công nghệ sản xuất đường 3

Công nghệ sản xuất đường 3

PHẦN I: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG

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 chính 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.

* 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).


2. Sự phát triển công nghiệp đường mía trên thế giới

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 năm 398, người Ấn Độ và Trung Quốc đã biết chế 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 nhưng 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.

SƠ ĐỒ GIÁ TRỊ KINH TẾ CỦA CÂY MÍA

Sản phẩm chế biến

công nghiệp

Sản phẩm trên đồng ruộng

( Lá , ngọn xanh, gốc, rễ)

Thức ăn

gia súc

Phụ phẩm:

Mật rỉ, bã lọc

Chính phẩm

(đường)

Chất đốt

Rượu- cồn

Phân bón

Các sản phẩm khác

Thức ăn gia súc

Sản phẩm sợi, bột giấy

Sản phẩm vi sinh

CÂY MÍA

Phân bón


- 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.

-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 đường 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 cứu và phát minh thiết bị, phương pháp kết tinh chân không liên tục. Năm 1982,

nhà 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 đã

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 đã 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

(350 tấn mía/ngày), nhà máy đường Vạn Điểm (1000 tấn mía/ngày). Ở miền Nam có các nhà

máy đường như Quảng Ngãi, Bình Dương (1500 tấn mía/ngày), Phan Rang (350 tấn

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 250.000 ha 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 1 triệu 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,

tăng gâp 5 lần so với năm 1994. Cùng với các cơ sở chế biến bán cơ giới và thủ công, tổng

sản 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 rộng như trong bảng 1.

Bảng 1. CÁC NHÀ MÁY ĐƯỜNG MỚI XÂY DỰNG VÀ MỞ RỘNG

TÊN NHÀ MÁY

CÔNG

SUẤT

(tấn

mía/ngày)

TÊN NHÀ MÁY

CÔNG

SUẤT

(tấn

mía/ngày)

CAO BẰNG

TUYÊN QUANG

SƠN DƯƠNG

THÁI NGUYÊN - ĐÀI LOAN

SƠN LA

VIỆT TRÌ

HÒA BÌNH

THANH HOÁ - ĐÀI LOAN

LAM SƠN

NGHỆ AN – ANH

SÔNG CON

SÔNG LAM

LINH CẢM

QUẢNG BNH

THỪA THIÊN HUẾ - ẤN ĐỘ

QUẢNG NAM

QUẢNG NGÃI

NAM QUẢNG NGÃI

KON TUM

BNH ĐỊNH

GIA LAI - PHÁP

ĐỒNG XUÂN

TUY HÒA

SƠN HÒA

EAKNỐP

700

700

1000

2000

1000

350

700

6000

6000

6000

1250

350

1000

1500

2500

1000

4500

1500

1000

1000

2800

100

1250

3000

500

ĐĂK LĂK

NINH HA

CAM RANH

ĐỨC TRỌNG

NINH THUẬN - ẤN ĐỘ

PHAN RANG

NINH THUẬN

BÌNH PHƯỚC

TRỊ AN

BÌNH DƯƠNG

NƯỚC TRONG

TÂY NINH - PHÁP

HIỆP HA

LONG AN - ẤN ĐỘ

BẾN TRE

TRÀ VINH - ẤN ĐỘ

SÓC TRĂNG

PHỤNG HIỆP

VỊ THANH

KIÊN GIANG

VẠN ĐIỂM (đường luyện)

BIÊN HÒA (đường luyện)

KHÁNH HỘI (đường luyện)

LA NGÀ

1000

1250

3000

2500

2500

350

1000

2000

1000

1500

900

2500

2000

3500

1000

2500

1000

1250

1000

1000

200

200

180

2000

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 được 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.

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 saccaroza có trong dung dịch tính theo % trọng

lượng dung dịch.Tức là 100g dung dịch có bao nhiêu gam đường saccaroza.

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 kế (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 saccaroza 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 saccaroza 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

100xBx

PolAP

- Độ tinh khiết trọng lực:

100xBx

saccGP

4. Đường khử (Reducing sugar RS): Tức là đường không thể kết tinh như glucoza,

fructoza ... cho biết mức độ chuyển hoá của mật chè. Đường khử càng cao thì 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.

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:

)100

31(

2

1)

100

51(

2

3 FBx

FPolCCS

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 saccaroza 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

Tên

nước

Pol

(%)

Nước

( %)

RS

(%)

Độ màu

(O St)

Tạp chất

không tan

(mg/kg)

Thái Lan

Cuba

Australia

Nam Phi

Mêhico

97,81

97,60

97,88

98,86

98,62

0,51

0,65

0,63

0,32

0,13

0,52

0,33

0,35

0,39

0,20

95,56

33,32

33,10

16,74

6,46

-

-

-

194,80

190.26

9. Đường RE (Refined sugar Extra): Là đường tinh luyện, là đường saccaroza 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

100

Pol mía x tỉ lệ thu hồi Năng suất CN =


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

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 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

1 Độ Pol, (0Z), không nhỏ hơn 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

4 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105OC trong 3 h, % khối lượng

(m/m), không lớn hơn

0,05

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

dung dịch trong

Tinh thể màu trắng ngà đến

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.

Bảng 6. Các chỉ tiêu lý - hóa

Tên chỉ tiêu

Mức

Hạng A Hạng B

1. Độ Pol, (oZ), 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

4. Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105OC trong 3h, % khối lượng

(m/m), không lớn hơn 0,06 0,07


Chương 1: NGUYÊN LIỆU MÍA

1.1. Thu hoạch và bảo quản mía 1.1.1. Mía chín

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 rõ

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.

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 chín.

(Đoạn ngọn kể từ lá khô trên cùng trở lên ngọn, đoạn gốc chỉ dóng mía thứ nhất

trên mặt đất).

- Định kỳ hóa nghiệm.

1.1.2. 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 nên khâu đốn chặt bằng cơ giới hoá phát triển. Ở

nước ta hiện nay, việc thu hoạch mía vẫn bằng thủ công.

Nồng độ nước mía đoạn ngọn

Nồng độ nước mía đoạn gốc Mía chín =


1.1.3. 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 bảo quản mía, các chỉ tiêu quan trọng như: chất khô, thành phần đường,

độ tinh khiết, hàm lượng đường khử sẽ thay đổi nhiều.

1.1.4. Các biện pháp hạn chế tổn thất đường khi thu hoạch

- 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 mía thấm nước để che cho mía lúc vận chuyển và dùng nước tưới phun vào mía.

1.2. Thành phần hoá học của mía Thành phần hoá học của mía thay đổi tuỳ theo điều kiện đất đai, phương pháp canh tác,

loại, giống mía, v.v...

Bảng 1.1. Thành phần hoá học cây mía

Thành phần Phần trăm, % Tổng cộng, %

Saccaroza

Đường Glucoza

Fructoza

12,5

0,9

0,6

14,0

Xenluloza

Xơ Pentozan

Chất keo

Linhin

5,5

2,0

0,5

2,0

10,0

Albumin

Amit

Chất chứa N2 Axit

NH3

Xantin

0,12

0,07

0,21

có vết

có vết

0,4

SiO2

K2O

Na2O

CaO

Chất vô cơ MgO

Fe2O3

P2O5

SO3

Cl

0,25

0,12

0,01

0,02

0,01

vết

0,07

0,02

vết

0,5

Nước 74,0 74,0


Một cách khác có thể chia trong cây mía ra thành những phần sau:

Xơ

Mía Chất tan (chất khô) Dung dịch nước mía.

Nước

Chất Đường saccaroza

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

Chất không đường Chất màu Không có N2: caramen

hữu cơ Có N2: melanoidin

1.2.1. Đường saccaroza

Saccaroza là thành phần quan trọng nhất của mía - sản phẩm của công nghiệp sản xuất

đường, là một disacarit có công thức C12H22O11. Trọng lượng phân tử của saccaroza là 342.

Saccaroza được cấu tạo từ hai đường đơn là , D - glucoza và , D - fructoza. Công thức

cấu tạo của saccaroza được biểu diễn như sau:

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của saccaroza

Theo công thức trên, saccaroza là , D - glucopiranozit - , D - fructofuranozit.

Saccaroza 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 tạo lactac, dễ tăng mệt mỏi (nếu nhiều gây sinh phù).

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 – 120 mg%), 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.

1.2.1.1. Tính chất lí học của saccaroza Tinh thể đường saccaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt, không màu và nhiệt độ nóng chảy

186÷188oC.

Nếu ta đưa từ từ đến nhiệt độ nóng chảy 186÷188oC, đường sẽ biến thành 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, lúc này sản phẩm có mùi cháy khét, vị đắng.

H H

H

H

CH2OH

OH

O

OH

CH2OH

OH

O

OH

H

OH H

H

CH2OH O H


* Độ hoà tan: Đường rất dễ hoà tan trong nước, độ hoà tan tăng theo nhiệt độ (bảng

1.2).

Bảng 1.2. Độ hoà tan của saccaroza trong nước

Nhiệt độ, oC Độ hoà tan,

g saccaroza/100g nước. Nhiệt độ, oC

Độ hoà tan,

g saccaroza/100g nước.

0

10

20

30

40

50

179,20

190,50

203,90

219,50

238,10

260,10

60

70

80

90

100

287,36

302,50

362,20

415,70

487,20

Độ hoà tan của saccaroza còn phụ thuộc vào các chất không đường có trong dung dịch

đường (bảng 1.3).

Đường saccaroza không hoà tan trong dầu hỏa, cloroform, CCl4, CS2, benzen, tecpen,

ancol và glyxerin khan. Trong dung dịch ancol có nước, đường saccaroza hoà tan ít. Một gam

ancol có nồng độ 95% có thể hoà tan 0,01g đường.

Đường saccaroza còn hoà tan giới hạn trong anilin, piridin, etyl axetat, amyl axetat,

phenol và NH3.

* Độ nhớt: Độ nhớt của dung dịch đường tăng theo chiều tăng nồng độ và giảm theo

chiều tăng nhiệt độ (bảng 1.4).

* Nhiệt dung riêng: Nhiệt dung riêng của đường saccaroza 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 saccaroza từ 22oC đến 51oC là 0,3019.

* Độ quay cực: Dung dịch đường có tính quay phải. Độ quay cực riêng của saccaroza

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

D = 66,469 + 0,00870 c - 0,000235 c2

Trong đó c : nồng độ saccaroza trong 100ml.

Trị số độ quay cực trung bình của saccaroza là: 20

D = + 66,5o

Chất kiềm, muối của axit yếu làm giảm độ quay cực của saccaroza. Ví dụ: trong dung

dịch có 1 phân tử đường và 2 phân tử vôi thì độ quay cực của saccaroza là 51,8o chứ không

phải 66,5o. Đó là do sự tạo thành canxi saccarat.


Bảng 1.3. Độ hòa tan của saccaroza trong dung dịch nước chứa các loại muối

Nhiệt

độ, oC

Lượng muối,

g/100g dung

dịch

Độ hòa tan, g saccaroza/100g dung dịch

KCl KBr KNO3 NaCl CaCl2

30

70

0

10

20

30

40

50

60

0

10

20

30

40

50

60

216,0

221,0

228,0

237,5

-

-

320.5

320,0

334,0

345,0

357,0

370,0

384,0

219,5

218,0

220,0

224,0

228,0

-

-

320,5

324,0

328,0

334,0

341,0

349,0

357,0

219,5

217,0

320,5

321.0

324,0

327,0

331,0

334.0

337,0

219,5

210,0

320,5

323,0

330,0

344,0

361,0

384,0

406,0

219,5

197,0

320,5

295,0

286,0

286,0

295,0

308,0

327,0

Bảng 1.4. Ảnh hưởng của nồng độ và nhiệt độ đến độ nhớt của dung dịch đường

Nồng độ, % Độ nhớt, 10-2 Ns/m2

20oC 40oC 60oC 70oC

20

40

60

70

1,96

6,21

58,93

485,0

1,19

3,29

21,19

114,80

0,81

0,91

9,69

39,10

0,59

1,32

5,22

16,90

2.1.2 . Tính chất hoá học của saccaroza

- Tác dụng của axit: Dưới tác dụng của axit, saccaroza bị thuỷ phân thành glucoza và

fructoza theo phản ứng:

[H+]

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

Saccaroza Glucosa Fructoza

+66,5o 52,5o - 93,0o

Hỗn hợp có góc quay trái ngược với góc quay phải của saccaroza. Do đó phản ứng trên

được gọi là phản ứng nghịch đảo và hỗn hợp gọi là đường nghịch đảo (chuyển hoá).


- Tác dụng của kiềm: Phân tử đường saccaroza không có nhóm hydroxyt glucozit nên

không có tính khử. Khi tác dụng với chất kiềm hoặc kiềm thổ, saccaroza tạo thành saccarat.

Trong saccarat, hydro của nhóm hydroxyl được thay thế bởi kim loại. Như vậy trong môi

trường này, có thể coi saccaroza như 1 axit yếu. Phản ứng tạo thành saccarat phụ thuộc vào:

nồng độ của dung dịch, lượng kiềm và lượng saccaroza.

Trong dung dịch đậm đặc và dư kiềm, saccaroza sẽ tạo nên nhiều saccarat:

C12H22O11 + Na+OH - HOH + NaC12H21O11

Khi tác dụng với vôi sẽ thu được các phức saccarat sau:

C12H22O11 . CaO. H2O : monocanxi saccarat

C12H22O11 . 2CaO. 2H2O : dicanxi saccarat

C12H22O11 . 3CaO. 3H2O : tricanxi saccarat

Hai dạng monocanxi và dicanxi dễ hòa tan trong nước, trong khi đó tricanxi rất ít hòa tan

trong nước nên phản ứng tạo thành tricanxi saccarat được ứng dụng để lấy đường saccaroza

khỏi rỉ đường của củ cải.

Ở môi trường kiềm loãng và dung dịch đường lạnh, hầu như không có tác dung gì.

Nếu kiềm đậm đặc, ở nhiệt độ thấp, đường cũng bị phân giải.

Ở pH từ 8 đến 9 và đun nóng trong một thời gian dài, saccaroza bị phân hủy thành hợp

chất có màu vàng và màu nâu

Trong môi trường kiềm, ở nhiệt độ cao, đường bị phân huỷ tạo ra các axit và chất màu

v.v... Tốc độ phân huỷ tăng theo độ pH. Ở nhiệt độ sôi (trong 1 giờ) và pH = 8 ÷ 9,

saccaroza chỉ bị phân huỷ 0,05%. Nếu cùng ở nhiệt độ trên nhưng với pH là 12 thì sự phân

huỷ đó tăng 0,5 % ( hình 1.2).

Hình 1.2. Sự phân huỷ saccaroza

Sự phân huỷ và tạo thành các sản phẩm có màu thường do những phản ứng sau:

C12H22O11 C12H20O10 C12H18O9 C36H50O25

C36H48O24 C96H102O50 (C12H8O4)n Hoặc ( C3H2O) x

Saccaroza

(không màu)

Izosacaran

(không màu)

Caramenlan

Ehrlich sacaran

(màu đậm)

Caramelan

Humin Caramelin

(Schiff)

-H2O -H2O -H2O -2H2O

-19nH2O -H2O

8 13 9 10 11 12 PH

1.5

1.0

0.5

Đường bị phân hủy,%


Chất màu caramen được coi như là hợp chất humin. Đó là sự polyme hoá ở mức độ khác

nhau của - anhidrit.

- Tác dụng của enzim: Dưới tác dụng của enzim invertaza, saccaroza sẽ chuyển thành

glucoza và fructoza. Sau đó dưới tác dụng của phức hệ enzim, glucoza và fructoza sẽ chuyển

thành ancol và CO2.

men rượu

C6H12O6 2 C2H5OH + CO2

Glucoza hoặc Fructoza

2.2. Chất không đường

Trong ngành đường, người ta gọi tất cả những chất có trong nước mía trừ

saccaroza, là chất không đường kể cả glucoza, fructoza và rafinoza.

Chất không đường trong nước mía có thể chia như sau:

- Chất không đường không chứa nitơ.

- Chất không đường chứa nitơ.

- Chất màu.

- Chất không đường vô cơ.

2.2.1. Chất không đường không chứa nitơ

2.2.1.1. Glucoza và fructoza

Thường còn được gọi là đường khử. Khi mía còn non, hàm lượng đường glucoza và

fructoza trong mía tương đối cao. Khi mía chín, hàm lượng đó giảm đến mức thấp nhất.

* Tính chất lý học của glucoza và fructoza:

- Độ hoà tan: của glucoza và fructoza tăng theo nhiệt độ. Độ hoà tan của glucoza kém

hơn của saccaroza. Fructoza hoà tan nhiều trong nước. Độ hòa tan của một số loại đường

được trình bày ở bảng 1.5.

Bảng 1.5. Tính hòa tan của một số loại đường trong nước ở 20OC

Tên đường Độ hòa tan, g/100g nước

Saccaroza

Fructoza

Glucoza ( hydrat)

Maltoza

Lactoza

204

375

107

83

20

- Độ ngọt: Độ ngọt của fructoza lớn hơn của saccaroza và glucoza. Trong mía hàm

lượng fructoza là ít nhất.

- Độ quay cực: Glucoza có góc quay phải. Góc quay cực của glucoza là:

20

D = 52,50 + 0,0188c + 0,000517 c2

Trong đó c: Nồng độ glucoza trong nước ở giới hạn từ 0 - 35% trọng lượng, %.

Fructoza có góc quay trái, góc quay cực của fructoza là:

20

D = - (91,5 + 0,133 c )

Trong đó c: nồng độ fructoza , % trọng lượng.

* Tính chất hoá học của glucoza và fructoza:

- Tác dụng của kiềm: Ở nhiệt độ thấp (60oC) trong môi trường kiềm loãng xảy ra sự

đồng phân hoá theo sơ đồ phản ứng sau:


Ở nhiệt độ cao và môi trường kiềm, glucoza và fructoza có thể bị phân huỷ và tạo thành

một số sản phẩm như axit lactic, axit glucosacaric, axit formic, lacton. Những axit này lại kết

hợp với vôi tạo thành muối hoà tan. Vì vậy khi dùng vôi xấu, hàm lượng muối canxi trong

nước mía tăng.

Trong môi trường kiềm, fructoza bị phân huỷ nhiều hơn glucoza. Vì vậy, trong sản

phẩm đường, lượng glucoza thường nhiều hơn fructoza.

- Tác dụng của axit: trong môi trường axit, đường khử ổn định nhất là ở pH= 3 chứ

không phải bằng 7. Nhưng trong môi trường axit và đun nóng, đường khử sẽ tạo thành

oximetylfufurol và sau đó tạo thành axit levulic và axit focmic.

- Tác dụng của chất oxi hóa: Glucoza chỉ tác dụng với brom trong môi trường axit và

với axit hipobromic trong môi trường kiềm. Phản ứng tiến hành như sau:

RCHO + Br2 + H2O RCOOH + 2HBr

RCHO + HBrO RCOOH + HBr

Fructoza bị oxi hoá bởi brôm ở nhiệt độ cao và thời gian dài hơn so với glucoza.

- Tác dụng của nhiệt độ: Khi đun nóng ở nhiệt độ 160 - 170oC , glucoza và fructoza bị

mất một phần nước và tạo thành glucozan và fructozan. Nếu tiếp tục đun ở nhiệt độ cao, CO2

sẽ thoát ra, còn lại là than.

Đối với fructoza, ở nhiệt độ 100oC, đã bị phân huỷ nên nhiệt độ mất nước của fructoza

thấp hơn glucoza.

H C O

H C OH

HO C H

H C OH

H C OH

H2 C OH

H C OH

C OH

HO C H

H C OH

H C OH

H2 C OH

H C O

HO C H

HO C H

H C OH

H C OH

H2 C OH

H2 C OH

HO C H

H C OH

H C OH

H2 C OH

Manoza

Fructoza

C O


2.2.1.2. Axit hữu cơ

Trong nước mía, các axit hữu cơ có thể ở dạng tự do, muối hoà tan hoặc không tan, trong

đó axit tự do chiếm 1/3 lượng axit chung. Người ta đã tìm thấy nhiều loại axit trong nước mía

hỗn hợp như: a.aconitic, a.xitric, a.malic, a.oxalic, a.glicolic, a.mesaconic, a.suxinic,

a.fumaric v.v... Trong đó hàm lượng a.aconitic gấp 3 lần tổng lượng các axit. Vì vậy, người ta

thu hồi axit này dưới dạng canxi aconitat. Ngoài ra a.oxalic là thành phần đóng cặn chủ yếu

trong thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt.

Trong sản xuất đường, axit có tác dụng chuyển hóa saccaroza.

2.2.1.3. Chất béo Chất béo chủ yếu trong cây mía là sáp. Sáp thường tạo một lớp bao bọc ngoài cây mía.

Trong sản xuất đường mía, gần 60 - 80% sáp theo bã mía, phần còn lại tồn tại trong bùn lọc.

2.2.2. Chất không đường chứa nitơ

Hàm lượng phụ thuộc vào mía, điều kiện đất đai, chế độ canh tác. Theo Spences và

Meade, hàm lượng chất không đường chứa nitơ bao gồm:

Anbumin và các chất tương tự : 0,12%

Axit amin : 0,20%

Amit : 0,07%

NH3 : -

Nitrat : 0,01%

Phần lớn chất không đường chứa nitơ sẽ từ cây mía chuyển vào nước mía hỗn hợp.

Đứng về quan điểm kĩ thuật, việc chuyển đó có ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm và

giảm hiệu suất thu hồi.

2.2.3. Chất màu

Chất màu trong cây mía có thể chia làm 2 loại:

- Chất màu có trong bản thân cây mía.

- Chất màu sinh ra trong quá trình sản xuất đường.

* Chất màu có trong bản thân cây mía: (phần lớn là chất màu thực vật).

▪ Diệp lục tố a ( C55H72O5N4Mg)

▪ Diệp lục tố b ( C55H70O4N4Mg)

Diệp lục tố không tan trong nước và dung dịch đường nhưng tan trong ancol và kiềm.

Do đó dễ loại ra khi làm sạch nứơc mía.

▪ Xantophin: Màu vàng, có công thức C40H56O24 tan trong nước và dung dịch đường. Nó

dễ bị loại ra trong quá trình sản xuất đường.

▪ Caroten: Màu vàng, có công thức C40H56. Caroten không tan trong mía và dung dịch

đường.

▪ Antoxian: Thường gọi nhóm có màu xanh và tím dễ hoà tan. Chất màu xanh có tinh tan

được tạo thành từ antoxianidin, glucoza và các đường khác. Trong dung dịch đậm đặc,

antoxian chuyển thành đỏ tím. Theo Zerban và Frelanen thì antoxian thuộc nhóm polyphenol

và chuyển thành màu sẫm khi phản ứng với các muối sắt. Trong giai đoạn cacbonat, antoxian

bị loại hoàn toàn. Phương pháp sunfit hoá chỉ loại được một phần antoxian.

* Chất màu sinh ra trong quá trình sản xuất đường:

▪ Sự phân giải đường ở nhiệt độ cao kết hợp với quá trình ngưng tụ gọi là sự caramen hoá

và chất màu là caramen.


▪ Phản ứng giữa cacbonyl với hợp chất chứa nhiều amin được gọi là phản ứng Maillard

và chất màu là melanoidin.

▪ Sự phân giải đường ở nhiệt độ hơi cao và trong môi trường kiềm.

▪ Sự tạo thành hợp chất phức chất giữa polyphenol và ion kim loại nặng trước hết là Fe.

Đối với sản xuất đường thường gặp chất màu melanoidin, caramen và polyphenol + Fe.

▪ Chất màu phần lớn là hợp chất hữu cơ có nối đôi. Muốn biến thành chất không màu cần

phá vỡ nối đôi.

2.2.4. Chất không đường vô cơ

Hàm lượng nó phụ thuộc giống mía, chế độ canh tác và điều kiện khí hậu. Các chất vô

cơ chủ yếu trong nước mía hỗn hợp là K2O, Na2O, SiO2,, P2O5, Ca, Mg trong đó K2O chiếm

lượng khá lớn. Trong quá trình làm sạch P2O5 có tác dụng tốt. Những chất còn lại đều là

những chất có hại trong sản xuất đường. Kali và natri là nguyên nhân tạo mật cuối. Các chất

khác như Ca, Mg, SiO2 là thành phần chủ yếu đóng cặn trong thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt.


Chương 2: LẤY NƯỚC MÍA

2.1. Lấy nước mía bằng phương pháp ép

Để lấy nước mía ra khỏi cây mía, hiện nay trong công nghiệp đường người ta sử dụng hai

phương pháp:

- Ép

- Khuếch tán.

Phương pháp ép vẫn được sử dụng phổ biến từ mấy trăm năm nay. Nguyên lí chung là xé

và ép dập thân cây mía nhằm phá vỡ các tế bào để lấy nước mía.

Ép mía là công đoạn đầu tiên của cả quá trình làm đường được chia làm các giai đoạn nhỏ

như sau:

- Vận chuyển, cấp mía vào máy ép.

- Xử lí mía trước khi ép.

- Ép dập.

- Ép kiệt nhiều lần.

Tổ hợp một số hệ máy ép hiện nay trên thế giới:

2K + 2R + 9R (12R)

K + S + 2R + 9R (12R)

2K + S + 12R

2K + 3R + 9R(12R)

K: Máy băm mía.

R: Trục ép

S: Máy đánh tơi.

Máy băm mía, máy đánh tơi và ép dập là các bộ phận xử lí sơ bộ mía.

2.1.1. Vận chuyển và cấp mía vào máy ép

Mía được vận chuyển từ ruộng mía về bằng hệ thống đường sắt, đường thuỷ hoặc đường

bộ được tập kết trên bãi rộng. Mía từ bãi được chuyển dần vào để ép. Thông thường sử dụng

các phương tiện sau đây: cần cẩu hoặc cầu cẩu, xe goòng, băng xã mía, máy cào và băng

chuyền mía.

2.1.2. Xử lí cây mía trước khi ép

Vỏ mía có lớp sáp, phấn. Cây mía cong, thẳng, dài ngắn khác nhau. Cho nên cần xử lí sơ

bộ trước khi ép. Sau xử lí, tính chất vật lí của mía thay đổi. Tế bào mía bị phá vỡ, mía bị băm

thành những sợi dài thích hợp cho vấn đề ép mía. Vậy mục đích của giai đoạn này là xử lý

trước khi đưa vào máy ép để tạo điều kiện ép dễ dàng, nâng cao năng suất và hiệu suất của

công đoạn ép.

Các thiết bị xử lí sơ bộ thường dùng là: Máy san bằng, máy băm, máy đánh tơi.

2.1.2 1. Máy san bằng

Máy dùng để san đều lớp mía vừa đổ xuống băng. Gồm 1 trục quay có từ 24 - 32 cánh

cong, được lắp trên đoạn băng ở đoạn bằng, quay ngược chiều với chiều băng mía đi. Tốc độ

quay 40 - 50 vòng/phút. Tác dụng của thiết bị này không lớn lắm, công suất tiêu hao nhiều

nên hiện nay các nhà máy đường hiện đại ít dùng.


2.1.2.2. Máy băm mía

Máy băm mía không thể thiếu được trong nhà máy đường hiện đại. Hiện nay các dao băm

thường được điều khiển bởi 2 môtơ: Môtơ điện (hình 2.2) và tua bin hơi.

Hình 2.1. Máy băm mía điều khiển bằng môtơ điện

Máy băm cây mía thành những mảnh nhỏ, phá vỡ các tế bào mía, san mía thành lớp dày

ổn định trên băng, nâng cao mật độ mía trên băng từ 125 - 150kg/m3 lên đến 250 – 300kg/m3.

* Tác dụng chính:

- Nâng cao năng suất ép do san mía thành lớp dày đồng đều, mía dễ được kéo vào máy

ép không bị trượt, nghẹt.

- Nâng cao hiệu suất ép, do vỏ cứng đã được xẻ nhỏ, tế bào mía bị phá vỡ, lực ép được

phân bố đều trên mọi điểm nên máy ép làm việc ổn định và luôn đầy tải, nước mía chảy ra dễ

dàng.

* Số lượng dao băm và phương cách lắp đặt các dao băm:

Hiện nay số lượng máy băm thường không quá hai máy. Lượng ép tăng nhưng không

tăng tỉ lệ thuận với số máy băm. Một dao băm duy nhất khó có thể băm tốt hết bề dày lớp mía

và băm vụn mía được. Theo nghiên cứu của Hugot, công suất tương đối của các hề thống ép

có số dao băm khác nhau như trong bảng 2.1.

Bảng 2.1. Công suất tương đối của các hề thống ép có số dao băm khác nhau

Không có dao băm Có 1 dao băm Có 2 dao băm

Công suất tương đối 1 1,15 1,20

Nếu hệ thống có 2 dao băm thì thường lắp đạt như sơ đồ hình 2.2.


Hình 2.2. Cách lắp đặt hai dao băm

2.1.2.3. Máy đánh tơi

Sau khi qua máy băm mía thành lớp, còn nhiều cây mía chưa được băm nhỏ, cần được

qua máy đánh tơi để xé và đánh tơi ra để mía vào máy ép dễ dàng hơn, hiệu suất ép tăng lên.

Nếu dùng máy đánh tơi, hiệu suất ép mía có thể tăng lên 1%. Nó làm tơi mía, nhưng không

có tác dụng trích ly nước mía.

Máy đánh tơi dùng đầu tiên trên thế giới do Fiske phát minh vào năm 1886. Hiện nay trên

thế giới dùng các máy đánh tơi:

- Kiểu búa (Gruendler)

- Kiểu đĩa

- Kiểu searby

+ Máy đánh tơi kiểu searby:

Hiệu suất tăng 2,5 % với hệ máy ép 11 trục

1,25% với hệ máy ép 14 trục

10% với hệ máy ép 15 trục.

Hiệu suất trích li nước mía:

Có máy đánh tơi Không có máy đánh tơi

Lượng ép (tấn mía/h) 88 87,2

Đường trong bã (%) 2,55 3,05

Hiệu suất trich ly (%) 93,55 92,25

Điều kiện thí nghiệm:

1 bộ ép dập : 1066,8 2209,8 mm

4 bộ ép nát : 914,4 x 2132,6 mm

+ Máy đánh tơi kiểu búa: Được sử dụng ở nhà máy đường Quảng Ngãi và Bình Dương

và được dùng phổ biến nhất hiện nay. Đây là một dạng máy đập bằng các búa xoay, lắp thành

hàng song song xung quanh trục quay bằng thép, đặt trong vỏ máy hình trụ, mặt cắt ngang

hình máng. Bên sườn trong của vỏ có gắn nhiều miếng sắt dọc theo thân máy và được coi là

các tấm kê của búa đập. Mía đi vào cửa trên của máy và ra ở cửa dưới (hình 2.3). Búa đập

quay với tốc độ khoảng 1200 vòng/phút, theo chiều chuyển động của mía. Khi lắp một máy

đánh tơi kiểu búa, tỉ lệ tế bào mía bị xé là 85%. Nếu dùng hai máy, tỉ lệ này tăng lên 95%.

Đối với dàn ép, thường dùng một máy.


Hình 2.3. Máy đánh tơi kiểu búa lắc

+ Máy đánh tơi kiểu đĩa: Kiểu này gồm hai trục ghép lại bởi nhiều đĩa răng cưa hình nón,

lắp từng đôi một úp vào nhau (hình 2.4). Hai trục quay tốc độ khác nhau, do đó mía sẽ bị xé

tơi.

Hình 2.4. Máy đánh tơi kiểu đĩa

2.1.2.4 . Máy ép dập

- Ép dập vừa có tác dụng lấy nước mía, vừa làm cho mía dập vụn hơn, thu nhỏ thể tích lớp

mía để cho hệ thống máy ép sau làm việc ổn định, tăng năng suất ép, tăng hiệu suất ép và

giảm bớt công suất tiêu hao.

- Vì vậy máy ép dập có các đặc tính:

▪ Mặt trục cần có răng để kéo mía.

▪ Mặt trục có tác dụng vừa làm dập, vừa đánh tơi và ép.

▪Tốc độ máy ép dập phải lớn hơn tốc độ máy ép phía sau. Thường lớn hơn 20% để thực

hiện việc cung cấp mía. Nếu 2 tốc độ bằng nhau thì việc cung cấp mía không đều.

- Phân loại: Về cấu tạo, máy ép dập có nhiều loại nhưng phổ biến nhất là 2 loại:

+ Loại cấu tạo răng chữ nhân (Krajewski)

+ Loaị cấu tạo răng chữ V (Fulton)

▪ Trục ép dập kiểu Krajewski có những rãnh dày cong hình chữ Z dọc theo chiều dài trục

cách đều nhau 15 cm. Mỗi trục có 15 hàng, mỗi hàng 5 -7 chữ Z. Góc giữa các răng 90o.


▪ Trục ép dập kiểu Fulton (hình 2.5) được dùng thông dụng hơn cả. Khi ta cắt trục bằng 1

mặt phẳng dọc trục thì răng trục ở vết cắt có dạng hình chữ V. Góc mở hình chữ V bằng 60o.

Để trục kéo mía dễ dàng, ở trục đỉnh và trục trước, người ta đục những rãnh dọc theo thân

trục cách nhau 20 cm hình chữ nhân. Đỉnh chữ nhân ở giữa thân trục, góc mở của chữ nhân là

140 – 144o. Góc răng càng nhỏ có tác dụng kéo mía dễ nhưng nhọn quá thì dễ gãy.

* So sánh giữa răng chữ nhân và chữ V:

+ Chữ V dùng 3 trục có lắp tấm dẫn mía.

+ Chữ nhân dùng 2 trục không lắp tấm dẫn mía.

+ Khi không có máy băm, mía vào cả cây, dùng chữ nhân kéo mía tốt hơn chữ V.

+ Nếu có máy băm mía thì dùng chữ V tốt hơn, kéo và thoát mía dễ dàng.

Hình 2.5. Trục ép dập kiểu Fulton

* So sánh về hiệu suất ép của 2 loại máy:

Loại máy ép dập Hiệu suất ép, (%)

+ Ép dập 2 trục (chữ nhân) 40 - 50

+ Ép dập 2 trục (chữ V) 45 - 55

+ 2 bộ ép dập (4 trục) 60 - 70

+ Ép dập 3 trục 60 - 75

Loại máy chữ nhân dùng nhiều ở Hawai, Indonexia. Ngày nay gần như có ý nghĩa lịch sử.

Loaị chữ V dùng nhiều ở Cuba, Philippin, Việt Nam.

Trước đây máy ép dập thường dùng 2 trục, hiện nay dùng 3 trục, thậm chí 2 bộ trục để

nâng cao năng suất và hiệu suất nhưng hiệu quả không lớn vì thường người ta có dùng máy

băm. Do đó các nhà máy đường thường không dùng quá 2 bộ ép dập.

2.1.3. Ép kiệt nhiều lần

Mục đích: Lấy kiệt lượng nước mía có trong mía tới mức tối đa cho phép vì ở bộ ép dập

chỉ ép ra 1 lượng nước mía như sau:

- Ép dập 2 trục : 45 - 55 % nước mía có trong cây mía.

- Ép dập 3 trục : 65 - 75% nước mía trong cây mía.

Trong quá trình tiến bộ kĩ thuật, phương pháp ép thay đổi từ ép khô đến ép có phun nước

thẩm thấu hoặc kết hợp ép và ngâm khuếch tán. Các loại máy ép cũng được cải tiến không

ngừng.


2.1.3.1. Cấu tạo máy ép

a. Cấu tạo một bộ máy ép bao gồm các bộ phận chính:

- Giá máy.

- Các trục đỉnh, trục trước, trục sau.

- Bộ gối đỡ trục và bộ điều chỉnh vị trí lắp trục.

- Bộ phận nén trục đỉnh.

- Tấm dẫn mía (lược đáy) và các lược khác.

* Giá máy: Giá máy là bộ khung chịu lực rất lớn khoảng 3500-7000 at, thường đúc bằng

thép trên đó lắp tất cả các chi tiết của máy.

Giá máy có nhiều kiểu: kiểu đỉnh thẳng (hình 2.6), kiểu đỉnh nghiêng và kiểu cần nén cong

(hình 2.7)

Hình 2.6. Máy ép kiểu đỉnh thẳng Hình 2.7. Máy ép kiểu cần cong

(kiểu Fives Lille- Cail C46)

* Trục ép: Trục ép gồm có lõi trục bằng thép, một đầu gắn một bánh xe răng cao chân để

truyền chuyển động, lồng chặt trong áo trục bằng gang đặc biệt.

Đường kính ngoài áo trục thường bằng một nửa chiều dài trục. Ở hai đầu áo trục có

vành chắn nước mía khỏi bắn vào cổ trục. Hình dáng và vị trí lắp của vành đó trên trục đỉnh

và hai trục trước có khác nhau.

Thép làm lõi trục có thành phần: Ni= 3-4%, Cr = 0,5 - 1%, C = 0,2 - 0,45%. Hai cổ

trục tròn, nhẵn bóng, đường kính bằng một nửa đường kính trục ép. Vỏ trục đúc bằng gang.

Mặt vỏ trục được kẻ nhiều rãnh quanh trục để kéo mía và phân lớp mía tốt hơn, tạo thuận lợi

cho các bộ ép sau, nâng cao hiệu suất lấy đường.

Trên mặt trục còn có răng trục để tăng cường khả năng xé tơi mía, thường dùng răng

có cấu tạo chữ V nhưng kích thước răng nhỏ hơn máy ép dập.

Ví dụ: Răng ép dập : H x t = 40 x 52 mm

ép nát I : H x t = 20 x 26 mm

II : H x t = 20 x 26 mm

III : H x t = 10 x 18 mm.


Đối với trục đỉnh và trục trước, người ta còn đục những rãnh có hình chữ nhân chồng

lên nhau cách đều khoảng 20 cm để kéo mía dễ dàng.

Ở trục trước và trục sau, để nước mía thoát nhanh và dễ dàng, người ta tiện thêm

những rãnh sâu 25mm và rộng khoảng 5mm cách đều nhau, khoảng 4 răng tiện một rãnh sâu

đối với trục trước và 6 răng đối với trục sau (đối với kích thước răng 10x13 mm), bởi vì nước

mía ở trục sau ít hơn ở trục trước (hình 2.8).

Hình 2.8. Rãnh thoát nước mía

Ở hình 2.8, rãnh thoát nước mía, theo Hugot được gọi là messchaert, là những đường

rãnh (hay là con kênh) được tạo chung quanh lô ép vào, nhờ đó nước mía được thoát nhanh

và thoát ra ở hai bên trục ép.

Có 2 cách để tạo các messchaert:

- Bằng cách bỏ một răng và thay bằng một messchaert ngay tại tâm của răng bị bỏ (9.10).

- Hoặc giữa các răng, nhưng khoét messchaert giữa 2 răng (9.11).

Bộ gối đỡ trục và điều chỉnh vị trí trục ép: Máy ép là một thiết bị làm việc nặng, trục

quay với tốc độ chậm, nên hầu hết không đỡ trục bằng bi mà dùng các gối đỡ có đường dẫn

nước làm nguội và được lót bằng vòng lót bằng kim loại mềm (đồng) có rãnh dẫn đầu bôi

trơn thường xuyên.

* Bộ phận nén trục đỉnh: Còn gọi là bình tụ sức, tạo ra lực nén trên trục đỉnh, tăng khả năng

lấy nước mía. Lực ấy có thể:

- Lực do lò xo: Thiết bị nén lò xo. Ở thiết bị này, lớp mía chịu lực không đều. Mặt

khác, sau khi dùng một thời gian, tính chất đàn hồi của lò xo giảm hoặc bị gãy. Hệ thống này

hiện nay vẫn được dùng ở các che ép bé ( hình 2.9). Hiện nay các nhà máy lớn đều thay bằng

lực nén thuỷ lực.

- Lực nén thủy lực: Có ưu điểm là giữ được lực nén ổn định, không phụ thuộc vào độ

nâng của che ép. Lực nén thủy lực được tạo nhờ các ống dẫn dầu dưới áp lực (hình 2.10) và

được phát ra từ bình tụ sức. Nguyên tắc làm việc: Cút-xi-nê ở phía trên của trục ép có thể


“trượt” trong chóp nón của giá máy. Các cút-xi-nê này tiếp nhận lực nén của pittông thủy

lực, trực tiếp hay qua miếng đệm pittông trượt trong chóp nón (hình 2.11). Hiện nay có các

kiểu bình tụ sức sau:

+ Bình tụ sức bằng gang (hình 2.10).

+ Bình tụ sức có bình chứa dầu hoặc khí nén.

Hình 2.9. Lực nén lò xo Hình 2.10. Lực nén thủy lực

Hình 2.11. Mặt cắt một chóp nón

+ Bình tụ sức dầu khí nén một bên: Ngay bên cạnh chóp nón của che ép 1, đặt một bình

áp lực chứa một quả bóng bơm đầy khí nitơ. Quả bóng này được phồng lên hay xẹp xuống

khi pittông thủy lực nâng lên hay hạ xuống (hình 2.12).


Hình 2.12. Bình thủy lực dầu khí Evard có bong bóng nitơ

- Ở thiết bị nén bằng dầu và khí nén, sự chuyển dịch áp lực dầu từ thiết bị nén dầu ở

trục đỉnh tuân theo định luật Pascal. Dựa vào tỉ lệ giữa tiết diện của buồng dầu ở trục đỉnh và

cột dầu của thiết bị nén dầu, có thể tìm được lực nén của máy ép.3z

● Sự phân bố áp lực ở các trục:

+ Ở trục đầu tiên, áp lực trục đỉnh là Po. Ở trục đầu mía còn gồ ghề, rỗng, khó vào trục ép

nên lực ở đây không được quá lớn.

+ Ở trục 2 có áp lực là P1, lớp mía đã tương đối bằng phẳng, cần lấy nước mía nhiều hơn

nên P1 > Po.

Phạm vi áp lực 18- 30 T/dm3 dựa vào nguyên liệu, động lực

● Các phương pháp phân phối:

+ Tăng áp lực dần từ đầu đến cuối.

+ Giảm áp lực dần từ đầu đến cuối .

+ Áp lực giữa các bộ trục bằng nhau.

Thường dùng phương pháp thứ nhất có hiệu suất tốt.

Sự phân phối áp lực ở một số nhà máy:

Ép dập I II III

Van Điểm 170 195 210 235 , Kg/cm2

Việt Trì 60 68 64 72 , Kg/cm2

b. Tốc độ máy ép:

Tốc độ không chỉ có tác dụng hoàn thành chỉ tiêu sản xuất mà còn có tác dụng nâng

cao năng suất và công suất máy ép.

Tốc độ có thể biểu thị bằng 2 cách:

- Tốc độ dài : V = D n, (m/phút)

D: đường kính trục ép, (m)

- Tốc độ vòng: n = V/ D

Tromp đưa ra công thức kinh nghiệm:

V 18 D

n < 18/ = 5,73 (vòng/phút)


Đối với máy ép thông thường dùng n 5,73 (vòng/phút)

Đối với máy ép chế tạo không tốt n < 5,73 (vòng/phút)

Tốc độ chậm : n = 3 (vòng/phút) ( 6-7 m/s)

trung bình : n = 5 (vòng/phút) ( 8-12 m/s)

nhanh : n = 7 (vòng/phút) (15 m/s)

Xu hướng hiện nay dùng tốc độ chậm khoảng 3 vòng/phút (trong thiết kế dùng 2,7-3

vòng/phút là được).

Bố trí tốc độ các sản phẩm: Tốc độ giảm dần.

Tốc độ tăng dần.

Tốc độ bằng nhau.

Hiện nay thường bố trí các trục ép sau nhanh dần.

c. Năng suất của hệ máy ép:

Định nghĩa: Năng suất hệ máy ép là số tấn mía ép được trong 1 đơn vị thời gian. Đơn

vị là tấn mía/ngày hoặc tấn mía/giờ.

Công thức tính năng suất:

C = f

NnLDc'55,0

Trong đó: 0,55 : hệ số xử lí.

c, : hệ số xử lí sơ bộ trước khi ép.

Đối với hệ ép có 2 dao băm c, = 1,151,20.

L : Chiều dài trục, (m).

D : Đường kính trục ép, (m).

N : Số trục ép.

f : Thành phần xơ trong mía, (%).

Nước ta : f = 1112%; Châu Phi : f = 1517%.

d . Công suất của hệ máy ép:

Các yếu tố ảnh hưởng đến công suất ép:

- Trở lực ma sát giữa trục ép và mía lúc ép.

- Trở lực ma sát lúc động cơ truyền lực bánh xe răng.

- Trở lực ma sát giữa các gối trục (cut-xi-nê) và cổ trục lúc máy ép làm việc.

- Trở lực ma sát lúc trục đỉnh lên xuống.

- Trở lực ma sát lúc mía đi qua tấm dẫn mía.

Để khắc phục các trở lực trên công cần ép mía phải gồm:

- Công dùng ép mía N1.

- Công khắc phục ma sát giữa trục và 2 gối trục N2.

- Công khắc phục ma sát của lược đáy N3.

- Công khắc phục ma sát của lực truyền động N4.

Công suất cần thiết của 4 bộ phận trên được tính như sau:

N1 = 0,082 PD3/2 n

N2 = 0,0525 PD n

N3 = 3,35 D2 L n

N4 = ( N1 + N2+ N3 ) 0,22

Trong đó D: Đường kính trục ép, (m).


L: Chiều dài trục ép, (m).

P: Lực nén của ổ trục đỉnh, (N).

n: Tốc độ vòng quay, (vòng/phút).

e. Hiệu suất ép: Hiệu suất ép là số liệu quan trọng để đánh giá khả năng làm việc của phân

xưởng ép. Hiện nay hiệu suất ép thường đạt từ 92-96%. Trong sản xuất tính như sau:

Lượng nước mía hỗn hợp x Pol nước mía hỗn hợp

Lượng mía ép x Pol cây mía

2.1.3.2. Thẩm thấu

Do đặc tính của nước mía không thể thuần túy dùng lực cơ học để lấy hết phần đường

trong mía. Do đó phải dùng phương pháp thẩm thấu: mía bị ép, màng tế bào mía bị tách và

tế bào bị ép lại, nước mía chảy ra. Sau khi ra khỏi máy ép, tế bào nở lại, có khả năng hút

nước mạnh, nên người ta đã phun nước vào lớp bã để hoà tan đường còn lại trong tế bào và

khi qua lần ép sau nước đường loãng đó lấy ra. Làm như vậy tới khi đường được lấy ra tới

mức cao nhất.

Các phương pháp thẩm thấu:

- Thẩm thấu đơn: Chỉ dùng nước thẩm thấu 1 lần, 2 lần, 3 lần.

- Thẩm thấu kép: Vừa phun nước lã, vừa sử dụng lại các loại nước mía loãng để làm

nước phun vào bã của các máy trước dựa trên nguyên tắc: nước nhiều đường phun vào bã

chứa nhiều đường, nước ít đường phun vào bã chứa ít đường (hình 2.13).

Hình 2.13. Sơ đồ thẩm thấu kép

Các điều kiện kĩ thuật của phun nước thẩm thấu:

- Lượng nước 2030% so với mía.

Nếu nước > 30%, hiệu suất ép tăng ít nhưng do tưới nước nhiều gây ma sát trượt ảnh

hưởng đến sản phẩm và tưới nước nhiều tổn hao năng lượng.

- Áp lực phun nước thẩm thấu: Áp lực phun càng lớn càng tốt vì nước dễ dàng thấm

tận xuống đáy băng chuyền (23 kg/cm2).

- Nhiệt độ: Khoảng 4547oC.

Nhiệt độ thẩm thấu càng cao, sự chuyển động của các phân tử càng nhanh, sự pha trộn

giữa các phân tử đường càng tốt. Nhưng nhiệt độ cao, saccaroza bị chuyển hoá, các chất

không đường trong nước mía bị phân huỷ nhiều.

Ở nhiệt độ cao bã mía bị trương nở nhiều, thể tích bã tăng nên lượng bã đi vào máy ép

lớn.

- Thời gian thẩm thấu:

Hiệu suất ép thực tế x 100


Bã mía có tính đàn hồi nên sau khi tế bào mía bị phá vỡ, nước mía thoát ra tạo thành

những lỗ hổng ở trạng thái không cân bằng. Nếu thẩm thấu chậm, không khí lọt vào khó ép.

Do đó cần thẩm thấu ngay sau khi nước mía ra khỏi máy ép.

2.2. Lấy nước mía bằng phương pháp khuếch tán Khuếch tán là một hiện tượng trong đó hai dung dịch có nồng độ khác nhau tập trung

lại sát bên nhau, hoặc chỉ cách nhau bởi một màng mỏng, tự trao đổi với nhau bằng thẩm thấu

xuyên qua màng mỏng ấy. Nếu là hai dung dịch cùng một chất thì sự trao đổi kéo dài cho đến

khi cả hai bên màng mỏng có nồng độ bằng nhau.

Ở nhà máy đường, khuếch tán là hiện tượng trong đó những tế bào của củ cải hay của

mía ngâm vào trong nước hay trong một dung dịch có nồng độ đường thấp hơn nồng độ

đường của củ cải hay của mía, nhường lại cho nước hay cho dung dịch đó một phần hay tổng

lượng đường có trong đó.

Phương pháp khuếch tán được dùng nhiều năm trong tất cả các nhà máy đường củ cải.

Đối với mía thì phương pháp này mới được dùng gần đây. Sau thế chiến I, nhờ thành công

trong việc nghiên cứu thiết bị khuếch tán liên lạc, có tác dụng thúc đẩy việc nghiên cứu hệ

khuếch tán mía. Từ năm 1950 trở lại đây, nhiều thiết bị khuếch tán đã được dùng cho mía.

Tuy nhiên việc khuếch tán củ cải và mía không hoàn toàn giống nhau. Ở nhà máy

đường củ cải chỉ cần dùng thiết bị khuếch tán là đủ, nhưng mía, do tính chất của mía, cần

phải dùng một số máy ép để xử lí trước và sau khi khuếch tán. Qua thí nghiệm khi cắt mía và

củ cải thành từng lát có kích thước tương tự và ngâm trong nước có nhiệt độ 75oC, thì thời

gian khuếch tán của lát mía so với lát củ cải tăng gấp ba lần. Vì vậy, cần phải có dao băm

mía, máy ép dập, máy đánh tơi v.v.. để phá vỡ tế bào mía, ép một phần nước mía, sau đó

dùng thiết bị khuếch tán để lấy phần nước mía còn lại.

Như vậy, thiết bị khuếch tán chỉ thay thế vài bộ trục ép ở giữa công đoạn ép nên có thể

coi đó là phương pháp kết hợp giữa ép và khuếch tán.

2.2.1. Sự tổ hợp các hệ khuếch tán ở một số nước trên thế giới


Hình 2.14. Sơ đồ tổ hợp của các loại thiết bị khuếch tán

Các hệ khuếch tán mía của các nước khác nhau trên thế giới (hình 2.14) nói chung bao

gồm việc xử lý mía, khuếch tán mía, ép nước ra khỏi bã mía và xử lý nước ép.

Để xử lý mía có thể dùng máy băm mía, máy ép dập hoặc thiết bị đánh tơi hoặc có nơi

dùng kết hợp các thiết bị trên. Còn để khuếch tán mía có hai hệ khuếch tán chủ yếu: khuếch

tán mía và khuếch tán bã mía.

- Khuếch tán mía: Cây mía được xử lý sơ bộ nhưng giữ nguyên trọng lượng và toàn bộ

đường trong đó, đi vào thiết bị khuếch tán.

- Khuếch tán bã: Sau khi xử lý, mía được qua máy ép để ép 65-70% đường trong mía,

còn lại 30-35% đường trong mía đi vào thiết bị khuếch tán. Với hệ khuếch tán bã, mía được

chuẩn bị tốt hơn và giảm được tổn thất đường do tác dụng của vi sinh vật hơn khuếch tán

mía, thời gian khuếch tán ngắn hơn vì chỉ cân khuếch tán 30% tổng lượng đường có trong

mía.

2.2.2. Sơ đồ các hệ khuếch tán điển hình

Dưới đây là sơ đồ khuếch tán bã và khuếch tán mía với cách xử lý nước ép khác nhau:


2.2.2.1. Sơ đồ 1: Trích ly trước và xử lý nước ép

Hình 2.15. Trích ly trước và xử lý nước ép

2.2.2.2. Sơ đồ 2: Không trích ly trước và không xử lý nước ép

Hình 2.16. Không trích ly trước và không xử lý nước ép

Bã

Mía Máy băm

mía Ép dập

3 trục

Nước ép

Tách nước từ

bã ướt

Đun nóng và

cho vôi

Thiết bị

khuếch tán

Nước

khuếch tán

Nước mới Nước ép

Nước mía

hỗn hợp

Mía Máy băm mía Thiết bị đánh tơi

Máy ép

3 trục

Nước ép

Tách nước từ

bã ướt Bã

Đun nóng và

cho vôi

Thiết bị lắng

Bùn

Thiết bị lọc

Khuếch tán

Nước mía

hỗn hợp

Nước mới


2.2.2.3. Sơ đồ 3: Không trích ly trước và có xử lý nước ép

Hình 2.17. Không trích ly trước và có xử lý nước ép

2.2.3. Một số thiết bị khuếch tán

2.2.3.1.Thiết bị khuếch tán SMET

Hình 2.18. Thiết bị khuếch tán của SMET

Mía Máy băm mía Thiết bị đánh tơi

Nước ép

Tách nước từ

bã ướt Bã

Đun nóng và

cho vôi

Thiết bị lắng

Thiết bị lọc

Thiết bị

khuếch tán

Nước

khuếch

tán

Nước mới

Bốc

hơi


Thiết bị khuếch tán của Smet (hình 2.18) gồm có một bồn dài trong đó có một băng tải

ngang được chất đầy bã mía khô với độ dày nhất định. Phía trên lớp bã mía được tưới rất

nhiều nước. Phía dưới băng tải, dọc theo chiều dài băng tải là một vĩ lưới bằng thép không rỉ

để lấy nước mía chảy ra từ lớp bã đã được tưới nước trên. Dưới vĩ lưới, phía dưới đáy của

bồn có 11 hay 17 phễu hứng nước khuếch tán đặt cạnh nhau. Nước khuếch tán thu nhận từ

mỗi phễu được bơm đi trả về phếu đặt trước nó, sao cho nước khuếch tán chảy ngược từ phía

cửa ra bã về cửa vào. Nghĩa là có sự trích ly bằng dòng nước ngược chiều lại. Cứ như vậy sau

9 hoặc 15 lần dung dịch nước mía được khuếch tán qua bã, nước khuếch tán cuối cùng được

thu nhận ở phễu thứ nhất ngay đầu vào và được mang đi gia nhiệt trước khi đi công đoạn tiếp

theo.

Còn bã ướt, sau khi ra khỏi thiết bị khuếch tán được qua bộ phận xử lý bã và nước ép

sau khi xử lý được đưa trở về thết bị khuếch tán làm nước tưới bã.

2.2.3.2. Khuếch tán BMA

Thiết bị khuếch tán BMA được sử dụng để lấy nước mía bằng 2 cách: khuếch tán mía

(hình 2.19) và khuếch tán bã (hình 2.20). Đó là những máng nằm ngang hình chữ nhật đáy có

lưới sàng dính liền và một hệ thống dây xích đặc biệt được thiết kế để đảm bảo việc trích ly

nước mía một cách triệt để. Một ưu thế của thiết bị khuếch tán loại này là có lắp đặt 2 hàng

vis khuấy đảo (hình 2.21) để tăng cường hiệu suất trích ly nước mía.

Hình 2.19. Sơ đồ khuếch tán mía của BMA


Hình 2.20. Sơ đồ khuếch tán bã mía của BMA

Hình 2.21. Bên trong của một thiết bị khuếch tán BMA - vis khuấy đảo

2.2.4. So sánh phương pháp ép và khuếch tán

+ Hiệu suất ép: Hệ máy ép cồng kềnh, tiêu hao năng lượng lớn và công suất lớn.

Phương pháp ép không thể lấy hoàn toàn nước mía trong cây mía vì trong quá

trình ép, bã mía có khả năng hút lại những phần nước mía đã ép lại.

Hiệu suất ép chỉ đạt 97%.

Hiệu suất lấy nước mía bằng phương pháp khuếch tán đạt 98 99%.

+ Về tổng hiệu suất thu hồi đường: Qua nghiên cứu tổng hiệu suất thu hồi đường 2


phương pháp trên ở một số nước như Pêru, Nam Phi v.v… người ta kết luận: Hiệu suất thu

hồi đường bằng phương pháp khuếch tán tốt hơn phương pháp ép.

+ Về tiêu hao năng lượng: Theo tài liệu Ai Cập, năng lượng tiêu hao cho 1 hệ khuếch

tán 2000 tấn/mía ngày là 132.480W. Với công suất trên, tiêu hao năng lượng cho bộ máy ép

phải là 438.160W. Do đó dùng phương pháp khuếch tán tiết kiệm được 305.680W.

Theo Bairov, 1 phân xưởng ép có 18 trục, nếu thay một thiết bị khuếch tán có thể giảm

được 9 trục. Hiệu suất lấy đường cao hơn: cứ 100kg mía tăng được 0,5kg đường thu hồi.

Một nhà máy đường năng suất 4000 tấn mía/ngày. Nếu tăng thêm 2 thiết bị khuếch tán

thì có thể xử lí 8000 tấn mía/ngày mà công suất chỉ cần tăng không quá 515.400 W.

+ Vốn đầu tư:

Theo tài liệu của công ty BMA (Đức), vốn đầu tư của nhá máy đường dùng phương

pháp khuếch tán với công suất 500 tấn mía/ngày có thể giảm 30% vốn đầu tư so với nhà máy

đường dùng phương pháp ép.

So sánh vốn đầu tư của nhà máy 1500 tấn/ngày theo phương pháp khuếch tán so với

phương pháp ép:

▫ Hiệu suất lấy đường tăng 2,5%.

▫Tổng thu hồi đường tăng 1,24%.

▫ Tỉ lệ đường thành phẩm trên mía tăng 0,61%.

▫ Số lượng đường tăng trong 1 vụ là 32.635tấn/vụ.

▫ Chi phí vốn đầu tư giảm 3-5% tức là 129.462 đôla.

▫ Tiết kiệm điện và nhiệt 30%.

▫ Tiết kiệm lao động 50%, tiết kiệm bao bì 50%.

+ Tồn tại của 2 phương pháp:

* Phương pháp khuếch tán:

▫ Tăng nhiên liệu dùng cho bốc hơi.

▫ Tăng chất không đường trong nước mía hỗn hợp, do đó tăng tổn thất đường trong

mật cuối.

* Phương pháp ép:

▫ Trục ép là thiết bị thô kệch nặng nề. Lõi trục ép làm bằng thép hợp kim đắt tiền. Giá

tiền chế tạo, sửa chữa, bảo dưỡng nhiều.

▫ Tiêu hao nhiều năng lượng.

▫ Tổng hiệu suất thu hồi ít.

Từ những so sánh trên cho thấy phương pháp khuếch tán có nhiều ưu điểm hơn so với

phương pháp ép.


Chương 3: LÀM SẠCH NƯỚC MÍA

3.1. Mục đích của làm sạch nước mía Thông thường nước mía hỗn hợp (NMHH) có nồng độ chất khô hoà tan Bx = 13-15%.

Độ tinh khiết của nước mía hỗn hợp AP = 82-85%. - Ngoài đường saccaroza, trong NMHH còn những chất không đường có tính chất lí

hoá khác nhau, trong đó chất keo chiếm 1 tỉ lệ đáng kể (0,03-0,5%). Khi thao tác không bình

thường, ví dụ ở nhiệt độ cao, chất không tan biến thành chất tan, và như vậy làm tăng hàm

lượng keo trong dung dịch.

● Hoạt động của vi sinh vật trong nước mía cũng tạo nên các chất keo khác nhau, đặc

biệt levan và dextan.

● Chất keo gây nhiều ảnh hưởng không tốt đối với sản xuất đường: lọc nước mía,

phân mật và kết tinh đường khó khăn, nước mía có nhiều bọt, giảm hiệu suất tẩy màu, tinh

chế đường thô khó khăn.

- Sự có mặt của những chất không đường trong nước mía dẫn đến sự bốc hơi, kết tinh

đường khó khăn và không kinh tế.

- Chất không đường làm tăng độ hoà tan của đường saccaroza, tăng mật cuối, tăng tổn

thất đường trong mật cuối.

- Trong nước mía còn có vụn mía, khi đun nóng chúng kết tụ lại. Tất cả những chất

không đường đó cần loại ra khỏi nước mía hỗn hợp.

- Nước mía hỗn hợp có tính axit gây nên chuyển hoá đường saccaroza. Do đó cần

trung hoà nước mía.

Vậy mục đích chủ yếu của làm sạch NMHH: - Loại tối đa chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp đặc biệt là những chất có

hoạt tính bề mặt và chất keo.

- Trung hoà nước mía hỗn hợp.

- Loại tất cả những chất rắn dạng lơ lửng trong nước mía.

3.2. Cơ sở lí thuyết của làm sạch nước mía 3.2.1. Tác dụng của pH Nước mía hỗn hợp có pH = 5-5,5. Trong quá trình làm sạch, do sự biến đổi của pH

dẫn đến các quá trình biến đổi hoá lí và hoá học các chất không đường trong nước mía và có

ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả làm sạch.

Việc thay đổi pH có tác dụng sau:

3.2.1.1. Ngưng kết chất keo Chất keo trong nước mía chia làm 2 loại: keo thuận nghịch và keo không thuận

nghịch. Keo không thuận nghịch là keo khi đã bị ngưng tụ (ví dụ dưới tác dụng của nhiệt),

nếu thay đổi điều kiện của môi trường không có khả năng trở lại trạng thái keo ban đầu. Keo

thuận nghịch là keo khi đã bị ngưng tụ nhưng nếu thay đổi điều kiện môi trường, có khả năng

trở lại trạng thái ban đầu.

Trong NMHH tồn tại 2 loại keo: keo ưa nước và keo không ưa nước. Đa số keo trong

nước mía đều có tính ưa nước, mức độ ưa nước của chúng cũng khác nhau. Dưới tác dụng

của vi sinh vật, trong nước mía sản sinh các loại keo có tính nhớt và ưa nước như glucozan và

levulozan.


Keo tồn tại trong nước mía và ở trạng thái ổn định khi keo mang điện tích hoặc có lớp

nước bao bọc bên ngoài. Nếu vì một nguyên nhân nào đó, keo mất các tính chất trên sẽ bị

ngưng kết.

Để ngưng kết keo, thường cho vào nước mía những chất điện li để thay đổi pH của

môi trường. Dưới điều kiện pH nhất định, keo hấp phụ chất điện ly và dẫn đến trạng thái

trung hoà điện. Lúc đó, keo mất trạng thái ổn định va ngưng kết. Ở trị số pH làm chất keo

ngưng kết gọi là pH đẳng điện. Điểm đẳng điện của các chất keo khác nhau thì khác nhau.

(pHanbumin = 4,6-4,9; pHasparagin = 3 ...).

Ở pH đẳng điện, đối với keo ưa nước và không ưa nước, sản sinh tác dụng trung hoà

điện theo sơ đồ sau:

Hình 3.1. Sơ đồ tác dụng trung hoà điện của chất keo

Ở nước mía có 2 điểm pH làm ngưng tụ chất keo: pH trên dưới 7 và pH trên dưới 11.

Điểm pH trước là điểm pH đẳng điện. Điểm pH sau là điểm ngưng kết của protein trong môi

trường kiềm mạnh, điểm này không gọi là điểm đẳng điện vì lúc đó trong nước mía có đường

saccaroza và lượng vôi nhiều sẽ tạo thành hợp chất có tính hấp phụ protein tạo thành kết tủa.

Sản xuất đường theo phương pháp cacbonat hoá có thể lợi dụng 2 điểm ngưng tụ keo.

Đối với phương pháp sunfit hoá chỉ lợi dụng được một điểm ngưng tụ keo.

3.2.1.2 . Làm chuyển hoá đường saccaroza Khi nước mía ở môi trường axit (pH< 7) sẽ làm chuyển hoá đường saccaroza và tạo

thành hỗn hợp đường glucoza và fructoza gọi là phản ứng nghịch đảo:

[H+ ]

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

Saccaroza Glucoza Fructoza

Keo ưa nước Keo ngưng tụ

Kết tủa Keo không

ưa nước

Mất nước Mất nước

Trung hòa điện


Tốc độ chuyển hoá tăng theo sự tăng nồng độ [H+] trong nước mía, nếu nồng độ [H+]

trong nước mía càng lớn thì tốc độ chuyển hoá càng nhanh. Mặt khác, các axit khác nhau sẽ

làm chuyển hoá saccaroza với tốc độ khác nhau. Ví dụ: nếu lấy tốc độ chuyển hoá saccaroza

của HCl là 100 thì tốc độ chuyển hoá của các axit khác như ở bảng 3.1.

Tên axit Tốc độ chuyển hoá Tên axit Tốc độ chuyển hoá

HCl

H2SO3

(COOH)2

H3PO4

Axit tactric

Axit nitric

100,0

30,4

18,60

6,20

3,08

1,72

Axit focmic

Axit malic

Axit lactic

Axit sucxinic

Axit axetic

1,53

1.27

1,07

0,55

0,40

Bảng 3.1. Tốc độ chuyển hóa saccaroza của các axit khác nhau

Tốc độ chuyển hoá saccaroza còn phụ thuộc vào nồng độ đường, nhiệt độ và thời gian.

Khi nồng độ đường, nhiệt độ và thời gian tăng thì tốc độ chuyển hoá tăng.

70oC

Hình 3.2. Sự phụ thuộc chuyển hoá saccaroza vào nhiệt độ và pH

Đường bị chuyển hoá không chỉ gây tổn thất đường mà còn giảm độ tinh khiết của mật

chè và ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh đường. Sự tồn tại của glucoza và fructoza trong mật

cuối là hậu quả của sự chuyển hoá saccaroza.

0 0,5 1,0 1,5 2,0

120oC

110oC

100oC

90oC

80oC 70oC

2,5

4,8

4,6

4,4

5,0

5,6

5,4

5,2

6,2

6,0

5,8

6,4

6,8

6,6

7,0

7,2 pH

Lượng đường saccaroza chuyển hóa, %


3.2.1.3. Làm phân huỷ saccaroza

Trong môi trường kiềm, dưới tác dụng của nhiệt, đường saccaroza bị phân huỷ. Khi

pH càng cao, lượng chất phân huỷ càng lớn. Sản phẩm phân huỷ của saccaroza rất phức tạp:

fufurol, 5-hydroxymetyl-fucfurol, metylglioxan, glixeandehyt, dioxiaxeton, axit lactic, axit

trioxiglutaric, axit trioxibuteric, axit axetic, axit focmic v.v… Những sản phẩm đó có thể tiếp

tục bị oxi hoá dưới tác dụng của oxi không khí.

3.2.1.4. Làm phân huỷ đường khử

Trong nước mía hỗn hợp có chừng 0,3-2,4% đường khử. Khi nước mía ở môi trường

axit, sự tồn tại của đường khử tương đối ổn định. Ở pH = 3 đường khử ổn định nhất. Nếu pH

của nước mía hay dung dịch đường vượt quá 7 sẽ phát sinh các phản ứng phân huỷ đường

khử, sự phân huỷ này dựa vào pH hay nhiệt độ. Tốc độ phân huỷ của đường khử trong nước

mía tương đối chậm. Hình 3.3 cho thấy sự phân huỷ đường khử phụ thuộc vào pH khác nhau,

khi trị số pH càng cao, tốc độ phân huỷ càng lớn.

Hình 3.3. Ảnh hưởng của pH đến sự phân huỷ đường khử

( nhiệt độ: 100oC, thời gian: 1h)

Sản phẩm phân huỷ của đường khử tương tự sản phẩm phân huỷ của saccaroza.

3.2.1.5. Tách loại các chất không đường

Đối với pH khác nhau, có thể tách loại được các chất không đường khác nhau.

Hình 3.4 cho thấy quan hệ giữa hiệu suất tách loại chất không đường ở các pH khác

nhau:

- Khi pH = 7-10, các muối vô cơ của Al2O3 , P2O5, SiO2, Fe2O3, MgO dễ bị tách loại

trong đó Al2O3, P2O5, SiO2 có thể bị loại hơn 95%, còn Fe2O3, MgO có thể bị loại đến 60%.

- Khi pH khoảng 7,0, tách loại được 50% chất keo (pentozan).

- Khi pH khoảng 5,6 trên 98% protein có thể bị tách loại, nếu vượt quá trị số pH đó,

hiệu quả tách loại rất thấp.

Khi chọn pH thích hợp để loại chất không đường, không nên tách loại đơn độc từng

chất mà phải xét một cách toàn diện để tách loại nhiều chất không đường.

5 6 7 8 9 10 11

pH nước mía


Hiệu quả tách loại chất không đường còn phụ thuộc vào giống mía và hiệu quả làm

sạch có thể biểu thị bằng hiệu quả loại chất không đường.

3.2.2. Tác dụng của nhiệt độ

Phương pháp dùng nhiệt để làm sạch nước mía là một trong những phương pháp quan

trọng. Để đảm bảo chất lượng sản phẩm và nâng cao hiệu suất thu hồi đường cần khống chế

điều kiện nhiệt độ.

Khống chế nhiệt độ tốt sẽ thu được những tác dụng chính sau:

a. Loại không khí trong nước mía, giảm bớt sự tạo bọt. Tăng nhanh các quá trình phản

ứng hoá học. Ví dụ: Tạo thành CaSO3 và CaCO3 (kết tủa) trong các phương pháp làm sạch.

b. Có tác dụng diệt trùng, đề phòng sự lên men axit và sự xâm nhập của vi sinh vật vào

nước mía.

c. Nhiệt độ tăng cao làm tỉ trọng nước mía giảm, đồng thời làm chất keo ngưng tụ,

tăng nhanh tốc độ lắng của các chất kết tủa.

Nếu khống chế nhiệt độ không tốt thường gặp các trường hợp không tốt sau:

+ Nước mía ở pH = 55,5 có tính axit, dưới tác dụng nhiệt, đường saccaroza bị chuyển

hoá dẫn đến tăng tổn thất đường.

+ Nếu thời gian tác dụng nhiệt kéo dài, và ở nhiệt độ cao thường sinh ra hiện tượng

caramen hoá ảnh hưởng đến màu sắc của nước mía, làm nước mía có màu sẫm.

+ Trong NMHH có chứa hàm lượng đường khử nhất định, dưới tác dụng của nhiệt độ,

đặc biệt ở nhiệt độ cao, đường khử bị phân huỷ tạo các chất màu và các axit hữu cơ.

+ Đun nóng nước mía có tác dụng thủy phân vụn mía, sản sinh chất keo.

3.2.3. Tác dụng của các chất điện ly

3.2.3.1. Vôi

Vôi là hóa chất quan trọng được dùng nhiều trong sản xuất đường. Các phương pháp

sản xuất đường hiện nay đều dùng vôi.

Vôi là chất vô định hình có độ phân tán cao. Khi hòa tan trong nước có tính chất keo.

Độ hòa tan của vôi trong nước còn giảm khi nhiệt độ tăng. Herzfelt tìm được công thức độ

hòa tan của vôi phụ thuộc vào nhiệt độ:

Z = 0,1394 - 0,000649t - 0,00000157t2

Trong đó: Z : độ hòa tan của vôi.

t : nhiệt độ, oC.

Ngoài ra độ hòa tan của vôi còn phụ thuộc vào hàm lượng chất khô của dung dịch,

nồng độ đường saccaroza và chất không đường.

Độ hòa tan của vôi tăng khi nhiệt độ giảm và nồng độ của đường và chất không đường

tăng.

* Tác dụng của vôi:

- Trung hòa các axit hữu cơ và vô cơ.

- Tạo các điểm đẳng điện để ngưng kết các chất keo.

- Làm trơ phản ứng axit của nước mía hỗn hợp và ngăn ngừa sự chuyển hóa đường

saccaroza.

- Kết tủa hoặc đông tụ những chất không đường, đặc biệt protein, pectin, chất màu và

những axit tạo muối không tan.


- Phân hủy một số chất không đường, đặc biệt đường chuyển hóa, amit. Do đó để hạn

chế sự phân hủy đường cần có những phương án cho vôi thích hợp: cho vôi vào nước mía

lạnh, cho vôi vào nước mía nóng, cho vôi phân đoạn ...

- Tác dụng cơ học: Những chất kết tủa được tạo thành có tác dụng kéo theo những

chất lơ lửng và những chất không đường khác.

- Sát trùng nưóc mía: Với độ kiềm khi có 0,35% CaO, phần lớn vi sinh vật không sinh

trưởng. Tuy nhiên có trường hợp phải dùng đến lượng 0,8% CaO.

* Tác dụng của ion Ca2+:

- Những phản ứng do tác động của ion Ca2+ thuộc loại phản ứng kết tủa và đông tụ.

Ion Ca2+ có thể phản ứng với những anion để tạo ra muối canxi là những chất không tan:

Ca2+ + 2A- = CaA2

Trong đó A- : anion.

Tùy theo độ hòa tan của muối canxi trong nưóc mía, có thể chia làm 3 nhóm như sau:

+ Muối canxi không tan: muối cacbonat, oxalat, sunfat hoặc photphat canxi.

+ Muối canxi khó tan: muối của axit glicolic, glioxilic, malonic, adipic, sucxinic,

tricacboxylic và hydroxyxitronic.

+ Muối canxi dễ tan như: muối canxi của các axit focmic, propionic, lactic, butyric,

glutaric, sacarinic, asfactic và glutamic.

* Tác dụng của ion OH-:

Ion OH- từ nước vôi cho vào nước mía có tác dụng trung hòa axit tự do. Ion OH- tác

dụng với ion kim loại tạo thành muối.

Al3+ + 3Ca2+ + 3(OH)- = Al(OH)3 + 3Ca2+

Mg2+ + 2Ca2+ + 2(OH)- = Mg(OH)2 + 2Ca2+

Những ion trên tồn tại trong dung dịch ở dạng hydroxyt.

Nếu trong dung dịch thừa vôi sẽ tạo những phản ứng kiềm và sẽ dẫn đến hàng loạt

phản ứng phân hủy.

3.2.3.2. Lưu huỳnh đioxit SO2 SO2 dùng trong sản xuất đường có thể ở dạng khí, lỏng hoặc muối (NaHSO3, Na2SO3,

Na2S2O4) và hiện nay thường dùng nhất là dạng khí.

SO2 có khả năng giảm pH (ở trị số pH thấp hiệu quả tẩy màu tốt hơn) nên khí SO2 tác

dụng mạnh hơn NaHSO3 và Na2SO3 .

* Tác dụng của SO2:

- Tạo kết tủa CaSO3 có tính hấp phụ:

Khi cho SO2 vào nước mía có vôi dư, phản ứng xảy ra như sau:

Ca(OH)2 + H2SO3 = CaSO3 + 2H2O .

CaSO3 là chất kết tủa có khả năng hấp phụ các chất không đường, chất màu và chất

keo có trong dung dịch.

- Làm giảm độ kiềm, độ nhớt của dung dịch:

Nước mía sau khi trung hòa, một phần chất keo bị loại nên làm giảm độ nhớt mật chè.

Hơn nữa trong nước mía có hàm lượng kali, canxi nhất định. Sau khi thông khí SO2 tạo thành

canxi sunfit và kali sunfit:

K2CO3 + H2SO3 = K2SO3 + CO2 + H2O

CaCO3 + H2SO3 = CaSO3 + CO2 + H2O


Sự thay đổi từ muối K2CO3, CaCO3 thành K2SO3, CaSO3 có ý nghĩa quan trọng. Muối

cacbonat có khả năng tạo mật lớn và có ảnh hưởng đến màu sắc của dung dịch đường. Muối

sunfit khả năng tạo mật kém và lại có khả năng làm giảm độ kiềm và độ nhớt của mât chè, có

lợi cho thao tác nấu đường và kết tinh, đồng thời hạn chế sự phát triển của sinh vật.

- Tẩy màu và ngăn ngừa sự tạo màu:

Tẩy màu: SO2 là chất khử có khả năng biến chất màu của nước mía hoặc mật chè

thành chất không màu sắc hoặc màu nhạt hơn. Có thể biểu diển sự khử theo sơ đồ sau:

SO2 + H2O = H+ + HSO3-

HSO3- +H2O = HSO4

- + H2

Chất màu Chất không màu

Nhưng những chất màu bị khử, dưới tác dụng của oxi không khí lại trở thành chất màu.

Điều đó giúp ta giải thích được hiện tượng sinh màu trong thời gian bảo quản đường thành

phẩm sản xuất theo phương pháp SO2. Đối với mật chè và đường non hiện tượng trở lại màu

trên không nhiều.

H2SO3 và muối của nó khử màu kém hơn Na2S2O4 vì từ hydrosunfit sản sinh đến 6

nguyên tử hidro :

Na2S2O4 = 2Na+ + S2O42-

S2O42- + 4H2O = 2HSO4

- +3H2

Ngăn ngừa sự tạo màu: SO2 không chỉ làm mất màu mà còn ngăn ngừa sự sinh màu,

tác dụng này còn quan trọng hơn cả sự khử màu. Cơ chế ngăn ngừa tạo màu là bao vây nhóm

cacbonyl theo sơ đồ sau:

Nhờ vậy ngăn ngừa được khả năng tạo màu Melanoidin.

SO2 còn là chât xúc tác chống oxi hóa, nó ngăn chặn ảnh hưởng không tốt của oxi không

khí (O2 không khí chỉ phát huy tác dụng khi có chất xúc tác như khi có mặt Fe2+, Fe3+, Cu2+).

SO2 khử Fe3+ thành Fe2+. Khi thông SO2 có tác dụng khử ion sắt.

- Làm cho CaSO3 kết tủa tạo thành chất tan.

Tính chất của CaSO3 không tan trong nước nhưng tan trong H2SO3. Do đó nếu cho

SO2 quá lượng có thể làm CaSO3 kết tủa thành hòa tan.

CaSO3 + SO2 + H2O = Ca(HSO3)2

Tương tự: K2SO3 + SO2 + H2O = 2KHSO3

Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, Ca(HSO3)2 có thể phân giải thành CaSO3 kết tủa tạo

thành chất đóng cặn trong thiết bị truyền nhiệt và bốc hơi.

Ca(HSO3)2 = CaSO3 + SO2 + H2O

C = C + H2 = H -C - C -H

C = O + H2O + SO2 = C

HSO3

OH


3.2.3.3. CO2 (cacbonđioxit) Khí CO2 được sản xuất từ lò vôi của nhà máy đường. Trước khi phản ứng CO2 cần được

hòa tan trong nước. Do đó về mặt kỹ thuật sự hấp thụ CO2 trong dung dịch kiềm có ý nghĩa

quan trọng.

Tác dụng của CO2 đối với qúa trình làm sạch nước mía:

- Tạo kết tủa với vôi: Trước hết, CO2 hòa tan trong nước và thủy phân thành axit

cacbonic đồng thời CO2 tác dụng với OH- tạo thành HCO3-:

H2CO3 = H+ + HCO3-

HCO3- = H+ + CO3

-2

Ion CO3-2 phản ứng với vôi theo phương trình:

Ca2+ + CO3-2 = CaCO3

Như vậy khi thông CO2 vào nước mía, CO2 tác dụng với vôi dư tạo chất kết tủa:

CO2 + H2O = H2CO3

CaO + H2O = Ca(OH)2

Ca(OH)2 + H2CO3 = CaCO3 + 2H2O

CaCO3 là chất kết tủa có khả năng hấp phụ các chất không đường cùng kết tủa.

- Phân ly muối saccarat canxi: Khi cho CO2 vào nước mía, CO2 phân giải muối

saccarat canxi thành saccaroza và CaCO3 kết tủa, lúc nhiệt độ tăng đến 70-80oC tác dụng

phân hủy tương đối hoàn toàn.

C12H22O11 .CaO + CO2 = C12H22O11 + CaCO3

C12H22O11.2CaO + 2CO2 = C12H22O11 + 2CaCO3

C12H22O11 .3CaO + 3CO2 = C12H22O11 + 3CaCO3

* Nếu thông CO2 vào nước mía quá lượng sẽ làm CaCO3 kết tủa thành hòa tan.

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

Muối Ca(HCO3)2 dưới tác dụng nhiệt sẽ tạo thành CaCO3 đóng cặn trong các thiết bị

truyền nhiệt và bốc hơi

Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O

3.2.3.4. P2O5 (Photphat pentaoxit)

Hàm lượng photphat trong mía là yếu tố rất quan trọng. Bản thân cây mía chứa một

hàm lượng P2O5 nhất định. Lượng P2O5 trong mía phụ thuộc vào điều kiện canh tác, phân

bón ...

Qua thí nghiệm và thực tế sản xuất, lượng P2O5 có ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả làm

sạch nhất là đối với sản xuất đường thủ công.

Để có hiệu quả làm sạch tốt lượng P2O5 trong nước mía cần 0,3-0,5 g/l, nhưng thường

trong nước mía ít khi đạt hàm lượng trên nên phải cho thêm vào, thường ở dạng muối super

photphat Ca(H2PO4)2. Trong sản xuất đường tinh luyện cho ở dạng axit photphoric.

Tác dụng chủ yếu của P2O5 như sau:

P2O5 dạng muối hoặc axit sẽ kết hợp với vôi tạo thành muối photphat canxi kết tủa:

2Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + 2H3PO4 + 2H2O

Kết tủa Ca3(PO4)2 có tỷ trọng lớn có khả năng hấp phụ chất keo và chất màu cùng kết

tủa. Chất keo trong nước mía chủ yếu là keo của axit silicic, của sắt, nhôm. Khi vôi làm sạch

nước mía có đủ lượng P2O5 nhất định thì hiệu quả làm sạch tăng lên rõ rệt.

Trong sản xuất đường thủ công, tác dụng hấp phụ của Ca3(PO4)2 là yếu tố chủ yếu để

làm sạch nước mía. Đối với việc tinh luyện đường vàng (đường thô), dùng axit photphoric để


tách chất màu của hợp chất phenol và sắt. Trong những thùng lắng đặc biệt có thể tách 20-40

% chất màu.

3.3. Các phương pháp làm sạch nước mía 3.3.1. Phương pháp vôi Phương pháp vôi có từ lâu đời và là phương pháp đơn giản nhất làm sạch nước mía

chỉ dưới tác dụng của nhiệt và vôi và thu sản phẩm đường thô.

Phương pháp vôi có thê chia làm mấy loại sau đây:

- Cho vôi vào nước mía lạnh.

- Cho vôi vào nước mía nóng.

- Cho vôi nhiều lần đun nóng nhiều lần.

3.3.1.1. Phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh

Ưu điểm:

- Quản lý thao tác giản đơn.

- Trước khi đun nóng, cho vôi vào nước mía đến trung tính, tránh được chuyển hóa

đường saccaroza. Nếu cho vôi đều đặn có thể tránh được sự phân giải đường khử.

Nhược điểm:

- Lượng vôi dùng nhiều.

- Độ hòa tan của vôi ở nước mía lạnh tăng. Nếu vôi quá thừa sau khi đun nóng vôi sẽ

đóng cặn ở thiết bị.

- Hiệu suất làm sạch thấp.

Nước mía hỗn hợp

Thùng trung hòa (pH = 7,2-7,5)

Đun nóng (102-105oC)

Thùng lắng

Nước lọc trong

Nước lắng trong

Nước bùn

Bùn ÉP lọc

Cô đặc

Sữa vôi


3.3.1.2. Phương pháp cho vôi vào nước mía nóng

Trước hết đun nước mía hỗn hợp đến nhiệt độ 105oC. Một số keo (anbumin, silic

hydoroxyt) bị ngưng tụ dưới tác dụng của nhiệt và pH của nước mía hỗn hợp. Cho vôi vào

thùng trung hòa, khuấy trộn đều để kết tủa được hoàn toàn, sau đó loại chất kết tủa ở thiết bị

lắng.

Ưu điểm:

- Loại protein tương đối nhiều. Do nhiệt độ cao sự tạo kết tủa Ca3(PO4)2 tương đối

hoàn toàn.

- Hiệu quả làm sạch tốt. Sự chênh lệch độ tinh khiết của nước mía cao.

- Tốc độ lắng lớn, dung tích nước bùn nhỏ.

- Tiết kiệm được lượng vôi khoảng 15-20% so với phương pháp lạnh.

Nhược điểm:

- Sự chuyển hóa đường saccaroza tương đối lớn.

- Khó khống chế màu sắc nước mía đậm.

3.3.1.3. Phương pháp cho vôi phân đoạn

Đây là phương pháp ưu việt, được dùng từ năm 1936.

Quy trình công nghệ:

Cho vôi lần 1 gọi là cho vôi sơ bộ, pH thường không quá 6,6. Lượng vôi cho vào

khoảng 1/3 tổng lượng vôi còn lại cho vào lần 2. Khi đun nóng lần 1 nếu nhiệt độ < 900 hiệu

quả làm sạch không tốt. Cho vôi lần 2, pH = 7,8 là tương đối thích hợp, nếu cao quá dung

dịch kiềm tính mạnh sẽ tăng phân giải đường.

Ưu điểm:

- Hiệu suất làm sạch tốt, loại chất không đường nhiều: Qua 2 lần gia vôi có thể lợi

dụng được 2 điểm ngưng tụ khác nhau để loại chất không đường nên nước mía trong, bùn lọc

dễ, chất keo chứa nitơ loại 80%, sáp mía loại 90%.


Cho vôi sơ bộ (pH = 6- 6,4)

Đun nóng lần 1 (to = 90-105oC)

Cho vôi (pH = 7,6-8,2)

Đun nóng lần 2 (to = 100-105oC)

Thùng tản hơi

Thùng kết tủa Nước bùn Lọc ép

Nước mía trong Nước lọc trong

Cô đặc


- Tiết kiệm khoảng 35% so với phương pháp lạnh.

Nhược điểm:

- Sơ đồ công nghệ phức tạp.

- Sự chuyển hóa và phân giải saccaroza tương đối lớn.

3.3.1.4. Các điều kiện công nghệ của phương pháp vôi

Chất lượng vôi:

Chất lượng của vôi có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả làm sạch. Để có hiệu quả làm sạch

tốt, vôi cần có tiêu chuẩn nhất định. Nếu vôi quá nhiều tạp chất, khi cho vôi vào nước mía sẽ

làm tăng tạp chất, lắng lọc và kết tinh khó khăn. Do đó tiêu chuẩn của vôi quy định như sau:

CaO > 85% Fe2O3, Al2O3 < 1%

MgO < 2% CaCO3 < 1%

Trong thành phần vôi chủ yếu là CaO. Ngoài ra cần chú ý đến hàm lượng MgO. Nếu

MgO > 2 % sẽ gây những tác hại sau:

- Giảm thấp độ hòa tan của vôi.

- Thời gian lắng kéo dài.

- Tác dụng với đường khử tăng màu sắc của nước mía.

- MgO có độ hòa tan lớn là thành phần chủ yếu gây đóng cặn ở thiết bị bốc hơi.

- Làm cho đường có vị đắng.

Các thành phần khác như: Al2O3, Fe2O3, SO2 làm tăng chất keo, tăng màu sắc của

nước mía và đóng cặn trong thiết bị.

Độ hòa tan của vôi:

- Độ hòa tan của vôi trong dung dịch đường lớn hơn độ hòa tan của vôi trong nước và

giảm theo nhiệt độ tăng.

- Độ hòa tan của nước vôi mới, cũ và sống cũng khác nhau.

Nồng độ sữa vôi:

Nồng độ sữa vôi thường trong khoảng 10-18 Be. Nồng độ sữa vôi tương đối cao tác

dụng tạo kết tủa nhanh, giảm lượng nhiệt bốc hơi. Nhưng nồng độ sữa vôi quá đặc sẽ làm tắc

đường ống dẫn, khó tác dụng đều với nước mía, có thể gây hiện tượng kiềm cục bộ làm

đường khử phân giải.

Tác dụng của khuấy sau khi cho vôi:

Sau khi cho vôi vào nước mía, khuấy có tác dụng phân bố vôi đều trong nước mía,

phản ứng vôi được hoàn toàn. Trường hợp nồng độ sữa vôi cao, khuấy rất cần thiết, tránh

được hiện tượng kiềm cục bộ.

Qua nghiên cứu, người ta thấy rằng, nếu kéo dài thờì gian khuấy nước mía sau khi

cho vôi sẽ có tác dụng làm sạch, có thể tăng độ tinh khiết của nước mía, dung tích nước bùn

giảm.

Các dạng cho vôi vào nước mía hỗn hợp:

Có 3 dạng: Sữa vôi Ca(OH)2, vôi bột CaO, saccarat canxi. Sữa vôi có tác dụng hóa

học đều, khống chế dễ dàng. Nhưng bản thân sữa vôi có chứa một lượng nước nhất định, làm

tăng lượng nhiệt bốc hơi. Hiện nay dạng sữa vôi được dùng rộng rãi trong các nhà máy

đường.

Lượng vôi dùng:

Lượng vôi dùng phụ thuộc vào thành phần nước mía. Đối với phương pháp vôi, mỗi

tấn mía dùng khoảng 0,5-0,9 kg vôi.


Trong thực tế sản xuất thường dùng pH để biểu thị lượng vôi cho vào nước mía. Mặt

khác khi đun nước mía đã cho vôi, trị số pH thay đổi (thường giảm từ 0,2-0,5) nên khi xác

định pH cần chú ý đến các yếu tố làm giảm trị số pH.

Trong trường hợp cho vôi vào nước mía lạnh, tác dụng giữa vôi và nước mía không

hoàn toàn khi đun nóng sẽ hoàn toàn hơn, do đó giảm pH.

Lúc nước mía sôi, một phần Ca3(PO4)2 có thể phân ly thành Ca(OH)2.nCa3(PO4)2

không tan và một muối axit hòa tan, vì vậy sau phân ly làm giảm pH.

Khi đun nóng Ca2HPO4 sẽ kết hợp với vôi tạo thành canxi photphat kết tủa và H3PO4:

Ca2HPO4 + Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + H3PO4

Khi nhiệt độ cao và môi trường kiềm, đường khử bị phân hủy tạo thành chất màu và

axit.

Do có sự giảm pH khi đun nóng nên trị số pH trong sơ đồ công nghệ là trị số pH sau

khi đun nóng. Thông thường khống chế pH nước mía khoảng trên dưới 7,0.

Hàm lượng P2O5 trong nước mía:

Trong phương pháp vôi hiệu quả làm sạch chủ yếu dựa vào phản ứng kết tủa giữa vôi

và P2O5.Ca3(PO4)2. Trong nước mía thường tồn tại hai dạng: dạng keo và dạng tinh thể. Dạng

tinh thể làm sạch nước mía, ngược lại dạng keo gây trở ngại cho lắng, lọc và kết tinh đường.

Sự hình thành kết tủa Ca3(PO4)2 nhiều hay ít phụ thuộc vào nồng độ ion Ca2+ và PO43-.

Trong phương pháp vôi, khi cho vôi đến pH = 7,0, nồng độ ion Ca2+ có thể đủ để phản ứng

tạo kết tủa Ca3(PO4)2, nhưng thường hàm lượng P2O5 trong nước mía rất thấp. Theo nghiên

cứu người ta thấy hàm lượng P2O5 cần thiết vào khoảng 300 mg P2O5/l nước mía. Nếu hàm

lượng P2O5 quá ít, có thể cho vào nước mía H3PO4 hoặc muối photphat hòa tan để nâng cao

hiệu quả làm sạch.

Nhiệt độ cho vôi: Thường nhiệt độ đun nóng khoảng 105oC. Nhiệt độ cao có tác dụng tăng kết tủa làm giảm

dung tích nước bùn, nhưng có thể làm tăng màu sắc nước mía (do phân hủy đường khử và có thê làm

cho một phần keo kết tủa hòa tan lại). Vì vậy cần khống chế nhiệt độ nước mía đến sôi hoặc cao hơn

một chút là thích hợp.

3.3.2. Phương pháp sunfit hóa

Phương pháp sunfit hóa còn gọi là phương pháp SO2 vì trong phương pháp này người

ta dùng lưu huỳnh dưới dạng khí SO2 để làm sạch nước mía.

Phương pháp SO2 có thể chia làm 3 loại:

- Phương pháp sunfit hóa axit.

- Phương pháp sunfit hóa kiềm mạnh.

- Phương pháp sunfit hóa kiềm nhẹ.

* Đặc điểm của phương pháp SO2 axit là thông SO2 vào nước mía đến pH axit và thu

được sản phẩm đường trắng. Đây là phương pháp có nhiều ưu điểm nên được dùng rộng rãi

trong sản xuất đường.

* Đặc điểm của phương pháp sunfit hóa kiềm mạnh là trong quá trình làm sạch nước

mía có giai đoạn tiến hành ở pH cao. Hiệu quả làm sạch tương đối tốt, đặc biệt đối với loại

mía xấu và bị sâu bệnh. Nhưng do sự phân hủy đường tương đối lớn, màu sắc nước mía đậm,

tổn thất đường nhiều nên hiện nay không sử dụng.

Phương pháp SO2 kiềm nhẹ (pH = 8-9) có đặc điểm là chỉ tiến hành thông SO2 vào

nước mía, không thông SO2 vào mật chè và sản phẩm đường thô.


3.3.2.1. Sơ đồ công nghệ của phương pháp sunfit hóa axit

3.3.2.2. Sơ đồ công nghệ của phương pháp sunfit hóa kiềm mạnh

Đặc điểm của phương pháp này là dùng 2 điểm pH: pH trung tính (7,0) và pH kiềm

mạnh (10,5-11,0) nên có thể loại được P2O5, SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO ... nhưng điều kiện

công nghệ của phương pháp này chưa ổn định nên không giới thiệu.

3.2.2.3. Sơ đồ công nghệ của phương pháp sunfit hóa kiềm nhẹ

Đây là phương pháp sản xuất đường thô, so với phương pháp vôi thì hiệu quả loại chất

không đường tốt hơn, nhưng thiết bị và thao tác phức tạp hơn, hóa chất tiêu hao nhiều nên

hiện nay ít dùng.

Nước mía hỗn hợp P2O5

Lọc chân không

Nước lọc trong

Gia vôi sơ bộ (pH = 6,2-6,6)

Đun nóng lần 1 (55-60oC)

Thông SO2 lần 1 (pH = 3,4-3,8)

Trung hòa (pH = 6,8-7,2)

Thiết bị lắng

Nước mía trong

Nước bùn


Lọc kiểm tra

Mật chè trong

Cô đặc



SO2

SO2

Ca(OH)2

Ca(OH)2


Trên cơ sở của phương pháp sunfit hóa kiềm nhẹ, trong sơ đồ công nghệ của nhà máy

đường Quảng Ngãi và Bình Dương khi mới thiết kế có giai đoạn thông SO2 lần hai.

Sơ đồ công nghệ của nhà máy đường Quảng Ngãi theo thiết kế ban đầu (bên dưới).

Hiện nay, nhà máy đường Quảng Ngãi trong quá trình mở rộng năng suất từ 1500 tấn

mía/ngày lên 2500 tấn mía/ngày cũng đã cải tiến quy trình công nghệ theo phương pháp

sunfit hóa axit trong đó giai đoạn thông SO2 lần 1 và trung hòa được tiến hành trong cùng

một thiết bị.


Ca(OH)2 Thùng cho vôi (pH = 8-9)


SO2 Thùng trung hòa (pH = 7-7,2)


Thùng lắng Nước bùn Lọc ép

Nước mía trong Nước lọc trong Bùn

Cô đặc

Mật chè



Trung hòa (pH = 9-9,5)

Thông SO2 lần 1 (pH = 7-7,2)


Tản hơi Vụn bã mía

Lắng Nước bùn Trộn bã

Nước lắng trong Lọc chân không

Lưới gạt bọt Nước lọc trong

Bốc hơi nhiều nồi


Mật chè


3.3.2.4. Điều kiện công nghệ của các phương pháp SO2 axit tính

Các điều kiện kỹ thuật chủ yếu:

- pH gia vôi sơ bộ: 6,2-6,8 (7,0).

- pH thông SO2 lần 1: 3-4.

- pH trung hòa: 6,9-7,3.

- pH thông SO2 lần 2: 5,8-6,2.

- Gia nhiệt 1: 60-70oC.


- Cường độ SO2: 1-1,5 g SO2/lít nước mía.

- Hàm lượng P2O5 trong nước mía: 250-350 mg/l.

Điều kiện kỹ thuật cụ thể của phương pháp SO2 có thể có những phương án sau đây:

Phương án 1: pH và nhiệt độ tương đối thấp.

Nhiệt độ: - Gia nhiệt 1: 63-65oC.


pH: - Gia vôi sơ bộ: 6,2-6,8.

- Trung hòa: 6,8- 7,0.

Với điều kiện kỹ thuật trên mục đích để loại một số chất màu và chất keo nhưng hạn

chế sự phân hủy đường khử tránh hiện tượng tạo chất màu. Phương án này dùng cho nguyên

liệu mía có hàm lượng đường khử cao và nước mía không tươi.

Phương án 2: Trung tính hơi kiềm nhẹ.

- pH gia vôi sơ bộ: 7-7,2.

- Trung hòa: 7,2-7,5.

- Lắng 7-7,2.

Sử dụng phương án này mục đích giảm đường saccaroza bị chuyển hóa và loại được

nhiều chất không đường vô cơ. Phương án này dùng cho nguyên liệu mía tươi, đường khử

không cao, độ tinh khiết tương đối cao.

Phương án 3: Nhiệt độ cao, độ kiềm cao và cường độ SO2 cao.

- Lượng P2O5 cho vào nước mía 0,2-0,3% so với mía.

- Cường độ SO2: 1,4-1,6 g SO2 so với mía.

Phương án này dùng cho nguyên liệu sâu bệnh, bão lụt, đường saccaroza chuyển hóa

nhanh do vi sinh vật xâm nhập từ những chỗ vỏ mía bị xước, hàm lượng chất keo tăng.

Công đoạn cho vôi vào nước mía:

Cho vôi sơ bộ: Nước mía hỗn hợp thường được cho vôi sơ bộ đến pH = 6,4-6,6.

Tác dụng gia vôi sơ bộ:

Trung hòa axit hữu cơ và vô cơ.

Tác dụng trao đổi tạo kết tủa:

2K3PO4 + 3 Ca(OH)2 Ca3 (PO4)2 + 6 KOH

K2SO4 + Ca(OH)2 Ca SO4 + 2 KOH

MgCl2 + Ca(OH)2 Ca Cl2 + Mg(OH)2

Nước mía và ngưng tụ keo trước khi đun nóng. Trong nước mía có nhiều loại keo, với


những pH đẳng điện khác nhau, cần xác định trị số pH thích hợp để ngưng tụ được nhiều keo,

đồng thời không ảnh hưởng đến sự chuyển hóa và phân hủy đường. Sau nữa do tác dụng của

Ca2+ đối với chất nguyên sinh tế bào sinh vật nên ức chế được sự phát triển của vi sinh vật.

Cho vôi trung hòa: Lượng vôi cho vào quyết định bởi tính axit của nước mía và nồng

độ SO2 trong nước mía. Mặt khác, cho vôi vào nước mía cần đảm bảo chất lượng của vôi,

giảm phần tạp chất trong vôi, vôi hòa tan đều trong nước. Lượng vôi dùng khoảng 0,2-0,3%

so với trọng lượng mía ép.

Thứ tự cho vôi vào nước mía đóng một vai trò quan trọng. Thứ tự cho vôi và thông

SO2 có thể tiến hành theo 3 cách sau:

- Cho vôi trước, thông SO2 sau.

- Thông SO2 trước, cho vôi sau.

- Thông SO2 và cho vôi đồng thời.

Trị số pH trung hòa:

Trong phương pháp SO2 việc khống chế trị số pH trung hòa là một vấn đề quan trọng.

Nó ảnh hưởng lớn đến hiệu quả làm sạch và thu hồi đường.

Để tạo việc kết tủa CaSO3 hoàn toàn, cần tránh hiện tượng quá axit vì sẽ tạo

Ca(HSO3)2 hòa tan và sau đó nếu ở nhiệt độ cao Ca(HSO3)2 sẽ phân ly tạo chất kết tủa đóng

cặn ở các thiết bị truyền nhiệt và bốc hơi.

Nếu nước mía có tính kiềm, đường khử sẽ bị phân hủy tăng chất màu và axit hữu cơ,

tăng lượng muối canxi trong nước mía. Mặt khác trong môi trường kiềm, do tính chất thủy

phân của kết tủa CaSO3 nên tạo dung dịch lớn, tăng lượng bùn lọc và do đó tăng diện tích ép

lọc.

Để tránh các hiện tượng trên, cần khống chế pH lắng trong 7,0.

Nhiệt độ:

Đun nóng 1: Nhiệt độ đun nóng lần thứ nhất 55oC có tác dụng:

- Làm mất mất nước của chất keo ưa nước, tăng nhanh quá trình ngưng tụ keo.

- Tăng nhanh tốc độ phản ứng hóa học. Theo Honig thì hiệu suất hấp thụ SO2 vào

nước mía tốt nhất là ở 75oC.

- Ở nhiệt độ càng cao sự hòa tan của nước muối CaSO3, CaSO4 giảm, kết tủa càng

hoàn toàn, khi thông SO2 ít tạo hiện tượng quá bão hòa, giảm đóng cặn ở thiết bị bốc hơi và

truyền nhiệt.

Đun nóng 2: Nhiệt độ đun nóng lần 2: 100-105oC. Nếu nhiệt độ quá cao nước mía sôi,

lắng sẽ không tốt. Tác dụng của đun nóng lần 2 là giảm độ nhớt, tăng nhanh tốc độ lắng.

Đun nóng 3: Nhiệt độ đun nóng lần 3: 110-115oC. Tác dụng: tăng khả năng truyền

nhiệt trước khi vào thiết bị cô đặc, để không mất thời gian đun sôi ở thiết bị cô đặc.

Thông SO2:

Thông SO2 lần 1: Tạo kết tủa CaSO3 có tính hấp phụ có thể hấp phụ các chất không

đường, chất màu kết tủa. SO2 có thể dùng ở dạng lỏng hay khí.

Thông SO2 lần 2: Thông SO2 lần 2 vào mật chè sao khi bốc hơi có tác dụng như sau:

+ SO2 ngăn ngừa sự tạo thành chất màu, khử chất màu thành chất không màu.

+ Giảm độ nhớt của mật chè có lợi cho khâu nấu đường, kết tinh vầ phân ly.

+ Thông SO2 lần 2 vào mật chè sau khi bốc hơi đến pH = 6,2-6,6, nhiệt độ thông SO2

85- 90oC, nhưng nhiệt độ này phụ thuộc vào nhiệt độ của nồi bốc hơi cuối. Thông SO2 càng

nhanh càng tốt để tránh hiện tượng chuyển hóa đưòng.


Ưu nhược điểm của phương pháp sunfit hóa:

Ưu diểm:

- Tiêu hao hóa chất (vôi, lưu huỳnh) tương đối ít.

- Sơ đồ công nghệ và thiết bị tương đối đơn giản, vốn đầu tư ít.

- Sản xuất đường trắng.

Nhược điểm:

- Loại chất không đường ít, chênh lệch độ tinh khiết của nước mía trước và sau làm

sạch thấp, đôi khi có trị số âm (tức là sau khi làm sạch chất không đường tăng lên).

- Hàm lượng canxi trong nước mía tương đối nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự

đóng cặn trong thiết bị bốc hơi, ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi đường.

- Khi gặp loại mía xấu, sâu bệnh, khó làm sạch thì không thể cho hiệu quả làm sạch

ổn định. Do hiệu quả làm sạch không tốt, nên phẩm chất đường thành phẩm của phuơng pháp

SO2 không bằng phương pháp CO2. Trong quá trình bảo quản đường dễ biến màu do oxi của

không khí.

- Trong quá trình thao tác, đường saccaroza chuyển hóa tương đối lớn, đường khử bị

phân hủy, tổn thất đường trong bùn lọc cao.

3.3.3. Phương pháp cacbonat hóa

Phương pháp CO2 (còn gọi là phương pháp cacbonat hóa) là phương pháp có nhiều ưu

điểm dùng phổ biến ở nhiều nước (Đài Loan, Inđônêsia). Trong các phương pháp cacbonat

hóa thì phương pháp cacbonat thông thường tức là phương pháp thông CO2 hai lần, thông

SO2 hai lần là được dùng phổ biến hơn cả.

3.3.3.1. Sơ đồ công nghệ của phương pháp thông CO2 2 lần, thông SO2 2 lần (trang 55)

3.3.3.2. Điều kiện công nghệ của phương pháp thông CO2 thông thường

Cho vôi sơ bộ: Lượng vôi phụ thuộc vào thành phần và pH của nước mía hỗn hợp,

thường dùng là 0,2% so với trọng lượng nước mía hỗn hợp. Tác dụng của vôi là trung hòa

nước mía hỗn hợp, làm đông tụ và kết tụ axit hữu cơ và keo, lọc ép lần 1 dễ dàng, giảm màu

sắc.

Thông CO2 lần 1: Mục đích của thông CO2 lần 1 là tạo chất kết tủa CaCO3. Tinh thể

CaCO3 có tác dụng tăng tốc độ lọc nước mía. Tuy nhiên đó không phải là mục đích chủ yếu

của của thông CO2 lần 1, vì để có tác dụng lọc tốt chỉ cần thêm chất trợ lọc như điatomit,

separan AP 30 ... Nhiệm vụ chủ yếu của thông CO2 lần 1 là tạo kết tủa CaCO3 mang điện

dương có tính chất hấp phụ những chất màu, sản phẩm của sự phân hủy, những chất hoạt

động bề mặt mang điện âm.

Điều quan trọng của thông CO2 lần 1 là độ kiềm cuối cùng. Dung dịch thông CO2 lần

1 cần duy trì độ kiềm nhất định để chất kết tủa không bị hòa tan trở lại. Lượng CaO tự do

chứa trong bùn đóng vai trò quan trọng khi làm sạch nước mía và bất kỳ một phương pháp

cacbonat hóa nào dẫn đến trung hòa bùn lọc, giảm lượng CaO sẽ dẫn đến giảm hiệu suất làm

sạch.

Đun nóng lần 1: Khống chế nhiệt độ trước khi thông CO2 rất quan trọng. Nếu khống

chế nhiệt độ tương đối cao, sự hình thành kết tủa lúc thông CO2 tương đối lớn, dễ lọc nhưng

tăng phân giải đường khử, ảnh hưởng màu sắc dung dịch. Nếu nhiệt độ thấp, tạo thành nhiều

hạt CaCO3 kết tủa nhỏ có diện tích hấp phụ lớn làm nước mía có màu nhạt, lượng muối Ca2+

trong nước mía tương đối ít, tránh được sự phân giải đường hoàn nguyên. Nhưng nhiệt độ

thấp có nhiều bọt, giảm hiệu quả hấp thụ CO2, lọc nước mía đã thông CO2 chậm.


Thông CO2 lần 2:

Mục đích: Giảm tối đa hàm lượng vôi và muối canxi trong nước mía. Nếu vôi và muối

vôi không được tách ra, thiết bị bốc hơi sẽ đóng cặn nhanh chóng. Lượng CaO còn lại trong

nước mía lọc trong sau thông CO2 thường 0,04-0.06% CaO. Thông CO2 lần 2 để giảm lượng

CaO còn lại dưới 0,025% CaO.

Thông SO2: Thường thông SO2 vào nước mía trước khi cho bốc hơi và thông SO2 vào

mật chè sau khi bốc hơi.

Tác dụng: Thông SO2 vừa có tác dụng tẩy màu vừa giảm muối Ca2+ hòa tan trong

dung dịch: CaA2 + H2SO3 = CaSO3 + 2HA

Đồng thời nước mía trong sau thông CO2 lần 2 có độ kiềm cao (pH = 7,8), sau khi

thông SO2 đến pH = 6,8-7,2 giảm độ kiềm nước mía trong, tránh sự phân hủy đường khử.

Thông SO2 làm giảm độ nhớt của dung dịch do tạo muối trung tính:

K2CO3 + H2SO3 = K2SO3 + CO2 + H2O

Biện pháp tốt nhất giảm độ kiềm và độ nhớt là thông SO2 vì có phản ứng cho muối

sunfat trung tính.

Qui trình công nghệ của phương pháp thông C02 thông thường

Ca(OH)2


Gia vôi sơ bộ (pH = 6,2-6,6)


Thông CO2 lần 1 (pH = 10,5-11,3, độ kiềm 0,04-0,06% CaO)

Lọc ép lần 1

Lọc ép lần 2



Lọc kiểm tra

Mật chè trong

Cô đặc



SO2

Ca(OH)2, CO2

Ca(OH)2

Thông CO2 lần 2 (pH= 7,8-8,2; độ kiềm 0,025% CaO)

SO2


3.3.3.3. Ưu nhược điểm của phương pháp CO2

Ưu điểm:

- Hiệu quả làm sạch tốt, chênh lệch độ tinh khiết của nước mía trước và sau khi làm

sạch đến 4-5.

- Loại khỏi nước mía một lượng lớn chất keo, chất màu và chất vô cơ (MgO, Fe2O3,

Al2O3, P2O5). Hàm lượng muối canxi trong nước mía ít.

- Đóng cặn ở thiết bị ít, do đó giảm lượng tiêu hao hóa chất dùng thông rửa nồi bốc

hơi.

- Chất lượng sản phẩm tốt, bảo quản lâu. Hiệu suất thu hồi đường cao.

Nhược điểm:

- Lượng tiêu hao năng luợng hóa chất nhiều, lượng vôi dùng gấp 20 lần so với phương

pháp vôi và 10 lần so với phương pháp SO2, dùng nhiều khí CO2.

- Sơ đồ công nghệ và thiết bị tương đối phức tạp.

- Kỹ thuật thao tác yêu cầu cao, nếu khống chế không tốt dễ sinh hiện tượng đường

khử phân hủy.

3.3.4. So sanh các phương pháp làm sạch nước mía

* Phương pháp vôi dùng để sản xuất đường thô, thiết bị và quy trình công nghệ tương

đối đơn giản nhưng hiệu suất thu hồi đường thấp.

* Phương pháp sunfit hóa cho sản phẩm đường trắng. Trong quá trình bảo quản đường

dễ bị ẩm và biến màu.

* Phương pháp cacbonat hóa cho sản phẩm đường trắng, chất lượng đường có thể

dùng trong công nghiệp đồ hộp. Hiệu suất thu hồi đường cao nhưng quy trình công nghệ thiết

bị phức tạp, yêu cầu kỹ thuật cao.


CHƯƠNG 4: CÔ ĐẶC NƯỚC MÍA

4.1. Mục đích

- Mục đích của quá trình cô đặc là bốc hơi nước mía có nồng độ 13-15 Bx đến mật chè

có nồng độ 60-65 Bx. - Nếu cô đặc nước mía đến Bx quá cao (>70 Bx) sẽ xuất hiện tinh thể đọng lại trong

đường ống và bơm. Nồng độ lớn dẫn đến độ nhớt lớn, lọc khó khăn.

4.2. Cơ sở lý thuyết 4.2.1. Lượng nước bốc hơi

W = G (1-2C

1C)

Trong đó: W: Luợng nước bốc hơi so với mía, %.

C1: Bx nước mía trong.

C2: Bx mật chè .

G: Trọng lượng nước mía trong so với mía, %.

Nếu bốc hơi nước mía từ 15 Bx đến 60 Bx thì lượng mía bốc hơi:

W = G (1-60

15 ) = 0,75 G

4.2.2. Lượng nhiệt dùng bốc hơi

Lượng nhiệt dùng để đưa nước mía đến trạng thái sôi:

Q1 = G (t2 - t1) C , (W)

Trong đó :

G: Trọng lượng nước mía trong so với mía, %.

t2: Nhiệt độ sôi của nước mía trong, oC.

t1: nhiệt độ nước mía trong vào bốc hơi, oC.

C: Nhiệt dung riêng của nước mía trong, J/Kg.độ.

Lượng nhiệt cần để bốc hơi :

Q2 = W.r, (W)

Trong đó:

W: Lượng nước bốc hơi so với nước, %.

r: Nhiệt lượng riêng của hơi, J/Kg.

Tổng lượng nhiệt cần dùng:

Q = Q1 + Q2

= G(t2 - t1)C + W.r

= G(t2 - t1)C + G(1 - 2C

1C).r

= G(t2 - t1)C + Gfr (f =(1 - 2C

1C) )

= G[(t2 - t1)C +f r].

Trong đó: f = (1 - 2C

1C) : gọi là hệ số bốc hơi.


Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh phụ thuộc chất lượng chất cách nhiệt thường

lấy từ 3-10% so với lượng hơi dùng.

* Trường hợp bốc hơi 1 nồi:

Để bốc hơi nước mía từ 15 đến 60 Bx, tức bốc 75% nước so mía, tiêu hao một lượng

hơi 75% so mía, nghĩa là cứ bốc hơi 1kg nước thì tiêu hao 1kg hơi.

* Trường hợp bốc hơi nhiều nồi

Hơi thứ hiệu trước được dùng làm hơi đốt hiệu sau. Hơi thứ hiệu cuối dùng đun nóng

nước mía hoặc trực tiếp vào thiết bị ngưng tụ. Nồng độ nước mía tăng dần lên. Hệ này mang

lại hiệu quả kinh tế cao trong việc sử dụng hơi thứ.

Khi cô đặc một nồi, cứ bốc hơi 1kg nước tiêu hao 1kg hơi. Với hệ 4 nồi lượng hơi tiêu

hao là 75% : 4 = 18,75% so mía, hệ 5 nồi 75% : 5 = 15%, nhưng từ hiệu I sang hiệu II lượng

hơi tiết kiệm nhiều nhất khoảng 50%, từ hiệu II sang hiệu III lượng hơi chỉ giảm hơn 10%.

Như vậy thêm 1 nồi cô đặc lượng hơi tiết kiệm không nhiều nhưng tăng vốn đầu tư, thao tác,

quản lý phức tạp. Vì vậy thường sử dụng 3-5 hiệu và hệ 4 hiệu là thích hợp.

* Sử dụng hơi:

Việc dùng hơi trong nhà máy đường khá phong phú. Ngoài việc dùng hơi cho hệ cô

đặc còn dùng hơi cho các bộ phận khác: đun nóng, nấu đường, phân mật, sấy ... Để tiết kiệm,

thường sử dụng hơi thứ của hệ cô đặc.

Sơ đồ sử dụng hơi thứ của 1 hệ cô đặc:

Trong đó:

D: Hơi sống.

E1, E2, E3, E4: Hơi thứ dùng cho đun nóng và nấu đường.

E5: Hơi thứ hiệu 4 đi vào thiết bị ngưng tụ baromet.

W1', W'

2, W3': Hơi thứ hiệu 1, 2, 3 làm hơi đốt cho hiệu 2, 3, 4.

4.2.3. Tổn thất nhiệt trong quá trình bốc hơi

Nguyên nhân: Do nồng độ tăng cao.

Do áp suất thủy tỉnh.

Do trở lực đường ống.

4.2.3.1. Tổn thất nhiệt do độ tăng nhiệt độ sôi (')

Trong cùng điều kiện áp lực nhiệt độ sôi của dung dịch đường cao hơn nhiệt độ sôi

của nước. Nhiệt độ cao hơn đó gọi là độ tăng nhiệt độ sôi.

Độ tăng nhiệt độ sôi tỷ lệ thuận với nồng độ chất khô trong dung dịch và từ biểu đồ

cho sẵn, ta có thể tra nhiệt độ tăng độ sôi ' theo Bx tương ứng.

D

W1

W1'

E1

E2

W2

E3

W'2

W3

E4 E5

W'3

W4


Khi áp lực của dung dịch khác áp lực thường, độ tăng nhiệt độ sôi có sai khác một ít

và có thể tính theo công thức gần đúng của Tisenco:

' = af

Trong đó: ': độ tăng nhiệt độ sôi ở áp lực bất kỳ.

a: độ tăng nhiệt độ sôi ở áp lực thường.

f: hệ số hiệu chỉnh.

4.2.3.2. Tổn thất tĩnh áp (")

Tổn thất tĩnh áp là do áp suất cột dung dịch trong thiết bị gây nên. Tức là nhiệt độ sôi

của dung dịch cũng phụ thuộc độ sâu, trên mặt thoáng nhiệt độ sôi thấp nhất, càng xuống sâu

nhiệt độ sôi càng tăng. Hiệu số giữa nhiệt độ sôi trên mặt thoáng và ở lớp dưới gọi là tổn thất

nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh:

p= p'gh , (N/m2)

Trong đó: p: Hiệu số áp suất thủy tĩnh.

’: Khối lượng riêng của dung dịch ở dạng bọt, kg/m3; gần đúng: ’ = /2.

: khối lượng riêng của dung dịch, kg/m3.

g: gia tốc trọng trường, m/s2.

h: độ sâu kể từ mặt thoáng đến giữa ống truyền nhiệt, m.

4.2.3.3. Tổn thất đường ống ”’.

Hơi thứ từ hiệu trước qua hiệu sau, qua đường ống giữa hai hiệu, chịu ảnh hưởng của

trở lực đường ống làm giảm nhiệt độ.

Dựa vào thực tế tổn thất nhiệt độ đường ống giữa 2 hiệu, thông thường lấy từ 1-1,5oC.

Tổng tổn thất nhiệt độ:

tổng = '+ " + "'

4.2.4. Các phương án bốc hơi của hệ cô đặc

Trạm bốc hơi là trung tâm hệ thống nhiệt của toàn nhà máy, là hệ thống tương đối

phức tạp. Để chọn phương án bốc hơi tốt cần xét tới những vấn đề sau:

- Yêu cầu công nghệ sản xuất đường.

- Đảm bảo chất lượng thành phẩm.

- Nghiên cứu đầy đủ việc bố trí trạm nhiệt điện.

- Sử dụng hơi thải, hơi thứ hợp lý.

- Tốc độ đóng cặn trong thiết bị thao tác và khống chế ổn định.

- Vốn đầu tư.

* Phân loại phương án bốc hơi: có 3 loại.

Phương án bốc hơi chân không:

Phương án này có từ lâu. Những nhà máy đường cũ thường dùng phương án này. Hệ

cô đặc thường có từ 3-5 hiệu thường là 4 hiệu, và không hút hơi thứ hiệu cuối vì nhiệt độ hơi

thứ thấp.

Ưu diểm: Thỏa mãn đầy đủ yêu cầu công nghệ vì bốc hơi ở điều kiện chân không,

nhiệt độ tương đối thấp tránh được hiện tượng phân hủy đường khử và biến đường saccaroza

thành caramen, phẩm chất mật chè tốt, quản lý thao tác dễ dàng.

Nhược điểm: Nhiệt độ hơi thứ thấp, không thỏa mãn đầy đủ yêu cầu công nghệ, giảm

khả năng sử dụng hơi thứ, hơi thứ hiệu cuối vào thiết bị ngưng tụ tăng tổn thất hơi.

Phương án bốc hơi áp lực:

Đặc điểm của phương án này là các hiệu cô đặc làm việc ở điều kiện áp lực.


Ưu điểm:

- Việc sử dụng hơi tương đối triệt để, toàn bộ hơi hiệu cuối đều dùng.

- Nhiệt độ hơi thứ của các hiệu tương đối cao, có thể giảm diện tích truyền nhiệt của

thiết bị truyền nhiệt.

- Không cần thiết bị ngưng tụ lớn, chỉ cần một thiết bị nhỏ dùng khi khởi động hệ cô

đặc.

Nhược điểm:

- Màu sắc nước mía tương đối đậm, pH giảm nhiều do nhiệt độ cao, đường khử bị

phân hủy và tạo caramen nhiều.

- Khi sản xuất nếu hút hơi thứ không bình thường không những không giảm lượng hơi

tiêu hao mà còn tăng lên do hiện tượng xả hơi và từ đó khó duy trì ổn định các chỉ tiêu bốc

hơi, nồng độ mật chè không ổn định.

Phương án bốc hơi áp lực chân không:

- Đặc điểm: Nhiệt độ sôi của dung dịch đường hiệu cuối tương đối cao có thể dùng hơi

thứ hiệu đó đun nóng nước mía dẫn đến độ chân không hiệu cuối không lớn, khoảng 550

mmHg.

- Phương án này được dùng phổ biến trong các nhà máy đường. Ưu nhược điểm của

phương pháp này là tổng hợp của ưu nhược điểm của hai phương án trên.

4.2.5. Thiết bị cô đặc

- Thiết bị cô đặc ống chùm thẳng đứng.

- Thiết bị cô đặc tuần hoàn đơn.

- Ở nhà máy đường thường dùng nhiều loại thiết bị cô đặc khác nhau nhưng bất cứ

loại nào cũng đều có phòng đốt, phòng bốc hơi, thiết bị thu hồi đường, ống nước mía chảy

vào, ống thoát khí không ngưng, ống thoát nước ngưng tụ.

Những điều lưu ý ở các bộ phận chính của thiết bị:

* Buồng đốt: Để tăng hệ số truyền nhiệt K, buồng đốt phải đảm bảo: hơi vào đều, tốc

độ hơi vừa phải, nước ngưng và khí không ngưng tách ra liên tục và triệt để, thông rửa cặn

tốt.

* Khí không ngưng: Khí không ngưng do: không khí lọt vào hơi, các chất khí tạo

thành do phân giải các tạp chất trong nước mía, có trong hơi. Do đó phải dẫn nó ra khỏi

buồng hơi để tăng thể tích hơi trong buồng hơi và tăng hệ số truyền nhiệt. Ống thoát khí

không ngựng đặt ở vị trí nào đấy phải đảm bảo: dẫn được hết khí không ngưng, hơi không

dẫn ra theo.

Thường đặt ống dẫn khí không ngưng ở chỗ tốc độ hơi chậm nhất (cuối đường hơi).

Khí không ngưng gồm nhiều loại khác nhau và chúng có tỷ trọng khác nhau. Do vậy ống

thoát khí không ngưng đặt ở nhiều độ cao khác nhau.

Ống thoát nước ngưng phải đạt yêu cầu: Đảm bảo nước ngưng thoát ra nhanh, triệt để,

xa đường hơi vào.

* Bộ phận thu hồi đường:

Nguyên nhân sự bay đường:

+ Đường bay do những đường nước phụt lên mạnh.

+ Những giọt nước mía nhỏ hơn bọt bay lên.

+ Tốc độ bốc hơi quá nhanh.

+ Hơi vào buồng đốt quá mạnh.


+ Quá trình sôi không đều do cấu tạo buồng đốt làm hơi vào không đều dẫn đến làm

bay đường.

+ Mức nước mía cao quá.

+ Hiện tượng tự bốc mạnh quá.

+ Chân không thay đổi đột ngột.

Đề phòng:

+ Cố gắn hạn chế những nguyên nhân trên.

+ Lắp bộ phận thu hồi đường ở đỉnh nồi.

4.2.6. Hóa học của quá trình cô đặc Trong nhà máy đường hiện đại, nước mía cô đặc ở hệ cô đặc 4-5 hiệu với nhiệt độ

khoảng từ 60-130oC. Kết quả là hơi nước bốc đi và trên cơ bản không có sự thay đổi thành

phần hoặc tính chất của chất khô trong dung dịch. Tuy nhiên trong quá trình cô đặc vẫn xảy

ra nhiều phản ứng hóa học và hóa lý dẫn đến sự thay đổi thành phần và đặc tính của chất tan.

Nước ngưng tụ trong hệ cô đặc nhiều nồi không phải là nước nguyên chất mà chứa ít đường

và chất không đường sẽ dẫn đến ăn mòn nồi hơi.

* Sự chuyển hóa saccaroza:

Nếu dung dịch đường có tính axit hoặc một số chất không đường trong quá trình cô

đặc bị phân hủy tạo thành axit thì dưới tác dụng của nhiệt sẽ dẫn đến sự chuyển hóa

saccaroza.

Thông thường sự tổn thất saccaroza không vượt quá 0,01% so với nguyên liệu mía.

* Sự phân hủy saccaroza và tăng màu sắc:

Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, đường saccaroza bị caramen hóa. Lượng caramen tạo

thành phụ thuộc thời gian truyền nhiệt, nhiệt độ và pH. Chỉ cần 1 lượng caramen rất nhỏ cũng

làm cho nước mía có màu đậm.

Ngoài ra đường khử bị phân hủy hoặc kết tủa với những chất chứa nitơ tạo thành

melanoidin làm tăng màu sắc của nước mía. Sự tăng màu sắc của nước mía trong quá trình

bốc hơi phụ thuộc vào hiệu quả làm sạch nước mía, thời gian và nhiệt độ cô đặc.

* Độ tinh khiết tăng cao:

Độ tinh khiết tăng trong quá trrình cô đặc phu thuộc phương pháp làm sạch. Đối với

phương pháp vôi độ tinh khiết tăng 0,7-1,0, phương pháp sunfit hóa tăng 0,8-1,0 và phương

pháp cacbonat tăng 0,2-0,5.

Nguyên nhân:

- Chất không đường bị phân hủy do sự phân hủy axit amin và muối cacbonat sinh ra

CO2, NH3 làm cho độ tinh khiết mật chè tăng 0,1.

- Sự tạo cặn trong thiết bị cô đặc, cứ 2000 tấn nước mía (15 Bx) tạo chừng 1 tấn cặn.

- Sự tăng độ tinh khiết còn gây nên do sự thay đổi góc quay riêng của chất không

đường đặc biệt là đường khử.

* Sự thay đổi độ kiềm:

Tăng: Hiện tượng tăng độ kiềm trong quá trình bốc hơi vật lý rất ít thấy.

Giảm: Nguyên nhân

- Sự phân hủy axit, ví dụ: asparagin.

- Phân hủy đường khử tạo axit hữu cơ làm giảm độ kiềm.

- Sự tạo caramen của đường saccaroza tuy tác dụng rất nhỏ nhưng cũng có ảnh

hưởng đến sự giảm độ kiềm.


* Sự tạo cặn:

Trong quá trình bốc hơi, có sự tạo thành cặn trong thiết bị cô đặc, làm tổn thất nhiệt.

Trong dung dịch quá bão hòa, hiện tượng tạo cặn sẽ phát sinh trước hết ở những chỗ dung

dịch tiếp xúc trực tiếp với diện tích đốt, tức là cặn thường xuất hiện nhiều ở phần dưới của

ống truyền nhiệt. Thành phần của cặn trong các thiết bị cô đặc sản xuất bằng các phương

pháp khác nhau thì khác nhau.

Sự hình thành cặn trong thiết bị dẫn đến giảm hệ số truyền nhiệt và do đó làm giảm

năng suất bốc hơi.

Có nhiều phương pháp loại cặn nhưng hiện nay phổ biến nhất vẫn bằng phương pháp

hoá học.

Các hoá chất dùng để loại cặn như kiềm (NaOH, Na2CO3), axit (HCl) và muối ăn

(NaCl). Trong sản xuất đường thường dùng kiềm sau đó dùng axit. Lượng kiềm dùng chừng

6-12%, thời gian đun 2h. Lượng axit khoảng 0,5 - 1%, thời gian đun từ 1-6h. Sau khi sử dụng

kiềm và axit, dùng nước rửa nồi và dùng thanh sắt loại cặn khỏi thiết bị. Hiệu quả loại cặn tốt

nhưng tốn nhiều hoá chất và ăn mòn thiết bị.

Để tránh ăn mòn thiết bị, trước khi đun với axit, cần cho vào thiết bị những chất kiềm

hãm sự ăn mòn như DBS hoặc ryphalgen A. Ryphalgen A có tác dụng tốt, dễ hoà tan và phân

bố đều trong dung dịch axit.


Chương 5: NẤU ĐƯỜNG VÀ KẾT TINH

Nhiệm vụ nấu đường là tách nước từ mật chè, đưa dung dịch đến quá bão hòa. Sản

phẩm nhận được sau khi nấu gọi là đường non gồm tinh thể đường và mật cái.

Quá trình nấu đường được thực hiện trong nồi nấu chân không để giảm nhiệt độ sôi

của dung dịch, tránh hiện tượng caramen hóa và phân hủy đường. Nhiệt độ nấu đường trong

khoảng 70-80oC. Đối với các sản phẩm cấp thấp, quá trình kết tinh còn tiếp tục thực hiện

trong các thiết bị kết tinh làm lạnh bằng phương pháp giảm nhiệt độ.

5.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình kết tinh đường 5.1.1. Độ hòa tan của saccaroza trong nước Độ hòa tan của saccaroza trong nước tăng khi nhiệt độ tăng. Độ hòa tan thường được

biểu diễn bằng số gam đường trong một gam nước, gọi là hệ số hòa tan Ho.

5.1.2. Độ hòa tan của saccaroza trong dung dịch không tinh khiết

Trong dung dịch không tinh khiết độ hòa tan của saccaroza phụ thuộc vào các chất

không đường. Chúng có ảnh hưởng khác nhau đến độ hòa tan của saccaroza. Một số làm tăng

độ hòa tan của saccaroza như KCl, NaCl ..., một số khác làm giảm như K2SO4. Nói chung các

chất tro làm tăng độ hòa tan saccaroza, ngược lại đường khử và một số muối hữu cơ làm

giảm độ hòa tan. Ảnh hưởng đến độ hòa tan của đường không chỉ số lượng chất không đường

và nhiệt độ mà còn thành phẩm và chất lượng của chúng. Đó là tác nhân rất quan trọng vì ảnh

hưởng đến độ tinh khiết và sự tạo mật cuối.

5.1.3. Hệ số bão hòa

Tỷ số giữa hệ số hòa tan saccaroza trong dung dịch đường không tinh khiết (H1) và hệ

số hòa tan trong dung dịch tinh khiết (Ho) ở cùng một nhiệt độ gọi là hệ số bão hòa ('):

' = 0

1

H

H

- Khi ' >1 độ hòa tan của saccaroza trong dung dịch không tinh khiết lớn hơn trong

dung dịch tinh khiết.

- Khi ' = 1 các chất không đường không ảnh hưởng đến độ hòa tan saccaroza.

- Khi ' < 1 các chất không đường làm giảm độ hòa tan của saccaroza.

Do đó hệ số bão hòa phụ thuộc vào độ tinh khiết dung dịch và chất lượng của các chất

không đường có trong dung dịch.

Hệ số bão hòa có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất, nó thể hiện ảnh hưởng của nguồn

nguyên liệu đối với quá trình sản xuất.

5.1.4. Hệ số quá bão hòa

Dung dịch chứa nhiều đường hơn dung dịch bão hòa gọi là dung dịch quá bão hòa.

Đường chỉ kết tinh từ dung dịch này bằng cách làm bay hơi nước hoặc làm lạnh để giảm độ

hòa tan của đường ở nhiệt độ thấp.

Hệ số quá bão hòa: Mức độ quá bão hòa của dung dịch được đo bằng hệ số quá bão

hòa. Đó là tỷ số giữa lượng đường hòa tan trong 1 đơn vị nước của dung dịch nghiên cứu với

lượng đường hòa tan trong 1 phần nước của dung dịch bão hòa ở cùng một nhiệt độ: = 1

H

H

Trong đó: : Hệ số quá bão hòa.

H: Lượng đường trong 1 phần nước của dung dịch nghiên cứu.


H1: Lượng đường trong một phần nước của dung dịch bão hoà

Nếu: > 1 dung dịch quá bão hòa.

= 1 dung dịch bão hòa.

< 1 dung dịch chưa bão hòa.

Đối với dung dịch saccaroza tinh khiết H1 = Ho, có thể tra bảng. Đối với dung dịch

đường không tinh khiết việc xác định H1 khá phức tạp. Vì vậy trong thực tế đối với dung dịch

đường không tinh khiết người ta cũng tra theo bảng độ hòa tan đường tinh khiết được hệ số

quá bão hòa biểu kiến:

1 = 0

H

H

5.1.6. Động học của quá trình kết tinh đường Quá trình kết tinh đường gồm hai giai đoạn: Sự xuất hiện nhân tinh thể (mầm) và sự

lớn lên của tinh thể với tốc độ nhất định.

5.1.6.1. Sự xuất hiện nhân tinh thể hay sự tạo mầm Trên đồ thị trạng thái của dung dịch saccaroza chia ra 3 vùng quá bão hòa:

- Vùng ổn định: Hệ số bão hòa thấp = 1,1-1,15. Trong vùng này tinh thể chỉ lớn lên

mà không xuất hiện các tinh thể mới.

- Vùng trung gian: = 1,2-1,25. Trong vùng này không chỉ tinh thể lớn lên mà còn

xuất hiện một lượng nhỏ tinh thể mới.

- Vùng biến động: >1,3. Ở đây các tinh thể saccaroza sẽ tự xuất hiện không cần sự

tạo mầm hoặc kích thích.

Đối với dung dịch saccaroza không tinh khiết, giá trị hệ số quá bão hòa giữa các vùng

khác nhau phụ thuộc vào nồng độ chất không đường.

Thực tế trong quá trình sản xuất người ta cố gắng khống chế < 1,3 để tránh tạo thành

các tinh thể “dại”.

Hình 5.1. Đồ thị quá bão hoà của saccaroza


5.1.6.2. Sự lớn lên của tinh thể (tốc độ kết tinh)

Định nghĩa: Tốc độ kết tinh là lượng đường kết tinh trong 1 phút trên 1m2 bề mặt tinh

thể (mg/m2.phút).

Theo Kukharenko, lượng đường kết tinh S trong dung dịch quá bão hòa là:

S = KFT , mg.

Trong đó: F: Bề mặt tinh thể, m2.

T: thời gian kết tinh, phút.

Khi F =1, T =1 thì S = K và K là tốc độ kết tinh.

Bề mặt các tinh thể phụ thuộc vào số lượng của chúng. Nếu số lượng tinh thể càng

nhiều, kích thước nhỏ, F càng lớn, lượng đường kết tinh nhiều. Nhưng trong thực tế sản xuất

cần khống chế sản phẩm theo kích thước, theo số tinh thể yêu cầu tạo điều kiện thao tác dễ

dàng.

Bề mặt của mỗi tinh thể phụ thuộc vào khối lượng của nó theo công thức:

f = 4,12 3 2p

Trong đó f: Bề mặt tinh thể, cm2.

p: Khối lượng 1 tinh thể được xác định bằng phương pháp cân 1 số lượng

tinh thể có kích thước quy định để lấy giá trị trung bình của p, g.

4,12: Hệ số thực nghiệm cho tinh thể saccaroza (theo Kukharenko).

5.1.7. Cơ sở lý thuyết của quá trình kết tinh và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình kết

tinh

5.1.7.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình kết tinh Dựa trên cơ sở nghiên cứu các phản ứng dị thể và kết quả thực nghiệm của Andreev

và nhiều người khác, Silin cho rằng quá trình kết tinh chủ yếu là quá trình khuếch tán và giải

thích như sau:

Tinh thể đường được bao quanh một lớp dung dịch không chuyển động với chiều dày

d.

Ngay sát bề mặt của tinh thể, dung dịch chứa quá bão hòa vì ở đây tồn tại mọi điều

kiện để lượng đường dư từ dung dịch quá bão hòa kết tinh. Như vậy ở bề mặt tinh thể có

nồng độ c' ứng với dung dịch bão hòa. Cách bề mặt tinh thể khoảng d, dung dịch quá bão

hòa với nồng độ C. Do sự chênh lệch nồng độ (C - c') đường sẽ khuếch tán qua lớp dung

dịch không chuyển động d. Khi các phân tử đường khuếch tán đến bề mặt tinh thể thì lập

tức kết tinh. Ở bề mặt tinh thể mới lại có nồng độ c' như cũ, do đó quá trình kết tinh lại tiếp

tục. Như vậy bên cạnh quá trình khuếch tán các phân tử lên bề mặt tinh thể, còn có quá

trình liên kết các phân tử saccaroza trong lưới tinh thể. Nhưng Xilin cho rằng quá trình kết

tinh chủ yếu là quá trình khuếch tán. Do đó, tốc độ kết tinh là tốc độ khuếch tán.

C

c'

d


Tốc độ kết tinh chính là tốc độ khuếch tán, theo định luật Fick, lượng đường khuếch

tán S tỉ lệ thuận với hiệu số nồng độ (C - c'), tỉ lệ nghịch với khoảng đường khuếch tán d và tỉ

lệ thuận với bề mặt khuếch tán F và thời gian :

S = Fd

cCk )'(1 : (5.1)

Tốc độ kết tinh: K =d

)'cC(k1

(5.2)

Theo Einsteins, hệ số khuếch tán k1 phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối T và độ nhớt môi

trường :

k1 =

Tk '

Trong đó k' hằng số:

K = d

cCkT

)'( (5.3)

Dựa vào công thức này có thể phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ.

Nhưng ngoài tốc độ khuếch tán các phân tử trên bề mặt tinh thể, còn phải kể đến tốc

độ liên kết các phần tử saccaroza trong lưới tinh thể. Trong phương trình (5.1), bỏ qua yếu tố

thứ hai, cho rằng sự liên kết các phân tử vào lưới tinh thể xảy ra rât nhanh so với tốc độ kết

tinh. Theo nghiên cứu của Mark và Xavinov đối với các dung dịch muối, nhận thấy khi tăng

tốc độ khuấy, tốc độ kết tinh tăng nhưng khi đạt cực đại thì tốc độ kết tinh không thay đổi

nữa, lúc này lớp mật bao quanh tinh thể rất nhỏ (d 0) và theo quan sát của Mark, ở ngay bề

mặt tinh thể còn tồn tại một ít dung dịch quá bão hòa (nồng độ C1). Sự bão hòa cần thiết để

chuyển đường hòa tan sang trạng thái kết tinh. Tốc độ chuyển dịch đó tỉ lệ với (C1 - c')2 (hai

nồng độ đó đều ở ngay bề mặt tinh thể ).

Ta có: K = k2(C1 - c')2 (5.4)

Trong đó: k2 hằng số.

Vì rằng tốc độ đó cũng bằng tốc độ khuếch tán phân tử đường, nên:

S=d

CCk )( 11 (5.5)

(theo sự suy luận ở trên, cần thay c' bằng C1)

Nếu loại nồng độ C1 từ hai phương trình (5.4) và (5.5) ta rút ra phương trình tốc độ kết

tinh chính xác:

K = ])4

1(

2

1[

2

1

2

1

2

11

dk

kC

dk

k

dk

kC

d

k (5.6)

Trong đó: C = C - c'

k2: Phụ thuộc vào hình dáng tinh thể.

Phương trình (5.6) cho phép tính được tốc độ kết tinh saccaroza ở các hệ số quá bão

hòa khác nhau và trong giới hạn nhiệt độ rộng.

Đối với dung dịch đường có độ tinh khiết thấp, độ nhớt lớn, hệ số k1 rất nhỏ so với k2,

tỉ số 2

1

k

k gần bằng không.


Phương trình (5.4) có dạng : K = Cd

k1

K = d

)'cC(k1

Như vậy khi nấu đường có độ tinh khiết thấp dùng phương trình ban đầu, tức là

phương trình (5.3).

5.1.7.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh

- Độ quá bão hòa dư.

- Nhiệt độ.

- Độ tinh khiết của dung dịch đường.

- Độ nhớt.

- Sự khuấy trộn.

5.2. Quá trình hóa học của giai đoạn nấu đường Sau khi được tạo thành, tinh thể saccaroza rất bền, ở nhiệt độ dưới 70oC hầu như

không có sự thay đổi nào về cấu trúc cũng như các thay đổi đặc biệt khác. Nhưng sự thay đổi

của đường non trong quá trình kết tinh chủ yếu phụ thuộc vào thành phần của mật cái.

5.2.1. Chuyển hóa đường saccaroza

Sự chuyển hóa saccaroza phụ thuộc vào pH và nhiệt độ. pH đường non phụ thuộc vào

phương pháp làm sạch và pH mật chè sau làm sạch, đồng thời pH các loại đường non cũng

khác nhau.

Ví dụ : Đường non A có pH = 5,8-6,8

Đường non B có pH = 5,6-6,5

Đường non C có pH = 5,5-6,4

Đường non luyện có pH ổn định hơn khoảng pH = 6,9-7,1.

5.2.2. Phân hủy đường khử

Trong quá trình nấu xảy ra hiện tượng thay đổi khả năng quay cực của đường khử,

phản ứng melanoidin, phản ứng phân hủy đường khử thành những sản phẩm không lên men.

Đường non có độ tinh khiết thấp và nồng độ cao, sự phân hủy càng tăng.

5.2.3. Phản ứng của các chất không đường hữu cơ - Trong quá trình kết tinh, một số axit hữu cơ trong quá trình kết tinh trở thành không

tan, kết tủa ở dạng muối canxi và muối magiê như: canxi aconitat, magiê aconitat, canxi

oxalat.

- Một số axit amin kết hợp với đường khử tạo thành hợp chất hữu cơ chứa nitơ tan

trong dung dịch.

- Tinh bột, pectin kết tinh cùng với saccaroza và liên kết bền trong tinh thể đường.

- Phản ứng caramen, phản ứng tác dụng với Fe.

Độ tinh khiết đường non càng thấp, nồng độ chất màu càng cao.

5.2.4. Các phản ứng của chất không đường vô cơ

Trong quá trình nấu đường, khi nồng độ dung dịch đường tăng lên, nồng độ các chất

không đường tăng. Một số chất đạt quá bão hoà và có khả năng kết tinh với đường.

5.2.5. Hiện tượng nấu khó

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến những mẻ đường rất khó nấu, đôi khi đường non đặc

cứng trong nồi, bốc hơi chậm, không kết tinh được.


Nguyên nhân:

- Mật chè và các nguyên liệu nấu chứa lượng muối canxi cao.

- Độ kiềm dung dịch cao, một phần đường ở dạng saccarat làm cho nồng độ và độ

nhớt tăng lên.

- Mía non, keo nhiều, độ nhớt lớn cũng khó nấu, đặc biệt là khi nấu các loại đường

chất lượng thấp.

5.3. Quá trình nấu đường Có hai phương pháp nấu đường:

- Nấu đường gián đoạn.

- Nấu đường liên tục.

5.3.1. Nấu đường gián đoạn

Nấu đường gián đoạn gồm 4 giai đoạn: cô đặc đầu, tạo mầm, nuôi tinh thể, cô đặc

cuối.

5.3.1.1. Cô đặc đầu

Cô dung dịch đến nồng độ cần thiết để chuẩn bị cho sự tạo thành tinh thể. Tùy theo

phương pháp gây mầm mà khống chế nồng độ khác nhau. Giai đoạn này nên cô ở độ chân

không thấp nhất (600-620 mmHg) để giảm nhiệt độ sôi của dung dịch (thường nhiệt độ = 60-

65oC), giảm sự phân hủy đường. Lượng nguyên liệu gốc (mật chè hoặc đường hồ) nên phủ

kín bề mặt truyền nhiệt của nồi nấu, tránh hiện tượng cháy mật chè trong nồi. Thời gian cô

đặc có thể từ 30-45 phút.

5.3.1.2. Tạo mầm tinh thể

Là thời điểm quan trọng của quá trình nấu đường. Dùng phương pháp thủ công hoặc

dụng cụ kiểm tra để tìm thời điểm tạo mầm. Có thể quan sát sự thay đổi như sau: đầu tiên các

dòng chất lỏng trên kính quan sát rơi nhanh xuống. Khi độ đặc đến nồng độ cần thiết để tạo

mầm thì có giọt mật chảy chậm và trên kính có nhiều vết.

Khi dung dịch đã đạt yêu cầu, dùng một trong những phương pháp tạo mầm tinh thể

để gây mầm.

Các phương pháp tạo mầm tinh thể:

- Tạo mầm tự nhiên: Nấu dung dịch đường đến hệ số quá bão hoà khoảng = 1,4 các

tinh thể đường tự xuất hiện. Phương pháp này hiện nay ít dùng vì saccaroza rất khó tự kết

tinh, nấu đến nồng độ cao chất lượng đường không bảo đảm, thời gian nấu kéo dài, khó

khống chế lượng mầm.

- Phương pháp kích thích: Nấu mật đến độ quá bão hoà = 1,2-1,3 (nồng độ khoảng

82-83 Bx đối với đường thành phẩm), thay đổi độ chân không đột ngột, hoặc cho một lượng

mầm rất ít vào để kích thích sự xuất hiện tinh thể mới. Phương pháp bỏ bột đường như vậy có

ưu điểm là ít tốn đường để tạo mầm nhưng có nhược điểm là khó khống chế lượng mầm.

- Phương pháp tinh chủng: Thêm lượng bột đường ở vị trí quá bão hoà thấp ( = 1,1).

Lượng bột đường cho vào chính là lượng nhân tinh thể và khống chế không để xuất hiện tinh

thể mới. Bột đường nghiền nhỏ có thể cho vào dạng khô, nhưng như vậy khó trộn đều. Tốt

nhất là bột đường sau khi nghiền cho vào trong ancol với tỉ lệ 1 : 0,8. Dựa vào tính chất dễ

bay hơi và nhiệt độ sôi thấp của ancol làm cho các mầm tinh thể được trộn đều. Yêu cầu

nghiền đường rất nhỏ trước khi trộn với ancol. Thời gian cho vào không quá 30 giây.


- Phương pháp nấu giống (phương pháp phân cắt). Nấu một nồi đường tinh thể có kích

thước nhất định, sau đó chia một phần làm mầm tinh thể. Phương pháp này đơn giản, dễ

khống chế. Thường được áp dụng nấu đường B, C.

Lượng giống nấu non B khoảng 6-8%, đối với đường non C khoảng 22-23% so với

khối lượng đường non.

- Phương pháp đường hồ: Dùng đường B hoà với mật chè tạo thành hỗn hợp giống để

nấu. Thường làm nguyên liệu gốc để nấu đường thành phẩm. Phương pháp này nấu ngắn và

dễ nấu nhưng giảm lượng đường. Hiện nay các nhà máy đường ở nước ta thường dùng

phương pháp đường hồ và phương pháp nấu giống.

5.3.1.3. Nuôi tinh thể

Gồm 2 giai đoạn: cố định tinh thể và nuôi tinh thể lớn lên.

● Cố định tinh thể: Sau khi tạo đủ tinh thể, dùng nguyên liệu hoặc nước nấu 2-3 lần để

giảm độ quá bão hòa xuống còn 1,1-1,15 để tinh thể mới không xuất hiện.

● Nuôi tinh thể:

- Nhiệm vụ:

+ Nuôi tinh thể lớn lên nhanh chóng và đều cứng.

+ Đảm bảo chất lượng đường bằng các nguyên liệu đã tính toán.

+ Nguyên tắc chung:

▫ Nhiệt độ nguyên liệu cho vào nấu lớn hơn trong nồi từ 3-5oC để giữ nhiệt độ sôi

trong nồi, tăng khả năng truyền nhiệt, trộn đều với đường non trong nồi.

▫ Nguyên liệu có độ tinh khiết cao cho vào trước, độ tinh khiết thấp cho vào sau để

không ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm.

Quá trình lớn lên của tinh thể gồm 2 quá trình song song :

+ Kết tinh đường, làm giảm hệ số quá bão hòa.

+ Bay hơi nước làm tăng hệ số quá bão hòa.

Khi quá trình kết tinh xảy ra chậm hơn qua trình bay hơi nước sẽ làm tăng hệ số quá

bão hòa. Đến một lúc nào đó quá bão hòa nằm trong vùng biến động hay vùng trung gian

sẽ xuất hiện tinh thể "dại". Tiếp tục cho nguyên liệu vào nước thì tinh thể "dại" có thể bị hòa

tan. Ở giai đoạn này có hai phương pháp nấu: nấu gián đoạn và nấu liên tục.

* Nấu gián đoạn: Cho nguyên liệu vào nuôi tinh thể gián đoạn với lượng nguyên liệu

khác nhau.

Vừa cho nguyên liệu vào, độ quá bão hòa giảm, một số tinh thể mới tạo thành bị hòa

tan, độ nhớt đường non giảm. Do thêm mật chè vào nên số tinh thể chuyển ra xa nhau, hệ số

truyền nhiệt tăng lên, nước bay hơi nhanh, dung dịch quá bão hòa, đường bắt đầu kết tinh

nhanh, lượng mật giảm, lượng đường trong mật tăng lên, độ nhớt tăng, giảm hệ số truyền

nhiệt và sự bay hơi nước. Song sự bay hơi nước vượt xa sự kết tinh, dẫn đến sự tạo thành tinh

thể "dại". Cần phải cho mật hoặc nguyên liệu vào chỉnh lí ngay. Trong quá trình chỉnh lí cố

gắng giữ hàm lượng tinh thể cố định.

Phương pháp nấu gián đoạn đòi hỏi công nhân nhiều kinh nghiệm.

* Nấu liên tục: Nấu liên tục cho hiệu quả cao vì độ quá bão hòa luôn luôn được giữ cố

định, sự truyền nhiệt, sự bay hơi và kết tinh không bị đứt đoạn, do đó tốc độ kết tinh tăng,

giảm sự tạo thành các tinh thể dại.

Để giảm độ nhớt trong giai đoạn này nên phân đoạn nấu nước. Đối với nguyên liệu độ

tinh khiết thấp nấu nước nhiều lần hơn. Nhiệt độ nước cho vào lớn hơn nhiệt độ trong nồi là


10oC. Không nên nấu nước nhiều lần và lượng nước quá nhiều vì thời gian nấu quá dài, tốn

nhiên liệu. Các loại đường thành phẩm không nấu nước.

Phương pháp gián đoạn thường dùng khi nấu các loại đường có độ tinh khiết thấp.

Phần lớn các nhà máy đường đều dùng phương pháp nấu liên tục.

5.3.1.4. Cô đặc cuối

Khi tinh thể đạt kích thước nhất định, ngừng cho nguyên liệu và cô đặc đến nồng độ ra

đường. Tùy theo từng loại đường, cô đặc đến các nồng độ khác nhau như non A là 92-93 Bx;

non B là 94-96 Bx, non C là 98-99 Bx. Tránh cô đặc nhanh vì có thể tạo thành các tinh thể

dại.

Trước khi xả đường non thường phun nước nóng 75oC để giảm sự tạo thành tinh thể

dại. Khi đường non từ nồi nấu ra ngoài, giảm độ nhớt của mật, tạo điều kiện li tâm dễ dàng.

Lượng nước khoảng 0,5% so khối lượng đường non.

- Tổng thời gian nấu một nồi đường phụ thuộc kích thước tinh thể cần nấu, chất lượng

nguyên liệu, trình độ thao tác của công nhân và các điều kiện khác. Ở nước ta nấu non A

khoảng 2-4 giờ, non B 4-6 giờ và non C 8-12 giờ.

5.4. Các chế độ nấu đường 5.4.1. Mục đích đặt chế độ nấu đường

- Bảo đảm chất lượng đường thành phẩm.

- Tăng hiệu suất thu hồi đường, giảm tổn thất.

- Cân bằng nguyên liệu và bán thành phẩm.

5.4.2. Cơ sở đặt chế độ nấu

- Dựa vào độ tinh khiết mật chè sau khi làm sạch:

Theo lý thuyết nếu AP mật chè < 80% => nấu hai hệ.

> 80% => nấu ba hệ.

> 86% => nấu 4 hệ hoặc hơn 3 hệ.

Trong thực tế ứng dụng cơ sở này rất linh hoạt.

- Dựa vào yêu cầu chất lượng sản phẩm. Nếu chất lượng sản phẩm cao, để giảm độ

tinh khiết mật cuối nên nấu nhiều hệ hơn.

- Dựa vào trình độ thao tác của công nhân và tình hình thiết bị của nhà máy. Trình độ

công nhân cao, thiết bị tốt có thể nấu nhiều hệ hơn.

5.4.3. Nguyên tắc

Kinh tế nhất, lượng nấu lại ít nhất, chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu cao nhất, tổn thất

đường trong mật cuối thấp nhất, nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị.

5.4.4. Các chế độ nấu đường thông thường

Hiện nay ít dùng chế độ nấu đường trực tiếp tức là dùng mật chè nấu như sau: Mật chè

nấu đường non A, rồi dùng mật A nấu đường non B, mật B nấu đường non C v.v... Nấu

đường trực tiếp thường không bảo đảm chất lượng đường và không bảo đảm kinh tế.

Mật chè Non A Non B Non C

Cát A Mật A Cát B Mật B Cát C Mật C

Hiện nay thường dùng chế độ hỗn hợp tức là nấu nhiều loại đường, mỗi loại được nấu

từ nhiều loại nguyên liệu do yêu cầu sản phẩm và tính toán phối liệu.


5.4.4.1. Nấu hai hệ A-C

Hệ này áp dụng cho các nhà máy sản xuất đường thô và mật chè có độ tinh khiết thấp

theo sơ đồ:

Mật chè

Non A Non C

Đường A Mật trắng Mật nâu Đường C Mật cuối

Đường hồ

Hiện nay có nhiều sơ đồ nấu 2 hệ khác. Ví dụ như:

5.4.4.2. Nấu ba hệ A-B-C

Chế độ nấu này là chế độ phổ biến nhất để nhận đường cát trắng với độ tinh khiết cao.

Chế độ nấu 3 hệ như theo sơ đồ sau:

5.1 Hình 5.2. Chế độ nấu đường hai hệ


Mật chè

Non A Non B Non C

Đường A Mật trắng Mật nâu Đường B Mật B Đường C Mật cuối

Đường hồ Hòa tan lại

Theo sơ đồ này sản phẩm là đường A. Đường B và C cũng có thể là sản phẩm. Nhưng

thông thường đường B và đường C hòa tan lại để nấu đường non A hoặc đường B được trộn

với mật chè thành đường hồ, làm giống nấu non A.

Cũng có thể có nhiều sơ đồ nấu khác, ví dụ như sơ đồ hình 5.3.

5.4.4.3. Nấu 4 hệ A-B-C-D

Khi độ tinh khiết mật chè cao nấu 4 hệ để giảm tổn thất đường trong mật cuối. Chế độ

nấu 4 hệ theo sơ đồ sau:

Mật chè

Non A Non B Non C Non D

Thành phẩm Mật trắng Mật nâu Đường B Mật B Đường C Mật C Đường D Mật cuối

5. 3 Hình 5.3. Chế độ nấu đường ba hệ

Hồ dung

Hồ B Hòa tan lại


5.5. Tính phối liệu hệ thống nấu đường Sau khi định ra chế độ nấu với các loại nguyên liệu sẵn có trong phân xưởng, cần tính

phối liệu để tiến hành nấu các loại sản phẩm theo yêu cầu.

Phần tính toán này còn ứng dụng để tính cân bằng toàn phân xưởng nấu đường và tính

toán lượng sản phẩm trong các định kỳ sản xuất.

5.5.1. Phương pháp đại số

5.5.1.1. Tính chất rắn nguyên liệu có độ tinh khiết cao (X%) so với chất rắn đường non

Gọi Q1: Độ tinh khiết nguyên liệu có độ tinh khiết cao.

Q2: Độ tinh khiết nguyên liệu có độ tinh khiết thấp.

Qo: Độ tinh khiết của đường non cần nấu.

Muốn có một phần đường non cần X phần nguyên liệu có độ tinh khiết Q1 và (1-X)

phần nguyên liệu có độ tinh khiết Q2.

Cân bằng trọng lượng đường ta có:

1 . Q0 = X . Q1 + (1 - X) Q2

=> 10021

20 xQQ

QQX

Ví dụ: Muốn nấu 1 tấn đường non có độ tinh khiết 73% từ mật A có Q2 = 70% và

giống B có Q1 = 78% thì lượng giống cần nấu là: 37,07078

7073

X tấn hoặc 37%.

5.5.1.2. Tính chất rắn có độ tinh khiết thấp (x'%) so với chất rắn đường non

Ta có: x' = 1 - X = 1 - 100.21

20

QQ

QQ

x' = 100.21

01

QQ

QQ

5.5.1.3. Tính chất rắn nguyên liệu có độ tinh khiết thấp (x%) so với chất rắn nguyên liệu

có độ tinh khiết cao

Giả thiết chất rắn nguyên liệu có độ tinh khiết cao là 1.

Ta có: 1.Q1 + xQ2 = (1 + x) Q0

100.20

01

QQ

QQx

5.5.2. Phương pháp nhân chéo

Phương pháp này đơn giản. Các ký hiệu sử dụng như trên.

* Tính lượng nguyên liệu có độ tinh khiết cao và lượng nguyên liệu có độ tinh khiết

thấp so với lượng đường non cần nấu:

Q1 21

20

QQ

QQ

Q2 21

01

QQ

QQ

Lượng nguyên liệu có độ tinh khiết thấp so với đường non là:

Q0


2

01

020

01

)()( QQ

QQ

QQQQ

QQ

Nếu nấu A tấn đường non thì các tỷ lệ trên được nhân với A.

Ví dụ để nấu 20 tấn đường non B:

Giống 78 4,720.7078

7073

tấn giống

Mật A 70

6,1320.7078

7378

tấn mật A

5.5.3. Tính hiệu suất kết tinh và hiệu suất thu hồi đường

* Hiệu suất kết tinh: là % lượng đường kết tinh so với chất rắn trong đường non x.

Gọi Qo: độ tinh khiết đường non.

100: độ tinh khiết đường kết tinh.

Qm: độ tinh khiết của mật.

Ta có: 1.Q0 = x . 100 + (1 - x) . Qm

100.1

0

m

m

QQ

QQx

* Hiệu suất thu hồi: là % chất rắn của thành phẩm so với chất rắn trong đường non.

Gọi Qt: độ tinh khiết của thành phẩm. Các kí hiệu khác được sử dụng như trên.

Ta có: 1.Q0 = Qt . x + (1 - x) . Qm

100.0

mt

m

QQ

QQx

5.6. Kết tinh làm lạnh 5.6.1. Mục đích Ở giai đoạn cuối của quá trình nấu một nồi đường, tinh thể tuy đã lớn lên nhất định và

thành phần đường trong mẫu dịch còn nhiều, nhưng do điều kiện độ chân không, thiết bị và

độ nhớt đường non lớn, nếu vẫn tiếp tục trong nồi nấu thì tốc độ kết tinh sẽ rất chậm, thời

gian kéo dài, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm. Vì vậy khi nấu đến nồng độ chất khô

nhất định đối với mỗi nồi, cho đường non vào thiết bị làm lạnh để kết tinh thêm, đồng thời

cho đường non thích ứng với điều kiện li tâm.

5.6.2. Nguyên tắc

Kết tinh làm lạnh là tiếp tục làm cho đường non từ nồi nấu đạt quá bão hòa và kết tinh

bằng phương pháp giảm nhiệt độ tức là làm lạnh đường non.

Do nhiệt độ giảm, độ hòa tan của đường giảm, đường non đạt trạng thái quá bão hoà,

tinh thể có thể hấp thụ phần đường non trong mẫu dịch, tăng hiệu suất thu hồi, giảm tổn thất

trong mật cuối.

5.6.3. Kết tinh làm lạnh đường non cuối Trong chế độ nấu đường nhiều hệ (ba hệ A-B-C), đối với đường non A, B do mật A, B

còn dùng phối liệu nấu lại nên việc kết tinh làm lạnh không cần phải nghiêm ngặt lắm. Thiết

bị kết tinh làm lạnh (KTLL) có tác dụng như một thùng chứa trước khi li tâm.

73


Còn đối với đường C cần phải qua KTLL vì mật C là mật cuối, nhiều tạp chất, độ nhớt

lớn, không dùng nấu lại được, cần làm tinh thể đường hấp thụ phần đường trong mẫu dịch ở

mức độ cao nhất để giảm tổn thất đường trong mật. Do đó KTLL đường non C được xem là

một trong những khâu quan trọng nhất để tăng hiệu suất thu hồi, giảm tổn thất cho nhà máy.

Quá trình kết tinh làm lạnh đường non cuối có những khó khăn sau đây :

- Quá trình kết tinh chậm do độ nhớt cao không tương ứng với sự giảm hệ số quá bão

hòa. Có khi độ quá bão hòa tăng lên sinh ra các tinh thể “dại”.

- Độ nhớt mật quá cao, li tâm khó.

- Độ nhớt đường non cao dẫn đến ngừng trệ quá trình kết tinh, gẫy trục khuấy.

Vì vậy cần phải khống chế tốt quá trình kết tinh như sau:

- Hệ số quá bão hòa = 1,1 để tránh tạo tinh thể dại.

- Giảm nhiệt độ theo một chế độ thích hợp.

- Tốc độ giảm nhiệt độ khoảng 1-1,5oC, nhiệt độ máy ly tâm là 45-55oC.

- Khống chế tốc độ khuấy trộn, đảm bảo đường non không bị lắng xuống đáy thiết bị,

tinh thể phân bố đều, đảm bảo quá trình truyền nhiệt nhanh. Không nên khuấy nhanh dễ gẫy

trục và tinh thể bị hòa tan. Thường khuấy với v = 0,36-10 vòng/phút.

- Tính toán tốt thành phẩm đường non và thành phần mật cái để giảm độ nhớt.

- Hàm lượng tinh thể, kích thước tinh thể phải đảm bảo tính đồng đều và tốc độ kết

tinh nhanh.

5.6.4. Cấu tạo thiết bị kết tinh làm lạnh

Quá trình kết tinh làm lạnh được thực hiện trong các thiết bị thùng hở. Để giảm thể tích

thùng và tăng nhanh quá trình kết tinh, thường dùng phương pháp làm lạnh cưỡng bức bằng

bề mặt truyền nhiệt kiểu ruột gà (đối với đường non A, B) (hình 5.5) và kiểu các đĩa khuyết

quay đối với đường non cuối (hình 5.6).

.

2

Hình 5.5. Thiết bị kết tinh ống ruột gà

1- Thân thiết bị; 2- Cánh khuấy; 3- Trục

Hình 5.4. Thùng trợ tinh 2 cánh khuấy

3

1


Trong thiết bị đĩa khuyết quay, đường non và nước làm lạnh đi ngược chiều. Nước

làm lạnh đi trong đĩa theo đường zic zắc nhờ bên trong đĩa có các tấm ngăn, rồi chuyển dần

từ chỗ này sang chỗ khác, qua các đoạn trục nối 2 đĩa và ra ngoài theo đoạn trục rỗng cuối

cùng. Các đĩa khuyết được lắp đối diện nhau, để đường non chuyển động từ đầu đến cuối

thiết bị. Ưu điểm của thiết bị là diện tích làm lạnh lớn, hệ số truyền nhiệt cao.

Hiện nay, đối với trợ tinh đường non cuối, còn sử dụng thiết bị trợ tinh kiểu đứng, rất

có hiệu quả trong việc nâng cao hiệu suất thu hồi đường, giảm tổn thất.

Hình 5.6. Thiết bị kết tinh loại đĩa khuyết quay


Hình 5.8. Thiết bị trợ tinh đứng trong nhà máy đường

Hình 5.7. Mặt cắt của một đơn vị làm nguội thùng trợ tinh đứng có dĩa (BMA)


Chương 6: LI TÂM - SẤY - ĐÓNG BAO VÀ BẢO QUẢN ĐƯỜNG

6.1. Li tâm Là giai đoạn tách tinh thể ra khỏi mật bằng lực li tâm trong các thùng quay với tốc độ

cao. Sau khi li tâm thu được đường, mật nâu và mật trắng.

Trước khi li tâm cần tiến hành xử lý đường non như sau:

- Đường non từ nồi nấu đưa xuống các thiết bị kết tinh làm lạnh.

Thời gian KTLL: Đối với non A: 2-3 h.

non B: 6-8 h.

non C: 22-32 h.

Sau đó được xả xuống máng phân phối để khuấy đều và phân phối đường non là một

thùng chữ U nằm ngang, bên trong có cánh khuấy loại vít tải quay với tốc độ khoảng 1

vòng/phút. Để tinh thể đường không lắng xuống đáy máng, phía dưới lắp thêm một cánh

khuấy nhỏ có cánh quay với tốc độ 3 vòng /phút. Máng đặt nghiêng về phía máy li tâm và có

máng xả đường non xuống máy li tâm.

Đối với đường non C, máng phân phối là thiết bị hai vỏ để nâng nhiệt độ đường non

lên khoảng 2-5oC nhằm giảm độ nhớt đường non.

* Quá trình li tâm được thực hiện trên 2 loại máy li tâm.

Loại máy li tâm gián đoạn với vận tốc 960 vòng/phút, hoặc máy li tâm cao tốc dùng

cho đường C với tốc độ 1450-1800 vòng/phút, hoặc loại gián đoạn tự động khác loại máy li

tâm liên tục.

* Đối với li tâm gián đoạn quá trình phân mật được thực hiện qua 4 giai đoạn:

- Mở máy và cho đường non: Đầu tiên cho máy li tâm quay từ từ cho tốc độ máy đạt

200-300 vòng/phút cho đường non vào phân phối đều trong thùng, tránh không cho đường

vào quá đầy làm văng đường ra ngoài tăng tổn thất.

- Phân mật: Tăng tốc độ cực đại, phần lớn mật trong đường non được tách ra gọi là

mật nâu.

Thời gian tách phụ thuộc vào chiều dày lớp đường non, kích thước thùng quay, độ

nhớt của mật.

- Rửa nước + rửa hơi: Sau khi tách mật xong, trên bề mặt đường còn phủ 1 lớp mật

nâu.

Đường thành phẩm được rửa nước nóng và hơi.

Các sản phẩm trung gian (đường B, C) không rửa vì còn được xử lý lại trong quá trình

sản xuất. Nhiệt độ nước rửa 75-80oC. Mật sau khi rửa gọi là mật trắng có độ tinh khiết cao

hơn mật nâu. Sau rửa nước, dùng hơi bão hòa có áp suất 3-4 at để rửa, lượng hơi dùng

khoảng 2-3% so với khối lượng đường non.

Tác dụng rửa hơi:

+ Tăng nhiệt độ dẫn đến độ nhớt giảm, phân li dễ dàng.

+ Một phần nước ngưng tụ từ hơi có tác dụng rửa đường một lần nữa.

+ Làm đường khô hơn, sấy nhanh, giảm khả năng tạo cục đường.

- Hãm máy và xả đường: Sau khi rửa hơi xong, đóng van hơi lại hãm máy và xả

đường.

Toàn bộ thời gian hoàn thành quá trình li tâm gọi là chu kỳ li tâm.

Thường chu kỳ li tâm:


Đối với đường A: 9-10 phút .

Đối với đường B: 10 phút.

Đối với đường C: 16 - 20 phút.

Loại máy li tâm thứ hai là li tâm liên tục thường được sử dụng để li tâm đường thành

phẩm hay là những đường non cuối khác.

6.2. Sấy * Mục đích và đặc điểm của quá trình sấy đường:

Đường cát sau khi li tâm nếu rửa nước có độ ẩm w = 1,75%, trong trường hợp rửa hơi

độ ẩm là 0,5%, nhiệt độ 70 -80oC.

Sấy đường nhằm mục đích làm cho màu sắc đường thành phẩm được bóng sáng,

đường khô và không bị biến chất khi bảo quản.

* Thiết bị sấy đường:

Quá trình sấy đường tương đối dễ vì tinh thể saccaroza không ngậm nước, chủ yếu là

tách ẩm trên bề mặt tinh thể. Vì vậy thiết bị sấy không phức tạp nhưng sấy xong, bắt buộc

phải làm nguội đến nhiệt độ trong phòng để tạo điều kiện tốt cho việc bảo quản sau này.

Thường dùng loại máy sấy thùng quay nằm ngang và loại máy sấy đứng.

5.7

5.8 Hình 6.2. Li tâm liên tục Silver dùng cho đường thương phẩm

Hình 6.1. Máy li tâm liên tục K 850s (BMA)


Hình 6.3. Thiết bị sấy thùng quay

6.3. Bảo quản đường Sau khi sấy và làm nguội, đường được vận chuyển bằng hệ thống băng tải sang các

sàng phân loại rồi đến các phểu chứa đường, sau đó đóng bao và chở vào kho.

Các hiện tượng có thể xảy ra khi bảo quản đường:

6.3.1. Đường bị ẩm

Hiện tượng này thường xảy ra nhất và quan trọng nhất trong quá trình bảo quản.

Không khí đi vào kho sẽ ngưng tụ trên bề mặt tinh thể đường làm cho đường bị ẩm.

6.3.2. Đường đóng bánh

Nguyên nhân chủ yếu là đường sau khi sấy chưa làm nguội đã đóng bao, khi gặp nhiệt

độ bên ngoài giảm đột ngột, lớp nước bão hòa quanh tinh thể đường có thể đạt đến quá bão

Hình 6.4. Thiết bị sấy đứng


hòa sinh ra các tinh thể đường. Chúng liên kết với nhau dần dần tạo thành từng mảng đường.

Ngoài ra còn có thể do nhiều nguyên nhân khác.

6.3.3. Thành phần đường giảm

Nguyên nhân cũng do ẩm đường sinh ra. Vì khi bị ẩm đường dễ bị vi sinh vật xâm

nhập và có thể gây nên hiện tượng chuyển hóa đường.

6.3.4. Đường biến chất

Một số vi sinh vật và mốc làm biến chất đường như: Penicillium glaucum biến đường

thành axit butyric và axit lactic.

Sau khi đường bị ẩm có nhiều loại nấm men làm đường bị chuyển hóa.

Các loại nấm mốc Aspergillus có thể biến đường thành axit xitric hoăc axit axetic.

Các loại vi sinh vật này có sẵn trong mía trong quá trình sản xuất có thể không bị tiêu

diệt hoàn toàn, khi gặp nhiệt độ thấp và môi trường thích hợp chúng trở lại hoạt động, hoặc

do sự xâm nhập từ môi trường bên ngoài.

Để ngặn chặn hiện tượng này trong công nghệ cần chú ý làm sạch cám mía, không kéo

dài thời gian làm sạch và sấy khô các tinh thể đường.

Công nghệ sản xuất bánh - kẹo 83

PHẦN 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÁNH – KẸO

LỜI MỞ ĐẦU

Kỹ thuật sản xuất bánh kẹo chiếm một vị trí khá quan trọng trong công nghiệp chế biến

thực phẩm. Hiện nay yêu cầu về việc tiêu thụ bánh kẹo ở nước ta rất lớn, ngành sản xuất bánh

kẹo tuy đã phát triển nhanh nhưng vẫn chưa thỏa mãn được nhu cầu của nhân dân. Tính theo

đầu người, hàng năm chúng ta mới sản xuất được khoảng 0,66 kg bánh và 0,53 kg kẹo. Mức

sản xuất này còn rất thấp. Ở Liên xô mức sản xuất bánh kẹo là 14,5 kg/người dân trong một

năm.

Ngành công nghệ bánh kẹo của ta còn đang trên đà phát triển. Phần lớn các xí nghiệp

đều sản xuất và quản lý kỹ thuật trong các xí nghiệp bánh kẹo ở nước ta còn nghèo nàn. Do

đó chất lượng các loại kẹo bánh của ta chưa cao. Thêm vào đó chúng ta còn thiếu một số

nguyên liệu cần thiết cho sản xuất bánh kẹo và đã thay thế bằng những nguyên liệu hiện có

mà chưa qua nghiên cứu sâu về các điều kiện kỹ thuật sản xuất. Đó cũng là nguyên nhân làm

giảm chất lượng bánh kẹo của ta.

Giáo trình “Kỹ thuật sản xuất bánh kẹo” nhằm cung cấp một số kiến thức cơ bản về

công nghệ sản xuất bánh kẹo cho sinh viên thuộc chuyên ngành Công nghệ thực phẩm. Trong

giáo trình này chỉ đề cập tới vấn đề công nghệ và không đi sâu vào giới thiệu thiết bị.

CHƯƠNG 1: NGUYÊN LIỆU

Nguyên liệu dùng trong sản xuất bánh kẹo:

a. Nguyên liệu chính: Đường, mật, bột mì v.v...

b. Nguyên liệu phụ: Sữa, bơ, chất béo, gelatin, trứng, quả cây v.v...

1.1. Nguyên liệu chính 1.1.1. Đường

1.1.1.1. Đường kính Đường kính được sản xuất từ củ cải đường và mía đường, saccaroza là tinh thể không

màu có nhiệt độ nóng chảy 165-180oC, hòa tan nhiều trong nước. Cứ 1 kg nước nhiệt độ từ

20oC hòa tan hết 2,09 kg đường saccaroza. Độ hòa tan của saccaroza tăng theo nhiệt độ. Bảng

1.1 nêu lên sự phụ thuộc của độ hòa tan saccaroza theo nhiệt độ.

Bảng 1.1. Độ hòa tan của saccaroza ở các nhiệt độ khác nhau

Chỉ số Nhiệt độ, oC

20 30 40 50 60 70 80 90 100

% saccaroza

trong dung dịch

bảo hòa 67,09 68,70 70,42 72,25 74,18 76,88 78,30 80,00 80,00

Số gam

saccaroza trong

100 gam nước 2038 219,5 238,1 206,0 288,1 320,1 362,0 415,7 489,0


Khi có mặt của các dạng đường khác thì độ hòa tan của saccaroza giảm, nhưng độ tan

của đường chung tăng, nếu ta cho saccaroza trong dung dịch nước của glucoza thì đường

saccaroza hòa tan kém hơn trong nước tinh thiết, nhưng hàm lượng chất khô chung trong

dung dịch đó lớn hơn trong dung dịch đường saccaroza tinh khiết.

Từ đó chúng ta có thể rút ra được tính chất quan trọng của saccaroza như sau: Trong

hỗn hợp với các dạng đường khác, saccaroza cho ta dung dịch có hàm lượng đường chung

cao. Đó là một tính chất quan trọng đối với công nghiệp bánh kẹo. Bảng 1.2 làm sáng tỏ tính

chất trên, nó biểu hiện độ hòa tan của saccaroza ở 50oC khi có thêm đường chuyển hóa.

Bảng 1.2. Độ hòa tan của saccaroza ở 50oC khi có thêm đường chuyển hóa

Số gam trong 100g nước Phần trăm so với dung dịch

Saccaroza

Đường

chuyển

hóa

Lượng

đường

chung

Saccaroza

Đường

chuyển

hóa

Lượng

đường

chung

260,36 260,36 72,25 72,25

243,73 44,31 288,04 62,81 11,42 74,83

228,45 96,17 324,62 53,80 22,65 76,45

215,08 150,46 365,54 46,20 32,32 78,52

196,43 253,02 449,45 35,75 46,05 81,80

Đường glucoza và maltoza cho vào dung dịch của saccaroza thì hàm lượng chất khô

tăng ít hơn so với mật và đường chuyển hóa.

+ Sự tăng hàm lượng chất khô trong dung dịch mật đường bão hòa cũng như trong dung

dịch đường - đường chuyển hóa bão hòa làm cho sirô kẹo và khối kẹo không bị kết tinh.

Saccaroza không háo nước, nó chỉ bắt đầu hút nước khi độ ẩm tương đối của không khí

đạt tới 90% nếu ta cho một dạng đường khác vào dung dịch của saccaroza thì tính háo nước

tăng (bảng 1.3).

Bảng 1.3. Ảnh hưởng của độ ẩm không khí đến tính háo nước của các loại đường

Tên đường Độ ẩm của không khí, (%)

81,8 62,7 43,0

Saccaroza Không hút nước Không hút nước Không hút nước

Sac. + 10% glucoza Bị ẩm sau 10 ngày Không hút nước Không hút nước

Sac. + 10% maltoza Bị ẩm sau 10 ngày Không hút nước Không hút nước

Sac. +10% fructoza Bị ẩm sau 3 ngày Hút ẩm Không hút nước

Sac. + 10% đường

chuyển hóa Bị ẩm sau 3 ngày Bị ẩm sau 23 ngày Không hút nước

Qua bảng trên ta thấy khi cho vào saccaroza 10% đường glucoza hoặc maltoza thì tính

háo nước của hỗn hợp sẽ mạnh hơn so với đường saccaroza tinh khiết, nhưng thấp hơn đường

fructoza và đường chuyển hóa.


Đường saccaroza tạo ra dung dịch quá bão hoà rất dễ dàng. Dung dịch bão hòa không

bền vững dễ bị kết tinh thành tinh thể.

Nếu hệ số quá bão hòa càng lớn thì nhân kết tinh càng nhiều.

+ Đối với sản xuất bánh kẹo, những quá trình xảy ra khi nấu dung dịch đường đậm đặc

có một ý nghĩa quan trọng. Thực nghiệm chỉ rõ rằng khi nấu dung dịch đường saccaroza tinh

khiết đậm đặc thì sự thay đổi hóa học không nhiều lắm. Nếu có sự tham gia của các dạng

đường khác thì sự phân hủy xảy ra rất mạnh và có thể phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn (100oC).

Khi tăng nhiệt độ đến 115-125oC và thời gian nấu tăng từ 60-90 phút thì hàm lượng chất khử

trong sirô tăng từ 13-17%. Nếu tăng nhiệt độ đến 145oC thì lượng chất khử tăng 19-20%, và

nhiệt độ ở 160oC thời gian nấu 30 phút thì hàm lượng chất khử đạt tới 52%. Saccaroza sẽ

phân hủy ở nhiệt độ thấp khi có tác dụng của mật tinh bột vì mật tinh bột có độ axit nhất định

(pH = 5,2) nên làm đường saccaroza chuyển hóa.

Mức độ phân hủy tăng theo thời gian và nhiệt độ. Khi saccaroza bị phân hủy không

những tạo ra đường chuyển hóa, mà còn có các sản phẩm axit khác làm tăng quá trình phân

hủy.

* Tiêu chuẫn kỹ thuật của saccaroza:

Độ ẩm : 0,14%

Đường khử : 0,05%

Độ axit (pH) : 6

Độ tinh khiết : 99,75%

Tỉ lệ tro : : 0,03%

Màu sắc : 1,05 stame.

1.1.1.2. Mật tinh bột Mật tinh bột là một sản phẩm do thủy phân tinh bột chưa triệt để bằng axit hoặc enzim.

Là một trong những nguyên liệu chính dùng trong sản xuất kẹo. Khi thủy phân tinh bột ta thu

được các hydratcacbon có trọng lượng phân tử khác nhau nhưng thành phần chính của mật

tinh bột là dextrin, maltoza và glucoza. Trong sản xuất kẹo thường dùng mật tinh bột có hàm

lượng chất khô 78-80%, trong đó gần 38-42% đường khử (tính theo glucoza). Tỉ lệ glucoza :

maltoza : dextrin trong mật tinh bột là 1:1:3, thành phần của nó phụ thuộc vào mức độ thủy

phân tinh bột. Mức độ thủy phân càng cao thì lượng glucoza càng nhiều và ít dextrin. Dextrin

trong thành phần của mật tinh bột không phải là chất đồng nhất mà phân tử của nó có cấu tạo

từ những số lượng khác nhau các gốc glucoza; maltoza còn gọi là đường mạch nha -

C12H22O11. Khi bị thủy phân, một phân tử maltoza tạo ra hai phân tử glucoza.

Chất lượng và độ bền của sản phẩm bánh kẹo khi bảo quản phụ thuộc vào thành phần

các hydratcacbon của mật, phụ thuộc vào tỉ lệ glucoza, maltoza và dextin trong mật. Nếu ta

dùng mật tinh bột có hàm lượng glucoza cao thì sản phẩm làm ra dễ hút ẩm của môi trường

xung quanh (kẹo cứng), và ngược lại nếu ta dùng mật tinh bột có hàm lượng glucoza thấp thì

sản phẩm làm ra dễ chóng khô (kẹo dẻo, kẹo xốp) khi bảo quản.

Tùy theo yêu cầu sử dụng người ta sản xuất ra mật tinh bột có hàm lượng các loại

đường khác nhau và được chia làm 3 loại :

- Mật đường hóa thấp.

- Mật đường hóa cao.

- Mật đường hóa trung bình.

Các loại trên khác nhau về mức độ đường hóa hay nói cách khác là khác nhau về hàm

lượng đường khử. Hàm lượng đường khử của từng loại như sau:


- Mật đường hóa cao có nguồn lượng đường khử lớn.

- Mật đường hóa cao có hàm lượng hơn 60% theo glucoza.

- Mật đường hóa thấp có hàm lượng 26 - 38% glucoza.

- Mật đường hóa trung bình: 48-58% glucoza.

Tùy theo mức độ đường hóa tinh bột mà tính chất của mật có thay đổi (thay đổi về độ

nhớt, độ ngọt và tỉ trọng). Độ nhớt của mật càng thấp khi mức độ đường hóa càng cao. Độ

ngọt của mật đường hóa thấp, kém hơn của mật đường hóa bình thường. Mật đường hóa cao

có độ ngọt cao nhất trong các loại mật kể trên.

Vai trò của mật tinh bột: Mật tinh bột trong kỹ nghệ sản xuất kẹo đóng vai trò chất

chống hồi đường. Tính chất chống kết tinh của mật tinh bột là do nó làm tăng độ nhớt của

dung dịch đường mật so với dung dịch đường saccaroza tinh khiết ở cùng một nồng độ, và

đồng thời làm tăng độ hòa tan chung của đường có trong hợp chất. Trong sản xuất kẹo cứng

nếu ta dùng mật tinh bột có hàm lượng maltoza cao thì tính hút nước của kẹo sẽ thấp, kẹo có

độ bóng tốt.

Chỉ số quan trọng của mật tinh bột là độ axit. Độ axit không được quá 25o đối với mật

hảo hạng, đối với mật loại 1 không quá 27o. Ở đây 1o axit bằng số mol dung dịch NaOH

0,1M để trung hòa 100g chất khô của chất đó. Khả năng chuyển hóa được saccaroza trong

quá trình sản xuất kẹo phụ thuộc vào độ axit của mật cuối và các chất phi đường có trong

mật.

1.1.1.3. Đường chuyển hóa - Đường chuyển hóa cũng được dùng trong sản xuất kẹo (khi không có mật, hoặc khi

sản xuất loại kẹo đòi hỏi lượng mật không cao) sirô chuyển hóa dùng làm kẹo cần có các

thành phần như sau:

+ Hàm lượng đường khử : 70-78%.

+ Hàm lượng chưa khử : 2-10%.

+ Hàm lượng nước : 18-20%.

- Đường chuyển hóa khi nấu nóng thì tính chất hóa lý của nó thay đổi mạnh hơn đường

saccaroza vì đường fructoza rất nhạy với nhiệt độ.

- Nếu ta tăng nhiệt độ và thời gian nấu thì độ axit của đường chuyển hóa tăng, đặc biệt

là fructoza bị phân hủy tạo ra axit levulic và các axit khác.

Màu sắc của dung dịch đường chuyển hóa bắt đầu tăng ở nhiệt độ 100-120oC, màu sắc

càng tăng khi nhiệt độ đạt tới 145-160oC và thời gian nấu từ 60-90 phút. Màu của dung dịch

đường chuyển hóa tan nhanh là do sản phẩm này được tạo ra khi phân hủy sâu xa đường

chuyển hóa, đặc biệt là fructoza.

Trong môi trường kiềm thì sự phân hủy đường xảy ra mạnh nhất và tạo ra các sản phẩm

phân hủy màu sắc đậm.

Đuờng chuyển hóa hầu hết là háo nước, do đó dùng hạn chế trong sản xuất kẹo. Khi bảo

quản ở nhiệt độ 20oC và độ ẩm của không khí 50% thì nó bắt đầu hút ẩm nếu tăng độ ẩm của

không khí lên 65-70% thì khả năng hút ẩm tăng và dễ bị chảy nước.

Đường chuyển hóa có khả năng khử ôxi của oxit đồng thành oxit đồng thấp. Dựa vào

khả năng này ta có thể xác định hàm lượng của nó trong dung dịch cần nghiên cứu.

Để sirô có hàm lượng đường chuyển hóa hết 70-80% người ta dùng dung dịch đường có

nồng độ 80% và axit HCl, lượng axit cho vào phụ thuộc vào chất lượng của đường và ở trong

giới hạn 0,015-0,03%, so với trọng lượng đường kính thường dùng 0,02-0,03% HCl. Axit

cho vào sirô đường ở nhiệt độ 90oC có nồng độ 40%.


Nếu dùng 0,02% axit thì thời gian chuyển hóa là 30 phút và nếu dùng 0,03% axit thì

thời gian chuyển hóa là 20 phút. Sau khi thu được sirô chuyển hóa cần trung hòa và làm lạnh

ngay (50-45oC).

Không nên bảo quản sirô chuyển hóa ở nhiệt độ cao, vì thành phần của nó bị phân hủy

(nhất là fructoza).

1.1.1.4. Glucoza Đường glucoza dùng trong sản xuất kẹo có trong thành phần của đường chuyển hóa và

mật tinh bột. Glucoza thu được là dung dịch thủy phân tinh bột đến tận cùng bằng axit.

Glucoza là chất kết tinh thường gặp ở hai dạng: Glucoza khan và glucoza ngậm nước

C6H12O6.H2O. Trọng lượng riêng của glucoza khan là 1,5384 T/m3 và của glucoza ngậm

nước là 1,5714 T/m3. Điểm nóng chảy của glucoza là 146oC. Glucoza có trong dung dịch ở

hai dạng và , nếu kết tinh khỏi dung dịch chỉ có dạng .

Độ hoà tan của glucoza tăng theo nhiệt độ, ở nhiệt độ cao hơn 60oC độ hòa tan của nó

sẽ cao hơn của saccaroza. Độ hòa của glucoza tăng theo nhiệt độ được nêu ở bảng 1.4.

Bảng 1.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ hòa tan và độ nhớt glucoza

Chỉ số Nhiệt độ, oC

20 30 40 50 60 70 80 90

% glucoza trong

dung dịch bảo

hòa

47,72 54,64 61,83 70,9 74,73 78,23 81,83 81,63

% glucoza trong

100 phần nước 91,60 120,46 126,14 243,8 295,0 359,9 436,3 552,27

Độ nhớt, N.s/m2 0,813 0,187 0,224 0,509 0,662 0,784 1,04 0,183

Glucoza tinh thể ít háo nước, nó bắt đầu hút ẩm khi độ ẩm của không khí đạt tới 85-

90%. Glucoza ở dạng dung dịch háo nước hơn dạng tinh thể, vì trong tinh thể có dạng -

glucoza và -glucoza.

Glucoza có khả năng khử oxit đồng (II) thành oxit đồng (I). Dựa vào khả năng đó để

định lượng glucoza trong dung dịch.

Khi nấu nóng glucoza trong môi trường axit thì các sản phẩm phân hủy được tạo thành

(anhydrit, hydroxy metyfuron, chất màu). Trong dung dịch kiềm glucoza bị phân hủy và tạo

ra các chất màu mạnh hơn.

Độ ngọt của glucoza là 60-75%. Trong sản xuất kẹo, glucoza rất dễ hấp thụ nên dùng

trong sản xuất kẹo cho trẻ em.

* Các chỉ tiêu chất lượng của glucoza:

Màu sắc : Trong suốt hơi vàng nhạt

Độ axit : Không quá 25o

Độ trơn : Không quá 0,45%

Chất khử : 60%.

Độ ẩm : 14-20%

Nhiệt độ nấu : 140oC hơi sẫm màu.

Kim loại nặng : Không cho phép.


1.1.1.5. Maltoza

Maltoza hoặc đuờng mạch nha là disaccarit, có công thức chung C12H22O11. Khi thủy

phân maltoza bằng amilaza hoặc bằng axit thu đuợc hai phân tử glucoza. Trước lúc xuất hiện

phân tử glucoza đầu tiên thì maltoza rất bền dưới tác dụng của nhiệt độ cao, nhưng sau đó

quá trình phân hủy maltoza xảy ra rất nhanh. Dưới tác dụng của dung dịch kiềm đậm đặc

maltoza bị phân hủy tạo ra axit lactic:

Độ hòa tan maltoza tăng theo nhiệt độ cụ thể như sau:

Nhiệt

độ 21 29,6 34,4 43,5 54,2 66.3 74,2 87,0 96,0

Độ hòa

tan % 44,1 48,0 49,6 55,3 60,2 66,7 72,3 79,3 85,1

Độ ngọt của maltoza so với đường saccaroza là 30%.

Trong sản xuất kẹo nếu dùng quá nhiều maltoza thì kẹo dễ bị chảy và sẩm màu.

* Tiêu chuẩn chất lượng maltoza:

+ Trong suốt, có vị ngọt thanh và hơi có mùi của mầm lúa, không có tạp chất.

+ Hàm lượng đường khử : 55%

+ Độ tro : Không quá 5,5%

+ Nhiệt độ nóng chảy : 1800C.

+ Độ ngọt so với saccaroza : 30-40.

1.1.1.6. Đường fructoza

Đường fructoza trong sản xuất kẹo có trong thành phần của đường chuyển hóa hoặc

trong bán thành phẩm của kẹo khi nấu. Trọng lượng phân tử của fructoza khan là 180, nhiệt

độ nóng chảy 104oC. Nếu độ ngọt của saccaroza là 1 thì của fructoza là 1,5.

Fructoza dễ hòa tan trong nước, độ hòa tan của nó cao hơn saccaroza và glucoza, độ hòa

tan tăng theo nhiệt độ.

Nhiệt độ 20 30 40 50

Độ hòa tan trong nước, % 78,94 81,64 84,34 86,90

Fructoza rất háo nước, nó hút ẩm khi độ ẩm của không khí là 45-50%. Fructoza có khả

năng khử oxit đồng giống glucoza, song tốc độ nhanh hơn. Khi tăng độ axit của môi trường

thì tốc độ phân hủy tăng. Nếu fructoza trong môi trường kiềm thì nó tạo ra chất màu ngay từ

đầu.

1.1.1.7. Mật ong Mật ong là do con ong tự tổng hợp từ nhiều loài hoa khác nhau, do đó mùi vị, màu sắc

và thành phần hóa học có khác nhau.

Thành phần chính của mật ong bất kỳ gồm đường 74% nước 18%. Trong phần trăm

đuờng nói trên có 3% là fructoza, 35% glucoza, saccaroza 2%, ngoài ra trong thành phần của

mật ong còn có dextrin, chất phi đường, protit, chất khoáng, men, vitamin C, vitamin B, chất

màu, chất thơm.

Mật ong còn bảo quản nơi khô thoáng, độ ẩm của không khí 75-80%, nhiệt độ không

quá 10oC. Mật ong dùng để sản xuất kẹo mềm, khan và bích qui.

Ngoài mật ong tự nhiên còn có mật ong nhân tạo từ sirô đường vì thêm các chất thơm

có trong thành phần của mật ong tự nhiên.


1.1.2. Bột Trong sản xuất bánh kẹo người ta dùng nhiều loại bột để sản xuất ra các loại bánh Âu

và bánh Á, nhưng dùng nhiều nhất chủ yếu vẫn là bột mì.

Qua các công trình nghiên cứu của “Viện nghiên cứu về bánh kẹo bên Liên Xô” cho

biết: hạng bột, màu sắc, số lượng đến chất lượng gluten, cũng như độ mịn của bột đều có ảnh

hưởng đến chất lượng của bánh.

1/ Bột hạng thấp làm bánh bích qui tối màu do đó trong sản xuất bánh bích qui nên

dùng bột hảo hạng hoặc bột hạng I.

2/ Số và chất lượng gluten: Chất lượng gluten ảnh hưởng lớn đến chất lượng của sản

phẩm. Tùy theo từng loại bánh sử dụng bột có chất lượng gluten khác nhau.

Bích qui xốp dùng bột có chất lượng gluten yếu và trung bình.

Bích qui dai dùng bột có chất lượng gluten trung bình và tốt

Số lượng gluten ảnh hưởng lớn chất lượng của bánh, song hàm lượng gluten cao thì độ

ẩm bột nhào tăng, do đó thời gian nướng bị kéo dài, cho nên ta cần hạn chế lượng gluten

trong giới hạn 27-30%.

3/ Độ mịn của bột:

Độ mịn của bột ảnh hưởng rõ nhất đến chất lưuợng của bích qui xốp. Tốc độ trương nở

của gluten trong bột thô bé hơn trong bột mịn, vì bề mặt riêng của bột thô sản xuất ra bích qui

dai có cấu trúc và tính chất không khác bích qui xốp (tất nhiên dựa vào thực đơn của bích qui

dai). Nếu dùng bột thô thì bánh qui xốp làm ra có độ dòn lớn hơn, cấu tạo xốp hơn và thể tích

tăng lên nhiều hơn so với khi dùng bột mịn.

Ngoài ra còn chỉ số như mùi vị, độ tro, độ ẩm phải đáp ứng với chỉ tiêu của từng loại

bột.

Khi sản xuất một số bánh bích qui ta có thể thay 5% bột mì bằng bột đậu nành. Bột đậu

nành dùng sản xuất bánh có hàm lượng chất béo 19-21%, protit 38-41%, bột đậu nành không

được có mùi quả đậu.

4/ Thành phần hóa học của bột:

a. Hàm lượng tro: Hàm lượng tro càng cao bột càng xấu. Hàm lượng tro trong các loại

bột như sau:

Bột cao cấp : 0,55%

Bột hạng I : 0,75%

Bột hạng II : 1,25%

Bột không phân loại : 1,23%

Trong tro có các chất khoáng như K2O, Na2O, CaO, Fe2O3.

b. Tinh bột: Chiếm tỉ lệ nhiều nhất, nó là thành phần chính của bột khoảng 68-75%

hạng bột càng cao thì tinh bột càng nhiều. Cho tinh bột vào mứt có nhiệt độ 50oC, tinh bột bắt

đầu nở, nếu tăng nhiệt độ đến 65-67oC, tinh bột sẽ bị hồ hóa.

c. Đường trong bột: Gồm có saccaroza (2%), maltoza, glucoza và fructoza. Nếu trong

bột chứa nhiều maltoza chứng tỏ lúa mì thu hoạch non, hàm lượng đường trong bột có một ý

nghĩa lớn khi lên men bột.

d. Chất béo: Chứa trong hạt từ 2-3%. Trong quá trình bảo quản, chất béo bị men thủy

lên thành axit béo tự do, và do tác dụng của không khí bên ngoài nên bột bị oxy hóa đưa đến

hư hỏng.

e. Enzym trong bột:


Trong bột có chứa nhiều loại enzym làm ảnh hưởng đến chất lượng của bột. Các loại

enzym quan trọng như: enzym amilaza, men proteaza: phân hủy protit trong bột tạo ra axit

amin, NH3 ... làm cho bột có mùi hôi.

f. Hàm lượng vitamin trong bột: Hạng bột càng cao thì hàm lượng vitamin càng thấp

(bảng 1.5).

Bảng 1.5. Hàm lượng vitamin trong các loại bột

Hạng bột Vitamin, mg/kg

B1 B2 PP

Bột hảo hạng 0,77 - 1,3 0,25 - 0,61 7,0 - 13,5

Bột loại I 1,27 - 3,7 0,37 - 0,61 12,5 - 18,5

Bột hạng II 3, - 7,4 0,50 - 0,11 16,5 - 36,1

* Tiêu chuẩn kỹ thuật của bột:

Độ ẩm : 14%

Độ axit (tính theo axit lactic) : 0,5%

Lượng gluten ướt : 23 -26%

Hàm lượng tro:

Trong bột loại I : 0,75%

Trong lượng loại II : 1,25%

Trong bột loại III : 1,4%

Độ giãn dài của gluten : 0,3 cm/phút

Hàm lượng tro : Không

Hòa tan trong HCl : 0,22%

Tạp chất sắt : 2 -3 mg/kg

Sử dụng và bảo quản bột: Trước khi đưa vào sản xuất cần phân ra loại bột tốt, xấu, to,

nhỏ theo yêu cầu cho từng loại bánh rây; tách các tạp chất, sâu mọt; cần xác định hàm lượng

gluten, độ chua, hàm lượng tro.

Ở Châu Âu hiện nay người ta bảo quản bột không chứa trong bao mà đổ ra trong kho,

thời gian bảo quản là 30 ngày, yêu cầu thủy phân của bột không quá 13,75%.

Kho phải khô ráo, kín, sạch sẽ; đề phòng sâu, chuột phá hoại; không nên để chung với

hàng hóa có mùi khác, bột dễ hấp thụ sinh ra hư hỏng.

1.2. Nguyên liệu phụ

1.2.1. Sữa Gồm có sữa tươi, sữa đặc, sữa khô. Trong sản xuất bánh kẹo thường dùng cả ba loại

trên.

1. Thành phần hóa học của sữa nguyên chất:

Prôtit : 3,3%

Chất béo : 5,7%

Nước : 87,0%

Đường (lactoza) : 4,7%

Chất khoáng : 0,7%

Hợp chất azốt (hợp chất nitơ) : 3,3%

Trong đó có :

Casein : 2,7


Albumin : 0,4

Globulin : 0,2

Độ axit : 170

Thành phần hóa học của sữa thay đổi theo từng vùng, từng mùa, từng giống bò, nhưng

sự thay đổi này không lớn lắm.

Cazein không hòa tan trong nước. Trong sữa cazein ở dạng hợp chất cùng với canxi tạo

ra dung dịch keo sánh. Khi đun nóng sữa chất này không đông đặc, nhưng dưới tác dụng của

men đông tụ sữa thì nó sẽ kết tủa. Người ta lợi dụng tính chất này để làm phomat.

Albumin của sữa hòa tan trong nước, khi đun nóng đến nhiệt độ 70-80oC nó tách khỏi

dung dịch ở dạng đông đặc và tạo ra váng sữa.

Protit của sữa rất quý, rất có giá trị về dinh dưỡng, dễ tiêu hóa, khi có sự tham gia của

protit thực vật thì sự tiêu hóa của nó hầu như hoàn toàn (94-97%).

Trong sữa còn có các loại vitamin B1, B2, B3, B4, C, PP hòa tan trong nước và các

vitamin A, E, D hòa tan trong chất béo, nhưng trong quá trình chế biến các sinh tố A, E và B1

bị phá hủy.

Trong sữa có muối vô cơ, hữu cơ và muối kim loại Na, K, Ca, Mg v.v... Muối vô cơ

trong sữa chủ yếu là muối của axit photphoric, còn muối hữu cơ phần lớn là muối của axit

citric. Tất cả tạo ra môi trường cần thiết hòa tan protit.

Độ chua của sữa: Do các axit xitric, axit photphoric gây nên. Độ chua của sữa tươi từ

16-18o. Vi sinh vật có trong sữa lên men lactin làm độ chua tăng. Sữa có độ chua từ 16-18o sẽ

không bị đông tụ khi đun nóng, nhưng nếu độ chua từ 26-28o thì bị đông tụ dưới tác dụng của

nhiệt.

Đặc biệt trong sữa có nhiều vi sinh vật từ không khí và ở vú động vật lẫn vào khi vắt

sữa. Vi sinh vật này phát triển ở nhiệt độ thường rất nhanh. Vì vậy trước khi dùng hoặc đưa

chế biến cần thanh trùng nhanh ở nhiệt độ 85-87oC, sau đó làm nguội. Nếu thanh trùng lâu ở

nhiệt độ dưới 63oC thì không thể thanh trùng hoàn toàn, do đó sữa bảo quản không được lâu.

2. Sản phẩm của sữa:

a. Sữa đặc: Do cô đặc sữa tươi trong thiết bị chân không, có hoặc không thêm đuờng,

thủy phần của sữa là 25%, loại có đường dễ quản hơn loại không đường.

* Tiêu chuẩn kỹ thuật của sữa đặc:

Độ ẩm : 25,5%

Đường saccaroza : 40 - 44%

Chất béo : 8,5%

Độ axit : 48oT (1T = 0,1K)

Vi trùng gây bệnh đường ruột : Không có

Hàm lượng đồng : 5/1.000.000

Hàm lượng Sn : 100/100.000

Hàm lượng Pt : 2/1.000.000

b. Sữa khô: Do sấy sữa tươi trong máy sấy phun hoặc sấy tấm mỏng. Khi hòa tan sữa

khô có chất lượng như sữa nguyên chất. Theo tiêu chuẩn quy định thì thành phần của sữa khô

như sau:

Nước : 7 - 9%

Chất béo : 25 - 30%

Chỉ số axit : 22oT

Độ hòa tan : 85%


Vi trùng gây bệnh đường ruột : Không có

3. Các bệnh thường xảy ra khi bảo quản sữa:

Sữa khô thường bị vón cục, màu sắc sẫm do bị ôxy hóa. Thành phần và chất lượng của

nó bị biến đổi do nhiệt độ, độ ẩm bảo quản không đúng tiêu chuẩn kỹ thuật và do bao gói

không kín.

Sữa đặc thường bị đông cục, màu trở nên vàng, hộp bị phồng. Nguyên nhân do caxein

trong sữa tác dụng với canxi của sữa ở nhiệt độ thích hợp tạo ra cazein canxi vón cục có màu

vàng hơi đỏ và các quá trình lên men sinh ra khí làm phồng hộp (bên trong áp suất cao).

Chế độ bảo quản sữa:

Loại sữa Nhiệt độ Thời gian

Sữa tươi 1-2oC 1-2 ngày

Sữa khô -1-1oC 8-12 tháng

Sữa đặc trong hộp nhỏ 1-1oC 10-12 tháng

Sữa đặc trong hộp lớn -1-1oC 6-8 tháng

Phomat 0-2oC 4-12 tháng

1.2.2. Trứng và các sản phẩm của trứng

Trứng có giá trị dinh dưỡng rất cao, làm cho bánh có mùi thơm ngon, bánh xốp, còn có

màu đẹp.

1. Trứng gà tươi: Gồm lòng đỏ : 30,0%

Lòng trắng : 58,5%

Vỏ : 11,5%

Bảng 1.6. Thành phần hóa học của trứng

Sản phẩm Sữa tươi Chất khô, % Nitơ, % Chất béo, % Hyratcacbon Tro,%

Trứng không vỏ 74,0 26,0 12,0 0,5 1,0

Lòng đỏ 53,5 46,5 29,0 0,5 1,0

Lòng trắng 86,5 15,5 0,03 0,3 0,5

Trứng vịt, ngang 70,5 29,5 15,0 1,1

Trứng bột 8,5 5 36,0 3,5

* Lòng đỏ:

Trong lòng đỏ có chứa nhiều vitamin B1, B2, B3, D và E. Trong thành phần của nó còn

có 10% lêxitin là chất tạo nhũ tương rất tốt.

* Lòng trắng:

Có khả năng tạo bọt. Khi đánh lòng trắng thể tích của nó tăng lên 7 lần so với thể tích

cũ. Khả năng tạo bọt tăng tốt nhất khi đánh lòng trắng trứng với nước theo tỉ lệ 1/4. Chất béo

và đường làm giảm khả năng tạo bọt của lòng trắng trứng.

Nếu tỉ lệ lòng trắng trứng và đường là 12,5 thì thể tích sau khi đánh chỉ tăng 4-5 lần so

với thể tích ban đầu.

Nhiệt độ đông tụ của lòng trắng trứng là 63-75oC.

* Vỏ trứng:

Thành phần chính của vỏ trứng là CaCO3 và MgCO3 (91,6-95,7%) và một số chất hữu

cơ khác (khoảng 3,55-6,45%).

2. Trứng ướp lạnh: Trứng làm lạnh là một khối đồng nhất. Trứng đưa làm lạnh có thể

tách riêng lòng đỏ và lòng trắng, tránh tách vỏ cho vào máy đánh đều thành hỗn hợp rồi cho


vào thùng sắt tây và đưa làm lạnh đến nhiệt độ bình thường. Trứng làm lạnh không được có

mùi vị lạ và cần đảm bảo các chỉ tiêu sau (bảng 1.7).

Bảng 1.7. Một số chỉ tiêu của trứng làm lạnh

Chỉ tiêu Hỗn hợp Lòng đỏ Lòng trắng

Độ ẩm không quá 75% 52 - 54% 85 - 88%

Chất béo % 10 27 vết

Protit 10 15 11

Độ axit 15 30

Kiềm 14

Hợp chất lạ Không cho phép

3. Bột trứng khô:

Là do sấy đỏ hoặc lòng trắng trong các máy sấy phun hoặc tấm mỏng. Từ máy sấy

phun ra ta được bột trứng khô và loại bột trứng này dễ tan trong nước hơn sấy tấm mỏng.

Bảng 1.8. Thành phần hóa học của trứng khô

Thành phần Bột trứng khô Lòng trắng Lòng đỏ

Nước 8,5 12,6 0,5

Protit 52,0 73,6 35,1

Chất béo 36,0 0,3 52,3

Tro 3,1 5,2 3,4

Chuẩn bị trứng và các thành phần của trứng cho vào sản xuất:

a. Trứng tươi:

Trứng sau khi chọn được đem làm sạch trong bể 3 ngăn, quá trình làm sạch tiến hành

như sau:

- Ngăn thứ nhất trứng được đặt trên lưới và rửa bằng nước ấm trong vòng 9-10 phút,

nếu trứng quá bẩn thì dùng chổi quét.

- Ngăn thứ hai trứng được rửa bằng dung dịch clorua CaOCl 2% trong vòng 5 phút.

- Trong ngăn thứ ba rửa trứng bằng dung dịch cacbonat natri 2% và tráng qua bằng

nước nóng trong vòng 5 phút.

b. Trứng ướp lạnh:

Các bình đựng trứng cần rửa qua nước ấm, dùng chổi quét băng xung quanh và sau đó

cho vào thùng có nhiệt độ 45oC để làm tan hết băng.

Khi làm cần xử lý qua rây có đường kính 1- 3 mm. Sản phẩm này cần xử lý ngay trong

vòng 3 giờ.

c. Trứng khô:

Trước khi sử dụng cần trộn với nước để thu được dạng nhũ tương có độ ẩm 25-30%,

nhiệt độ của nước không quá 50oC để lòng trắng khỏi đông tụ. Nhũ tương thu được cần lọc

để loại bỏ các tạp chất.

Lòng trắng cần ngâm trong nước có nhiệt 30-35oC trong vòng 8 giờ, lượng nước dùng

ngâm là 25-30% so với lượng bột trứng.

Chế độ bảo quản trứng:

Tùy theo từng loại trứng và sản phẩm của trứng mà tiến hành bảo quản ở các điều kiện

khác nhau. Bảng 1.9 nêu lên điều kiện bảo quản của một số loại sản phẩm cụ thể của trứng.


Bảng 1.9. Điều kiện bảo quản của một số loại sản phẩm cụ thể của trứng

Tên sản phẩm Độ ẩm của không

khí, %

Nhiệt độ bảo quản, oC

Thời gian bảo quản, tháng

Trứng gà đựng

trong thùng gỗ Phòng khô ráo 5 - 6 1

Trứng gà đựng trong

trong hộp sắt tây

6 - 7 6 - 7

85 - 88 1,0 - 2,0 8

Trứng ướp lạnh 80 - 85 0 - 10

Bột trong bao 80 - 85 5 - 6 3

Bột trong hòm gỗ 60 - 65 5 - 8 6 - 7

Bột trong thùng

sắt tây 60 - 65 5 - 8 12

1.2.3. Chất tạo đông

1.2.3.1. Gelatin

Gelatin là chất keo động vật thu được bằng cách ninh nguyên liệu có colagen lấy trong

xương, trong da, trong sụn, trong gân của động vật. Công thức thực nghiệm của colagen

C102H149O38N31. Khi thủy phân colagen kết hợp với một phân tử nước tạo ra C102H151O39N31.

Trong nước lạnh gelatin hút nước và trương nở rất nhanh. Khối lượng tăng tới 15 lần so với

khối lượng chính của nó. Gelatin hòa tan trong nước nóng. Không hòa tan trong dung môi

hữu cơ trong cồn và xăng. Nó đông tụ ở nước lạnh. Gelatin rất nhạy với nhiệt độ khi nấu

nóng đến 60oC thì khả năng yếu dần và mất hẳn khi có tác dụng của axit.

Nhiệt độ nóng chảy của gelatin rất thấp từ 8-10oC. Gelatin có nhiệt độ nóng chảy và

đông tụ thấp nên gây khó khăn trong việc sản xuất kẹo.

Gelatin thực phẩm phải trong suốt, dạng bột hoặc dạng tấm, độ ẩm không quá 16%, độ

tro không quá 2%.

Người ta dùng gelatin trong sản xuất kẹo mềm và các loại kẹo khác. Gelatin có tác

dụng chống hối đường và giữ cho kẹo có độ mềm ổn định. Ở nước ta cũng dùng gelatin sản

xuất kẹo mềm, song chưa được phổ biến rộng rãi.

1.2.3.2. Pectin Pectin có trong thành phần của quả và các dạng thực vật khác. Ở Liên xô người ta lấy

pectin từ bã củ cải. Trong bã củ cải có từ 25-30% pectin. Ở nước ta pectin lấy từ cam, chanh,

quýt v.v ... Pectin dễ nở, hòa tan trong nước ấm và nước nóng tạo ra một dung dịch có độ

nhớt cao. Khi nấu trong dung dịch đường có thêm axit thì pectin tạo ra keo bền. Nhiệt độ

đông tụ của dung dịch pectin đường là 65-75oC.

Pectin ở dạng bột màu trắng hoặc màu vàng nhạt, hơi chua, độ ẩm không quá 14%,

hàm lượng tro không quá 3,2-3,5%.

Bảo quản pectin ở nhiệt độ không quá 30oC và độ ẩm của không khí 85%, thời gian

bảo quản là 6-7 tháng.

1.2.3.3. Rau câu tinh chế (thạch aga-aga)

Rau câu là loại thực vật mọc ở biển. Rau câu tinh khiết hầu như không hòa tan trong

nước lạnh. Rau câu tinh khiết hòa tan hoàn toàn trong nước đang sôi. Nếu trong dung dịch có

0,2% rau câu khi làm lạnh sẽ đông tụ, sự đông tụ này bền nhất khi trong dung dịch có 0,3-

1,03% rau câu.


Trong nước nóng nhiệt độ lớn hơn hoặc bằng 90oC thì rau câu tạo ra dung dịch keo có

nồng độ 8%, khi nhiệt độ của nước 120oC thì rau câu tạo ra dung dịch có nồng độ 15%. Cho

đường vào dung dịch rau câu ta sẽ có dạng đông tụ hỗn hợp. Nhưng độ bền đông tụ giảm khi

có tác dụng của axit vì axit sẽ thủy phân rau câu trong môi trường axi nên khả năng tạo đông

của rau câu giảm, mức độ giảm khá lớn khi tăng nhiệt độ của môi trường axit (bắt đầu từ

60oC). Khi cho đường vào rau câu ta sẽ có dạng đông tụ hỗn hợp, dạng này càng bền khi

lượng nước càng thấp, do dó trong sản xuất nên cô đặc dung dịch nói trên trong chân không

hoặc áp suất thường.

Theo tiêu chuẩn thì rau câu loại tốt phải có màu trắng, độ tro không quá 4,5%, hàm

lượng nitơ không quá 1%. Rau câu loại I có màu vàng đến màu nâu sáng, độ tro không quá

80%, thời gian bảo quản tối đa là 1 năm.

1.2.4. Chất béo

Chất béo phổ biến rộng rãi trong thiên nhiên, nó là este của glyxerin và axit béo. Tính

chất hóa học của chất béo phụ thuộc vào thành phần hóa học của axit béo và sự phân bố trong

phân tử triglyxerit có trong thành phần chất béo. Triglyxerit có dạng chung như sau:

CH2 - OCOR1 | CH - OCOR2 Trong đó: R1, R2, R3 là gốc của axit. | CH2 - OCOR3

Trong thành phần của triglyxerit có axit no và chưa no. Chất béo chia làm hai loại: dầu

thực vật và mỡ động vật. Trong công nghệ bánh kẹo, chất béo đóng vai trò quan trọng trong

cơ cấu các mặt hàng, nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, làm cho sản phẩm có vị

ngon và giữ được hương vị bền vững.

Muốn đánh giá chất lượng của chất béo cần xác định tính chất hóa lý, và các chỉ số

chất lượng của nó. Các chỉ số đặc trưng của chất béo là:

+ Tỉ trọng, nhiệt độ nóng chảy và đông đặc thể hiện sự liên quan giữa axit rắn và lỏng

trong thành phần chất béo.

+ Chỉ số iốt thể hiện hàm lượng axit béo không no trong thành phần triglyxerit.

+ Chỉ số xà phòng đặc trưng cho axit béo có trong thành phần của chất béo đã cho.

+ Chỉ số axit đặc trưng cho mức độ phân hủy của chất béo.

1. Dầu thực vật:

a. Dầu ca cao lấy từ quả ca cao, trong hạt có tới 58% dầu. Nó là một nguyên liệu rất có

giá trị để sản xuất bánh kẹo. Ca cao được dùng trong sản xuất kẹo - socola, socola thanh, làm

vỏ socola cho kẹo. Theo thành phần hoá học thì dầu ca cao chủ yếu là glyxerit của axit béo,

khi tươi có màu vàng nhạt, mùi thơm dễ chịu, ở nhiệt độ thường dầu ca cao ở thể rắn. Nhiệt

độ nóng chảy của dầu ca cao thấp hơn nhiệt độ của cơ thể người (32-36oC), do đó khi ta ăn

socola rất dễ tan. Khi làm lạnh dầu ca cao đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ đông đặc thì nó sẽ

cứng lại, có cấu tạo tinh thể và thể tích giảm. Tính chất này rất có giá trị trong công nghệ sản

xuất socola (socola rất dễ róc khuôn).

Dầu ca cao khi kết tinh tạo ra các tinh thể khác nhau. Các tinh thể này có tính chất hóa

lý không giống nhau, đó là hiện tượng điển hình. Trong dầu ca cao có 4 dạng đa hình


, , ,’, dạng ’ thì bền, ba dạng còn lại đều không bền. Tính đa hình đó là một nhược điểm

làm cấu trúc tinh thể không ổn định và sẽ bị xám màu.

* Chỉ số hóa học của dầu ca cao như sau:

Tỉ trọng ở 40oC : 0,9206

Nhiệt độ nóng chảy : 32-36oC

Nhiệt độ đông đặc : 22-27oC

Chỉ số xà phòng hóa : 192-200

Chỉ số iốt : 34-36

Chỉ số axit : 1,0-11,5

b. Dầu dừa: Dầu dừa lấy từ cùi dừa bằng cách ép, dầu dừa tươi có mùi thơm ngon.

Trong công nghệ bánh kẹo người ta dùng dầu dừa làm nhân kẹo và nhân bích qui v.v…

* Dầu dừa tinh khiết có các chỉ số hóa lí như sau:

Tỉ trọng ở 15oC : 0,925-0,926

Nhiệt độ nóng chảy : 20-28oC

Chỉ số xà phòng : 192-200

Chỉ số iốt : 5,0-10,0

Nhiệt độ đông đặc : 14-250C.

Dầu dừa tinh khiết ở 15oC có màu trắng, ở 40oC là chất lỏng trong suốt.

c. Dầu hướng dương và dầu bông:

Lấp ra bằng phương pháp ép, phương pháp trích ly hoặc phối hợp (lúc đầu ép sau đó

trích ly).

Hạt đem làm sạch, sấy, tách vỏ. Sau đó đem hạt nghiền nhỏ, hấp sấy trong nồi hấp sấy ở

nhiệt độ 105-110oC, sau đó đưa vào máy ép để ép dầu. Khô dầu sau khi ép có hàm lượng là

6-8%. Dùng phương pháp trích ly thì thu được lượng dầu nhiều hơn. Dung môi trích ly phần

lớn là etxăng. Lượng dầu còn lại trong bã sau khi trích ly 1-1,5%. Dầu lấy ra từ phương pháp

trích ly rất tinh khiết, có giá trị thực phẩm cao. Các chỉ số hóa lý của dầu hướng dương và

dầu bông như sau:

Các chỉ số Dầu hướng dương Dầu bông

Tỉ trọng ở 15oC 0,912-0,931 0,925-0,932

Nhiệt độ đông đặc 16-18 0-620

Chỉ số xà phòng 185-194 191-199

Chỉ só iốt 19-144 101-120

2. Chất béo hydro hóa (chất béo cứng):

Hydro hóa là quá trình làm cho chất béo chưa no ở thể lỏng qua tác dụng của hydro

được trở thành chất béo no ở thể rắn.

Chất béo hyđro hóa có hàm lượng axit béo không no vì vậy chỉ số iốt cũng rất cao (dầu

bông, dầu hướng dương, dầu lạc, dầu vừng).

Điểm nóng chảy của dầu hyđro rất cao, đó là một ưu điểm lớn. Tính keo và độ cứng của

chất béo hyđro hóa có ảnh hưởng rất quan trọng đối với chất lượng của kẹo. Tính keo của

chất béo hyđro hóa giúp cho bánh kẹo có thể chịu đựng lực tác dụng bên ngoài nghĩa là bánh

kẹo không bị biến dạng, không bị nứt nẻ. Các ưu điểm lớn của dầu hyđro hóa như sau:

+ Độ cứng cao.


+ Tính keo tốt.

+ Màu sắc sáng.

+ Không mùi ở dạng nguyên chất.

+ Giá thành hạ.

Thành phần hóa học của dầu hyđro hóa:

+ Nước

+ Axit béo tự do

+ Nhiệt độ nóng chảy: 38-46oC

+ Màu sắt: Trắng đẹp

+ Mùi vị: Thơm ngon

3. Bơ là sản phẩm thu được từ váng sữa bằng phương pháp li tâm. Bơ là dạng nhũ tương

ở trạng thái hai pha: pha béo và pha protit nước. Bơ cũng cho ta nhiệt lượng tương đối lớn, cứ

một gam bơ cho 7672 calo. Bơ rất dễ tiêu hóa. Sinh tố trong bơ gồm A, D, E và các chất

giống như trong sữa.

Bơ có nhiều loại, thường gặp hai loại sau: bơ mặn và bơ nhạt. Mỗi loại có hạng I và

hạng II. Bơ mặn có hàm lượng muối là 1,5% và dễ bảo quản hơn bơ nhạt.

Bơ dùng nhiều trong sản xuất bánh kẹo, dùng làm kem v.v ... Bơ cần bảo quản trong

kho lạnh, nhiệt độ không quá 12oC, nếu để trong thời gian ngắn thì nhiệt độ chỉ cần 2oC (ở

những quầy hàng hoặc trong sản xuất thường nhiệt độ bảo quản là 8oC).

4. Macgarin:

Là dạng chất béo thực phẩm đuợc chế biến từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật đã hydro

hóa hay dạng tự nhiên. Mỡ động vật thường dùng là mỡ lợn, dầu thực vật thường dùng

là dầu hướng dương, dầu bông, dầu đậu tinh khiết. Để thu được macgarin có mùi vị giống

như bơ ta cho vào đó một ít sữa. Các chỉ số hóa lý của macgarin nhạt và macgarin mặn như

sau:

Chỉ số Macgarin nhạt Macgarin mặn

Chất béo 82,5 82,0

Độ ẩm 16,0 36,0

Nhiệt độ nóng chảy, oC 27-32 27-33

Chỉ số axit 1,00 1,50

5. Sự hư hỏng và điều kiện chất béo:

Do ảnh hưởng của không khí, ánh sáng, độ ẩm nên trong chất béo xảy ra các phản ứng

hóa học, nhất là phản ứng ôxi hóa làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng của nó. Trong chất béo

có nhiều axit béo không no làm cho nó chóng hỏng. Nếu không thi hành đúng kỹ thuật bảo

quản thì chất béo dễ biến chất và có ảnh hưởng không tốt đến cơ thể người tiêu thụ (sinh tố

A, D bị phá hủy, chất cazein trong mỡ làm rối lọan tiêu hóa gây đau cuốn họng, đau mỏ ác,

làm kích động vỏ niêm mạc).

Trong sản xuất bánh kẹo nếu dùng mỡ ôi thì sản phẩm cũng có mùi ôi, chất lượng thấp,

dẫn đến hư hỏng và gây tác hại cho người ăn.

Nhiệt độ và thời gian bảo quản chất béo:


Nhiệt độ Thời gian

0oC 12 tháng

0–4oC 6 tháng

5–10oC 3 tháng

10–18oC 1 tháng

18–25oC 20 ngày

Trong công nghiệp thực phẩm thường dùng các chất chống oxi hóa tự nhiên

(photphotic, carotin v.v…) và các chất chống oxi hóa tổng hợp (butylhydrooxytuluol,

butylhydroxyomizol v.v…).

1.2.5. Hạt thơm

Hạt thơm dùng trong sản xuất bánh kẹo nói chung là có nhiều loại song ta chỉ tìm hiểu

một số loại thường dùng nhất.

1. Hạt hạnh nhân: Được chia làm hai loại chính:

+ Hạnh nhân đắng.

+ Hạnh nhân ngọt.

Trong sản xuất bánh kẹo thường chỉ dùng loại ngọt, song cũng có thể dùng thêm 2-4%

loại đắng.

Thành phần hóa học của hạnh nhân:

Thành phần Loại đắng Loại ngọt

Nước 6,3 5,63

Protit 21,4 25,37

Tro 3,6 3,43

Xenluloza 2,3 2,36

Chất béo 53,20 49,55

Trong hạnh nhân đắng có chất amidalin làm cho nó có vị đắng và độc, còn trong loại

ngọt có men đặc biệt emulsin. Dưới tác dụng của men này amidalin bị phân tích thành

glucoza, benzadenhyt và axit xianhyđric.

C20H27NO11 + 2H2O 2C6H12O6 + C6H5CHO + HON.

2. Cà phê: Cà phê được trồng ở vùng nhiệt đới như Nam Mỹ, Châu Phi, Châu Á. Trong

bánh kẹo thường cho thêm cà phê ở dạng bột hoặc tinh dầu cà phê.

* Thành phần hóa học của cà phê:

Nước : 2,7%

Chất nitơ : 13,9%

Cafein : 1,24%

Chất béo : 14,4%

Đường : 2,8%

Dextrin : 1,3%

Xenluloza : 03,9%

Chất khoáng : 3,9%

Axit aulincafein : 5,7%


Quan trọng nhất là chất cafein và axit aulincafein là những chất kích thích cơ thể người,

những chất khác hỗ trợ làm cà phê có hương thơm ngon.

Cà phê cần bảo quản nơi khô ráo, độ ẩm của không khí khoảng 75%.

3. Hạt ca cao: Hạt ca cao lấy từ quả ca cao. Cacao được dùng chủ yếu ở sản xuất socola.

4. Quả cây: Ở các nước Châu Âu thường dùng quả cây trong sản xuất bánh kẹo và được

coi là nguyên liệu quan trọng. Quả cây dùng trong sản xuất bánh kẹo thường có mùi thơm

ngon, dễ chịu. Chúng cung cấp sinh tố cho cơ thể người.

* Thành phần hóa học của quả cây:

1. Đường:

Hàm lượng đường trong quả cây chênh lệch từ 2-24%. Phổ biến nhất là đường glucoza,

frutoza và saccaroza.

2. Vitamin:

Có giá trị rất lớn đối với cơ thể người. Trong quả cây có nhiều loại vitamin hàm lượng

khá lớn như A, B1, B2, C, PP, K. Đa số quả cây đều có chứa vitamin C. Vitamin C có trong

quả ở hai dạng: axit axsoobic và hyđroaxsoobic.

3. Tro:

Thường có ở dạng muối của axit hữu cơ và axit vô cơ, và một phần có trong thành phần

của hợp chất hữu cơ cao phân tử. Độ tro của quả trong giới hạn 0,25-1,0. Trong thành phần

của tro có các cấu tử như: K, Na, Ca, Fe, Al, Mg, P, S, Cu, v.v...

4. Axit hữu cơ:

Trong quả cây axit hữu cơ thường ở dạng tự do hoặc dạng muối. Hàm lượng của axit

hữu cơ không giống nhau, mức độ chênh lệch trong khoảng từ 1-3,5%. Các axit phổ biến

trong quả như: axit maclic, axit citric, axit tactric.

5. Chất chát:

Hàm lượng của chúng trong quả cây không nhiều lắm, không có ảnh hưởng đến vị ngon

của quả. Khi chất chát bị oxi hóa làm quả cây dễ bị sẫm màu. Hiện tượng oxi hóa của chất

chát là do hoạt động của men oxi hóa trong quả cây. Nếu đun nóng hoặc dùng những phương

pháp nhiệt men thì quả sẽ không bị sẫm màu.

6. Hỗn hợp pectin:

Khả năng tác động của quả là nhờ pectin chứa trong ruột của quả cây. Thành phần hỗn

hợp của pectin gồm có:

+ Protopectin

+ Pectin

+ Axit pectic

+ Axit pectonic

Khả năng tác động của quả được xác định bằng hàm lượng và cấu tạo của pectin, trong

quá trình bảo quản và chín hàm lượng pectin thay đổi.

a. Protopectin: Có nhiều trong quả cây còn xanh, làm cho quả trở nên cứng, nó không

hòa tan trong nước lạnh, quả cây càng chín thì protopectin bị phân hủy dưới tác dụng của

men tạo ra glucoza và pectin. Quá trình này xảy ra nhanh dưới tác dụng của nước ở nhiệt độ

80-85oC, protopectin không có khả năng đông tụ.

b. Pectin:

Hòa tan trong nước, dưới tác dụng của axit pectic có khả năng đông tụ. Khả năng đông

tụ của pectin được xác định bằng chiều dài của mạch pectin. Phân tử pectin càng lớn thì khả

năng đông tụ càng lớn. Nhưng nếu chín quá thì khả năng giảm vì pectin bị phân hủy.


c. Axit pectic và axit pectonic:

Hai sản phẩm này là do pectin bị phân hủy tạo thành. Chúng có khả năng đông tụ kém.

1.2.6. Chất làm nở

1. Men:

Thường dùng men bánh mì loại I Saccaromyces cerevisiase. Nhiệt độ thích hợp để

men phát triển là 26-28oC. Dưới 10oC men sinh sản chậm, khi nhiệt độ tăng đến 40oC thì men

ngừng sinh sản và bị chết khi nhiệt độ tăng đến 55-60oC.

Thức ăn thích hợp của men là hợp chất nitơ, đuờng, photpho, kali, men hoạt động rất

mạnh trong môi trường axit yếu. Sự tích tụ khí cacbonic, rượu, đường có nồng độ cao đều

làm men phát triển chậm hoặc ngừng hẳn. Do đó men không được dùng trong sản xuất bích

qui, mà dùng thuốc nở hóa học.

2. Thuốc nở hóa học:

Thuốc nở hóa học có hai loại như sau:

a. Bicacbonat natri:

Dạng bột màu trắng, không mùi, hòa tan trong nước. Theo tiêu chuẩn thì chia làm 3

loại:

+ Loại A có 98% NaHCO3.

+ Loại B có 94% NaHCO3.

+ Loại C có 93% NaHCO3.

Khi đốt nóng NaHCO3 bị phân hủy theo phương trình sau:

2NaHCO3 Na2CO3 +CO2 + H2O

Khí CO2 thoát ra có tác dụng làm bánh có độ xốp. Bicacbonat natri phân hủy cho 50%

khí làm xốp bánh.

b. Amonicacbonat (NH4)2 CO3:

Dạng tinh thể màu trắng có mùi amôniac, hòa tan trong nước khi đốt bị phân hủy theo

phương trình sau:

(NH4)2 CO3 2NH3 + CO2 + H2O

Sau khi phân hủy có tới 82% khí tham gia vào việc làm xốp bánh.

1.2.7. Phẩm màu và axit thực phẩm

Phẩm màu thực phẩm thu được bằng hai phương pháp:

+ Tổng hợp nhân tạo.

+ Lấy từ vật phẩm tự nhiên.

Các loại phẩm màu khác nhau có độ hòa tan và sắc màu khác nhau. Phẩm màu ở nước

ta phần lớn là nhập ở nước ngoài. Phẩm màu ở mỗi nước có tên gọi riêng rất phức tạp. Chúng

ta chỉ tìm hiểu một số phẩm màu chính của Liên Xô để tham khảo. Nói chung tính chất của

các loại phẩm màu không khác nhau nhiều lắm.

1. Phẩm màu thực phẩm tổng hợp:

a. Indigo-oarmin C16H8O8M2S2Na2: Chất màu này ở dạng bột nhão, có màu xanh đen.

Khi hòa tan trong nước có màu xanh, trong môi trường kiềm nó sẽ chuyển sang màu xanh lá

cây.

b. Tartraxin C16H9N4O9H2Na2: Có màu vàng, trọng lượng phân tử là 534,4, dạng tinh

thể màu vàng da cam, hòa tan dễ trong nước và trong rượu, không hòa tan trong mỡ.

c. Riborlavin C17H20N4O6: Có màu da cam, dạng bột tinh thể, không mùi, nhiệt độ

nóng chảy 282oC, khó tan trong nước, hòa tan trong axit.

2. Phẩm màu thực phẩm tự nhiên:


a. Carotin: Carotin là provitamin C40H56.

Nó không hòa tan trong nước, mà hòa tan trong chất béo, có màu vàng đến màu da cam

đỏ. Loại này có màu bền vững do đó carotin thường dùng trong kẹo có nhiều chất béo.

b. Clorophin (diệp lục tố):

Là sắc tố màu xanh lá cây. Lấy phần này bằng cách cho lá cây hòa tan trong rượu và

đem tinh chế. Diệp lục tố không hòa tan trong nước (ít dùng trong bánh kẹo).

3. Axit thực phẩm: Dùng axit thực phẩm trong sản xuất bánh kẹo để có vị ngon của quả

cây đặc trưng và có khả năng chống hồi đường.

a. Axit citric: Khi dùng axit citric trong sản xuất kẹo cần phải chú ý đến nhiệt độ nóng

chảy của nó, vì sự phân hủy của axit citric phụ thuộc vào nhiệt độ nóng chảy của nó.

Axit citric hòa tan khá trong nước, độ hòa tan tăng theo nhiệt độ. Cứ 1,5-2 phần nước

hòa tan được một phần axit, hoặc dùng một phần nước nóng cũng hòa tan được một lượng

như trên. Tỉ lệ hòa tan của axit trong cồn là 1/1.

Axit citric thường có trong cam, chanh, quýt. Trong chanh có 60-80%, trong cam, quýt

có 70%. Thực tế cho thấy rằng lấy axit citric từ cam, chanh, quýt không kinh tế lắm. Theo

tiêu chuẩn thì axit citric ở dạng tinh thể hoặc dạng bột điều phải có màu trắng hoặc màu vàng

nhạt khi hòa tan trong nước cất phải trong suốt, không mùi. Hàm lượng tro trong axit citric

không quá 0,5.

b. Axit tactric C4H6O6:

Thường gặp nhiều trong quả nho. Khi kết tinh có màu trong suốt. Axit tactric dễ tan

trong nước, ít tan trong cồn. Độ hòa tan tăng theo nhiệt độ.

Khi ở nhiệt độ 70OC thì cứ 100g nước hòa tan được 139,4g axit. Nhiệt độ nóng chảy

của nó là 170OC.

* Tiêu chuẩn kĩ thuật của axit tactric:

+ Màu sắc: Trắng hoặc vàng nhạt.

+ Độ tro: 0,5%.

+ Kim loại nặng: 0,00014%

c. Axit malic:

Công thức hóa học: C4H6O5, axit này lấy từ nguyên liệu thực phẩm hoặc tổng hợp.

Nếu lấy từ nguyên liệu thực phẩm thì nhiệt độ nóng chảy là 100oC, nếu tổng hợp thì

nhiệt độ nóng chảy là 130-131oC. Axit malic thực phẩm hòa tan khá trong nước, còn loại

tổng hợp thì ít tan trong nước.

d. Axit lactic:

Công thức hóa học: C3H6O3, axit này thường ở dạng nước, là chất hóa học không bền.

Tùy theo điều kiện bảo quản và sử dụng, axit lactit có thể tạo ra anhyđrit dễ dàng. Axit này ít

dùng trong sản xuất bánh kẹo.

1.2.8. Chất thơm và chất nhũ hóa

1. Chất thơm:

Chất thơm dùng trong sản xuất bánh kẹo làm sản phẩm có mùi thơm ngon dễ chịu, hấp

dẫn người tiêu dùng.

Chất thơm gồm: chất thơm thiên nhiên và chất thơm tổng hợp. Chất thơm thiên nhiên là

các loại tinh dầu lấy từ thực phẩm, có tinh dầu được lấy bằng phương pháp trích ly. Các loại

tinh dầu thường dùng trong sản xuất bánh kẹo là tinh dầu cam, quýt, chanh, dứa, dừa, cafê, ca

cao, đồng thời còn dùng một ít tinh dầu hoa hồng.


Chất thơm để lâu dễ bị biến chất. Nguyên nhân là do hiện tượng oxi hóa. Tốc độ biến

chất nhanh hay chậm là do ảnh hưởng của nước, không khí, ánh sáng, kiềm, axit. Vì vậy, tinh

dầu cần được bảo quản trong các loại bao bì sẫm màu, để nơi tối, không nên để gần lửa vì dễ

sinh ra hiện tượng nổ hoặc cháy. Khi cho vào chai cần đổ đầy chai để tránh tiếp xúc với

không khí gây hiện tượng oxi hóa.

2. Chất nhũ hóa và chất dịch hóa:

Chất nhũ hóa và chất dịch hóa có hai khả năng:

Khi cho chúng vào môi trường (với số lượng không lớn), có trường hợp chúng sẽ làm

giảm độ nhớt của môi trường, có trường hợp chúng có khả năng tạo ra sự nhũ hóa bền vững.

Chất nhũ hóa và chất dịch hóa là hai chất có khả năng hoạt động bề mặt trong khối

socola, chất hoạt động bề mặt, có tác dụng như chất dịch hóa; còn trong dung dịch nhũ hóa

của bánh nó có tác dụng như chất nhũ hóa.

Trong sản xuất bánh kẹo thường dùng photphatit đậm đặc. Photphatit lấy từ hạt có dầu.

Thường dùng trong sản xuất bánh kẹo là photphatit đậu và một lượng không lớn photphatit

hướng dương.

Photphatit ở dạng bột nhão có màu sẫm, chúng chứa lexitin và kephalin. Photphatit đậm

đặc phải đảm bảo các yêu cầu:

+ Độ ẩm: 2% (dùng cho socola).

+ Độ axit: 20% (tính theo axit oleic).

+ Độ tinh khiết: 50% (lượng photphatit).

+ Độ ẩm: 4% (dùng cho bánh kẹo khác).


CHƯƠNG 2: KĨ THUẬT SẢN XUẤT BÁNH QUI

2.1. Khái niệm chung Bánh có nhiều hình dạng khác nhau và chất lượng không giống nhau. Bánh gồm có

bánh Âu và bánh Á.

- Bánh Âu bắt đầu từ Châu Âu được truyền từ khi thực dân Pháp xâm chiếm nước ta,

bánh thơm ngon, dòn xốp hoặc dai, màu sắc vàng vì hầu hết đều qua khâu nướng, được dùng

rộng rãi trong đời sống hàng ngày.

Tùy thuộc nguyên liệu và kỹ thuật sản xuất bánh Âu chia ra các loại sau:

+ Bánh qui xốp, bánh qui dai, bánh qui khô.

+ Bánh ngọt, bánh gatô v.v...

Bánh qui đuợc sản xuất với tỉ lệ cao nhất.

- Bánh Á bắt nguồn từ Châu Á, ở nước ta có từ lâu và dùng rộng rãi trong nhân dân,

song tên gọi các mặt hàng vẫn chưa thống nhất.

Bánh nói chung cung cấp cho ta năng lượng khá lớn vì trong đó có nhiều đường, chất

béo, sữa, trứng bánh còn dùng để chữa bệnh thiếu sinh tố, bệnh đái đường v.v ...

Bánh là thức ăn rất tốt cho những người lao động với cường độ cao, những nhà du

hành thám hiểm, những đoàn hành quân xa v.v...

2.2. Quy trình sản xuất bánh qui 2.2.1. Phân loại bánh bích qui

Phân loại: Bích qui là bánh có nhiều dạng khác nhau được làm từ bột, đuờng, sữa, chất

béo, trứng, thuốc nở, tinh dầu. Bánh bích qui được chia làm hai loại:

- Bích qui xốp: Là loại bánh dòn, cấu tạo xốp được làm từ bột nhào đường có tính chất

tơi xốp.

- Bích qui dai: Là bánh làm từ bột nhào dẻo và đàn hồi. Để có được bột nhào này phải

làm cho gluten trương nở hoàn toàn, tức là dùng đường và chất béo ít hơn bột nhào xốp, độ

ẩm cao và thời gian nhào lâu hơn, nhiệt độ nhào cao hơn bột nhào xốp.

2.2.2. Dây chuyển sản xuất - Bích qui xốp: Nguyên liệu và bán thành phẩm

Chuẩn bị nguyên liệu

Phối liệu - Chuẩn bị bột nhào

Cán

Tạo hình

Nướng

Làm nguội

Phân loại Thành phẩm


- Bánh qui dai: Nguyên liệu và bán thành phẩm

Chuẩn bị nguyên liệu

Phối liệu - Nhào bột

Cán lần 1

Để yên lần 1

Cán lần 2

Để yên lần 2

Cán lần 3 Tạo hình

Tạo hình Nướng

Nướng Làm nguội

Làm nguội Bao gói

(Bánh làm từ bột loại 1)

Phân loại

Bao gói

(Bánh làm từ bột loại hảo hạng)

- Nhận xét: Qua 2 sơ đồ trên ta thấy có điểm khác nhau cơ bản:

* Bích qui dai cán nhiều lần hơn bánh qui xốp.

* Bánh qui xốp có khi không cần cán (nếu tạo hình bằng máy, tang quay).

2.3. Nguyên liệu và chuẩn bị nguyên liệu 2.3.1. Bột

Bột đưa vào sản xuất không đồng loại mà khác nhau về chất lượng, màu sắc, số lượng,

chất lượng gluten.

Do đó cần trộn lẫn với nhau để thu được hỗn hợp bột có tính chất thích hợp. Muốn vậy

có thể trộn bột có chứa lượng gluten mạnh với bột có chứa lượng gluten yếu để thu được bột

có lượng gluten trung bình. Sau đó cho bột qua rây có kích thước lỗ 2 mm và cho qua nam

châm để tách hợp chất kim loại.

2.3.2. Đường

Phải nấu thành xirô 30-40 Be hoặc xay nhỏ đường giúp cho đường mau tan vào khối

bột, tốt nhất là dùng máy nghiền búa để nghiền đường tinh thể thành đường bột.


2.3.3. Thuốc nở

Ở dạng tinh thể phải cho qua rây có đường kính = 1,5-2 mm để loại cục bị vón. Với

(NH4)2CO3 cần hòa tan trong H2O theo tỷ lệ: 100 phần H2O + 10 phần NaHCO3 + 24 phần

(NH4)2CO3 + 35 phần muối.

2.3.4. Dầu và bơ

Độ đặc của bơ có ảnh hưởng đến thời gian nhào và mức độ nhào. Chất béo cũng cần

nóng chảy trước khi đưa vào máy nhào.

Qua kinh nghiệm sản xuất nếu nấu bơ đến nhiệt độ nóng chảy thì độ xốp của bánh qui

cao hơn, bề mặt và vị ngon cũng khá hơn bánh qui xốp khi không nấu bơ đến đến nhiệt độ

bắt đầu nóng chảy cũng như bơ dầu quá nóng chảy (nóng chảy hoàn toàn).

Đặc biệt bơ và macgarin không nên nấu nóng chảy hoàn toàn vì chúng sẽ phân chia

thành pha nước và pha béo. Trong quá trình bảo quản các sản phẩm đó, trên giấy nhãn và hộp

chứa bánh sẽ có vết dầu làm cho sản phẩm mất vẻ đẹp, hấp dẫn.

2.3.5. Trứng

Đối với trứng tươi, nên đánh lòng trắng thật nổi trước rồi hãy cho lòng đỏ vào lòng

trứng nổi sẽ tạo một khối bọt khí chứa không khí lớn, bánh sẽ xốp hơn nên có thể giảm một

phần lượng hóa chất cho vào bánh. Nếu đánh cùng một lúc với lòng đỏ sẽ làm tăng chức

năng nhũ hóa chất béo, hạn chế quá trình tạo bọt của bánh.

Đối với bột trứng khô cần hòa tan trong nước ấm 50oC thành dung dịch có W = 25-

30%, không cho nước lả và không cho nước ở nhiệt độ cao sẽ làm protein kết tủa hoặc đóng

cục. Nếu dùng bột trứng thì phải tăng lượng thuốc nở.

2.3.6. Mật tinh bột và mật ong

Cần nấu nóng ở t = 40-50oC rồi lọc qua rây có = 2 mm.

2.3.7. Vani

Vani dùng trong bánh cũng như trong các sản phẩm bánh kẹo khác cần phải hòa tan

etanol nóng theo tỉ lệ 1 : 1, sau đó mới trộn với đường bột theo tỉ lệ 1 : 12,5.

2.4. Các công đoạn sản xuất 2.4.1. Chuẩn bị bột nhào

2.4.1.1. Sự tạo thành bột nhào

Vai trò chính trong việc tạo ra bột nhào là protit của bột mì - là hợp chất cao phân tử

gồm có gliadin và glutenin, có khả năng trường nở trong nước lạnh và giữ đuợc lượng nước

khá lớn. Khi nhào bột mì nếu đủ lượng nước thì gliadin và glutenin sẽ tạo ra những sợi chỉ

mỏng đính các hạt tinh bột thấm nước lại với nhau. Cốt gluten này làm cho bột nhào từ bột

mì có tính dẻo và đàn hồi mà bột nhào từ các loại ngũ cốc khác không có được.

2.4.1.2. Ảnh hưởng của các dạng nguyên liệu đến tính chất bột nhào và chất lượng sản

phẩm * Đường:

- Đường ảnh hưởng đến tính chất lý học của bột nhào: đường làm cho bột nhào trở nên

mềm nhớt, nhiều đường bột nhào sẽ nhão, dễ dính vào trục cán, vào khuôn dập hình, đồng

thời bánh cũng bị dính vào khay nướng.

- Đường làm giảm sự tương nở protit, tùy theo nồng độ của đường mà tốc độ trương

nở protit khác nhau.

- Kích thước tinh thể đường có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm:

+ Đối với bột nhào đường nên dùng đường có kích thước tinh thể bé, nếu kích thước

to đường còn đọng lại trên bề mặt bánh sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng bánh.


+ Đối với bột nhào dai có thể dùng tinh thể to hơn vì bột nhào này có lượng nước

nhiều hơn, nhiệt độ cao hơn và thời gian nhào lâu hơn, do đó đủ điều kiện để hòa tan đường

hoàn toàn.

- Nếu dùng lượng đường khá lớn mà không có chất béo thì bánh sẽ cứng.

* Chất béo:

Chất béo làm cho bột nhào thêm dẻo và xốp: nếu tăng lượng chất béo, bột nhào sẽ tơi

và giảm lượng chất béo, bột nhào kém dẻo, bánh làm ra ít xốp.

Chất béo cho vào bột nhào sẽ tạo ra một màng mỏng có tác dụng bao trùm và bôi trơn

các hạt bọt, vì vậy giữ được lượng không khí trong bột nhào, làm cho bánh xốp.

Độ phân tán của chất béo có ảnh hưởng đến chất lượng của bánh. Phương pháp tốt

nhất để đưa chất béo vào bột nhào là phương pháp nhũ hóa. Các chất nhũ hóa như:

diglyxerin, stein của sorbit, lipit hút nước và photphatit thực phẩm.

* Bột:

Bột là cấu tử chính của thực đơn, do đó ảnh hưởng lớn đến tính chất bột nhào và chất

lượng sản phẩm, thường dùng bột hảo hạng và bột loại I. Trong đó, yếu tố hàm lượng gluten

của bột và độ mặn của bột ảnh hưởng rất đáng kể.

* Mật tinh bột, đường chuyển hóa, mật ong:

Những nguyên liệu này làm cho bánh thêm mềm, tơi và tăng tính háo nước. Đặc biệt

đường chuyển hóa làm bánh có màu vàng tươi do sự tạo thành hợp chất melanoidin dưới tác

dụng của nhiệt độ cao khi nướng. Thường dùng mật làm bánh qui dai, hàm lượng không quá

2% nếu > 2% bột nhào sẽ quá nhớt và dính.

* Tinh bột:

Tinh bột làm cho bột nhào dẻo, bánh có tính ướt và tơi xốp tốt. Trong quá trình nướng

nó tạo ra trên bề mặt sản phẩm chất dextrin làm cho bề mặt bánh bóng (đặc biệt là bích qui

dai). Khi nhào bột nếu thêm 13% tinh bột ngô thì sẽ dòn quá và gây ảnh hưởng không tốt

trong quá trình bảo quản.

* Sữa:

Làm tăng chất lượng bột nhào. Trong sữa có chất béo nhũ tương làm gluten dễ hấp thụ

nhờ đó bánh thêm tơi.

2.4.1.3. Chế độ nhào của bột nhào đường và bột nhào dai

- Bích qui xốp: Làm từ bột nhào dẻo và tơi.

- Bích qui dai: Làm từ bột nhào dẻo và đàn hồi, sau khi chịu tác dụng của lực cơ học

nó lại phục hồi như ban đầu.

* Sự khác nhau về tính nhớt, dẻo và đàn hồi của 2 loại bánh trên là do:

- Sự khác nhau về hàm lượng chất béo và đường trong bột nhào. Hàm lượng đường và

chất béo cao sẽ hạn chế mức độ trương nở của protit. Do đó bột nhào của bánh qui xốp có

đường và chất béo cao hơn bột nhào của bánh qui dai.

- Sự khác nhau về độ ẩm, thời gian và nhiệt độ nhào:

Độ ẩm thấp, thời gian nhào ngắn và nhiệt độ thấp của bột nhào đường cũng hạn chế sự

trương nở của protit, vì thế ta thu được bột nhào dẻo và tơi.

Để thu được bột nhào dẻo và đàn hồi (dai) cần tạo điều kiện cho gluten trương nở

hoàn toàn. Dùng chất béo và đường trong bột nhào dai ít hơn trong bột nhào đường; nhiệt độ,

độ ẩm và thời gian nhào phải lớn hơn.

+ Độ ẩm:


Bột nhào đường: ▫ Từ bột hảo hạng loại I : 16,5-18,5%

▫ Từ bột loại II : 18-20%

Bột nhào dai: ▫ Từ bột hảo hạng : 22-26%

▫ Từ bột loại I : 25-26%

▫ Từ bột loại II : 25,5-27,5%

+ Nhiệt độ bột nhào:

▫ Nhiệt độ bột nhào dai : 38-40oC

▫ Nhiệt độ bột nhào đường : 19-25oC

+ Thời gian nhào: Phụ thuộc:

▫ Loại bột nhào (đường hoặc dai).

▫ Hàm lượng ghuten trong bột.

▫ Nhiệt độ hỗn hợp nguyên liệu.

▫ Độ ẩm bột nhào.

▫ Cấu tạo và số vòng quay cánh khuấy.

Dựa vào kết quả nghiên cứu thực nghiệm của các nhà máy ở Liên Xô, thời gian nhào

như sau:

Bột nhào đường: Mùa đông : 20-25 phút

Mùa hè : 10-15 phút

Bột nhào dai:

Bột hảo hạng : 40-60 phút

Bột loại I và II : 30-35 phút

2.4.1.4. Máy nhào bột

a. Nhào bột trong máy nhào gián đoạn: Thứ tự đưa nguyên liệu vào máy nhào gián

đoạn ảnh hưởng đến chất lượng và sự tạo thành bột nhào.

Thứ tự đưa nguyên liệu vào máy:

- Đường cát, đường bột, muối.

- Chất béo.

- Trứng, mật tinh bột, sirô chuyển hóa, mật ong.

- Nước hoặc sữa.

- Tinh dầu.

Tất cả nguyên liệu trên nhào trong vòng 2-3 phút sau đó cho tiếp vào các dạng nguyên

liệu sau:

- 1/2 lượng bột chung.

- Thuốc nở.

- Phần bột còn lại và tinh bột.

Thứ tự trên là hợp lí nhất, các nguyên liệu dạng tinh thể (đường và muối) cần hòa tan

hoàn toàn nên phải hòa tan trong nước hoặc sữa trước khi cho bột vào.

Muối chỉ dùng ở dạng hòa tan hoặc đã nghiền nhỏ nếu không sẽ ảnh hưởng đến vị

ngon cũng như vẽ đẹp của bánh.

Chất béo đưa vào máy nhào phải có nhiệt độ gần điểm nóng chảy, không được dùng

chất béo cứng vì sẽ phân bố không đều làm giảm tính dẻo của bột nhào, cho vào trước bột để

bột không làm giảm chất béo.

Bột, chất béo, sữa, tinh bột, mật tinh bột, có phản ứng axit nên không cho chúng vào

máy nhào cùng lúc với thuốc nở kiềm, chúng sẽ trung hòa thuốc nở. Do đó thuốc nở cho vào

sau.


Khi đã cho 1 phần bột sẽ ngăn cản sự phân hủy thuốc nở.

b. Nhào bột trong máy nhào liên tục:

Ưu điểm:

- Cơ khí hóa toàn bộ quá trình nhào bột, giảm nhẹ sức lao động.

- Nâng cao năng suất lao động.

- Chế độ kỹ thuật ổn định. Chất lượng bánh sẽ cao và đồng đều.

- Đảm bảo vệ sinh trong sản xuất.

Quá trình nhào gồm hai giai đoạn: chuẩn bị dịch nhũ tương và nhào bột.

* Chuẩn bị dịch nhũ tương:

Nhũ hóa là quá trình hòa tan các dạng nguyên liệu như chất béo, nước và sữa vào

nhau. Nhũ hòa có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt phân chia pha (chính sức căng này

ngăn cản sự hòa tan các dạng nguyên liệu nói trên).

Độ bền của nhũ tương phụ thuộc dạng chất nhũ hóa và nồng độ của nó, mức độ phân

tán chất béo. Mức độ phân tán chất béo càng cao thì sự tạo nhũ tương càng bền, sản phẩm

đẹp hơn, xốp hơn, dòn hơn do đó tăng chất lượng bánh.

Như vậy chuẩn bị dịch nhũ tương không những để sản phẩm đẹp hơn, nâng cao phẩm

chất của sản phẩm mà còn giúp cho quá trình nhào được liên tục.

Các giai đoạn nhũ hóa:

- Hòa tan tới mức tối đa các nguyên liệu ở dạng tinh thể.

- Trộn nguyên liệu với chất béo để phân bố nó đều trong hỗn hợp nguyên liệu.

- Khuấy trộn để thu được dịch nhũ tương đều và bền.

Sự nhũ hóa bột nhào đường:

Trộn tất cả các nguyên liệu (trừ chất béo) trong vòng 10 phút với tốc độ khuấy 70-120

vòng/phút, sau đó cho chất béo vào trộn thêm 5 phút nữa để phân bố đều chất béo trong hỗn

hợp nguyên liệu. Nhũ tương có độ phân tán cao nhất khi nó được khuấy trong 10 phút.

Sự nhũ hóa bột nhào dai: Trước khi cho chất béo vào, cần chú ý cho các nguyên liệu

dạng tinh thể hòa tan hoàn toàn trong hỗn hợp.

Nhiệt độ hòa tan nhũ tương trong thời gian chế biến cần đảm bảo từ 35-38%.

* Nhào bột:

Bột và dịch nhũ tương (theo tỷ lệ quy định) được đưa vào máy nhào liên tục dạng vít

tải.

Bột và dịch nhũ tương vào cửa (4) vào thùng nhào theo sơ đồ 1. Sau đó bột nhào theo

cửa xuống thùng nhào kỹ (2). Động cơ có tác dụng quay cánh khuấy qua bộ phận truyền

động. Thùng nhào kỹ có cánh khuấy hình quạt lắp theo hình xoáy ốc nghiêng với trục theo

từng cặp. Khi quay sẽ làm bột nhào chuyển động dọc thùng. Và được tháo ra qua cửa (3) có

van điều chỉnh.

Trục thùng nhào sơ bộ chuyển động được là nhờ chuyển động xích từ thùng nhào kỹ

(2). Thùng nhào kỹ (2) có 2 vỏ để điều chỉnh nhiệt độ bột nhào. Thùng nhào có lắp cửa đóng

mở để vệ sinh.

Bột nhào dai được chuẩn bị trong máy nhào gián đoạn, hoạt động có chu kỳ. Bộ phận

khuấy là cánh chữ Z. Ở đây nhũ tương được chuẩn bị từ trước. Bột và dịch nhũ tương được

\ạp vào thiết bị trộn từng mẻ rồi ra theo chu kỳ 40-60 phút.


2.4.2. Cán bột nhào và để yên bột nhào

1. Cán:

Bột nhào đường không cần cán. Nhào xong đem đi tạo hình ngay. Bột nhào dai cần

cán nhiều lần trước khi đi tạo hình. Trong quá trình cán nhờ tác dụng của lực cơ học, bột

nhào bị biến dạng dài và biến dạng ngang. Vì vậy xuất hiện ứng lực ngang và ứng lực dọc

làm tấm bột nhào dài và rộng ra.

Nếu cán theo một chiều thì trong tấm bột nhào chỉ xuất hiện ứng lực dọc và bánh sau

khi tạo hình dễ bị biến dạng.

* Tác dụng của cán bột nhào:

- Phân bố đều lượng không khí thu được trong thời gian nhào. Không khí thừa và khí

CO2 tách ra. Khi cán bánh có cấu trúc xốp, mịn, có nghĩa là tạo các lỗ hỗng.

- Khi cán độ nhớt giảm và độ dẻo tăng, sự cân bằng nội lực khi cán làm gluten bị yếu

và do đó bột nhào có độ dẻo tối đa.

- Cán bột nhào có ảnh hưởng tốt đến chất lượng sản phẩm. Độ dòn và độ nở của bánh

tăng lên, tỉ trọng giảm, bề mặt bánh bóng đẹp.

Nhiệt độ bột nhào khi cán phải gần bằng nhiệt độ nhào bột. Nếu sử dụng đầu thừa cán

lại phải có tỷ lệ nhất định, tránh làm khô nứt tấm bột, thường là 30%.

Thông thường sử dụng máy cán hai trục với bộ trục cán 3. Bề dày tấm bánh phụ thuộc

khe hở giữa hai trục.

Bộ trục cán 1: cán với khoảng cách 20 mm.

Bộ cán trục 2: cán vừa với khoảng 10 mm.

Bộ trục cán 3: cán mỏng 4-5 mm.

2. Để yên:

Sau khi cán, bột nhào được để yên trong một thời gian qui định. Môi trường để yên

nên có độ ẩm không khí tương đối cao 80-90% và trên mặt tấm nhào cần phải vải dầu. Hai

điều kiện trên nhằm mục đích không để tạo vỏ trên bề mặt bột nhào. Ngoài ra tấm bột nhào

không quá dày để tránh sự tự nóng của lớp dưới làm phân hủy thuốc nở và giảm tính dẻo của

bột nhào.

Bột nhào sau khi để yên sẽ dễ cán, sau khi nướng, bánh có vẽ đẹp, hấp dẫn và xốp đều.

Đối với bột nhào dai, có thể giảm số lần cán và giảm thời gian để yên bằng cách thêm

NaHSO3 (bisunfit natri) làm gluten nở nhanh. Một số nhà máy của ta thường chuẩn bị bột

nhào theo cách này.

2.4.3. Tạo hình bột nhào

Có nhiều phương pháp tạo hình. Tùy thuộc độ đặc và cấu trúc bột nhào, mức độ cơ khí

hóa của một nhà máy mà phân cắt tấm bột nhào thành nhiều phần đều nhau với hình mẫu hoa

văn đẹp.

1. Tạo hình bánh bích qui xốp:

Dùng loại tạo hình roto quay, cấu tạo đơn giản, năng suất cao.

Bột nhào được chuyển vào phễu nạp liệu (1) trong đó có lắp cánh quạt (2) bảo vệ và

điều hòa lượng bột xuống khi vào máy tạo hình. Máy tạo hình được cấu tạo từ hai tang quay

tiếp giáp nhau: tang quay tạo hình (3) trên bề mặt của nó có khắc lỗ hình với các nét hoa văn,

tang quay cấp liệu có răng khóa để cuốn nguyên liệu liên tục, khi tang quay đến chỗ khác nó

tiến hành đóng bột vào khuôn. Lưỡi dao cạo (5) gắn sát khít với bề mặt tang tạo hình bởi lò

xo để nạo bột trên bề mặt tang. Băng tải (6) chuyển động sát vào tang tạo hình để lực bám

dính giữa bột nhào và vải cao hơn. Con lăn (7) điều chỉnh sự căng của băng tải. Băng tải chạy


vòng quanh nhờ cơ cấu (10) tạo thành góc 10 đi qua băng kết thúc (8) truyền động nhờ băng

tải xích của lò nướng.

2. Tạo hình bích quy dai:

Sử dụng máy dập hình loại nhẹ. Máy dập cấu tạo từ một khuôn đúc hình có mép được

mài sắt trong đó có chày dập hoạt động, khuôn mang nhiều kim đâm thủng bề mặt bánh và

đẩy bánh ra khỏi khuôn. Lỗ thủng là nơi thoát khí và hơi nước khi nướng bánh để tránh bề

mặt bánh bị rạng nứt hay bị phồng.

Máy dập hình hoạt động phức tạp. Khi dập xuống băng bột nhào một thời gian nào đó,

rồi nhất lên phía trên và trơ lại vị trí ban đầu, chu kỳ được lặp lại như trước.

2.4.4. Nướng bánh

Nướng bánh là giai đoạn phức tạp nhất của quá trình kĩ thuật sản xuất bánh. Trong quá

trình nướng xảy ra sự thay đổi hóa lý trong bột nhào quyết định đến chất lượng bánh. Nướng

bánh tiến hành trong các lò nướng. Nhiệt truyền từ bề mặt đốt nóng và từ hỗn hợp hơi không

khí của buồng nướng đến bánh.

Có thể dùng các loại lò: lò đốt nhiên liệu cứng (củi, than), lò đốt bằng khí (dầu), lò

điện.

* Những biến đổi xảy ra trong quá trình nướng bánh:

1. Sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm:

- Sự thay đổi nhiệt độ: Khi nướng nhiệt độ của lớp bề mặt bột nhào tăng nhanh nhất.

Nếu nhiệt độ buồng nướng không thay đổi thì sau một phút bề mặt lớp bánh có thể tới 100oC

trong lúc lớp bên trong chỉ đạt 70oC. Cuối giai đoạn nướng, nhiệt độ lớp bề mặt 170-180oC

còn nhiệt độ lớp bên trong đạt 106-108oC.

- Sự thay đổi độ ẩm: Khi nướng độ ẩm của bánh sẽ giảm vì có sự bốc hơi từ các lớp

trên bề mặt. Nếu giảm độ ẩm các lớp trên khá nhiều thì nhiệt độ ở đó sẽ tăng nhanh và tăng

khá cao, kết quả là bánh sẽ bị cháy.

Nướng bích quy là sự kết hợp giữa hai quá trình nướng và sấy.

2. Sự thay đổi lý hóa:

- Thay đổi protit và tinh bột: protit và tinh bột của lúa mì đóng vai trò chính trong việc

tạo ra cơ cấu xốp mao quản. Đốt nóng bánh ở 50-70oC thì protit của tinh bột biến tính một

phần. Nhờ lượng H2O hút vào khi trương nở nên xảy ra sự hồ hóa tinh bột nhưng không hoàn

toàn (vì hồ hóa hoàn toàn cần lượng nước gấp 3 lần so với tinh bột).

Các protit mất nước cùng với tinh bột hồ hóa tạo ra cốt xốp, trên bề mặt cốt này chất

béo được hấp thụ ở dạng màng mỏng.

- Sự tạo vỏ: Vỏ bánh không được xuất hiện quá sớm vì nó sẽ ngăn cản sự bốc hơi

nước và tăng thể tích của bánh. Do đó ta nướng bánh ban đầu không được quá cao. Khi làm

ẩm buồng nướng sẽ tạo điều kiện cho vỏ tạo ra mỏng và ở giai đoạn muộn nhất.

- Sự thay đổi thể tích: Là do tác dụng của các khí tạo ra khi phân hủy thuốc nở.

+ Nhiệt độ phân hủy của (NH4)2CO3 gần 60oC.

+ Nhiệt độ phân hủy của NaHCO3 80-90oC.

Bột nhào có độ ẩm càng cao (khi các điều kiện khác như nhau) thì bánh càng xốp nhờ

khả năng tạo hơi lớn.

- Sự thay đổi màu sắc: Trong quá trình nướng, trên bề mặt xuất hiện một lớp vỏ vàng

nâu và tạo ra những hương vị thơm ngon. Sự tạo màu là do tác dụng của đường khử và axit

amin tạo ra melanoidin. Đây là nguyên nhân chính tạo màu vàng trên mặt bánh. Ngoài ra,

đường bị caramen hóa trong quá trình nướng và thuốc nở NaHCO3 cũng làm cho bánh có


màu vàng tươi. Sự phân hủy của đường khử tạo ra fufurol và các andehyt khác làm cho bánh

có hương thơm và mùi vị dễ chịu đặc biệt. Nhiệt độ nướng càng cao thì việc tạo ra

melanoidin làm sản phẩm có màu vàng nâu càng mạnh.

3. Sự thay đổi hóa học:

- Tinh bột:

Hàm lượng tinh bột không hòa tan bị thủy phân một phần trong quá trình nướng tạo

tinh bột hòa tan và dextrin. Hàm lượng dextrin có khi tăng đến 50% so với lượng ban đầu.

- Đường:

Lượng đường trong bích quy giảm là do khi nướng một phần đường bị caramen hóa.

- Protit:

Hàm lượng protit chung hầu như không thay đổi nhưng từng dạng protit riêng biệt thì

có sự thay đổi lớn.

- Chất béo:

Chất béo giảm đi rất nhiều và chỉ còn lại trong lòng bích quy từ 2,7-9,2% so với trọng

lượng ban đầu.

- Chỉ số iốt của chất béo:

Sau khi nướng, chỉ số iốt của chất béo giảm đi rất nhiều. Chỉ số axit của chất béo có

thay đổi song không theo quy luật nhất định.

- Độ kiềm:

Độ kiềm giảm nhiều do tác dụng của thuốc nở kiềm với các chất có tính axit trong bột

nhào, đồng thời còn do một phần NH3 bay ra khi phân hủy.

- Chất khoáng:

Chất khoáng hầu như không thay đổi trong quá trình nướng.

* Chế độ nướng bánh:

1. Chế độ nướng bích quy: Quá trình nướng bánh gồm 3 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Nướng ở nhiệt độ thấp không quá 160oC và độ ẩm tương đối 60-70%.

Nhiệt độ không cao nhưng độ ẩm tương đối của môi trường buồng nướng cao ở giai

đoạn ban đầu là điều kiện tốt cho quá trình keo và hóa lý. Do đó không tạo vỏ trên bề mặt

bánh và bánh sẽ xốp. Sự xuất hiện một màng đàn hồi trên bề mặt bánh sẽ tạo điều kiện tăng

thể tích bánh từ từ đến tạo ra cơ cấu xốp. Dưới tác dụng của nhiệt độ, protit của tinh bột biến

tính, giải phóng lượng nước do nó hút vào khi trương nở, lúc này cũng xảy ra sự hồ hóa tinh

bột nhưng không hoàn toàn (vì hồ hóa hoàn toàn cần lượng nước gấp 3 lần so với tinh bột).

Các protit mất nước cùng với tinh bột tạo ra cốt xốp, trên bề mặt cốt này chất béo được hấp

thụ ở dạng mỏng.

Giai đoạn 2: Đặc tính của môi trường này là nhiệt độ của môi trường buồng nướng

không ổn định, tăng từ từ lên tới 350-400oC. Giai đoạn này kết thúc quá trình keo và hóa lý

trong bột nhào. Bánh xốp không những do tạo khí mà còn sự tạo hơi.

Giai đoạn 3: Nhiệt độ hạ xuống còn 250oC và cố định, kết thúc quá trình khử nước.

Thời gian nướng bánh bích quy thường 4-5 phút.

Trong quá trình nướng, trên bề mặt bánh xuất hiện một lớp vỏ vàng nâu và tạo ra một

hương vị thơm ngon. Sự tạo màu là do tác dụng của đường khử với axit amin tạo ra

melanoidin, đây nguyên nhân chính tạo màu vàng trên mặt bánh. Ngoài ra đường bị caramen

hóa trong quá trình nướng và thuốc nở NaHCO3 cũng làm cho bánh có màu vàng tươi.

Sự phân hủy đường khử tạo ra fufurol và mùi vị dễ chịu, đặc biệt nhiệt độ nướng càng

cao thì việc tạo ra melanoidin trong sản phẩm có màu vàng càng mạnh.


2. Chế độ nướng bánh qui khô và bánh mì khô:

Độ ẩm buồng nướng không thay đổi và nhiệt độ không cố định: 4 phút đầu nhiệt độ

buồng nóng tăng dần từ 230-270oC, sau đó giảm xuống còn 250oC ở cuối giai đoạn nướng.

Thời gian nướng bánh mì khô thường 7-10 phút, bích qui khô 5-7 phút.

3. Nướng bánh gatô và bánh ngọt:

Đầu tiên nướng ở môi trường với độ ẩm tương đối của không khí klhoảng 250-270oC

và khi gần kết thúc thì giữ nhiệt độ không đổi.

Thời gian nướng tùy từng loại bánh, độ ẩm và chiều dày khối bột nhào.

4. Nướng bánh qui kem:

Nhiệt độ thích hợp 170oC, thời gian 2 phút. Nếu nướng bích qui không nhân thì thời

gian 3-4 phút.

2.4.5. Làm nguội – nâng cao phẩm chất

2.4.5.1. Làm nguội

- Làm nguội bánh qui: Bánh vừa ra khỏi lò có nhiệt độ tương đối cao, nếu nhiệt độ các

lớp bề mặt là 118-120oC thì nhiệt độ các lớp bên trong là 100oC. Ở nhiệt độ này bánh dễ bị

gãy khi lấy ra khỏi khay. Do đó cần phải làm nguội sơ bộ trên các băng chuyền hở hoặc trên

các giàn.

Bánh bích qui, bánh gia vị, bánh mì khô cần làm nguội đến nhiệt độ 65-70oC, sau đó

lấy ra khay mà không sợ bị vỡ và tiếp tục làm nguội đến nhiệt độ hơi cao hơn nhiệt độ của

môi truờng không khí.

- Thời gian làm nguội phụ thuộc vào nhiệt độ của không khí xung quanh.

- Tốc độ không khí làm nguội 3-4 m/s, nhiệt độ của môi trường 20-25oC.

2. Làm nguội bánh qui kem:

- Nếu làm nguội bằng cách chồng thành đống thì bánh dễ cong vênh. Làm nguội bằng

cách này thì môi trường có độ ẩm tương đối 29-30% nhiệt độ là 50-52oC.

- Làm lạnh từng tấm bánh trên băng chuyền lưới là hợp lý nhất, không khí phân bố

đều khắp trên bề mặt tấm bánh, toàn tấm bánh hấp thụ hơi ẩm một cách đều đặn, sự thay đổi

kích thước đều đặn, bánh không bị cong vênh.

Các hiện tượng thường gặp khi làm nguội:

1. Hiện tượng khô của bánh:

Còn gọi là hiện tượng mất trọng lượng. Nguyên nhân: do nhiệt độ tích tụ trong bánh

trong quá trình nướng nên khi làm nguội nhiệt độ tách ra, cùng với sự giảm ẩm của bánh.

Qua nghiên cứu nhiệt độ và năng lượng không ảnh hưởng đến sự khô của bánh mà chính là

do tốc độ của không khí.

2. Hiện tượng rạn nứt của bánh:

Nếu nhiệt độ xuống thấp quá sẽ làm cho bánh dễ nứt. Nguyên nhân: do độ ẩm biến đổi

giữa bề mặt bánh và các lớp bên trong nên độ ẩm sẽ phân bố ở giữa các lớp bên trong bánh

làm cho kích thước các lớp cũng biến đổi - gây hiện tượng rạn nứt bánh.

Ngoài ra có các yếu tố ảnh hưởng khác như: hàm lượng gluten, bề dày bánh, hàm

lượng chất béo. Hàm lượng gluten thấp làm bánh dễ rạn. Nếu trong thực đơn hàm lượng

gluten nhiều mà hàm lượng chất béo ít cũng rất dễ bị rạn nứt. Chất béo ảnh hưởng đến tính

chất bộ nhào dẻo, ngăn cản sự rạn nứt của bánh.


2.4.5.2. Nâng cao phẩm chất

Mục đích: Làm cho bánh có vị ngon đặc biệt, nâng cao giá trị dinh dưỡng đồng thời

tăng cường thẫm mỹ. Ngoài ra có nhiều trường hợp cần trang trí bánh để tránh sự tác dụng

của môi trường bên ngoài.

Để nâng cao phẩm chất của bánh, người ta dùng bán thành phẩm, sirô, tinh dầu hoặc

các loại kem trang trí làm từ bột trứng và đường.

2.4.6. Bao gói - bảo quản

- Bao gói: Mục đích của bao gói là giữ chất lượng sản phẩm trong thời gian dài bảo

quản. Do đó vật liệu bao bì có khả năng chịu được tác dụng bên ngoài, đồng thời bao bì tăng

vẻ đẹp và hấp dẫn của bánh. Thường dùng giấy chống ẩm, giấy không thấm chất béo như:

paraphin, xenlophin, túi polyetylen.

- Bảo quản:

Chất lượng sản phẩm có thể thay đổi trong quá trình bảo quản sản phẩm dưới tác dụng

của độ ẩm, không khí, ánh sáng và nhiệt độ.

Cần có chế độ bảo quản như sau:

Kho cần có bộ phận giữ được nhiệt độ, độ ẩm tương đối của không khí theo yêu cầu.

- Có bục kê cách mặt nền 0,25 m để dễ làm vệ sinh.

- Các đống sản phẩm cách tường và cách nhau trên 0,7 m.

- Không để chung với các mặt hàng có mùi khó chịu vì bánh dễ hấp thụ mùi, không để

gần nơi ẩm ướt vì bánh có tính háo nước nên dễ bị ẩm.

- Nhiệt độ bảo quản của tất cả các loại bánh, trừ gatô và bánh ngọt là 18oC, độ ẩm

75%.

- Nhiệt độ bảo quản bánh gatô, bánh ngọt có trang trí bằng kem là 5oC, độ ẩm 75%;

còn gatô không trang trí bằng kem, bảo quản ở điều kiện thường (nhiệt độ 18oC, độ ẩm 70-

80%).


CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT SẢN XUẤT KẸO CARAMEN

(KẸO CỨNG)

3.1. Khái niệm chung Caramen là sản phẩm kẹo do nấu dung dịch đường với mật tinh bột hoặc dung dịch

đường với đường chuyển hóa đến độ ẩm 1-3%.

- Dựa vào cấu tạo có thể chia kẹo caramen làm hai nhóm chính như sau:

+ Caramen không nhân.

+ Caramen có nhân.

- Dựa vào hình thức bên ngoài cũng có thể chia kẹo caramen làm 2 nhóm:

+ Caramen bọc giấy.

+ Caramen không bọc giấy.

Caramen là chất vô định hình, cứng, dòn và thường gọi là kẹo cứng.

3.2. Sơ đồ kỹ thuật sản xuất kẹo cứng Sản xuất kẹo cứng gồm các phần chính như sau:

1. Chuẩn bị khối kẹo.

2. Chuẩn bị nhân.

3. Nâng cao phẩm chất, tạo hình, bao gói, đóng bao và bảo quản.

Từng phần nói trên gồm nhiều công đoạn nhỏ, mỗi công đoạn này khác nhau hay không

là do mức độ cơ giới hóa nhóm và loại kẹo cần sản xuất ra thị trường.


3.3. Các công đoạn sản xuất kẹo cứng 3.3.1. Chuẩn bị khối kẹo

Khối kẹo ngay sau khi nấu là dung dịch nhớt, trong suốt, có màu vàng nhạt đến màu

vàng tươi. Khi làm lạnh khối kẹo đến nhiệt độ 40-45oC có thể viên cứng, dòn và ở trạng thái

vô định hình.

Đường Nước Mật, tinh bột

Sirô caramen

Lọc

Tiêu thụ

Đóng bao

Làm bóng Gói kẹo

(hoặc) Làm nguội

Tạo hình kẹo

Kẹo dài ống caramen

Nhân Lăn khối kẹo

Xả khối kẹo

(hoặc) (hoặc) Cán Quật kẹo Làm lạnh

Nấu sirô caramen


Quá trình kỹ thuật sản xuất khối kẹo có thể coi như sự chuyển đường từ tinh thể cứng

về trạng thái phi tinh, sự chuyển đó có thể bằng hai cách:

+ Nấu đường nóng chảy.

+ Hòa tan đường trong nước rồi tiếp tục cô đặc.

Trong thực tế, người ta sản xuất khối kẹo bằng cách nấu mật đường với mật tinh bột

hoặc đường chuyển hóa đến hàm lượng chất khô yêu cầu.

Mật tinh bột không có trong thực đơn của khối kẹo nhưng có tác dụng chống hồi

đường và làm cho khối kẹo có tính dẻo để dễ chế biến tiếp (như kéo dài hay tạo hình).

Trong sản xuất caramen ở một số nước Châu Âu thường liên kết dùng tỷ lệ giữa mật

với đường là 60%, ở ta thì theo tỷ lệ khoảng 25%. Khi thiếu mật tinh bột, ta có thể thay một

phần hoặc toàn bộ mật bằng đường chuyển hóa, song hàm lượng đường chuyển hóa khi tính

toán sao cho hàm lượng đường khác có trong khối kẹo không được quá 15-16%.

Khả năng kìm hãm sự kết tinh saccaroza của mật tinh bột và đường chuyển hóa trong

quá trình sản xuất kẹo khối có thể giải thích bằng các điều kiện sau đây:

a. Trọng lượng chất khô trong dung dịch bão hòa gồm đường mật và dung dịch bão

hòa gồm đường - đường chuyển hóa so với dung dịch saccaroza tinh khiết.

b. Tăng độ nhớt của dung dịch nói trên so với dung dịch saccaroza tinh khiết.

c. Tạo ra các sản phẩm do phân hủy saccaroza khi nấu, một phần các sản phẩm này có

khả năng chống hồi đường saccaroza.

Như phần nguyên liệu đã nói khi ta tăng hàm lượng mật hoặc đường chuyển hóa trong

dung dịch đường saccaroza thì hàm lượng chất khô tăng.

Độ nhớt của sirô caramen phụ thuộc vào hàm lượng mật có trong khối kẹo. Sự phụ

thuộc đó được biểu thị bằng bảng 3.1.

Bảng 3.1. Sự phụ thuộc độ nhớt của sirô caramen vào hàm lượng mật

Chất khô Độ nhớt tính bằng poiz ở các nhiệt độ khác nhau

100oC 108oC 116oC 120oC

a. Sirô caramen có 50% mật so với đường (100g đường, 50g mật)

87,32 3,98 2,58 1,63 1,31

85,20 2,00 1,39 0,94 0,77

84,08 1,45 1,20 0,70 0,60

82,20 1,15 0,77 0,54 0,44

b. Sirô caramen có 25g mật được thay bằng đường chuyển hóa (100 đường, 25 gam

mật, 25 gam đường chuyển hóa)

86,74 2,38 1,65 1,06 0,88

84,20 1,07 0,78 0,54 0,46

82,55 0,77 0,55 0,39 0,33

c. Sirô caramen thay toàn bộ mật đường chuyển hóa (100 gam đường, 30 gam đường

chuyển hóa)

87,0 1,59 1,06 0,73 0,64

64,8 0,94 0,63 0,44 0,37

61,9 0,44 0,34 0,25 0,00


Qua số liệu trên chúng ta thấy độ nhớt của sirô caramen lớn khi nào dung dịch của nó

dùng mật hoặc thay đổi một phần mật bằng đường chuyển hóa. Chuẩn bị khối kẹo gồm hai

giai đoạn như sau:

+ Chuẩn bị sirô caramen.

+ Nấu sirô caramen thành khối kẹo.

3.3.1.1. Chuẩn bị sirô caramen

Gồm hai phương pháp.

+ Phương pháp gián đoạn.

+ Phương pháp liên tục.

1. Phương pháp gián đoạn:

Trong phương pháp này có thể chuẩn bị sirô theo hai sơ đồ khác nhau.

a. Sơ đồ thứ nhất:

Hòa tan đường trong mật tinh bột đã nấu nóng sơ bộ bằng hơi rồi nấu hỗn hợp đó đến

nồng độ cần thiết.

Lúc đầu nấu nóng mật đến 60oC, dùng bơm cho vào thiết bị (chảo, thùng); sau đó cho

đường vào cùng lúc cho đường ra; cho hơi nóng qua ống phun trực tiếp đặt dưới đáy thiết bị

(xem hình vẽ 1), sau khi đường đã hòa tan ta ngắt đường hơi qua ống phun và cho vào ống

xoắn đặt trong thiết bị, áp suất đưa vào ống xoắn là 4-5 atm.

Hỗn hợp mật đường hầu hết hàm lượng chất khô là 84-86%. Sau đó hỗn hợp trên tự

cháy theo ống dẫn vào bình chứa và nhờ bơm đưa ra bộ phận lọc là kim loại có đường kính

d = 0,3-0,5 mm, lọc xong cho vào bình chứa của thiết bị nấu chân không 12-14% và dùng

đường chuyển hóa 14-16%. Hàm lượng đường khử theo sơ đồ này tăng từ 4-5%. Thời gian

chuẩn bị sirô của một chu kỳ là 30 phút.

b. Sơ đồ thứ hai:

Hòa tan đường trong nước nóng, rồi nấu với mật tinh bột. Hàm lượng nước dùng hòa

tan đường là: 25-30% so với đường. Lúc đầu cho nước vào thiết bị ống xoắn, sau đó cho hơi

nóng vào ống, rồi cho đường vào thiết bị. Để tăng cường độ hòa tan của đường trong thiết bị

có đặt bộ phận khuấy kịp thời gian hòa tan là 20-30 phút. Trong thời gian này có một lượng

nước bốc hơi và khi nhiệt độ đạt tới 100oC thì nồng độ của sirô đường là 80%. Khi đã đạt tới

nhiệt độ trên, ta cho mật vào sirô theo tỷ lệ có trong thực đơn và nấu đến 116-117oC để hàm

lượng chất khô là 84-86%. Sau đó qua bộ phận lọc rồi đưa vào bình chứa của thiết bị nấu

chân không. Thời gian chung để chuẩn bị sirô theo sơ đồ này là 40-45 phút. Hàm lượng

đường khử 13-16%, trong quá trình chuẩn bị sirô caramen hàm lượng đường khử tăng 4-6%.

So sánh hai phương pháp qua thực tế ta thấy rằng dùng sơ đồ hòa tan đường qua mật

tinh bột tốt hơn vì hàm lường đường khử ít hơn.

2. Phương pháp liên tục:

Phương pháp liên tục rút ngắn thời gian chuẩn bị sirô và làm ra có chất lượng cao hơn

so với phương pháp gián đoạn.

Theo phương pháp này thì đường không hòa tan trước trong mật hoặc trong nước, mà

trộn nó với mật và ít nước (17-20% so với trọng khối của đường). Hỗn hợp trên được nấu

dưới áp suất, lúc này đường sẽ được hòa tan trong nước có trong hỗn hợp.

Đường sau khi làm sạch bằng cách tách các tạp chất, cho vào bể phân chia nhờ vít tải

đưa xuống phễu của máy trộn. Mật, sirô chuyển hóa, nước từ các thùng khác nhau nhờ các

bơm pittông đưa vào máy trộn. Máy trộn có vỏ hơi bên trong có hai trục lắp các cánh khuấy

dưới một góc nhất định, hai trục quay ngược chiều nhau. Một ống dẫn hơi nối liền máy trộn


với bơm pittông, bơm này có nhiệm vụ chuyển hỗn hợp trong máy trộn (sau khi đã nấu 60-

70oC) vào bình nấu ống xoắn, ở đây hỗn hợp được nấu bằng hơi nóng dưới áp suất 589

KN/m2 (6 atm). Nhiệt độ của sirô ra khỏi ống xoắn là 125oC và áp suất dư trong ống là 78-

149 KN/m2 (0,8-1,5 atm). Nhờ nhiệt độ cao nên đường hòa tan rất nhanh trong một lượng

nước không lớn. Độ ẩm của hỗn hợp đưa vào ống xoắn của nồi nấu là 17-19 phút.

Sau khi ra khỏi nồi nấu sirô đưa qua bộ phận lọc rồi xuống bình chứa để đưa vào thiết

bị nấu chân không.

Thời gian nấu sirô trong bình ống xoắn là 1,5-2 phút, còn tất cả quá trình là 5-6 phút.

Theo phương pháp này thì đường không bị phân hủy, hàm lượng đường khử khoảng

11,5-14. Khối kẹo nấu từ sirô caramen theo phương pháp này sẽ sáng màu và bền hơn khi

bảo quản.

3. Phương pháp dùng axit:

Là dùng axit để chuyển sirô đường thành đường chuyển hóa thay thế mật tinh bột.

Đường chuyển hóa được tạo ra một cách liên tục ở các giai đoạn sau:

+ Khi nấu sirô caramen.

+ Khi vận chuyển.

+ Khi bảo quản trong các thùng.

+ Khi nấu khối kẹo.

Lượng axit cho vào phải tính toán sao cho hàm lường đường khử trong khối kẹo

không quá 18-20%. Thời gian tác dụng của axit lên sirô càng lâu thì liều lượng cuối cùng

càng ít. Các dạng axit thường được dùng là axit xitric, axit tractic, axit lactic. Các dạng axit

này có khả năng chuyển hóa yếu do đó đường chuyển hóa tăng chậm và đều. Thường dùng

nhất là axit lactic, nó có khả năng chuyển hóa chậm nhất. Liều lượng axit dùng để chuyển

hóa đường thường được xác định bằng thực nghiệm và thực tế của nhà máy.

Nếu dùng axit lactic có nồng độ 40-45 thì cho vào theo tỷ lệ 0,3-13,5 kg cho 1 tấn

đường.

Lượng axit cho vào không những phụ thuộc vào thời gian tác dụng của nó mà còn phụ

thuộc vào chất lượng của đường, vào số lượng và đặc tính của hợp chất pha chế.

Phương pháp này ít dùng vì khi thu được sirô kẹo có lượng đường khử ổn định.

3.3.1.2. Nấu sirô caramen thành khối kẹo

Muốn thu được khối kẹo có độ ẩm 1-3% ta cần nấu sirô caramen có độ ẩm 12-16%

đến độ ẩm nói trên.

1. Các phương pháp nấu:

a. Thủ công:

Dùng chảo nấu đốt bằng than hoặc củi. Nhiệt độ nấu cuối cùng là 155-160oC. Nhiệt độ

cao ảnh hưởng xấu đến sản phẩm. Nếu thi công năng suất thấp, mất nhiều sức lao động và

không đảm bảo vệ sinh.

b. Thiết bị nấu vạn năng: Thiết bị này sử dụng khá rộng rãi, có thể dùng nó để nấu kẹo

cứng, kẹo mềm và nấu hòa nhân kẹo, do đó được mang tên vạn năng.

Toàn bộ thiết bị nằm trên một giá đỡ. Chảo phía trên liên hệ với chảo phía dưới bằng

cửa van nằm ở phần dưới chảo. Chảo phía dưới không có vỏ hơi đốt, nối với một bơm chân

không qua bình ngưng lại. Chảo phía dưới gắn chặt vào chảo phía trên đệm với nhau. Cơ cấu

K mở tác dụng làm cho chảo phía dưới có thể gắn vào hoặc tách ra khỏi chảo phía trên.

Thời gian của cả quá trình nấu dung dịch trong thiết bị vạn năng là 18-20 phút. Năng

suất của thiết bị là 800 kg khối kẹo một ca.


c. Thiết bị nấu chân không:

* Cấu tạo: Gồm hai phần.

- Phần đốt nóng.

- Phần bốc hơi.

Phần đốt nóng gồm vỏ hình trụ, bên trong có hai ống xoắn đặt lồng nhau, bên ngoài

ống dẫn hơi bảo hòa áp suất 5-6 atm.

Phần bốc hơi là một hình trụ thẳng đứng được chia làm hai phần, giữa hai phần có cửa

van liên hệ nhau và đầu cuối của phần bốc hơi có van xã khối kẹo.

Ngày nay các nước tiên tiến thường dùng thiết bị chân không có hai ống xoắn đặt lồng

vào nhau, đường kính của ống 30/34 mm, chiều dài của mỗi ống 33 m, năng suất của khối

kẹo là 5 tấn một ca, bề mặt đốt nóng là 6,2 m2.

Phần đốt và phần hơi đặt riêng biệt và liên hệ nhau bằng ống dẫn.

Nhiệt độ của sirô từ buồng đốt là 135-140oC và buồng bốc hạ xuống còn 110-120oC

nhờ chân không ở buồng bốc nước tiếp tục bốc hơi và còn lại từ 1-3% của hai phút, khối kẹo

được xả ra ngoài và đưa đi làm lạnh ngay.

2. Các điểm chú ý khi nấu kẹo trong thiết bị chân không ống xoắn:

a. Thời gian nấu không được quá 2-2,5 phút, nếu ta giữ lâu khối caramen trong buồng

bốc chân không thì lượng tiêu hao do khí đốt cuốn theo càng nhiều và hàm lượng đường khử

cùng các sản phẩm do phân hủy đường càng lớn.

b. Để tránh sự tổn thất khối kẹo do hơi thứ cuốn theo cần chú ý đến tỷ lệ giữa năng

suất của buồng bốc chân không và dung tích của toàn bộ thiết bị nấu chân không.

Thiết bị chân không có dung tích 4 T/ca thì dung tích của buồng bốc chân không là 12

lít và nếu 8 T/ca thì dung tích của buồng bốc chân không là 240 lít.

Khi ta tăng bề mặt đốt nóng bằng cách tăng chiều dài ống thì cần tăng dung tích của

buồng bốc chân không.

c. Áp suất hơi nóng có chiều hướng đến năng suất của thiết bị và chất lượng của khối

kẹo. Qua thực tế sản xuất của các xí nghiệp bánh kẹo Liên xô người ta rút ra kinh nghiệm

như sau: Khi áp suất hơi nóng giảm từ 6 atm xuống còn 5 atm thì năng suất thiết bị giảm

12%, nếu hạ xuống đến 4 atm thì năng suất hạ xuống 25%, cũng có nước dùng áp suất hơi là

8-10 atm, khi áp suất cao như vậy năng suất của thiết bị chân không tăng rất nhiều và thu

được khối kẹo có chất lượng tốt.

d. Chân không trong thiết bị cũng có ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Khi

tăng chân không từ 550-680 mm lên đến 700-720 mm thì nhiệt độ nén xuống rất nhiều, do đó

ta thu được kẹo có màu sắc đẹp.

e. Tùy thuộc vào loại kẹo mà độ ẩm của nó có khác nhau: độ ẩm của kẹo cứng không

nhân 1-1,5%, kẹo cứng có nhân nấu đến độ ẩm 1,5-3%.

Khối kẹo nấu từ đường chuyển hóa có độ nhớt bé hơn khối kẹo nấu bằng mật tinh bột

nên cần nấu đến nồng độ cao hơn.

Khi nấu kẹo cứng có nhân ta dùng hàm lượng mật tinh bột khác nhau thì độ ẩm cũng

khác nhau. Dựa vào tỷ lệ đường, mật có trong thực đơn của khối kẹo ta có thể điều chỉnh độ

ẩm như sau:


Bảng 3.2. Sự phụ thuộc của độ ẩm kẹo vào tỷ lệ đường, mật

Đường Mật Độ ẩm của khối kẹo, %

100 phần 50 phần 2,6 - 2,7

100 35 2,3 -2,4

100 25 1,9 - 2,0

100 15 1,7 - 1,8

100 15 và dùng đường chuyển hóa. 1,3 - 1,5

3.3.1.3. Rửa thiết bị

Trong quá trình làm việc một màng chất khô xuất hiện trên các thành ống dẫn vào ống

xoắn, ngăn cách quá trình truyền nhiệt làm giảm năng suất của thiết bị. Các màng này có khả

năng tạo ra các tinh thể trên thành ống gây nên sự kết tinh của sirô và khối kẹo. Khi rửa thiết

bị bằng nước nóng, nếu dùng mật thì trong một ca phải rửa hai lần; dùng đường chuyển hóa

thì qua hai giờ rửa một lần. Trong trường hợp rửa bằng nước nóng mà không sạch thì có thể

dùng dung dịch sút 2% để ngâm thiết bị, rồi sau rửa lại nước. Nước rửa có chứa đường cần

tận dụng.

3.3.1.4. Yêu cầu kỹ thuật, thành phần hóa học và tính chất vật lý của khối kẹo

1. Yêu cầu kỹ thuật:

Sau khi ra khỏi buồng bốc của thiết bị nấu chân không, nhiệt độ của khối kẹo từ 110-

130oC. Khối kẹo cần đạt các yêu cầu sau đây:

+ Trong suốt không có vết đục biểu hiện sự hồi đường.

+ Màu sắc vàng tươi nếu ta dùng mật và hơi xẫm nếu ta dùng đường chuyển hóa.

+ Độ ẩm không được quá 3%.

+ Hàm lượng đường chuyển hóa không được quá 20%.

+ Cần phải dẻo ở nhiệt độ tạo hình và ở nhiệt độ của các công đoạn gia công khác

(quật, cam, lan, vuột v.v…), có nghĩa là có khả năng chịu được sự kéo dài để tạo hình dạng

bất kỳ.

2. Thành phần hóa học của khối kẹo:

Tùy theo thực đơn mà thành phần hóa học của kẹo có khác nhau.

Nếu dùng mật tinh bột: Saccaroza : 58%

Glucoza : 10%

Fructoza : 3%

Maltoza : 7%

Độ ẩm : 2%

Nếu dùng đường chuyển hóa:

Saccaroza : 78-80%

Đường chuyển hóa : 18-20%

Độ ẩm : 2%

3. Tính chất vật lý của khối kẹo:

Khối kẹo ra khỏi thiết bị nấu là dung dịch nhớt khi làm lạnh thì độ nhớt của nó tăng rất

mạnh và ở 90oC thì khối kẹo có tính dẻo, trong trạng thái này thì có thể tạo hình nó theo hình

dạng tùy ý. Tiếp tục làm lạnh đến 40-45oC thì khối kẹo trở nên phi tinh, trong suốt, cứng và

dòn. Độ ẩm của caramen cần thiết thì nó sẽ nhanh cứng và mức độ cứng càng cao.


Để khối kẹo giữ được trạng thái phi tinh ta cần xét đến hàng loạt điều kiện khác nhau.

Một trong những điều kiện đó là độ nhớt của khối kẹo. Độ nhớt của khối kẹo phụ thuộc vào

nhiệt độ, hàm lượng mật tinh bột và độ ẩm của khối kẹo.

Độ nhớt của khối kẹo giảm khi hàm lượng mật tinh bột giảm vì dextrin có trong mật

làm tăng độ nhớt của khối kẹo. Đường chuyển hóa sẽ làm giảm độ nhớt của khối kẹo, nếu

tăng đường chuyển hóa thì độ nhớt càng giảm. Thực nghiệm chứng minh rằng nếu khối kẹo

đó dùng sirô chuyển hóa (hàm lượng đường khử tăng lên 1,5 lần) thì độ nhớt sẽ giảm đi hơn

3 lần.

Khi giảm nhiệt độ thì độ nhớt tăng. Ví dụ: Ở 120oC, khối kẹo làm theo thực đơn bình

thường (50 phần mật, 100 phần đường) có độ nhớt là 640 poiz, khi nhiệt độ hạ xuống còn

100oC thì độ nhớt là 9000 poiz và ở 90oC là 30000 poiz. Như đã nói ở trên, ở nhiệt độ 30oC

thì khối kẹo có tính dẻo (vì độ nhớt cao).

Chỉ số độ nhớt rất quan trọng đối với khối kẹo vì giữ được trạng thái phi tinh của khối

kẹo trong các công đoạn gia công tiếp theo hay không là do độ nhớt của nó quyết định. Nếu

chúng ta giữ khối kẹo khá lâu ở nhiệt độ cao (ở nhiệt độ đó có độ nhớt thấp) thì sẽ xảy ra quá

trình kết tinh và kết quả là khối kẹo bị hồi đường. Khi tăng độ nhớt thì tốc độ kết tinh giảm

bằng cách làm lạnh nhanh, khi độ nhớt tăng tạo điều kiện làm chậm sự chuyển động của các

phân tử, các tinh thể không tạo ra và khối kẹo giữ được trạng thái phi tinh. Vì vậy trong sản

xuất kẹo cần làm lạnh nhanh đến nhiệt độ gần 90oC. Ở nhiệt độ này khối kẹo có độ nhớt cao.

Khả năng kết tinh của nó giảm khá lớn và độ dẻo tốt để tiếp tục chế biến. Khi đã hồi đường

khối kẹo không còn tính dẻo, do đó không đủ khả năng gia công tiếp (ta thường gọi là phế

phẩm).

3.3.1.5. Các biến đổi hóa lý của đường, mật tinh bột, bột và hỗn hợp của chúng khi nấu

kẹo

1. Khái niệm chung:

Muốn tìm hiểu sự thay đổi hóa lý xảy ra trong một hỗn hợp phức tạp, trước tiên cần

tìm hiểu sự thay đổi của từng thành phần trong hỗn hợp đó.

Khi sản xuất khối kẹo cứng thì đường saccaroza, glucoza, fructoza, maltoza và những

sản phẩm trung gian do sự thủy phân tinh bột đều chịu tác dụng của nhiệt.

Ngày nay dựa vào hàng loạt công trình nguyên cứu người ta đã xác nhận rằng: khi nấu

đường trong môi trường axit yếu hoặc trung tính thì những hợp chất phức tạp được tạo ra.

Thành phẩm và tính chất của thành phẩm phụ thuộc vào mức độ tác dụng nhiệt, nồng độ

đường, loại đường, điều kiện nấu và phản ứng của môi trường.

2. Sự phân hủy đường:

Tùy thuộc vào các yếu tố kể trên khi phân hủy đường có thể tạo ra các chất như sau:

+ Hydroxit đường.

+ Hydroxymetylfufurol.

+ Hợp chất màu.

+ Những sản phẩm axit như: axit levulic (CH3 - COCH3 - CH2 - COOH), axit focmic

(HCOOH) và axit lactic (CH3 - CHOH - COOH), alhydrit…

Hoặc viết dưới dạng sơ đồ :

Saccaroza monosaccaccrit alhydrit

hydroxymetylfufurol axit levulic + axit focmic + chất màu.

Tuy rằng các quá trình biến đổi hóa lý của đường chưa được nghiên cứu đầy đủ,

nhưng dựa trên kết quả của hàng loạt công trình nghiên cứu về sự biến đổi của nhiều dạng


đường cho chúng ta biết rằng: khi nấu đường glucoza trong môi trường axit hoặc trung tính

thì nó sẽ giải phóng một hoặc hai phân tử nước tạo ra alhydrit, những alhydrit này có thể liên

kết với nhau hoặc với đường chưa bị biến đổi để tạo sản phẩm phục hồi. Tiếp tục tác dụng

nhiệt thì hydroxymetylfufurol bị phá hủy tạo axit levulic và axit focmic hoặc tạo ra hợp chất

có màu.

Glucoza có độ bền cao nhất, đặc biệt dưới tác dụng của axit thì glucoza bền hơn so với

fructoza.

Khi có sự tham gia của axit và kiềm thì fructoza bị phân hủy rất nhanh. Tốc độ phân

hủy fructoza lớn gấp 7 lần glucoza. Đường fructoza xuất hiện khi saccaroza bị phân hủy. Nó

không bền dưới tác dụng của nhiệt. Khi bị phân hủy fructoza tạo ra hợp chất háo nước như

alhydrit kép. Alhydrit được tạo ra là do tách hai phân tử nước ở hai phân tử fructoza. Do đó

trong sản xuất không nên để fructoza xuất hiện nhiều, vì nó làm kẹo chóng chảy nước.

Sản phẩm phục hồi (do phân hủy đường tạo ra) là hợp chất có số đơn vị glucoza trong

phân tử lớn hơn trong phân tử đường đầu tiên. Phụ thuộc vào loại và nồng độ của đường, vào

phản ứng của môi trường, vào thời gian và mức độ tác dụng của nhiệt độ mà các sản phẩm

phục hồi được tạo ra khác nhau (cùng với các liên kết ở vị trí 1,6 ta có thể gặp các liên kết ở

vị trí 1,2 và 1,3).

Chất màu do phân hủy đường trong quá trình nấu kẹo có ảnh hưởng không tốt đến

màu sắc sản phẩm. Những biến đổi của đường trong quá trình nấu kẹo có thể tóm tắt ở các

điểm sau:

- Sản phẩm phân hủy đường (chất màu và hydroxymetylfufuron) làm tăng màu sắc và

tính háo nước của kẹo. Để giảm sự phân hủy đường trong quá trình nấu người ta dùng các

thiết bị nấu chân không. Do nấu chân không nên đã hạn chế khá hiệu quả sự tạo thành chất

màu và hydroxymetylfufuron.

Còn lại những sản phẩm bậc nhất (alhydrit sản phẩm phục hồi) có tác dụng làm chậm

quá trình kết tinh của saccaroza trong khối kẹo. Hàm lượng của chúng tăng khi tăng nồng độ

của dung dịch đường.

- Dùng đường chuyển hóa trong khối kẹo thì hàm lượng sản phẩm phân hủy đường sẽ

nhiều hơn so với khối kẹo dùng mật tinh bột, và trong thời gian nấu thì sự phân hủy tăng rất

nhanh.

3.3.2. Chuẩn bị nhân kẹo

3.3.2.1. Yêu cầu đối với nhân

Có thể dùng nhiều loại nhân trong sản xuất kẹo cứng nhưng chúng phải đảm bảo các

yêu cầu sau:

a. Độ đậm của nhân phải đồng nhất, độ nhớt đạt mức quy định để bảo đảm tạo hình ở

nhiệt độ 60oC.

b. Nhân không được hòa tan vỏ kẹo, khi bảo quản cần có mùi vị thơm ngon, không

được kết tinh và chảy.

Để đạt được yêu cầu về độ bền của nhân ta phải chú ý các điểm sau đây:

+ Hàm lượng đường cần tới 65-75% để ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật.

+ Cần cho vào nhân lượng chất chống hồi đường để chống hồi đường và giữ độ ẩm

của nhân.

+ Không dùng các dạng nguyên liệu và chất béo chóng hỏng làm nhân.

3.3.2.2. Kỹ thuật sản xuất các loại nhân

1. Nhân mật ong:


Nhân mật ong là hợp chất của sirô mật đường có thêm mật ong và nấu đến hàm lượng

chất khô 82-86%, ngoài ra còn có thể thêm vào 20% quả nguyên liệu có chứa pectin (so với

trọng lượng nguyên liệu). Mật ong cho vào ở cuối giai đoạn nấu với hàm lượng là 25-30% so

với trọng lượng nhân. Độ ẩm của nhân là 14-16%.

2. Nhân rượu:

Nhân rượu là do nấu đường mật đến hàm lượng chất khô 86-87%, làm nguội đến nhiệt

độ 70-75% rồi cho rượu mùi và các chất thơm khác vào. Tỷ lệ đường : mật là 1 : 2. Ngoài ra

còn có thể dùng quả nghiền, nếu có thì cần giảm hàm lượng mật chỉ còn lại 0,5-1 cho một

phần đường. Hàm lượng đường khử trong nhân cần bảo đảm 30%. Nếu giảm hàm lượng

đường khử thì nhân dễ bị hồi đường và tăng khả năng hòa tan vỏ kẹo. Nấu nhân gồm 3 bước:

a. Nấu hỗn hợp đường mật hoặc đường với quả nghiền.

b. Lọc hỗn hợp trên qua rây có kích thước 2-3 mm.

c. Chuẩn bị hỗn hợp gồm rượu + chất màu + tinh dầu rồi cho vào dung dịch đường đã

làm nguội đến 70oC.

3. Nhân sữa:

Thu được do nấu sirô đường sữa với mật tinh bột đến hàm lượng chất khô 82-88%.

Sữa dùng làm có thể ở dạng tươi, dạng khô hoặc dạng cô đặc. Nếu dùng sữa khô ta phải tính

toán sao cho hàm lượng chất béo trong nhân không ít hơn 20% và khi dùng sữa khô phải

thêm vào thực đơn một lượng bơ. Để tránh sự sẫm màu của nhân, khi nấu ta phải dùng thiết

bị nấu chân không, đồng thời nhân nấu ra chưa dùng cần làm lạnh ngay. Sự xẫm màu của

nhân sữa là do tác dụng của đường với protit của sữa tạo ra melanoidin.

Nếu dùng sữa đặc làm nhân thì tiến hành như sau: để tránh tác dụng nhiệt lâu lên sirô

đường sữa đầu tiên cần chuẩn bị sirô đường mật đến độ ẩm 15-17%, sau đó nấu đến độ ẩm

12-13% rồi mới cho sữa đặc vào.

Cuối giai đoạn nấu ta cho các chất phụ có trong thực đơn vào rồi đưa đi làm lạnh đến

nhiệt độ 70oC và cho tinh dầu vào trộn đều.

Nếu dùng sữa tươi thì đầu tiên chuẩn bị sirô đường sữa sau đó cho vào nấu ở thiết bị

nấu chân không. Nấu nóng mật đến 60-70oC, cho hỗn hợp nói trên vào nấu đến độ ẩm 10-

14%, ta được nhân sữa.

Nếu dùng sữa khô đầu tiên cần hòa tan trong nước 38-40oC, sau đó nấu giống như khi

dùng sữa tươi.

Để giảm sự biến đổi hóa học của đường và protit trong khi nấu sữa cần phải tránh tác

dụng nhiệt lên hỗn hợp quá lâu. Muốn vậy cần phải dùng thiết bị nấu chân không có dung

tích nhỏ và cần nấu nóng sơ bộ các thành phần nguyên liệu có trong thực đơn.

4. Nhân hạt trơn:

Muốn thu được loại nhân này ta trộn hạt thơm có dầu như lạc, hạnh nhân, hạt mơ

v.v… đã rang và nghiền nhỏ với đường bột hoặc trộn với sirô đường đã nấu nóng đến hàm

lượng chất khô 88-89%. Để tăng cường độ mịn của nhân, sau khi trộn hạt thơm với đường

bột ta đem nghiền qua máy nghiền trục từ 2-3 lần, kích thước của hạt đạt tới 30-35%. Sau đó

cho vào máy trộn với các phụ kiện có trong thực đơn.

Nếu trộn hạt nghiền với sirô thì đầu tiên ta cho hạt vào máy nhào rồi cho sirô đã nấu

đến hàm lượng chất khô yêu cầu (nhiệt độ sirô là 110-115oC) và trộn kỹ. Sau đó làm lạnh đến

nhiệt độ 70oC và cho các phụ liệu vào khối nhân.

5. Nhân sôcôla hạt thơm:


Để thu được sôcôla hạt thơm ta thay một phần hạt thơm bằng bột cacao, hàm lượng

bột cacao là 10% so với trọng lượng nhân.

Để thu được nhân hạt thơm cũng như nhân sôcôla hạt thơm có độ đặc yêu cầu ta cho

vào nhân một lượng chất béo cứng. Chất béo thường dùng là dầu cacao, bơ hoặc chất béo

dùng cho bánh kẹo (dầu lạc hoặc dầu bông đã hydro hóa). Hàm lượng chất béo trong nhân

hạt thơm sôcôla không ít hơn 20%, độ ẩm của nhân 1-3%.

6. Nhân béo:

Thu được là do trộn đường với dầu dừa thành khối đồng nhất. Đường dùng làm nhân

phải nghiền kỹ. Trong đường bột phải có 60-80% các phân tử kích thước 30-35. Ta có thể

thay một phần đường bột bằng đường glucose. Không được dầu hydro hóa hoặc magarin vì

chúng làm giảm chất lượng sản phẩm. Tất cả các thành phần có trong thực đơn được gia công

trong máy nhào ở nhiệt độ 40oC, nhân béo có thành phần chính:

Đường : 70%

Dầu : 30%

7. Nhân quả cây:

Là sản phẩm do nấu purê quả với đường mật tinh bột.

a. Các dạng nguyên liệu quả: Nguyên liệu quả đưa vào máy bánh kẹo ở dưới dạng đã

bảo quản bằng nhiều phương pháp khác nhau. Các dạng nguyên liệu quả:

+ Purê là phần thịt quả nghiền và được bảo quản bằng anhydrit sunfurơ hoặc đã thanh

trùng.

+ Quả nguyên hoặc quả thái miếng được bảo quản bằng anhydrit sunfurơ.

+ Phần thịt quả nghiền nấu với đường đến hàm lượng chất khô 70%.

+ Phần thịt quả nghiền trộn với đường và thanh trùng.

Ở Liên Xô thường dùng táo để làm nhân quả. Hàm lượng pectin trong quả là 1%, nhờ

hàm lượng pectin này làm cho nhân có mức độ đặc và dẻo thích hợp.

b. Chuẩn bị nguyên liệu quả và sản xuất: Nếu ta dùng dạng quả nguyên hoặc thái

miếng thì sơ đồ sản xuất nhân cần tiến hành như sau:

Quả cây đã chín

Chần

Nghiền Sirô đường

Chuẩn bị hỗn hợp pha chế Mật

Nấu Sirô từ kẹo vụn

Nhiệt độ hóa

Cho vào ống kẹo

Qua máy nghiền quả bị mềm và tách lượng axit sunfurơ dùng bảo quản quả.

Thiết bị chần quả có thể dùng chảo hở, thùng gỗ đóng kín hoặc thiết bị chần vít tải.

Nấu quả khô chần trong chảo hở có vỏ hơi thì thời gian là 30-40 phút, chần trong thiết bị

chần vít tải trong thời gian 10-15 phút. Chần xong cho quả qua máy nghiền thành dạng purê.

Sau đó cho qua lưới có kích thước có lỗ 1 mm.


Các loại quả trộn với đường đã nấu hoặc trộn với đường đã thanh trùng cho qua lưới

có kích thước qua lỗ 1,5-2 mm. Sau khi chần là dùng bơm đưa purê vào máy khuấy hỗn hợp

pha chế.

c. Chuẩn bị hỗn hợp pha chế: Purê quả có độ ẩm gần 90%, sirô đường có độ ẩm 20%

và mật hoặc sirô nấu từ phế phẩm kẹo được đưa vào thùng pha chế bằng kim loại có cánh

khuấy. Hỗn hợp đã pha chế nhờ bơm đưa vào thiết bị chân không, độ ẩm của hỗn hợp trong

thiết bị là 50-60%.

Nhân cần có độ ẩm từ 16-19% ở nhiệt độ 60oC.

Mật tinh bột trong thực đơn có thể thay bằng một phần hoặc toàn bộ sirô của phế

phẩm kẹo cứng. Hàm lượng purê quả trong thực đơn không nên quá cao vì độ nhớt sẽ quá lớn

làm giảm tính dẫn nhiệt trong khi nấu nhân, do đó khó đạt độ ẩm yêu cầu. Độ nhớt cao cũng

gây khó khăn trong quá trình đưa nhân vào ống kẹo và làm chậm việc tạo hình. Nếu lượng

purê quá thấp thì vị ngon của nhân bị giảm, đồng thời khó tạo hình vì độ nhớt thấp.

Sirô đường cần lọc qua 3 loại rây: rây thứ nhất có kích thước 3-4 mm; rây thứ 2: 1,5-2

mm; rây thứ 3 có từ 400-900 lỗ rây/1cm2. Còn mật tinh bột lọc qua rây có đường kính của lỗ

rây 1,5 mm và sirô nấu từ kẹo vụn cần lọc 2 lần qua rây có = 2-3 mm và = 1,5 mm.

d. Nấu nhân: Hỗn hợp pha chế sau khi đã khuấy trộn ta dùng bơm đưa vào thùng chứa

hoặc cho trực tiếp vào thiết bị nấu chân không gián đoạn hoặc chân không ống xoắn dùng

cho kẹo cứng.

Thiết bị chân không làm việc gián đoạn dùng để nấu nhân có độ chân không 500-550

mm, áp suất dư của hơi nóng đưa vào thiết bị là 490-589 KN/m2. Nếu độ chân không cao hơn

nữa thì quá trình nấu kẹo bị kéo dài, vì độ chân không càng cao thì nhiệt độ càng thấp và độ

nhớt của nhân càng cao. Khi độ nhớt cao thì sự truyền nhiệt kém, làm cho quá trình bốc hơi

của nhân chậm. Vả lại cần nhiệt độ đủ cao để tiêu diệt vi sinh vật có thể có trong quả cây.

Thời gian nấu nhân vào khoảng 20-45 phút. Độ ẩm của nhân từ 16-19%.

Thiết bị nấu chân không kiểu ống xoắn khác với thiết bị nấu khối kẹo là dung tích của

phần bốc lớn hơn từ 5-7 lần, ngoài ra còn lắp một bình thu hồi trên ống chính dẫn đến bình

ngưng tụ và bơm chân không. Tác dụng của bình ngưng tụ là giữ lại phần nhân do hơi thứ

mang theo. Nếu dùng loại thiết bị chân không ống xoắn không tăng thể tích của phần bốc thì

hàm lượng sản phẩm tiêu hao do hơi thứ hút theo là 20-25%. Độ chân không trong thiết bị là

500-550 cột thủy ngân, hơi nóng dùng nấu nhân trong thiết bị này là 490 KN/m2. Thời gian

nấu từ 3-4 phút. Nhờ thời gian nấu nhân nhanh nên giữ được chất lượng ban đầu của nguyên

liệu, nhân có màu sáng hơn.

Nấu xong cần phải rửa thiết bị. Thường trong một ca rửa 2 lần bằng nước nóng, qua

một tuần nữa bằng dung dịch sút nồng độ 2-3%.

d. Quá trình xảy ra khi nấu nhân:

Độ ẩm của nhân quả trong giới hạn 16-19%. Hàm lượng pectin trong nguyên liệu có

ảnh hưởng đến độ đặc của nhân, nhưng ngoài ra độ đặc lại còn phụ thuộc vào độ ẩm. Nếu

nhân quả làm từ quả có hàm lượng pectin cao thì có thể nấu đến độ ẩm 19% nếu thấp thì nấu

đến độ ẩm 16%.

Trong khi nấu lượng axit sunfurơ dùng bảo quản quả cũng được tách ra. Hàm lượng

của nó trong hỗn hợp nhân quả 0,1%, sau khi nấu chỉ được phép còn lại 0,01%.

Tác dụng của nhiệt độ thì pectin bị phân hủy. Sự phân hủy này cũng có mặt lợi là

protopectin bị phân hủy thành pectin - có khả năng tạo đông, nhưng các chất pectin đó lại bị

phân hủy và mất khả năng đông tụ nếu ta kéo dài thời gian tác dụng nhiệt độ cao. Để tránh


tác hại đó, ta phải dùng thiết bị nấu chân không để nấu nhân. Độ nhớt của nhân khi nấu trong

thiết bị chân không ống xoắn là 27-70 NS/m (270-760 poiz), khi dùng nồi hai vỏ là 80-160

poiz.

3.3.3. Nâng cao phẩm chất khối kẹo và chuẩn bị tạo hình

3.3.3.1. Làm lạnh khối kẹo

Ra khỏi thiết bị nấu chân không khối kẹo có nhiệt độ 105-135oC, cần làm lạnh nhanh

khối kẹo đến nhiệt độ 80-90oC. Ở nhiệt độ trên, độ nhiệt của khối kẹo tăng và có tính dẻo,

nhờ đó có thể chế biến và tạo hình.

Nếu làm lạnh chậm thì khối kẹo có thể bị hồi đường. Khối kẹo khi bị hồi đường không

thể gia công tiếp. Do đó cần làm lạnh nhanh đến nhiệt độ nói trên, vì ở nhiệt độ đó khối kẹo

có độ dẻo cao nhất.

Trong quá trình làm nguội cho thêm vào khối kẹo các chất thơm, axit, phẩm màu. Kẹo

đầu thừa hoặc không đúng hình dạng quy định (trừ nhân) được cho vào khối kẹo ngay từ phút

đầu khi đổ lên bàn làm lạnh. Hàm lượng của chúng không được quá 2kg/1s trong 20kg khối

kẹo.

3.3.3.2. Nhuộm màu, axit hóa và thơm hóa

a. Nhuộm màu:

Mục đích của khâu này làm tăng vẻ đẹp cho kẹo. Để phẩm màu phân bố đều trong

khối kẹo cần dùng phẩm màu ở dạng dung dịch có nồng độ 5-10%, lọc qua rây có đường

kính của lỗ rây 0,4-0,5 mm. Lượng dung dịch chất màu cho vào dung dịch phụ thuộc vào

khả năng nhuộm màu của chất màu và màu sắc của khối kẹo.

b. Axit hóa:

Làm cho kẹo có vị chua ngon, thường dùng với kẹo cứng không nhân hoặc nhân quả

cây. Thường dùng axit hữu cơ tinh thể hòa tan trong nước, có khả năng chuyển hóa yếu và

không bay hơi ở nhiệt độ 120oC (axit xitric, axit tactric). Hàm lượng axit phụ thuộc vào khối

kẹo và dùng trong giới hạn 4-15 g/1kg khối kẹo. Loại kẹo cứng không nhân dùng nhiều hơn,

có thể tới 15 g/1kg khối kẹo.

c. Sự thơm hóa:

Mục đích là làm cho khối kẹo có mùi thơm đặc trưng của từng loại kẹo. Có thể cho 4

ml tinh dầu và 0,5 g vani vào 1 kg sản phẩm.

3.3.3.3. Cán khối kẹo

Cán khối kẹo sau khi làm nguội (đến nhiệt độ 80-90oC) nhằm mục đích sản xuất kẹo

cứng trong suốt. Yêu cầu của giai đoạn này là:

+ Phân bố đều các phụ liệu trong khối kẹo.

+ Làm cho khối kẹo lớn và kẹo vụn thành một khối đồng nhất.

+ Loaị trừ phần không khí thừa có trong khối kẹo.

+ Làm cho toàn bộ khối kẹo có nhiệt độ như nhau để nhân phân bố đều trong khối kẹo

và kẹo có hình dạng đồng nhất.

Sau khi cân khối kẹo cần có nhiệt độ 75-80oC.

3.3.3.4. Quật khối kẹo

a. Mục đích:

Để sản xuất loại caramen không trong suốt người ta cho khối kẹo qua máy quật. Khối

kẹo được quật thành băng dài rồi gấp lại quật tiếp thành băng dài, cứ như vậy với thời gian

quật trong máy từ 1,5-2 phút.


Nếu sản xuất kẹo có nhân thì băng kẹo sau khi quật được đưa vào máy tạo ống và đưa

nhân vào ống kẹo.

b. Sự thay đổi tính chất hóa lý của khối kẹo trong quá trình quật:

Khi quật trong khối kẹo xuất hiện các lớp không khí và các ống mao quản mỏng,

chúng làm thay đổi tính chất của khối caramen.

Các công trình nghiên cứu sự thay đổi tính chất khối kẹo trong quá trình quật cho biết

có sự thay đổi là do khối kẹo hấp thụ không khí và được thể hiện ở các điểm sau:

+ Có cơ cấu xốp mao quản (ở khối kẹo không quật không có).

+ Trọng lượng khối kẹo giảm từ 1,53 xuống còn 0,93 khi tăng thời gian quật đến 7

phút. Quá 7 phút thì trọng lượng của khối kẹo lại tăng vì các mao quản bị phá hủy.

+ Khi hấp thụ không khí, độ ẩm của khối kẹo tăng lên 1%. Nhưng nếu thời gian quật

quá 7 phút thì độ ẩm từ từ giảm đến độ ẩm ban đầu.

+ Khả năng hấp thụ độ ẩm của khối kẹo sau khi quật cao hơn khối kẹo không quật, vì

bề mặt của nó tăng.

+ Kẹo làm ra ít dính hơn vì sau khi quật nó có khả năng di chuyển tốt (từ bề mặt bên

trong). Nhờ đó khi bảo quản ít bị biến dạng hơn loại kẹo làm từ khối kẹo không quật.

+ Đối với kẹo cứng có qua giai đoạn quật thì khả năng tạo tinh thể lớn hơn loại kẹo

không quật. Đó là do độ ẩm phân bố đều khắp khối kẹo và trong khối kẹo có các lớp không

khí.

3.3.3.5. Các phương pháp đưa nhân vào khối caramen

Trước khi đưa nhân vào ống kẹo cần phải nấu nóng (hoặc làm lạnh) và thêm tinh dầu

theo thực đơn. Nhiệt độ của nhân có ý nghĩa rất lớn, vì nó có ảnh hưởng trực tiếp đến chất

lượng của sản phẩm và số lượng phế phẩm.

Nhân trước khi đưa vào máy nạp nhân để cho vào ống kẹo cần điều chỉnh đến nhiệt độ

yêu cầu: nhiệt độ của nhân vào mùa hè là 60-65oC, vào mùa đông là 65-68oC.

a. Phương pháp cơ giới:

Sau khi ra khỏi máy quật hoặc máy cán, khối kẹo được chuyển vào máy lăn để đưa

khối kẹo về dạng chóp. Nhân từ máy nạp nhân nhờ bơm pittông bơm theo ống dẫn đưa vào

khối kẹo hình chóp. Theo phương pháp này nhân đưa vào khối kẹo là nhân lỏng. Sau đó cả

khối kẹo được đưa vào máy vuốt và chuyển vào máy tạo hình.

b. Phương pháp thủ công:

"Máy nạp nhân" vào khối kẹo chỉ dùng cho nhân dạng loãng do đó muốn đưa nhân

sôcôla, nhân béo phải dùng phương pháp thủ công.

Chia khối kẹo thành hai phần bằng nhau: phần 1 làm vỏ bên ngoài chiếm 30-40% toàn

bộ trọng lượng khối kẹo, còn lại làm vỏ trong.

Cán hai phần tạo tâm, cho nhân vào tâm kẹo làm vỏ trong gói lại và đưa lên bàn hơi

rồi dùng tấm kẹo thứ hai bọc lại làm vỏ ngoài .

Sau khi cho nhân cần đưa khối kẹo về dạng hình chóp, rồi vuốt thành băng để chuyển

vào máy tạo hình.

Nhiệt độ của vỏ ngoài cao hơn nhiệt độ của vỏ trong từ 2-3oC. Nhiệt độ của vỏ ngoài

cần giữ trong khoảng 75-80oC, còn nhiệt độ của nhân thấp hơn nhiệt độ của vỏ bên trong là

5-7oC.

Tỉ lệ nhân kẹo phụ thuộc vào kích thước của kẹo. Đối với kẹo cứng có kích thước lớn

thì tỉ lệ nhân nhiều hơn (1kg có 100 chiếc thì tỷ lệ nhân là 33%). Nếu kẹo có kích thước bé

thì tỷ lệ nhân ít (1kg kẹo có 201 chiếc thì lượng nhân là 23%).


3.3.4. Tạo hình và làm nguội kẹo

3.3.4.1. Tạo hình

Mục đích của tạo hình là chia băng kẹo thành những viên kẹo riêng biệt và làm cho nó

có hình dạng nhất định. Máy tạo hình và dụng cụ tạo hình có nhiều loại khác nhau.

Để thu được kẹo có chất lượng tốt, khi tạo hình cần theo dõi chế độ nhiệt độ của vỏ

kẹo cũng như nhân. Nhiệt độ của khối kẹo đưa vào máy tạo hình khối kẹo (hình chóp) không

được quá hoặc thấp hơn 80oC, nhiệt độ của nhân phụ thuộc vào thời tiết và ở trong giới hạn

60-68oC, nhiệt độ của kẹo rơi xuống băng chuyền kẹp không được quá 70oC.

Nếu khối kẹo quá lạnh thì khó tạo hình và dễ xuất hiện các đường rạng nứt. Nếu tạo

hình khối kẹo có nhiệt độ nguội dưới mứt yêu cầu còn nhân lại nóng, như vậy kẹo sẽ dễ bị

biến dạng lúc chuyển xuống băng chuyền kẹp. Nếu nhân quá lỏng thì kẹo nhân dễ chảy ra

ngoài.

3.3.4.2. Làm nguội kẹo

Sau khi tạo hình kẹo có nhiệt độ 65-70oC, ở nhiệt độ này kẹo có tính dẻo và dễ bị biến

dạng. Do đó sau khi tạo hình cần làm nguội nhanh đến 40-45oC, lúc đó kẹo dòn, cứng, không

bị biến dạng trong quá trình bao gói.

Đầu tiên làm lạnh trên băng chuyền hẹp, sau đó chuyển băng chuyền rộng. Chiều rộng

của băng chuyền hẹp 6-8 cm, chiều dài phụ thuộc vào chiều dài của phân xưởng, giới hạn 4-

30 m. Tốc độ của băng chuyền hẹp cần phải bằng tốc độ chuyển động của kẹo nếu không kẹo

sẽ bị kéo dài hoặc dính lại nhau và biến dạng.

Trong dây chuyền sản xuất bán cơ giới có thể thay băng chuyền rộng bằng máng rung,

máng này đặt nghiêng về hướng chuyển động của kẹo. Không khí làm lạnh tỏa trên bề mặt

máng, nhiệt độ của không khí giới hạn 12-14oC, độ ẩm thích hợp của nó là 60%. Thời gian

làm nguội là 5-6 phút.

Trong giây chuyền sản xuất liên tục người ta thường dùng thiết bị rung 2 hoặc 5 tầng

loại đóng kín để làm nguội kẹo. Thường dùng nhất là loại 2 tầng vì dễ làm vệ sinh và sửa

chữa.

3.3.5. Nâng cao phẩm chất kẹo cứng

3.3.5.1. Làm bóng kẹo

Mục đích là bao cho kẹo một lớp mỏng chất béo - sáp không thấm nước. Lớp này bảo

vệ kẹo tránh tác dụng của độ ẩm xung quanh, đồng thời tăng vẻ bóng đẹp cho kẹo.

* Nguyên liệu dùng làm bóng:

- Chất làm bóng: Là hợp chất gần sáp, dầu thực vật và paraphin. Tỉ lệ của chúng

thường là 1 phần paraphin và 2 phần dầu thực vật, thường dùng dầu dừa, dầu bông, dầu

hướng dương. Tỉ lệ chất làm bóng là: 0,8-1,0 kg/l tấn kẹo.

- Đá tan: Hàm lượng dùng làm bóng là 0,6-1,0 kg/1 tấn kẹo.

- Sirô: Có độ ẩm 17-19% và nhiệt độ 95-97oC, thường sirô dùng làm cho 1 tấn kẹo là

20kg.

* Có hai phương pháp làm bóng: phương pháp gián đoạn và phương pháp liên tục.

- Phương pháp liên tục: Làm bóng kẹo liên tục trong thùng quay 3 ngăn. Thùng quay

xung quanh trục của nó với vận tốc 17-18 v/ph. Thùng quay đặt nghiêng một góc nhất định.

Trên thùng còn có các bộ phận phụ liệu dùng cho sirô, chất làm bóng và đá tan.

Kẹo cứng được đưa liên tục vào ngăn thứ nhất cùng với sirô. Do thiết bị đặt nghiêng

nên kẹo chuyển từ ngăn này sang ngăn khác. Trong ngăn thứ hai có không khí đưa từ ngoài

vào, do đó kẹo được sấy khô. Nhiệt độ của không khí là 25-40oC. Chất làm bóng theo tỉ lệ đã


nói trên nhờ bộ phận phối liệu đưa vào ngăn thứ hai. Trong ngăn thứ 3 cứ qua 4-5 phút cho

đá tan vào. Ở ngăn này kẹo được gia công đến khi xuất hiện lớp bóng đều và bền, kẹo được

đưa ra ngoài qua màng rung có lỗ để tách các phần vụn. Sau đó đưa đi bao gói.

Các điểm cần chú ý: Độ ẩm của sirô không đuợc quá cao, vỏ kẹo sẽ không khô kịp

trước khi cho chất làm bóng vào thùng quay. Nhưng độ ẩm quá thấp thì sirô phân bố không

đều trên bề mặt kẹo.

+ Nhiệt độ của không khí đưa vào thùng quay phụ thuộc vào nhiệt độ của kẹo, nhưng

thường thay đổi trong giới hạn 25-40oC. Khi nhiệt độ của kẹo không quá 40oC thì nhiệt độ

của không khí ở trong khoảng 35-40oC. Nếu nhiệt độ của kẹo quá 40oC thì không khí cần

phải có nhiệt độ là 25oC.

+ Nhiệt độ của chất làm bóng khoảng 65-70oC.

- Phương pháp gián đoạn: Phương pháp này dùng chảo quay. Kẹo sau khi làm nguội

đến 40-45oC nhờ máng phân phối hoặc dùng tay cho vào chảo, lượng sirô cho vào chảo cần

chia làm nhiều lần và rót thành tia. Sau khi sirô đã bọc đều khắp bề mặt kẹo ta cho chất làm

bóng đều. Tốc độ quay của chảo 18-22 v/ph. Nhiệt độ của sirô cho vào chảo là 100oC, độ ẩm

17-18%. Thời gian làm bóng bằng chảo quay là 30 phút.

Có thể dùng dụng cụ đặc biệt hoặc dùng tay đưa kẹo ra khỏi chảo 4-5 phút thì có thể

đóng gói.

3.3.5.2. Ngào đường caramen

Để tránh tác dụng của hơi nước trong không khí xung quanh lên bề mặt kẹo nhân quả,

người ta bao cho kẹo một lớp đường kính, gọi là ngào đường.

Ngào đường cho kẹo có thể thực hiện bằng chảo quay đã dùng làm bóng kẹo. Tốc độ

quay của chảo 10-21 v/ph. Đưa kẹo vào chảo có thể bằng tay hoặc bằng dụng cụ riêng.

Kẹo có nhiệt độ 40oC được cho vào khi chảo đang quay, cho sirô (có hàm lượng chất

khô 70% và nhiệt độ 80-85%) vào chảo kẹo. Lượng sirô dùng là 0,96-1,6% so với trọng

lượng kẹo. Sau 2-3 phút cho đường kính vào chảo, tỉ lệ đường dùng là 6-12% so với trọng

lượng kẹo. Nếu kẹo có kích thước bé thì tỉ lệ đường dùng nhiều hơn (song cũng trong giới

hạn 6-12%). Qua 3-4 phút thì đường đã bọc lấy bề mặt kẹo ta đưa kẹo ra bản hoặc xuống

máng, sau một thời gian ngắn để yên rồi đưa đi bao gói.

Không những chỉ dùng đường kính mà có thể dùng đường bột trộn với bột ca cao để

làm áo kẹo. Đồng thời có thể dùng các chất thơm ngon (nhưng không hút ẩm) cùng với

đường để làm áo kẹo như vừng, hạt dẻ đã nghiền nhỏ v.v...

3.3.6. Bao gói và bảo quản

3.3.6.1. Bao gói

Các vật liệu bao gói thường dùng như sau:

+ Giấy chống thấm.

+ Giấy in nhãn hiệu.

+ Giấy bọc gói.

+ Túi polyetylen.

+ Giấy không thấm chất béo.

3.3.6.2. Bảo quản

Nhiệt độ bảo quản thường không quá 18oC. Độ ẩm của không khí khoảng 75%. Nếu

bảo đảm được nhiệt độ trên thì thời gian bảo quản của một số kẹo cứng như sau: (dùng tham

khảo).


Bảng 3.3. Thời gian bảo quản của một số loại kẹo cứng

Số thứ tự Tên kẹo Thời gian bảo quản,

(tháng)

1 Kẹo không nhân đựng trong thùng sắt tây 6

2 Kẹo cứng nhân mật ong 6

3 Kẹo nhân rượu có bao gói 3

4 Kẹo nhân sữa gói giấy 2

5 Kẹo nhân sữa có bọc áo không gói giây 4

6 Kẹo nhân rượu có bọc áo không gói giấy 2

7 Kẹo có áo sôcôla 4

8 Kẹo có nhân béo 3

3.3.7. Sự thay đổi tính háo nước của kẹo khi bảo quản

Kẹo cứng có nhiều tính chất khác hẳn đường như tính háo nước hơn. Ở độ ẩm của

không khí 60-65% và nhiệt độ 18-22oC nó đã hút ẩm. Quá trình hút ẩm của kẹo có thể gồm

các giai đoạn sau:

a. Bề mặt kẹo hấp thụ hơi nước.

b. Một phần khối kẹo hòa tan trong hơi nước do nó hấp thụ vào và tạo ra trên bề mặt

một lớp dung dịch bảo hòa.

c. Đường bị kết tinh, khối kẹo chuyển từ trạng thái phi tinh về trạng thái tinh thể.

Tính háo nước là khả năng hấp thụ ẩm của một vật thể nào đấy. Bất kỳ một chất rắn

nào (có chứa ít hơi ẩm) đặt trong môi trường ẩm đều có một lớp dung dịch nước bảo hòa trên

bề mặt. Khối kẹo cứng thường có độ ẩm từ 1-3%. Với độ ẩm này khó tạo ra một lớp mỏng

dung dịch bao lấy bề mặt khối kẹo. Tuy nhiên trong giai đoạn bảo quản đầu tiên, trên bề mặt

khối kẹo có các trường lực tự do, các phần tử hơi nước trong không khí liên kết với các phần

tử trên bề mặt của vật rắn có trường lực tự do đó. Kết quả là một phần các phân tử hơi nước

gắn chặt trên bề mặt của kẹo tạo ra lớp hấp thụ, do đó một phần khối kẹo bị hòa tan trong lớp

nước hấp thụ, kết quả trên bề mặt khối kẹo hình thành một lớp mỏng dung dịch bảo hòa có áp

suất xác định. Dung dịch này có áp suất hơi luôn luôn bé hơn áp suất hơi nước bảo hòa. Nếu

áp suất hơi của dung dịch bé hơn áp suất hơi của không khí xung quanh thì khối kẹo tiếp tục

hút ẩm của không khí đến khi đạt cân bằng ẩm.

Nếu áp suất hơi của lớp dung dịch kẹo lớn hơn áp suất hơi của không khí xung quanh

thì kẹo sẽ nhả hơi ẩm.

Nếu áp suất của dung dịch kẹo bằng áp suất hơi của không khí xung quanh thì kẹo sẽ ở

trạng thái cân bằng ẩm, như vậy kẹo sẽ không hút ẩm mà cũng không nhả ẩm.

3.3.8. Những yếu tố ảnh hưởng đến tính háo nước của kẹo

Khả năng hút ẩm của kẹo phụ thuộc hàng loạt yếu tố, trong đó có những yếu tố quan

trọng như: độ ẩm tương đối và nhiệt độ của không khí, trạng thái yên và chuyển động của

không khí, tính chất lý học và thành phần hóa học, độ ẩm của kẹo.

3.3.8.1. Độ ẩm và nhiệt độ của không khí

Nếu điều kiện môi trường (độ ẩm và nhiệt độ của không khí) không ngừng thay đổi thì

độ ẩm của kẹo cũng thay đổi theo. Khi điều kiện môi trường ổn định thì quá trình hút ẩm của


kẹo chỉ đến trạng thái cân bằng ẩm, có nghĩa là áp suất hơi của dung dịch trên bề mặt kẹo

bằng áp suất hơi của không khí xung quanh.

Nếu độ ẩm của không khí cao thì dung dịch tạo ra trên bề mặt viên kẹo sẽ nhanh

chóng phá vỡ ranh giới bảo hòa và kẹo bắt đầu chảy nước. Nếu độ ẩm của không khí không

cao thì tốc độ hút ẩm sẽ không lớn và sự làm loãng dung dịch bảo hòa trên bề mặt kẹo xảy ra

chậm. Do hút ẩm nên độ nhớt giảm, các phân tử đường định hướng thành một mạng lưới tinh

thể. Chính mạng lưới tinh thể này bảo vệ không để kẹo tiếp tục hút ẩm.

3.3.8.2. Thành phần của khối kẹo

Trong thực đơn sản xuất kẹo có hàm lượng khác nhau về mật + đường và đường +

đường chuyển hóa, do đó thành phần của sản phẩm làm ra cũng không giống nhau. Vì vậy

tính háo nước của kẹo sẽ khác nhau: kẹo làm từ đường + mật tinh bột ít háo nước hơn kẹo

làm từ đường + đường chuyển hóa.

Thành phần đường trong mật cũng có ảnh hưởng đến tính háo nước của kẹo. Nếu kẹo

làm từ mật có hàm lượng glucoza thấp thì kẹo sẽ ít hút ẩm. Do đó chúng ta nên dùng mật tinh

bột có mức độ đường hóa thấp, có nghĩa là có hàm lượng đường khử khoảng 30-31% trong

đó hàm lượng glucoza là 12-13%. Sự phụ thuộc của tính háo nước vào thành phần khối kẹo

được biểu diễn ở hình vẽ.

Hình 3.1. Sự phụ thuộc tính háo nước vào thành phần khối kẹo

2

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Đuờng cong 1: Biểu diễn tính háo nước của kẹo dùng mật có Rs = 27%.

Đường cong 2: Biẻu diễn tính háo nưóc của kẹo dùng mật có Rs = 38%.

Dùng mật tinh bột có hàm lượng glucoza cao thì kẹo có khả năng hút nước cao hơn, vì

glucoza ở trong mật cũng như ở trong dung dịch khác thường có hai dạng và . Dạng

glucoza có tính háo nước cao.

Kẹo dùng mật có hàm lượng maltoza cao (chẳng hạn 50%) thì tính háo nước của nó bé

hơn loại kẹo dùng mật bình thường, đồng thời kẹo làm ra trong hơn và chịu tác dụng cơ học

tốt hơn.

Độ axit của mật cũng có ảnh hưởng đến tính háo nước của kẹo. Khi tăng độ axit thì

lượng hơi ẩm hấp thụ trong quá trình bảo quản kẹo tăng (vì trong quá trình sản xuất kẹo, một

lượng đường bị chuyển hóa tạo ra hydroxymetylfufuron và chất màu kết tủa, những sản phẩm

này làm tăng màu sắc cũng như tính háo nước của kẹo).

4

3

2

1


Độ ẩm của kẹo có ảnh hưởng đến độ bền chống ẩm của kẹo. Độ ẩm của kẹo càng thấp

thì kẹo hấp thụ hơi ẩm của không khí xung quanh càng chậm, có nghĩa là nó càng bền khi

bảo quản.

Hợp chất có trong đường kính và mật dùng trong sản xuất kẹo có thể ảnh hưởng đến

sự chuyển hóa đường và thay đổi màu sắc của kẹo. Tinh chế đường thường còn lại một màng

dung dịch bao quanh, những hợp chất này có thể là gốc clorua, sunfat, photphat, dấu vết sắt,

đồng và hợp chất nitơ. Cation và anion đền có ảnh hưởng đến độ bền của kẹo, trong đó cation

ảnh hưởng nhiều hơn. Nếu kẹo làm từ mật hàm lượng maltoza cao, khi đã tách được Cu2+ và

Mg2+ trong mật thì kẹo làm ra sẽ trong hơn và ít háo nước hơn khi dùng mật bình thường.

3.3.8.3. Các biện pháp tăng độ bền của kẹo cứng

a. Đường và mật là những nguyên liệu chính có môi trường gần trung tính. Hàm lượng

đường khử trong mật 30-34%, glucoza 12-13%.

b. Thời gian tác dụng của nhiệt độ lên khối kẹo không được quá lâu, muốn vậy phải

tạo ra dung dịch kẹo có nồng độ cao.

c. Không nên giữ khối kẹo trên các công đoạn để nâng cao phẩm chất quá lâu.

---------------- ----------------

công nghệ sản xuất đường 3

Documents