GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG - BÁNH - KẸO part 1

Chia sẻ: Afsjkja Sahfhgk | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

769
lượt xem 278
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

PHẦN 1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG MỞ ĐẦU 1. Giá trị kinh tế của cây mía: Đường có ý nghĩa quan trọng đối với dinh dưỡng của cơ thể con người. Đường là hợp phần chính và không thể thiếu được trong thức ăn cho người. Đường còn là nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành công nghiệp (CN) hiện nay như CN bánh kẹo, đồ hộp, đồ uống, CN lên men, sữa, CN dược phẩm, hóa học v.v

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG - BÁNH - KẸO part 1

GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG - BÁNH - KẸO Biên soạn: TS TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - SINH HỌC KHOA HÓA PHẦN 1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG MỞ ĐẦU 1. Giá trị kinh tế của cây mía: Đường có ý nghĩa quan trọng đối với dinh dưỡng của cơ thể con người. Đường là hợp phần chính và không thể thiếu được trong thức ăn cho người. Đường còn là nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành công nghiệp (CN) hiện nay như CN bánh kẹo, đồ hộp, đồ uống, CN lên men, sữa, CN dược phẩm, hóa học v.v ... Chính vì vậy mà công nghiệp đường trên thế giới và của nước ta đã không ngừng phát triển. Việc cơ khí hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất, những thiết bị tự động, các phương pháp mới, vấn đê tự động hóa và tin học hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất ngày càng được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy đường. Cây mía là một trong các nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp chế biến đường và được trồng ở nhiều quốc gia trong khu vực khí hậu nhiệt đới và á nhiệt đới. Ở nước ta, mía là nguyên liệu duy nhất để chế biến đường ăn. Mía đường là cây trồng có nhiều ưu điểm và có giá trị kinh tế cao: Xét về mặt sinh học: - Khả năng sinh khối lớn: nhờ có chỉ số diện tích lá lớn nên khả năng lợi dụng ánh sáng mặt trời trong quá trình quang hợp cao (tối đa có thể đạt 5-7%). Trong vòng 10- 12 tháng, 1ha mía có thể cho năng suất hàng trăm tấn mía cây và một khối lượng lớn lá xanh, gốc, rễ để lại trong đất. - Khả năng tái sinh mạnh: Mía là cây có khả năng để gốc được nhiều năm, một lần trồng thu hoạch nhiều vụ. Năng suất mía cây ở vụ gốc đầu thường cao hơn vụ mía tơ - Khả năng thích ứng rộng: Cây mía có thể trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, chịu đựng tốt các điêù kiện khắc nghiệt của tự nhiên và môi trường., đê thích nghi với các trình độ sản xuất và chế biến. Xét về mặt sản phẩm: Ngoài sản phẩm chính là cây mía nguyên liệu để chế biến đường, cây mía còn là nguyên liệu hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp của nhiều ngành công nghệp như rượu cồn, bột giấy, gỗ ép, thức ăn gia súc, phân bón. Các sản phẩm phụ của mía đường nếu khai thác triệt để , giá trị có thể tăng gấp 3-4 lần giá trị của chính phẩm (đường ăn). 1
SƠ ĐỒ GIÁ TRỊ KINH TẾ CỦA CÂY MÍA CĐY MA Sản phẩm trên đồng ruộng Sản phẩm chế biến cng nghiệp ( Lâ , ngọn xanh, gốc, rễ) Thức ăn Phụ phẩm: Chính phẩm Phđn bn gia súc Bê, mật rỉ, bn lọc (đường) Phđn bn Chất đốt Thức ăn gia súc Rượu- cồn 2. Sự phát triển công bột giấy ường mía trên thế giới: âc sản phẩm khâc C Sản hảm sợi, nghiệp đ Ấn Độ là nước đầu tiên trên thế giới sản xuất đưòng mía. Do đó danh từ đường có nguồn gốc từ Ấn Độ “ sankara”. Vào khoảng nămvi sinh ười Ấn Độ và Trung Quốc đã biết chế Sản phẩm 398, ng biến mật thành đường tinh thể. Từ đó phát triển sang Ba Tư , Italia, Bồ Đào Nha, đồng thời đã mở ra ngành CN mới là ngành CN luyện đường. Đến thế kỷ 16, nhiều nhà máy luyện đường đã mọc lên ở Anh, Đức, Pháp. Lúc đầu CN đường rất thô sơ, ép mía bằng 2 trục gỗ đứng, kéo bằng sức kéo trâu bò, lắng bằng vôi, cô đặc ở chảo và kết tinh tự nhiên. CN đường tuy có từ lâu đời nh ưng bắt đầu từ thế kỷ thứ 19 mới được cơ khí hóa từ khi Châu Âu phát hiện ra củ cải đường, nhiều thiết bị quan trọng đã được phát minh: - 1867, loại máy ép bằng gang 3 trục nằm ngang kéo bằng máy hơi nước được dùng đầu tiên ở đảo Réunion ở Pháp. Sau đó cải tiến ghép nhiều trục ép và có dùng nước thẩm thấu để nâng cao hiệu suất ép. - 1812, ông Barrnel người Pháp là người đầu tiên dùng khí CO2 để bão hòa vôi và dùng phương pháp lọc để loại kết tủa CaCO3. Cũng thế kỷ 19, kỹ sư Tratini người Italia đã dùng khí SO2 để kết tủa chất không đường và tẩy màu trong nước mía. - 1813, Howard phát minh nồi bốc hơi chân không một hiệu nên hiệu quả bốc hơi còn thấp. - 1820, máy ép khung bản ra đời. - 1843, Rillieux phát minh hệ bốc hơi nhiều nôi, tiết kiệm được hơi dùng. - 1837, Pouzolat phát minh máy li tâm truyền động ở đáy, lấy đường ở trên, thao tác không thuận tiện. Sau đó Bessener phát minh máy li tâm kiểu thùng quay. 2
-1867 Weston cải tiến máy li tâm truyền động ở trên, lấy đường ở dưới, hiện đang được dùng phổ biến tại các nhà máy đường. - 1892, máy ép 3 trục hiện đại được dùng ở Mỹ. - 1878 máy sấy thùng quay xuất hiện, 1884 thiết bị trợ tinh ra đời. Trong mấy chục năm nay, kỹ thuật ngành đường đã phát triển với tốc độ nhanh. Vấn đề cơ khí hóa, tự động hóa, tin học hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất, các thiết bị trong dây chuyền công nghệ cũng như các thiết bị phân tích hiện đại đã được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy đường. Trong 20 năm qua, kỹ thuật công nghiệp đ ường trên TG có nhiều biến đổi quan trọng, bắt đầu từ thập kỷ 80 và tiếp tục trong nhiều năm 90. Ví dụ: . Thập kỷ 80, Công ty Benghin- Say Pháp và công ty Teron và Eridania của Ý đã nghiên cứuvà phát minh thiết bị, phương pháp kết tinh chân không liên tục. Năm 1982, ngà máy luyện đường Nantes thực nghiệm thành công, đến 1984 nhà máy Elsdof ( Tây Đức) tiến hành sản xuất và 1985 đã dùng thiết bị kết tinh liên tục của Công ty Fives Cail Babcock ( FCB) để nấu đường. Hiện nay nhiều thiết bị nấu đường liên tục của FCB đã được dùng trong nhiều nhà máy đường trên thế giới. . Cùng với sự phát triển của nấu đường liên tục, các nước Đức, Pháp, Ý v.v... đã nghiên cứu thiết bị trợ tinh chân không liên tục . Và chính Công ty Benghin- Say Pháp đã thành công trong việc dùng trợ tinh chân không liên tục ở nhà máy đường luyện Nantes, sau đó ở nhà máy đường củ cải Sermaize, nhà máy Gol và Bois- Rouge (Pháp), nhà máy đường Allscoff (Anh). Hiện nay là thiết bị trợ tinh chân không liên tục MET của Công ty BMA, đã làm trọng lượng tinh thể đường non tăng 15-30%. 3. Tình hình sản xuất mía đường ở nước ta: Nước ta là một nước có truyền thống sản xuất đường từ lâu đời. Từ lâu, nhân dân ta đ ã biết dùng những máy ép giản đơn như máy ép bằng đá, máy ép bằng gỗ dùng sức trâu bò kéo. Nước mía ép được nấu ra nhiều dạng sản phẩm khác nhau: Mật trầm, đường phên, đường thô, đường cát vàng. Ở miên Trung, nhân dân ta đ ã biết dùng lòng trắng trứng, đát bùn, vôi ... để làm sạch nước mía, sản xuất các loại đường đặc sản như đường muỗng, đường phèn, đường phổi, đường bông, đường bát dùng trong nước và xuất khẩu. Trong thời kỳ Pháp thuộc, CN đường hiện đại của ta hầu như không có gì. Nước ta chỉ có hai nhà máy đường hiện đại: Hiệp Hòa (miền Nam) và Tuy Hòa (miền Trung). CN đường ở nước ta trong vòng 100 năm vẫn ở trong tình trạng sản xuất thủ công là chủ yếu. Sau ngày hoà bình lập lại, dưới chế độ xã hội chủ nghĩa, CN đường hiện đại của nước ta mới bắt đầu phát triển. Ở miền Bắc có các nhà máy đường hiện đại như: Việt trì, Sông Lam ( 350Tấn mía/ ngày), nhà máy đường Vạn Điểm (1000tấnmía/ ngày). Ở miền nam có các nhà máy đường như Quảng Ngãi, Bình Dương (1500tấn mía/ ngày), Phan Rang (350tấn mía/ ngày), và hai nhà máy luyện đường Khánh Hội (150 tấn đường thô/ngày), Biên Hòa (200 tấn mía/ngày). Sau này mới xây dựng thêm các nhà máy như La Ngà (2000 tấn mía/ ngày).v..v Tính đến thời điểm vụ mía 1997- 1998 cả nước có trên 250.000ha mía tăng hơn 67% so với năm 1994 và đạt sản lượng 11,5 triệu tấn mía cây. Về công nghiệp chế biến: Năm 1994 cả nước mới có 12 nhà máy đường cơ giới chế biến khoảng 20% sản lượng mía cây, phần còn lại chế biến bán cơ giới và thủ công, hiệu suất thu hồi thấp. Thực hiện chương trình 1triệu tấn đường vào năm 2000 của chính phủ, đến vụ mía 1997-1998, cả nước đã có 35 nhà máy đường hoạt động với tổng công suất ép 50.800 tấn, tăn gâp 5 lần so với năm 1994. Cùng với các cơ sở chế biến bán cơ giới và thủ công, tổng sản 3
lượng chung cả nước năm đó đạt 552.000 tấn. Vào năm 2000 thì cả nước đã có 50 nhà máy đường mía hiện đại ( trong đó có 4 nhà máy mở rộng công suất) đưa tổng công suất ép lên 93.500 tấn mía / ngày dưới nhiều hình thức đầu tư như liên doanh hay 100% vốn nước ngoài. Ví dụ một số nhà máy đường mới xây dựng hoặc mở rông như trong bảng 1. B ảng 1. CÁC NHÀ MÁY ĐƯỜNG MỚI XÂY DỰNG VÀ MỞ RỘNG CNG CNG SUẤT SUẤT TÍN NHĂ MÂY TÍN NHĂ MÂY (tấn ma/ (tấn ma/ ngăy) ngăy) CAO BẰNG 700 ĐĂK LĂK 1000 TUYÍN QUANG 700 NINH HA 1250 SƠN DƯƠNG 1000 DIÍN KHÂNH 400 THÁI NGUYÊN - ĐÀI LOAN 2000 CAM RANH 3000 SƠN LA 1000 ĐỨC TRỌNG 2500 VIỆT TR 500 NINH THUẬN - ẤN ĐỘ 2500 HOĂ BNH 700 PHAN RANG 350 THANH HOÁ - ĐÀI LOAN 6000 NINH THUẬN 1000 LAM SƠN 6000 BNH PHƯỚC 2000 NNG CỐNG 1500 LA NGĂ 2000 NGHỆ AN – ANH 6000 TRỊ AN 1000 SNG CON 1250 BNH DƯƠNG 2000 SNG LAM 350 NƯỚC TRONG 900 LINH CẢM 1000 TĐY NINH - PHÂP 8000 QUẢNG BNH 1500 TH TĐY NINH 2500 THỪA THIÊN HUẾ - ẤN ĐỘ 2500 HIỆP HA 2000 QUẢNG NAM 1000 LONG AN - ẤN ĐỘ 3500 QUẢNG NGÊI 4500 BẾN TRE 1000 NAM QUẢNG NGÊI 1000 TRÀ VINH - ẤN ĐỘ 2500 KON TUM 1000 SC TRĂNG 1000 BNH ĐỊNH 1000 PHỤNG HIỆP 1250 GIA LAI - PHÂP 2800 VỊ THANH 1000 ĐỒNG XUÂN 100 KIÍN GIANG 1000 TUY HA 1250 THỚI BNH 1000 SƠN HA 3000 VẠN ĐIỂM (đường luyện) 200 EAKNỐP 500 BIÍN HA (đường luyện) 300 KHÁNH HỘI (đường luyện) 180 Như vậy, những năm vừa qua nhiều nhà máy đường hiện đại có công suất lớn được xây dựng. Nhưng theo số liệu thống kê thì sản lượng đường sản xuất trong nước vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ nội bộ. Trong thời gian gần đây ngành đường gặp tình trạng khó khăn do nhiều lý do khác nhau: tác động quan trọng về quy hoạch vùng nguyên liệu, đầu tư chưa đúng mức và trọng tâm, cũng như về quản lý thị trường, từ đó dẫn đến tồn đọng sản phẩm, nhà máy sản xuất cầm chừng, nông dân không bán đ ược sản phẩm mía trồng dẫn đến chán đầu tư hoặc chuyển đổi giống cây trồng có giá trị kinh tế hơn, từ đó diện tích canh tác mía bị thu hẹp. 4
Mặc dù vậy ngành công nghiệp mía đường vẫn là một ngành quan trọng ở nước ta bởi nó góp phần đáp ứng lượng đường tiêu thụ dùng cho khu vực và cả nước, nâng cao từng bước mức dinh dưỡng trong khẩu phần ăn hàng ngày, tạo điều kiện cho các ngành kinh tế khác phát triển, tận dụng đất hoang đồi trọc và đất nông nghiệp có hiệu quả thấp so với trồng mía, tạo công ăn việc làm cho nông dân và lao động dư thừa. Góp phần nâng cao trình độ chế biến, chuyển dần sang hình thức sản xuất đường cơ giới với công nghệ tiên tiến, thay thế dần lượng đường tiểu thủ công nghiệp tiêu hao nguyên liệu mía gần gấp đôi so với sản xuất công nghiệp. 4. MỘT SỐ DANH TỪ THƯỜNG DÙNG TRONG NHÀ MÁY ĐƯỜNG 1. Độ Bx: Độ Bx biểu thị tỉ lệ % trọng lượng các chất hoà tan so với trọng lượng nứơc mía. Nói cách khác nó cho ta biết nồng độ các chất hoà tan có trong dung dịch nước mía hay dung dịch đường là bao nhiêu phần trăm. Dụng cụ để đo độ Bx là đường kế Bá linh hoặc Brix kế. Độ Bx đo được của dung dịch ở nhiệt độ bất kì khác với nhiệt độ tiêu chuẩn của Bx kế gọi là Bx quan sát. Độ Bx cải chính là độ Bx đã điều chỉnh từ độ Bx quan sát về nhiệt độ tiêu chuẩn của Bx kế. 2. Độ đường: Biểu thị thành phần đường sacaroza có trong dung dịch tính theo % trọng lượng dung dịch.Tức là 100g dung dịch có bao nhiêu gam đường sacaroza. Trong công nghiệp đường để phù hợp với yêu cầu của sản xuất và kĩ thuật người ta còn dùng hai khái niệm sau để chỉ độ đường của dung dịch: - Độ đường theo Pol: Pol là thành phần có trong dung dịch đường xác định trực tiếp bằng đường kê (Polarimetre). Nó chính là thành phần đường gần đúng của dung dịch căn cứ vào kết quả đo của phương pháp phân tích nhanh. - Độ đường theo sac:Là thành phần đường sacaroza có trong dung dịch tính theo % trọng lượng dung dịch căn cứ vào kết quả đo và phân tích chính xác của phòng thí nghiệm còn gọi là phương pháp chuyển hoá. Nó loại trừ những sai số do ảnh hưởng của những chất không phải đường gây nên trong quá trình xác định. 3. Độ tinh khiết: Độ tinh khiết chỉ mức độ trong sạch của dung dịch nước mía. Nó biểu thị bằng % trọng lượng đường sacaroza so với trọng lượng các chất hoà tan có trong dung dịch Độ tinh khiết càng cao biểu thị chất lượng dung dịch đường càng tốt . Trong công nghiệp đường người ta thường dùng hai khái niệm độ tinh khiết sau đây: - Độ tinh khiết AP: Độ tinh khiết đơn giản Pol AP  x100 Bx - Độ tinh khiết trọng lực: sacc x100 . GP  Bx 4. Đường khử (Reducing sugar RS):Tức là đường không thể kết tinh nh ư glucoza, fructoza ...cho biết mức độ chuyển hoá của mật chè. Đường khử càng cao thi nguyên liệu càng xấu, khó kết, kết lâu, hạt nhỏ, vì đường khử cao làm mật dẻo, đối lưu và kết tinh kém. Khi cây mía còn non tỉ lệ RS cao và mía càng già tỉ lệ RS càng giảm. Thường khi mía chín, tỉ lệ RS chỉ còn trên dưới 1%. 5. Chữ đường (CCS): là khái niệm về năng suất công nghiệp chỉ lượng đường thương phẩm có thể lấy ra từ mía ở các nhà máy hay xí nghiệp chế biến đường mía. Pol mía x tỉ lệ thu hồi Năng suất CN = 100 5
Năng suất CN thường đạt từ 9-13,5% (trung bình 10%). Dưới đây là công thức tính chữ đường (CCS) ở nhà máy đường để thanh toán tiền mua mía nguyên liệu: 5 F 3 F 3 1 CCS  Pol (1  )  Bx (1  ) 2 100 2 100 trong đó: Pol là pol nước mía ép đầu hoặc nước mía nguyên ép bằng máy ép phân tích. Bx: là Bx nước mía ép đầu hoặc nước mía nguyên ép bằng máy ép phân tích F: % trọng lượng xơ trong mía 6. Chế độ nấu đường: Là bản qui chế định rõ cách phối liệu các loại nguyên liệu, các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của thành phẩm, bán thành phẩm, cân đối các loại nguyên liệu. Chế độ nấu đường còn gọi là hệ thống nấu đường: Nó vạch ra phương hướng cụ thể cho từng nồi nấu về các chỉ tiêu sau: - AP: Độ tinh khiết nguyên liệu, đường non. - Dung tích cần nấu tính bằng m3. - Độ Bx của đường non. - Chỉ tiêu chất lượng thành phẩm:% sac, độ màu. Lượng nước mía hỗn hợp x Pol nước mía hỗn hợp 7. Hiệu suất ép thực tế = Lượng mía ép x Pol mía 8. Đường thô: Là một loại đường sacaroza được dùng làm nguyên liệu để sản xuất đường tinh luyện. Chất lượng đường thô phụ thuộc vào tình hình nguyên liệu mía, trình độ kỹ thuật của mỗi nước. Thành phần đường thô của một số nước được cho ở bảng 2 Bảng 2. Thành phần của đường thô Chỉ tiêu Pol Nước RS Độ màu Tạp chất (O St) Tên (%) ( %) (%) không tan nước (mg/kg) Thái Lan 97,81 0,51 0,52 95,56 - Cuba 97,60 0,65 0,33 33,32 - Australia 97,88 0,63 0,35 33,10 - Nam Phi 98,86 0,32 O,39 16,74 194,80 Mêhico 98,62 O,13 0,20 6,46 190.26 9. Đường RE (Refined sugar Extra): Là đường tinh luyện, là đường sacaroza được tinh chế và kết tinh, là sản phẩm đường cao cấp, được sản xuất trực tiếp từ mía, từ đường thô hoặc từ các nguyên liệu khác. Đường tinh luyện được dùng làm nguyên liệu cho các sản phẩm cao cấp của CN thực phẩm. Ở nước ta có 2 nhà máy đường Biên Hòa và Khánh Hội sản xuất loại đường này. Sau đây là thành phần chính và chỉ tiêu chất lượng theo TCVN 6958:2001: * Các chỉ tiêu cảm quan của đường tinh luyện, phải phù hợp với yêu cầu qui định trong bảng 3 Bảng 3. Các chỉ tiêu cảm quan Chỉ tiêu Yêu cầu 6
Ngoại hình Tinh thể màu trăng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục Mùi vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ Màu sắc Tinh thể trắng óng ánh. Khi pha vào nước cất cho dung dịch trong suốt. * Các chỉ tiêu lý - hóa của đường tinh luyện, phải phù hợp với yêu cầu qui định trong bảng 4 Bảng 4. Các chỉ tiêu lý hóa STT Tên chỉ tiêu Mức Độ Pol, (0Z), không nhỏ hơn 1 99,80 2 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,03 3 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m) không lớn hơn 0,03 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105OC trong 3 h, % khối lượng 4 0,05 (m/m), không lớn hơn 5 Độ màu, đơn vị ICUMSA, không lớn hơn 30 * Dư lượng SO2 Sunfua dioxit ( SO2), ppm, không lớn hơn: 7 * Các chất nhiễm bẩn, mức tối đa Asen (As) 1mg/kg Đồng ( Cu) 2mg/kg Chì ( Pb) 0,5 mg/kg 10 . Đường RS (Refined Sugar, White Sugar): Đường trắng, đường trắng đồn điền hay đường trắng trực tiếp. Phần lớn các nhà máy đường hiện đại của nước ta sản xuất loại đường này như: Lam Sơn, Việt Trì , Quảng Ngãi, Bình Định, Bình Dương, Tuy Hoà v v.. . Thành phần chính và các chỉ tiêu chất lượng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6959: 2001 như sau: * Các chỉ tiêu cảm quan của đường trắng: phải phù hợp với yêu cầu qui định trong bảng 5. Bảng 5. Các chỉ tiêu cảm quan Chỉ tiêu Yêu cầu Hạng A Hạng B Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục Mùi, vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ Màu sắc Tinh thể màu trắng. Khi pha vào nước cất cho Tinh thể màu trắng ngà đến dung dịch trong trắng. Khi pha vào nước cất cho dung dịch tương đối trong * Các chỉ tiêu lý -hóa của đường trắng, phải phù hợp với yêu cầu qui định trong bảng 6. 7
Bảng 6. Các chỉ tiêu lý - hóa Mức Tên chỉ tiêu Hạng A Hạng B 1. Độ Pol, (0Z), không nhỏ hơn 99,7 99,5 2. Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,1 0,15 3. Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,07 0.1 O 4. Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105 C trong 3h, % khối lượng 0,06 0,07 (m/m), không lớn hơn Chương 1 NGUYÊN LIỆU MÍA 1.Thu hoạch và bão quản mía: 1.1 Mía chín: 8
Mía chín là lúc hàm lượng đường trong thân mía đạt tối đa và lượng đường khử còn lại ít nhất. ( cùng lúc đó tỉ lệ nước thấp, tỉ lệ xơ có phần tăng). Các biểu hiện đặc trưng của thời kỳ mía chín là: - Hàm lượng đường giữa gốc và ngọn xấp xỉ nhau. - Hàm lượng đường khử dưới 1%, có khi chỉ còn 0,3%. - Lá chuyển vàng, độ dài của lá giảm, các lá sít vào nhau, dóng ngắn dần. - Hàm lượng đường đạt cao nhất khi thu hoạch đúng thời vụ của giống mía đó. Khi hàm lượng đường đạt tối đa, tùy giống mía và điều kiện thời tiết, lượng đường này duy trì khoảng 15 ngày đến 2 tháng. Sau đó lượng đường bắt đầu giảm gọi là mía quá lứa hoặc quá chín. Ở nước ta, mía chín khi thời tiết bắt đầu lạnh và khô. Nơi nào có mùa khô r õ ràng nhất thì dễ đạt hàm lượng đường cao hơn nơi khác. Do đó, đối với vùng có hệ thống tưới tiêu nhân tạo, người ta thúc mía chín bằng cách ngừng tưới nước vài tuần trước khi thu hoạch. Cách nhận biết khi nào mía chín: - Phán đoán theo đặc trưng ngoại hình cây mía: . Độ lớn cây chậm dần, các dóng mía trên ngọn nhặt lại, thân cây có hiện tượng “co nhăn”. . Lá mía khô vàng, lá xanh khoảng 6-7 lá (bình thường khoảng 8-10 lá). Lá tương đối thẳng và cứng. . Dóng mía bột phấn rơi, bề mặt nhẵn nhụi. - Kiểm định nhanh trên đồng ruộng: Dùng chiết quang kế cầm tay để xác định độ chín của mía. Nồng độ nước mía đoạn ngọn Mía chín = Nồng độ nước mía đoạn gốc Độ chín khoảng 80% là bắt đầu chín. Độ chín trên 80% là chín tới. Độ chín 95- 100% là chín kỹ. Độ chín trên 100% là quá chin (Đoạn ngọn kể từ lá khô trên cùng trở lên ngọn, đoạn gốc chỉ dóng mía thứ nhất trên mặt đất). - Định kỳ hoá nghiệm 1.2.Thu hoạch mía: Trước đây việc thu hoạch mía chủ yếu bằng thủ công. Dùng dao chặt sát đất và bỏ ngọn. Ở Cuba người ta lấy cao lên tới ngọn, người trồng mía có lợi nhưng nhà máy đường gặp khó khăn khi sản xuất đường. Ở Inđônêxia, người ta khơi luống để chặt sát từ dóng cuối cùng. Sau thế chiến II, công nhân thiếu trầm trọng n ên khâu đốn chặt bằng cơ giới hoá phát triển. Ở nước ta hiện nay, việc thu hoạch mía vẫn bằng thủ công. 1.3. Sự biến đổi phẩm chất của mía sau thu hoạch Mía sau khi chặt, hàm lượng đường trong mía giảm nhanh, gây tổn thất đường trong sản xuất. Nguyên nhân do tác dụng hô hấp hoặc do vi khuẩn. Do đó mía vận chuyển về nhà máy đưa ép càng sớm càng tốt. Qua nghiên cứu, người ta thấy rằng nếu mía đưa vào ép sau 8 ngày kể từ khi chặt, hiệu suất thu hồi đường giảm 20%. Trong thời gian bão quản mía, các chỉ tiêu quan trọng như chất khô, thành phần đường, độ tinh khiết, hàm lượng đường khử thay đổi nhiều. 9
1.4. Các biện pháp hạn chế tổn thất đường khi thu hoach: - Chặt mía khi trời rét hoặc hơi rét. - Chặt mía cho ngã theo chiều luống mía, các cây mía gối lên nhau, ngọn cây mía này phủ lên gốc cây mía kia nhằm giảm lượng mía bốc hơi và chống rét. - Chất mía thành đống có thể giảm sự phân giải đường. - Dùng lá mia thấm nước để che cho mía lúc vận chuyển và dùng nước tưói phun vào mía. 2.Thành phần hoá học của mía: Thành phần hoá học của mía thay đổi tuỳ theo điều kiện đất đai, ph ương pháp canh tác, loại, giống mia..v...v... Bảng 1.1:Thành phần hoá học cây mía Thành phần % Đường sacaroza 12,5 glucoza 0,9 14,0 fructoza 0,6 Xơ xenluloza 5,5 Pentozan 2,0 10,0 Chất keo 0,5 Linhin 2,0 Chất chứa anbumin 0,12 N2 amit 0,07 Axit 0,21 0,4 NH 3 có vết Xantin có vết Chất vô SiO2 0,25 cơ K2 O 0,12 Na 2 O 0,01 CaO 0,02 MgO 0,01 0,5 Fe2O3 vết P2 O 5 0,07 SO3 0,02 Cl vết Nước 74,0 Tổng cộng 100 Một cách khác có thể chia trong cây mía ra thành những phần sau: Xơ Mía Chất tan(chất khô) Nước Dung dịch nước mía. Chất Đường sacaroza hoà tan Chất không đường chất không đường vô cơ Chất không đường Chất không đường hữu cơ không chứa N2 Chất không đường hữu cơ có chứa N2 10
Chất không đường Chất màu Không có N2 : caramen hữu cơ Có N2 : melanoidin 2.1. Đường sacaroza: Sacaroza là thành phần quan trọng nhất của mía, là sản phẩm của công nghiệp sản xuất đường, là một disacarit có công thức C12H22O11. Trọng lượng phân tử của sacaroza là 342,30. Sacaroza được cấu tạo từ hai đường đơn là , d - glucoza và  , d - fructoza. Công thức cấu tạo của sacaroza được biểu diễn như sau: CH2OH CH2OH O O H H H H O H OH OH H CH2OH OH Hình 1.1. Công thức cấuOtạo của sacaroza H H OH H Theo công thức trên, sacaroza là , d - glucopiranozit - , d - fructofuranozit. Sacaroza có tính ức chế rất mạnh trong việc tổng hợp Vitamin B1 trong cơ thể. Dùng đường quá nhiều không có lợi, nhất là đối với người lao động nặng, vì nếu bổ sung vitamin B1 không đủ, khi chuyển hoá gluxit sinh ứa lactac, dễ tăng mệt mỏi( ứa nhiều sinh ph ù). Ngoài ra nếu ăn nhiều đường quá trong một lúc, lượng đường trong máu tăng đột ngột đến 200-400 mg % (giới hạn là 80- 120mg%), tế bào tuỷ sẽ không tạo đủ lượng insulin làm cho việc chuyển đường glucoza thành glucogen để dự trữ ở gan và cơ, thận sẽ làm việc quá tải và đường theo nước giải ra ngoài. 2.1.1 . Tính chất lí học cuả sacaroza: Tinh thể đường sacaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt, không màu.Tỉ trọng 1,5878. Nhiệt độ nóng chảy 186-188 0C. Nếu ta đưa từ từ đến nhiệt độ nóng ch ảy 186-188 0C đường biến thành một dạng sệt trong suốt. Nếu kéo dài thời gian đun hoặc đem đun ở nhiệt độ cao, đường sẽ mất nước, rồi bị phân huỷ và biến thành caramen. Phản ứng này thường gặp khi chế biến thực phẩm ở nhiệt độ cao: rán, nướng, xào, rang, cô đặc sản phẩm có mùi cháy khét, vị đắng. Độ hoà tan: Đường rất dễ hoà tan trong nước. Độ hoà tan tăng theo nhiệt độ tăng. (Bảng 1..2). Bảng 1.2: Độ hoà tan của sacaroza trong nước Nhiệt độ Độ hoà tan Nhiệt độ Độ hoà tan o 0 C g sacaroza/100g nước. C g sacaroza/100g nước. 0 179,20 60 287,36 10 190,50 70 302,50 20 203,90 80 362,20 30 219,50 90 415,70 40 238,10 100 487,20 50 260,10 Độ hoà tan của sacaroza còn phụ thuộc vào các chất không đường có trong dung dịch đường (Bảng 1.3). 11
Đường sacaroza không hoà tan trong dầu hoả, cloroform, CCl4, CS2, benzen, tecpen, ancol và glixerin khan. Trong dung dịch ancol có nước, đường sacaroza hoà tan ít. Một gam ancol có nồng độ 95% có thể hoà tan 0,01g đường. Đường sacaroza còn hoà tan giới hạn trong anilin, piridin, etyl axetat, amyl axetat, phenol và NH3. Độ nhớt: Độ nhớt của dung dịch đ ường tăng theo chiều tăng nồng độ và giảm theo chiều tăng nhiệt độ ( bảng 1.4). Nhiệt dung riêng: Nhiệt dung riêng của đường sacaroza tính theo công thức: C= 4,18 (0,2387 + 0,00173 t ) kJ/ kg độ trong đó t: nhiệt độ Nhiệt dung riêng trung bình của sacaroza từ 220C đến 510C là 0,3019. Độ quay cực : Dung dịch đường có tính quay phải. Độ quay cực riêng của sacaroza rất ít phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ. Do đó rất thuận tiện cho việc xác định đường bằng phương pháp phân cực.  20 = 66,469 + 0,00870 c - 0,000235 c2 D trong đó c : nồng độ sacaroza trong 100ml. Trị số độ quay cực trung bình của sacaroza là  20 = + 66,5 0 D Chất kiềm, muối của axit yếu làm giảm độ quay cực của sacaroza. Ví dụ : tron g dung dịch có 1 phân tử đường và 2 phân tử vôi thì độ quay cực của sacaroza là 51,8 0 chứ không phải 66,50. Đó là do sự tạo thành canxi sacarat. Bảng 1.3: Độ hòa tan của saccaroza trong dung dịch nước chứa các loại muối Độ hòa tan, g sacaroza,/100g dung dịch Nhiệt độ, Lượng 0 C muối,g/100g KCl KBr KNO3 NaCl CaCl2 dung dịch Error! Not a 0 219,5 219,5 219,5 219,5 valid link. 10 218,0 217,0 210,0 197,0 216,0 20 220,0 221,0 30 30 224,0 228,0 40 228,0 237,5 50 - - 60 - - 0 320,5 320,5 320,5 320,5 320.5 10 324,0 321.0 323,0 295,0 320,0 20 328,0 324,0 330,0 286,0 334,0 70 30 334,0 327,0 344,0 286,0 345,0 40 341,0 331,0 361,0 295,0 357,0 50 349,0 334.0 384,0 308,0 370,0 60 357,0 337,0 406,0 327,0 384,0 12