Tài liệu Nghiên cứu một số thông số chính của máy sấy hai trống trong dây chuyền sản xuất tinh bột biến tính năng suất 90kgh

  • Số trang: 92 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 31 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 27125 tài liệu

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI --------- --------- NGUYỄN TUẤN ANH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CHÍNH CỦA MÁY SẤY HAI TRỐNG TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT TINH BỘT BIẾN TÍNH NĂNG SUẤT 90KG/H LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ CƠ GIỚI HOÁ NÔNG - LÂM NGHIỆP Mà SỐ: 60.52.14 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS. PHẠM XUÂN VƯỢNG HÀ NỘI - 2010 LỜI CAM ðOAN T«i xin cam ñoan rằng những số liệu và kết quả nghiªn cứu trong luận văn này là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. T«i xin cam ñoan rằng mọi sự gióp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược c¶m ơn và c¸c th«ng tin trÝch dẫn trong luận văn này ñều ñ ñược chỉ râ nguồn gốc. Hµ Néi, ngµy.......... th¸ng.......... n¨m ......... T¸c giả luận văn NguyÔn TuÊn Anh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................i LỜI CẢM ƠN Trong qu¸ tr×nh học tập và nghiªn cứu tại lớp Cao học c¬ khÝ n«ng nghiÖp kho¸ 17 chuyªn ngành Cơ khÝ hãa và thiết bị n«ng-l©m nghiệp Trường ðại học N«ng nghiệp Hà Nội, t«i ® nhận ñược sự gióp ñỡ vµ giảng dạy nhiệt t×nh của c¸c thầy gi¸o, c« gi¸o trong trường cïng toµn thÓ c¸c anh chÞ em trong líp. Nh©n dịp này t«i xin ñược bày tỏ lời cảm ơn ch©n thành tới c¸c thầy gi¸o, c« gi¸o trong trường vµ toµn thÓ c¸c anh chÞ em trong líp . T«i xin bày tỏ lßng cảm ơn s©u sắc tới gia ñ×nh và Gi¸o sư Tiến sĩ Phạm Xu©n Vượng, người ñ tận t×nh hướng dẫn, gióp ñỡ t«i hoàn thành ñề tài nghiªn cứu này. T«i xin ch©n thành cảm ơn tËp thÓ c¸c thÇy c« gi¸o Bộ m«n ThiÕt bÞ B¶o qu¶n vµ ChÕ biÕn N«ng s¶n Khoa Cơ ðiện Trường ðại học N«ng nghiệp Hà Nội ñ gióp ñỡ t«i trong qu¸ tr×nh nghiªn cứu thực hiện ñề tài. T«i xin ch©n thành cảm ơn l nh ®¹o, c¸c b¹n ®ång nghiÖp cña Viện Nghiªn Cứu Thiết Kế Chế Tạo M¸y N«ng Nghiệp ® t¹o ®iÒu kiÖn vµ gióp ñỡ t«i trong qu¸ tr×nh nghiªn cứu thực hiện ñề tài. Hµ Néi, ngµy.......... th¸ng.......... n¨m ......... T¸c giả luận văn NguyÔn TuÊn Anh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................ii Môc Lôc Trang Lêi cam ®oan................................................................................................................i Lêi c¶m ¬n..................................................................................................................ii Môc lôc......................................................................................................................iii Danh môc viÕt t¾t.......................................................................................................vi Danh môc b¶ng........................................................................................................viii Danh môc h×nh...........................................................................................................ix Më ®Çu.....................................................................................................................1 Ch−¬ng 1: Tæng quan vÊn ®Ò nghiªn cøu..............................................3 1.1. Tinh bét s¾n..........................................................................................................3 1.2. Tinh bét................................................................................................................3 1.2. TÝnh chÊt cña tinh bét s¾n....................................................................................5 1.2. Tinh bét biÕn tÝnh vµ quy tr×nh c«ng nghÖ chÕ biÕn tinh bét biÕn tÝnh ...............6 1.2.1 Tinh bét biÕn tÝnh b»ng ph−¬ng ph¸p vËt lý...............................................9 1.2.1.1 Tinh bét tiÒn hå ho¸..........................................................................9 1.2.1.2 Tinh bét biÕn tÝnh nhiÖt Èm.............................................................10 1.2.2 Tinh bét biÕn tÝnh b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc.........................................10 1.2.2.1 Tinh bét biÕn tÝnh b»ng axit............................................................10 1.2.2.2 Tinh bét biÕn tÝnh oxy ho¸..............................................................11 1.2.2.3 Tinh bét biÕn tÝnh b»ng phèt ph¸t...................................................11 1.2.2.4 Tinh bét biÕn tÝnh b»ng liªn kÕt ngang............................................12 1.2.3 BiÕn tÝnh b»ng ph−¬ng ph¸p enzim..........................................................12 1.2.2.1 Maltodextrin....................................................................................13 1.2.2.2 §−êng Malto, glucose.....................................................................14 1.2.2.3 Sorbitol, mannitol ...........................................................................14 1.3. T×nh h×nh nghiªn cøu trong vµ ngoµi n−íc.........................................................16 1.3.1 T×nh h×nh nghiªn cøu trªn thÕ giíi. .........................................................16 1.3.2 T×nh h×nh nghiªn cøu trong n−íc ...........................................................17 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................iii 1.4 ThiÕt bÞ trong c«ng nghÖ chÕ biÕn tinh bét biÕn tÝnh tiÒn hå ho¸........................18 1.4.1 S¶n xuÊt tinh bét biÕn tÝnh b»ng thiÕt bÞ sÊy phun ..................................19 1.4.2 S¶n xuÊt tinh bét biÕn tÝnh b»ng vÝt ®ïn Ðp .............................................20 1.4.3 S¶n xuÊt tinh bét biÕn tÝnh b»ng thiÕt bÞ sÊy trèng ..................................21 1.4.3.1. M¸y sÊy hai trèng cÊp liÖu kiÓu kÑp ..............................................21 1.4.3.2 M¸y sÊy mét trèng cÊp liÖu bëi nhiÒu l« cuèn................................22 1.4.3.3 M¸y sÊy hai trèng cÊp liÖu bëi nhiÒu l« cuèn.................................23 1.4.3.4 M¸y sÊy trèng víi vËt liÖu cã ®é nhít thÊp.....................................24 1.5 C¸c lo¹i m¸y sÊy tiÕp xóc th«ng dông.................................................................25 1.5.1 M¸y sÊy tiÕp xóc kiÓu th¸p ®Üa ………………………………...…….…25 1.5.2. M¸y sÊy tiÕp xóc h×nh trô n»m ngang..…………………...................…26 1.5.3. M¸y sÊy cho vËt liÖu d¹ng nh o..............................................................27 1.5.4. M¸y sÊy v¶i ...………………………………………...……….….........28 1.6 Môc ®Ých vµ nhiÖm vô nghiªn cøu cña ®Ò tµi......................................................29 1.6.1 Môc ®Ých nghiªn cøu cña ®Ò tµi ..............................................................29 1.6.2 NhiÖm vô nghiªn cøu cña ®Ò tµi ..............................................................29 Ch−¬ng 2: §èi t−îng vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu .........................30 2.1. §èi t−îng nghiªn cøu.........................................................................................30 2.2 Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................33 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết. ........................................................33 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ñơn yếu tố...................................33 2.2.3 Phương pháp ño ñạc và gia công số liệu..................................................34 2.2.3.1 Phương pháp xác ñịnh ñộ nhớt của tinh bột biến tinh ....................34 2.2.3.2 Phương pháp xác ñịnh ñộ ẩm của sản phẩm...................................34 2.2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm..........................................35 2.2.3.4 Phương pháp gia công số liệu thực nghiệm ...................................35 Ch−¬ng 3: C¬ së lý thuyÕt vÒ sÊy tiÕp xóc........................................39 3.1 C¬ së lý thuyÕt cña qu¸ tr×nh sÊy tiÕp xóc ..........................................................39 3.2 Lý thuyÕt tÝnh to¸n hÖ thèng sÊy tiÕp xóc...........................................................42 3.2.1 TÝnh to¸n hÖ thèng sÊy tiÕp xóc trong chÊt láng nãng.............................42 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................iv 3.2.1.1 TÝnh to¸n nhiÖt giai ®o¹n ®èt nãng..................................................42 3.2.1.2 TÝnh to¸n nhiÖt giai ®o¹n sÊy..........................................................43 3.2.1.3 TÝnh to¸n nhiÖt giai ®o¹n lÊy ra vµ ®−a vµo vËt liÖu sÊy gi÷a c¸c mÎ..............................................................................................................................44 3.2.2 TÝnh to¸n hÖ thèng sÊy tiÕp xóc bÒ mÆt ...................................................44 3.2.2.1 Ph−¬ng ph¸p c©n b»ng nhiÖt ...........................................................44 3.2.2.2 TÝnh to¸n bÒ mÆt truyÒn nhiÖt ........................................................45 3.3. Lùa chän c¸c th«ng sè cho m¸y sÊy 2 trèng .....................................................49 Ch−¬ng 4: KÕt qu¶ nghiªn cøu thùc nghiÖm trªn m¸y sÊy hai trèng ....................................................................................................................53 4.1 Lùa chän c¸c yÕu tè ®Çu vµo vµ ra......................................................................53 4.2 VËt liÖu vµ dông cô thÝ nghiÖm...........................................................................54 4.2.1 VËt liÖu thÝ nghiÖm...................................................................................54 4.2.2 VËt liÖu sau thÝ nghiÖm............................................................................54 4.2.3 Dông cô thÝ nghiÖm..................................................................................55 4.3. Quan hÖ gi÷a nång ®é tinh bét vµo tíi ®é Èm vµ ®é nhít cña s¶n phÈm............55 4.3.1 Mèi quan hÖ cña nång ®é víi ®é Èm s¶n phÈm .......................................55 4.3.2 Mèi quan hÖ cña nång ®é víi ®é nhít s¶n phÈm......................................59 4.4. Mèi quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é tíi ®é Èm vµ ®é nhít cña s¶n phÈm.........................64 4.4.1 Mèi quan hÖ cña nhiÖt ®é víi ®é Èm s¶n phÈm........................................64 4.4.2 Mèi quan hÖ cña nhiÖt ®é víi ®é nhít s¶n phÈm......................................67 4.5. Mèi quan hÖ gi÷a tèc ®é trèng sÊy tíi ®é Èm vµ ®é nhít s¶n phÈm...................72 4.5.1 Mèi quan hÖ cña tèc ®é víi ®é Èm s¶n phÈm...........................................72 4.5.2 Mèi quan hÖ cña tèc ®é víi ®é nhít s¶n phÈm.........................................75 KÕt lô©n vµ ®Ò nghÞ......................................................................................81 KÕt luËn.....................................................................................................................81 §Ò nghÞ......................................................................................................................81 Tµi liÖu tham kh¶o Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................v Danh môc viÕt t¾t Tªn gäi Thø TT Ký hiÖu 1 D §−êng kÝnh trèng sÊy m 2 L ChiÒu dµi trèng sÊy m 3 F DiÖn tÝch tæng bÒ mÆt trèng sÊy m2 4 Q NhiÖt l−îng ®èt nãng vËt liÖu sÊy W 5 G1 Khèi l−îng vËt liÖu sÊy khi vµo kg/h 6 G2 Khèi l−îng vËt liÖu sÊy ra khái thiÕt bÞ kg/h 7 N N¨ng suÊt m¸y kg/h 8 N dc C«ng suÊt ®éng c¬ kW 9 W Khèi l−îng Èm cÇn bèc h¬i trong 1 giê kg/h 10 K HÖ sè truyÒn nhiÖt W / m 2 .K 11 c1 NhiÖt dung riªng cña vËt liÖu lµm rul« kJ/kg.K 12 c2 NhiÖt dung riªng cña vËt liÖu sÊy kJ/kg.K 13 c pk NhiÖt dung riªng cña kh«ng khÝ kh« kJ/kg.K 14 ca NhiÖt dung riªng cña n−íc kJ/kg.K 15 cv NhiÖt dung riªng s¶n phÈm kJ/kg.K 16 q NhiÖt l−îng bèc h¬i trong 1 giê kJ/m2.h 17 r NhiÖt Èm ho¸ h¬i 18 v Tèc ®é kh«ng khÝ trªn bÒ mÆt trèng sÊy m/s 19 Pa ¸p suÊt khÝ quyÓn bar 20 Ph ¸p suÊt h¬i qu¸ nhiÖt bar 21 Pm ¸p suÊt h¬i ë nhiÖt ®é lµm vÞªc tv2 bar 22 th NhiÖt ®é h¬i qu¸ nhiÖt 0 23 tv1 NhiÖt ®é m«i tr−êng xung quanh trèng 0 nguyªn kJ/kg C C Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................vi 24 tv 2 NhiÖt ®é bÒ mÆt trèng 0 25 t1 NhiÖt ®é vËt liÖu Èm 0 26 g Gia tèc träng tr−êng 27 α1 HÖ sè trao ®æi nhiÖt khi ng−ng W / m 2 .K 28 α2 HÖ sè trao ®æi nhiÖt tõ bÒ mÆt vËt liÖu ra m«i tr−êng W / m 2 .K 29 λ1 HÖ sè dÉn nhiÖt cña rul« W / m.K 30 λ2 HÖ sè dÉn nhiÖt cña vËt liÖu sÊy W / m.K 31 32 nmax ψ 33 ρtb Khèi l−îng riªng trung b×nh cña vËt liÖu sÊy trªn rul« kg/m3 34 ρt Khèi l−îng riªng cña vËt liÖu chÕ t¹o rul« kg/m3 35 ω §é Èm t−¬ng ®èi cña s¶n phÈm % 36 ω1 §é Èm ®Çu vµo cña vËt liÖu sÊy % 37 ω2 §é Èm sau khi sÊy % 38 ϕ §é Èm kh«ng khÝ bao quanh trèng sÊy % 39 η HÖ sè c«ng suÊt 40 φ Nång ®é tinh bét ®Çu vµo 41 µ §é nhít s¶n phÈm cP 42 t NhiÖt ®é 0 43 i’ Entanpy cña h¬i n−íc qu¸ nhiÖt 44 i” Entanpy cña n−íc b o hoµ 45 δ Khe hë gi÷a hai trèng sÊy mm 46 δ1 ChiÒu dµy trèng sÊy mm 47 δ2 ChiÒu dµy líp vËt liÖu sÊy mm Tèc ®é quay lín nhÊt cña trèng sÊy C C m/s2 vg/ph HÖ sè «m cña vËt liÖu trªn trèng 0 Be C Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................vii Danh môc b¶ng B¶ng 4.1. ¶nh h−ëng cña nång ®é tinh bét ®Çu vµo tíi ®é Èm s¶n phÈm.................57 B¶ng 4.2. ¶nh h−ëng cña nång ®é tinh bét ®Çu vµo tíi ®é nhít s¶n phÈm...............60 B¶ng 4.3. B¶ng kÕt qu¶ tÝnh thÝch øng cña hµm Èm vµ ®é nhít s¶n phÈm................62 B¶ng 4.4. ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é sÊy tíi ®é Èm s¶n phÈm.....................................65 B¶ng 4.5. ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é sÊy tíi ®é nhít s¶n phÈm...................................68 B¶ng 4.6. B¶ng kÕt qu¶ tÝnh thÝch øng cña hµm Èm vµ ®é nhít s¶n phÈm................70 B¶ng 4.7. ¶nh h−ëng cña tèc ®é trèng sÊy tíi ®é Èm s¶n phÈm...............................73 B¶ng 4.8. ¶nh h−ëng cña tèc ®é trèng sÊy tíi ®é nhít s¶n phÈm.............................76 B¶ng 4.9. B¶ng kÕt qu¶ tÝnh thÝch øng cña hµm Èm vµ ®é nhít s¶n phÈm................78 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................viii Danh môc h×nh H×nh 1.1. Tinh bét s¾n phãng ®¹i 1500x...........................................................4 H×nh 1.2. Tinh bét s¾n phãng ®¹i 3500x...........................................................5 H×nh 1.3. S¬ ®å ph−¬ng ph¸p biÕn tÝnh tinh bét………………………...…….8 H×nh 1.4. S¬ ®å quy tr×nh s¶n xuÊt tinh bét hå ho¸...........................................9 H×nh 1.5. S¬ ®å côm thiÕt bÞ sÊy phun……………………………………….19 H×nh 1.6. VÝt Ðp……………………………………………………….……..20 H×nh 1.7. M¸y sÊy hai trèng cÊp liÖu kiÓu kÑp………………………………21 H×nh 1.8. M¸y sÊy mét trèng cÊp liÖu bëi nhiÒu l« cuèn………...………….22 H×nh 1.9. M¸y sÊy hai trèng cÊp liÖu bëi nhiÒu l« cuèn…………….……….23 H×nh 1.10. M¸y sÊy trèng víi vËt liÖu cã ®é nhít thÊp...................................24 H×nh 1.11. M¸y sÊy tiÕp xóc kiÓu th¸p ®Üa .....................................................26 H×nh 1.12. M¸y sÊy tiÕp xóc h×nh trô l»m ngang............................................27 H×nh 1.13. M¸y sÊy tang quay.........................................................................28 H×nh 1.14. Ph−¬ng ph¸p cÊp vËt sÊy lªn tang sÊy ...........................................28 H×nh 1.15. M¸y sÊy v¶i....................................................................................29 H×nh 2.1. M¸y sÊy 2 trèng cÊp liÖu kiÓu kÑp...................................................32 H×nh 3.1. SÊy trªn bÒ mÆt nãng.................................................................................39 H×nh 3.2. §−êng cong sÊy u vµ ®−êng cong nhiÖt ®é t…………………………….40 H×nh 3.3. §−êng cong tèc ®é sÊy du/dt vµ ®−êng cong nhiÖt ®é t........................... 40 H×nh 3.4. BÒ mÆt gia nhiÖt cña vËt liÖu sÊy...............................................................48 H×nh 4.1. ¶nh h−ëng cña nång ®é ®Çu vµo tíi ®é Èm vµ ®é nhít s¶n phÈm.............62 H×nh 4.2. ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é sÊy tíi ®é Èm vµ ®é nhít cña s¶n phÈm.............71 H×nh 4.3. ¶nh h−ëng cña tèc ®é trèng sÊy tíi ®é Èm vµ ®é nhít s¶n phÈm..............79 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................ix Më ®Çu Tinh bét biÕn tÝnh ®−îc t¹o ra qua qu¸ tr×nh chÕ biÕn tinh bét b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p vËt lý, ho¸ häc hoÆc sinh häc cã nh÷ng tÝnh chÊt ho¸ lý kh¸c biÖt víi tinh bét ban ®Çu, ®−îc sö dông trong nhiÒu lÜnh vùc chÕ biÕn kh¸c nhau nh− ngµnh chÕ biÕn thùc phÈm, thøc ¨n ch¨n nu«i, thñy s¶n, d−îc phÈm, dÇu khÝ, ngµnh giÊy, dÖt… Mét trong nh÷ng s¶n phÈm nµy lµ tinh bét biÕn tÝnh tiÒn hå ho¸. Qua qu¸ tr×nh biÕn ®æi tÝnh chÊt bëi nhiÖt, tinh bét biÕn tÝnh tiÒn hå ho¸ trë nªn dÔ hoµ tan trong n−íc ë nhiÖt ®é m«i tr−êng ®Ó t¹o ®−îc hå tinh bét cã ®é kÕt dÝnh cao. Do vËy, s¶n phÈm tinh bét biÕn tÝnh tiÒn hå ho¸ t×m ®−îc nhiÒu øng dông trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn. §Æc biÖt ë tinh bét s¾n cã mét sè tÝnh chÊt vËt lý nh− ®é trong, ®é nhít cao, gi¸ thµnh thÊp, nªn tinh bét biÕn tÝnh tiÒn hå ho¸ tõ tinh bét s¾n ®−îc sö dông nhiÒu d−íi d¹ng chÊt kÕt dÝnh trong chÕ biÕn thøc ¨n thuû s¶n. T¹i mét sè n−íc nh− Th¸i Lan, Trung Quèc ® cã nh÷ng nghiªn cøu s©u vÒ thiÕt bÞ còng nh− c«ng nghÖ chÕ biÕn tinh bét biÕn tÝnh tiÒn hå ho¸. Mét phÇn lín s¶n phÈm nµy ®−îc sö dông trong chÕ biÕn thøc ¨n cho thuû s¶n. ë ViÖt Nam trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y cïng víi viÖc t¨ng diÖn tÝch trång, s¶n l−îng, chÊt l−îng s¾n cñ, c«ng nghiÖp chÕ biÕn tinh bét s¾n biÕn tÝnh còng ® ®−îc chó ý ®Õn vµ ®−îc ®Çu t−. Nhu cÇu vÒ c¸c lo¹i tinh bét biÕn tÝnh trong n−íc sÏ ngµy cµng t¨ng ®Ó ®¸p øng ®−îc yªu cÇu ®æi míi c«ng nghÖ chÕ biÕn vµ n©ng cao chÊt l−îng cña s¶n phÈm trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp. Cho ®Õn nay, l−îng tinh bét biÕn tÝnh ®−îc s¶n xuÊt trong n−íc kh«ng nhiÒu vµ kh«ng ®ñ vÒ chñng lo¹i. PhÇn lín tinh bét biÕn tÝnh chñ yÕu vÉn ®−îc nhËp tõ n−íc ngoµi. §Æc biÖt ®èi víi lo¹i tinh bét biÕn tÝnh tiÒn hå ho¸, trong n−íc hiÖn nay vÉn ch−a cã c¬ së s¶n xuÊt nµo chÕ biÕn lo¹i s¶n phÈm nµy. Tinh bét biÕn tÝnh lµ tinh bét c«ng nghª cao, khi biÕn ®æi thµnh tinh bét biÕn tÝnh gi¸ trÞ tinh bét ®−îc n©ng lªn rÊt cao c¶ vÒ gÝa trÞ, còng nh− gi¸ thµnh cña s¶n phÈm. ViÖc nghiªn cøu s©u vÒ c«ng nghÖ chÕ biÕn tinh bét biÕn tÝnh tiÒn hå ho¸ trong n−íc còng ch−a ®−îc thùc hiÖn. Do vËy, viÖc nghiªn cøu c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ chÕ biÕn tinh bét biÕn tÝnh tiÒn hå ho¸ lµ cÇn thiÕt ®Ó cã thÓ ®ãn b¾t Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................1 ®−îc nhu cÇu cña thÞ tr−êng trong n−íc vµ nh− vËy còng gãp phÇn n©ng cao gi¸ trÞ cña cñ s¾n. Nh»m môc ®Ých ®Èy m¹nh ngµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn tinh bét biÕn tÝnh trong n−íc, còng nh− n©ng cao kh¶ n¨ng sö dông vµ vËn hµnh m¸y mét c¸ch tèt nhÊt ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng s¶n phÈm tinh bét biÕn tÝnh. §−îc sù ®ång ý cña ViÖn nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¸y n«ng nghiÖp, cïng víi sù h−íng dÉn cña thÇy gi¸o GS.TS Ph¹m Xu©n V−îng vµ c¸c thÇy, c« gi¸o trong khoa C¬ §iÖn tr−êng §H N«ng NghiÖp Hµ Néi t«i ® tiÕn hµnh thùc hiÖn ®Ò tµi: “Nghiªn cøu mét sè th«ng sè chÝnh cña m¸y sÊy hai trèng trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt tinh bét biÕn tÝnh n¨ng suÊt 90kg/h” Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................2 Ch−¬ng 1 tæng quan vÊn ®Ò nghiªn cøu 1.1. Tinh bét s¾n 1.1.1 Tinh bét Tinh bột là polysaccarit chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây. Tinh bột cũng có nhiều ở các loại củ như khoai tây, sắn, củ mài. Một lượng ñáng kể tinh bột cũng có trong các loại quả như chuối và nhiều loại rau. Tinh bột có nhiều trong các loại lương thực do ñó các loại lương thực ñược coi là nguồn nguyên liệu chủ yếu ñể sản xuất tinh bột. Hình dạng và thành phần hóa học của tinh bột phụ thuộc vào giống cây, ñiều kiện trồng trọt ... Tinh bột không phải là một chất riêng biệt, nó bao gồm hai thành phần là amiloza và amilopectin. Hai chất này khác nhau về nhiều tính chất lí học và hóa học. Dựa vào sự khác nhau ñó có thể phân chia ñược hai thành phần trên ñể ñiều chế dạng tinh khiết. Các phương pháp ñể tách và xác ñịnh hàm lượng amiloza và amilopectin là: - Chiết rút amiloza bằng nước nóng. - Kết tủa amiloza bằng rượu. - Hấp thụ chọn lọc amiloza trên xenlulozơ. Tinh bột là loại polysaccarit khối lượng phân tử cao gồm các ñơn vị glucozơ ñược nối nhau bởi các liên kết α- glycozit, có công thức phân tử là (C H O ) , ở 6 10 5 n ñây n có thể từ vài trăm ñến hơn 1 triệu. Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm do những tính chất hóa lí của chúng. Tinh bột thường dùng làm chất tạo ñộ nhớt sánh cho các thực phẩm dạng lỏng hoặc là tác nhân làm bền keo hoặc nhũ tương, như các yếu tố kết dính và làm ñặc tạo ñộ cứng, ñộ ñàn hồi cho nhiều loại thực phẩm.Ngoài ra tinh bột còn nhiều ứng dụng trong dược phẩm, công nghiệp dệt, hóa dầu... Trong thực vật, tinh bột thường có mặt dưới dạng không hoà tan trong nước. Do ñó có thể tích tụ một lượng lớn ở trong tế bào mà vẫn không bị ảnh hưởng ñến Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................3 áp suất thẩm thấu. Các hyñrat cacbon ñầu tiên ñược tạo ra ở lục lạp do quang hợp, nhanh chóng ñược chuyển thành tinh bột. Tinh bột ở mức ñộ này ñược gọi là tinh bột ñồng hoá, rất linh ñộng, có thể ñược sử dụng ngay trong quá trình trao ñổi chất hoặc có thể ñược chuyển hoá thành tinh bột dự trữ ở trong hạt, quả, củ, rễ, thân và bẹ lá. Có thể chia tinh bột thực phẩm thành ba hệ thống: - Hệ thống tinh bột của các hạt cốc; - Hệ thống tinh bột của các hạt họ ñậu; - Hệ thống tinh bột của các củ; Hạt tinh bột của tất cả hệ thống nêu trên hoặc có dạng hình tròn, hình bầu dục, hay hình ña giác. Hạt tinh bột sắn ñược thể hiện trên các hình 1.1 và hình 1.2 là hạt tinh bột s¾n ñược phóng ñại với các kích cỡ khác nhau.. Kích thước các hạt khác nhau dẫn ñến những tính chất cơ lí khác nhau như nhiệt ñộ hồ hoá, khả năng hấp thụ xanh metylen ... Có thể dùng phương pháp lắng . H×nh 1.1: Tinh bét s¾n phãng ®¹i 1500x Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................4 H×nh 1.2: Tinh bét s¾n phãng ®¹i 3500x 1.1.2. TÝnh chÊt cña tinh bét s¾n Tinh bét s¾n cã mÇu rÊt tr¾ng. Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt nÕu cñ ®−îc nghiÒn khi ch−a bãc vá, tinh bét thu ®−îc th−êng cã mÇu tèi. Mµu x¸m cña tinh bét s¾n ¶nh h−ëng tíi chÊt l−îng còng nh− gi¸ c¶ cña s¶n phÈm. Cñ s¾n vµ tinh bét s¾n th−êng cã pH trong kho¶ng 6 ÷ 6,3. Theo tiªu chuÈn cña ViÖn Tiªu chuÈn Ên §é, c¸c lo¹i s¾n ¨n ®−îc cã pH trong kho¶ng 4,7 ÷ 7,0. Cßn theo tiªu chuÈn cña Mü, c¸c lo¹i s¾n tèt cã pH tõ 4,5 ÷ 6,5 vµ ®é acid thÊp. Tinh bét s¾n sÊy kh« tèt còng cã tÝnh di ®éng tèt. Khi h¹t tinh bét s¾n bÞ vì cã thÓ qua s¸t ®−îc c¸c r nh t¹o cÊu tróc xèp cña h¹t. C¸c r nh v« ®Þnh h×nh kÐo dµi tõ bÒ mÆt tíi t©m cña h¹t t¹o thµnh c¸c lç xèp. ChÝnh c¸c lç xèp nµy gióp n−íc th©m nhËp lµm tr−¬ng në tinh bét, ph¸ vì c¸c liªn kÕt hydro gi÷a c¸c ph©n tö trong cÊu tróc tinh thÓ, t¹o ®iÒu kiÖn cho t¸c dông ph©n huû cña enzyme. Tinh bét s¾n cã cÊu tróc h¹t t−¬ng ®èi xèp, liªn kÕt gi÷a c¸c phÇn tö trong cÊu tróc tinh thÓ yÕu v× vËy nã rÔ bÞ ph©n huû bëi c¸c nh©n tè nh− acid vµ enzyme h¬n so víi c¸c lo¹i tinh bét kh¸c. Tinh bét s¾n cã hµm l−îng amylopectin vµ ph©n tö l−îng trung b×nh t−¬ng ®èi cao, 215000 g/mol. Hµm l−îng amylose n»m trong kho¶ng 8 ÷ 29%, nh−ng nãi chung ®a sè c¸c gièng s¾n cã tû lÖ amylose 16 ÷ 18%. Tinh bét s¾n cã nh÷ng tÝnh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................5 chÊt t−¬ng tù c¸c lo¹i tinh bét chøa nhiÒu amylopetin nh− ®é nhít cao, xu h−íng tho¸i ho¸ thÊp vµ ®é bÒn gel cao. Hµm l−îng amylopetin vµ amylose trong tinh bét s¾n liªn quan tíi ®é dÝnh cña cñ nÊu chÝn vµ nhiÒu tÝnh chÊt trong c¸c øng dông c«ng nghiÖp. * TÝnh chÊt hå ho¸ cña tinh bét s¾n. - Nhiệt ñộ ñể phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái ñầu có mức ñộ oxi hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt ñộ hồ hóa. Phần lớn tinh bột bị hồ hóa khi nấu và trạng thái trương nở ñược sử dụng nhiều hơn ở trạng thái tự nhiên. Các biến ñổi hóa lí khi hồ hóa như sau: hạt tinh bột trương lên, tăng ñộ trong suốt và ñộ nhớt, các phân tử mạch thẳng và nhỏ thì hòa tan và sau ñó tự liên hợp với nhau ñể tạo thành gel. Nhiệt ñộ hồ hóa không phải là một ñiểm mà là một khoảng nhiệt ñộ nhất ñịnh. Tùy ñiều kiện hồ hóa như nhiệt ñộ, nguồn gốc tinh bột, kich thước hạt và pH mà nhiệt ñộ phá vỡ và trương nở của tinh bột biến ñổi một cách rộng lớn. - Tinh bét s¾n cã nhiÖt ®é hå ho¸ thÊp trong kho¶ng 58,5 ÷ 700C. ViÖc t¹o ra c¸c dÉn xuÊt cña tinh bét nhê c¸c liªn kÕt ngang hay viÖc thªm c¸c chÊt cã ho¹t tÝnh bÒ mÆt cã thÓ thay ®æi nhiÖt ®é hå ho¸. NhiÖt ®é hå ho¸ còng ¶nh h−ëng ®Õn chÊt l−îng nÊu cña tinh bét, nhiÖt ®é hå ho¸ thÊp th−êng lµm chÊt l−îng nÊu thÊp do tinh bét dÔ bÞ ph¸ vì. * §é nhít cña tinh bét s¾n. Một trong những tính chất quan trọng của tinh bột có ảnh hưởng ñến chất lượng và kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm ñó là ñộ nhớt và ñộ dẻo. Phân tử tinh bột có nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết ñược với nhau làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại, giữ nhiều nước hơn khiến cho dung dịch có ñộ ñặc, ñộ dính, ñộ dẻo và ñộ nhớt cao hơn. Yếu tố chính ảnh hưởng ñến ñộ nhớt của dung dịch tinh bột là ñường kính biểu kiến của các phân tử hoặc của các hạt phân tán, ñặc tính bên trong của tinh bột như kích thước, thể tích, cấu trúc, và sự bất ñối xứng của phân tử. Nồng ñộ tinh bột, pH, nhiệt ñộ, tác nhân oxi hóa, các thuốc thử phá hủy liên kết hydro ñều làm cho tương tác của các phân tử tinh bột thay ñổi do ñó làm thay ñổi ñộ nhớt của dung dịch tinh bột. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................6 1.2. Tinh bét biÕn tÝnh vµ quy tr×nh c«ng nghÖ chÕ biÕn tinh bét biÕn tÝnh [1] Trong thực tế sản xuất, ứng với mỗi một sản phẩm thực phẩm thường ñòi hỏi 1 dạng tinh bột hoặc một dẫn suất tinh bột nhất ñịnh. Có sản phẩm yêu cầu tinh bột giàu amiloza lại có sản phẩm yêu cầu tinh bột thuần nhất amilopectin. Có sản phẩm cần dạng tinh bột có ñộ hòa tan tốt, có dạng cần tinh bột bền không bị thoái hóa ở nhiệt ñộ thấp. Có loại cần ñộ dẻo, ñộ trong, có loại không mong muốn những tính chất ñó. Vì vậy, ñể có ñược những loại hình tinh bột phù hợp người ta phải biến hình tinh bột . Mục ñích của tinh bột biến tính nhằm: - Cải biến các tính chất của sản phẩm. - Tăng giá trị cảm quan. - Tạo mặt hàng mới. - Tăng giá thành sản phẩm. Dựa vào bản chất của phương pháp có thể phân loại các phương pháp như sau: - Phương pháp biến hình vật lí - Phương pháp biến hình hóa học - Phương pháp biến hình bằng enzyme. Các phương pháp ñược thể hiện bên dưới (sơ ñồ 1). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................7 Tinh bét a. BiÕn tÝnh b»ng ph−¬ng ph¸p vËt lý Tinh bét biÕn tÝnh hå ho¸ Tinh bét biÕn tÝnh nhiÖt Èm b. BiÕn tÝnh b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc Tinh bét biÕn tÝnh b»ng axit Tinh bét biÕn tÝnh oxy ho¸ Tinh bét biÕn tÝnh b»ng ph«t ph¸t Tinh bét biÕn tÝnh b»ng liªn kÕt ngang c. BiÕn tÝnh b»ng ph−¬ng ph¸p thuû ph©n enzim Maltodextrin §−êng Malto, glucose Sorbitol, mannitol Amino axit: M× chÝnh, Lysin Axit citric H×nh 3: S¬ ®å ph−¬ng ph¸p biÕn tÝnh tinh bét Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................8 1.2.1 Tinh bét biÕn tÝnh b»ng ph−¬ng ph¸p vËt lý C¸c d¹ng tinh bét biÕn tÝnh nµy nhËn ®−îc nhê t¸c ®éng vËt lÝ nh− c¾t, trén hay xö lý nhiÖt. KÕt hîp xö lý nhiÖt vµ c¾t víi hµm l−îng Èm vµ thêi gian kh¸c nhau sÏ t¹o ra c¸c s¶n phÈm cã tÝnh chÊt ho¸ lý cÇn thiÕt cho c¸c øng dông kh¸c nhau. 1.2.1.1 Tinh bét tiÒn hå ho¸ Tinh bét biÕn tÝnh tiÒn hå ho¸ b¾t ®Çu ®−îc quan t©m vµo cuèi nh÷ng n¨m 1980 t¹i c¸c bÌ nu«i c¸ ë Th¸i Lan khi ng−êi nu«i cÇn mét lo¹i chÊt kÕt dÝnh tan trong n−íc l¹nh. Tinh bét s¾n biÕn tÝnh hå ho¸ cã nh÷ng tÝnh chÊt ®Æc tr−ng nh− ®é trong cao, kh«ng cã mïi l¹, lµ chÊt mang mµu tèt vµ cã ®é nhít cao. Quy tr×nh s¶n xuÊt gåm c¸c b−íc sÊy s÷a tinh bét s¾n nång ®é 20 ÷ 30% chÊt kh« trªn trèng l¨n ë nhiÖt ®é 160 ÷ 1700C b»ng h¬i n−íc nãng trùc tiÕp (s¬ ®å 2) S÷a tinh bét s¾n Bån chøa Hå ho¸ vµ sÊy H¬i Thïng chøa d¹ng phÔu xoay Cyclone Sµng (r©y) §ãng gãi H×nh 4: S¬ ®å quy tr×nh s¶n xuÊt tinh bét hå ho¸ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................9 1.2.1.2 Tinh bét biÕn tÝnh nhiÖt Èm Tinh bét biÕn tÝnh nhiÖt Èm lµ d¹ng tinh bét biÕn tÝnh l©u ®êi nhÊt. Nã ®−îc s¶n xuÊt tõ c¸c d¹ng hå ng©m l¾ng ®−îc dïng ®Ó t¸ch tinh bét s¾n. PhÇn tinh bét s¾n l¾ng d−íi ®¸y cã ®é Èm kho¶ng 50% ®−îc sÊy qua ®ªm ë nhiÖt ®é 50 ÷ 80oC, sau ®ã tinh bét ®−îc r©y mÞn vµ ®ãng gãi. Lo¹i tinh bét s¾n biÕn tÝnh nµy ®−îc dïng ®Ó n©ng cao chÊt l−îng cho nhiÒu lo¹i b¸nh ngät, b¸nh nh©n hoa qu¶ tr¸ng miÖng thay cho viÖc dïng tinh bét s¾n th«ng th−êng. 1.2.2 Tinh bét biÕn tÝnh b¾ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc D−íi t¸c ®éng cña c¸c t¸c nh©n ho¸ häc, tinh bét bÞ thay ®æi tÝnh chÊt. Tinh bét s¾n cã thÓ bÞ biÕn tÝnh b»ng nhiÒu lo¹i kh¸c nhau. Dùa trªn b¶n chÊt nh÷ng biÕn ®æi x¶y ra trong ph©n tö tinh bét. 1.2.2.1 Tinh bét biÕn tÝnh b¾ng axit D−íi t¸c ®éng cña axit, mét phÇn lín c¸c liªn kÕt gi÷a c¸c ph©n tö vµ trong ph©n tö tinh bét bÞ ®øt ®o¹n, do ®ã lµm cho kÝch th−íc cña ph©n tö tinh bét gi¶m ®i vµ tinh bét thu ®−îc cã nh÷ng tÝnh chÊt míi. Tinh bét biÕn tÝnh b¾ng axit, cã nh÷ng tÝnh chÊt míi sau: - Gi¶m mét Ýt ¸i lùc víi ièt. - §é nhít ®Æc tr−ng bÐ h¬n, ¸p suÊt thÈm thÊu cao h¬n do khèi l−îng ph©n tö trung b×nh bÐ h¬n. - Trong n−íc Êm cã nhiÖt ®é thÊp h¬n nhiÖt ®é hå ho¸, ®é hoµ tan cao. - NhiÖt ®é hå ho¸ cao. - ChØ sè kiÒm cao h¬n. Do tinh bét biÕn tÝnh b»ng axit cã ®é nhít thÊp nªn ®−îc dïng réng r i trong c«ng nghiÖp dÖt ®Ó hå ho¸ sîi däc. Sîi däc khi ®−îc hå ho¸ b»ng tinh bét nµy cã ®é bÒn vµ chÞu ®−îc mµi mßn. Ng−êi ta còng dïng tinh bét biÕn tÝnh lo¹i nµy trong s¶n xuÊt kÑo g«m. Trong s¶n suÊt giÊy, tinh bét d¹ng nµy cßn ®−îc dïng ®Ó lµm bãng giÊy víi môc ®Ých t¨ng ®é bÒn ®èi víi ®é mµi mßn vµ t¨ng chÊt l−îng in cña giÊy. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ...................10
- Xem thêm -