Tinh bột khụng biến tớnh khi sc trong cụng nghiệp thực phẩm cú nhiều hạn chế đối với một số sản phẩm . Biến tớnh tinh bột mục đớch là để tăng cường hay hạn chế bớt những tớnh chất cố hữu của nú nhằm thu được những tớnh chất mong muốn. Biến tớnh tinh bột là sử dụng cỏc tỏc nhõn khỏc nhau làm biến đổi cấu trỳc của tinh bột. Cú một số phương phỏp biến tớnh tinh bột sau:
I.6.2.1. biến tớnh bằng cỏch tạo liờn kết ngang.
Sự tạo liờn kết ngang do tinh bột cú thể coi như một kiểu hàn nhiều điểm khỏc nhau lại, do đú mà tăng cường cỏc liờn kết hyđro và ức chế được sự trương nở của hạt, làm tăng sức mạnh cho hạt tinh bột tương đối mềm để khi hồ húa, sẽ trở nờn sỏnh hơn, chắc và khụng bị vỡ khi thời gian nấu kộo dài, nhiệt độ cao, hoặc nhiều axit hay tỏc động cơ học mạnh. Do đú tạo sự thoải mỏi cho người sử dụng khi phối chế hay chế tỏc cỏc tỏc phẩm.
I.6.2.2. Biến tớnh tinh bột bằng cỏch hàn gắn cỏc anion.
Người ta cho khuếch tỏn anion vào hạt tinh bột để ngăn cản cỏc phõn tử liờn kết lại với nhau thụng qua lực giữa cỏc ion cũng như nhờ vào sự ỏn ngữ khụng gian. Kết quả là sẽ thu được một loại tinh bột cú khả năng tạo ra hồ tinh bột rất bền, sau nhiều lần để lạnh đụng rồi tan giỏ mà vẫn khụng bị thoỏi húa. Do đú nú thường được sử dụng trong sản xuất lạnh động.
I.6.2.3. Biến hỡnh tinh bột bằng xử lý tổ hợp để thu nhận tinh bột keo đụng.
Cho vào huyền dịch tinh bột cú nồng độ 24 - 250Be và cú nhiệt độ 42 - 500C ( pha tibv với nước ấm cú nhiệt độ 500C), dung dịch
HCl 10%. Khuấy đều liờn tục truyền dịch tinh bột rồi cho dung dịch Kali Permanganat 5% và giữ ở nhiệt độ trờn cho độn khi mất màu. Sau đú gạn và rửa tinh bột bằng nước cho đến khi nước rửa khụng cũn phản ứng axit.
I.6.2.4. Biến tớnh bằng oxi húa.
Để biến tớnh bằng oxi húa ta cú thể dựng nhiều chất oxi húa khỏc nhau. Nhúm rượu bậc nhất của phõn tử glucoza của tinh bột cú thể bị oxi húa trong mụi trường kiềm để tạo ra những tớnh chất mới. Tinh bột oxi húa cú liờn kết ngắn hơn tinh bột thường. Loại tinh bột này giỳp cải thiện độ trắng và giảm lượng vi sinh . Hơn nữa việc kết nối hyđro sẽ làm giảm chiều hướng thoỏi húa. Trong quỏ trỡnh sản xuất cỏc sản phẩm dạng keo mềm, cú độ trong cao, tinh bột oxi húa là chất làm đặc tốt nhất cho cỏc sản phẩm dạng gel cú độ cứng thấp. Mặt khỏc, dung dịch hồ húa của tinh bột loại này cú thể giữ được độ trong khi tồn trữ lõu dài. Do đú nú rất phự hợp với việc sản xuất cụng nghiệp.
Trong sản xuất, tựy theo đặc tớnh mong muốn ở sản phẩm mà nhà cụng nghệ cú thể lựa chọn loại tinh bột cho phự hợp.
I.6.2.5 biến tớnh bằng axit.
Phương phỏp thủy phõn tinh bột bằng axit đơn giản, tiết kiệm được năng lượng và điều chỉnh được độ hũa tan của tinh bột theo ý muốn. Dưới tỏc dụng của axit, một phần cỏc liờn kết giữa cỏc phõn tử và trong phõn tử của tinh bột bị đứt làm cho kớch thước tinh bột bị giảm và thu được tinh bột cú những tớnh chất mới. Trong quỏ trỡnh chế biến tinh bột thỡ phản ứng axit gõy ra sự thủy phõn liờn kết glucozit trong phõn tử tinh bột.
Tinh bột biến tớnh bằng axit cú sự thay đổi nhiều về tớnh chất so với tinh bột chưa biến tớnh.
- Nhiệt độ hồ hỏo cao hơn, độ nhớt của hồ tinh bột biến tớnh bằng axit giảm xuống do sự phỏ hủy vựng vụ định hỡnh giữa cỏc miẽn của hạt và làm yếu cấu trỳc của hạt rồi dẫn đến phỏ hủy hạt ngay cả khi trương nở khụng đỏng kể.
- Khối lượng phõn tử tinh bột biến tớnh giảm, mức độ trựng hợp cũng giảm.
- Tinh bột biến tớnh bằng phương phỏp axit cú độ bền màng gel cao nờn thớch hợp ứng dụng đối với cỏc sản phẩm cần đặc tớnh tạo gel, tạo màng cho sản phẩm.
CHƯƠNG II: NGUYấN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
II.1. NGUYấN LIỆU
II.1.1. Nguyờn liệu dựng cho sản xuất nước mắm cụ đặc. Nguyờn liệu sử dụng là nước mắm cú độ đạm tổng số là 30g N/l, đạm amoniac là 6,6g N/l, nồng độ muối là 255g/l.
II.1.2. Nguyờn liệu dựng cho sản xuất nước mắm dạng kem. Để sản xuất nước mắm dạng kem, ngoài nước mắm cao đạm cũn dựng một loại tinh bột cho phự hợp. Trong đề tài của em, em đó chọn 3 loại tinh bột: tinh bột ngụ biến tớnh bằng axit, tinh bột gạo bằng xử lý tổ hợp để thu nhận tinh bột keo đụng và tinh bột sắn dõy được biến tớnh bằng axit húa bằng gia ven.
II.2. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU.
II.2.1. Cơ sở khoa học của cụ đặc băng phương phỏp kết tinh dung mụi.
Nước nắm là dung dịch hệ 2 cấu tử dị thể gần chất tan dịch cỏi và dung mụi nước. Trong quỏ trỡnh kết tinh hệ 2 cấu tử, dung mụi là nước khụng ạo Solvat kết tinh trước nờn càng hạ nhiệt độ của hệ thỡ lượng nước kết tinh càng nhiều và nồng độ chất tan càng được tăng lờn. Sự cụ đặc bằng kết tinh dựa trờn cơ sở sự thay đổi cõn bằng pha khi làm lạnh hệ 2 cấu tử dị thể (khụng đồng nhất). Hệ này chứa cỏc phõn tử khụng hũa tan đúng vai trũ như cỏc chất khơi mào cho sự tăng trưởng tinh thể.
Trong quỏ trỡnh lạnh đụng, dịch cỏi bị giữ lại trong pha rắn (nước đỏ) cũn do tớnh chất húa lý của dung dịch. Khi cụ đặc bằng
phương phỏp kết tinh dung mụi, nếu dung dịch là hydrat húa thỡ dịch cỏi sẽ bị phỏ phần tử nước bỏm xung quanh tạo liờn kết hyđro thỡ khụng thể tỏch dịch cỏi ra được. Phần lớn dung dịch nước mắm khụng hydrat húa nờn cú thể ỏp dụng phương phỏp này. Khi Nhiệt độ càng thấp (<00C) thỡ độ hũa tan giảm, do đú nồng độ chất tan tăng lờn theo giản đồ.
Tại điểm 1: Trạng thỏi của hệ được xỏc định bởi nhiệt độ T1 và nồng độ X1 khi làm lạnh đến nhiệt độ bỏt đầu kết tinh T2 (trờn đường pha lỏng) thỡ dung dịch chưa biến đổi pha mà chỉ trở nờn bóo hũa ở T3. Nếu tiếp tục giảm nhiệt độ thỡ xảy ra quỏ trỡnh kết tinh nước làm cho nồng độ dung dịch tăng lờn. Khi nhiệt độ dung dịch T3 < T2 thỡ
nồng độ của dung dịch X3 > X1. Khi giảm nhiệt độ dung dịch xuống TE thỡ thành phần dịch cỏi biến đổi dần theo đường pha lỏng AE. Tại nhiệt độ T dung dịch bóo hũa chất tan với nồng độ X ứng với điểm
T T1 T2 T3 TE 3 I 1 2 B x1 L II L+A III L+B A E III A+B x3 xE X
ơtecti. Dung dịch ở tecti sẽ đúng rắn đẳng nhiệt ở nhiệt độ TE dưới dạng một hỗn hợp cơ học của cỏc tinh thể của cả 2 cấu tử. Đường đẳng nhiệt TE là đường pha rắn kết thỳc quỏ trỡnh kết tinh. Trong cỏc dung dịch nước điểm ơtecti cũn gọi là điểm Gryohy drat.
Bảng II.1. Điểm ơtecti của một số dung dịch. (Trong nước, cõn bằng với nước đỏ). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
STT Chất tan Nhiệt độ ơtecti (0C) Nồng độ ơtecti (%) 1 Na2CO3.10H2O -2.05 2 KNO3 -2.85 3 KCl -11.1 19.25 4 NaWO21/2H2O -19.9 5 NaCL.2H2O -21.1 6 NaBr.2H2O -28 7 CaCl.6H2O -55 8 Dextroza -5.5 31.7 9 Dịch bào thịt cỏ -20
Quỏ trỡnh cõn bằng lý tưởng của sự phõn riờng ở đõy được xem như giai đoạn kết tinh để đạt được sự cõn bằng pha, cũn khi phõn riờng từ hệ huyền phự thỡ dịch cỏi được coi như hoàn toàn tỏch khỏi tinh thể nước đỏ.
Trong cỏc quỏ trỡnh thực, nồng độ chất tan trong pha kết tinh (nước đỏ) luụn luụn cao hơn nồng độ cõn bằng lý thuyết do một phần dịch cỏi bị giữ lại trong khe hở giữa cỏc lớp tinh thể (tạp chất ngoại)
và bờn trong bản thõn từng tinh thể (tạp chất nội). Do đú luụn cú sự tổn thất một phần dịch cỏi trong pha kết tinh.
Vậy đối với dung dịch hệ 2 cấu tử dị thể núi chung và ở đõy cụ thể là dung dịch nước mắm, khi hạ nhiệt độ của dung dịch thấp hơn nhiệt độ kết tinh sẽ làm dung mụi kết tinh và làm tăng nồng độ của chất tan. Tựy thuộc vào lượng thu hồi và nồng độ chất tan mong muốn mà cú thể chọn mức độ cụ đặc cho phự hợp. Tuy nhiờn nồng độ chất tan càng tăng thỡ nhiệt độ kết tinh lại càng giảm và do đú khi tiếp tục hạ nhiệt độ cú thể hiệu quả thu hồi khụng tốt mà lại tốn lạnh. Vỡ vậy phải đặt vấn đề ở đõy là phải cú một chế độ cụ đặc sao cho đảm bảo khụng tốn lạnh nhiều mà vẫn đạt khả năng thu hồi tốt.
II.2.2. CÁC GIAI ĐOẠN CỦA Cễ ĐẶC BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH DUNG MễI
Quỏ trỡnh cụ đặc bằng phương phỏp kết tinh dung mụi bao gồm 2 giai đoạn là kết tinh và phõn riờng.
II.2.2.1. Giai đoạn kết tinh.
Mục đớch của giai đoạn này là tạo huyền phự cú tinh thể nước đỏ, cú kớch thước từ 200 đến 400 àm. Tựy theo đặc tớnh pha kết tinh tạo thành người ta chia thành: Kiểu kết tinh khối và kiểu kết tinh bề mặt (kết tinh đụng tuyến).
a. Kết tinh khối.
Đặc tớnh của sự kết tinh khối là sự tạo thành cỏc tinh thể trong khắp thể tớch của dung dịch khi đạt độ quỏ lạnh hay quỏ bóo hũa đồng đều. Hỡnh dạng và kớch thước của cỏc tinh thể phụ thuộc vào mức độ quỏ lạnh hỗn hợp, điều kiện thoỏt nhiệt khi kết tinh và tớnh chất, nồng độ chất tan.
Khi làm lạnh chậm, độ quỏ lạnh nhỏ thỡ tạo được những tinh thể lớn, thụ cú bề mặt riờng bộ và dung dịch bỏm trờn bề mặt ớt. Khi tăng tốc độ thoỏt nhiệt, tạo được độ quỏ lạnh lớn trong dung dịch thỡ tạo được vụ số mõm tinh thể nước đỏ, vỡ vậy bề mặt riờng lớn và cú nhiều chất tan bị hấp phụ lờn bề mặt.
Hàm lượng chất tan trong tinh thể nước đỏ cũn tăng lờn khi tốc độ tăng trưởng kớch thước của tinh thể vượt quỏ tốc độ khuếch tỏn trong pha lỏng do sự tăng nồng độ chất tan ở vựng gần bề mặt của tinh thể và làm giảm nhiệt độ kết tinh cục bộ.
Sự tạo thành cỏc mầm tinh thể cú khi bắt đầu ở bề mặt truyền nhiệt hay trong lũng hỗn hợp tựy thuộc vào gradient nhiệt độ giữa dung dịch và bề mặt truyền nhiệt.
Sự kết tinh khối cú thể thực hiện trong cỏc thiết bị cú bề mặt truyền nhiệt hoặc bằng sự tiếp xỳc trực tiếp giữa dung dịch và tỏc nhõn lạnh theo chế độ làm việc giỏn đoạn hay liờn tục. Cỏc thiết bị dựng để kết tinh khối thường là cỏc thiết bị dựng loại ỏo vỏ hay dựng kiểu ống xoắn nhỳng ngập để làm lạnh.
Quỏ trỡnh kết tinh xảy ra khi hỗn hợp kết tinh được khuấy mạnh, gradient nhiệt độ giữa dung dịch và bề mặt truyền nhiệt rất bộ làm cho cỏc tinh thể sinh mầm và lớn lờn trong lũng hỗn hợp. Nhưng cũng cú khi mầm tinh thể ở bề mặt truyền nhiệt. Phần nước đỏ tạo thành ở bề mặt truyền nhiệt phải được cơ cấu dao cạo ra và trộn lẫn pha lỏng tạo nờn hỗn hợp truyền phự ngày càng nhiều tinh thể nước đỏ.
Đặc trưng của quỏ trỡnh kết tinh bề mặt là nhiệt kết tinh được thoỏt qua lớp tinh thể nước đỏ ở trờn bề mặt truyền nhiệt đổ vào mụi trường làm lạnh.
Trong phạm vi đề tài em chọn kiểu kết tinh khối.
II.2.2.2. Giai đoạn phõn riờng.
Giai đoạn phõn riờng là giai đoạn tỏch riờng pha lỏng và pha rắn, làm tăng nồng độ chất tan của dung dịch. Hiệu quả của việc phõn riờng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như. Phương phỏp phõn riờng, kớch thước tinh thể đỏ và nồng độ ban đầu của hỗn hợp… Cú thể núi đõy là giai đoạn quyết định hiệu quả của quỏ trỡnh cụ đặc bằng kết tinh dung mụi. Tựy tớnh chất của dung dịch mà cú cỏch phõn riờng khỏc nhau.
Đối với huyền phự và nhũ tương, phương phỏp tỏch là lắng và lọc. Cỏc nhũ tương cú kớch thước nhỏ, nước đục cựng cỏc huyền phự khú phõn ly cần được tỏch trờn cỏc mỏy ly tõm cú động lực đủ lớn. Cỏc huyền phự cú nồng độ đủ lớn thường dựng lọc (lọc thường, lọc ly tõm) pha rắn được tỏch ra dưới dạng lớp bó phỏt triển phớa trờn vỏch lọc.
Quỏ trỡnh tỏch cỏc tinh thể nước đỏ từ hỗn hợp huyền phự cú thể bằng cỏc phương phỏp khỏc nhau như: lọc qua lớp tinh thể nước đỏ, tan giỏ hay ly tõm (ly tõm lọc). Quỏ trỡnh này cú kốm theo quỏ trỡnh truyền nhiệt và chuyển khối đồng thời trong chất lỏng và trờn bề mặt tinh thể.
Quỏ trỡnh phõn riờng xảy ra 2 giai đoạn: tỏch tinh thể nước đỏ ra khỏi dịch cụ và sau đú rửa tinh thể nước đỏ (bằng chớnh phần dịch chảy ra khỏi phần đỏ).
Trong qui mụ phũng thớ nghiệm, em sử dụng phương phỏp phõn riờng hệ hai cấu tử này bằng phương phỏp lọc ly tõm.
II.3. DỤNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU.
II.3.1. Dụng cụ và thiết bị tiến hành nghiờn cứu.
Cỏc dụng cụ và thiết bị sử dụng trong quỏ trỡnh nghiờn cứu là: - Tủ lạnh đụng đạt nhiệt độ - 330C.
- Thiết bị li tõm vắt.
- Thiết bị vụ cơ húa mẫu đạm - Thiết bị cất đạm
- Cỏc dụng cụ như: bếp điện, buret, pipột, ống đụng… - Cỏc loại húa chất như: taxiro, axit boric, axit sunfuaric… (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
II.3.2. Cỏc thớ nghiệm cần tiến hành nghiờn cứu.
II.3.2.1. Nghiờn cứu cụ đặc nước mắm bằng phương phỏp kết tinh dung mụi.
Để cú thể cụ đặc nước mắm ta phải làm lạnh đụng sõu nguyờn liệu nước nước mắm ban đầu sao cho phần dung mụi (nước) kết tinh. Do nước là dung mụi khụng tạo solvat nờn khi kết tinh khụng kộo theo cỏc phõn tử nước mắm cũn lại cựng kết tinh. Tuy nhiờn đõy là dung dịch thực nờn khụng trỏnh khỏi tổn thất của phần chất tan kết tinh theo nước đỏ.
Như bậy phần nước mắm cũn lại do loại đi một phần nước nờn cú nồng độ cao hơn nờn độ đạm cũng cao hơn. Trong nghiờn cứu sử dụng kiểu kết tinh khối nờn trong quỏ trỡnh làm lạnh đụng ta phải tiến hành cạo đỏ. Mục đớch là làm tăng số trung tõm kết tinh để thỳc đẩy
nhanh hơn quỏ trỡnh kết tinh. Việc cạo đỏ ở những nhiệt độ khỏc nhau sẽ ảnh hưởng rất lớn eến hiệu suất thu hồi. Bởi vỡ nếu tốc độ cạo đỏ chậm thỡ trong quỏ trỡnh cạo đỏ cỏc tinh thể đỏ đó kịp tan một phần làm độ đạm của dịch thu được giảm đi, cũn nếu tốc độ nhanh thỡ độ đạm của dịch sẽ cao hơn nhưng việc thực hiện sẽ khú khăn hơn và lượng dịch thu được sẽ khụng nhiều.
Hơn nữa, theo đường giản đồ cõn bằng pha hệ 2 cấu tử khụng tạo dung dịch rắn ta thấy từ một dung dịch cú nồng độ nhất định, sau khi cụ đặc nếu thu được dịch cú nồng độ cao hơn thỡ lượng thu hồi sản phẩm lại ớt và lượng thất thoỏt lớn. Do đú ta khụng chỉ cụ đặc một lần để thu được dịch cú độ đạm cao mà phải tiến hành cụ đặc nhiều cấp để nõng dần nồng độ sản phẩm.
Qui trỡnh cụng nghệ chung trong sản xuất nước mắm cụ đặc bằng phương phỏp kết tinh dung mụi được thể hiện ở sơ đồ sau:
Sơ đồ cụng nghệ sản xuất nước mắm cụ đặc bằng phương phỏp kết tinh dung mụi.
Giải thớch sơ đồ qui trỡnh cụng nghệ.
Nước mắm nguyờn liệu được đưa vào làm lạnh đụng lần 1 (gọi là lạnh đụng cấp I) ở thiết bị lạnh đụng sõu (-350c). Khi bắt đầu tạo thành những tinh thể đỏ đầu tiờn, quan sỏt nhiệt kế và tiến hành cạo đỏ. Khối nước mắm bắt đầu bước vào giai đoạn kết tinh và giảm nhiệt độ. Khi một phần lượng dịch đó kết tinh, nhiệt độ đạt đến một
Nước mắm nguyờn liệu Cụ đặc cấp I Cụ đặc cấp II Cụ đặc cấp III Cụ đặc cấp n-2 Cụ đặc cấp n-1