TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
TRẦN THANH BÌNH KHẢO SÁT VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP
TĂNG TỐC ĐỘ LẮNG TRONG QUI TRÌNH
SẢN XUẤT BỘT GẠO
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã ngành: 08 Người hướng dẫn
VĂN MINH NHỰT NĂM 2007
Luận văn tốt nghiệp khoá 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng i
Luận văn đính kèm sau đây với tựa đề tài: “KHẢO SÁT VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN
PHÁP TĂNG TỐC ĐỘ LẮNG TRONG QUI TRÌNH SẢN XUẤT BỘT GẠO” do
sinh viên TRẦN THANH BÌNH thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm và
thông qua.
Đề tài tập trung khảo sát tốc độ lắng của hạt bột trong quá trình lắng trọng lực và lắng ly
tâm bằng cách đo hàm lượng bột chưa lắng theo thời gian đồng thời cũng làm rõ ảnh
hưởng của việc kéo dài thời gian lắng đến độ chua của bột. Đề tài cũng khảo sát khả
năng tách cặn của xyclon thủy lực bằng cách đo kích thước hạt bột sau mỗi lần tách dựa
vào kích thước của bột thương mại làm chuẩn.
Kết quả nghiên cứu cho thấy rõ ở lắng ly tâm sẽ rút ngắn thời gian lắng rất nhiều lần so
với lắng trọng lực và xyclon thủy lực làm việc có hiệu quả với hệ thống 5 xyclon. Luận văn tốt nghiệp khoá 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng i
MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC .....................................................................................................................................i
DANH SÁCH BẢNG ................................................................................................................. iii
DANH SÁCH HÌNH ...................................................................................................................iv
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ...........................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề...........................................................................................................................1
1.2 Mục tiêu..............................................................................................................................1
1.3 Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................................1
CHƯƠNG II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ......................................................................................2
2.1 Sơ lược về gạo và tấm........................................................................................................2
2.1.1 Gạo .............................................................................................................................2
2.1.2 Tấm.............................................................................................................................2
2.2 Hạt tinh bột.........................................................................................................................2
2.2.1 Hình dáng và kích thước.............................................................................................2
2.2.2 Cấu tạo hạt tinh bột.....................................................................................................3
2.2.3 Một số tính chất của hạt tinh bột ................................................................................4
2.3 Khái quát công nghệ sản xuất tinh bột ...............................................................................5
2.3.1 Qui trình sản xuất .......................................................................................................5
PHỤ LỤC
Luận văn tốt nghiệp khoá 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng iii
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1: Thành phần hoá học của gạo ...........................................................................................2
Bảng 2: Độ acid thay đổi theo thời gian lắng..............................................................................17
Bảng 3: Vận tốc lắng của hạt bột trong lắng trọng lực ...............................................................17
Bảng 4: Lượng bột sót trong quá trình lắng trọng lực.................................................................18
Bảng 5: Lượng bột sót trong quá trình lắng ly tâm ở 1500 v/phút..............................................18
Bảng 6: Kích thước các hạt bột của bột thương mại...................................................................19
Bảng 7: Kích thước các hạt của bột chưa tách cặn .....................................................................20
Bảng 8: Kích thước của các hạt bột chưa qua xyclon.................................................................23
Bảng 9: Kích thước của các hạt bột qua xyclon 1 lần.................................................................24
Bảng 10: Kích thước các hạt bột sau khi qua xyclon 2 lần.........................................................25
Bảng 11: Kích thước các hạt bột sau khi qua xyclon 3 lần.........................................................26
Bảng 12: Kích thước các hạt bột sau khi qua xyclon 4 lần.........................................................27
Bảng 13: Kích thước các hạt bột sau khi qua xyclon 5 lần.........................................................28
Bảng 14: Kích thước các hạt của bột cặn chưa qua xử lí............................................................29
Bảng 15: Kích thước các hạt bột cặn sau khi thu hồi 1 lần.........................................................30
Bảng 16: Kích thước các hạt bột cặn sau khi thu hồi 2 lần.........................................................31
Bảng 17: Thể tích cặn được tách ra.............................................................................................32
Bảng 18: Năng suất làm việc của xylon......................................................................................32
Luận văn tốt nghiệp khoá 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng iv
DANH SÁCH HÌNH
Hình 1: Hạt tinh bột ......................................................................................................................3
Hình 2: Cấu trúc Amylose và amylopectin...................................................................................3
Hình 3: Mô hình xyclon thuỷ lực................................................................................................15
tốn nhiều thời gian, đặc biệt là công đoạn lắng cần thời gian dài ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm, làm sản phẩm bị chua đồng thời cũng làm giảm hiệu quả
kinh tế trong sản xuất.
1.2 Mục tiêu
Mục tiêu đặt ra là nghiên cứu tìm phương pháp rút ngắn thời gian lắng trong sản
xuất bột gạo bằng cách sử dụng xyclon thuỷ lực và máy ly tâm.
1.3 Nội dung nghiên cứu
- Xác định kích thước hạt bột.
- Khảo sát tốc độ lắng và hàm lượng bột chưa lắng theo thời gian ở lắng trọng lực
và lắng ly tâm
- Khảo sát độ chua của bột theo thời gian lắng
- Chọn kích thước cho xyclon và khảo sát hiệu quả làm việc của xyclon
Luận văn tốt nghiệp khoá 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 2
CHƯƠNG II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Sơ lược về gạo và tấm
2.1.1 Gạo
Gạo là sản phẩm được chế biến từ lúa qua quá trình xay xát và phân loại. Chất
lượng của gạo chịu ảnh hưởng của chất lượng lúa và công nghệ xay xát.
Gạo có thành phần hoá học như sau
Bảng 1: Thành phần hoá học của gạo (có trong 100g kể cả thải bỏ)
Thành phần hoá học Gạo Gạo nếp
Tỷ lệ ăn được (%)
Thành phần (%)
H
2
O
Protein
Lipid
1,6
98,5
13,8
8,0
1,5
73,8
0,6
0,8
31,5
96,5
-
0,14
-
-
(Bùi Huy Đáp, 1980)
2.1.2 Tấm
Là sản phẩm phụ trong quá trình chế biến gạo, do gạo gãy hình thành. Trong
tấm có chứa các phần tử không đồng nhất về kích thước và có thể phân chia
thành các loại tấm khác nhau: tấm cỡ 1/2, tấm cỡ 3/4, ...(Bùi Huy Đáp, 1980)
2.2 Hạt tinh bột
2.2.1 Hình dáng và kích thước
Luận văn tốt nghiệp khoá 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 3
Hình 1: Hạt tinh bột
(http://images.google.com.vn/images?q=%22starch%22&ndsp=20&svnum=10&hl=vi&start=40&sa=N)
Hạt tinh bột gạo có hình đa giác, kích thước từ 2 – 10 µm là hạt có kích thước nhỏ
8
, tan trong nước ở nhiệt độ cao tạo thành dung dịch có độ nhớt cao và rất
bền vững (Nhan Minh Trí và Vũ Trường Sơn, 2000).
2.2.3 Một số tính chất của hạt tinh bột
a. Tính chất hấp thụ và phản hấp thụ của tinh bột
Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên khi tương tác với các chất hoà tan thì bề mặt bên
trong và bên ngoài đều tham dự.
Tinh bột có khả năng hút hơi nước và các loại khí gọi là tính hấp thụ, ngược lại
trong một số điều kiện nhất định bột có thể nhả khí ra môi trường xung quanh, dựa
vào tính chất này có thể ứng dụng các nguyên lý bảo quản và chế biến.
b. Tính hoà tan và hút ẩm
Ở nhiệt độ thường tinh bột không có khả năng hoà tan trong nước, cồn, ete,
banzen, cloroform. Tinh bột có khả năng hoà tan trong dung dịch kiềm và dung
dịch của một số kim loại nặng, riêng thành phần amylose của tinh bột có khả năng
hoà tan trong nước ấm.
Tuy không hoà tan nhưng trong nước tinh bột vẫn hút 25 ÷ 30 % nước và hầu như
không trương nở tinh bột.
c. Tính hồ hoá của tinh bột
Khi đun nóng tinh bột trong nước, tính chất vật lý của tinh bột biến đổi nhiều, ở
trạng thái này độ nhớt và khả năng xuyên sáng của dung dịch tinh bột tăng lên rất
rõ, chất khô hoà tan bị hao hụt 4%. Thể tích hạt tinh bột tăng lên rất nhiều lần cho
đến khi hạt tinh bột bị rách và giải phóng các thành phần amylose và amylopetin ở
dạng cấu trúc vô định hình, nhiệt độ ở trạng thái này gọi là nhiệt độ hồ hoá.
Sự hồ hoá tinh bột không xảy ra ở nhiệt độ nhất định mà thay đổi tuỳ thuộc vào
nhiều yếu tố, thường nhiệt độ hồ hoá trong khoảng 68 ÷ 78
0
C.
d. Tính chất thoái hoá của tinh bột
Đây là quá trình ngược lại của sự hồ hoá. Nếu dung dịch từ tinh bột được làm
nguội từ từ và sau đó giữ ở nhiệt độ nhỏ hơn 35
hơn . Tuy nhiên việc sử dụng tấm cũng cần chọn tấm có cỡ tương đối lớn: cỡ 1/2
hoặc cỡ 3/4, việc sử dụng tấm nhỏ quá sẽ có lẫn nhiều phôi hạt, tạp chất, chất
lượng tinh bột không cao.
b. Ngâm
Nguyên liệu được ngâm trong các bể xi măng hoặc các lu, ngâm với nước tự nhiên
nhằm làm sạch bớt một phần chất bẩn và cám bên ngoài. Khi ngâm các chất dính
bên ngoài hạt gạo sẽ trôi ra nước ngâm, theo nước ngâm ra ngoài.
Hoà tan một số chất màu: có một số chất màu ở phần vỏ cám của gạo sẽ làm sậm
màu bột nếu không được lấy ra. Ngâm, vo gạo có thể lấy ra được phần lớn các chất
màu này.
Làm cho nguyên liệu mềm để xay dễ dàng, đây là tác dụng quan trọng nhất của
ngâm. Hạt gạo, tấm hút nước thấm vào bên trong tế bào và vào khoảng trống giữa
các tế bào, làm cho tế bào mềm hơn, đồng thời các tế bào ướt sẽ rời ra, vì vậy sau
khi ngâm đủ thời gian hạt gạo trở nên hạt gạo trở nên dễ xay hơn rất nhiều.
c. Rửa
Rửa trong nước sạch giúp loại bỏ tạp chất, cám, ... được tách ra trong quá trình
ngâm, việc rửa kỹ sẽ làm các tạp chất tách ra hoàn toàn. Tạp chất: cát, đá, đất, ...
không những ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm mà còn ảnh hưởng tới thiết bị
trong quá trình nghiền.
Công đoạn rửa có thể rửa bằng tay hoặc dùng máy rửa có cách khuấy. Thời gian
rửa sẽ tuỳ theo gạo bẩn nhiều hay ít. Lượng nước sử dụng khoảng 200 – 400% so
với nguyên liệu.
d. Nghiền
Nhằm phá vỡ tế bào giúp các hạt tinh bột dễ dàng thoát ra ngoài. Sau khi tế bào
được phá vở, các hạt tinh bột trôi ra ngoài. Tuy vậy, vẫn còn sót lại một số hạt tinh
bột còn kết dính với nhau gây ảnh hưởng tới quá trình thu hồi tinh bột do vậy khâu
Luận văn tốt nghiệp khoá 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 7
này có ý nghĩa quan trọng đến hiệu suất thu hồi tinh bột nên cần nghiền mịn và
đồng đều hiệu suất thu hồi sẽ cao.
- Đơn giản, không tốn chi phí thiết bị.
- Tốn thời gian, cần nhiều lu.
- Bột bị chua vì thời gian lắng lâu, có thể bị sậm màu vì thời gian dài các chất màu
bám chặt vào tinh bột.
Phèn có thể rút ngắn thời gian lắng nhưng để lại dư lượng làm ảnh hưởng xấu đến
chất lượng tinh bột, không phù hợp với tiêu chuẩn nhập khẩu của nhiều nước.
i. Bòng sản phẩm
Là quá trình lọc nước ra khỏi khối bột bằng vải lọc. Mục đích tạo độ ẩm thích hợp
cho việc bẻ bột phơi hoặc sấy.
Bột thu được sau khi lắng được cho vào bòng. Độ ẩm sau khi bòng khoảng 52 –
54%, thời gian bòng tuỳ thuộc vào khối lượng khối bột.
j. Phơi (Sấy)
Nhằm làm giảm độ ẩm của khối bột, bột khô bảo quản tốt hơn.
* Phơi
Bột được chia nhỏ và để lên các vỉ tre được phủ vải màu tím ở bên trên và bên
dưới để tránh bụi bám trên bột.
Ưu điểm của cách này là đơn giản, giảm chi phí đầu tư nhưng có nhiều nhược
điểm: phụ thuộc vào thời tiết, tốn công vận chuyển, tốn vỉ tre, vải phủ, sân phơi
lớn, không thể phơi số lượng nhiều trong một lúc, thất thoát do bột dính trên vải và
rơi đổ.
* Sấy
Phương pháp này không phụ thuộc thời tiết nên chất lượng bột được đảm bảo hơn
đồng thời năng suất cao hơn phơi (tuỳ thuộc vào năng suất lò sấy).
Nhược điểm: chi phí đầu tư cao, tốn nhiên liệu.
Khi sấy cần chú ý nhiệt độ, tránh hiện tượng hồ hoá tinh bột xảy ra.
Luận văn tốt nghiệp khoá 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 9
k. Bao gói
Bột sau khi phơi, sấy đạt độ ẩm 10 – 12% được cho vào bao gói để bảo quản chờ
ngày xuất xưởng.