Mục đích của quá trình làm sạch nước mía

Phân tích từng ưu nhược điểm này Ưu điểm : - Hiệu suất làm sạch tốt, loại chất không đường nhiều: Qua 2 lần gia vôi có thể lợi dụng được 2 điểm ngưng tụ khác nhau để loại chất không đườ

1 Mục đích của quá trình làm sạch nước mía Cơ sở lý thuyết của quá trình làm sạch nước mía:

* Mục đích:

- Loại tối đa chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp đặc biệt là những chất có hoạt tính bề mặt và chất keo

- Trung hoà nước mía hỗn hợp

- Loại tất cả những chất rắn dạng lơ lửng trong nước mía

* Cơ sở lí thuyết:

a Tác dụng của pH: Nước mía hỗn hợp có pH = 5  5,5 Trong quá trình làm sạch,

do sự biến đổi của pH dẫn đến các quá trình biến đổi hoá lí và hoá học các chất không đường trong nước mía và có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả làm sạch Việc thay đổi

pH có tác dụng sau:

+ Ngưng kết chất keo: pH trên dưới 7 và pH trên dưới 11

+ Làm chuyển hoá đường sacaroza ở pH< 7 tạo thành hỗn hợp đường glu và fruc + Làm phân huỷ sacaroza ở pH > 7

+ Làm phân huỷ đường khử ở pH > 7

+ Tách loại các chất không đường:

Khi pH = 7 -10, các muối vô cơ của Al2O3 , P2O5, SiO2, Fe2O3, MgO dễ bị tách loại Khi pH khoảng 7,0, tách loại được 50% chất keo (pentozan)

Khi pH khoảng 5,6 trên 98% protein có thể bị tách loại, nếu vượt quá trị số pH đó, hiệu quả tách loại rất thấp

b Tác dụng của nhiệt độ: Phương pháp dùng nhiệt để làm sạch nước mía là một

trong những phương pháp quan trọng Để đảm bão chất lượng sản phẩm và nâng cao hiệu suất thu hồi đường cần khống chế điều kiện nhiệt độ

- Khống chế nhiệt độ tốt sẽ thu được những tác dụng chính sau:

+ Loại không khí trong nước mía, giảm bớt sự tạo bọt Tăng nhanh các quá trình phản ứng hoá học

Ví dụ: Tạo thành CaSO3 và CaCO3 kết tủa, trong các phương pháp làm sạch

+ Có tác dụng diệt trùng, đề phòng sự lên men axit và sự xâm nhập của 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 của các chất kết tủa

- Nếu khống chế nhiệt độ không tốt thường gặp các trường hợp không tốt sau:

+ Nước mía ở pH = 5  5,5 có tính axit, dưới tác dụng nhiệt, đường sacaroza bị chuyển hoá tăng tổn thất đường

+ Nếu thời gian tác dụng nhiệt kéo dài, và ở nhiệt độ cao thường sinh ra hiện tượng caramen hoá ảnh hưởng đến màu sắc của nước mía, làm nước mía có màu sẫm

+Trong NMHH có chứa hàm lượng đường khử nhất định, dưới tác dụng của nhiệt độ, đặc biệt ở nhiệt độ cao, đường khử bị phân huỷ tạo các chất màu và các axit hữu cơ + Đun nóng nước mía có tác dụng thuỷ phân vụn mía, sản sinh chất keo

c Tác dụng của các chất điện ly:

- Vôi: có tác dụng:

+ Trung hòa các axit hữu cơ và vô cơ

+ Tạo các điểm đẳng điện để ngưng kết các chất keo

+ Làm trơ phản ứng axit của nước mía hỗn hợp và ngăn ngừa sự chuyển hóa đường sacaroza

+ Kết tủa hoặc đông tụ những chất không đường, đặc biệt protein, pectin, chất màu và những axit tạo muối không tan

+ Phân hủy một số chất không đường, đặc biệt đường chuyển hóa, amit

+ Tác dụng cơ học: Những chất kết tủa được tạo thành có tác dụng kéo theo những chất lơ lửng và những chất không 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 năng hấp phụ các chất không đường, chất màu và chất keo có trong dung dịch

+ Làm giảm độ kiềm, độ nhớt của dung dịch: có lợi cho thao tác nấu đường và kết tinh, đồng thời hạn chế sự phát triển của sinh vật

+ Tẩy màu và ngăn ngừa sự tạo màu

+ Làm cho CaSO3 kết tủa tạo thành chất tan: nếu cho SO2 quá lượng có thể làm CaSO3 kết tủa thành hòa tan

- CO2: có tác dụng

+ Tạo kết tủa với vôi -> CaCO3 là chất kết tủa có khả năng hấp phụ các chất không đường cùng kết tủa

+ Phân ly muối sacarat canxi -> sacaroza và CaCO3 kết tủa

- P2O5: có tác dụng

+ P2O5 dạng muối hoặc axit sẽ kết hợp với vôi tạo thành muối photphat canxi kết tủa Ca3(PO4)2 có tỷ trọng lớn có khả năng hấp phụ chất keo và chất màu cùng kết tủa

3 Phương pháp cho vôi phân đoạn, hoặc phương pháp SO2 axit tính đã ứng dụng những cơ sở lý thuyết nào của quá trình làm sạch Phân tích

* PP cho vôi phân đoạn:

- Tác dụng của pH:

+ Giai đoạn cho vôi sơ bộ (pH=6-6,4): tạo pH đẳng điện ngưng kết chất keo, hạn chế

sự chuyển hóa đường sacaroza, tách loại các chất không đường

+ Giai đoạn cho vôi lần 2 (pH= 7,6-8,2): ngăn ngừa sự chuyển hóa đường sacaroza, làm phân hủy đường khử, tách loại các chất không đường, tuy nhiên làm phân hủy đường sacaroza

- Tác dụng của chất điện ly: Vôi Ca(OH)2

+ Trung hòa các axit hữu cơ và vô cơ

+ Tạo các điểm đẳng điện để ngưng kết các chất keo

+ Tạo kết tủa Ca3(PO4)2 hấp phụ chất không đường (GĐ cho vôi lần 2)

+ Làm trơ phản ứng axit của nước mía hỗn hợp và ngăn ngừa sự chuyển hóa đường sacaroza

+ Kết tủa hoặc đông tụ những chất không đường, đặc biệt protein, pectin, chất màu và những axit tạo muối không tan

+ Phân hủy một số chất không đường, đặc biệt đường chuyển hóa, amit

+ Tác dụng cơ học: Những chất kết tủa được tạo thành có tác dụng kéo theo những chất lơ lửng và những chất không đường khác

+ Sát trùng nưóc mía: làm cho phần lớn vi sinh vật không sinh trưởng

- Tác dụng của nhiệt độ:

+ GĐ đun nóng lần 1 (t0=90-1050C): tiêu diệt VSV, làm mất nước của keo ưa nước tăng nhanh tốc độ ngưng kết keo, tăng tốc độ các phản ứng hóa học

+ GĐ đun nóng lần 2 (t0=100-1050C): tăng tốc độ lắng, lọc

+ Ở điều kiện kiềm, dưới tác dụng của nhiệt làm phân hủy đường sacaroza

* Phương pháp SO2 axit tính:

- Tác dụng của pH và chất điện ly ( Ca(OH)2, SO2):

+ Giai đoạn cho vôi sơ bộ (pH=6,2 -6,6): tạo pH đẳng điện ngưng kết chất keo, hạn chế sự chuyển hóa đường sacaroza, tách loại các chất không đường, trung hòa axit hữu

cơ và vô cơ, sát trùng nước mía (ức chế sự phát triển của VSV)

+ GĐ thông SO2 lần 1(pH= 3,4 - 3,8): tạo điểm đẳng điện ngưng kết chất keo, tuy nhiên làm chuyển hóa đường sacaroza, tạo kết tủa CaSO3 có khả năng hấp phụ các chất không đường, chất màu kết tủa

+ GĐ trung hòa( pH=6,8-7,2): tạo điểm đẳng điện ngưng kết chất keo, ngăn sự chuyển hóa đường, trung hòa lượng SO2 còn dư nhằm làm giảm hiện 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 sự tạo thành chất màu; khử chất màu thành chất không màu

- Tác dụng của nhiệt độ:

+ Đun nóng lần 1(55-600C):

> Làm mất mất nước của chất keo ưa nước, tăng nhanh quá trình ngưng tụ keo

> Tăng nhanh tốc độ phản ứng hóa học

> Ở nhiệt độ càng cao sự hòa tan của nước muối CaSO3, CaSO4 giảm, kết tủa càng hoàn toàn, khi thông SO2 ít tạo hiện tượng quá bão hòa, giảm đóng cặn ở thiết bị bốc hơi và 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

4 Ưu nhược điểm của phương pháp cho vôi phân đoạn Phân tích từng ưu nhược điểm này

Ưu điểm :

- Hiệu suất làm sạch tốt, loại chất không đường nhiều: Qua 2 lần gia vôi có thể lợi dụng được 2 điểm ngưng tụ khác nhau 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 được lượng vôi sử dụng hơn

so với pp lạnh

Khuyết điểm :

- Sơ đồ công nghệ phức tạp: có 2 công đoạn cho vôi và 2 công đoạn đun nóng

- Sự chuyển hóa và phân giải sacaroza tương đối lớn: ở giai đoạn cho vôi lần 1 thì có pH<7 -> làm chuyển hóa đường sacaroza; ở giai đoạn cho vôi lần 2 thì có pH>7 -> làm phân hủy đường sacaroza

5 Ưu nhược điểm của phương pháp SO2 axit tính Phân tích từng ưu nhược điểm

Ưu diểm:

- Tiêu hao hóa chất (vôi, lưu huỳnh ) tương đối ít

- Sơ đồ công nghệ và thiết bị tương đối đơn giản, vốn đầu tư ít

- Sản xuất đường trắng: SO2 có tác dụng tẩy màu và ngăn ngừa sự tạo màu

Khuyết điểm:

- Loại chất không đường ít, chênh lệch độ tinh khiết của nước mía trước và sau làm sạch thấp, đôi khi có trị số âm (tức là sau khi làm sạch chất không đường tăng lên)

- Hàm lượng canxi trong nước mía tương đối nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự đóng cặn trong thiết bị bốc hơi, ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi đường

- Khi gặp loại mía xấu, sâu bệnh khó làm sạch thì không thể cho hiệu quả làm sạch ổn định Do hiệu quả làm sạch không tốt, nên phẩm chất đường thành phẩm của phuơng pháp SO2 không bằng phương pháp CO2 Trong quá trình bảo quản đường dễ biến màu do oxi của không khí

- Trong quá trình thao tác, đường sacaroza chuyển hóa tương đối lớn, tổn thất đường trong bùn lọc cao

6 Ưu nhược điểm của phương pháp CO2 thông thường Phân tích từng ưu nhược điểm này

Ưu điểm:

- Hiệu quả làm sạch tốt, chênh lệch độ tinh khiết của nước mía trước và sau khi làm sạch đến 4 -5

- Loại khỏi nước mía một lượng lớn chất keo, chất màu và chất vô cơ (MgO, Fe2O3, Al2O3, P2O5) Hàm lượng muối canxi trong nước mía ít

- Đóng cặn ở thiết bị ít, do đó giảm lượng tiêu hao hóa chất dùng thông rửa nồi bốc hơi

- Chất lượng sản phẩm tốt, bảo quản lâu Hiệu suất thu hồi đường cao

Khuyết điểm:

- Lượng tiêu hao năng luợng, hóa chất nhiều, lượng vôi dùng gấp 20 lần so với phương pháp vôi và 10 lần so với phương pháp SO2, dùng nhiều khí CO2

- Sơ đồ công nghệ và thiết bị tương đối phức tạp

- Kỹ thuật thao tác yêu cầu cao, nếu khống chế không tốt dễ sinh hiện tượng đường khử phân hủy

7 Phân tích những điều kiện kỹ thuật công nghệ của phương pháp cho vôi phân đoạn (Phân tích mục đích, cơ chế tác dụng, các thông số kỹ thuật của từng công đoạn)

Chất lượng vôi Chất lượng của vôi có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả làm sạch Để có

hiệu quả làm sạch tốt, vôi cần có tiêu chuẩn nhất định Nếu vôi quá nhiều tạp chất, khi cho vôi vào nước mía sẽ làm tăng tạp chất, lắng lọc và kết tinh khó khăn Do đó tiêu chuẩn của vôi quy định như sau:

CaO > 85 % Fe2O3, Al2O3 < 1 %

MgO < 2 % CaCO3 < 1 %

Trong thành phần vôi chủ yếu là CaO Ngoài ra cần chú ý đến hàm lượng MgO Nếu MgO > 2 % sẽ gây những tác hại sau:

- Giảm thấp độ hòa tan của vôi

- Thời gian lắng kéo dài

- Tác dụng với đường khử tăng màu sắc của nước mía

- MgO có độ hòa tan lớn là thành phần chủ yếu gây đóng cặn ở thiết bị bốc hơi

- Làm cho đường có vị đắng

Các thành phần khác như: Al2O3, Fe2O3, SO2 làm tăng chất keo, tăng màu sắc của nước mía và đóng cặn trong thiết bị

Độ hòa tan của vôi:

- Độ hòa tan của vôi trong dung dịch đường lớn hơn độ hòa tan của vôi trong nước và giảm theo nhiệt độ tăng

- Độ hòa tan của nước vôi mới, cũ và sống cũng khác nhau

Nồng độ sữa vôi

Nồng độ sữa vôi thường trong khoảng 10 - 18 Be Nồng độ sữa vôi tương đối cao tác dụng tạo kết tủa nhanh, giảm lượng nhiệt bốc hơi Nhưng nồng độ sữa vôi quá đặc sẽ làm tắc đường ống dẫn, khó tác dụng đều với nước mía, có thể gây hiện tượng kiềm cục bộ làm đường khử phân giải

Tác dụng của khuấy sau khi cho vôi

Sau khi cho vôi vào nước mía, khuấy có tác dụng phân bố vôi đều trong nước mía, phản ứng vôi được hoàn toàn Trường hợp nồng độ sữa vôi cao, khuấy rất cần thiết, tránh được hiện tượng kiềm cục bộ

Qua nghiên cứu, người ta thấy rằng, nếu kéo dài thờì gian khuấy nước mía sau khi cho vôi sẽ có tác dụng làm sạch, có thể tăng độ tinh khiết của nước mía, dung tích nước bùn giảm

Các dạng cho vôi vào nước mía hỗn hợp: Có 3 dạng: Sữa vôi Ca(OH)2 , vôi bột

CaO, sacarat canxi Sữa vôi có tác dụng hóa học đều, khống chế dễ dàng Nhưng bản thân sữa vôi có chứa một lượng nước nhất định, làm tăng lượng nhiệt bốc hơi Hiện nay dạng sữa vôi được dùng rộng rãi trong các nhà máy đường

Lượng vôi dùng

Lượng vôi dùng phu thuộc vào thành phần nước mía Đối với phương pháp vôi, mỗi tấn mía dùng khoảng 0,5 - 0,9 Kg vôi

Hàm lượng P2O5 trong nước mía

Trong phương pháp vôi hiệu quả làm sạch chủ yếu dựa vào phản ứng kết tủa giữa vôi

và P2O5 Ca3(PO4)2 trong nưóc mía thường tồn tại hai dạng: dạng keo và dạng tinh thể Dạng tinh thể làm sạch nước mía, ngược lại dạng keo gây trở ngại cho lắng, lọc và kết tinh đường

Sự hình thành kết tủa Ca3(PO4)2 nhiều hay ít phụ thuộc vào nồng độ ion Ca2+ và

PO43- Trong phương pháp vôi, khi cho vôi đến pH= 7,0, nồng độ ion Ca2+ có thể đủ để phản ứng tạo kết tủa Ca3(PO4)2, nhưng thường hàm lượng P2O5 trong nước mía rất thấp Theo nghiên cứu người ta thấy hàm lượng P2O5 cần thiết vào khoảng 300 mg P2O5/l nước mía Nếu hàm lượng P2O5 quá ít, có thể cho vào nước mía H3PO4 hoặc muối photphat hòa tan để nâng cao hiệu quả làm sạch

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, nhưng có thể làm tăng màu sắc nước mía (do phân hủy đường khử và có thê làm cho một phần keo kết tủa hòa tan lại) Vì vậy cần khống chế nhiệt độ nước mía đến sôi hoặc cao hơn một chút là thích hợp

8 Phân tích những điều kiện kỹ thuật công nghệ của phương pháp SO2 axit tính (Phân tích mục đích, cơ chế tác dụng, các thông số kỹ thuật của từng 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: 3 - 4

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 - 1,5g SO2/lít nước mía

Hàm lượng P2O5 trong nước mía:250 -350mg/l

Công đoạn cho vôi vào nước mía:

- Cho vôi sơ bộ: Nước mía hỗn hợp thường được cho vôi sơ bộ đến pH = 6,4 - 6,6 Tác dụng gia vôi sơ bộ:

+ Trung hòa axit hữu cơ và vô cơ

+ Tác dụng trao đổi tạo kết tủa

+ Tạo các điểm pH đẳng điện khác nhau để ngưng tụ nhiều chất keo

+ Ức chế sự phát triển của VSV

- Cho vôi trung hòa: Lượng vôi cho vào quyết định bởi tính axit của nước mía và nồng

độ SO2 trong nước mía Lượng vôi dùng khoảng 0,2 - 0,3% so với trọng lượng mía ép Thứ tự cho vôi vào nước mía đóng một vai trò quan trọng Thứ tự cho vôi và thông SO2 có thể tiến hành theo 3 cách sau:

Cho vôi trước, thông SO2 sau

Thông SO2 trước, cho vôi sau

Thông SO2 và cho vôi đồng thời

Nhiệt độ:

- Đun nóng 1: Nhiệt độ đun nóng lần thứ nhất 550C có tác dụng:

+ Làm mất mất nước của chất keo ưa nước, tăng nhanh quá trình ngưng tụ keo

+Tăng nhanh tốc độ phản ứng hóa học

+ Ở nhiệt độ càng cao sự hòa tan của nước muối CaSO3, CaSO4 giảm, kết tủa càng hoàn toàn, khi thông SO2 ít tạo hiện tượng quá bão hòa, giảm đóng cặn ở thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt

- Đun nóng 2: Nhiệt độ đun nóng lần 2 100 - 105 0C Nếu nhiệt độ quá cao nước mía sôi, lắng sẽ không tốt Tác dụng của đun nóng lần 2 là giảm độ nhớt, tăng nhanh tốc độ lắng

- Đun nóng 3: Nhiệt độ lần 3 từ 110 - 1150C Tác dụng: tăng khả năng truyền nhiệt trước khi vào thiết bị cô đặc, để không mất thời gian đun sôi ở thiết bị cô đặc

Thông SO2:

- Thông SO2 lần 1: Tạo kết tủa CaSO3 có tính hấp phụ có thể hấp phụ các chất không

đường, chất màu kết tủa SO2 có thể dùng ở dạng lỏng hay khí

- Thông SO2 lần 2: Thông SO2 lần 2 vào mật chè sao khi bốc hơi có tác dụng như sau: + SO2 ngăn ngừa sự tạo thành chất màu, khử chất màu thành chất không màu

+ Giảm độ nhớt của mật chè có lợi cho khâu nấu đường, kết tinh vầ phân ly

+ Thông SO2 lần 2 vào mật chè sau khi bốc hơi đến pH = 6,2 - 6,6, nhiệt độ thông SO2 85 - 900C, nhưng nhiệt độ này phụ thuộc vào nhiệt độ của nồi bốc hơi cuối Thông SO2 càng nhanh càng tốt để tránh hiện tượng chuyển hóa đưòng

9 Các phương pháp bốc hơi Ưu nhược điểm: có 3 phương pháp

- Phương án bốc hơi chân không: Phương án này có từ lâu Những nhà máy đường

cũ thường dùng phương án này Hệ cô đặc thường có từ 3 - 5 hiệu thường là 4 hiệu, và không hút hơi thứ hiệu cuối vì nhiệt độ hơi thứ thấp

Ưu diểm: Thỏa mãn đầy đủ yêu cầu công nghệ vì bốc hơi ở điều kiện chân không,

nhiệt độ tương đối thấp tránh được hiện tượng phân hủy đường khử và biến đường sacaroza thành caramen, phẩm chất mật chè tốt, quản lý thao tác dễ dàng

Khuyết điểm:Nhiệt độ hơi thứ thấp, không thỏa mãn đầy đủ yêu cầu công nghệ, giảm

khả năng sử dụng hơi thứ, hơi thứ hiệu cuối vào thiết bị ngưng tụ tăng tổn thất hơi

- Phương án bốc hơi áp lực: Đặc điểm của phương án này là các hiệu cô đặc làm

việc ở điều kiện áp lực

Ưu điểm: + Việc sử dụng hơi tương đối triệt để, toàn bộ hơi hiệu cuối đều dùng

+ Nhiệt độ hơi thứ của các hiệu tương đối cao, có thể giảm diện tích truyền nhiệt của thiết bị truyền nhiệt

+ Không cần thiết bị ngưng tụ lớn, chỉ cần một thiết bị nhỏ dùng khi khởi động hệ cô đặc

Khuyết điểm: + Màu sắc nước mía tương đối đậm, pH giảm nhiều do nhiệt độ cao,

đường khử bị phân hủy và tạo caramen nhiều

+ Khi sản xuất nếu hút hơi thứ không bình thường không những không giảm lượng hơi tiêu hao mà còn tăng lên do hiện tượng xả hơi và từ đó khó duy trì ổn định các chỉ tiêu bốc hơi, nồng độ mật chè không ổn định

- Phương án bốc hơi áp lực chân không: được sử dụng nhiều nhất

Đặc điểm: Nhiệt độ sôi của dung dịch đường hiệu cuối tương đối cao có thể dùng hơi thứ hiệu đó đun nóng nước mía dẫn đến độ chân không hiệu cuối không lớn khoảng 550mmHg

Phương án này được dùng phổ biến trong các nhà máy đường.Ưu khuyết điểm của phương pháp này là tổng hợp của ưu khuyết điểm của hai phương án (a) và (b)

10 Các phương pháp tạo mầm tinh thể đường Ứng dụng cụ thể vào các hệ nấu đường A, B, C

- Tạo mầm tự nhiên: Nấu dung dịch đường đến hệ số quá bão hoà khoảng α=1,4 các tinh thể đường tự xuất hiện Phương pháp này hiện nay ít dùng vì sacaroza rất 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 quá bão hoà α = 1,2 - 1,3 (nồng độ khoảng

82 - 83 Bx đối với đường thành phẩm), thay đổi độ chân không đột ngột, hoặc cho một lượng mầm rất ít vào để kích thích sự xuất hiện tinh thể mới Phương pháp bỏ bột đường như vậy có ưu điểm là ít tốn đường để tạo mầm nhưng có nhược điểm là khó khống chế lượng mầm

- Phương pháp tinh chủng: Thêm lượng bột đường ở vị trí quá bão hoà thấp (α = 1,1) Lượng bột đường cho vào chính là lượng nhân tinh thể và khống chế không để xuất hiện tinh thể mới.Bột đường nghiền nhỏ có thể cho vào dạng khô, nhưng như vậy khó trộn đều Tốt nhất là bột đường sau khi nghiền cho vào trong ancol với tỉ lệ 1: 0,8 Dựa vào tính chất dễ bay hơi và nhiệt độ sôi thấp của ancol làm cho các mầm tinh thể được trộn đều Yêu cầu nghiền đường rất nhỏ trước khi trộn với ancol Thời gian cho vào không quá 30s

- Phương pháp nấu giống (phương pháp phân cắt) Nấu một nồi đường tinh thể có kích thước nhất định, sau đó chia một phần làm mầm tinh thể Phương pháp này đơn giản,

dễ khống chế Thường được áp dụng nấu đường B,C

Lượng giống nấu non B khoảng 6 - 8%, đối với 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 này nấu

ngắn và dễ nấu nhưng giảm lượng đường Hiện nay các nhà máy đường ở nước ta thường dùng phương pháp đường hồ và phương pháp nấu giống

11 Một số định nghĩa về hệ số hòa tan, hệ số bão hòa, hệ số quá bão hòa Ý nghĩa của việc nghiên cứu những hệ số này

* Hệ số hòa tan H 0 là số gam đường trong một gam nước

* Hệ số bão hòa: là Tỷ số giữa hệ số hòa tan sacaroza trong dung dịch đường không

tinh khiết (H1) và hệ số hòa tan trong dung dịch tinh khiết (H0) ở cùng một nhiệt độ

α’=

Khi α' >1 độ hòa tan của sacaroza trong dung dịch không tinh khiết lớn hơn trong dung dịch tinh khiết

Khi α' = 1 các chất không đường không ảnh hưởng đến độ hòa tan sacaroza

Khi α' < 1 các chất không đường làm giảm độ hòa tan của sacaroza

Do đó hệ số bão hòa phụ thuộc vào độ tinh khiết dung dịch và chất lượng của các chất không đường có trong dung dịch

Hệ số bão hòa có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất, nó thể hiện ảnh hưởng của nguồn nguyên liệu đối với quá trình sản xuất

* Hệ số quá bão hòa: Mức độ quá bão hòa của dung dịch được đo bằng hệ số quá bão

hòa Đó là tỷ số giữa lượng đường hòa tan trong 1 đơn vị nước của dung dịch nghiên cứu với lượng đường hòa tan trong 1 phần nước của dung dịch bão hòa ở cùng một

nhiệt độ: α=

Trong đó: α: Hệ số quá bão hòa

H: Lượng đường trong 1 phần nước của dung dịch nghiên cứu

H1: Lượng đường trong một phần nước của dung dịch bão hoà Nếu: α > 1 dung dịch quá bão hòa

α = 1 dung dịch bão hòa

α < 1 dung dịch chưa bão hòa

12 Phân tích đồ thị trạng thái của dung dịch sacaroza quá bão hòa Ý nghĩa

Trên đồ thị trạng thái của dung dịch sacaroza chia ra 3 vùng quá bão hòa:

- Vùng ổn định: Hệ số bão hòa thấp α = 1,1 - 1,15 Trong vùng này tinh thể chỉ lớn lên

mà không xuất hiện các tinh thể mới

- Vùng trung gian: α = 1,2 - 1 ,25 Trong vùng này không chỉ tinh thể lớn lên mà còn xuất hiện một lượng nhỏ tinh thể mới

- Vùng biến động: α >1,3 Ở đây các tinh thể sacaroza sẽ tự xuất hiện không cần sự tạo mầm hoặc kích thích

Đối với dung dịch sacaroza không tinh khiết, giá trị hệ số quá bão hòa giữa các vùng khác nhau phụ thuộc vào nồng độ chất không đường

Thực tế trong quá trình sản xuất người ta cố gắng khống chế α < 1,3 để tránh tạo thành các tinh thể “dại”

13 Thuyết khuếch tán của Xilin và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình kết tinh

* Thuyết khuếch tán của Xilin:

Tinh thể đường được bao quanh 1 lớp dung dịch không chuyển động với chiều dày d Ngay sát bề mặt của tinh thể, dung dịch chứa quá bão hòa vì ở đây tồn tại mọi điều kiện để lượng đường dư từ dung dịch quá bão hòa kết tinh Như vậy ở bề mặt tinh thể

có nồng độ c' ứng với dung dịch bão hòa Cách bề mặt tinh thể khoảng d, dung dịch quá bão hòa với nồng độ C Do sự chênh lệch nồng độ (C - c') đường sẽ khuếch tán qua lớp dung dịch không chuyển động d Khi các phân tử đường khuếch tán đến bề mặt tinh thể thì lập tức kết tinh Ở bề mặt tinh thể mới lại có nồng độ c' như cũ, do đó quá trình kết tinh lại tiếp tục Như vậy bên cạnh quá trình khuếch tán các phân tử lên

bề mặt tinh thể, còn có quá trình liên kết các phân tử sacaroza trong lưới tinh thể Nhưng Xilin cho rằng quá trình kết tinh chủ yếu là quá trình khuếch tán Do đó, tốc độ kết tinh là tốc độ khuếch tán

………

14 Mục đích, cơ sở, nguyên tắc đặt ra chế độ nấu đường Các chế độ nấu đường thông thường Nếu phải chọn, thì bạn sẽ chọn chế độ nấu đường nào cho phân xưởng nấu đường của bạn? Vì sao

Mục đích đặt chế độ nấu đường :

- Bão đảm chất lượng đường thành phẩm

- Tăng hiệu suất thu hồi đường, giảm tổn thất

- Cân bằng nguyên liệu và bán thành phẩm

Cơ sở đặt chế độ nấu :

- Dựa vào độ tinh khiết mật chè sau khi làm sạch

Theo lý thuyết nếu AP mật chè < 80% nấu hai hệ

> 80% nấu ba hệ

> 86% nấu 4 hệ hoặc hơn 3 hệ Trong thực tế ứng dụng cơ sở này rất 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 hơn

- Dựa vào trình độ thao tác của công nhân và tình hình thiết bị của nhà máy Trình độ công nhân cao, thiết bị tốt có thể nấu nhiều hệ hơn

Nguyên tắc : Kinh tế nhất, lượng nấu lại ít nhất, chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu cao

nhất, tổn thất đường trong mật cuối thấp nhất, nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị

………

15 Tại sao phải tiến hành quá trình kết tinh làm lạnh sau khi nấu đường So sánh quá trình kết tinh làm lạnh về công nghệ và thiết bị ở các loại đường non A, non

B và non C

Giải thích: Ở giai đoạn cuối của quá trình nấu một nồi đường, tinh thể tuy đã lớn lên

nhất định và thành phần đường trong mẫu dịch còn nhiều, nhưng do điều kiện độ chân không, thiết bị và độ nhớt đường non lớn, nếu vẫn tiếp tục trong nồi nấu thì tốc độ kết tinh sẽ rất chậm, thời gian kéo dài, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm Vì vậy khi nấu đến nồng độ chất khô nhất định đối với mỗi 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 hiện tượng thường gặp làm biến chất đường trong quá trình bảo quản

- Đường bị ẩm: Không khí đi vào kho sẽ ngưng tụ trên bề mặt tinh thể đường làm cho đường bi ẩm

- Đường đóng bánh: Nguyên nhân chủ yếu là đường sau khi sấy chưa làm nguội đã đóng bao, khi gặp nhiệt độ bên ngoài giảm đột ngột, lớp nước bão hòa quanh tinh thể đường có thể đạt đến quá bão hòa sinh ra các tinh thể nước Chúng liên kết với nhau dần dần tạo thành từng mãng đường

- Thành phần đường giảm: Nguyên nhân cũng do ẩm đường sinh ra Vì khi bị ẩm đường dễ bị vi sinh vật xâm nhập và có thể gây nên hiện tượng chuyển hóa đường

- Đường biến chất: Một số vi sinh vật và mốc làm biến chất đường như penicillium glaucum biến đường thành axit butiric và axit lactic Sau khi đường bị ẩm có nhiều loại nấm men làm đường bị chuyển hóa Các loại nấm mốc aspergillus có thể biến đường thành axit xitric hoăc axit axetic Do chưa tiêu diệt hết các loại VSV trong quá

trình sản xuất nên khi gặp nhiệt độ thấp và môi trường thích hợp nên chúng hoạt động lại

18 Vai trò của mật tinh bột trong quá trình sản xuất bánh qui Vai trò của mật tinh bột đối với sản xuất kẹo Các nguyên liệu khác có thể dùng để chống hồi đường nếu bạn không dùng mật tinh bột Ưu nhược điểm của việc sử dụng các nguyên liệu thay thế này.

- Vai trò của mật tinh bột trong quá trình sản xuất bánh qui: làm cho bánh mềm, tơi ngon hơn, tăng giá trị cảm quan Còn trong bột nhào cho mật tinh bột có gốc cacboxyl thì trong qt nướng xảy ra pư Mailard -> tăng chất màu melamine -> tăng màu sắc và

có mùi thơm

- Vai trò của mật tinh bột trong quá trình sản xuất kẹo: Mật tinh bột trong kỹ nghệ sản xuất kẹo đóng vai trò chất chống hồi đường Tính chất chống kết tinh của mật tinh bột

là do nó làm tăng độ nhớt của dung dịch đường mật so với dung dịch đường saccaroza tinh khiết ở cùng một nồng độ, và đồng thời làm tăng độ hòa tan chung của đường có trong hợp chất Trong sản xuất kẹo cứng nếu ta dùng mật tinh bột có hàm lượng maltoza cao thì tính hút nước của kẹo sẽ thấp kẹo có độ bóng tốt

- Chất chống hồi đường ngoài mật tinh bột là gelatin

+ Ưu điểm: chống hồi đường và giữu cho kẹo có độ bền ổn định

+ Nhược điểm: nhạy với nhiệt độ, khi nấu nóng đến 600C thì khả năng yếu dần và mất hẳn khi có tác dụn của axit

Có nhiệt độ nóng chảy và đông tụ thấp nên gây khó khăn trong việc sản xuất kẹo

20 Chất béo dùng để sản xuất bánh: kể tên một số dạng chất béo có thể được dùng để sản xuất bánh qui:

- Shortening là sản phẩm của qtrinh hydro hóa dầu thực vật có màu trắng đục, dẻo

- Macgarin là nhũ tương của dầu và nước (85% dầu, 15% nước) có bổ sung chất tạo màu và mùi

- Bơ: là sản phẩm thu nhận từ ván sữa bằng phương pháp ly tâm, hàm lượng béo cao ( trên 80% )

- Dầu thực vật: dầu cacao, dầu dừa, dầu hướng dướng và dầu bông

21 Ảnh hưởng của đường, bột mì, sữa, trứng, chất béo, tinh bột, mật tinh bột, hóa chất làm nở …đến tính chất bột nhào và chất lượng sản phẩm bánh quy

* Đường : Đường ảnh hưởng đến tính chất lý học của bột nhào Đường làm cho bột

nhào trở nên mềm nhớt, nhiều đường bột nhào sẽ nhão, dễ dính vào trục cán, vào khuôn dập hình, đồng thời bánh cũng bị dính vào khay nướng

- Đường làm giảm sự tương nở protein, tùy theo nồng độ của đường mà tốc độ trương

nở protein khác nhau

- 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 còn đọng lại trên bề mặt bánh, ảnh hưởng xấu đến chất luợng bánh

+ Đối với bột nhào dai có thể dùng tinh thể to hơn vì bột nhào có lượng nước nhiều hơn, nhiệt độ cao hơn và thời gian nhào lâu hơn, do đó đủ điều kiện để hòa tan đường hòan toàn Nếu dùng lượng đường khá lớn mà không có chất béo bánh sẽ cứng

* Chất béo: Chất béo làm cho bột nhào thêm dẽo và xốp Tăng lượng chất béo bột

nhào sẽ tơi giảm thì bột nhào sẽ kém dẽo, bánh làm ra ít xốp

Chất béo cho vào bột nhào sẽ tạo ra một màng mõng có tác dụng bao trùm và bôi trơn các hạt bọt, vì vậy giữ được lượng không khí trong bọt nhào làm cho bánh xốp

Độ phân tán của chất béo có ảnh hưởng đến chất lượng của bánh