CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1. Tổng quan về nguyên liệu

Hình 2.1. Cây sắn (Khoai mì)

1.1 Đặc điểm cây sắn

Cây sắn hay còn gọi là cây khoai mì là cây lương thực ưa ấm nên được trồng nhiều ở
những nước có khí hậu nhiệt đới, có tên khoa học là Manihot esculenta Crantza.
1.2 Tình hình trồng sắn

Cây sắn được trồng trên 92 nước của vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới và là nguồn
lương thực của khoảng 500 triệu người (nguồn CIAT, 1993).
Ở Việt Nam, sắn cùng với khoai là cây lương thực quan trọng thứ ba sau lúa và ngô.
Vùng Đông Nam Bộ là địa bàn trọng điểm sản xuất sắn hàng hóa với ưu thế vốn có về
khí hậu, đất đai, giao thông vận tải, cơ sở hạ tầng, số dự án đầu tư vào chế biến và tiêu
thụ sắn của nước ngoài.
Diện tích trồng sắn của Việt Nam trong những năm tới dự kiến sẽ không tăng nhiều.
Tuy nhiên, sẽ gia tăng năng suất và sản lượng do việc áp dụng trồng các giống sắn mới có


năng suất củ tươi và năng suất bột cao, đồng thời với việc đẩy mạnh các biệnh pháp thâm
canh như bón phân cân đối, trồng xen canh, có hệ thống canh tác thích hợp trên đất dốc
và rải vụ thu hoạch.
Bảng 2.1: Đặc điểm một số giống sắn ([6])
Đặc điểm

Giống
KM94

KM60


Hàm lượng tinh bột (%)

28,6

27,2

24,5

26,5

25,8

7 ÷ 12

6÷ 9

7 ÷ 12

6÷ 9

6÷ 9

Thời gian thu hoạch (tháng)
1.3

Phân loại, cấu tạo, thành phần hóa học của củ sắn

1.3.1 Phân loại



a. Vỏ gỗ (Vỏ lụa)
-

Giữ vai trò bảo vệ củ. Có thành phần chủ yếu là cellulose và hemicellulose.

-

Không có chứa tinh bột, chiếm 0,5% ÷ 2% trọng lượng củ.

b. Vỏ củ (Vỏ thịt)
-

Dày hơn vỏ gỗ, có cấu tạo từ các lớp tế bào thành dày, thành tế bào có cấu tạo chủ
yếu là cellulose, bên trong là hạt tinh bột, chất chứa Nitơ và dịch bào (nhựa) có
ảnh hưởng tới màu của tinh bột khi chế biến.

-

Trong dịch bào có tanin, sắc tố, độc tố, các enzyme.

-

Vỏ củ có chứa từ 5% ÷ 8% hàm lượng tinh bột khi chế biến.

c. Thịt củ
-

Là thành phần chủ yếu của củ.


biến.

Ngoài các thành phần trên, củ sắn còn cuống và rễ đuôi. Các thành phần này có cấu
tạo chủ yếu là là cellulose nên gây khó khăn trong chế biến.
1.3.3 Thành phần hóa học của củ sắn

Thành phần hóa học của củ sắn dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộc vào: giống,
tính chất đất, điều kiện phát triển của cây, thời gian thu hoạch (đây là yếu tố quan trọng
ảnh hưởng đến hàm lượng tinh bột có trong củ).

Bảng 2.2: Tỷ lệ % (theo khối lượng) của các thành phần có trong củ sắn ([7])

1.3.3.1

STT

Thành phần

Tỷ lệ %

1

Nước

70,25

2

Tinh bột


0,54

Chất dinh dưỡng có trong củ

a. Tinh bột

Tinh bột là thành phần quan trọng của củ khoai mì, bao gồm hai thành phần:


-

Amylo: 15 ÷ 25%.

-

Amylopectin: 75 ÷ 85%.

Hàm lượng tinh bột trong củ khoai mì phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: điều kiện khí
hậu, giống, thời gian thu hoạch, bảo quản… nhưng quan trọng nhất là thời gian thu
hoạch. Chẳng hạn như: sắn 6 tháng thì thu hoạch khoảng từ tháng 10 ÷ 11 là tốt nhất
(thời gian thu hoạch phụ thuộc vào giống sắn) sẽ cho năng suất và hàm lượng tinh bột cao
nhất. Còn nếu thu hoạch sớm thì năng suất củ thấp, lượng tinh bột ít, lượng chất hòa tan
cao. Còn thu hoạch trễ quá thì hàm lượng tinh bột sẽ giảm, thành phần xơ tăng, một phần
tinh bột bị thủy phân thành đường để nuôi mầm non.
Tinh bột trong khoai mì tồn tại dưới dạng các hạt tinh bột có kích thước 3 ÷ 34µm.
Tinh bột khoai mì có một số tính chất đặc trưng rất có lợi khi sử dụng chúng làm
nguyên liệu trong chế biến thực phẩm như:
-

Tinh bột khoai mì không có mùi nên rất thuận tiện khi sử dụng chúng cùng với các

ảnh hưởng tới quy trình công nghệ.

-

Trong củ sắn, hàm lượng acid amine không được cân đối: thừa arginine nhưng lại
thiếu các acid amine chứa lưu huỳnh.

Bảng 2.3: Thành phần một số acid amine có trong củ sắn ([7])
Acid amine

Hàm lượng (mg/100g protid)

Lysine

30

Methionine

13

Tryptophan

3

Phenylalanine

33

Threonine




1.3.3.2

Các hợp chất khác

Ngoài những chất dinh dưỡng trên, trong củ sắn còn có chứa độc tố, tanin, sắc tố và
các hệ enzyme phức tạp. Đây là những chất gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng tinh bột
sau này (chủ yếu về màu sắc).
a. Độc tố

Trong củ khoai mì, HCN tồn tại dưới dạng cyanogenic glucoside gồm 2 loại linamarin
và lotaustralin.
-

Linamarin có công thức phân tử C10H17O6N và công thức cấu tạo là:
CH3
H3C

C

C

N

O
C6H11O5
-

Độc tố này được phát hiện lần đầu bởi Peckolt và được gọi là manihotoxin.

CH3
CH2
H3C

C

C

N

O
C6H11O5

Tùy theo giống sắn, điều kiện đất đai, chế độ canh tác và thời gian thu hoạch mà hàm
lượng HCN có khác nhau.


Sự phân bố chất độc trong củ sắn không đều: cuống củ chứa nhiều chất độc hơn giữa
củ, lớp vỏ thịt chứa nhiều HCN hơn cả kế đến là lõi sắn, phần thịt sắn có chứa chất độc ít
hơn.
Các glucoside này hòa tan tốt trong nước nên trong quá trình sản xuất tinh bột, độc tố
sẽ theo nước dịch thải ra ngoài. Vì vậy mặc dù sắn đắng có hàm lượng độc tố cao nhưng
sản phẩm tinh bột từ sắn vẫn có thể sử dụng làm thực phẩm.
Do các glucoside này tập trung nhiều ở vỏ củ do đó khi chế biến nên tách dịch bào
nhanh để không ảnh hưởng đến màu sắc của tinh bột sau này vì HCN sẽ tác dụng với Fe
cho ra muối cyanate sắt có màu xám làm đen bột.
b. Enzyme

Các enzyme trong sắn tới nay chưa được nghiên cứu kỹ. Người ta cho rằng trong số
các enzyme có trong củ sắn thì hệ enzyme polyphenoloxydase là enzym có ảnh hưởng

1.4.1 Phương pháp cảm quan

Xác định củ tốt xấu (có chạy nhựa hay không) và xác định tương đối hàm lượng tinh
bột có trong củ.
a. Dùng phương pháp cảm quan để xác định củ mới và cũ
-

Bẻ đôi củ sắn, nhìn vào bề mặt cắt ngang: nếu củ trắng tươi thì tốt có thể để lại sản
xuất sau.


-

Nếu củ bị quầng đen, xám hay xanh đen tức là củ “chạy chỉ” nên đưa vào sản xuất
ngay.

b. Dùng phương pháp cảm quan để xác định đúng tuổi sắn thu hoạch
-

Chọn củ sắn trung bình trong khóm sắn rồi bẻ làm đôi, nếu ta chỉ dùng một lực
vừa phải để bẻ gẫy và thấy thịt sắn chắc và khô, màu thịt củ trắng đục thì có thể
coi như là đã thu hoạch sắn đúng tuổi, tỷ lệ tinh bột sẽ đạt ở mức cao.

-

Nếu ta bẻ củ cũng dễ dàng nhưng thấy thịt củ sắn có màu vàng nhạt tuy chắc thịt
nhưng phần giữa củ ướt và trong thì đó là sắn còn non và lượng tinh bột thu được
sẽ ít.

-


-

Cân này hoạt động dựa trên sự khác nhau về tỷ trọng giữa tinh bột và nước.

-

Qua nhiều lần khảo sát và từ các số liệu thu được hàm lượng tinh bột tương ứng
với mỗi lần là 5kg củ.

1.5

Vấn đề về bảo quản củ sắn

Trong quá trình bảo quản, sắn tươi thường nhiễm bệnh thối khô và thối ướt do nấm và
vi khuẩn gây nên nhất là đối với những củ bị tróc vỏ và dập nát.
Một số phương pháp bảo quản khoai mì tươi:
-

Bảo quản trong hầm kín: mục đích của việc bảo quản trong hầm kín là hạn chế sự
hoạt động của các enzyme oxy hóa, một trong những nguyên nhân làm hư hỏng
củ. Yêu cầu hầm phải kín hoàn toàn, phải có mái che để tránh nước chảy vào.


-

Bảo quản bằng cách phủ cát khô: chọn củ có kích thước đều, không bị dập nát xếp
thành luống cao 0,5 ÷ 0,6m, rộng 1,2 ÷ 1,5m, chiều dài khoảng 4m. Sau đó phủ
đều cát lên, chiều dày lớp cát ít nhất là 20cm.


độ ẩm không khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ sấy.
Nhưng nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho
nguyên liệu bị chín và gây nên sự tạo màng cứng ở lớp bề ngoài cản trở tới sự chuyển
động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt ngoài. Nhưng với nhiệt độ làm khô quá thấp,
dưới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại


nguyên liệu. Khi sấy ở những nhiệt độ khác nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác
nhau. Nếu nhiệt độ cao hơn nữa thì nguyên liệu có thể bị cháy làm mất giá trị dinh dưỡng
và mất giá trị cảm quan của sản phẩm.
Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí: Tốc độ chuyển động của không khí
có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy, tốc độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi
cho quá trình sấy. Vì tốc độ chuyển động của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên
nguyên liệu để cân bằng quá tŕnh sấy, còn tốc độ quá nhỏ sẽ làm cho quá trình sấy chậm
lại. Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình làm khô, khi hướng gió song song
với bề mặt nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất nhanh.
Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí: Độ ẩm tương đối của không khí
cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá trình làm khô, độ ẩm của không khí càng
lớn thì quá trình làm khô sẽ chậm lại.
Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu: Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu
Kích thước nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy. Nguyên liệu càng bé, càng
mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh, nhưng nếu nguyên liệu có kích thước quá bé và quá
mỏng sẽ làm cho nguyên liệu bị cong, dễ gãy vỡ.
Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu: Tùy vào bản thân nguyên liệu mà người ta
chọn chế độ làm khô cho phù hợp, cần phải xét đến thành phần hóa học của nguyên liệu
như: nước, lipit, protein, chất khoáng, Vitamin, kết cấu tổ chức chắc hay lỏng lẻo...
Trong các phương pháp kể trên phương pháp sấy đối lưu, bức xạ và tiếp xúc được
dung rộng rãi hơn cả, nhất là phương pháp sấy đối lưu.
Mỗi phương pháp trên được thực hiện trong nhiều kiểu thiết bị khác nhau.
2.4. Các thiết bị sấy

kiểu Tiêu hao riêng nhiệt q = 5000
8500 (kJ/kg ẩm)


tháp
Thùng quay

Tiêu hao riêng nhiệt q = 5000
6500 (kJ/kg ẩm)

Liên tục hay Vật liệu dạng hạt, Nhiệt môi chất sấy
chu kỳ
quặng, ngũ cốc, … -Than, quặng 650 850oC
-Ngũ cốc 601200C
Năng suất bốc hơi ẩm A=
50150(kg ẩm/m3h)
Tiêu hao riêng nhiệt q = 3500
5000 (kJ/kg ẩm)

Sấy
động

khí Liên tục

Sấy phun

Liên tục

Vật
liệu

4.

Thuyết minh qui trình sấy

 Thiết bị: Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết bị

chính và thiết bị phụ. Trong đồ án này ta sử dụng các loại thiết bị như sau:

Thiết bị chính

Xe gòong
Quạt đẩy

Thiết
Bị

Hầm sấy

Caloriphe
Thiết bị phụ

Quạt hút
Xyclon
Tời kéo

 Qui trình sấy: được thuyết minh như sau

Nguyên liệu: Khoai mì được xếp lên các khay, các khay lần lượt được xếp vào xe
gòong. Các xe gòong được chuyển vào trong hầm sấy (vì có bộ phận tời kéo nên việc vận