4.2.1 Nguyên liệu
Khoai đưa vào sản xuất cần có chất lượng như sau: không mọc mầm, hàm lượng tinh bột không dưới 14%, kích thước củ ở chỗ lớn nhất không dưới 3cm, đất cát và tạp bẩn không quá 1,5%, củ dập nát không quá 2%, không nhiễm bệnh thối khô hay thối ướt. Ngâm Nghiền lần 1 Rửa Khoai lang Rửa tách tinh bột Nghiền lần 2 Nước dịch Tinh chế bột sữa Rửa tinh bột Tinh bọt ướt và sạch Sấy Làm nguội Bao gói Sản phẩm Tách dịch bã Sữa loãng để pha cháo Bã lớn b Bã nhỏ
25
Sau khi kiểm nhận, nên cho chế biến ngay, không để khoai quá 10 ngày sau khi thu hoạch. Trước khi rửa cần ngâm khoai trong 30 phút.
Nguyên liệu từ bãi chứa được xe xúc đưa vào phễu phân phối, từ đây khoai được chuyển lên thiết bị tách vỏ nhờ vào băng tải cao su.
Hình 4.1 Máy bóc vỏ củ
Cấu tạo của thiết bị tách vỏ gồm những thanh sắt song song với nhau thành hình tròn rỗng có chứa các khe hở để bụi đất, tạp chất và vỏ gỗ rơi ra ngoài. Khi động cơ quay, thiết bị quay, theo đó nhờ lực ma sát giữa củ với củ, giữa củ với thân máy đất đá rơi ra ngoài, còn khoai tiếp tục đi qua thiết bị rửa. Hiệu suất bóc khoảng 50% cùng với đất cát.
4.2.2 Ngâm:
Mục đích: Ngâm củ để hòa tan bớt dịch bào. Làm mềm củ và để rửa sơ bộ các tạp chất.
Yêu cầu:
- Thời gian ngâm 4-8 giờ tùy theo độ nhiễm bẩn của nguyên liệu.
- Cho vòi vào với tỉ lệ 1.5kg/m3 nước ngâm, yêu cầu nước ngâm phải ngập nguyên liệu.
4.2.3 Rửa nguyên liệu
Mục đích: Rửa nguyên liệu để tách các tạp chất như đá, cát, đất và một phần vỏ trước kho vào khâu mài.
Hình 4.2 Máy rửa củ
Cấu tạo của thiết bị rửa gồm 2 thùng chứa hình máng, bên trong có các cánh khuấy có tác dụng đánh khuấy và vận chuyển khoai đến băng tải. Phía trên thiết bị
26
có lắp đặt hệ thống vòi phun nước để rửa nguyên liệu, phía dưới có các lỗ để đất đá, vỏ và nước thoát ra ngoài.
Nguyên liệu sau khi xả xuống thùng, tại đây khoai được đảo trộn nhờ các cánh khuấy gắn trên 2 trục quay nối với động cơ. Nhờ lực va đập của cánh khuấy để khuấy nguyên liệu với nhau, phía trên có các vòi phun nước rửa xuống, nhờ đó của khoai được rửa sạch.
Rửa xong củ khoai được cánh khuấy đẩy đến băng tải cao su để vận chuyển đến thiết bị nghiền.
4.2.4 Nghiền
Mục đích: Nhằm phá vỡ cấu trúc của tế bào củ, một số giải phóng ra khỏi tế bào gọi là tinh bột tự do, số còn lại là tinh bột liên kết.
Hiệu suất nghiền được đặc trưng bởi hệ số nghiền Z.
Z= A.100/(A+B) (%)
Trong đó:
A là số gam tinh bột tự do trong 100g sản phẩm nghiền (cháo) B là số gam tinh bột liên kết trong 100g sản phẩm nghiền. Thiết bị mài xát:
Mô tả thiết bị: Cấu tạo của máy mài gồm 1 khối kim loại hình trụ tròn, bề mặt tay quay của máy mài có dạng răng cưa, thùng máy có dạng răng cưa nên tạo ra nghiền, mài, xát, xay.
Hình 4.3 Máy mài củ
Hình 4.4 Cấu tạo máy mài xát
1.Vỏ máy, 2.Trục quay, 3. Tang quay, 4. Răng (dao), 5. Đáy đục lỗ, 6. Cân điều chỉnh
27
Nguyên liệu được nạp vào cửa ở phía trên do sự chuyển động của tang quay 3, nguyên liêu được kéo vào khe hở giữa máy và tang quay, nhờ ma sát của các dao 4 gắn trên tang quay và sự ma sát của nguyên liệu với vỏ máy mà tế bào tinh bột của củ khoai bị phá vỡ, phía dưới có đáy đục lỗ 5, đáy này cho các sản phẩm nghiền mịn lọt qua, còn phần chưa mịn lại tiếp tục nghiền cho đến khi được nghiền mịn,cần điều chỉnh khoảng cách giữa tang quay và vỏ máy (điều chỉnh khe nghiền). Răng có chiều cao tính từ bề mặt tang quay là 1-2 mm.
Yêu cầu:
Trong quá trình mài phải dội nước để tách tinh bột tự do và tinh bột trong xơ, sau đó dùng sữa tinh bột loãng ở lần chiết thứ 3 dội vào, tiếp theo đưa đi chiết lọc. Phải tiếp liệu đều không đề mảnh kim loại lọt vào máy.Có thể nghiền 1 lần hoặc nhiều lần để thu hồi tinh bột triệt để.
Sau khi nghiền cháo được lọc qua lưới 5 xuống ngăn chứa phía dưới gầm máy và được pha loãng đến 27 độ Bx bằng nước sạch hoặc bằng sữa loãng của máy ly tâm lắng lọc.
4.2.5 Tách bã:
Dịch sữa tinh bột thu được từ máy mài sẽ được bơm qua thiết bị tách xác thô. Tại đây sơ bã và các phân tử lớn sẽ bị giữ lại trên lưới lọc để đưa sang máng rồi hòa với nước sạch đem đi lọc rồi chiết lần cuối nhằm thu hồi triệt để lượng tinh bột còn lại trong bã. Còn dịch sữa tinh bột lọt qua lưới lọc chảy vào thùng chứa và chờ bơm để đi tách dịch bào. Dịch sữa bột trong giai đoạn này người ta hiệu chỉnh nồng độ chất khô trong khoảng 3-5Be.
4.2.6 Tách dịch bào:
Mục đích: vì dịch bào củ khoai thoát ra khỏi tế bào chứa tirozin và enzym tirozinara.
Dưới tác dụng của enzym, tirozin kết hợp thêm gốc hydroxyl thứ hai, sau đó cromoxydaza oxi hóa tiếp tục thành melanin có màu, làm tinh bột không trắng. Vì vậy phải tách dịch bào sau khi mài.
Vì tinh bột có cấu tạo xốp, hấp thụ màu rất nhanh và rất khó tách nên cần tách dịch bào càng sớm càng tốt và phải rút ngắn thời gian tách.
Các phương pháp chủ yếu để tách dịch bào:
a. Phương pháp dùng máng lắng: những hạt tinh bột có kích thước lớn lắng ở giữa máng, những phần tử nhỏ, nhẹ lắng ở cuối máng.
Dịch và bã nhỏ sẽ ra khỏi máng và vào bể chứa, tinh bột sẽ được lấy theo phương pháp vận chuyển sức nước.
Để tăng hiệu suất tách thì sữa bột ra khỏi máy sẽ bơm tuần hoàn trở lại cho đến khi tinh bột lắng hết.
b. Phương pháp dùng bể lắng: sữa tinh bột tự chảy hay được bơm vào bể, trong bể có cánh khuấy để gạt lớp tinh bột bẩn sau khi lắng.
Cả 2 phương pháp này đều có thời gian tiếp xúc lâu, tinh bột thường bị ảnh hưởng.
c. Phương pháp ly tâm: phương pháp này có ưu điểm là nhanh và không ảnh hưởng đến màu sắc của tinh bột.
Cả ba biện pháp đều có ưu và nhược điểm riêng. Tuy nhiên phương pháp ly tâm là phương pháp tối ưu nhất.
28
Hình 4.5 Máy phân ly tách dịch bào
Ngoài ra đễ tăng hiệu quả của quá trình này người ta còn dùng sunfit hóa dịch sữa thô để tránh quá trình tạo màu.
Nguyên tắc quá trình tẩy trắng bằng sunfit hóa:
S+O2 SO2 + Q (1) trong buồng đốt lưu huỳnh SO2 + H2O H+
+ H2SO3- (2) nén SO2 lên buồng hấp thụ HSO3- + H2O H+
+H2SO4 (3) sunfit hóa dịch sữa
Chất khử: S+4 -2e = S+6 sẽ tác dụng vào nối đôi của chất màu làm chất màu biến thành chất không màu.
Để tăng hiệu suất phản ứng (2) phải tăng diện tích tiếp xúc giữa SO2 và nước bằng các tia nước và dòng khí SO2, lượng HSO3
-
sẽ tan trong nước và dẫn vào thiết bị lọc.
29
4.2.7 Tinh chế sữa tinh bột
Sơ đồ 4.2 Quá trình tách bã nhỏ
Rây lần 1: Sữa thu được ở giai đoạn trước được đưa vào máy rây lần 1 để tách bã nhỏ lần 1. Sữa tinh bột lọt qua rây có nồng độ 3 độ Bx được đưa vào máy ly tâm để tách nước dịch.
Bơm ly tâm tách nước: Sữa tinh bột sau khi rây sẽ được bơm qua máy ly tâm vắt tách bớt nước để thu tinh bột. Phần nước dịch lót qua vải và lưới lọc của máy ly tâm có hàm lượng tinh bột thấp, nhưng vẫn chứa 1 hàm lượng tinh bột được nên được đưa vào máy mài để thu hồi lượng tinh bột và tiết kiệm được nguồn nước. Tinh bột thu được sau khi ly tâm có độ ẩm 31-34%.
Hình 4.7 Máy ly tâm tách nước
Rây lần 2: tinh bột đặc sau khi ly tâm sẽ được bơm lên rây lần 2. Nồng độ của tinh bột trong dịch bơm rây lần 2 là 7-15 độ Bx.
Sữa tinh bột Rây lần 1 Bơm ly tâm Rây lần 2
Rửa tinh bột Nước dịch
Bể nước dịch
30
Rây lần 3: Sau khi rây lần 2 sữa tinh bột được đưa ra công đoạn sau là rửa tinh bột còn bã nhỏ không lọt rây lần 1 và 2 được đưa qua rây số 3 để tách rửa tinh bột tự do trước khi đưa bã nhỏ vào bể bã.
Dịch sữa tinh bột loãng thu được từ rây 3 sẽ được đưa lại để pha loãng dịch cháo (tận dụng nước và thu hồi tinh bột) để tinh chế sữa tinh bột. Thường dùng máy rây có hiệu suất lớn để dễ lọc.
Bã ra khỏi máy rây có độ ẩm 94-95%, trong bã ngoài tinh bột tự do còn có tinh bột liên kết, Dextrin, Pectin 0.2-0.25%, Cellulose 15.1-16% và Protein 5% ( so với % chất khô) dùng để chế biến thức ăn cho gia súc.
4.2.8 Rửa tinh bột:
Mục đích: tách triệt để những bã nhỏ còn lại sau khi tinh chế protein không hòa tan, dịch bào và các tạp chất khác.
Yêu cầu: tinh bột ướt thành phẩm sau khi rửa phải không lẫn tạp chất lạ gây ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm như: đục tinh bột, sủi bọt do lẫn protein…
4.2.9 Bảo quản tinh bột ẩm:
Ngâm nước sạch: người ta cho tinh bột vào bể ngâm ngập nước, cứ 2-3 ngày tháo và thay nước sạch vào. Phương pháp này bảo quản được 3-4 tháng.
Sử dụng axit sunfuaro với nồng độ sao cho pH là 5,6. Phương pháp này bảo quản từ 3-5 tháng.
4.2.10 Sấy:
Mục đích: làm khô khối tinh bột ẩm từ đó làm tăng thời gian bảo quản và vận chuyển dễ dàng.
Thực hiện: Tinh bột ướt thu được từ băng tải đưa sang vít tải. Vít tải vừa có tác dụng chuyển tinh bột vừa có tác dụng làm tơi tinh bột ướt, nhằm tạo điều kiện cho quá trình làm khô dễ dàng. Khi vào ống làm khô nhanh, tinh bột ướt sẽ được cuốn theo luồng khí nóng và chuyển động dọc theo chiều dài của ống làm khô nhanh để đến cyclone tách tinh bột. Trong quá trình chuyển động đó, một lượng ẩm của tinh bột sẽ được tách ra làm giảm độ ẩm tinh bột xuống.
Để đạt được điều này thì cần phải kéo dài đường chuyển động của hỗn hợp bột và khí.
Sau khi qua các cyclone để tách tinh bột, tinh bột sẽ rơi vào máng góp bên dưới các cyclone được vít tải và định hướng đưa sang làm nguội.
31
4.2.11 Làm nguội:
Mục đích: sau khi sấy, nhiệt độ tinh bột khô đạt 50-750C không thể bao gói liền được nên phải làm nguội xuống 30-350
C.
Hình 4.9 Quạt thổi
Sau khi làm khô nhanh, tinh bột sẽ được quạt hút của hệ thống làm nguội sang các cyclone làm nguội để tiếp tục tách một phần ẩm còn lại.
Yêu cầu tinh bột sau khi làm nguội: - Độ ẩm không quá 12%
- Tạp chất: không có - Sâu mọt: không có
- Meo, mốc: không thấy bằng mắt thường
- Màu, mùi, vị: bình thường, không mùi mốc, chua và vị đắng - Không kết cục hoặc kết tảng
- Độ chua không quá 3ml NaOH 1N/100g - Bao gói, thành phẩm
4.2.12 Bao gói:
Trước khi bao gói ta thực hiện quá trình rây nhằm đảo bảo kích thước, đồng nhất của tinh bột và làm tăng chất lượng cũng như giá trị cảm quan của thành phẩm. Bột thành phẩm sau khi làm khô và làm nguội xong cần phải cho vào bao kín bảo quản ngay vì bột dễ hút ẩm và nhiễm mùi. Đóng bao còn nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo quản và vận chuyển.
32
33
CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Tinh bột là nguyên liệu công nghiệp quan trọng, được ứng dụng rộng rãi trong hơn 10 ngành hàng thực phẩm, y dược, dệt may,…Và nó được thế giới ngày càng coi trọng trong công nghiệp chế biến tinh bột. Nhu cầu sử dụng loại tinh bột này trên thế giới ngày càng tăng và mở ra một thị trường cạnh tranh trực tiếp với các loại tinh bột khác tên thế giới.
Việt Nam hàng năm có sản lượng khoai lang dồi dào, cây khoai lang có thể trồng hầu hết ở các nơi. Do đó, Việt Nam có nhiều cơ hội để phát triển các ngành công nghiệp về khoai lang. Tinh bột khoai lang chế biến tốt có thể xuất khẩu qua các nước Hàn Quốc, Nhật Bản…
Khoai lang mang lại lợi ích vô cùng lớn cho con người. Tính đặc hữu của khoai lang là có độ dính, hàm lượng amilose trong cấu trúc phân tử tương đối cao 80%, hệ số tinh bột khoai lang là 85%, độ dính cao sau khi hồ hóa có tính đàn hồi tốt, sợ mì chế biến từ khoai lang có độ dai tốt hơn sợi mì làm bằng ngô, lúa mì. Những thuộc tính này làm cho tinh bột khoai lang được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm và một số ngành công nghiệp nhẹ và y dược.
Khoai lang không chỉ dùng làm thực phẩm mà nó còn là nguồn nguyên liệu sản xuất ra nhiên liệu sinh học vì vậy chúng ta cần chú ý nhiều hơn tới các ngành công nghệ sản xuất khoai lang.
Từ đó, cho thấy khoai lang ngày càng có tầm ảnh hưởng to lớn đến đời sống con người cũng như các ngành công nghiệp, thực phẩm, y dược, dệt may… Không chỉ trong nước mà còn trên toàn thế giới và cây khoai lang hứa hẹn sẽ là cây lương thực thiết yếu và quan trọng trong khẩu phần ăn của các nước trên thế giới cũng như các ngành công nghiệp hiện đại.
Cần đầu tư nghiêng cứu và ứng dụng rộng rãi những công dụng hữu ích của khoai lang đối với đời sống con người cũng như đầu tư nghiêng cứu các giống khoai lang để tạo năng xuất cao, kháng được các loại sâu bệnh và thích nghi với nhiều điều kiện khí hậu khác nhau.
Thường xuyên mở các cuộc hội thảo bàn luận về khoai lang để trao đổi kinh nghiệm cho nông dân và cho các chuyên gia đến tận vườn để tư vấn trao đổi với người dân trồng khoai lang.
Áp dụng các biện pháp chăm sóc, bảo quản, chế biến khoai lang hiện đại.
Mở các sự kiện, hội chợ để xúc tiến, giới thiệu các giống khoai lang mới và những sản phẩm từ khoai lang cho người dân cũng như quãng bá những công dụng của khoai lang và những sản phẩm từ chúng đối với đời sống cho người tiêu dùng.
Các cơ quan có thẩm quyền cần đầu tư và tạo điều kiện thuận lợi cho các nông hộ trồng khoai lang phát triển ổn định và bền vững theo hướng công nông kết hợp.
34
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ths. Nguyễn Mạnh Hải, 2008, Giáo trình bảo quản nông sản, NXB Giáo Dục.
2. Ks. Thái Hà – Đặng Mai, 2011, Bạn của nhà nông – Kỹ thuật trồng và
chăm sóc khoai lang, NXB Hồng Đức, Hà Nội.
WEBSITE
3. Đỗ Thị Mỹ Diễm, Trương Hoài My, Nguyễn Thị Dung, Nguyễn Tấn Được, Nguyễn Trung Nghĩa, 27/04/2013, Tiểu luận ôn nông sản - Tìm hiểu về khoai lang và QTSX tinh bột khoai lang
http://doc.edu.vn/tai-lieu/tieu-luan-tim-hieu-ve-khoai-lang-va-quy-trinh-san- xuat-tinh-bot-khoai-lang-11454/
4. Wikimedia Foundation, 20/09/2014, Khoai Lang
http://vi.wikipedia.org/wiki/Khoai_lang
5. Võ Chí Chính, Hệ thống máy và thiết bị lạnh