Tài liệu Báo cáo thực tập tìm hiểu quy trình sản xuất tinh bột sắn tại nhà máy fococev – quảng nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÁO CÁO THỰC TẬP “TÌM HIỂU QUY TRÌNH SÃN XUẤT TINH BỘT TẠI NHÀ MÁY FOCOCEVEV-QUẢNG NAM” SVTH: VÕ QUỐC HƯỚNG Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 2 LỜI CẢM ƠN Thực tập là quá trình tham gia học hỏi, so sánh, nghiên cứu và ứng dụng những kiến thức đã học vào thực tế công việc ở các cơ quan quản lý, các công ty sản xuất… Báo cáo thực tập vừa là cơ hội để sinh viên trình bày những nghiên cứu về vấn đề mình quan tâm trong quá trình thực tập, đồng thời cũng là một tài liệu quan trọng giúp kiểm tra đánh giá quá trình học tập và kết quả thực tập của mỗi sinh viên. Để hoàn thành báo cáo thực tập này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: - Ban Giám đốc, các cô chú, anh chị cán bộ trong công ty FOCOCEV Quảng Nam đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập, đặc biệt gửi lời cảm ơn đến anh Hương đã tạo điều kiện giúp tôi cùng các bạn đến thực tập tại công ty. - Xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Bộ môn Công nghệ Sinh học, đại học Bách Khoa Đà nẵng đã truyền đạt những kiến thức vô cùng quý báu, kinh nghiệm hữu ích giúp tôi hoàn thành tốt bài Báo cáo này. Bài báo cáo được thực hiện trong 8 tuần. Bước đầu đi vào thực tế tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại nhà máy FOCOCEV Quảng Nam, vì kiến thức còn nhiều hạn chế và bước đầu tiếp cận thực tế còn nhiều bỡ ngỡ do vậy không tránh khỏi những sai sót tôi rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và bạn đọc để bài Báo cáo này được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! TP.Đà Nẵng, ngày 30 tháng 01 năm 2013 SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 2 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 3 Sinh viên thực tập VÕ QUỐC HƯỚNG SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 3 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 4 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................................1 MỤC LỤC..................................................................................................................................4 PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP.......................................................................7 1.1 Giới thiệu về địa điểm và thời gian thực tập........................................................................7 1.2.1 Vị trí Nhà máy...........................................................................................................7 1.2.2 Lịch sử phát triển.......................................................................................................7 1.2.3 Cơ cấu tổ chức...........................................................................................................8 1.2.3.1 Các cấp quản lí trong nhà máy............................................................................8 1.2.3.2 Chức năng của các phòng ban trong nhà máy.....................................................8 1.2.4 Tổng quan về mặt bằng Nhà máy..............................................................................9 PHẦN 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN..........................................................10 CHƯƠNG 1: QUY TRÌNH LẤY MẨU KIỂM TRA..............................................................10 1.1 Kiểm tra mẫu đầu vào.....................................................................................................10 1.1.1 Kiểm tra hàm lượng tinh bột....................................................................................10 1.1.1.1 Mục đích:..........................................................................................................10 1.1.1.2 Phương pháp.....................................................................................................10 1.1.2 Kiểm tra độ sạch......................................................................................................11 1.1.2.1 Mục đích............................................................................................................11 1.1.2.2 Tiến hành...........................................................................................................11 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU........................................................................12 1.1 Nguồn gốc......................................................................................................................12 1.2 Đặc điểm, Cấu tạo..........................................................................................................13 1.2.1 Đặc điểm Sinh học...................................................................................................13 1.2.1.1 Vỏ gổ.................................................................................................................13 1.2.1.2 Vỏ cùi (vỏ thịt):.................................................................................................13 1.2.1.3 Thịt sắn..............................................................................................................14 1.2.1.4 Lõi.....................................................................................................................14 1.2.2 Thành phần cấu tạo..................................................................................................14 SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 4 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 5 1.2.2.1 Tinh Bột............................................................................................................14 1.2.2.2 Đường................................................................................................................15 1.2.2.3 Protein...............................................................................................................15 1.2.2.4 Nước..................................................................................................................15 1.2.2.5 Độc tố trong củ mì.............................................................................................15 1.2.2.6 Hệ Enzyme........................................................................................................15 1.3 Tính chất của Tinh bột Sắn.............................................................................................17 1.4 Ứng dụng của Tinh Bột Sắn...........................................................................................19 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN TẠI NHÀ MÁY FOCOCEV....20 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ..............................................................................................20 2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ..................................................................................21 2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu...............................................................................................21 2.2.1.1 Thu mua nguyên liệu:........................................................................................21 2.2.1.2 Kiểm tra độ bột.................................................................................................21 2.2.2 Thiết bị tiếp nhận nguyên liệu.................................................................................22 2.2.2.1 Mục đích............................................................................................................22 2.2.2.2 Cấu tạo..............................................................................................................22 2.2.2.3 Nguyên tắc hoạt động........................................................................................23 2.2.3 Thiết bị bóc vỏ.........................................................................................................23 2.2..3.1 Mục đích...........................................................................................................23 2.2.3.2 Cấu tạo..............................................................................................................23 2.2.3.3 Nguyên tắc hoạt động........................................................................................24 2.2.3.4 Các thông số kỷ thuật........................................................................................24 2.2.4 Thiết bị Rửa.............................................................................................................24 2.2.4.1 Mục đích............................................................................................................24 2.2.4.2 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động......................................................................24 2.2.4.3 Các thông số kỷ thuật........................................................................................25 2.2.5 Máy Băm, Mài.........................................................................................................25 2.2.5.1 Mục đích............................................................................................................25 2.2.5.2 Cấu tạo, Nguyên tắc hoạt động.........................................................................26 2.2.6 Trích ly và sàng cong...............................................................................................28 SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 5 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 6 2.2.6.1 Thiết bị Trích ly................................................................................................29 2.2.6.2 Sàng cong..........................................................................................................31 2.2.7 Thiết bị phân ly........................................................................................................32 2.2.7.1 Mục đích............................................................................................................32 2.2.7.2 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động......................................................................32 2.2.7.3 Các thông số kỷ thuật........................................................................................34 2.2.8 Thiết bị Ly tâm........................................................................................................34 2.2.8.1 Mục đích............................................................................................................34 2.2.8.2 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động......................................................................34 2.2.8.3 Thông số kỷ thuật..............................................................................................36 2.2.9 Thiết bị Sấy..............................................................................................................36 2.2.9.1 Mục đích............................................................................................................36 2.2.9.2 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động......................................................................36 2.2.9.3 Các thông số kỷ thuật........................................................................................38 2.2.10 Làm nguội và đóng bao.........................................................................................38 2.2.10.1 Nguyên tắc......................................................................................................38 2.2.10.2 Bảo quản thành phẩm......................................................................................38 2.3 Đánh giá chỉ tiêu chất lượng sản phẩm..........................................................................39 CHƯƠNG IV: XỬ LÍ NƯỚC THẢI VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG........................................41 4.1 Quy trình công nghệ xử lí nước......................................................................................41 4.1.1 Xử lí nước dùng cho sản xuất và sinh hoạt..............................................................41 4.1.1.1 Nguồn gốc.........................................................................................................41 4.1.1.2 Sơ đồ quy trình..................................................................................................41 4.1.1.3 Thuyết minh quy trình.......................................................................................42 4.1.2 Xử lí nước thải trong Sản xuất.................................................................................42 4.1.2.1 Sơ đồ công nghệ................................................................................................42 4.1.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ.....................................................................43 4.2 Xử lí chất thải rắn...........................................................................................................44 4.2.1 Vỏ lụa, vỏ gỗ............................................................................................................44 4.2.1.1 Sơ đồ quy trình..................................................................................................44 4.2.1.2 Thuyết minh quy trinh công nghệ.....................................................................44 SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 6 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 7 4.2.2 Xử lí bả sắn..............................................................................................................44 4.2.2.1 Sơ đồ công nghệ................................................................................................44 4.2.2.2 Thuyết minh quy trình.......................................................................................44 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.....................................................................................................45 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................46 PHẦN 1 GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP 1.1 Giới thiệu về địa điểm và thời gian thực tập - Địa điểm thực tập: Nhà máy sản xuất Tinh bột Sắn FOCOCEV Quảng Nam thuộc Thôn 2, Xã Quế Cường, Huyện Quế Sơn, Tỉnh Quảng Nam. - Thời gian thực tập: 8 tuần, từ ngày 12/12/2012 đến ngày 03/02/2013 1.2 Giới thiệu về cơ sở thực tập 1.2.1 Vị trí Nhà máy Nhà máy Tinh Bột Sắn FOCOCEV Quảng Nam thuộc thôn 2, Xã Quế Cường, huyện Quế Sơn, Tỉnh Quảng Nam, Vị trí Nhà máy cách quốc lộ 1A khoảng 2km về phía Tây, cách Thành phố Tam Kỳ 30km về phía Bắc, cách trung tâm Thành phố Đà Nẵng 40 km về phía Nam. Ranh giới Nhà máy được xác định. - Phía Đông: Đường ven bao và đất Nông nghiệp. - Phía Tây: Công ty phân bón Quảng Nam. - Phía Nam: Đất trồng cây Lâm nghiệp - Phía Bắc: Đường giao thông Tỉnh lộ 611B. 1.2.2 Lịch sử phát triển Nhà máy Tinh Bột Sắn Quảng Nam trực thuộc Công ty Thực Phẩm và Đầu tư Công nghệ. Đây là doanh nghiệp chuyên sản xuất Tinh Bột Sắn từ nguyên liệu là củ Sắn tươi. Năm 2000 – 2001 Nhà máy đang trong giai đoạn lắp đặt và chạy thử không tải. Ngày 06/07/2001 Nhà máy bắt đầu đi vào hoạt động cho ra sản phẩm đầu tiên. Dây là SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 7 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 8 giai đoạn nắm bắt trang thiết bị công nghệ và ổn định hệ thống tổ chức. Năm 2002 Nhà máy ưu tiên đầu tư phát triển vùng nguyên liệu trên toàn Tỉnh Quảng Nam Ngày 20/01/2003 Nhà máy áp dụng hệ thống quản lí ISO 9001 – 2000 trong toàn công ty. Năm 2004 Nhà máy hoàn thiện nâng cao công suất Nhà máy lên 120 tấn sản phẩm/năm, đến nay Nhà máy đã ổn định đi vào sản xuất sản 1.2.3 Cơ cấu tổ chức 1.2.3.1 Các cấp quản lí trong nhà máy Ban Giám đốc gồm có: - Giám đốc: Lượng Văn Xuân - Phó Giám đốc: Hồ Minh Tâm Các phòng ban của Nhà máy gồm có: - Phòng tài chính – kế hoạch - Phòng Tổng hợp - Phòng KCS – Kỷ thuật 1.2.3.2 Chức năng của các phòng ban trong nhà máy Ban giám đốc : Quản lý tổng thể nhà máy. Giám đốc là người có quyền cao nhất và chịu trách nhiệm quản lý của cơ quan cấp trên về mọi hoạt động, về kết quả sản xuất kinh doanh của nhà máy. Phòng tài chính – kế hoạch : Tham mưu cho ban giám đốc về công tác đào tào, bồi dưỡng, quy hoạch và sử dụng các cán bộ công nhân viên. Phòng tổng hợp : Hoạch toán toàn bộ quy trình sản xuất kinh doanh, tham mưu cho ban giám đốc về việc phân tích hoạt động kinh tế, xác định các kết quả kinh doanh. Phòng KCS : Trực tiếp thực hiện quản lý sản xuất và tham mưu cho ban giám đốc trong lĩnh vực kỹ thuật sản xuất. Phòng kỹ thuật sản xuất : Thực hiện việc sản xuất. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 8 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 9 1.2.4 Tổng quan về mặt bằng Nhà máy Khu xử lý nước thải Khu thành phẩm Nhà cung cấp nhiệt Cửa Cửa Nhà kho Cửa Khu sấy và làm ẩm Cửa KCS Khu phân ly Bã Nhà kho Khu ly tâm Khu băm và mài Cửa Trạm biến áp Khu trích ly Khu chứa Nhà tái chế khô sắn Lò lưu huỳnh Cân Bài tập kết sắn Lấy mẫu KCS Cổng Đường giao thông tỉnh lộ 611B SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 9 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 10 PHẦN 2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN CHƯƠNG 1: QUY TRÌNH LẤY MẨU KIỂM TRA 1.1 Kiểm tra mẫu đầu vào Nguyên liệu trước khi được đưa vào chế biến, trước hết cần phải xác định một vài yếu tố cần thiết để tính tiền cho người bán. Để có thể xác định được giá tiền người ta thường dùng vào hai chỉ tiêu, chỉ tiêu hàm lượng tinh bột có trong sắn hay điểm bột và độ bẩn của sắn. 1.1.1 Kiểm tra hàm lượng tinh bột 1.1.1.1 Mục đích: Xác định hàm lượng tinh bột trong sắn củ tươi để có thể định giá sắn củ khi cung cấp cho nhà máy và tính tiền cho người bán cũng xác định được chất lượng sản phẩm, hiệu suất và giá cả của sản phẩm đầu ra. 1.1.1.2 Phương pháp Phương pháp sử dụng phổ biến nhất là phương pháp mật độ Reinmann, trong đó hàm lượng tinh bột được tính toán dựa trên việc đo tỷ trọng của sắn củ. Lấy 5 kg sắn tươi (chọn ngẫu nhiên) cho vào một cái giỏ sắt, bên dưới cái giỏ sắt này có cài thêm một cái giỏ khác. Đổ đầy nước trong một cái buồng có lỗ thông bên dưới. Đặt cái giỏ có chứa sắn vào trong cái buồng và khối lượng trong nước của nó được ghi lại trên máy đo. Khối lượng trong nước nặng hơn tương ứng với tỷ trọng củ cao hơn, cũng đồng thời tương ứng với hàm lượng tinh bột lớn hơn. Sau đó số hiện trên máy được đem đi tra bảng và xác định điểm bột (xem bảng). Tính tiền Giá tiền = [(∑khối lượng sắn x giá trị cân ướt)/5]x giá tiền SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 10 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 11 1.1.2 Kiểm tra độ sạch 1.1.2.1 Mục đích Kiểm tra độ sạch của sản phẩm. Nếu sản phẩm không sạch sẽ hoàn trả lại cho người dân. Thường độ sạch nhỏ hơn hoặc bằng 50%. 1.1.2.2 Tiến hành Lấy 5kg củ (chọn ngẫu nhiên) có m 1=5kg đem đi rửa trong 5 lít nước sạch. Sau khi rửa sạch đem đi cân lại ta được khối lượng m 2. Lấy khối lượng m1 + 5 kg nước – khối lượng m2 ta được khối lượng chất bẩn m. % chất bẩn = (m/m1).100% Bảng 1: Ước lượng giá trị cân ướt và điểm bột của Tinh bột Gía trị cân ướt điểm bột Gía trị cân ướt điểm bột Gía trị cân ướt điểm bột Gía trị cân ướt điểm bột 280 10.1 380 15.1 480 20.1 580 25.1 382 15.2 482 20.2 582 25.2 284 10.3 384 15.3 484 20.3 584 25.3 286 10.4 386 15.4 486 20.4 586 25.4 288 10.5 388 15.5 488 20.5 588 25.5 290 10.6 390 15.6 490 20.6 590 25.6 292 10.7 392 15.7 492 20.7 592 25.7 294 10.8 394 15.8 494 20.8 594 25.8 296 10.9 396 15.9 496 20.9 596 25.9 298 11 398 16 498 21 598 26 300 11.1 400 16.1 500 21.1 600 26.1 302 11.2 402 16.2 502 21.2 602 26.2 304 11.3 404 16.3 504 21.3 604 26.3 306 11.4 406 16.4 506 21.4 606 26.4 308 11.5 408 16.5 508 21.5 608 26.5 310 410 16.6 510 21.6 610 26.6 282 10.2 SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 11 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 12 11.6 312 11.7 412 16.7 512 21.7 612 26.7 314 11.8 414 16.8 514 21.8 614 26.8 316 11.9 416 16.9 516 21.9 616 26.9 318 12 418 17 518 22 618 27 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU 1.1 Nguồn gốc Cây sắn thuộc chi Manihot loài Manihot Esculenta, còn có tên khác: khoai mì, cassava, tapioca, singkong... là cây lương thực ăn củ, thuộc họ thầu dầu Euphrbiaceae. Cây sắn có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới của châu Mỹ La tinh và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm. Trung tâm phát sinh cây sắn được giả thiết tại vùng đông bắc Braxin, thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại. Hiện nay, sắn được trồng trên 100 nước ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, tập trung nhiều ở châu Phi, châu Á và Nam Mỹ. Cây sắn du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỉ XVIII. Sắn được canh tác ở hầu hết ở các tỉnh của nước ta từ Bắc đến Nam. Sắn trồng Việt Nam cũng bao gồm nhiều loại giống người ta thường căn cứ vào kích cở màu sắc củ, thân gân lá và tính chất khoai mì đắng hay ngọt (quyết định bởi hàm lượng HCN cao hay thấp khoảng 200÷ 300 mg/kg) mà tiến hành phân loại. Giống sắn KM-60: Có tên gốc là Rayong – 60, được nhập từ Thái Lan. Giống sắn này có thân xanh, tán gọn, phân nhánh hẹp. Thời gian thu hoạch ở các tỉnh phía Nam là 6-9 tháng và năng suất 27,5 tấn/ha, ở các tỉnh phía Bắc là 9-10 tháng và năng suất thấp hơn khoảng 35 tấn/ha. Giống sắn KM 94: Có tên gốc là MKUC 28-77-3, được nhập từ trung tâm cây có củ của Thái Lan. Giống có thân cây màu xanh, hơi cong, không phân nhánh. Ngọn cây có màu tím. Năng suất củ tươi ở các tỉnh phía Nam khoảng 40,6 tấn/ha, các tỉnh phía Bắc SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 12 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 13 khoảng 25-43 tấn/ha. Hàm lượng chất khô là 38,6%. Hàm lượng tinh bột khá cao 27,4%. Giống sắn KM 95: Tên gốc là OMR 33-17-15. Giống có thân cây thẳng, màu xám vàng, phân nhánh đến cấp 3. Năng suất củ tươi 40 tấn/ha. Tỉ lệ chất khô 36,3%. Hàm lượng tinh bột 25,5%. Thời gian thu hoạch 5-7 tháng. Giống sắn SM 937-26: Giống được nhập từ Thái Lan. Giống có thân cây màu đỏ, thẳng, gọn, không phân nhánh. Năng suất củ tươi đạt 40,5 tấn/ha, hàm lượng tinh bột là 27,1%. Thời gian thu hoạch 6-10 tháng. Giống HL-23: Giống được tạo từ Trung tâm nghiên cứu nông nghiệp Hưng Lộc (Đồng Nai). Giống có thân cây cao 2,0-2,4m, không phân nhánh, tán gọn. Thân non có màu xanh vàng, già có màu trắng mốc. Củ thuôn, màu vỏ ngoài nâu nhạt, thịt củ trắng. Thời gian thu hoạch 7-9 tháng, năng suất khoảng 18-20 tấn/ha. Giống KM 95-3: Tên gốc là SM-1157-3. Giống do Trung tâm cây có củ viện khoa học nông nghiệp Việt Nam chọn lọc. Giống có thời gian từ trồng đến thu hoạch là 8-10 tháng. Cây cao vừa phải, khỏe, không phân cành. Lf loại sắn ngọt, hàm lượng tinh bột 22%, năng suất 25-43 tấn/ha. 1.2 Đặc điểm, Cấu tạo 1.2.1 Đặc điểm Sinh học 1.2.1.1 Vỏ gổ Chiếm 0.5-3% khối lượng củ, có màu trắng, vàng hoặc nâu. Vỏ gỗ cấu tạo từ cellulose và hemicellulose, hầu như không có tinh bột. Nó có tác dụng bảo vệ củ khỏi bị ảnh hưởng cơ học và hóa học của ngoại cảnh. 1.2.1.2 Vỏ cùi (vỏ thịt): Dày hơn vỏ gỗ nhiều, chiếm khoảng 20% trọng lượng củ. Cấu tạo gồm lớp tế bào thành dày, thành tế bào cấu tạo từ xenluloza, bên trong tế bào là các hạt tinh bột, hợp chất chứa Nitơ và dịch bào (mủ) – trong dịch bào có tannin, sắc tố, độc tố, các enzyme… Vì vỏ cùi có nhiều tinh bột (5 – 8%) nên trong chế biến nếu tách đi thì tổn SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 13 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 14 thất, không tách thì khó khăn trong chế biến vì nhiều chất trong thành phần mủ ảnh hưởng đến màu sắc tinh bột. 1.2.1.3 Thịt sắn Là thành phần chủ yếu của củ sắn, thành phần bao gồm cellulose và pentosan ở vỏ tế bào, hạt tinh bột và nguyên sinh chất bên trong tế bào, gluxit hoà tan và nhiều chất vi lượng khác. Những tế bào ở lớp ngoài thịt sắn chứa nhiều tinh bột, càng sâu vào trong hàm lượng tinh bột giảm dần. Ngoài lớp tế bào nhu mô còn có chứa các tế bào thành cứng không chứa tinh bột, cấu tạo từ xenluloza nên cứng như gỗ – gọi là xơ. Loại tế bào này nhiều ở đầu cuống, sắn lưu niên và những củ biến dạng trong qua trình phát triển. Sắn lưu 2 năm thì có một lớp xơ, sắn lưu 3 năm có hai lớp xơ. Theo lượng lớp xơ mà biết sắn lưu bao nhiêu năm. 1.2.1.4 Lõi Nằm ở trung tâm, dọc suốt từ cuống tới chuôi củ, chiếm 0.3-1% khối lượng toàn củ. Càng sát cuống, lõi càng lớn và nhỏ dần về phía chuôi củ. Lõi cấu tạo chủ yếu từ cellulose vào hemicellulose. Sắn có lõi lớn và nhiều xơ thì hiệu suất và năng suất của máy xát giảm vì xơ cứng, phần thì xơ kẹt vào răng máy hạn chế khả năng phá vỡ tế bào giải phóng tinh bột. Mặt khác, xơ nhiều thì răng máy xát chóng mòn. Ngoài ra còn có các bộ phận khác: cuống, rễ .... Các phần này cấu tạo chủ yếu là xenluloza cho nên sắn cuống dài và nhiều rễ thì tỷ lệ tinh bột thấp và chế biến khó khăn. 1.2.2 Thành phần cấu tạo Cũng như các loại hạt và củ thành phần chính của củ khoai mì là Tinh bột. ngoài ra trong khoai mì còn có các chất Đạm, muối khoáng, Lipit, xơ và một số Vitamine B1, B2. Như vậy so với nhu cầu dinh dưỡng và sinh tố của con người thì khoai mì là một loại lương thực , nếu được sử dụng một mức độ hợp lí thì có thể thay thế hoàn toàn nhu cầu đường bột của cơ thể con người. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 14 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 15 1.2.2.1 Tinh Bột Là thành phần quan trọng của củ khoai mì, nó quyết định giá trị sử dụng của chúng. Hạt tinh bột hình trống, đường kính khoảng 35 mircomet 1.2.2.2 Đường Đường trong khoai mì chủ yếu là glucoza và một ít maltoza, saccaroza. Khoai mì càng già thì hàm lượng đường càng giảm. Trong chế biến, đường hoà tan trong nước được thải ra trong nước dịch. 1.2.2.3 Protein Hàm lượng của thành phần protein có trong củ rất thấp nên cũng ít ảnh hưởng đến quy trình công nghệ. Tỉ lệ khoảng:1-1,2%. 1.2.2.4 Nước Lượng ẩm trong củ khoai mì tươi rất cao, chiếm khoảng 70% khối lượng toàn củ. Lượng ẩm cao khiến cho việc bảo quản củ tươi rất khó khăn. Vì vậy ta phải đề ra chế độ bảo vệ củ hợp lý tuỳ từng điều kiện cụ thể. 1.2.2.5 Độc tố trong củ mì Ngoài những chất dinh dưỡng trên, trong khoai mì còn có độc tố. Chất độc có trong cây khoai mì ngày nay đã được nghiên cứu và xác định tương đối rõ. Đó chính là HCN. Trong củ khoai mì, HCN tồn tại dưới dạng phazeolunatin gồm hai glucozit Linamarin và Lotaustralin. 1.2.2.6 Hệ Enzyme Trong khoai mì, các chất polyphenol và hệ enzim polyphenoloxydaza có ảnh nhiều tới chất lượng trong bảo quản và chế biến. Khi chưa đào hoạt độ chất men trong khoai mì yếu và ổn định nhưng sau khi đào thì chất men hoạt động mạnh. Polyphenoloxydaza xúc tác quá trình oxy hoá polyphenol tạo thành octoquinon sau đó trùng hợp các chất không có bản chất phênol như axitamin để hình thành sản phẩm có màu. Trong nhóm polyphenoloxydaza có những enzim oxy hoá các monophenol mà điển hình là tirozinnaza xúc tác sự oxy hoá acid amin tirozin tạo nên quinon tương ứng. Sau một số chuyển hoá các quinon này sinh ra sắc tố màu xám đen gọi là melanin. Đây là một trong những nguyên nhân làm cho thịt khoai mì có màu đen mà SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 15 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 16 thường gọi là khoai mì chảy nhựa.Vì enzim tập trung trong mủ ở vỏ cùi cho nên các vết đen cũng xuất hiện trong thịt củ bắt đầu từ lớp ngoại vi. Khi khoai mì đã chảy nhựa thì lúc mài xát khó mà phá vỡ tế bào để giải phóng tinh bột do đó hiệu suất lấy tinh bột thấp, mặt khác tinh bột không trắng. Ngoài tirozinaza các enzim oxy hoá khử cũng hoạt động mạnh làm tổn thất chất khô của củ, hàm lượng tannin trong khoai mì ít nhưng sản phẩm oxy hoá tannin là chất flobafen có màu sẫm đen khó tẩy. Khi chế biến, tannin còn có tác dụng với Fe tạo thành sắt tannat cũng có màu xám đen. Cả hai chất này đều ảnh huởng đến màu sắc của tinh bột nếu như trong chế biến không tách dịch bào nhanh và triệt để. Trong bảo quản khoai mì tươi thường nhiễm bệnh thối khô và thối ướt do nấm và vi khuẩn gây nên đặc biệt đối với những củ bị tróc vỏ và dập nát. Ngoài ra nếu củ bị chảy nhựa nghiêm trọng cũng sẽ dẫn tới hiện tượng thối khô. Đi sâu phân tíchvề phương diện tổ hợp thành các chất dinh dưỡng chủ yếu là đạm và tinh bột (vì đó là hai thành phần quan trọng của củ khoai mì có giá trị kinh tế nhất). Tỷ lệ tinh bột và đạm phân bố không đều trong nhưng bộ phận khác nhau của củ khoai mì. Quy luật chung: hàm lượng tinh bột tập trung nhiều nhất ở phần sát vỏ bao, càng đi sâu vào lớp thịt sát lõi lượng tinh bột lại ít đi, nhưng lượng đạm lại tăng lên một phần so với những lớp bên ngoài. Thành phần hóa học của củ sắn dao động trong khoảng khá rộng tuỳ thuộc vào loại giống, điều kiện phát triển của cây và thời gian thu hoạch. Hàm lượng tinh bột của sắn cũng phụ thuộc nhiều yếu tố như các yếu tố ảnh hưởng đến các thành phần nói chung, trong đó mức độ già có ý nghĩa rất lớn. Đối với giống sắn một năm thì vụ chế biến có thể bắt đầu từ tháng 9 và kết thúc từ tháng 4 năm sau, nhưng đào vào tháng 12 và tháng 1 thì hàm lượng tinh bột cao nhất. Tháng 9, tháng 10 củ ít tinh bột, hàm lượng nước cao, lượng chất hoà tan nhiều, như vậy nếu chế biến sắn non không những tỷ lệ thành phẩm thấp mà còn khó bảo quản tươi. Sang tháng 2, tháng 3 lượng tinh bột trong củ lại giảm vì một phần phân huỷ thành đường để nuôi mần non trong khi cây chưa có khả năng quang hợp. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 16 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 17 Đường trong sắn chủ yếu là glucoza và một ít lượng mantoza, sacaroza. Sắn càng già thì hàm lượng đường càng giảm. Trong chế biến đường hoà an trong nước thải ra theo nước dịch. Ngoài ra, trong sắn còn có độc tố, tannin, sắc tố và hệ enzyme phức tạp. Những chất này gây khó khăn cho chế biến và nếu quy trình không thích hợp sẽ cho sản phẩm có chất lượng kém. 1.3 Tính chất của Tinh bột Sắn Tinh bột sắn được sản xuất trong quá trình chế biến củ sắn. Có hai loại sắn: sắn đắng và sắn ngọt khác nhau về hàm lượng tinh bột và xianua. Sắn đắng có nhiều tinh bột hơn nhưng đồng thời cũng có nhiều axit xyanhydric, khoảng 200 ÷ 300 mg/kg. Sắn ngọt có ít axit xianhydric (HCN) và được dùng làm lương thực, thực phẩm. Sắn trồng ở các tỉnh phía Bắc chủ yếu là sắn ngọt và tinh bột thu được không có HCN. Thành phần hoá học của tinh bột sắn phụ thuộc chủ yếu vào trình độ kĩ thuật chế biến sắn. Trong tinh bột sắn thường có các thành phần sau: Tinh bột : 83 ÷ 88% [5] Nước : 10,6 ÷ 14,4% Xenluloza : 0,1 ÷ 0,3% Đạm : 0,1 ÷ 0,4% Chất khoáng : 0,1 ÷ 0,6% Chất hoà tan : 0,1 ÷ 1,3% Tinh bột sắn có kích thước nằm trong khoảng khá rộng 5 ÷ 40 µm. Dưới kính hiển vi ta thấy tinh bột sắn có nhiều hình dạng khác nhau từ hình tròn đến hình bầu dục tương tự tinh bột khoai tây nhưng khác tinh bột ngô và tinh bột gạo ở chỗ không có hình đa giác. Cũng như các loại tinh bột khác tinh bột sắn gồm các mạch amilopectin và amiloza, tỷ lệ amilopectin và amiloza là 4:1. Nhiệt độ hồ hoá của tinh bột sắn nằm trong khoảng 60 ÷ 800C. Tinh bột sắn có màu trắng. Trong quá trình sản xuất nếu củ được nghiền mà chưa bóc vỏ, tinh bột thu được sẽ có màu tối. Màu sắc của tinh bột ảnh hưởng nhiều SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 17 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 18 đến chất lượng cũng như giá cả của sản phẩm. Củ sắn và tinh bột sắn có pH khoảng 6.0-6.3. Tinh bột sắn có hàm lượng amylopectin và phân tử lượng trung bình tương đối cao, 215000g/mol so với aylopectin của bắp là 30500, của tinh bột lúa mì là 130000 và của tinh bột khoai tây là 224000, của tinh bột bắp sáp là 276000. Hàm lượng amylose nằm trong khoảng 8-29%, nhưng nói chung đa số tinh bột sắn có tỷ lệ amylose 16-18%. Trong một số loại tinh bột thì hàm lượng amylopectin trong tinh bột sắn là cao nhất, cụ thể: amylopectin của tinh bột sắn là 75.64%, trong khi đó amylopctin của tinh bột sắn dây là 74.72%, của tinh bột huỳnh tinh là 67.48%. Ngược lại hàm lượng amylose của tinh bột sắn là thấp nhất chiếm 24.36%, tinh bột sắn dây 25.28%, amyloze của tinh bột huỳnh tinh cao nhất chiếm 32.52%. Tinh bột sắn có nhiệt độ hồ hoá trong khoảng 58.5-73 oC, tinh bột sắn dây là 6272oC, tinh bột huỳnh tinh là 61-81oC so với 56-66oC ở khoai tây và 62-72oC ở tinh bột bắp. Nhiệt độ hồ hoá có thể thay đổi nếu ta tạo ra các dẫn xuất của tinh bột hay thêm các chất có hoạt tính bề mặt. Nhiệt độ hồ hoá cũng ảnh hưởng đến chất lượng tinh bột nấu thấp do tinh bột bị phá vỡ. Như vậy, sự khác nhau về tỷ lệ amylose và amylopectin của mỗi loại tinh bột dẫn đến sự khác nhau và nhiều tính chất cơ bản của chúng. Tinh bột sắn có những tính chất tương tự như các loại tinh bột có chứa nhiều amylopectin như độ nhớt cao, xu hướng thoái hoá thấp và có độ bền gel cao. Hàm lượng amylopectin và amylose trong tinh bột sắn có liên quan đến độ dính của củ nấu chín và nhiều tính chất trong các ứng dụng công nghiệp. Tinh bột sắn có khả năng hồ hoá sớm, độ nhớt cao thể hiện lực liên kết yếu giữa các phân tử tinh bột trong cấc trúc hạt. Xử lý hoá học và lý học (gia nhiệt, xử lý áp suất hơi, thêm các chất hoá học, thay đổi pH môi trường) cũng như sự có mặt của các chất protein, chất béo, chất có hoạt tính bề mặt đều có ảnh hưởng đến độ nhớt tinh bột sắn. Khả năng nở và hoà tan: Khả năng nở và hòa tan của tinh bột sắn cũng thể hiện lực liên kết yếu trong cấu trúc hạt. Sự có mặt của các gốc ester có khả năng ion hoá có SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 18 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 19 ảnh hưởng đến khả năng trương nở và hoà tan của tinh bột. Tính chất này không liên quan đến kích thước hạt hay trọng lượng phân tử hạt tinh bột. Khả năng tạo gel: trong gel tinh bột chỉ có duy nhất các liên kết hydro tham gia. Liên kết hydro có thể nối trực tiếp các mạch polysaccarit với nhau hoặc giản tiếp quan cầu phân tử nước. Vì tinh bột chứa cả amylose và amylopectin nên trong gel tinh bột có cả vùng kết tinh và vùng vô định hình. Tham gia vào vùng kết tinh có các phân tử amylose và các đoản mạch amylopectin kết dính với nhau. Cấu trúc nhiều nhánh mà chủ yếu là các nhánh bên của các phân tử amylopectin sẽ cản trở sự dàn phẳng và sự kết tinh. Vùng kết tinh vừa nằm trong các hạt đã trương vừ nằm trong dung dịch nước của các hạt sẽ tạo ra độ bền và độ đàn hồi của gel. 1.4 Ứng dụng của Tinh Bột Sắn Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm: Dùng làm phụ gia cho công nghiệp bánh kẹo, đồ hộp. Trong xây dựng: Tinh bột được dùng làm chất gắn kết bê tông, tăng tính liên kết cho đất sét, đá vôi, dùng làm keo dính gỗ, phụ gia sản xuất ván ép, phụ gia cho sơn. Ứng dụng trong công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm: Tinh bột được dùng làm phấn tẩy trắng, đồ trang điểm, phụ gia cho xà phòng, kem thoa mặt, tá dược. Ứng dụng trong công nghiệp khai khoáng: Tinh bột được dùng làm phụ gia cho tuyển nổi khoáng sản, dung dịch nhủ tương trong dung dịch khoan dầu khí Ứng dụng cho công nghiệp giấy: Tinh bột được dùng để chế tạo chất phủ bề mặt, thành phần nguyên liệu giấy không tro, các sản phẩm tã giấy cho trẻ em. Ứng dụng trong công nghiệp dệt: Tinh bột dùng trong hồ vải sợi, in. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 19 Tìm hiểu quy trình sản xuất Tinh bột sắn tại Nhà máy FOCOCEV – Quảng Nam 20 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN TẠI NHÀ MÁY FOCOCEW QUẢNG NAM 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ Nguyên liệu Băng tải Bóc vỏ Vỏ, đất, nước, sắt vụn Rửa Vỏ, đất, nước, sắt vụn Băng tải Chặt cùi Băm Mài H2SO3 Trích ly thô 1 Bã và nước H2SO3 Trích ly tinh 1 Trích ly tân dụng Nước, bột, đất Trích ly thô 2 Nước, bột, keo Trích ly sàng cong Phân ly lần 1 Nước, bột, keo Phân ly lần 2 Nước Ly tâm Nước Nhiệt từ than Sấy Khí thải, bụi Không khí Làm nguội Bột từ cyclone Rây Bột kích thước lớn Đóng gói SVTH: Võ Quốc Hướng Nhập kho Trích ly tinh 2 Bột kích nhiễm bẩn Trang 20