Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo

Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo PHẦN 1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA BÀI MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGÀNH ĐƯỜNG 1. Ý nghĩa của đường và công nghệ sản xuất đường 1.1. Vai trò của đường - Là chất dinh dưỡng cung cấp năng lượng - Là loại thức ăn, thức uống, thực phẩm mang lại cho con người cảm giác dễ chịu và được con người ưa thích - Về công nghiệp: là nguyên liệu của nhiều sản phẩm thực phẩm và các ngành công nghiệp khác (bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp, sữa, làm thuốc, thức ăn kiêng và sản xuất acid hữu cơ). 1.2. Vai trò của công nghiệp đường - Nguyên liệu sản xuất là mía, củ cải đường, thốt nốt… - Mía chiếm 2/3 sản lượng đường thế giới. Mía là loại cây công nghiệp ngắn ngày, sản xuất có hiệu quả, không kén đất. phát triển nông nghiệp… - Đường là sản phẩm chính. Ngoài ra còn sản xuất nhiều mặt hàng khác có giá trị kinh tế cao. Ví dụ: Rỉ đường: sản xuất mì chính, làm thức ăn gia súc. Bã mía: sản xuất giấy, ván ép, đốt lên làm phân bón. Đường: sản xuất bánh kẹo Mật rỉ đường: sản xuất rượu, acid citric, acid acetic, kháng sinh… 2. Sự phát triển ngành công nghiệp đường mía trên TG và ở Việt Nam 2.1. Trên thế giới - Trên thế giới, Ấn Độ là quốc gia đầu tiên sản xuất đường từ cây mía. Năm 398, người Ấn Độ và Trung Quốc đã biết chế biến mật thành đường tinh thể với công nghệ đơn giản: Cây mía Ép (dùng sức trâu, bò) lắng (bằng vôi) Cô đặc (bằng chảo) Kết tinh tự nhiên. Dần dần kỹ thuật sản xuất đường phát triển sang các nước khác. - Đến thế kỷ 19, nhà máy đường đầu tiên được xây dựng với các thiết bị hiện đại thay thế công cụ thô sơ như nồi bốc hơi chân không, máy ly tâm, máy ép 3 trục, thiết bị lọc khung bản, máy sấy thùng quay … - 1 - Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo - Ngày nay, ngành đường được cơ khí hóa toàn bộ công nghệ sản xuất với quy trình liên tục và tự động hóa hoàn toàn nhằm thúc đẩy gia tăng sản lượng đường. Trên TG có khoảng 206 nước sản xuất đường, trong đó 2/3 số nước sản xuất từ mía, 9 nước sản xuất từ mía và củ cải đường. Sản lượng đường trên TG khoảng 125 triệu tấn/năm. Trong đó: nguyên liệu từ mía: 55%; từ củ cải đường: 44%; từ các loại khác: 1%. - Nước sản xuất nhiều đường: Ấn Độ 15.6 triệu tấn; Braxin 14.6 triệu tấn; Trung Quốc 6.5 triệu tấn; Thái Lan 6.3 triệu tấn. Bình quân tiêu thụ đường ở các nước Châu Âu: 30 – 40kg/ người/ năm; Châu Á 14 – 16 kg/ người/ năm. 2.2. Ở Việt Nam - Cây mía xuất hiện vào thế kỷ 14. Ngành sản xuất đường có từ lâu nhưng rất thủ công. Trước 1945, VN chỉ có hai nhà máy đường là Tuy Hòa – Miền Trung và Hiệp Hòa – Miền Nam. Sau 1954 có thêm 3 nhà máy đường ở miền Bắc là Vạn Điểm – Hà Tây (1000 tấn mía/ ngày), Việt Trì (350 tấn mía/ ngày) và nhà máy đường Sông Lam. Sau 1975 có 14 nhà máy đường. - Trước 1995, ngành đường vẫn còn kém, sản xuất còn ít với 300.000 tấn đường/năm. Hiệu suất sản xuất yếu: 16,17 tấn mía mới được một tấn đường. - Sau 1995, chương trình quốc gia ra đời với tiêu chí sản xuất 1triệu tấn/ năm, đảm bảo 12.5kg đường/ người/ năm. Sau đó cả nước có 50 nhà máy đường trong đó nhà máy Bút Bông – Pháp có công suất 8000 tấn mía/ ngày; nhà máy Tateslane – Nghệ An 6000 tấn/ ngày; nhà máy đường Lam Sơn – Thanh Hóa 4000 tấn/ ngày; nhà máy Thạch Thành – Đài Loan 6000 tấn/ ngày. Các nhà máy nhỏ và vừa có công suất 700 – 1000 - 2000 tấn/ ngày. - Về công nghệ, hiện nay áp dụng công nghệ hiện đại vào sản xuất, phần lớn được cơ giới hóa và một số được tự động hóa. - Khó khăn: có một số nhà máy thua lỗ phải ngừng hoạt động do nguyên nhân: + Vùng trồng nguyên liệu không tập trung, phân tán nhiều nơi dẫn đến thiếu nguyên liệu và giá cả thu mua không hợp lý. + Do trình độ kỹ thuật còn yếu 3. Những định nghĩa và thuật ngữ áp dụng trong công nghệ sản xuất đường 1. Mía nguyên liệu: là mía được đưa xuống băng tải để sản xuất đường bao gồm mía sạch và tạp chất (tấn). 2. Tạp chất: là phần chất bẩn bám trên cây mía như đất, cát, bùn, lá khô. Tạp chất tính theo % khối lượng. 3. Bã mía: là chất khô không tan sau khi trích ép lấy nước mía trong cây mía. - 2 - Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo 4. Xơ mía: là thành phần cellulose của cây mía 5. Chất khô hòa tan: là chất rắn hòa tan không bay hơi có trong dịch nước mía (bao gồm đường và các tạp chất hòa tan), tính theo %hoặc Bx. 1oBx = 1% Nước mía 140Bx: có 14% chất khô hòa tan, 86% còn lại là nước 6. Pol (Polarimeter): là lượng đường tổng có trong nước mía (%). Pol được xác định bằng PP phân cực một lần, đo bằng máy phân cực (phân cực trực tiếp). 7. Sac: là lượng đường saccacrose có trong dung dịch (%) được xác định bằng PP phân cực hai lần (một lần trực tiếp và một lần chuyển hóa). Phản ứng chuyển hóa: saccarose glucose + fructose 8. Độ tinh khiết: là tỷ lệ của đường và chất khô hòa tan tính theo %. Độ tinh khiết càng cao thì chất lượng đường càng tốt. Độ tinh khiết = (Đường / CKHT) x 100 (%) • Độ tinh khiết đơn giản (Apparent purity – AP) AP = (Pol / CKHT) x 100 (%) • Độ tinh khiết trọng lực (GP) GP = (Sac / CKHT) x 100 (%) • Độ tinh khiết thực P thực = (Sac / CKHT) x 100 (%) CKHT xác định bằng PP sấy Trong thực tế sản xuất chỉ dùng AP, coi Pol = Sac 9. Độ ẩm: là thành phần nước trong sản phẩm được xác định bằng PP sấy đến trọng lượng không đổi: W = 100 – Bx 10. Đường khử (Reducing sugar – RS): là lượng đường khử của sản phẩm tính bằng % - trong phân tử chứa nhóm aldehyt (CHO-) hoặc xeton (=CO) 11. Tro: là thành phần chất vô cơ còn lại sau khi nung cháy các chất hữu cơ. Tro sunfat: nung ở nhiệt độ 500 – 6000C, cho H2SO4 vào để tăng tốc độ cháy Tro % = tro sunfat x 0.9 12. Độ màu: là chỉ tiêu đo độ trắng của đường và độ sẫm màu của dung dịch. Độ màu được đo bằng PP so màu trên máy đo quang phổ. Sử dụng máy đo màu để đo mật độ quang D D = k.c.b Trong đó: b là bề dày lớp dung dịch trong cốc đo c là nồng độ dung dịch đo k là hệ số của máy - 3 - Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo Độ màu quốc tế sử dụng trong ngành đường: 0IU = k x 1000 13. Các loại đường: có 3 loại chủ yếu: • Đường thô (Raw sugar – R): là loại đường có hàm lượng đường tinh khiết thấp nhất. Đây là đường nguyên liệu đối với nhà máy tinh luyện. Đường có dạng tinh thể màu vàng, chưa qua sấy khô, có Pol = 96 – 98%. VD: nhà máy đường Lam Sơn sản xuất đường thô. • Đường trắng – đường cát (Refined standard quality – RS): Pol ≥ 99.5%; độ ẩm ≥ 0.05%. Đây là sản phẩm của hầu hết các nhà máy đường VN và trên TG (0IU = 90 – 120). Đường VN (theo TCVN) Loại hảo hạng: Pol = 99.7 Đường TG 99.75% Loại một: Loại hai: Pol = 99.62 Pol = 99.48 • Đường tinh luyện (Refined extra quality – RE): là loại đường có chất lượng cao nhất trong các loại đường. Pol = 99.8 – 99.85%; W < 0.05; tro < 0.03; RS <0.03; 0IU = 20 – 40 14. Chất không đường: là chất khô hòa tan trừ đường saccarose. Như vậy, đối với ngành sản xuất đường, những chất còn lại hòa tan trong dung dịch đều gọi là chất không đường kể cả glucose và fructose. Những chất không đường đều có ảnh hưởng xấu đến sản xuất nên phải loại ra. 15. Nước mía đầu (nước nguyên): là nước mía ép được từ máy ép đầu tiên. 16. Nước thẩm thấu: là nước nóng được cho vào trước máy ép cuối cùng để hòa tan hết lượng đường trong bã mía, nâng cao hiệu suất ép. 17. Nước mía hỗn hợp: là nước mía nhận được từ máy ép 1 và 2 được mang đi chế luyện. Dung dịch này được gọi là nước mía hỗn hợp vì gồm nước mía nguyên và nước mía đã pha loãng. 18. Bã mía: là bã nhận được sau máy ép cuối cùng được làm nguyên liệu đốt lò hơi hoặc cho các mục đích khác. 19. Hiệu suất ép: lượng đường ép được so với lượng đường có trong nguyên liệu (%). Lượng đường ép được HS ép (E) = ------------------------------- x 100 Lượng đường có trong mía TL mía x Pol mía – TL bã x Pol bã - 4 - Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo HS ép (E) = -------------------------------------------- x 100 TL mía x Pol mía Hiệu suất ép nói lên năng lực làm việc của hệ thống máy ép. Với các nhà máy đường ở Việt Nam, hiệu suất ép khoảng 94 – 96%. 20. Nước mía cuối: là nước mía nhận được từ máy ép cuối cùng 21. Nước mía trung hòa: là nước mía nhận được sau khi cho vôi Ca(OH)2 gồm nước mía và kết tủa tạo thành 22. Nước mía lắng trong: là nước mía nhận được sau khi lắng 23. Nước mía lọc trong: là nước mía nhận được sau khi lọc 24. Chè trong: là nước mía nhận được sau quá trình làm sạch bao gồm nước mía lắng trong và nước mía lọc trong. 25. Bùn lọc: là bã bùn nhận được sau khi lọc, được dùng làm phân bón vi sinh 26. Hiệu suất làm sạch: là tỷ lệ chất không đường loại được so với chất không đường có trong nước mía hỗn hợp. Tùy theo phương pháp làm sạch mà tỷ lệ này có thể đạt 5 – 10%, cao nhất là 40%. 104 (AP chè trong – AP nước mía hỗn hợp) E làm sạch = ------------------------------------------------------ AP chè trong (100 – AP nước mía hỗn hợp) 27. Mật chè: là mật nhận được sau khi làm bốc hơi chè trong, có nồng độ khoảng 60oBx 28. Đường non: là hỗn hợp nhận được sau khi nấu đường gồm có các tinh thể đường và mật bao quanh nó. Ta có nhiều loại đường non: non A, non B, non C trong sản xuất đường trắng; non R1, non R2 trong sản xuất đường tinh luyện. 29. Mật A: là mật nhận được sau khi ly tâm đường non A. Ta có mật A1 và mật A2 Mật A1 (mật nguyên): là mật nhận được khi ly tâm chưa rửa nước. Mật A2 (mật loãng): là mật nhận được sau khi rửa đường bằng nước nóng hoặc bằng hơi trên máy ly tâm. 30. Đường thành phẩm: là đường thường nhận được sau khi ly tâm đường non A. Nếu là đường thành phẩm tinh luyện thì nhận được sau quá trình ly tâm đường non R1, R2 sau đó mang đi sấy, sàng và phân loại. 31. Mật B: là mật nhận được sau khi ly tâm đường non B 32. Mật C (mật rỉ): là mật nhận được sau khi ly tâm đường non C 33. Đường B: là đường nhận được sau khi ly tâm đường non B - 5 - ... - tailieumienphi.vn