Trang
blog này được lập bởi chủ Quán BỌT TRÁI
CÂY với mục đích chia sẻ tài liệu về công nghệ thực phẩm
cho các bạn cùng khoa cũng như các anh, chị, em và các bạn yêu thích, quan tâm
hay tìm kiếm tài liệu về công nghệ thực phẩm.
NẾU
THẤY TÀI LIỆU CÓ ÍCH, MỜI CÁC
BẠN ĐẾN VÀ ỦNG HỘ QUÁN BỌT TRÁI CÂY ĐỂ CHÚNG TÔI CÓ THÊM KINH PHÍ DUY TRÌ HOẠT
ĐỘNG ĐĂNG TẢI TÀI LIỆU CHO MỌI NGƯỜI!
XIN CHÂN THÀNH CẢM
ƠN!
Quán Bọt Trái
Cây
Địa chỉ: 88/955E Lê Đức Thọ,
P.6, Gò Vấp,
TP.HCM
Hotline:
0935.355.169
Mail: bottraicay@gmail.com
Facebook: http://facebook/bottraicay
3. Động học của quá trình kết tinh
đường
Saccarose là chất rất khó xuất hiện nhân tinh
thể trong dung dịch quá bão hoà của nó. Theo thực nghiệm, tinh thể chỉ xuất hiện
khi a > 1,3 -1,4. Để tăng tốc độ
xuất hiện tinh thể, người ta áp dụng các biện pháp kích thích tạo mầm hay phương
pháp tinh chủng, lúc đó tinh thể sẽ xuất hiện ở giá
trị a = 1,2 –
1,25.
Theo quan điểm động học, quá trình xuất hiện nhân tinh thể trong môi
trường lỏng là hiện tượng liên hợp của các phân tử chất hoà tan di động. Điều
kiện cần thiết để tạo nhân tinh thể là có sự tập tụ cục bộ của các phân tử chất
hoà tan và phân bố các phân tử này vào vị trí của chúng trong lưới tinh thể.
Vậy, các tinh thể nằm trên ranh giới của 2 quá trình kết tinh và hoà
tan.
Theo Silin: Trên bề mặt tinh thể và dung dịch luôn xảy ra hai quá
trình:
- Lắng chất hoà tan trên bề mặt tinh thể vào dung dịch, khi đó
các phân tử hay các nhóm phân tử tách ra khỏi bề mặt tinh thể, nếu điều kiện quá
bão hoà đủ lớn những nhóm phân tử này sẽ là những nhân tinh thể
mới.
- Nếu điều kiện quá bão hoà chưa đủ lớn thì những mầm sẽ hoà
tan vào dung dịch (do độ hoà tan của nó lớn hơn đường bình thường rất nhiều).
Lúc này chỉ những tinh thể sẵn có lớn lên mà thôi, không xuất hiện mầm tinh thể
mới.
- Tinh thể được bao quanh bởi một lớp dung dịch không chuyển động
với chiều dày
d.
- Ngay trên bề mặt tinh thể là dung dịch quá bão hoà với nồng độ C’,
cách bề mặt tinh thể một khoảng d là dung dịch quá bão hoà với nồng độ C. Do sự
chênh lệch nồng độ, các phân tử đường sẽ khuếch tán đến bề mặt tinh thể thì lập
tức kết tinh thành tinh thể mới, và ở bề mặt tinh thể mới này lại có nồng độ C’
như cũ. Như thế, quá trình kết tinh lại được thực hiện tiếp
tục.
Qua đó, ta nhận thấy tốc độ kết tinh chính là
tốc độ khuếch tán. Theo định luật Fick: lượng đường khuếch tán S tỷ lệ thuận với
hiệu số nồng độ (C – C’), bề mặt khuếch tán F, thời gian kết
tinh t, và tỷ lệ nghịch với đoạn đường khuếch tán
d.
6. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ kết
tinh
- Độ quá bão hoà
dư
- Nhiệt
độ
- Độ tinh khiết của dung
dịch
- Độ
nhớt
- Sự khuấy
trộn
- Kích thước tinh
thể
- Số lượng tinh thể trong đường
non
II. QUÁ TRÌNH HOÁ HỌC CỦA GIAI ĐOẠN NẤU
ĐƯỜNG
Sau khi được tạo thành tinh thể đường saccarose rất bền, hầu như
chúng không có sự biến đổi cấu trúc cũng chư các biến đổi đặc biệt khác khi
nhiệt độ dưới 70oC. Tuy nhiên lớp mật bao quanh tinh thể không bền,
do đó đường non không bền. Sự thay đổi của đường non trong quá trình kết tinh
chủ yếu phụ thuộc vào thành phần mật
cái.
1. Sự phân giải
đường
Trong giai đoạn nấu đường xảy ra quá trình chuyển hoá đường
saccarose thành đường khử, sự chuyển hoá này phụ thuộc vào nhiệt độ nấu đường và
pH đường
non.
Dưới tác dụng của nhiệt độ, đường khử sẽ phản ứng với các axit amin
tạo thành những hợp chất màu, ngoài ra đường khử bị phân huỷ thành các sản phẩm
không lên
men.
2. Tách cặn lắng đọng muối phi
đường
Trong quá trình kết tinh một số axit hữu cơ chuyển thành hợp chất
không tan và kết tủa dưới dạng muối canxi, muối
magiê.
Các chất khác (như: tinh bột. pectin...) có khả năng kết tinh cùng
đường saccarose và liên kết bền trong tinh thể
đường.
3. Hiện tượng khó
nấu
Khi nấu một số mẻ đường có xuất hiện hiện tượng như: đường non đặc
cứng lại trong nồi, bốc hơi chậm, không kết tinh được... Hiện tượng này thường
xảy ra khi mật chè chứa lượng muối canxi cao, ngoài ra khi dung dịch có pH cao
thì quá trình nấu đường chậm (vì một phần đường ở dạng
sacarat).
Khi mía nguyên liệu còn non, chất keo nhiều, độ nhớt lớn thì quá
trình nấu đường cũng gặp khó khăn, đặc biệt là khi nấu các loại đường có chất
lượng
thấp.
III. QUÁ TRÌNH NẤU ĐƯỜNG GIÁN
ĐOẠN
1. Cô đặc
đầu
Là quá trình cô đặc dung dịch đến nồng độ cần thiết để chuẩn bị cho
sự tạo thành tinh thể. Tuỳ theo phương pháp gây mầm mà ta khống chế dung dịch ở
các nồng độ khác nhau. Trong giai đoạn này ta cô đặc ở độ chân không thấp
(khoảng 600 – 620mmHg) để giảm nhiệt độ sôi dung dịch (với áp suất này nhiệt độ
sôi của dung dịch khoảng 60 – 65oC) , và giảm sự phân huỷ
đường.
Mật chè cần phải được phủ kín tại bề mặt truyền nhiệt (của nồi nấu)
để tránh hiện tượng cháy
đường.
2. Sự tạo mầm tinh
thể
Đây là thời điểm quan trọng của quá trình nấu đường, tuỳ theo phương
pháp tạo mầm mà ta khống chế thời điểm tạo mầm khác nhau. Thông thường ở thiết
bị nấu không có dụng cụ xác định trực tiếp độ quá bão hoà và cũng không có số
liệu về độ hoà tan của đường không tinh khiết. Vì vậy việc xác định độ quá bão
hoà thông qua việc xác định các thông số: nồng độ nguyên liệu gốc (được xác định
bằng chiết quang kế), độ dẫn điện, nhiệt độ... hoặc dựa vào kinh nghiệm công
nhân vận hành. Sự tạo mầm có thể chia làm 3 phương
pháp:
a. Tạo mầm tự
nhiên
Nấu dung dịch đường đến hệ số quá bão
hoà a = 1,4 trở lên, lúc này các tinh
thể đường tự xuất
hiện.
Phương pháp này ít phổ biến vì: từ khi bắc đầu xuất hiện tinh thể
cho đến khi đạt yêu cầu về số lượng tinh thể phải trải qua một thời gian nấu
tương đối dài (thời gian này phụ thuộc vào độ tinh khiết và độ nhớt của nguyên
liệu gốc). Khi dung dịch tự xuất hiện tinh thể thì độ quá bão hoà của dung dịch
tương đối cao, và sau khi xuất hiện thì tinh thể lớn lên không ngừng, vì vậy so
với các mầm tinh thể xuất hiện ở giai đoạn cuối cùng thì có sự chênh lệch kích
thước. Ngoài ra, vì nhiệt độ cao làm cho nguyên liệu gốc tăng màu sắc, dễ xảy ra
hiện tượng dính tinh
thể...
b. Phương pháp kích
thích
Nấu mật đến nồng độ quá bão
hoà a = 1,2 – 1,3 sau đó thay đổi độ
chân không đột ngột, hoặc cho một lượng mầm (bột đường) rất ít để kích thích sự
xuất hiện tinh thể
mới.
c. Phương pháp tinh
chủng
Không chế nồng độ nguyên liệu gốc sao
cho độ quá bão hoà a = 1,05 – 1,15, sau đó cho một
lượng mầm thích hợp vào. Ở độ quá bão hoà này không hoà tan mầm tinh thể và cũng
không kích thích sự xuất hiện thêm mầm tinh thể mới, cho nên lượng đường mầm cho
vào sẽ hấp thu lượng đường dư từ dung dịch và lớn
lên.
3. Nuôi tinh
thể
Khi dịch đường non có đủ số lượng tinh thể
theo yêu cầu, nhanh chóng dùng nước nấu để làm giảm độ bão hào xuống
đến a = 1,1 (nhằm không cho dịch đường
non xuất hiện tinh thể mới). Nguyên tắc chung là nước nấu cho vào phải có nhiệt
độ trong nồi nấu từ 3 – 5oC (để giữ nhiệt độ sôi trong nồi, tăng khả
năng truyền nhiệt và trộn đều với đường non trong
nồi).
Trong giai đoạn nuôi tinh thể cần chú ý các vấn đề
sau
- Do tinh thể của dịch đường non vẫn còn nhỏ nên, diện tích
kết tinh nhỏ, độ tinh khiết của mẫu dịch cao nên dễ sinh ra các tinh thể giả. Vì
vậy ta cần chú ý khống chế nồng độ sao cho phù hợp với sự lớn lên của tinh
thể.
- Các tinh thể nhỏ nhưng số lượng tinh thể nhiều nên dễ xảy ra
hiện tượng dính tinh thể. Vì vậy phải khống chế tốt độ chân không, áp lực buồn
đốt sao cho quá trình đối lưu tốt, đồng thời cũng phòng ngừa sự xuất hiện tinh
thể
giả.
4. Cô đặc
cuối
Khi tinh thể đạt đến kích thước quy định, ngừng nạp liệu, cô đến
nồng độ ra đường (tránh cô đặc nhanh vì có thể tạo thành tinh thể
dại)
IV. TRỢ TINH VÀ SỰ TẠO THÀNH MẬT
CUỐI
1. Trợ
tinh
Đường non lấy ra từ nồi nấu chứa một thành phần đường nhất định. Do
đường non nấu giai đoạn cuối ở thể tích lớn, nồng độ mẫu dịch cao, độ nhớt lớn
cho nên sự đối lưu trong nồi không tốt. Và nếu muốn hoàn thành quá trình kết
tinh trong nồi nấu thì phải trải qua một thời gian dài mà hiệu quả lại không
cao, mà còn tiêu tốn nhiều hơi
đốt.
Vì vậy sau khi nấu đến một thể tích nào đó với nồng độ và thuần độ
yêu cầu thì ta đưa đường non đến thiết bị trợ tinh để tiếp tục thực hiện quá
trình kết
tinh.
Trong thiết bị trợ tinh, ta khống chế nhiệt độ và nồng độ thích hợp
làm cho tinh thể tiếp tục hấp thụ thành phần đường dư của mẫu dịch, giảm bớt
thành phần đường trong mẫu dịch, làm tăng hiệu suất thu
hồi.
Nguyên lý trợ
tinh
Căn cứ vào độ tinh khiết của mẫu dịch, ta khống chế nồng độ và nhiệt
độ đễ đưa mẫu dịch đến độ bão hòa thích hợp, đồng thời duy trì một khoảng thời
gian đủ để thành phần đường trong nước cốt hấp thụ lên bề mặt tinh thể
đường.
Khi nhiệt độ hạ thấp thì độ hòa tan của đường giảm làm cho độ
quá bão hòa tăng, quá trình kết tinh tiếp tục, các tinh thể lớn
lên.
2. Sự tạo thành mật
cuối
Thành phần mật cuối phụ thuộc vào nguyên liệu, điều kiện công nghệ
của nhà máy, thời vụ sản
xuất...
|
Thành
phần
|
Tỷ lệ
(%)
|
|
Các chất
đường:
Sacaroza
Glucoza
Fructoza
Các chất cacbohydrat
khác
Chất keo, tinh bột, pentosan, các đồng phân của hexitol,
myoinositol, d - manitol, axit
aronic
Tro (% so với trọng lượng
tro)
K2O
CaO
MgO
Na2O
Fe2O3
Axit
SO3
Cl
P2O5
SiO2
Hợp chất chứa
nitơ
Prôtêin
Axit
amin
Các hợp chất nitơ không
prôtêin
Hợp chất không chứa
nitơ
Axitaconitic, xitric, malic, oxalic, glucolic,
sucxinic,...
Xơ, sterin,
phosphatit
Vitamin
|
30 –
40
4 –
9
5 –
12
2 –
5
30 –
50
7 –
15
2 –
14
0,3 –
9,0
0,4 –
2,7
7 –
27
12 –
20
0,5 –
2,5
1 –
7
3 –
6
0,3 –
0,5
1,5 –
3,0
0,5 –
1,5
0,1 –
1,0
lượng
nhỏ
|
Trước đây người ta cho rằng sự tạo thành mật cuối là do đường ngừng
kết tinh. Vì khi độ tinh khiết giảm, độ nhớt tăng lên, cản trở các phân tử đường
di động và kết tinh trên bề mặt tinh
thể.
Nhưng thực tế chứng minh độ nhớt không làm ngừng hẳn quá trình kết
tinh mà chỉ làm cho quá trình kết tinh bị chậm
lại.
Giải thích bằng thuyết hóa lý
Người ta đã cố gắng giải thích sự tạo thành mật cuối bằng cách
nghiên cứu sự ảnh hưởng của các chất hóa học và các chất không đường trong mật
cuối đến độ hòa tan của mật tức là ảnh hưởng của chúng đến hệ số bão
hòa.
Những chất không đường làm tăng độ hòa tan gọi là chất tạo mật
cuối dương (muối natri, muối kali), những chất không đường làm giảm độ hòa tan
gọi là chất tạo mật cuối âm (muối
canxi).
Tuy nhiên các chất không đường làm tăng độ hòa tan của đường
nhưng không làm ngừng quá trình kết tinh. Ngoài ra, khi có mặt các chất tạo mật
cuối âm nhiều vẫn có mặt
cuối.
Giải thích bằng luận thuyết hóa
học
Người ta cho rằng chất tạo mật cuối là chất vô cơ của nguyên liệu
(do tạo thành
sacarat)
Mật khác người ta nhận thấy mật cuối nào có thành phần tro
chứa nhiều canxi thì độ tinh khiết bao giờ cũng thấp. Và Dedek kết luận rằng
canxi không mang theo đường mà chỉ có một phân tử kali, natri mang theo một phân
tử
đường.
Tuy nhiên, cách giải thích này cũng bị phá sản do thực tế
chứng minh rằng sự tổn thất đường trong mật cuối vào cuối vụ sản xuất bao giờ
cũng lớn hơn mặc dầu lượng kali và natri không thay
đổi.
Giải thích bằng thuyết cơ lý hóa
học
Phân tích ưu khuyết điểm của các học thuyết trên, Silin đề ra
học thuyết tổng hợp tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng đường trong mật
cuối và cho
thấy:
- Độ nhớt gây khó khăn cho quá trình ly
tâm
- Ảnh hưởng của chất không đường đến độ
hòa tan của đường (tức là ảnh hưởng của chúng đến hệ số bão hòa). Trong trường
hợp a’£ 1 tức là không có chất tạo mật
cuối, hoặc các chất tạo mật cuối âm ta vẫn nhận được mật cuối. Như vậy theo học
thuyết này tất cả những chất không đường (kể cả các chất không liên kết với
đường) khi có mặt trong dung dịch sẽ làm tăng nồng độ chất khô, tăng độ nhớt,
gây khó khăn cho quá trình kết tinh. Mặt dầu quá trình kết tinh vẫn xảy ra, tuy
nhiên rất chậm không kinh tế và không ly tâm
được.
Bằng cách giải thích này Silin và các cộng sự đã đưa ra những kết
luận
sau:
- Không nên cho rằng chỉ có một số chất tạo mật cuối, vì mỗi
một chất không đường đều có tác dụng đến sự tạo thành mật
cuối.
- Không chỉ có cation tạo mật cuối mà các anion cũng có khả
năng tạo mật
cuối.
- Đối với cation chất tạo mật cuối giảm dần theo thứ tự kali,
natri,
canxi
- Đối với anion chất tạo mật cuối giảm dần theo thứ
tự 
axit glutamic, tirozin, các
sản phẩm phân hủy đường khử và 
.
axit glutamic, tirozin, các
sản phẩm phân hủy đường khử và .
Chương 5: LY
TÂM, SẤY, TÁCH THÀNH
PHẨM
I. LY
TÂM
1. Nguyên lí của quá trình tách mật đường
non
Đây là quá trình tách mật đường non ra khỏi tinh thể đường bằng lực
ly tâm trong thùng quay với tốc độ
cao.
2. Quá trình phân hạt (được thực hiện qua 4 giai
đoạn)
- Cho đường non vào máy ly
tâm
Đầu tiên cho máy ly tâm quay từ từ đến khi tốc độ máy đạt 200 – 300
vòng/phút, sau đó mở van nạp liệu cho đường non
vào.
Thông thường cho đường vào đầy thùng quay để phát huy tối đa năng
suất thiết bị, tuy nhiên trong thực tiễn lượng nạp liệu thay đổi tùy thuộc vào
chất lượng đường non. Nếu hạt đường cát lớn, độ dính nhỏ, dễ tách mật nên lớp
đường có thể dày, tuy nhiên không được tràn mâm quay. Ngược lại nếu đường cát
không đồng đều, độ dính lớn nên khống chế chiều dày lớp đường mỏng hơn để dễ
tách mật đường, giảm thời gian tách
mật.
- Phân
mật
Sau nạp liệu, tăng dần tốc độ mâm quay đến cực đại, lúc này
phần lớn mật trong đường non được tách ra gọi là mật nâu. Thời gian phân mật phụ
thuộc vào chiều dày lớp đường non, độ nhớt, khích thước thùng
quay...
- Rửa
đường
Sau khi phân mật xong, trên bề mặt đường còn phủ một lớp mật nâu. Do
vậy ta cần phải tách lớp mật này để đảm bảo yêu cầu chất lượng đường. Quá trình
rửa đường bao gồm 2 giai
đoạn:
Rửa đường bằng nước nóng (nhiệt độ từ 75 – 80oC),
lượng nước rửa dùng khoảng 2% so với lượng đường non. Sản phẩm của rửa nước là
mật trắng (có độ tinh khiết cao hơn mật
nâu)
Sau đó phun hơi bão hòa có áp suất 3 – 4 at vào đường non,
lượng hơi dùng khoảng 2 – 3% so với khối lượng đường non. Hơi bão hòa sẽ làm
tăng nhiệt độ của mật, do đó độ nhớt giảm, phân ly dễ dàng. Ngoài ra một phần
nước ngưng tụ từ hơi có tác dụng rửa đường một lần nữa, hơi bão hòa còn làm cho
đường khô hơn, rút ngắn thời gian sấy, giảm khả năng đóng cục của
đường.
- Hãm máy và xã
đường
Sau quá trình rửa đường ta ngắt điện mô tơ để hãm máy, dùng
phanh hãm làm giảm tốc độ thanh quay, nâng chụp đáy lên và lấy đường ra khỏi
thiết bị ly
tâm.
II. SẤY
KHÔ
1. Mục
đích
Đưa đường đến độ ẩm thích hợp, làm cho đường thành phẩm có màu sáng
bóng, không bị hư hỏng, biến chất trong quá trình bảo
quản.
2. Nguyên lí làm
khô
Sử dụng nhiệt lượng tỏa ra từ bản thân đường sau quá trình ly tâm,
hay sử dụng không khí nóng làm bốc hơi nước trên bề mặt
đường.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ làm
khô
- Kích thước hạt tinh thể của đường cát và chiều
dày lớp
đường
Thời gian làm khô sẽ rút ngắn khi khi diện tích bề mặt bốc hơi của
đường tăng lên. Nếu hạt tinh thể quá bé, lớp đường quá dày, lượng ẩm bên trong
khó khuếch tán, tốc độ làm khô
nhỏ.
- Lượng nước chứa trong đường làm
khô
Nếu đường cát sau quá trình ly tâm có độ ẩm lớn thì thời gian làm
khô sẽ kéo
dài.
- Nhiệt độ và độ ẩm không
khí
Nhiệt độ không khí cao, độ ẩm tương đối thấp, khả năng hút ẩm mạnh,
tốc độ làm khô nhanh. Tuy nhiên nhiệt độ không khí nóng không nên quá cao vì nó
sẽ ảnh hưởng đến chất lượng đường sau khi
sấy.
- Thiết bị làm
khô
Cấu tạo thiết bị khác nhau thì tốc độ làm khô
cũng khác
nhau.
4. Các phương pháp làm
khô
a.
Làm khô tự nhiên
Thông thường nhiệt độ đường cát sau khi ra khỏi máy ly tâm lớn hơn
80oC, ta làm nguội tự nhiên đến một nhiệt độ thích hợp. Lợi dụng
nhiệt lượng của bản thân nó tỏa ra làm cho đường khô. Tuy nhiên, thời gian làm
khô dài, khó khống chế ẩm độ thành phẩm, và khi độ ẩm của đường sau khi ly tâm
không ổn định sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả làm
khô.
b.
Làm khô bằng không khí nóng
Trước
tiên sấy nóng không khí, làm giảm độ ẩm tương đối của nó, sau đó đưa vào máy làm
khô cho tiếp xúc với đường cát nhằm hấp thu ẩm của chúng. Đối với phương pháp
này, thời gian làm khô tương đối ngắn, và có thể khống chế hàm lượng ẩm trong
đường thành phẩm.
0 nhận xét:
Đăng nhận xét