Công nghệ sản xuất maltodextrin từ khoai lang

Nhoùm 22 1 Lôùp: Hc11Tp

Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Kỹ thuật Hoá học
Bộ môn: Công nghệ Thực phẩm


Báo cáo môn Công nghệ chế biến thực phẩm



Đề tài:

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
MALTODEXTRIN TỪ KHOAI LANG


CBGD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH: Trần Ngọc Huy_61101387
Hoàng Thị Yến Phương_61102647
Hồ Thị Đỗ Quyên_61102808
Nguyễn Ngọc Huệ Tiên_61103569
Nguyễn Thị Kim Tiến_61103601


Năm học: 2013 – 2014
i

Mở đầu
Maltodextrin, là một polysaccharide gồm các gốc D – glucose liên kết với nhau bằng
liên kết 1 – 4 glycoside, công thức phân tử (C
6
H
10
O
5
)
n
.2H
2
O, là sản phẩm từ sự thuỷ phân tinh
bột không hoàn toàn với chỉ số DE nằm trong khoảng từ 4 – 20.
Maltodextrin tan hoàn toàn trong nước, được chuyển hoá trong cơ thể tương tự như tinh bột,
do đó maltodextrin thích hợp cho bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường. Ngoài ra maltodextrin là chất
có rất ít và thậm chí không có vị ngọt, không có mùi tinh bột và không ảnh hưởng đến mùi vị các
chất khác (Morris, 1984).
Vì những đặc điểm đặc biệt nổi bật như trên, nên hiện nay maltodextrin được nghiên cứu và
ứng dụng nhiều trong ngành công nghệ thực phẩm.
Bằng việc so sánh hai qui trình công nghệ cùng sản xuất Maltodextrin, để chọn ra qui trình
thích hợp, đảm bảo chất lượng sản phẩm cũng như tối ưu về kinh tế (chi phí sản xuất, giá thành
sản phẩm…)

ii

MỤC LỤC

I. NGUYÊN LIỆU 1
1. Khoai lang 1
1.1. Carbohydrate 1
1.2. Tinh bột 1
1.3. Đường 5
1.4. Chất xơ 6
1.5. Protein 6
1.6. Vitamin 7
1.7. Khoáng 7
2. Enzyme 8
3. Các nguyên liệu phụ 10
3.1. Nước 10
3.2. CaCl
2
, NaOH, HCl, than hoạt tính 11
II. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 13
1. Qui trình công nghệ 1 13
1.1 Sơ đồ 13

1.2 Thuyết minh qui trình 15
2. Qui trình công nghệ 2 31
2.1 Sơ đồ khối 31
2.2 Mô tả qui trình 32
3. So sánh hai qui trình công nghệ 38


iii

III. SẢN PHẨM 39
1. Tính chất vật lý của Maltodextrin 39
2. Các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 40

iv


Danh mục hình
Hình 1.Cấu tạo tinh bột 2
Hình 2.Cấu trúc phân tử Amylose 2
Hình 3.Cấu trúc Amylopectin 3
Hình 4.Phản ứng thủy phân tinh bột 3
Hình 5. Thiết bị loại bỏ tạp chất 15
Hình 6.Thiết bị rửa 16
Hình 7.Thiết bị cắt 17
Hình 8.Thiết bị nghiền răng 18
Hình 9.Thiết bị hồ hóa Jet-cooker 21
Hình 10.Thùng dịch hóa 22
Hình 11.Sơ đồ hồ hóa-dịch hóa 23
Hình 12.Thiết bị tẩy màu bằng than hoạt tính 25
Hình 13.Mô hình lọc khung bản 27
Hình 14.Hình ảnh thực tế của thiết bị lọc khung bản 27
Hình 15.Sơ đồ thiết bị cô đặc ống tuần hoàn 28
Hình 16.Sơ đồ thiết bị sấy 30

Hình 17.Cơ chế trao đổi ion 35
Hình 18.Thiết bị trao đổi ion 35
Hình 19. Mô hình cô đặc bằng membrane 37
Hình 20. Hệ thống thẩm thấu thực tế trong công nghiệp 37








v


Danh mục bảng
Bảng 1.Thành phần hóa học của khoai lang 1
Bảng 2.Thành phần Glucid của khoai lang 5
Bảng 3.Thành phần acid amin không thay thế của khoai lang 6
Bảng 4.Thành phần vitamin trong khoai lang 7
Bảng 5.Thành phần khoáng trong khoai lang 7
Bảng 6.Chỉ tiêu chất lượng của chế phẩm enzyme Termamyl 9
Bảng 7.Sự thay đổi DE theo nồng độ enzyme sử dụng 9
Bảng 8.Chỉ tiêu chất lượng nước 10
Bảng 9.Chỉ tiêu chất lượng NaOH 11
Bảng 10.Chỉ tiêu chất lượng CaCl
2
12
Bảng 11.Chỉ tiêu chất lượng HCl 12
Bảng 12.Chỉ tiêu chất lượng than hoạt tính 13

Bảng 13. Chỉ tiêu chất lượng bột trợ lọc Diatomit 13
Bảng 14.Độ ổn định của Termamyl 33
Bảng 15.So sánh hai quy trình công nghệ 38
Bảng 16.So sánh chung về hai quy trình 39
Bảng 17.Tính chất vật lí của Matodextrin 39
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 1 Lớp: Hc11Tp


I. NGUN LIỆU
1. Khoai lang
Thành phần hóa học của khoai lang
Bảng 1.Thành phần hóa học của khoai lang
Thành phần
Hàm lượng (%)
Nước
68,0
Protein
0,8
Lipid
0,2
Carbohydrate
28,5
Cellulose
1,3
Tro
1,2

1.1. Carbohydrate
Carbohydrat là thành phần chủ yếu của chất khơvà chiếm 24-27% trọng lượng tươi.Thành
phần của glucid chủ yếu là đường và tinh bột, ngồi ra còn có các chất khác như pectin,
cellulose, hemicellulose, chiếm số lượng ít.
1.2. Tinh bột
Trung bình chiếm khoảng 60-70% carbohydrate.
Tinh bột gồm hai polysaccharide khác nhau: amylose và amylopectin trong đó amylose
chiếm khoảng 17-20%. Do đó, tinh bột khoai lang dễ hồ tan trong nước (ấm, nóng) hơn các
loại tinh bột giàu amylose khác, do có cấu tạo cồng kềnh nên tinh bột khoai lang khơng có xu
hướng kết tinh trở lại và do đó có khả năng giữ nước lớn.
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 2 Lớp: Hc11Tp


Hình 1.Cấu tạo tinh bột
Amylose: Cấu trúc phân tử có dạng mạch thẳng, chuỗi dài từ 500-2000 đơn vị glucose,
liên kết nhau bằng liên kết glucoside. Phân tử amylose gồm nhiều chuỗi xếp song song
với nhau, trong đó các chuỗi cuộn lại thành hình xoắn ốc.Trong cấu tạo của phân tử amylose có
1 đầu khử và 1 đầu khơng khử.

Hình 2.Cấu trúc phân tử Amylose
Amylopectin: Cấu trúc phân tử có dạng mạch nhánh gồm 600-6000 phân tử glucose liên
kết với nhau bằng 2 loại liên kết -1,4 glucoside và -1,6 glucoside. Phân tử amylopectin chỉ
có 1 đầu khử duy nhất.Mối liên kết nhánh này làm cho phân tử cồng kềnh hơn, chiều dài của
chuỗimạch nhánh này khoảng 25 – 30 đơn vị glucose. Phân tử amylopectin có thể chứa tới
100000 đơn vị glucose.
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn

Nhóm 22 3 Lớp: Hc11Tp


Hình 3.Cấu trúc Amylopectin
Tính chất của tinh bột ảnh hưởng đến qui trình sản xuất maltodextrin.
Tính chất hố học:
Phản ứng thủy phân: là q trình thủy phân liên kết giữa các đơn vị glucose bằng acid
hoặc bằng enzyme. Acid và enzyme giống nhau là đều thủy phân các phân tử tinh bột bằng
cách thủy phân liên kết 𝛼- D - 1,4 glucoside. Đặc trưng của phản ứng này là độ nhớt của dung
dịch giảm nhanh chóng và sinh ra đường.


Hình 4.Phản ứng thủy phân tinh bột
Phản ứng tạo phức: Khi tương tác với iode, amylase sẽ cho phức màu xanh,
amylopectintạo phức với iode cho màu tím đặc trưng. Vì vậy, iode có thể coi là thuốc thử đặc
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 4 Lớp: Hc11Tp

trưng để xác định hàm lượng amylose trong tinh bột bằng phương pháp trắc quang. Để phản
ứng được thì các phân tử amylase phải có dạng xoắn ốc để hình thành đường xoắn ốc đơn của
amylose bao quanh phân tử iode. Các dextrin có ít hơn 6 gốc glucose khơng cho phản ứng với
iode vì khơng tạo được một vòng xoắn ốc hồn chỉnh.
Ngồi khả năng tạo phức với iode, amylose còn có khả năng tạo phức với nhiều chất hữu
cơ có cực cũng như khơng cực như: các rượu no, các rượu thơm, phenol, các ceton phân tử
lượng thấp.
Tính hấp thụ của tinh bột: Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên khi tương tác với các chất
bị hấp thụ thì bề mặt trong và ngồi của tinh bột đều tham dự. Vì vậy trong q trình bảo quản,

sấy và chế biến cần phải hết sức quan tâm tính chất này. Các ion liên kết với tinh bột thường
ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ của tinh bột. Khả năng hấp thụ của các loại tinh bột phụ
thuộc cấu trúc bên trong của hạt và khả năng trương nở của chúng.
Khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột: Xác định khả năng hấp thụ
nước và khả năng hòa tan của tinh bột cho phép điều chỉnh được tỉ lệ dung dịch tinh bột và
nhiệt độ cần thiết trong q trình cơng nghiệp, còn có ý nghĩa trong q trình bảo quản, sấy và
chế biến thủy nhiệt. Rất nhiều tính chất chức năng của tinh bột phụ thuộc vào tương tác của
tinh bột và nước (tính chất thủy nhiệt, sự hồ hóa, tạo gel, tạo màng).
Tính chất vật lí
Độ tan của tinh bột: Amylose mới tách từ tinh bột có độ tan cao hơn song khơng bền
nên nhanh chóng bị thối hóa trở nên khơng hòa tan trong nước. Amylopectin khó tan trong
nước ở nhiệt độ thường mà chỉ tan trong nước nóng. Tinh bột bị kết tủa trong cồn,vì vậy cồn là
một tác nhân tốt để tăng hiệu quả thu hồi tinh bột.
Sự trương nở: Khi ngâm tinh bột vào nước thì thể tích hạt tăng do sự hấp thụ nước, làm
cho hạt tinh bột trương phồng lên. Hiện tượng này gọi là hiện tượng trương nở của hạt tinh bột.
Độ tăng kích thước khi ngâm vào nước của tinh bột là 28,4%.
Tính chất hồ hóa của tinh bột: Nhiệt độ để phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu
thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa. Phần lớn tinh bột bị hồ hóa khi nấu và trạng thái
trương nở được sử dụng nhiều hơn ở trạng thái tự nhiên. Các biến đổi hóa lí khi hồ hóa như
sau: hạt tinh bột trương lên, tăng độ trong suốt và độ nhớt, các phân tử mạch thẳng và nhỏ thì
hòa tan và sau đó tự liên hợp với nhau để tạo thành gel. Nhiệt độ hồ hóa khơng phải là một
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 5 Lớp: Hc11Tp

điểm mà là một khoảng nhiệt độ nhất định.Tùy điều kiện hồ hóa như nhiệt độ, nguồn gốc tinh
bột, kích thước hạt và pH mà nhiệt độ phá vỡ và trương nở của tinh bột biến đổi một cách rộng
lớn.
Nhiệt độ hồ hố của tinh bột khoai lang: 52 – 64

o
C, so với những loại tinh bột khác thì
nhiệt độ này tương đối thấp, điều mà nhiều nhà sản xuất ln muốn có được.
Độ nhớt của hồ tinh bột: Phân tử tinh bột có nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết
được với nhau làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại, giữ nhiều nước hơn khiến cho dung dịch có
độ đặc, độ dính, độ dẻo và độ nhớt cao hơn. Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch
tinh bột là đường kính biểu kiến của các phân tử hoặc của các hạt phân tán, đặc tính bên trong
của tinh bột như kích thước, thể tích, cấu trúc, và sự bất đối xứng của phân tử. Nồng độ tinh
bột, pH, nhiệt độ, tác nhân oxi hóa, các thuốc thử phá hủy liên kết hydro đều làm cho tương tác
của các phân tử tinh bột thay đổi do đó làm thay đổi độ nhớt của dung dịch tinh bột.
Khả năng tạo gel và sự thối hóa gel: Tinh bột sau khi hồ hóa và để nguội, các phân tử
sẽ tương tác nhau và sắp xếp lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột với cấu trúc mạng
3 chiều. Để tạo được gel thì dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được
hồ hóa để chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó được để nguội ở trạng thái n
tĩnh. Trong gel tinh bột chỉ có các liên kết hydro tham gia, có thể nối trực tiếp các mạch
polyglucoside hoặc gián tiếp qua phân tử nước.
Khi gel tinh bột để nguội một thời gian dài sẽ co lại và lượng dịch thể sẽ thốt ra, gọi là
sự thối hóa.Q trình này sẽ càng tăng mạnh nếu gel để ở lạnh đơng rồi sau đó cho tan băng.
1.3. Đường
Sự biến động về hàm lượng đường tăng từ 5-10 % trọng lượng khoai lang.
Yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hàm lượng đường trong củ khoai lang là giống, ngồi ra
còn có các yếu tố khác như thời gian thu hoạch, bảo quản…
Thành phần của đường gồm saccharose, glucose, fructose, và một ít maltose.
Bảng 2.Thành phần Glucid của khoai lang
Thành phần
Hàm lượng (%)
Saccharosse
5,16 ÷ 10,95
Glucose
2,11 ÷ 4,61

CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 6 Lớp: Hc11Tp

Maltose
1,59 ÷ 6,85
Fructose
1,16 ÷ 3,56
1.4. Chất xơ
Xơ đóng vai trò quan trọng trong việc phòng chống một số bệnh như ung thư, tiểu đường,
tim mạch
Xơ ăn được bao gồm các hợp chất pectin, cellulose và hemicellulose. Hàm lượng chất xơ
ăn được trong các giống khoai lang của đảo Tonga là 4%, của Mỹ là 3,6%. Ngồi ra còn chứa
0,4% lignin.
1.5. Protein
Hàm lượng protein trong các giống khoai lang là khơng cao, trung bình khoảng 5% chất
khơ. Hàm lượng protein thường khơng cao nhưng do khoai lang có năng suất củ cao, nên
protein thu được trên một đơn vị trồng trọt là đáng kể, khơng thua kém các loại ngũ cốc. Ngồi
ra thành phần các acid amin trong protein của khoai lang khá cân đối, nhất là các acid amin
khơng thay thế.
Thành phần acid amin khơng thay thế của củ khoai lang (tính theo % trọng lượng khống
của protein thơ)
Bảng 3.Thành phần acid amin khơng thay thế của khoai lang
Acid amin
Hàm lượng (%)
Arginin
2,9
Histidine
1,4

Lysine
4,3
Tryptophane
1,8
Phenylalanine
4,3
Methionine
1,7
Threonine
3,8
Leucine
4,8
Isoleucine
3,6
Valine
5,6

CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 7 Lớp: Hc11Tp

1.6. Vitamin
Khoai lang cóchứa nhiều loại vitamin như C, A, B
1
, B
2
, PP, acid pentotenic. Tùy vào
giống mà hàm lượng vitamin trong khoai lang là khác nhau. Ví dụ: khoai lang nghệ còn chứa
nhiều β-caroten đến 44,6 %, trong khi cũng giống khoai lang trắng chỉ chứa 0,5% β-caroten.

Bảng 4.Thành phần vitamin trong khoai lang
Thành phần
Hàm lượng (%)
Vitamin A
7,4
Vitamin B
1
0,88
Vitamin B
2
10,88
Vitamin PP
13,4
Acid pentotenic
11,1

Các vitamin tập trung nhiều ở vòng ngồi của ruột củ.Vỏ và phần trung tâm củ chứa ít
vitamin hơn.
1.7. Khống
Thành phần khống trong khoai lang biến động tương đối lớn tuỳ thuộc vào loại đất trồng
và phân bón sử dụng.
Thành phần khống chủ yếu trong khoai lang (% so với trọng lượng tro)
Bảng 5.Thành phần khống trong khoai lang
Thành phần
Hàm lượng (%)
Cl
2,5
K
2
O

58,1
Na
2
O
8,1
CaO
5,6
MgO
4,1
Fe
2
O
3
0,54
Mn
2
O
3
Vết
P
2
O
5
16,1
SO
3
2,9
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn

Nhóm 22 8 Lớp: Hc11Tp


Tiêu chuẩn chọn khoai lang
Cấu tạo củ khoai lang gồm 3 phần:
 Vỏ bao chiếm 1% khối lượng củ
 Vỏ cùi chiếm 5-12% khối lượng củ
 Thịt củ
Lượng tinh bột trong khoai lang thường dao động từ 15-31%, kích thước hạt tinh bột từ
15-80 m.
Khơng mọc mầm, hàm lượng tinh bột khơng dưới 14%, tạp chất đất dưới 15%, dập nát
dưới 2%.
Ngun liệu từ bãi chứa được xe xúc đưa vào phễu phân phối.
2. Enzyme
Cơng nghệ thuỷ phân tinh bột bằng acid được giới thiệu từ thế kỷ 19 (Naegeli, 1874;
Lintner, 1886) và phát triển trong một thời gian dài. Tuy nhiên cơng nghệ này có một số nhược
điểm: u cầu dụng cụ thiết bị phải làm bằng các vật liệu chống ăn mòn, tốn năng lượng cho
q trình gia nhiệt, khó khăn trong việc kiểm sốt, ảnh hưởng đến màu sắc sản phẩm, sự tồn tại
của các hợp chất muối sau khi trung hồ và đặc biệt là ảnh hưởng đến mơi trường. Vì những
nhược điểm nói trên nên hiện nay acid khơng còn được khuyến khích sử dụng để thuỷ phân
tinh bột, mà thay vào đó là enzyme.
Enzyme được sử dụng để thuỷ phân tinh bột tạo sản phẩm có chỉ số DE khác nhau.Trong
qui trình sản xuất, enzyme được sử dụng ở cơng đoạn dịch hố (sau khi tinh bột được hồ hố để
thuỷ phân tinh bột thành mạch ngắn) và đường hố (thuỷ phân sản phẩm dịch hố tạo thành sản
phẩm cho chỉ số DE như mong muốn).
Enzyme được sử dụng để thuỷ phân tinh bột là enzyme amylase và hầu hết các loại
enzyme này đều đặc hiệu với liên kết 𝛼-1,4-glucoside nhưng khơng có khả năng cắt được liên
kết 𝛼 -1,6-glucoside. Đây là một điều khó khăn trong việc sử dụng enzyme để thuỷ phân hồn
tồn amylopectin thành glucose.
Enzyme 𝛼 – amylase (1,4 – 𝛼 – D – glucan glucanohydrolases) là một enzyme thuỷ phân

đặc hiệu với liên kết 1,4- 𝛼 -D-glucoside và cắt mạch tinh bột từ vị trí giữa mạch.
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 9 Lớp: Hc11Tp

Các loại enzyme thương mại được sử dụng để thuỷ phân tinh bột trong sản xuất cơng
nghiệp được sản xuất chủ yếu từ 2 chủng vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens và Bacillus
licheniformis (sản xuất enzyme có tên thương mại là Termamyl hay novozyme). Enzyme được
sản xuất từ 2 chủng này có sự khác biệt về khả năng chịu nhiệt, ở nhiệt độ 110
0
C hoạt tính của
Termamyl bị mất ít hơn B. amyloliquefaciens𝛼 -amylase. (Martin F. Chaplin, 1990).
Ở đề tài này sử dụng enzyme Termamyl 120L được sản xuất từ Bacillus
licheniformis.Enzyme hoạt động tốt ở điều kiện nồng độ Ca
2+
50 – 70ppm, chúng xúc tác thuỷ
phân tinh bột ở nhiệt độ rất cao 95 – 100
o
C, dưới đây là bảng chỉ tiêu chất lượng enzyme.
Bảng 6.Chỉ tiêu chất lượng của chế phẩm enzyme Termamyl
Tên chỉ tiêu
Thơng số kĩ thuật
Trạng thái, màu sắc
Dung dịch dạng lỏng, màu nâu
Tỷ trọng, g/ml
1,20 – 1,25
Hoạt tính, KNU/g
120

KNU (Kilo Novo alpha – amylase Unit): số lượng enzyme phá huỷ 5,26 g tinh bột/giờ
(theo phương pháp Novozyme để xác định alpha – amylase).
Dùng nhiệt để vơ hoạt enzyme sau dịch hố để đảm bảo DE cho sản phẩm.
Lựa chọn nồng độ enzyme
Bảng 7.Sự thay đổi DE theo nồng độ enzyme sử dụng
STT
Nồng độ enzyme
so với tinh bột (%)
Bx
DE
Độ nhớt
1
0,04
20
7,67
5,48
2
0,06
20
9,20
4,98
3
0,07
20
10,46
3,76
4
0,08
20
11,86

3,12
5
0,1
20
12,30
2,58
6
0,12
20
14,91
2,47
7
0,14
20
17,21
2,26
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 10 Lớp: Hc11Tp

8
0,16
20
18,56
2,15

Nồng độ enzyme tăng thì tốt độ phản ứng tăng lên. Nồng độ enzyme Termamyl 120L từ
0,08 – 1,0% thì DE thay đổi từ 11,86 – 12,30. Trong khoảng này nồng độ enzyme 0,08% tuy độ
nhớt có cao hơn so với độ nhớt ỏ nồng độ 0,1% nhưng tại 0,08% cho hiệu quả kinh tế cao hơn.

Vì thế ta chọn nồng độ enzyme Termamyl 120L 0,08%.
3. Các ngun liệu phụ
3.1. Nước
Nước sử dụng trong sản xuất phải đáp ứng được các u cầu về chất lượng theo QCVN
01:2009/BYT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống, cụ thể: khơng có mùi, vị
lạ, pH Trong khoảng 6,5-8,5, số lượng Coliform tổng số/100ml nước là 0, số lượng E.coli hoặc
Coliform chịu nhiệt/100ml là 0, dưới đây là bảng một số chỉ tiêu của nước ăn uống.
Bảng 8.Chỉ tiêu chất lượng nước
Màu sắc
(*)
TCU
15
Mùi vị
(*)

-
Khơng có mùi, vị lạ
Độ đục
(*)

NTU
2
Độ cứng, tính theo CaCO
3
(*)

mg/l
300
Tổng chất rắn hồ tan (TDS)
(*)

mg/l
1000
Hàm lượng Nhơm
(*)

mg/l
0,2
Hàm lượng Amoni
(*)

mg/l
3
Hàm lượng Antimon
mg/l
0,005
Hàm lượng Asen tổng số
mg/l
0,01
Hàm lượng Bari
mg/l
0,7
Hàm lượng Bo tính chung cho cả Borat và
Axit boric
mg/l
0,3
Hàm lượng Cadimi
mg/l
0,003
Hàm lượng Clorua

(*)

mg/l
250
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 11 Lớp: Hc11Tp

300
(**)

Hàm lượng Crom tổng số
mg/l
0,05
Hàm lượng Đồng tổng số
(*)

mg/l
1
Hàm lượng Xianua
mg/l
0,07
Hàm lượng Florua
mg/l
1,5
Hàm lượng Hydro sunfur
(*)

mg/l

0,05
Hàm lượng Sắt tổng số (Fe
2+
+ Fe
3+
)
(*)

mg/l
0,3
Hàm lượng Chì
mg/l
0,01
Hàm lượng Mangan tổng số
mg/l
0,3
Hàm lượng Thuỷ ngân tổng số
mg/l
0,001
Hàm lượng Niken
mg/l
0,02
Hàm lượng Nitrat
mg/l
50
Hàm lượng Nitrit
mg/l
3
Hàm lượng Selen
mg/l

0,01
Hàm lượng Natri
mg/l
200
Hàm lượng Sunphát
(*)

mg/l
250
Hàm lượng Kẽm
(*)

mg/l
3
(*): là chỉ tiêu cảm quan
3.2. CaCl
2
, NaOH, HCl, than hoạt tính
Chỉ tiêu chất lượng NaOH (TCVN: 3793-83)
Bảng 9.Chỉ tiêu chất lượng NaOH
Tênchỉ tiêu
Thơng số kĩ thuật
Dạng bên ngồi và màu sắc
Dung dịch trong suốt hoặc có màu tím
xanh nhạt
Hàm lượng natri hidroxit (NaOH), %

40
Hàm lượng natri cacbonatt (Na
2

CO
3
), %

0,6
Hàm lượng natri clorua (NaCl), %

0,05
Hàm lượng sắt chuyển ra sắt III oxit (Fe
2
O
3
), %

0,015
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 12 Lớp: Hc11Tp

Hàm lượng natri clorat (NaClO
3
), %

0,01
Hàm lượng sunfat (SO
4
2+
), %


0,03
Hàm lượng canxi (Ca); magiê (Mg), %

0,006
Hàm lượng kim loại nặng thuộc nhóm hydro
sunfua (H
2
S) chuyển ra chì, %

0,003
Hàm lượng axit silixic (H
2
SiO
3
), %

0,01
Hàm lượng nhơm chuyển ra nhơm oxit (Al
2
O
3
), %

0,01
Hàm lượng thuỷ ngân (Hg), %
0,00125

Bảng 10.Chỉ tiêu chất lượng CaCl
2

Tên chỉ tiêu
Thơng số kĩ thuật
Hàm lượng CaCl
2
, %

95%
Hình dạng, màu sắc
Chất bột tinh thể màu trắng
Tỷ trọng ở 25
0
C, g/ml
2,15
Tính tan
Tan hồn tồn trong nước
pH của dung dịch nồng độ 100g/lít

10

Bảng 11.Chỉ tiêu chất lượng HCl
Tên chỉ tiêu
Thơng số kỹ thuật
Trạng thái, màu sắc
Dung dịch khơng màu hoặc vàng nhạt
HCl, %

31,5
Clo tự do, %

0,004

Fe, %

0,001
Tỷ trọng, g/ml
1,15 – 1,16

CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 13 Lớp: Hc11Tp

Bảng 12.Chỉ tiêu chất lượng than hoạt tính
Tên chỉ tiêu
Thơng số kĩ thuật
Hình dạng
Dạng hạt khơng định hình
Màu sắc
Màu đen đặc trưng của than
Tỷ trọng ở 25
0
C, g/ml
0,44 – 0,6
Tính tan trong nước và dung mơi khác
Khơng
Độ ẩm, %

10
Tro, %
3
Độ cứng, %


95
pH
9 – 11
Điểm cháy,
0
C

450
Độ mịn qua sàng 0,076 mm tính bằng, %

80

Bảng 13. Chỉ tiêu chất lượng bột trợ lọc Diatomit
Thơng số hóa lý
Diatomit ( kích thước 1 – 300 m)
Thành phần
86% SiO2, 5% Na, 3% Mg, 2% Fe
Nguồn gốc
Từ tảo biển
Chất lượng tự nhiên
Bị canxi hóa nhẹ
Tỷ trọng khơ (g/l)
320 - 480
Tỷ trọng nước (g/l)
290 - 4000
Độ xốp
84 - 90

II. QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ

1. Qui trình cơng nghệ 1
1.1 Sơ đồ





CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 14 Lớp: Hc11Tp

Nghiền
Thủy phân
Tẩy màu
Termamyl
120L
Phối trộn
CaCl
2

Chất chỉnh pH
Nước thải

Nước
Cơ đặc chân khơng
Sấy phun
Bao gói
Maltodextrin

Lọc
Than hoạt tính
Tạp chất

Tạp chất
Vơ hoạt enzyme
Làm sạch sơ bộ
Khoai lang
Rửa
Cắt khúc
Làm nguội
Nước
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 15 Lớp: Hc11Tp


1.2 Thuyết minh qui trình
1.2.1 Làm sạch sơ bộ
Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị cho q trình nghiền.
Các biến đổi:
Vật lý: khối lượng của củ giảm tùy thuộc vào mức độ tạp chất.
Hóa sinh: có thể bị sẫm màu ở các vết tổn thương cơ học.
Thiết bị và thơng số cơng nghệ
Cấu tạo của thiết bị gồm những thanh sắt song song với nhau thành trụ tròn rỗng có các
khe hở để bụi đất, tạp chất rơi ra ngồi. Khi động cơ quay thiết bị quay theo do đó nhờ
lực ma sát giữa củ với củ, giữa củ với thân máy đất đá rơi ra ngồi, còn khoai tiếp tục đi
qua thiết bị rủa. Có độ nghiêng nhất định từ 15 – 20
o

.

Hình 5. Thiết bị loại bỏ tạp chất
1.2.2 Rửa
Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị cho q trình nghiền.
Các biến đổi
Vật lí: sau khi rửa sẽ tách được 95-97% tạp chất ra khỏi củ, khối lượng chung giảm còn
93-94,5% so với ban đầu.
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 16 Lớp: Hc11Tp

Hố học: diễn ra khơng đáng kể.
Hố sinh: sự hoạt động của enzyme oxi hố làm đen các vết trầy xước trên bề mặt vật
liệu.
Thiết bị và thơng số cơng nghê:

Hình 6.Thiết bị rửa
 Sử dụng nước phun từ trên xuống với áp lực cao lên bề mặt củ.
 Dùng cánh khuấy dạng trục vis với tác dụng vừa đảo trộn mạnh vừa đẩy củ về phía trước.
Đồng thời tạo ma sát giữa củ với củ, và củ với thiết bị để tăng khả năng làm sạch.
 Dùng một bơm, bơm nước theo chiều ngược chiều với trục vis nhằm đẳm bảo nước bẩn
sẽ khơng nhiễm lại vào củ đã sạch.
 Chiều dài của thùng rửa được tính tốn sao cho khi củ được đẩy ra đến cửa thốt liệu
chúng đã được rửa sạch lớp vỏ đất cát .Tạp chất nặng sẽ được lắng xuống và tháo qua lỗ
ở đáy thùng.
1.2.3 Cắt khúc
Mục đích
Chuẩn bị: Cắt nhỏ ngun liệu để q trình nghiền tiếp theo đạt hiệu suất cao hơn.

Các biến đổi của ngun liệu
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 17 Lớp: Hc11Tp

Biến đổi vật lý: Giảm kích thước, ban đầu từ củ khoai ban đầu (15-20 cm) xuống còn nhỏ
hơn 3 cm.
Biến đổi hố sinh: Sự hoạt động của các enzyme oxi hố làm biến đổi màu khoai ở những
chỗ bị cắt, nhưng khơng đáng kể.
Thiết bị và thống số cơng nghệ
Thiết bị dạng hình hộp chữ nhật thơng đáy. Cho ngun liệu đi vào ở đầu trên, dưới tác
dụng của hệ thống các dao cắt được gắn trên một trục, trục quay nhờ động cơ ngồi thiết bị, sẽ
cắt nhỏ ngun liệu và rơi xuống băng tải.

Hình 7.Thiết bị cắt
1.2.4 Nghiền
Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị cho q trình thủy phân.
Các biến đổi của ngun liệu :
Vật lí: kích thước của ngun liệu sẽ giảm đi, diện tích bề mặt riêng sẽ tăng lên làm tăng
tốc độ phản ứng oxi hố do tiếp xúc với oxi nhiều hơn.
Trong q trình nghiền, dưới tác dụng của các lực, nhiệt độ của vật liệu sẽ tăng lên làm
xuất hiện một số biến đổi về cấu trúc.
Hố sinh: mật độ vi sinh vật trên vật liệu sẽ tăng lên và các phản ứng được xúc tác bởi
enzyme sẽ dễ dàng hơn, enzyme oxi hố khử như polyphenol oxidase sẽ làm sẫm màu sản
phẩm.

CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 18 Lớp: Hc11Tp

Thiết bị:

Hình 8.Thiết bị nghiền răng
1. Vỏ máy 2. Trục quay 3.Tang quay
4. Răng 5. Đáy đột lỗ 6.Cân điều chỉnh
Ngun tắc hoạt động:
Ngun liệu được nạp vào cửa ở phía trên do sự chuyển động của tang quay 3, ngun
liệu được kéo vào khe hở giữa vỏ máy và tang quay, nhờ ma sát của các dao 4 gắn trên tang
quay và sự ma sát của ngun liệu với vỏ máy mà tế bào tinh bột của củ khoai bị phá vỡ, phía
dưới có đáy đục lỗ 5, đáy này cho các sản phẩm nghiền mịn lọt qua, còn phần chưa mịn lại tiếp
tục nghiền cho đến khi được nghiền mịn, cần điểu chỉnh 6 dùng để điều chỉnh khoảng cách
giữa tang quay và vỏ máy ( điều chỉnh khi nghiền). Răng có chiều cao tính từ bề mặt tang quay
là 1 – 2 mm. Trong q trình nghiền cần thêm nước để nước đưa bột nghiền ra ngồi thơng qua
lỗ lưới.
Thơng số kỹ thuật:
 Cơng suất động cơ: 5,5 kWh
 Tăng quay có đường kính 50cm. Trên đó có rãnh theo chiều dọc để gắn lưỡi dao hay
lưỡi cưa. Tùy theo u cầu mà có từ 10 – 12 răng cưa, khoảng cách giữa các lưỡi dao
là 5mm.
 Vận tốc quay: 1000 v/p
 Năng suất làm việc: 10 tấn củ/ ngày.
CNCB Maltodextrin từ khoai lang GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn


Nhóm 22 19 Lớp: Hc11Tp

 Kích thước sau nghiền: 5 – 35 m.
1.2.5 Phối trộn
Mục đích cơng nghệ
Chuẩn bị nhằm tăng độ phân tán của dịch huyền phù, chuẩn bị cho q trình thủy phân
tiếp theo.
Các biến đổi:
 Vật lí
 Sự phân tán của tinh bột trong nước tăng dẫn đến độ đồng nhất của ngun liệu
tăng.
 Hệ số dẫn nhiệt tăng.
 Thể tích hạt tinh bột tăng do sự hấp thụ nước làm hạt tinh bột trương lên.
 Hố lí:
 Hạt tinh bột hấp thu một lượng nhỏ nước (25-50 % nước) nhưng chưa trương nở.
 Trạng thái của ngun liệu sau khuấy trộn ở dạng huyền phù.
 Tăng khả năng tiếp xúc giữa hạt tinh bột và nước.
 Cảm quan
 Độ đồng nhất của ngun liệu.
Các yếu tố ảnh hưởng:
 Thành phần hố học của ngun liệu.
 Tỉ lệ phối trộn của ngun liệu ảnh hưởng đến thời gian khuấy trộn.
 Tốc độ phối trộn của thiết bị.
Thiết bị và thơng số cơng nghệ
 Thiết bị có dạng hình trụ đứng, có cánh khuấy được kết nối với 1 motor, xung
quanh bên trong thiết bị có các tấm chặn, để tăng hiệu suất khuấy trộn. Có van xả
đáy nối với hệ thống bơm ly tâm để bơm dịch vào thiết bị hồ hố, cánh khuấy
được mở với tốc độ 400 vòng/phút. Nên khởi động cánh khuấy trước khi bơm
dịch tinh bột vào.
 Phối trộn ở nhiệt độ thường
 Phối trộn ngun liệu với nước đạt hàm lượng chất khơ khoảng 20 - 25%.