn chọn chế độ nấu đường cho phân xưởng nấu đường bạn? Vì Mục đích đặt chế độ nấu đường : - Bão đảm chất lượng đường thành phẩm - Tăng hiệu suất thu hồi đường, giảm tổn thất - Cân nguyên liệu bán thành phẩm Cơ sở đặt chế độ nấu : - Dựa vào độ tinh khiết mật chè sau làm Theo lý thuyết AP mật chè < 80% nấu hai hệ > 80% nấu ba hệ > 86% nấu hệ hệ Trong thực tế ứng dụng sở linh hoạt - Dựa vào yêu cầu chất lượng sản phẩm Nếu chất lượng sản phẩm cao, để giảm độ tinh khiết mật cuối nên nấu nhiều hệ - Dựa vào trình độ thao tác cơng nhân tình hình thiết bị nhà máy Trình độ cơng nhân cao, thiết bị tốt nấu nhiều hệ Nguyên tắc : Kinh tế nhất, lượng nấu lại nhất, chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu cao nhất, tổn thất đường mật cuối thấp nhất, nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị …………………………………………… 15 Tại phải tiến hành trình kết tinh làm lạnh sau nấu đường So sánh q trình kết tinh làm lạnh cơng nghệ thiết bị loại đường non A, non B non C Giải thích: Ở giai đoạn cuối trình nấu nồi đường, tinh thể lớn lên định thành phần đường mẫu dịch nhiều, điều kiện độ chân không, thiết bị độ nhớt đường non lớn, tiếp tục nồi nấu tốc độ kết tinh chậm, thời gian kéo dài, ảnh hưởng đến màu sắc sản phẩm Vì nấu đến nồng độ chất khô định nồi, cho đường non vào thiết bị làm lạnh để kết tinh thêm, đồng thời cho đường non thích ứng với điều kiện li tâm ……………………………………………… 16 Các tượng thường gặp làm biến chất đường trình bảo quản - Đường bị ẩm: Khơng khí vào kho ngưng tụ bề mặt tinh thể đường làm cho đường bi ẩm - Đường đóng bánh: Nguyên nhân chủ yếu đường sau sấy chưa làm nguội đóng bao, gặp nhiệt độ bên ngồi giảm đột ngột, lớp nước bão hòa quanh tinh thể đường đạt đến q bão hòa sinh tinh thể nước Chúng liên kết với tạo thành mãng đường - Thành phần đường giảm: Nguyên nhân ẩm đường sinh Vì bị ẩm đường dễ bị vi sinh vật xâm nhập gây nên tượng chuyển hóa đường - Đường biến chất: Một số vi sinh vật mốc làm biến chất đường penicillium glaucum biến đường thành axit butiric axit lactic Sau đường bị ẩm có nhiều loại nấm men làm đường bị chuyển hóa Các loại nấm mốc aspergillus biến đường thành axit xitric hoăc axit axetic Do chưa tiêu diệt hết loại VSV trình sản xuất nên gặp nhiệt độ thấp mơi trường thích hợp nên chúng hoạt động lại 18 Vai trò mật tinh bột trình sản xuất bánh qui Vai trò mật tinh bột sản xuất kẹo Các nguyên liệu khác dùng để chống hồi đường bạn không dùng mật tinh bột Ưu nhược điểm việc sử dụng nguyên liệu thay - Vai trò mật tinh bột trình sản xuất bánh qui: làm cho bánh mềm, tơi ngon hơn, tăng giá trị cảm quan Còn bột nhào cho mật tinh bột có gốc cacboxyl qt nướng xảy pư Mailard -> tăng chất màu melamine -> tăng màu sắc có mùi thơm - Vai trò mật tinh bột q trình sản xuất kẹo: Mật tinh bột kỹ nghệ sản xuất kẹo đóng vai trò chất chống hồi đường Tính chất chống kết tinh mật tinh bột làm tăng độ nhớt dung dịch đường mật so với dung dịch đường saccaroza tinh khiết nồng độ, đồng thời làm tăng độ hòa tan chung đường có hợp chất Trong sản xuất kẹo cứng ta dùng mật tinh bột có hàm lượng maltoza cao tính hút nước kẹo thấp kẹo có độ bóng tốt - Chất chống hồi đường mật tinh bột gelatin + Ưu điểm: chống hồi đường giữu cho kẹo có độ bền ổn định + Nhược điểm: nhạy với nhiệt độ, nấu nóng đến 600C khả yếu dần hẳn có tác dụn axit Có nhiệt độ nóng chảy đơng tụ thấp nên gây khó khăn việc sản xuất kẹo 20 Chất béo dùng để sản xuất bánh: kể tên số dạng chất béo dùng để sản xuất bánh qui: - Shortening sản phẩm qtrinh hydro hóa dầu thực vật có màu trắng đục, dẻo - Macgarin nhũ tương dầu nước (85% dầu, 15% nước) có bổ sung chất tạo màu mùi - Bơ: sản phẩm thu nhận từ ván sữa phương pháp ly tâm, hàm lượng béo cao ( 80% ) - Dầu thực vật: dầu cacao, dầu dừa, dầu hướng dướng dầu 21 Ảnh hưởng đường, bột mì, sữa, trứng, chất béo, tinh bột, mật tinh bột, hóa chất làm nở …đến tính chất bột nhào chất lượng sản phẩm bánh quy * Đường : Đường ảnh hưởng đến tính chất lý học bột nhào Đường làm cho bột nhào trở nên mềm nhớt, nhiều đường bột nhào nhão, dễ dính vào trục cán, vào khn dập hình, đồng thời bánh bị dính vào khay nướng - Đường làm giảm tương nở protein, tùy theo nồng độ đường mà tốc độ trương nở protein khác - Kích thước tinh thể đường có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm : + Đối với bột nhào đường nên dùng đường có kích thước tinh thể bé Nếu to đường đọng lại bề mặt bánh, ảnh hưởng xấu đến chất luợng bánh + Đối với bột nhào dai dùng tinh thể to bột nhào có lượng nước nhiều hơn, nhiệt độ cao thời gian nhào lâu hơn, đủ điều kiện để hòa tan đường hòan tồn Nếu dùng lượng đường lớn mà khơng có chất béo bánh cứng * Chất béo: Chất béo làm cho bột nhào thêm dẽo xốp Tăng lượng chất béo bột nhào tơi giảm bột nhào dẽo, bánh làm xốp Chất béo cho vào bột nhào tạo màng mõng có tác dụng bao trùm bơi trơn hạt bọt, giữ lượng khơng khí bọt nhào làm cho bánh xốp Độ phân tán chất béo có ảnh hưởng đến chất lượng bánh * Bột: Bột cấu tử thực đơn, ảnh hưởng lớn đến tính chất bột nhào chất lượng sản phẩm Trong yếu tố hàm lượng gluten độ mặn bột ảnh hưởng đáng kể * Mật tinh bột, đường chuyển hóa, mật ong : Những nguyên liệu làm cho bánh thêm mềm, tơi tăng tính háo nước Đặc biệt đường chuyển hóa làm bánh có màu vàng tươi tạo thành hợp chất melanoidin tác dụng nhiệt độ cao nướng * Tinh bột: Tinh bột làm cho bột nhào dẻo, bánh có tính ướt tơi xốp tốt * Sữa: Làm tăng chất lượng bột nhào Trong sữa có chất béo nhũ tương làm gluten dễ hấp thụ nhờ bánh thêm tơi 23 Các chất làm nở sản xuất bánh nói chung bánh qui nói riêng - Men: thường dùng men bánh mỳ loại I saccharomyces cerevisiac hô hấp sinh khí CO2 lúc nướng khí bung làm bánh xốp Tuy nhiên, men không dùng sản xuất bánh qui mà dùng thuốc nở hóa học - Thuốc nở hóa học: có loại + Bicacbonat natri Dạng bột màu trắng, khơng mùi, hòa tan nước Khi CO2 có tác dụng làm bánh có độ xốp Bicacbonat natri phân hủy cho 50% khí làm xốp bánh + Amonicacbonat (NH4)2 CO3: dạng tinh thể màu trắng có mùi khai, hòa tan nước Phân hủy tới 82% khí tham gia vào việc làm xốp bánh Tuy nhiên dùng nhiều khí NH3 có mùi khai nên phải sử dụng kết hợp loại thuốc nở 24* Vai trò gluten trình tạo thành bột nhào - Gluten giúp tăng độ dẻo, đàn hồi, tạo chắn cho khối bột giữ cho sản phẩm định hình với cấu trúc hình dạng tốt - Gluten có khả giữ nước, hút nước tốt làm cho bánh mềm mại hơn, tăng thêm hương vị thời gian bảo quản “ Gluten hợp chất cao phân tử gồm có gliadin glutenin, có khả truờng nở nước lạnh giữ đuợc lượng nước lớn Khi nhào bột mì đủ lượng nước gliadin glutenin tạo sợi mỏng đính hạt tinh bột thấm nướclại với Cốt gluten làm cho bột nhào từ bột mì có tính dẽo dàn hồi mà bột nhào từ dạng ngũ cốc không co ” 25 Nhũ tương gì? Tại phải có giai đoạn nhũ hóa q trình chuẩn bị bột nhào? Những chất nhũ hóa dùng CN bánh chất nào? - Nhũ tương hệ lỏng - lỏng khơng đồng thể, có pha: pha phân tán pha liên tục pha phân tán phân bố pha liên tục thành hạt với kích thước nhỏ - Phải có giai đoạn nhũ hóa q trình chuẩn bị bột nhào + Nhũ hóa q trình hòa tan dạng nguyên liệu chất béo, nước sữa vào Nhũ hòa có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt phân chia pha (Chính sức căng ngăn cản hòa tan dạng ngun liệu nói trên) + Không để sản phẩm đẹp hơn, nâng cao phẩm chất sản phẩm mà làm q trình nhào liên tục - Những chất nhũ hóa dùng CN bánh diglixerin, stein sorbit, lipin hút nước photphattit thực phẩm 26 Cấu tạo Nguyên tắc làm việc số máy tạo hình * Máy tạo hình tang quay: Hình 2.6 Bột nhào chuyển vào phễu nạp liệu có lắp cánh quạt bảo vệ điều hòa lượng bột xuống vào máy tạo hình Máy tạo hình cấu tạo từ hai tang quay tiếp giáp nhau: Tang quay tạo hình3 bề mặt có khắc lỗ hình với nét hoa văn, tang quay cấp liệu có khóa để nguyên liệu liên tục, Khi tang quay đến chỗ khác tiến hành đóng bột vào khn Lưỡi dao cao gắn sát khít với bề mặt tang tạo hình lò xo để nạo bột bề mặt tang Băng tải chuyển động sát vào tang tạo hình để lực bám dính bột nhào vải cao Con lăn điều chỉnh căng băng tải Băng tải chạy vòng quanh nhờ cấu 10 tạo thành góc 10 qua băng kết thúc truyền động nhờ băng tải xích lò nướng 27 Những biến đổi bột nhào trình nướng bánh Các giai đoạn nướng bánh ? * Những biến đổi bột nhào trình nướng bánh - Sự thay đổi nhiệt độ: nướng nhiệt độ lớp bề mặt bột nhào tăng nhanh Nếu nhiệt độ buồng nướng không thay đổi sau phút bề mặt lớp bánh tới 100oC lúc lớp bên đạt 70 oC Cuối giai đoạn nướng nhiệt độ lớp bề mặt 170-180oC nhiệt độ lớp bên đạt 106-180oC - Sự thay đổi độ ẩm: nướng độ ẩm giảm có bốc nước từ lớp bề mặt Nếu giảm độ ẩm lớp nhiều nhiệt độ tăng nhanh dẫn đến cháy bánh - Sự thay đổi lý hóa : + Thay đổi protein tinh bột: đốt nóng bánh 50-70oC protein bột mỳ biến tính phần Các protein nước với tinh bột hồ hóa tạo cốt xốp, bề mặt cốt chất béo hấp thụ dạng màng mỏng + Sự tạo vỏ: vỏ bánh không xuất q sớm ngăn cản bốc nước tăng thể tích bánh Do ta nướng bánh ban đầu không cao Làm ẩm buồn nướng tạo điều kiện cho vỏ tạo mỏng giai đoạn muộn + Sự thay đổi thể tích: phân hủy khí tạo phân hủy thuốc nở Nhiệt độ phân hủy NH4HCO3 60oC NaHCO3 80-90oC Bột nhào có độ ẩm cao bánh xốp nhờ khả tạo lớn + Sự thay đổi màu sắc: trình nướng, bề mặt xuất lớp vỏ vàng nâu Sự tạo màu tác dụng đường khử axít amin tạo mêlanoidin nguyên nhân tạo màu vàng mặt bánh Ngồi đường bị caramen hóa q trình nướng thuốc nổ NaHCO3 làm cho bánh có màu vàng tươi Sự phân hủy đường khử tạo fucfurol andehyt khác làm cho bánh có hương thơm mùi vị dễ chịu đặc biệt Nhiệt độ nướng cao việc tạo melanoidin làm sản phẩm có màu vàng nâu mạnh - Sự thay đổi hóa học : + Tinh bột : hàm lượng tinh bột khơng hòa tan phần bị thủy phân qúa trình nướng tạo tinh bột hòa tan dextrin Hàm lượng dextrin có tăng đến 50% so với lượng ban đầu + Đường : lượng đường bích quy giảm nướng phần đường bị caramen hóa + Protein : Hàm lượng protein chung không thay đổi dạng protein riêng biệt có thay đổi lớn + Chất béo : giảm nhiều lại lòng bích quy từ 2,7 - 9,2% so với trọng lượng ban đầu + Chỉ số iốt chất béo:Sau nước số iốt chất béo giảm nhiều Chỉ số axít chất béo có thay đổi song khơng theo quy luật định + Độ kiềm : giảm nhiều tác dụng thuốc nổ kiềm với chất có tính axít bột nhào, Đồng thời phần NH3 bay phân hủy + Chất khống : khơng thay đổi qúa trình nướng * Các giai đoạn nướng bánh: - Giai đoạn 1: Nướng nhiệt độ thấp không 160oC độ ẩm tương đối 60 – 70% Nhiệt độ không cao độ ẩm tương đối môi trường buồn nướng cao gai đoạn ban đầu điều kiện tốt cho q trình keo hóa lý Do khơng tạo vỏ bề mặt bánh bánh xốp Sự xuất màng đàn hồi bề mặt bánh tạo điều kiện tăng thể tích bánh từ từ ddến tạo cấu xốp Bởi bột nhào tác dụng nhiệt độ, prơtíc bột biến tính giải phóng lượng nước hút vào trương nở Lúc xảy hồ hóa tinh bột nhứng khơng hồn tồn ( hồn tồn cần lưopựng nước gấp lần so với tinh bột ) Các prơtít nước với tinh bột tạo cốt xốp, bề mặt cốt chất béo hấp thụ dạng mỏng - Giai đoạn 2: Đặc tính mơi trường nhiệt độ môi trường buồn nướng không ổn định, tăng từ từ lên tới 350 - 400oC Giai đoạn kết thúc trình keo hóa lý bột nhào Bánh xốp khơng tạo khí mà tạo - Giai đoạn 3: Nhiệt độ hạ xuống 250 oC, cố định, kết thúc trình khử nước Thời gian nướng bánh quy thường - phút Trong trình nướng bề mặt bánh xuất lớp vỏ vàng nâu tạo hương vị thơm ngon Sự tạo màu tác dụng đường khử với axit amin tạo mêlanoidin, nguyên nhân tạo màu vàng mặt bánh Ngồi đường bị caramen hóa q trình nướng thuốc nở NaHCO3 làm cho bánh có màu vàng tươi Sự phân hủy đườg khử tạo fucfurôl mùi vị dễ chịu đặc biệt nhiệt độ nướong cao việc tạo lanoidin sản phẩm có màu vàng mạnh 28 Phân loại sản phẩm kẹo Phân biệt kẹo cứng kẹo mềm Phân biệt kẹo mềm kẹo dẻo - Phân loại sản phẩm kẹo theo hàm lượng nước có loại kẹo cứng (độ ẩm Nguyên nhân chất lượng nguyên liệu dùng ban đầu thao tác trình sản xuất, khí hậu, điều kiện bảo quản, đường saccaroza chưa tan hết Khắc phục cho kẹo bị hồi vào nấu lại - Kẹo bị ôi khét - Kẹo bị biến chất VSV xâm nhập => Khắc phục trì điều kiện bảo quản thích hợp, dùng vật liệu bao gói khơng thắm khí, dùng chất chống oxy hóa, gói kín sản phẩm,… ... thấy rằng, kéo dài thờì gian khuấy nước mía sau cho vơi có tác dụng làm sạch, tăng độ tinh khiết nước mía, dung tích nước bùn giảm Các dạng cho vơi vào nước mía hỗn hợp: Có dạng: Sữa vơi Ca(OH)2... vôi đặc làm tắc đường ống dẫn, khó tác dụng với nước mía, gây tượng kiềm cục làm đường khử phân giải Tác dụng khuấy sau cho vơi Sau cho vơi vào nước mía, khuấy có tác dụng phân bố vơi nước mía, ... dụng tăng kết tủa làm giảm dung tích nước bùn, làm tăng màu sắc nước mía (do phân hủy đường khử có thê làm cho phần keo kết tủa hòa tan lại) Vì cần khống chế nhiệt độ nước mía đến sơi cao chút