BÁO CÁO THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG, BÁNH, KẸO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG, BÁNH, KẸO GVHD: NGUYỄN THỊ CÚC SVTH: Nhóm NGUYỄN PHAN THẢO NGUYÊN 2005181187 09DHTP6 PHẠM VĂN HƯỚNG 2005181090 09DHTP8 TRẦN THỊ HUYỀN TRÂM 2005181306 09DHTP9 NGUYỄN ĐẶNG BẢO HÂN 2005181054 09DHTP6 Tp.HCM, tháng 11 năm 2020 BÀI 1:LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP VƠI HĨA 1.1 GIỚI THIỆU: Đường saccharose ngun liệu quan trọng ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm (bánh, kẹo, nước giải khát, sữa, ) Nguyên liệu để sản xuất đường saccharose mía Cây mái đạt độ chín phù hợp thu hoạch, xử lý, đưa vào trích ly Sản phẩm thu sau trích ly nước mía (đường saccharose dạng hịa tan nước, ngồi cịn có chất khơng đường có tính chất lý hóa khác nhau, chất khơng đường chất keo chiếm tỉ lệ đáng kể (0,03-0,5) Dưới tác động số điều kiện xử lý, ví dụ, nhiệt độ cao, số thành phần khơng tan chuyển háo thành chất tan, làm tăng hàm lượng chất keo dung dịch Hoạt động vi sinh vật nước mía tạo nên chất keo khác nhau, đặc biệt levan dextran Chất keo gây nhiều ảnh hưởng không tốt với sản phẩm đường cản trở q trình lọc nước mía, kết tinh đường phân mật, làm nước mái có nhiều bọt, giảm hiệu suất tẩy màu Sự có mặt chất khơng đường nước mía dẫn đến đặc, kết tinh đường khó khăn khơng kinh tế Chất khơng đường làm tăng độ hịa tan đường saccharose, tăng mật cuối tăng tổn thất đường mật cuối Trong nước mía cịn có vụn mía, gia nhiệt vụn mía bị kết tụ Vì vậy, tất chất không đường cần loại khỏi nước mía Ngồi ra, nước mía cịn chứa lượng axit, axit xúc tác phản ứng chuyển hóa đường saccharose Do đó, nước mía cần trung hịa Làm nước mía q trình xử lý nhằm loại bỏ tạp chất khơng đường trung hịa nước mía Đây q trình quan trọng dây chuyền sản xuất, có ý nghĩa định chủng loại đường thành phẩm 1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH NƯỚC MÍA Dùng phản ứng hóa học để kết tủa tạp chất lợi dụng tác dụng hấp phụ, kéo theo tạp chất khác chất kết tủa hay làm ngưng kết thể keo nước mía để chất nằm trạng thái rắn hay có tỉ trọng khác với nước mía sau loại bỏ chúng cách lắng, lọc, Dùng dụng cụ, thiết bị thích hợp để hóa chế tách rời tạp chất khỏi nước mía thiết bị lắng, lọc, thiết bị gia vơi, sulfit hóa, phosphat hóa, gia nhiệt, 1.2.1 Tác dụng pH trình làm 1.2.2 Ngưng kết chất keo Chất keo nước mía chia làm hai loại: keo thuận nghịch keo không thuận nghịch Keo không thuận nghịch keo bị ngưng tụ ( ví dụ , tác dụng nhiệt), thay đổi điều kiện mơi trường khơng có khả trở lại trạng thái keo ban đầu Keo thuận nghịch keo bị ngưng tụ thay đổi điều kiện mơi trường, có khả trở lại trạng thái ban đầu Cũng phân loại keo nước mía theo khả liên kết với nước: keo ưa nước keo không ưa nước Đa số keo nước mía có tính ưa nước, mức độ nước chúng khác Dưới tác dụng vi sinh vật, nước mía sản sinh loại keo có tính nhớt ưa nước glucosen levulozan Keo tồn nước mía trạng thái ổn định keo mang điện tích có lớp nước bao bọc bên ngồi Nếu ngun nhân đó, keo tính chất ngưng kết Để ngưng kết keo, thường cho vào nước mía chất điện ly để thay đổi pH môi trường Dưới điều kiện pH định, keo hấp phụ chất điện ly dẫn đến trạng thái trung hồ điện Lúc đó, keo trạng thái ổn định ngưng kết Trị số pH làm chất keo ngưng kết gọi pH đẳng điện Điểm đẳng điện chất keo khác khác (ví dụ pH albumum = 4,64,9 ; pHpaparagin = ) Ở nước mía có hai điểm pH làm ngưng tụ chất keo: pH pH 11 Điểm pH trước điểm pH đẳng điện Điểm pH sau điểm ngưng kết protein môi trường kiểm mạnh Điểm không gọi điểm đăng điện lúc nước mía có đường saccharose lượng vơi nhiều tạo thành hợp chất có tính hấp phụ protein tạo thành kết tủa 1.2.2.1 Chuyển hố đường saccharose Khi nước mía môi trường axit ( pH < 7) đường saccharose bị chuyển hóa tạo thành hỗn hợp đường glucose fructose, phản ứng gọi phản ứng nghịch đảo đường Tốc độ chuyển hoá tăng theo tăng nồng độ ion H + nước mía Mặt khác, axit khác làm chuyển hoá saccharose với tốc độ khác Saccharose bị chuyển hố khơng gây tổn thất đường mà giảm độ tinh khiết mật chè ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh đườn 1.2.2.2 Phân hủy saccharose Trong môi trường kiềm, tác dụng nhiệt, đường saccharose bị phân hủy Khi pH cao, lượng chất phân hủy lớn Sản phẩm phân hủy saccharose phức tạp: furfurol, S - hidroximetyl - furfurol, metylglioxan, glixeandehyt, dioxiaxeton, axit lactic, axit trioxiglutaric, axit trioxibuteric, axit axetic, axit formic Những sản phẩm tiếp tục bị oxy hố tác dụng thi khơng khí 1.2.2.3 Phân hủy đường Trong nước mía hỗn hợp có chừng 0,3-2,4% đường khử Khi nước môi trường axit, tồn đường khử tương đối ổn định Ở pH=3 đường khử ổn định Nếu pH nước mía hay dung dịch đường vượt qua phát sinh phản ứng phân hủy đường khử, phân hủy dựa vào pH nhiệt độ Sự phân giải đường khử trình sản xuất làm giảm độ tỉnh khiết mật chè, tăng độ màu, giảm tốc độ kết tình đường 1.2.2.4 Tách loại chất khơng đường Đối với pH khác nhau, tách loại chất không đường khác Khi pH = 7-10, muối vô Al 2O3 , P503 , SiO2 , Fe2O3, MgO dễ bị tích loại Al2O3, P2O5, SiO2 bị loại 95% cịn Fe2O3, Mg0 bị loại đến 60% Khi pH khoảng 7,0 tách loại 50% chất keo (pentoza) Khi pH khoảng 5-6 98 % protein bị tách loại, vượt trị sổ Ph đó, hiệu tách loại thấp Khi chọn pH thích hợp để loại chất khơng đường, khơng nên tách loại đơn độc chất mà phải xét cách tồn diện để tách loại nhiều chất khơng đường Hiệu tách loại chất khơng đường cịn phụ thuộc vào giống mía hiệu làm biểu thị hiệu loại chất không đường 1.2.3 Làm nước mía phương pháp vơi Phương pháp vơi hóa có từ lâu đời phương pháp đơn giản để làm nước mía, phương pháp dựa vào tác dụng nhiệt vôi nhằm thu nhận sản phẩm đường thô Phương pháp vôi hóa chia thành ba loại: Cho vơi vào nước mía lạnh, cho vội vào nước mía nóng cho vôi phân đoạn 1.2.3.1 Phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh Phương pháp cho vơi vào nước mía lạnh có ưu điểm quản lý thao tác đơn giản Trước đun nóng, cho vơi vào nước mía đến trung tính, tránh chuyển hóa đường saccharose Nếu cho vơi đặn tránh phân giải đường khử Phương pháp có khuyết điểm lượng vôi dùng nhiều vội thừa sau đun nóng gây tượng đóng cặn thiết bị Phương pháp có hiệu suất làm thấp 1.2.3.2 Phương pháp cho vơi vào nước mía nóng Trước hết, gia nhiệt nước mía đến nhiệt độ 105 oC Một số chất keo(albumin, silic hydoroxyt) bị ngưng tụ tác dụng nhiệt pH nước mía Cho vơi vào thùng trung hịa, khuấy trộn để kết tủa hồn tồn, sau loại chất kết tủa thiết bị lắng Phương pháp có ưu điểm loại bỏ nhiều protein Do nhiệt độ cao nên tạo kết tủa Ca 3( PO4)2 tương đối hoàn toàn Hiệu làm tốt Sự chênh lệch độ tinh khiết nước mía trước sau làm cao Tốc độ lắng lớn, dung tích nước bùn nhỏ Tiết kiệm lượng với khoảng 1520% so với phương pháp lạnh Tuy nhiên, phương pháp có nhược điểm chuyển hóa đường saccharose tương đối lớn khó khống chế màu sắc nước mía 1.2.3.3 Phương pháp cho vôi phân đoạn Phương pháp gia với thành hai lần, gia nhiệt hai lần Cho vôi lần (gọi cho vôi sơ bộ) đến pH nước mía đạt xấp xỉ 6,6 Lượng vơi cho vào khoảng 1/3 tổng lượng vôi cần sử dụng (lượng vơi cịn lại cho vào lần ) Gia nhiệt lần nhiệt độ < 90 ° C hiệu làm không tố Cho vơi lần pH = 7,8 tương đối thích hợp, cao dung dịch kiềm tính mạnh dẫn đến tăng phân giải đường Phương pháp có ưu điểm hiệu suất làm tốt, loại chất không đường nhiều Qua lần gia vơi lợi dụng điểm ngưng tụ khác để loại chất khơng đường nên nước mía trong, bùn lọc dễ, loại 80 % chất keo chứa nitơ, loại 90 % sáp mía Tiết kiệm khoảng 35 % vơi so với phương pháp lạnh Tuy nhiên phương pháp có khuyết điểm phức tạp, chuyển hóa phân giải saccharose tương đối lớn 1.3 Thực hành 1.3.1 Quy trình cơng nghệ Hình Sơ đồ quy trình cơng nghệ làm nước mía phương pháp vơi Nước mía _ Cân :m nước mía =1.553g _ Đo bx=15% _ pH=6 Kiểm tra Sữa vôi Gia vôi sơ Gia nhiệt lần Axit photphoric Sữa vôi Bổ sung axit Gia nhiệt trung hòa Gia nhiệt lần Lắng Lọc Bã Sản phẩm Cân khối lượng chè :660g Khối lượng chè đục: 400g Đo Bx:16,8 pH=6.9 1.4 Thông số kết nhóm  Chuẩn bị nguyên liệu: Nước mía nguyên: 1,5kg + Đo Bx=17,9Bx + pH=6 Khối lượng chất khơ nước mía ban đầu: mCKNM1=1,5.17,9/100=0,2685 kg Khối lượng chất khơ nước mía 13Bx: mCKHH=(0,2685.100)/13=2,0654kg Khối lượng nước thêm vào để có nước mía: mnước 1=2,0654-1,5=0,5654kg Bổ sung 500g nước mía: + Đo Bx=19,3Bx + pH=6 Khối lượng chất khơ nước mía hỗn hợp sau thêm 500g nước mía 19,3Bx: mCKNM2= 0,5.19,3/100=0,0965kg mCKNMHH=(0,0965.100)/13=0,74 kg mnước 2= 0,74-0,5=0,24kg Tổng khối lượng nước pha vào nước mía mnước= mnước 1+ mnước 2= 0.5654 + 0,24= 0,8054 kg Nước mía sau pha 0,5654kg nước lần đầu + Đo Bx=13,1Bx + pH=6 Nước mía hỗn hợp sau pha thêm 500g nước mía 0,24kg nước + +        _ Đo Bx=13,2Bx pH=6 Gia vôi sơ Gia nhiệt lần Bổ sung H3PO4 Gia vôi trung hòa Gia nhiệt lần Lắng Lọc Chè sau lọc + Khối lượng: 1,3kg + Đo Bx: 16,2Bx + Đo pH:6 Đánh giá cảm quan: Màu nước vàng nâu, Câu hỏi , tập: BÀI CÔ ĐẶC VÀ KẾT TINH TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG 2.1 Giới thiệu 2.1.1 Q trình đặc Cơ đặc sản xuất đường trình sử dụng nhiệt làm bay nước khỏi chè nhằm đưa hàm lượng chất khơ hịa tan chè lên khoảng 60-65% Nếu nồng độ sau cô đặc thấp tốn tăng thời gian nấu đường, cao khó điều khiển thao tác kết tinh, xơng lưu huỳnh (để tẩy màu) khó tăng đóng cặn thiết bị, ngồi cịn có nguy kết tinh thùng chứa đường ống Sản phẩm thu sau q trình đặc mật chè (sirơ) 2.1.2 Quá trình kết tinh Quá trình kết tinh sản xuất đường trình chuyển đường saccharose từ trạng thải hòa tan sang dạng kết tinh 2.2 Cơ sở lý thuyết q trình đặc kết tinh 2.2.1 Cơ sở lý thuyết q trình đặc Cơ đặc sản xuất đường q trình sử dụng nhiệt để làm bay nước khỏi chè , trình gây số biến đổi chè sau : 2.2.1.1 Sự chuyển hóa saccharose Nếu dung dịch đường có tính axit số chất khơng đường q trình đặc bị phân hủy tạo thành axit tác dụng nhiệt dẫn đến chuyển hóa saccharose 2.2.1.2 Sự phân hủy saccharose tăng màu sắc Dưới tác dụng nhiệt độ cao, đường saccharose bị caramel hóa Lượng caramel tạo thành phụ thuộc thời gian truyền nhiệt, nhiệt độ pH Chỉ cần lượng caramel nhỏ làm cho chè sậm màu Ngoài ra, đường khử bị phân hủy kết tủa với chất chứa nitơ tạo thành melanoidin làm tăng màu sắc chè Sự tăng màu sắc chè trong q trình đặc phụ thuộc vào hiệu làm nước mía, thời gian nhiệt độ cô đặc 2.2.1.3 Độ tinh khiết tăng cao Độ tinh khiết tăng q trình đặc phụ thuộc phương pháp làm Đối với phương pháp với độ tinh khiết tăng 0,7-1,0; phương pháp sunfit hóa tăng 0,8-1,0 phương pháp carbonate tăng 0,2-0,5 Sự tăng độ tinh khiết chất khơng đường bị phân hủy, tạo cận thiết bị cô đặc , thay đổi góc quay riêng chất không đường đặc biệt đường khử 2.2.1.4 Sự thay đổi độ kiềm Sự thay đổi độ kiềm tăng giảm, nhiên, tượng tăng độ kiềm q trình đặc vật lý thấy, thường độ kiềm giảm Sự giảm độ kiềm tỏ thể phân hủy axit , ví dụ asparagin , phân hủy đường khử tạo axit hữu cơ, tạo caramel đường saccharose tác dụng nhỏ có ảnh hưởng đến giảm độ kiềm 2.2.1.4 Sự tạo cặn Trong q trình đặc, có tạo thành cặn thiết bị cô đặc, làm tổn thất nhiệt Trong dung dịch bão hóa, tượng tạo cặn phát sinh trước hết chỗ dung dịch tiếp xúc trực tiếp với diện tích đốt, tức cặn thường xuất nhiều phần ống truyền nhiệt Thành phần cặn thiết bị cô đặc sản xuất phương pháp khác khác Sự hình thành cặn thiết bị dẫn đến giảm hệ số truyền nhiệt làm giảm suất cô đặc 2.2.2 Cơ sở lý thuyết trình kết tinh Quá trình kết tinh sản xuất đường bao gồm hai giai đoạn : nấu đường bồi tinh 2.2.2.1 Các giai đoạn q trình nấu đường Cố đặc đầu Cơ dung dịch đến nồng độ cần thiết để chuẩn bị cho tạo thành tinh thể Tùy theo phương pháp gây mầm mà khống chế nồng độ khác Tạo mầm tinh thể Là thời điểm quan trọng trình nấu đường Dùng phương pháp thủ cơng dụng cụ kiểm tra để tìm thời điểm tạo mầm Có thể quan sát thay đổi sau: Đầu tiên dịng chất lỏng kính quan sát rơi nhanh xuống Khi độ đặc đến nồng độ cần thiết để tạo mầm có giọt mật chảy chậm kính có nhiều vết Khi dung dịch đạt yêu cầu, dùng phương pháp tạo mầm tinh thể để gây mầm Các phương pháp tạo mầm tinh thể: + Phương pháp tự nhiên: Nấu dung dịch đường đến hệ số bão hoà cao để tinh thể đường tự xuất Phương pháp dùng saccharose khó tự kết tinh, nấu để nồng độ cao chất lượng đường không bảo đảm, thời gian nấu kéo dài, khó khống chế lượng mầm + Phương pháp kích thích: Nấu mật đến độ q bão hồ trung bình (nồng độ chất hịa tan khoảng 82-83 % đường thành phẩm), thay đổi độ chân không đột ngột cho lượng mầm vào kích thích xuất tinh thể Phương pháp bỏ bột đường có ưu điểm it tổn 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 Lượng bột đường cho vào lượng nhân tinh thể khống chế không để xuất tinh thể Bột đường nghiền nhỏ cho vào dạng khơ, khó trộn đều.Tốt bột đường sau nghìên cho vào ancol với tỉ lệ : 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 30 giây + 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 cấp hai, ba + Phương pháp đường hồ: Dùng đường cấp hài hoà với mật chẽ 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 dường nước ta thường dùng phương pháp đường hồ phương pháp nấu giống Nuôi tinh thể Giai đoạn gồm giai đoạn: Cố định tinh thể nuối tinh thể lớn lên − Cố định tinh thể: Sau tạo đủ tinh thể, dùng nguyên liệu nước cho vào nồi để giảm độ bão hòa nhằm để tinh thể không xuất − Nuôi tinh thể: Nuôi tinh thể lớn lên nhanh chóng cứng Đảm bảo chất lượng đường ngun liệu tính tốn Cơ đặc cuối Khi tinh thể đạt kích thước định, ngừng cho nguyên liệu cô đến nồng độ dường Tùy theo loại đường , cô đặc đến nồng độ khác Tránh cô đặc nhanh vị tạo thành tỉnh thể dại 2.2.2.2 Quá trình bồi tinh 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 cẩn cho đường vào thiết bị làm lạnh để kết tỉnh thêm , đồng thời cho đường non thích ứng với điều kiện ly tâm Bồi tinh tiếp tục làm cho đường non từ nồi nấu đạt bão hóa kết tinh phương pháp giảm nhiệt độ, tức làm lạnh đường non Do nhiệt độ giảm, độ hòa tan đường giảm, đường non đạt trạng thái q bão hồ, tinh thể hấp thụ phấn dưởng non mẫu dịch, tăng hiệu suất thu hồi, giảm tồn thất mật cuối 2.2.2.3 Hóa học q trình kết tinh sản xuất đường Chuyển hóa đường saccharose Sự chuyển hóa saccharose phụ thuộc vào pH nhiệt độ pH đường non phụ thuộc vào phương pháp làm pH mật chè sau làm sạch, đồng thời pH loại đường non khác Phân hủy đường khử Trong trình nấu đường xảy phân hủy đường khử, phản ứng tạo chất màu đường khử với axit amin Phản ứng xảy nhiều nấu đường non cấp thấp vị nồng độ đường non cao, nhiệt độ số vùng thiết bị cao Phản ứng tiếp tục xảy thiết bị trợ tinh Đường khử phân hủy tạo hợp chất axit hữu làm thay đổi pH Phản ứng chất khơng đường hữu Trong q trình kết tinh, số axit hữu bị kết tủa dạng muối canxi muối magiê canxi aconitat, magiê aconitat, canxi oxalat Một số axit amin kết hợp với đường khử tạo thành hợp chất hữu chứa nitơ tan dung dịch Tinh bột, pectin kết tinh với saccharose liên kết bên tinh thể đường Phản ứng caramel, phản ứng tác dụng với sắt Độ tinh khiết đường non thấp, nồng độ chất màu cao Các phản ứng chất không đường vơ Trong q trình nấu đường, nồng độ dung dịch đường tăng lên, nồng độ chất không đường tăng, số chất đạt trạng thái bão hồ có khả kết tinh với đường 2.3.Thực hành Sơ đồ quy trình cơng nghệ Chè Kiểm tra Cô đặc Kết tinh Mầm tinh thể Đường khối Hình Sơ đồ q trình đặc kết tinh sản xuất đường 2.4 Thông số kết nhóm  Chuẩn bị nguyên liệu + Cân khối lượng chè trong: 1,3g + Đo Bx: 16,2Bx + pH=6  Khảo sát cô đặc(bốc hơi) + Độ Bx chè ban đầu: 16,2Bx + Khảo sát thời gian bốc hơi, 20 phút đo Bx, Bx=70% Thời gian Bx Đem cân 300g siro Lần 25,8Bx Khối lượng đường bột thêm vào: mĐB= 300.4/100=12g Lần 53,3Bx Lần 75Bx  Kết tinh (nấu đường) Dịch siro cô đặc đến 75Bx Cho đường bột vào đến đạt yêu cầu  Tách khuôn thu hồi sản phẩm Khối lượng sản phẩm thu được: 140g Đánh giá cảm quan - Khơng màu - Có mùi bắp non - Hình dạng rõ nét Câu hỏi, tập ... trọng ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm (bánh, kẹo, nước giải khát, sữa, ) Nguyên liệu để sản xuất đường saccharose mía Cây mái đạt độ chín phù hợp thu hoạch, xử lý, đưa vào trích ly Sản phẩm... điểm phức tạp, chuyển hóa phân giải saccharose tương đối lớn 1.3 Thực hành 1.3.1 Quy trình cơng nghệ Hình Sơ đồ quy trình cơng nghệ làm nước mía phương pháp vơi Nước mía _ Cân :m nước mía =1.553g... quan: Màu nước vàng nâu, Câu hỏi , tập: BÀI CÔ ĐẶC VÀ KẾT TINH TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG 2.1 Giới thiệu 2.1.1 Q trình đặc Cơ đặc sản xuất đường trình sử dụng nhiệt làm bay nước khỏi chè nhằm đưa hàm