Nhóm TH: Tổ 3 Nhóm II http://www.ebook.edu.vn Page 28 H2O SO2 Nguyên liệu Thức ăn gia Tinh bột khoai mì Ngâm Ly tâm tách dịch Nghiền Cắt khúc Rửa tinh bột Vắt Ly tâm tách bã Phơi khô Ép Rửa sơ bộ Rửa ướt Ly tâm vắt Bã Rây mịn
Nhóm TH: Tổ 3 Nhóm II http://www.ebook.edu.vn Page 29 IV.2.1 Nguyên liệu: Sắn - khoai mì
IV.2.1.1 Thu hoạch – Thu mua:
- Từ tháng 9 đến tháng 11 hàm lương tinh bột trong củ sắn còn thấp do đó thu hoạch đến đâu chế biến đến đó.
- Sang tháng 12 đến tháng 2 năm sau hàm lượng tinh bột trong củ đã khác, thêm nữa cần giải phóng đất cho vụ mới. Vì vậy ngun liệu thu hoạch về không chế biến kịp cần được bảo quản bằng những phương pháp trên.
IV.2.1.2 Yêu cầu nguyên liệu sản xuất:
Hiện nay chưa có quy định chung về nguyên liệu sắn đưa vào sản xuất tinh bột. Tuy vậy mỗi nhà máy đều có những quy định cụ thể nhưng nhìn chung bao gồm:
- Củ nhỏ và ngắn ( Chiều dài 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 không quá 2%
- Củ thối, củ có dấu vết chảy nhựa không quá 5%
- Cuống sắn ngắn nếu chế biến ngay, cuống dài nếu phải bảo quản - Xác định lượng tinh bột bằng phương pháp tỷ trọng.
IV.2.1.3 Tiếp nhận nguyên liệu:
Sắn được vận chuyển về các nhà máy bằng các phương tiện: xe tải, xe kéo… Tại khâu thu mua của nhà máy có bố trí cầu cân, dụng cụ kiểm tra trữ lượng bột trong nguyên liệu, bản tra tỷ trọng… nhằm xác định trọng lượng của sắn và hàm lượng tinh bột để từ đó định hướng việc sản xuất và định giá mua nguyên liệu. Xe tải sau khi đi qua cầu cân sẽ đổ ở bãi tập kết.
IV.2.2 Ngâm:
IV.2.2.1 Mục đích:
Tách bớt 1 lượng chất hịa tan trong nguyên liệu như độc tố, sắc tố, tannin, các chất men…Đồng thời làm bở đất ở những chỗ lõm của củ để hiệu suất tách tạp chất khi rửa cao, làm long 1 phần vỏ lụa ở ngoài.
Nhóm TH: Tổ 3 Nhóm II http://www.ebook.edu.vn Page 30
Nguyên liệu được ngâm trong các bể được xây bằng gạch hoặc bê tông. Đáy bể làm hơi dốc để dễ xả nước và làm vệ sinh. Bể thuộc loai nửa chìm nửa nỗi vịi cấp nước đặt trên đỉnh bể.
IV.2.2.3 Phương pháp tiến hành:
Sắn sau khi tiếp nhận sẽ được xe xúc đưa vào phễu nạp liệu. Phía dưới đáy phễu có gắn 1 bàn gắn có tác dụng đẩy sắn trượt xuống bể ngâm.
- Thời gian ngâm: 4 – 8 giờ tùy theo mức độ dơ bẩn của nguyên liệu - Cho vôi với tỷ lệ 1.5Kg/m3 nước để hạn chế hoạt động của vi sinh vật - Nước ngâm luôn ở mức ngập nguyên
liệu.
IV.2.3 Rửa sơ bộ:
IV.2.3.1 Mục đích:
Loại bỏ tạp chất như đất đá, rơm, rễ, bóc
sạch sẽ lớp vỏ lụa và tạp chất bên ngồi củ sắn.
Việc làm này nhằm mục đích ngăn ngừa tạp chất lẫn vào búa đập và máy nghiền làm
mòn, mẻ dao, gây tắc nghẽn trong quá trình
băm, thậm chí có thể gây cháy động cơ. Mặt khác, các tạp chất lẫn vào trong bột
thành phẩm tăng chỉ số độ tro giảm chất lượng cảm quan. IV.2.3.2 Thiết bị - Đường kính thùng: 0.5m - Chiều dài thùng: 1.2m - Số vịng quay: 136 vịng/phút - Góc nghiêng: 20
- Công suất máy: 2Kw - Khối lượng vật liệu trong thùng:50Kg
Nhóm TH: Tổ 3 Nhóm II http://www.ebook.edu.vn Page 31
IV.2.3.3 Phương pháp tiến hành:
Sau khi ngâm sắn được đưa lên các băng tải, băng cao su. Trên bề mặt băng tải có những vân hình chữ V sẽ giữ lại 1 phần đất, đá, vỏ luạ…Băng tải có tác dụng vận chuyển sắn đi qua 1 cái bồn, tại đây sắn sẽ được rửa sạch các tạp chất.
IV.2.3.4 Nguyên tắc thực hiện:
Trong quá trình rửa do ma sát giữa nguyên liệu với nước, nguyên liệu với nhau và nguyên liệu với các chi tiết của thiết bị mà các tạp chất được tách ra. Tạp chất nhẹ nổi lên trên đi ra ngoài, các tạp chất nặng lắng xuống dưới.
IV.2.3.5 Yêu cầu quá trình:
Các loại tạp chất phải được loại bỏ gần như hồn tồn IV.2.3.6 Tính tốn q trình:
- Năng suất thiết kế nhà máy: 30 tấn/ngày
- Số ca làm việc: 2 ca = 16 giờ
Suy ra năng suất rửa 1 giờ của nhà máy: 1.875 tấn/giờ
- Hiệu suất sử dụng của máy: 97%
Suy ra năng suất rửa thực tế: 1.819 tấn/giờ
IV.2.4 Rửa ướt
4.2.4.1 Mục đích:
Tách bỏ phần vỏ lụa của củ, 1 phần đất, cát mà trong quá trình rửa sơ bộ chưa sạch hết. Nếu rửa khơng sạch thì sỏi, cát sẽ làm mịn răng máy nghiền. Thêm nữa, sẽ làm tăng độ tro, độ màu, tinh bột, thành phẩm.
IV.2.4.2 Thiết bị:
- Chiều dài máy: 3m
- Năng suất theo nguyên liệu: 1.819 tấn/giờ - Đường kính (Chiều rộng): 0.8 – 1.2 m
IV.2.4.3 Tính tốn q trình rửa sơ bộ và rửa ướt: ( Tính trên 1 tấn = 1000 Kg nguyên liệu nhập)
- Lượng nguyên liệu sau rửa: 2% vỏ lụa + 3% đất bám M1 = 1000 x (100% - 2% - 3%) = 950 (Kg)
Nhóm TH: Tổ 3 Nhóm II http://www.ebook.edu.vn Page 32
- Theo bảng thành phần hóa học của sắn, lượng chất khô nằm trong khoảng 30% - 40%, ở đây chọn 38%
M2 = 950 x 38% = 361 (Kg)
- Lượng vỏ trắng chứa trong nguyên liệu là 5% - 20%, ta chọn 14% M3 = 950 + 14% = 133 (Kg)
- Lượng chất khô chứa trong vỏ trắng: 50% M4 = 133 x 50% = 66.5 (Kg)
- Lượng tinh bột chứa trong vỏ trắng: 5% - 8%, ta chọn 7% M5 = 133 x 7% = 9.31(Kg)
- Lượng phi tinh bột chứa trong vỏ trắng: M6 = M4 - M5 = 66.5 - 9.31 = 57.19 (Kg)
- Lượng lõi có trong nguyên liệu: 0.3% - 1% ( chọn 1%) M7 = 950 x 1% = 9.5 (Kg)
- Lượng thịt củ chứa trong nguyên liệu
M8 = M1 – ( M3 + M7) = 950 – ( 133 + 9.5) = 826.5 (Kg) - Lượng chất khô chứa trong thịt củ:
M9 = M2 – M4 = 361 – 66.5 = 294.5 (Kg)
- Lượng tinh bột trong thịt củ: 77% - 80%, ta chọn 78% M10 = M9 x 78% = 294.5 x 78% = 229.71 (Kg)
- Lượng chất khô tinh bột chứa trong thịt củ: M11 = M9 – M10 = 294.5 – 229.71 = 64.79 (Kg)
IV.2.5 Cắt khúc:
IV4.2.5.1 Mục đích:
Để cho máy mài xát làm việc với hiệu suất cao.
IV.2.5.2 Thiết bị:
Gồm 1 trục để gắn lưỡi dao 2 và đĩa tựa 3. Cửa nạp liệu 4 được gắn chặt vào đĩa cố định 5. Có thể có 2 hay 4 cửa nạp liệu hình Xilanh đường kính 60 – 70mm. Nếu đường kính bé hơn thì khơng thể lọt những củ có đường kính lớn nhưng nếu đường kính lớn thì khi chặt những củ nhỏ dẽ bị gãy. Củ sắn lọt xuống tựa vào đĩa 3 và bị lưỡi dao chặt
Nhóm TH: Tổ 3 Nhóm II http://www.ebook.edu.vn Page 33
ngang, lực ly tâm làm khúc sắn văng ra rơi xuống dưới. Có thể có 1, 2 hay 3 lưỡi dao. Tốc độ trục gắn lưỡi dao 250 vòng/phút. Năng suất phụ thuộc vào tiếp liệu.
IV.2.6 Nghiền sắn:
Đây là khâu quan trong nhất tới hiệu suất thu hồi tinh bột.
IV.2.6.1 Mục đích:
Phá vỡ thành tế bào sắn để giải phóng tinh bột. Phá vỡ triệt để thì hiệu suất càng cao. Những hạt tinh bột được giải phóng khỏi tế bào sắn là tinh bột tự do và số còn lại gọi là tinh bột liên kết.
IV.2.6.2 Thiết bị:
Năng suất của công đoạn nghiền là: 1.457 tấn/giờ. Hiệu suất máy chọn 90%, năng suất thực tế của máy là: 1.475 x 90% = 1.3113 tấn/giờ.
- Chọn máy nghiền:
Tang nghiền D800 x 400 vật liệu Inox, vỏ máy Inox,
khung vật liệu thép. Động cơ 3 pha 120 HP, 145 vòng/phút. Năng suất tối đa 2 tấn/giờ. - Cơ sở kinh doanh: CTY TNHH TMDV Kỹ thuật sản xuất An Hạ (ID: 866). Địa chỉ: 38/9A Lê Trọng Tấn, P.Sơn Kỳ, Q.Tân Phú, Tp.HCM
Điện thoại: (08)8160062.
IV.2.6.3 Phương pháp thực hiện:
Trong sản xuất tinh bột từ củ, dùng phương pháp cơ học để phá vỡ tế bào thực vật. Chủ yếu dùng máy mài – xát. Tuy vậy trong một số trường hợp người ta còn kết hợp với xay lại lần 2. Lượng tinh bột thu hồi vào khoảng 70% - 90%.
IV.2.6.4 Các biến đổi trong quá trình:
- Biến đổi vật lý:
Có sự thay đổi kích thước của ngun liệu. Tế bào tinh bột bị phá vỡ giải phóng tinh bột dưới dạng các hạt có kích thước nhỏ. Ngun liệu bây giờ là 1 khối bột nhão mịn, có độ ẩm khoảng 80%.
Nhóm TH: Tổ 3 Nhóm II http://www.ebook.edu.vn Page 34
Vì thời gian được rút ngắn nên khơng có hiện tượng phát triển vi sinh vật. Tuy nhiên do ta xe nát vỏ tế bào các enzim trong tế bào cũng được giải phóng ra và có điều kiện hoạt động tốt nhất là các enzim thủy phân tinh bột, oxy hóa khử như:
polyphenotoxydaza sẽ làm sản phẩm có màu. Do đó ở q trình tách dịch bào tiếp theo cần phải thực hiện nhanh để tránh hiện tượng này.
IV.2.6.5 Tính tốn q trình:
- Lượng chất khô thu được sau khi nghiền, hiệu suất chọn 98%: M12 = M2 x 98% = 361 x 98% = 353.78 (Kg)
- Lượng bột cháo thu được sau khi nghiền với lượng H2O bổ sung 500 lít và 62% xơ + tạp chất:
M13 = M12 + M1 x 62% + 500 = 353.78 + 940 x 62% + 500 = 1,436.58 (Kg).
4.2.7 Ly tâm tách bã:
IV.2.7.1 Mục đích:
Sau khi nghiền ta thu được dung dịch cháo là hỗn hợp của các hạt tinh bột, , vỏ tế bào, dịch bào, các phần tử tế bào nguyên và một lượng nước. Do đó cần phải tách lượng bã thô ra khỏi dịch.
IV.2.7.2 Thiết bị:
- Lượng nguyên liệu đi vào máy trong 1 giờ: 2.16 tấn
- Hiệu suất máy đạt: 80% Suy ra năng suất thực tế máy: 2.14 x 80% = 1.712 tấn.
- Chọn máy: vibrating screen centrifuge
+ Năng suất tối đa: 20 tấn/giờ
+ Số lượng trong dây chuyền: 2 máy
+ Công suất: 45KW
+ Cơ sở kinh doanh: CTTM & CGCN Kiên Cường.
Địa chỉ: 04 – Tây Kết – Hai Bà Trưng – Hà Nội
Nhóm TH: Tổ 3 Nhóm II http://www.ebook.edu.vn Page 35
Bã lớn trong dịch bao gồm: Các vỏ tế bào, các hợp chất có kích thước lớn hơn các hạt tinh bột không lọt qua lỗ rây bị tách ra khỏi cháo và độ tinh khiết của tinh bột được tăng dần lên rõ rệt. Cuối quá trình, hàm lượng tinh bột vào khoảng 60%.
IV.2.7.4 Tính tốn q trình:
- Lượng chất khơ thu được sau quá trình ly tâm tách bã, hiệu suất chọn 95% M14 = M12 x 95% = 353.78 x 95% = 336.091 (Kg)
- Như vậy lượng bã tách ra khoảng 30% lượng dịch đi vào nên: M15 = M1 x 30% = 950 x 30% = 285 (Kg)
- Lượng bột sữa thu được sau quá trình ly tâm tách bã: M16 = M13 – M15 = 1,436.58 – 285 = 1,151.58 (Kg).
IV.2.8 Ly tâm tách dịch:
IV.2.8.1 Mục đích:
Nhằm tách phần lớn dịch bào ra khỏi hỗn hợp, dịch bào chiếm khoảng 0.1 – 0.3%
IV.2.8.2 Thiết bị:
Loại máy có kích thước:
- Đường kính thùng: 30 – 125cm
- Năng suất máy: 2.5 tấn/giờ
- Mô tơ 3 pha: 60HP
- Lượng sữa tinh bột cần ly tâm tách dịch trong 1 giờ là 1.92 tấn/giờ. Hiệu suất máy chọn 85%.
Suy ra năng suất máy là: 1.92 x 85% = 2.26 tấn/giờ.
IV.2.8.3 Biến đổi trong quá trình:
Trong dịch bào có chứa polyphenoloxydaza, tirozin và enzim tirozinaza. Khi dịch bào củ thoát ra khỏi tế bào, tiếp xúc với Oxy khơng khí và nhanh chóng bị Oxy hóa thành chất màu làm cho tinh bột giảm màu trắng, khi đó dịch có màu hồng, sau đó nếu khơng được 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. Ngồi ra trong cơng nghệ sản xuất có bổ sung SO2 hoạt động như tác nhân làm trắng với hàm lượng 0.3 – 0.4 g/l.
Nhóm TH: Tổ 3 Nhóm II http://www.ebook.edu.vn Page 36
Việc tách dịch bào thường thực hiện bằng máy ly tâm theo nguyên tắc lực ly tâm.
IV.2.8.5 Tính tốn q trình:
- Chọn độ thuần khiết của tinh bột so với các chất khơ khác có trong chất dịch là 75%.
- Lượng chất khơ thu được sau q trình ly tâm tách dịch là: M17 = M14 x 75% = 336.091 x 75% = 252.07 (Kg)
- Lượng bột sữa thu được sau quá trình ly tâm tách dịch, chọn hiệu suất 44%. M18 = M16 – M16 x 44% = 1,151.58 – 1,151.58 x 44% = 644.88 (Kg)
- Lượng SO2 sử dụng để làm trắng hàm lượng 0.3g SO2/Kg dịch sữa: M(SO2) = 0.3 x M16 = 0.3 x 1,151.58 = 345.474 (Kg).
IV.2.9 Rửa tinh bột
IV.2.9.1 Mục đích:
Tách triệt để bã nhỏ cịn sót lại sau khi tinh chế, protein hòa tan, dịch bào và tạp chất khác.
IV.2.9.2 Thiết bị:
Các dịch được sửa trong các bể được xây
bằng gạch, bằng bê tông hay bằng gỗ.
- Chiều cao bể (bên trong) tối đa: 1.5m
- Thể tích: 7 – 15 m3
- Đáy bể dốc về phía cửa tháo dịch. Tại đây có cửa để lấy váng bẩn trên mặt lớp tinh bột.
- Còn 1 cửa dưới dùng để luồn với ống Xiphông với rãnh tháo nước rửa sau khi tinh bột lắng.
- Rãnh còn lại để tháo lớp bột bẩn qua cửa trên nhờ Vít di động. - Cửa có thể mở cao hay thấp nhờ trục Vít và vơ lăng.
- Lượng sữa tinh bột cần rửa trong 1 giờ là 1.025 tấn. - Hiệu suất của bể chọn: 90%
- Năng suất làm việc của bể: 1.025 x 85% = 0.9225 (tấn)
Nhóm TH: Tổ 3 Nhóm II http://www.ebook.edu.vn Page 37
Sữa tinh bột được cho vào bể có nồng độ 180Bx, dùng cánh khuấy 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. Tinh bột sạch còn lại cho nước vào khuấy đều thành sữa bột đặc có nồng độ 35Bx được chuyển qua thiết bị vắt nước.
IV.2.9.4 Những biến đổi:
- Lớp tinh bột bẩn bị Oxy hóa có màu vàng nhạt đi ra ngoài. Các hợp chất ảnh hưởng đến tinh bột thành phẩm như: protein, polyphenol, HCN đều theo nước rửa thải ra ngoài.
- Tinh bột ướt thành phẩm sau khi rửa không lẫn các tạp chất lạ gây ảnh hưởng đến chất lượng 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 bọt nhiều, lẫn dịch bào thì màu sắc và độ dính kém.
IV.2.9.5 Tính tốn q trình:
- Lượng chất khơ tuyệt đối sau q trình rửa tinh bột với độ thuần khiết 95%: M19 = M17 x 95% = 252.07 x 95% = 239.47 (Kg)
- Lượng bột sữa thu được sau quá trình rửa tinh bột với lượng chất khơ thất thốt là 5%; lượng nước bổ sung trong quá trình rửa chiếm khoảng 50% so với lượng sữa bột của quá trình ly tâm tách nước; tiến hành rửa 3 lần:
M20= M18 + M18 x 50% - M17 x 5% = 644.88 + 644.88 x 50% - 252.07 x 5% = 954.72 (Kg).
IV.2.10 Ly tâm vắt ( ly tâm tách nước)
IV.2.10.1 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 khơng được loại bỏ thì sau sẽ được sấy khô cùng với tinh bột và sẽ làm giảm màu trắng của tinh bột và tăng độ tro