THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ NĂNG SUẤT 8 TẤN NGUYÊN LIỆUCA

Tinh bột khoai mì là nguồn lương thực được ứng dụng rộng rãi trong trong ngành thực phẩm và dược phẩm như: sản xuất bột ngọt, mì ăn liền, sản xuất bánh kẹo, là nguyên liệu đường hóa dịch mantose, glucose, fructose và một số chất làm ngọt khác. Khi được hồ hóa thì tinh bột khoai mì có khả năng tạo dẻo , dính, giòn, trong và quánh nên được sử dụng làm kẹo dính và làm phụ gia sản xuất thuốc viên các loại.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT

TINH BỘT KHOAI MÌ NĂNG SUẤT 8 TẤN NGUYÊN LIỆU/CA

GVHD: NGUYỄN THỊ THẢO MINH SVTH:

TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT

TINH BỘT KHOAI MÌ NĂNG SUẤT 8 TẤN NGUYÊN LIỆU/CA

GVHD: NGUYỄN THỊ THẢO MINH SVTH:

TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP Độc lập – Tự do – Hạnh phúc THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BẢN NHẬN XÉT

Khóa luận tốt nghiệp  Đồ án tốt nghiệp(Phiếu này phải đóng vào trang đầu tiên của báo cáo)

1 Những thông tin chung

Họ và tên sinh viên được giao đề tài (Số lượng sinh viên: 1)

2 Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

- Về tinh thần thái độ làm việc của sinh viên :

- Về nội dung và kết quả nghiên cứu:

-Ý kiến khác:

3 Ý kiến của giảng viên hướng đẫn về việc SV bảo vệ trước Hội đồng:

TP.Hồ Chí Minh, ngày 21tháng 6 năm 2018

Giảng viên hướng dẫn

(ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi cam đoan rằng báo cáo đồ án tốt nghiệp này do chính chúng tôi thực hiệndưới sự hướng dẫn của cô Nguyễn Thị Thảo Minh Các nguồn thông tin được thu thập

từ các bài báo, sách, tài liệu có nguồn trích dẫn đầy đủ và không sao chép nguyên bản

từ bất kì đồ án của ai

TP.HCM, tháng 6 năm 2018NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN

Tạ Thị Kim Oanh

Lê Anh KhangBạch Thị Thu Hằng

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

“Thiết kế nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì năng suất 8 tấn nguyên liệu/ca” kết quảthực hiện được tóm gọn trong các nội dung sau:

Lập luận kinh tế-kỹ thuật

Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

Lựa chọn và thuyết minh quy trình công nghệ

Tính cân bằng vật chất và lập kế hoạch sản xuất

Tính và chọn thiết bị

Tính năng lượng (hơi-điện-nước)

Tính xây dựng cho nhà máy

An toàn lao động và vệ sinh nhà máy

Các bản vẽ:

Bản vẽ sơ đồ dây chuyền công nghệ

Bản vẽ mặt bằng phân xưởng khu vực xử lí nguyên liệu, khu vực khai thác làm sạch,khu vực sấy-hoàn thiện (mặt cắt đứng và mặt cắt ngang)

Bản vẽ tổng mặt bằng

LỜI CẢM ƠN

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Côngnghiệp Thực Phẩm đã tạo điều kiên thuận lợi cho chúng tôi thực hiện tốt đồ án này.Chúng tôi xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Thảo Minh đã tận tình hướng dẫn,giúp đỡ chỉ bảo tận tình cho chúng tôi trong suốt tời gian thực hiện đồ án Chúng tôicũng xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩmThành phố Hồ Chí minh nói chung, đặc biệt quý thầy cô bộ môn Khoa Công nghệThực Phẩm nói riêng đã dạy những kiến thức đại cương cũng như các kiến thứcchuyên ngành, giúp chúng tôi có được cơ sở lý thuyết vững vàng Mặc dù rất cố gắngtrong quá trình thực hiện đồ án nhưng cũng khó tránh khỏi những thiếu sót.Chúng tôirất mong nhận được những ý kiến góp ý của quý thầy cô Chúng em xin chân thànhcảm ơn!

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

MỞ ĐẦU

Tinh bột khoai mì là nguồn lương thực được ứng dụng rộng rãi trong trong ngành thựcphẩm và dược phẩm như: sản xuất bột ngọt, mì ăn liền, sản xuất bánh kẹo, là nguyênliệu đường hóa dịch mantose, glucose, fructose và một số chất làm ngọt khác Khiđược hồ hóa thì tinh bột khoai mì có khả năng tạo dẻo , dính, giòn, trong và quánh nênđược sử dụng làm kẹo dính và làm phụ gia sản xuất thuốc viên các loại

Với khả năng cung cấp về nguyên liệu và tính ứng dụng cao của khoai mì, nhiều nhàmáy sản xuất tinh bột mì đã được xây dựng và đi vào ổn định ở nhiều nơi trong nước.Các sản phẩm tinh bột khoai mì không chỉ phục vụ nhu cầu trong nước mà còn xuấtkhẩu sang các nước khác

Nhận thấy tầm quan trọng của tinh bột khoai mì trong đồ án này nhóm chúng tôi chọnnghiên cứu về đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất sản xuất tinh bột khoai mì”

Trong năm tháng thực hiện đồ án vừa qua, chúng tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ,đóng góp ý kiến từ người thân, bạn bè đặc biệt các thầy cô bộ môn trong khoa Côngnghệ thực phẩm trường Đại học Công nghiệp thực phẩm và giáo viên hướng dẫnNguyễn Thị Thảo Minh, người đã hướng dẫn, dõi theo chúng tôi trong suốt quá trìnhthực hiện đồ án này

Mặc dù nhận được nhiều sự giúp đỡ từ cô, cũng như sự cố gắng hết sức của bản thân,nhưng do khả năng, kiến thức chưa đủ rộng nên đồ án có thể còn nhiều thiếu sót, nhómmong nhận được sự góp ý của quý thầy cô để bài báo cáo được hoàn thiện hơn

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ - KĨ THUẬT

1.1 Lựa chọn nguyên liệu

Khoai mì là nguyên liệu phù hợp để sản xuất nhờ đáp ứng các yếu tố:

Giá cả của tinh bột khoai mì thì thấp hơn so với tinh bột gạo và tinh bột lúa mì Hiệntại và trong tương lai giá cả của tinh bột gạo sẽ không giảm so với tinh bột khoai mì docông nghệ sản xuất tinh bột gạo phức tạp hơn cũng như chính sách của chính phủkhông khuyến khích sử dụng tinh bột gạo trong các ngành công nghiệp khác

Tinh bột lúa mì không cạnh tranh lại tinh bột khoai mì vì loại tinh bột này hiện nay chủyếu được nhập khẩu nên số lượng không nhiều và giá cả lại cao

So với cây lúa mì thì cây khoai mì không đòi hỏi khắt khe về điều kiện canh tác đặcbiệt là nguồn nước Cây khoai mì có thể trồng trên các loại đất bạc màu, cằn cỗi ngoài

ra người trồng khoai mì không cần phải tốn nhiều công chăm sóc như khi canh tác đốivới cây lúa

Nhu cầu tinh bột dùng cho tiêu thụ nội địa và xuất khẩu hiện nay rất lớn đòi hỏi phảisản xuất thêm nhiều hơn nữa tinh bột để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thịtrường do đó cây khoai mì trở thành một cây trồng quan trọng để sản xuất tinh bột.Ngoài việc mở rộng diện tích trồng khoai mì thì các cơ sở sản xuất tinh bột mới cũngphải được xây dựng thêm nhằm đáp ứng nhu cầu này

1.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng

Theo bảng số liệu thống kê “Diện tích khoai mì và sản lượng khoai mì phân theo địaphương” ở ba khu vực Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long củaTổng cục Thống kê năm 2006:

Cây khoai mì được trồng chủ yếu ở khu vực miền Đông Nam Bộ và Tây Nguyên Xét

ở cả hai vùng này về phân bố diện tích trồng khoai mì và sản lượng khoai mì thuhoạch ta thấy miền Đông Nam Bộ chiếm ưu thế hơn so với Tây Nguyên

Trong các tỉnh thuộc khu vực miền Đông Nam Bộ thì hai tỉnh Tây Ninh và Đồng Nai

có diện tích trồng và sản lượng khoai mì nhiều hơn cả Ở Đồng Nai do một phầnkhông nhỏ diện tích đất phục vụ cho nhu cầu phát triển các ngành công nghiệp, trồngcác cây công nghiệp lâu năm (cao su, điều) nên việc tăng diện tích đất trồng khoai mì

là khó thực hiện Trong khi đó, ở Tây Ninh do tính chất đất: đất xám chiếm 86,31%diện tích tự nhiên của tỉnh Đất khá tơi, nhẹ thích hợp cho trồng khoai mì và có khảnăng mở rộng diện tích trồng khoai mì

Trên thực tế nếu căn cứ vào số liệu thống kê “Diện tích khoai mì và sản lượng khoai

mì phân theo địa phương” của Tổng cục Thống kê thì từ năm 2000 đến nay diện tíchđất trồng khoai mì và sản lượng khoai mì ở Tây Ninh tăng lên rất nhanh:

Diện tích trồng khoai mì từ 0,8 nghìn ha (năm 2000) tăng lên 43,3 nghìn ha (năm2005)

Sản lượng khoai mì từ 9,6 nghìn tấn (năm 2000) tăng lên 1064,5 nghìn tấn (năm2005)

Từ đó có thể thấy cây khoai mì của tỉnh Tây Ninh đủ đáp ứng nguồn nguyên liệu chongành công nghiệp chế biến các sản phẩm từ cây khoai mì trong đó có ngành sản xuấttinh bột

Từ những cơ sở trên Tây Ninh là nơi phù hợp để xây dựng nhà máy sản xuất tinh bộtkhoai mì

Hình 1.1 Bản đồ hành chính tỉnh Tây NinhNhà máy dự kiến được xây dựng trong khu công nghiệp Trâm Vàng xã Thanh Phướchuyện Gò Dầu tỉnh Tây Ninh Địa đểm có những đặc điểm thích hợp cho việc xây

dựng nhà máy như:

Khu công nghiệp nằm ở phía Nam thị trấn Gò Dầu (cách 2 km), nằm cạnh đườngxuyên Á, cách thành phố Hồ Chí Minh 68 km về phía Tây Bắc theo quốc lộ 22 Khucông nghiệp nằm ở đầu mối giao thông liên vùng: đường xuyên Á đi thị trấn Gò Dầu

và đi cửa khẩu Mộc Bài, quốc lộ 22B đi thị xã Tây Ninh và cửa khẩu Xa Mát nên rấtthuận lợi về giao thông vận tải và xuất khẩu

Địa điểm xây dựng nhà máy gần nguồn nguyên liệu vì huyện Gò Dầu gần những vùngchuyên canh cây khoai mì ở các huyện Tân Châu, Châu Thành, Dương Minh Châu,các vùng này trồng các loại khoai mì giống mới với thời gian thu hoạch 6 tháng và đạtsản lượng lớn với hàm lượng tinh bột đạt khá cao từ 24% ÷ 28% Do gần nguồnnguyên liệu nên giảm được chi phí lớn cho vận chuyển và có thể chủ động được nguồnnguyên liệu cho sản xuất quanh năm

• Nguồn điện: sử dụng nguồn điện từ khu công nghiệp cung cấp nên có thể đảm bảo hoạt động liên tục cho nhà máy

• Nguồn nước: sử dụng nguồn nước từ khu công nghiệp cung cấp nên không tốn nhiều chi phí để xử lý nước

• Vấn đề xử lý nước thải, chất thải: khu công nghiệp có khu xử lý nước thải, chất thải tập trung do đó giảm được vấn đề ô nhiễm môi trường

• Vấn đề mở rộng sản xuất: vì đây là khu công nghiệp mới mở, đất đai còn trống nhiều, giá thuê đất tương đối thấp cùng với những chính sách hỗ trợ doanh nghiệp của tỉnh (như giảm thuế, miễn thuế khi doanh nghiệp chưa có lãi,…) nên

có tạo điều kiện tốt để cho doanh nghiệp có thể mở rộng quy mô sản xuất sau này

• Nguồn lao động: lao động địa phương tương đối dồi dào, nếu được đào tạo bài bản thì đây sẽ là một động lực to lớn trong phát triển kinh tế địa phương nói chung và ngành công nghiệp chế biến lương thực nói riêng [1]

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU-SẢN PHẨM

2.1 Khoai mì (Sắn)

Cây khoai mì hay còn gọi là cây sắn là cây lương thực ưa ấm có tên khoa học là

Manihot esculenta Crantza, thuộc họ Đại kích (Euphorbiaceae).

2.1.1 Nguồn gốc

Cây khoai mì có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới châu Mỹ La Tinh (CRANTZ, 1976).Trung tâm phát sinh cây Khoai mì được giả thiết tại vùng Đông Bắc của Brazin, vùngphân hóa phụ có thể tại Mexico và vùng ven biển phía bắc Nam Mỹ

Cây khoai mì được đưa đến Châu Phi và được trồng tại Coonggo vào thế kỉ XVI, ởChâu Á và du nhập vào Ấn Độ vào thế kỉ XVII Nó được trồng ở Việt Nam khoảng thế

kỉ XVIII (Hoàng Văn Biên, Hoàng Kim, 1991) [2]

2.1.2 Phân bố

Hiện tại khoai mì được trồng trên 100 nước của vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới Trong

đó, tập trung chủ yếu ở Châu Á, Châu phi và Châu Mỹ Nó là nguồn thực phẩm củahơn 500 triệu người

Ở Việt Nam, khoai mì được canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh Nhưng diện tíchtrồng nhiều nhất ở vùng Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, vùng núi và trung du phía Bắc,vùng ven biển Nam Trung Bộ và vùng ven biển Bắc Trung Bộ

Bảng 2.1 Tình hình phát triển của cây khoai mì qua các năm của nước ta [3].Năm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (Tấn/ha)

Nhận xét: Từ bảng số liệu ta thấy diện tích khoai mì của nước ta tăng đều qua các năm.Cao nhất là năm 2007 đạt 560,7 nghìn ha.

2.1.3 Đặc điểm sinh học

Khoai mì là cây ưa ấm và ẩm, thuộc cây lấy củ, thân cao 2-3 mét Lá thuộc loại gânthùy có gai Hoa đơn tính có đực và cái, rễ mọc từ mắt và mô sẹo của hom Rễ ngangphát triển thành củ và tích lũy tinh bột Thời gian sinh trưởng từ 6-12 tháng, có nơi là

18 tháng tùy giống, vụ trồng, địa bàn và mục đích sử dụng Củ khoai mì hai đầu nhọn,chiều dài biến động từ 20-200cm, trung bình 40-50cm, đường kính củ thay đổi từ 2-25cm, trung bình từ 5-7cm [4]

2.1.4 Phân loại

Khoai mì có nhiều loại khác nhau về màu sắc, thân cây, lá, vỏ củ, thịt củ Tuy nhiêntrong công nghiệp sản xuất tinh bột người ta phân khoai mì thành hai loại khoai mìđắng và khoai mì ngọt

Khoai mì đắng: cho năng suất cao, củ to, hàm lượng tinh bột cao, có nhiều nhựa củ,hàm lượng cyanhydric cao, ăn tươi bị ngộ độc

Khoai mì ngọt: gồm tất cả các loại khoai mì có hàm lượng cyanhydric thấp, loại khoai

mì này có hàm lượng tinh bột thấp, ăn tươi không bị ngộ độc [4]

2.1.5 Cấu tạo

Củ khoai mì thường có 4 phần chính gồm: vỏ gỗ, vỏ củ, thịt củ và lõi

Hình 2.1 Cây khoai mì và củ khoai mì

Hình 2.2 Cấu tạo củ khoai mì

2.1.5.1 Vỏ gỗ (Vỏ lụa)

Giữ vai trò bảo vệ củ Có thành phần chủ yếu là cellulose và hemicellulose

Không có chứa tinh bột, chiếm 0,5%-2% trọng lượng củ [4]

2.1.5.2 Vỏ củ (Vỏ thịt)

Dày hơn vỏ gỗ, có cấu tạo từ các tế bào thành dày, thành tế bào có cấu tạo chủ yếu làcellulose, bên trong là hạt tinh bột, chất chứa Nitơ và dịch bào (nhựa) có ảnh hưởngđến màu của tinh bột khi chế biến

Trong dịch bào có tanin, sắc tố, độc tố, các enzyme

Vỏ củ có chứa từ 5%-8% hàm lượng tinh bột khi chế biến [4]

2.1.5.3 Thịt củ

Thịt củ là thành phần chủ yếu của củ

Gồm có các tế bào nhũ mô: vỏ tế bào là cellulose, pentozan, bên trong là hạt tinh bột,nguyên sinh chất, các glucid hòa tan và nhiều vi chất vi lượng khác

Phân bố hàm lượng tinh bột trong củ giảm dần từ phần thịt củ đến sát vỏ đến lõi

Ngoài các lớp tế bào nhũ mô còn có các tế bào thành cứng không có chứa tinh bột (cấutạo từ cellulose) cứng như gỗ gọi là xơ Loại tế bào này thường thấy ở khoai mì lưuniên và những củ biến dạng trong quá trình phát triển [4]

2.1.5.4 Lõi khoai mì

Thường ở tâm dọc suốt từ cuống tới đuôi củ, ở cuống to nhất rồi nhỏ dần tới đuôi củ.Chiếm 0,3%-1% trọng lượng toàn củ, có thành phần chủ yếu là cellulose và

Khoai mì có lõi lớn, nhiều xơ sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và năng suất nghiền khi chế biến.

Ngoài các thành phần trên củ Khoai mì còn có cuống và rễ đuôi Các thành phần này

có cấu tạo chủ yếu là cellulose nên gây khó khăn trong chế biến [4]

2.1.6 Thành phần hóa học của củ khoai mì

Thành phần hóa học của củ Khoai mì dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộc vào:giống, tính chất đất, điều kiện phát triển của cây, thời gian thu hoạch (đây là yếu tốquan trọng ảnh hưởng đến hàm lượng tinh bột có trong củ)

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của khoai mì (%) [5]

ít, lượng chất hòa tan cao Còn thu hoạch trễ quá thì hàm lượng tinh bột sẽ giảm, thànhphần xơ tăng, một phần tinh bột bị thủy phân thành đường để nuôi mầm non

Tinh bột trong khoai mì tồn tại dưới dạng các hạt tinh bột có kích thước 3 ÷ 34µm.Tinh bột khoai mì có một số tính chất đặc trưng rất có lợi khi sử dụng chúng làmnguyên liệu trong chế biến thực phẩm như:

Tinh bột khoai mì không có mùi nên rất thuận tiện khi sử dụng chúng cùng với cácthành phần có mùi trong thực phẩm

Tinh bột khoai mì trong nước sau khi được gia nhiệt sẽ tạo thành sản phẩm códạng sệt trong suốt nên rất thuận tiện trong việc sử dụng chúng cùng với các tácnhân tạo màu khác.

Tỉ lệ amylopectin : amylose trong tinh bột khoai mì cao (80:20) nên gel tinh bột có độnhớt, độ kết dính cao và khả năng gel bị thoái hóa rất thấp [2]

Hình 2.3 Hạt tinh bột khoai mì qua kính hiển vi điện tử quét

b Đường

Đường trong củ chủ yếu là glucose và một ít maltose, saccharose

Trong quá trình chế biến các đường này sẽ hòa tan trong nước và theo nước dịch rangoài

c Protid

Bảng 2.3 Thành phần một số acid amine có trong củ khoai mì [2].

Củ khoai mì có chứa nhiều Vitamin C và Canxi

Ngoài ra trong củ khoai mì còn có Vitamin B và nhiều loại khoáng khác

HCN có độc tính giống như chất say trong một số loại đậu, dưới tác dụng của dịch vị

có chứa HCN hay men tiêu hóa, HCN bị giải phóng ra camlydric gây độc tố cho người

và động vật Các giống Khoai mì ngọt có 80 - 110mgHCN/kg lá tươi và 20-30mgHCN/kg củ tươi Còn giống Khoai mì đắng, chứ 160-240mg HCN/kg lá tươi và 60-150mg HCN/kh củ tươi HCN dễ bay hơi, dễ hòa tan trong nước, có thể bị oxy hóathành cyanic không độc, khi kết hợp với đường cũng tạo thành chất không độc

• Tanin

Hàm lượng tanin trong khoai mì ít nhưng sản phẩm oxy hóa của tanin là chất flobafen

có màu đen khó tẩy

Ngoài ra phản ứng giữa tanin với sắt tạo tanate sắt có màu đen cũng khó tẩy

• Enzyme

Các enzyme trong khoai mì tới nay chưa được nghiên cứu kĩ Người ta cho rằng trong

số các enzyme có trong củ khoai mì thì hệ enzyme polyphenoloxydase là enzyme cóảnh hưởng lớn đến chất lượng khoai mì trong quá trình bảo quản và chế biến

Khi chưa đào củ lên các enzyme này trong củ sẽ hoạt động yếu và ổn định nhưng khiđào củ lên thì các enzyme này có điều kiện để hoạt động mạnh, khi đó enzymepolyphenoloxydase sẽ xúc tác quá trình oxy hóa polyphenol tạo octorinon sau đó tổnghợp các chất không có bản chất phenol (các acid amine) tạo ra các sản phẩm có màu.Trong nhóm enzyme polyphenoloxydase có những enzyme oxy hóa các monophenol

mà điển hình là tryosinase xúc tác sự oxy hóa các acid amine tryrosine tạo ra quinontương ứng Các quinon sau một loạt các chuyển hóa sinh ra sắc tố màu xám đen gọi làmelanin Đây là một trong những nguyên nhân làm cho thịt củ có màu đen (theo kinhnghiệm của người dân là hiện tượng chảy nhựa)

2.1.7 Đánh giá chất lượng củ khoai mì

Xác định củ tốt xấu (có chảy nhựa hay không) và xác định tương đối hàm lượng tinhbột có trong củ

a Dùng phương pháp cảm quan để xác định củ mới và cũ

Bẻ đôi củ khoai mì, nhìn vào bề mặt cắt ngang: nếu củ trắng tươi thì tốt có thể để lạisản xuất sau

Nếu củ bị quầng đen, xám hay xanh đen tức là củ “chạy chỉ” nên đưa vào sản xuấtngay

b Dùng phương pháp cảm quan để xác định đúng tuổi khoai mì thu hoạch

Chọn củ khoai mì trung bình trong khóm khoai mì rồi bẻ làm đôi, nếu ta chỉ dùng mộtlực vừa phải để bẻ gẫy và thấy thịt khoai mì chắc và khô, màu thịt củ trắng đục thì cóthể coi như là đã thu hoạch khoai mì đúng tuổi, tỷ lệ tinh bột sẽ đạt ở mức cao.

Nếu ta bẻ củ cũng dễ dàng nhưng thấy thịt củ khoai mì có màu vàng nhạt tuy chắc thịtnhưng phần giữa củ ướt và trong thì đó là khoai mì còn non và lượng tinh bột thu được

sẽ ít

Nếu dùng nhiều sức mới bẻ gãy được củ hoặc củ bẻ mà không gãy đôi tức là củthu hoạch lúc quá tuổi, lúc đó củ có xơ nhiều và lượng tinh bột cũng đã giảm

c Dùng phương pháp cảm quan thống kê trong thu mua khoai mì nguyên liệu

Củ nhỏ và ngắn (chiều dài khoảng 10cm, đường kính củ chỗ lớn nhất dưới 1,5cm)không quá 4%

Củ dập nát và gãy vụn không quá 3%

Lượng đất và tạp chất tối đa từ 1,5% ÷ 2%

Không có củ thối

Củ có dấu vết chạy nhựa nhỏ hơn 5% [7]

2.1.8 Bảo quản khoai mì

Khoai mì là loại củ khó bảo quản vì dễ bị biến chất, dễ hư hỏng Khoai mì có hàmlượng nước cao rất dễ bị các loại men phân ly các hợp chất hữu cơ thông thường haycòn gọi là chảy nhựa làm cho củ khoai mì biến thành xơ, có khi cứng như gỗ Trongsản xuất, khi thu hoạch khoai mì về thường không chế biến kịp nên phải bảo quảnkhoai mì tươi trong một khoảng thời gian nhất định Trong công nghệ bảo quản, sauthu hoạch người ta cố gắng khống chế điều kiện gần giống nhất với điều kiện trước khithu hoạch, trong đó hay gặp những cách sau:

Thứ nhất, bảo quản trong hầm kín:

Mục đích: để tránh sự hoạt động của các enzyme trong củ mì, có nghĩa là tránh hiệntượng hư hỏng Hầm phải hoàn toàn kín và khô ráo, phải có mái che để tránh nướcchảy Hầm sâu 0.8m, chiều rộng phụ thuộc vào số khoai mì cần bảo quản

Thứ hai, bảo quản bằng cách phủ cát khô: Phương pháp này dựa trên nguyên tắc bảoquản kín giống như bảo quản trong hầm Chọn củ có kích thước đồng đều không bịdập, vỏ không bị xây xát, xêp thành luống chiều dài 1.5 ÷4m, chiều rộng từ 0.6÷1.2m,chiều cao 0.5m Sau khi xếp xong, dùng cát khô phủ kín đống khoai mì, lóp cát dày ítnhất 20cm

Ngoài ra, có thể bảo quản bằng phương pháp nhúng khoai mì vào nước vôi Khoai mìsau khi thu hoạch chọn những củ còn nguyên vẹn đem nhúng vào nước vôi 0.5% hoặcdùng bình chứa nước vôi phun đều vào đống củ sau đó dùng trấu hoặc cát phủ kínđống khoai mì Phương pháp này có thể bảo quản 15÷25 ngày [7]

Một số nhà nghiên cứu đã tìm ra là khoai mì có thể được bảo quản trong thời gian khádài nếu chúng được giữ ở điều kiện lạnh đông Tuy nhiên, cách bảo quản này ít được

sử dụng vì chí phí quá tốn kém và người ta cho rằng rằng phương pháp bảo quản chiphí cao như vậy không phù hợp với mặt hàng có chi phí thấp như khoai mì Ta chỉ nênbảo quản những củ nguyên vẹn vì những củ gãy, xây xát thường nhiễm vi sinh vật làmcho củ thối, đặc biệt bệnh thối ướt dễ dàng lây sang những củ lân cận rồi lan ra toànđống

Khi bảo quản cần lưu ý tới nhiệt độ Nhiệt độ được xác định bằng cách: cắm ống đovào ống thông hơi, nếu nhiệt độ củ khoai mì lớn hơn nhiệt độ ngoài trời 50°C thì đảokhoai mì Nếu thấy củ thối hỏng, chạy nhựa, biến màu (trắng sang vàng hoặc đen) thì

bỏ [7]

2.2 Nước

Nước là yếu tố cần thiết không chỉ cho nguồn sống của con người mà nó còn là nguồnsống cho tất cả sinh vật có trên trái đất, vai trò của nước còn cần thiết sử dụng trongsinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, sản xuất công nghiệp, toàn bộ các mặt của cuộc sống.Nước đóng vai trò quan trọng và là yếu tố sống còn trong sản xuất nông nghiệp cũngnhư công nghiệp

Trong công nghệ sản xuất tinh bột khoai mì nước là thành phần không thể thiếu Nước

sử dụng cho quá trình ngâm rửa nguyên liệu giúp cho khoai mì loại bỏ các tạp chất ảnhhưởng đến sản xuất Trong khoai mì có độc tố HCN khi ngâm với nước sẽ thành chấtkhông độc Vai trò của nước rất quan trọng giúp cho sản phẩm đạt chất lượng theo yêucầu Ngoài ra nước cần cho việc vệ sinh nhà xưởng sau quá trình sản xuất đảm bảo vệsinh sạch sẽ

Bảng 2.5 Tiêu chuẩn về chất lượng nước sản xuất [8].

H2SO4 được thêm vào ở nồng độ thấp giúp giữ màu trắng của tinh bột

SO2 (H2SO3) ức chế hoạt động của vi khuẩn và enzyme Ngoài ra nó cũng là một tácnhân để làm trắng tinh bột SO2 được sục vào nước tinh khiết rồi mới cho vào -Clorine và các hợp chất của nó cũng có tác dụng tẩy trắng và giảm độ nhớt rất tốt Nếu

ta sử dụng các hóa chất trên với một nồng độ thích hợp (nồng độ rất nhỏ), chất lượngsản phẩm thu được sẽ tốt hơn

Vôi CaCO3 ức chế hoạt động của vi sinh vật, đồng thời tạo môi trường kiềm để hòa tancác chất màu trong khoai mì nguyên liệu

2.4 Sản phẩm tinh bột khoai mì

2.4.1 Ứng dụng của tinh bột khoai mì.

Nguồn tinh bột khoai mì sản xuất ra được ứng dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm vàdược phẩm như:

• Các loại bánh

Tinh bột được sử dụng là một trong những nguồn nguyên liệu chính để sản xuất cácloại bánh Ngoài việc giảm giá thành sản xuất, tinh bột còn có chức năng làm đầy, làmláng và góp phần tạo nên một số tính chất công nghệ cho các sản phẩm bánh

Một số sản phẩm tiêu biểu: các sản phẩm bánh snack, bánh quy, bánh rán…

Bún, miến, mì ống, mì sợi, bánh tráng là những sản phẩm thực phẩm rất thông dụng ởquy mô làng xã được chế biến từ tinh bột khoai mì

• Tinh bột biến tính

Đặc trưng chủ yếu của tinh bột biến tính chính là nó có độ nhớt cao góp phần tạo độsệt, độ đặc trong một số sản phẩm như nước sốt, nước chấm, súp…

Ngoài ra tinh bột biến tính còn tạo ra độ mờ đục cho một số sản phẩm như nước sốt

• Sản xuất các sản phẩm thủy phân từ tinh bột

Bằng con đường thủy phân, tinh bột là nguyên liệu chính để sản xuất ra các loại sảnphẩm như: mạch nha, glucose, sorbitol, maltodextrin,…

Từ glucose bằng con đường lên men người ta có thể sản xuất rượu, cồn, mì chính… Sorbitol là phụ gia tạo cấu trúc rất thông dụng trong các sản phẩm thực phẩm

• Sản xuất đường glucose

Nguyên liệu: bột hoặc tinh bột các loại củ cũng như các loại hòa thảo Ở các nướckhác chủ yếu dùng tinh bột ngô, tinh bột khoai tây; ở nước ta dùng tinh bột khoai mì

để sản xuất đường glucose

và hoàn thiện [9].

2.4.2 Tiêu chuẩn chất lượng của tinh bột khoai mì

Tiêu chuẩn chất lượng tinh bột khoai mì dùng trong công nghiệp thực phẩm của cácnước tương đối giống nhau

Bảng 2.6 Các chỉ tiêu chất lượng của tinh bột khoai mì [5]

Chỉ tiêu chất lượng Tiêu chuẩn UDC

664-672(*) Tiêu chuẩnFAO (**) Tiêu chuẩnTCVN-1985

(*) Tiêu chuẩn tinh bột xuất khẩu Thái Lan

(**) Tiêu chuẩn của FAO

Những chỉ tiêu chung: Tinh bột ăn được phải:

An toàn và phù hợp cho người sử dụng

Không có mùi vị khác thường và côn trùng gây hại

Không bị nhiễm bẩn

Chỉ tiêu sinh học:

Vi sinh vật gây bệnh: không có

Côn trùng gây hại: không có

Chỉ tiêu cảm quan:

Bột màu trắng khô và mịn

Không có mùi vị khác thường

Không bị nhiễm bẩn [5]

Nguyên liệu

Sấy

Ly tâm tách bã Nghiền Bóc vỏ

3.2 Thuyết minh quy trình

do phản ứng oxy hóa

• Thiết bị

Khoai mì được ngâm trong các bể chứa được xây bằng gạch hoặc bê tông Đáy bể làmhơi dốc để dễ xả nước và làm vệ sinh Bể thuộc loại nửa chìm nửa nổi vòi cấp nước đặttrên đỉnh bể [4]

3.2.1.3 Yêu cầu

Bể chứa dễ xả nước và làm vệ sinh

Tùy theo nguyên liệu khoai mì ban đầu mà lựa chọn thời gian ngâm cho phù hợp

Hình 3.1 Lồng bóc vỏ khoai mìCấu tạo: Thân lồng hình trụ tròn, được làm từ thép tấm có chiều dài khoảng 3m, bêntrong có gắn các thanh thép kéo dài theo thân máy và khoảng hở giữa các thanh làkhoảng 12mm nó làm tăng hiệu quả của việc xáo trộn và để cho đất đá lọt qua.Bêntrong có gắn thêm các cánh vít định hướng Lồng bóc vỏ được đặt trên 4 bánh cao su

có kích thước giống nhau có tác dụng chuyển động cho lồng bóc vỏ nhờ môtơ truyềnđộng [2]

Nguyên tắc hoạt động: Khi môtơ truyền động sẽ truyền động cho 4 con lăn cao su làmcho lồng bóc vỏ tăng Khi quay nó làm khoai mì bị đảo trộn và va đập vào nhau giữa

củ với củ, giữa củ với thân máy, làm cho vỏ lụa bị bóc ra

• Thiết bị

làm bằng thép không gỉ Các cánh khuấy cũng làm từ thép không gỉ Các cánh khuấyđược lắp lệch góc với nhau chếch 40

Nguyên tắc hoạt động: Mô tơ quay làm cho trục truyền động quay và làm quay cáccánh khuấy Các cánh khuấy sẽ tạo thành một bánh chèo đảo trộn khoai mì và vậnchuyển khoai mì từ đầu này đến đầu kia của thiết bị Đồng thời tạo lực ma sát giữa các

củ với nhau, giữa củ và thiết bị

Hình 3.2 Thiết bị rửa củ khoai mì

• Biến đổi hóa sinh

Sự hoạt động của các enzyme oxy hóa làm biến màu củ khoai mì ở những chỗ bị cắt

3.2.4.4 Yêu cầu

Củ và máy cắt phải sạch Không được lẫn các tạp chất như đất, đá, cát,

Tiếp liệu cho máy băm đồng đều giúp cho quá trình làm việc ổn định

3.2.5 Nghiền

3.2.5.1 Mục đích

Mục đích của quá trình nghiền là giải phóng tinh bột khỏi tế bào bằng cách phá vỡmàng tế bào khoai mì

Đây là khâu quan trọng nhất trong việc quyết định hiệu suất thu hồi tinh bột Sự phá

vỡ màng tế bào càng triệt để thì hiệu suất tách tinh bột càng cao [6]

3.2.5.2 Phương pháp thực hiện

Phương pháp nghiền cơ giới

• Thiết bị sử dụng là máy nghiền Jahn:

Cấu tạo: Máy nghiền này có một rotor làm bằng gỗ cứng hay ống thép, có đường kínhkhoảng 50 cm, trên đó có rạch những rãnh theo chiều dọc để gắn những lưỡi dao haylưỡi cưa Tùy theo nhu cầu mà có thể có từ 10 đến 12 răng cưa trên lưỡi dao Các lưỡidao được đặt cách nhau khoảng 6 ÷ 7 mm

Nguyên tắc hoạt động: nguyên liệu sau khi nhập vào máy nghiền được máy nghiềnthành khối bột mịn nhờ sự cọ xát của bộ phận nghiền quay xung quanh một trục nhờđộng cơ với củ khoai mì và với tấm lưới chắn Trong quá trình nghiền ta có xối nước

để nước đưa bột nghiền ra ngoài thông qua lỗ lưới

3.2.5.3 Các biến đổi trong quá trình nghiền

• Biến đổi vật lý

Có sự thay đổi kích thước của nguyên liệu Tế bào tinh bột bị phá vỡ giải phóng tinhbột dưới dạng những hạt có kích thước rất nhỏ Nguyên liệu bây giờ là khối bột nhãomịn, có độ ẩm khoảng 80% (độ mịn khác nhau tuỳ theo công nghệ và thiết bị sử dụng)

• Biến đổi hóa sinh

Khi xé nát vỏ tế bào, các enzyme trong tế bào cũng được giải phóng và có điều kiệnhoạt động, nhất là các enzyme thủy phân tinh bột, enzyme oxy hóa nhưpolyphenoloxydase sẽ làm sẫm màu sản phẩm

• Biến đổi sinh học

Vì củ rửa sạch trước khi nghiền và thời gian không quá lâu nên sự phát triển của visinh vật là không đáng kể

3.2.5.4 Yêu cầu

Tiếp liệu cho máy phải đều đặn, để máy làm việc ổn định

Phá vỡ triệt để cấu trúc tế bào để hàm lượng tinh bột được giải phóng tối đa

Các lưỡi cưa phải sắc, nhọn, đảm bảo vệ sinh Trong quá trình nghiền không để xuất

Hình 3.4 Máy nghiền

hiện các vật như đất đá rơi vào.

3.2.6 Ly tâm tách dịch

3.2.6.1 Mục đích

Nhằm tách một phần lớn dịch bào ra khỏi hỗn hợp, dịch bào chiếm khoảng 0,1-0,3%

3.2.6.2 Phương pháp thực hiện

Phần dung dịch thu được bằng cách pha loãng cháo sau khi nghiền được đưa vào thiết

bị ly tâm để tách dịch bào Để tách triệt để được dịch bào phải tiến hành ly tâm ít nhất

2 lần Sau lần ly tâm thứ nhất, dịch chứa tinh bột được pha loãng rồi đưa đi tách bã.Sữa tinh bột lọt được đưa vào máy ly tâm tách dịch một lần nữa Nước dịch ra khỏimáy ly tâm được đưa đi lắng tiếp tục để thu tinh bột loại hai

• Thiết bị

Hình 3.5 Thiết bị ly tâm đĩaCấu tạo: Bộ phận chủ yếu của thiết bị là roto được cấu tạo gồm các đĩa hình côn xếpchồng lên nhau, cách nhau một khoảng xác định từ 0,4-1,5mm Độ nghiêng của đĩa từ

45 – 60

Nguyên tắc hoạt động: hỗn hợp sữa tinh bột được đưa vào khoảng không gian giữa cácđĩa Sữa bột chảy theo các rãnh trên trục vào khe của các đĩa rồi phân bố thành lớpmỏng giữa các đĩa Dưới tác dụng của lực ly tâm, tinh bột và các hạt nặng sẽ dâng lênphía mặt dưới của đĩa phía trên và chuyển động ra ngoài mép đĩa, dịch bào sẽ tách ralắng trên bề mặt của đĩa phía dưới và chuyển động về phía ly tâm của đĩa Cùng lúc đómột bơm ly tâm dọc theo trục rỗng phía dưới và khoang nước nằm giữa vỏ bên trong

và thành ngoài Nước sạch từ bồn chứa sẽ đi từ các lỗ nhỏ vào vỏ trong, nhờ đó màtinh bột được rửa tốt để tách các tạp chất còn lại

3.2.6.3 Biến đổi trong quá trình

Trong dịch bào có chứa polyphenoloxydase, triozin và enzyme tirozinase Khi dịchbào củ tách ra khỏi tế bào, tiếp xúc với oxy không khí và nhanh chóng bị oxy hóathành chất màu làm cho tinh bột giảm màu trắng, khi đó dịch bào có màu hồng Nếukhông bị kìm hãm thì bị oxy hóa tiếp đến màu đen Dịch ổn định trong khoảng pH hẹp

Do vậy, nguyên liệu đầu cần ngâm vôi với pH>=7 Ngoài ra, trong quá trình có bổsung SO2 hoạt động như tác nhân làm trắng với hàm lượng 0,3-0,4g/l

và lưỡi cạo được dẫn động với vận tốc quay gần như nhau thông qua một hộp giảm tốcđược nối với động cơ nhờ một nối trục

Hình 3.6 Thiết bị ly tâm tách bã Nguyên lý hoạt động: sữa tinh bột sẽ đi vào thiết bị ở đầu có ống nhập liệu Dưới tácdụng của lực li tâm, tinh bột và những tạp chất rắn, mịn được tách trong quá trình tách

bã sẽ được tách ra khỏi dịch bào Khi đó, chúng tập trung ở vành ngoài của thiết bị vànhờ dao cạo mang theo chiều ngược lại về phía đầu nhỏ, ở đây chúng được trộn vớinước sạch và lấy ra [2]

3.2.7.3 Các biến đổi của quá trình

• Biến đổi vật lý

Sau quá trình tách ta thu được hai phần: phần bã thô và phần nước dịch (sữa tinh bột)

Bã thô bao gồm cellulose và các hạt có kích thước to và được tách ra ngoài nên phầnnước dịch chỉ chứa các hạt tinh bột có kích thước nhỏ hơn và một lượng lớn các chấthòa tan Kích thước hạt huyền phù trong nước dịch giảm

Nồng độ chất khô giảm

• Biến đổi hóa sinh

Phản ứng oxy hóa do enzyme làm sẫm màu bột xảy ra không đáng kể do dịch sữa thuđược có hàm lượng nước tương đối cao

• Biến đổi sinh học

Sự phát triển của vi sinh vật là không đáng kể

3.2.8.2 Phương pháp tiến hành

• Thiết bị

Hình 3.7 Thiết bị rửa tinh bộtCấu tạo: Thiết bị rửa là một thùng hình trụ được làm bằng thép không gỉ, bên trên làđộng cơ cho thiết bị hoạt động.

Nguyên tắc hoạt động: sữa tinh bột được cho vào bể có nồng độ 180Bx, dùng cánhkhuấy khuấy đều rồi nâng cánh khuấy lên Để yên trong 7 – 8 giờ để tinh bột lắng Sau

đó tháo nước rửa rồi rửa lớp tinh bột bẩn Quá trình rửa được tiến hành nhiều lần Tinhbột sạch còn lại cho nước vào khuấy đều thành sữa bột đặc có nồng độ 35Bx đượcchuyển qua thiết bị vắt nước

3.2.8.3 Các biến đổi của quá trình

Lớp tinh bột bẩn bị oxy hóa có màu vàng nhạt đi ra ngoài Các hợp chất ảnh hưởngđến tinh bột thành phẩm như protein, polyphenol, HCN đều theo nước rửa thải rangoài

Tinh bột ướt thành phẩm sau khi rửa không lẫn các tạp chất lạ gây ảnh hưởng đến chấtlượng sản phẩm chế biến từ tinh bột, đồng thời đảm bảo tính hóa lý (độ dính, độ tro,

độ trong, )

Nếu có tạp chất rắn, dung dịch tinh bột sẽ đục có lẫn protein thì khi nấu hồ sẽ sủi bọtnhiều, lẫn dịch bào thì màu sắc và độ dính kém

3.2.8.4 Yêu cầu

Tổn thất tinh bột tự do không quá 3%

Tách triệt để bã để thu được dịch sữa tinh bột

3.2.9 Tách nước (ly tâm tách nước)

3.2.9.1 Mục đích

Việc tách nước có tác dụng làm giảm thời gian vi sinh vật tiếp xúc với tinh bột và loại

bỏ những chất hòa tan trong nước Những chất này nếu không được loại bỏ thì sau sẽđược sấy khô cùng với tinh bột và sẽ làm giảm màu trắng của tinh bột và tăng độ trocủa tinh bột Mặt khác quá trình này còn làm giảm lượng nước có trong tinh bột

3.2.9.2 Phương pháp thực hiện

Sau khi tinh chế ta thu được dịch sữa tinh bột thuần khiết có nồng độ 3Bx Để táchnước ra khỏi tinh bột ta có đem lắng Thông thường người ta sử dụng thiết bị ly tâm đểtách tinh bột

• Thiết bị

Nguyên tắc hoạt động: Dịch tinh bột được bơm vào thiết bị với một tốc độ cao theophương tiếp tuyến với tiết diện hình tròn của thân hình trụ Khi đó các hạt tinh bộtphân tán trong huyền phù sẽ chuyển động theo hình xoắn ốc như hình vẽ và sẽ đượctháo ra khỏi thiết bị qua cửa đáy Phần nước lỏng sẽ được tháo ra ngoài qua cửa đỉnhcủa thiết bị [6]

3.2.9.3 Yêu cầu

Độ ẩm tinh bột sau khi tách nước khoảng 32-35%

Hàm lượng tinh bột khô tuyệt đối trong 1 lít nước dịch 0,26g/l

Tinh bột theo nước dịch mất khoảng 1%

3.2.10 Sấy

Hình 3.8 Thiết bị ly tâm tách nước