II. Mục ựắch và yêu cầu của ựề tài
4.5.6. Nghiên cứu thu hồi ựường xylose quy mô phòng thắ nghiệm
4.5.6.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ than hoạt tắnh ựến hiệu quả tinh sạch dịch ựường sau thủy phân
Sau khi thuỷ phân, dịch thủy phân có chứa ựường xylose ựược ly tâm loại bỏ một số tạp chất ở 200 vòng/phút, lọc lấy phần dịch, bảo quản ở 3 - 40C. Dịch sau khi lên men ngoài thành phần chắnh là xylose còn chứa các thành phần phụ khác. Do ựó, trước khi ựem kết tinh ựể thu hồi sản phẩm, dịch lên men cần ựược làm sạch. để loại bỏ màu của dịch lên men và các sản phẩm phụ ựược sinh ra trong quá trình thủy phân nguyên liệu ban ựầu cũng như trong quá trình lên men, dịch lên men ựược xử lý than hoạt tắnh ở các tỷ lệ khác nhau (1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4%). Quá trình ựược thực hiện ở 800C trong thời gian 30 phút, sau ựó ựem lọc. Hiệu quả của quá trình tinh sạch ựược ựánh giá bằng việc ựo trên máy so màu OD dịch ựường sau khi lọc tại bước sóng 620nm. Kết quả ựược thể hiện ở bảng 4.18.
Bảng 4.18. Ảnh hưởng của tỷ lệ than hoạt tắnh ựến hiệu quả tinh sạch dịch ựường sau thủy phân
Tỷ lệ than
hoạt tắnh (%) OD620 nm Cảm quan
1,0 0,078 Dịch hơi ựục, màu hơi vàng nhạt, có mùi thơm dịu.
1,5 0,060 Dịch trong, hơi có màu vàng sáng, mùi thơm ựặc trưng của ựường.
2,0 0,057 Dịch trong, màu hơi vàng nhạt, mùi thơm ựặc trưng của ựường.
2,5 0,048 Dịch trong, màu trắng sáng, mùi thơm ựặc trưng của ựường.
3,0 0,069 Dịch trong, màu hơi vàng nhạt, có mùi thơm nhẹ. 3,5 0,063 Dịch trong, màu hơi vàng sáng, có mùi thơm
ựặc trưng của ựường.
4,0 0,082 Dịch hơi ựục, màu vàng nhạt, có mùi thơm. Qua bảng 4.18 cho thấy ở tỷ lệ than hoạt tắnh 2,5% có ựộ màu OD là thấp nhất cho dịch ựường sau lọc có màu trong suốt, ắt lẫn tạp chất, có hương thơm ựặc trưng của ựường. Dịch sau lọc ựược kiểm tra qua giấy thử pH thì không thấy thay ựổi ựộ pH, hương vị và trạng thái của dịch ựường vẫn giữ nguyên. Như vậy tỷ lệ than hoạt tắnh thắch hợp nhất là 2,5%.
4.5.6.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ tinh thể ựường xylose bổ sung ựể làm mồi ựến quá trình kết tinh thu hồi ựường xylose
Dịch thủy phân sau khi ựã ựược làm sạch bằng than hoạt tắnh, tiến hành cô ựặc về nồng ựộ = 40% ựường xylose, nhằm tách nước ra khỏi dung dịch, ựưa dung dịch ựến trạng thái quá bão hoà ựể thực hiện quá trình kết tinh ựường. đây là thời ựiểm quan trọng của quá trình nấu ựường, tuỳ theo phương pháp tạo mầm mà ta khống chế thời ựiểm tạo mầm khác nhau. Thông thường ở thiết bị nấu không có dụng cụ xác ựịnh trực tiếp ựộ quá bão hoà. Vì vậy việc xác ựịnh ựộ quá bão hoà thông qua việc xác ựịnh các thông số: nồng
ựộ nguyên liệu gốc (ựược xác ựịnh bằng chiết quang kế), ựộ dẫn ựiện, nhiệt ựộ... Một trong những phương pháp kết tinh là sử dụng một lượng mầm (bột ựường) ựể kắch thắch sự xuất hiện tinh thể mới. Ở ựộ quá bão hoà này không hoà tan mầm tinh thể và cũng không kắch thắch sự xuất hiện thêm mầm tinh thể mới, cho nên lượng ựường mầm cho vào sẽ hấp thu lượng ựường từ dung dịch và lớn lên tạo sản phẩm ựường [4].
Với thắ nghiệm này dịch thủy phân sau khi ựã ựược làm sạch bằng than hoạt tắnh tiến hành cô ựặc về nồng ựộ = 40% ựường xylose (chỉ nên cô ựặc dịch ở mức vừa ựủ ựể xylose có thể kết tinh ựược khi ựược trộn với ethanol) và bảo quản dịch ở ựiều kiện nhiệt ựộ 100C. Tiến hành kết tinh ở ựiều kiện nhiệt ựộ thường, có bổ sung ethanol ở nồng ựộ thắch hợp (cố ựịnh tỷ lệ dịch ựường cô ựặc/ethanol = 1/1). Mầm kết tinh thắch sự xuất hiện tinh thể mới thường chiểm tỷ lệ rất nhỏ (<5%).
Trong thắ nghiệm này quá trình kết tinh bổ xung tinh thể ựường xylosevới các tỷ lệ khác nhau (0,5% - 5%) ựể làm mầm tinh thể cho quá trình kết tinh thắch sự xuất hiện tinh thể mới. Hỗn hợp ethanol và ựường xylose ựược giữ trong thời gian 18 giờ, thỉnh thoảng lắc ựể xylose kết tinh. Hiệu suất kết tinh ựược thể hiện ở bảng 4.19.
Bảng 4.19. Ảnh hưởng của tỷ lệ mầm tinh thể ựường xylose bổ sung ựể làm mồi ựến hiệu suất kết tinh
Tỷ lệ mầm tinh thể ựường xylose (%) Hiệu suất kết tinh (%)
0,5 76,4 ổ 2,63 1,0 80,3 ổ 2,27 1,5 87,7 ổ 2,89 2,0 92,6 ổ 1,64 2,5 91,7 ổ 2,30 3,0 90,1 ổ 1,51
Qua kết quả bảng 4.19 cho thấy hiệu suất kết tinh của ựường càng tăng khi tỷ lệ mầm tinh thể ựường xylose tăng và tăng nhiều nhất khi sử dụng tỷ lệ tinh thể ựường xylose là 2%. Khi tiếp tục tăng tỷ lệ mầm tinh thể ựường lên 2,5 và 3% thì hiệu suất kết tinh có xu hướng giảm xuống không ựáng kể. Như vậy tỷ lệ mầm kết tinh thắch hợp ựể kết tinh ựường xylose là 2%.
4.5.6.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt ựộ tới quá trình sấy khô ựường
Tinh thể ựường xylose xuất hiện với số lượng lớn sau 18 giờ kết tinh. Sau khi kết tinh ựường xylose ựược thu hồi bằng ly tâm, rửa sạch, sấy khô ở các nhiệt ựộ khác nhau. Nhiệt ựộ sấy nếu quá thấp sẽ kéo dài thời gian sấy và gây lãng phắ về thời gian và nguyên liệu. Nhiệt ựộ sấy cao quá tuy rút ngắn thời gian sấy tăng tốc ựộ sấy nhưng có thể gây các phản ứng giữa ựường và nhiệt như phản ứng caramen làm ảnh hưởng ựến chất lượng cảm quan của ựường. Với các loại ựường ựơn khử ựường xylose thì ựường thường ựược sấy ở nhiệt ựộ thấp hơn khoảng từ 35- 400C tuỳ vào loại ựường và thiết bị sấy.
Tiến hành thắ nghiệm sấy ựường ở dải nhiệt ựộ từ 30-800C bằng thiết bị tủ sấy, sấy ựến khi ựộ ẩm trong ựường ựạt khoảng 3-5%. Kết quả ựánh giá chất lượng cảm quan ựường sau khi sấy ựược thể hiện qua bảng 4.20.
Qua bảng 4.20 cho thấy hàm lượng ựường ở các thời gian khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa (với mức ý nghĩa α = 0,05). đối với màu sắc của ựường, ựường ựạt tiêu chuẩn khi có màu trắng và khi sấy ở nhiệt ựộ 40oC và 50oC cho màu sắc ựẹp nhất. đối với mùi thì sự khác biệt của chất lượng ựường thể hiện qua mùi ở các nhiệt ựộ sấy là rõ ràng và ở 40oC cho ựường có mùi thơm hấp dẫn nhất. Tương tự ựối với vị, ựường có vị ựạt tiêu chuẩn khi có ựộ ngọt ựặc trưng (ựộ ngọt này thường bằng 60-70% ựường mắa) và ở nhiệt ựộ 300C và 400C là nhiệt ựộ cho vị tốt nhất. Như vậy, ựường ựược sấy khô ở 400C trong thời gian 80 phút là phù hợp nhất, sau ựó tiến hành ựóng gói và bảo quản sản phẩm.
Bảng 4.20. Ảnh hưởng của nhiệt ựộ tới quá trình sấy khô ựường điểm cảm quan
Nhiệt ựộ
(oC) Màu Mùi Vị Chất lượng cảm quan của ựường
30 4 4 5 đường có vị ngọt ựặc trưng, màu
trắng, có mùi thơm nhẹ.
40 4.6 5 5 đường có vị ngọt ựặc trưng, màu
trắng, và có mùi thơm hấp dẫn.
50 4.6 4 4.5 đường hơi ngọt, màu ngả vàng, và có mùi thơm nhẹ
60 3 3 4.3 đường hơi ngọt, màu vàng, và có
mùi lạ
70 3 2 4.3 đường hơi ngọt, màu vàng, và có
mùi hơi khét
80 2.5 1.5 1.5 đường có vị nhọt xen lẫn vị ựắng, màu hơi ựen, và có mùi khét
PHẦN V. KẾT LUẬN VÀ đỀ NGHỊ