Các phụ phẩm từ khoai lang

Các phụ phẩm từ khoai lang
Ủ chua rau – củ khoai lang làm thức ăn chăn nuôi
1. Nguyên tắc
Ủ chua ở đây là lên men vi sinh vật trong môi trường yếm
khí, điều kiện tiên quyết cho quá trình này là làm giảm
tối đa lượng không khí trong khối thức ăn ủ
Ngoài muối ra, việc sử dụng một số phụ gia khác như
các loại tinh bột (cám gạo, bột ngô, bột củ sắn) để ủ chua
là cần thiết nhằm cung cấp các cơ chất ban đầu (tiền
chất) cho quần thể vi sinh vật, làm cho chúng sinh
trưởng, phát triển và bắt đầu quá trình lên men nhanh,
làm giảm nhanh độ pH và làm ngừng quá trình hô hấp
sớm nhất


2. Qui trình ủ chua dây lá khoai lang
2.1. Băm nhỏ:
Dùng máy băm nghiền đa năng 3A băm nhỏ dây lá đến độ dài 0,2-0, 5 cm.
Trong quá trình băm loại bỏ dây lá già, vàng, thối ủng hoặc khô
2.2. Phơi héo
để làm giảm hàm lượng nước của những loại dây lá, rau có chứa nhiều Phải tiến
hành phơi ngay sau khi băm để tránh thất thoát chất dinh dưỡng do quá trình hô
hấp.
Trong quá trình phơi héo thỉnh thoảng phải đảo để nguyên liệu được héo nhanh và
héo đều, thời gian phơi có thể kéo dài từ 1 - 4 giờ để giảm 40 - 45% nước
2.3. Cân nguyên liệu:
Cân dây lá đã phơi héo rồi tính toán và cân khối lượng cần thiết của các phụ gia
(tinh bột và muối) theo công thức 1 (CT1). Sau khi cân, để riêng các loại nguyên
liệu.
CT1: Cứ 100 kg dây lá héo + 10 kg cám gạo + 0, 5 kg muối
Đầu tiên trộn tinh bột (cám gạo, bột ngô hoặc bột sắn) với muối để cho các hạt muối

được tơi ra và phân phối đều trong khối thức ăn ủ, tạo môi trường có độ mặn đều
cho quần thể vi sinh vật. Sau đó trộn đều nguyên liệu đã băm (và phơi héo) với hỗn
hợp phụ gia tinh bột và muối này. Thực hiện bằng tay, nếu trộn và ủ nhiều thì có thể
dùng xẻng.


2.4. Đóng bao, lèn chặt:
Hỗn hợp nguyên liệu ủ được cho vào bao có hai lớp: bao ny lông ở
trong và bao dứa ở ngoài
Nên dùng bao có kích thước đủ chứa được 25 - 30 kg thức ăn ủ.
Bốc bằng tay hoặc dùng xẻng xúc hỗn hợp thức ăn ủ cho vào bao.
 Sau đó dùng bàn tay hoặc bàn chân lèn chặt để giải phóng tối đa
lượng không khí trong khối thức ăn ủ ra ngoài, để phần miệng bao
đủ dài để có thể buộc được và tránh làm rách, thủng bao. Dùng dây
chắc buộc riêng bao ny lông ở trong trước, bao dứa ở ngoài sau. Viết
lên hao những dữ kiện về ngày, tháng ủ và nguyên liệu ủ để biết loại
thức ăn ủ trong bao và thời gian có thể sử dụng.
Có một số thứ khác có thể sử dụng để thay thế bao dứa như thùng
phuy, chum, vại hoặc những ô bể xây. Tuy nhiên, trong mọi trường
hợp vẫn phải dùng bao ny lông để đựng ở trong để đảm bảo điều kiện
yếm khí trong suốt thời gian bảo quản và sử dụng.


2.5. Cất giữ và bảo quản bao thức ăn ủ:
Cất giữ các bao thức ăn ủ chua ở nơi khô ráo, mát, tránh hao hụt chất dinh
dưỡng và chuột, bọ cắn rách, thủng bao. Nếu bao bị thủng, thức ăn ủ sẽ bị
thối hoặc mốc trắng
Nếu thấy hiện tượng bao bị căng đầy không khí thì phải mở ra, lèn chặt lại
để không khí thoát ra, sau đó buộc lại bao. Khí này là khí cacbonic (CO2)
sản sinh ra do quá trình hô hấp thực vật của dây lá trong bao thức ăn ủ.

Ủ chua củ khoai lang
1.Băm nhỏ:
Dùng máy băm nghiền đa năng 3A băm nhỏ nguyên liệu. Kích thước của
những mảnh củ sau khi băm to bằng hạt gạo, hạt tấm hoặc hạt ngô là vừa.
Trong khi băm, khoét bỏ những phần củ bị thối, hà hoặc loại bỏ cả củ nếu
bị nhiễm nặng. Sau khi băm xong nên tiến hành ủ ngay, càng sớm càng tốt
2. Cân nguyên liệu:
Tùy công thức ủ mà lượng nguyên liệu cần thiết khác nhau
3. Các công thức dùng để ủ chua củ khoai lang
3.1. Công thức ủ chua củ khoai lang tươi  với dây lá khoai lang tươi
Củ và dây lá khoai lang tươi đã băm nhỏ có thể ủ với nhau cùng với muối.
Ủ chua theo cách này cũng thuận tiện đối với nông dân vì không phải phơi
héo dây lá khoai lang và cũng không bị phụ thuộc vào thời tiết.
1. CT2: Cứ 85 kg củ KL + 15 kg dây lá KL tươi + 0, 5 kg muối
2.CT3: Cứ 70 kg củ KL + 30 kg dây lá KL tươi + 0, 5 kg muối
3.CT4: Cứ 55 kg củ KL + 45 kg dây lá KL tươi + 0, 5 kg muối


3.2. Công thức ủ chua củ khoai lang tươi với ngọn lá lạc
tươi
Củ khoai lang tươi của vụ xuân -hè có thể ủ được với ngọn
lá lạc tươi sẵn có trong cùng vụ. Phụ thuộc vào lượng củ KL
hoặc củ sắn và lượng ngọn lá lạc, chọn một từ công thức 5
đến công thức 7 dưới đây để ủ:
•CT5: Cứ 85 kg củ KL + 15 kg ngọn lá lạc tươi + 0, 5 kg
muối
•CT6: Cứ 70 kg củ KL + 30 kg ngọn lá lạc tươi + 0, 5 kg
muối

•CT7: Cứ 55 kg củ KL + 45 kg ngọn lá lạc tươi + 0, 5 kg
muối
3.3 Công thức ủ chua củ khoai lang hoặc củ sắn với cám gạo
CT8: Cứ 100 kg củ KL + 10 kg cám gạo + 0, 5 kg muối


4.Trộn, đóng bao và lèn chặt:
Các bước này tương tự như trong qui trình ủ chua
dây lá khoai lang, nhưng trong quá trình trộn nếu
có củ khoai nghiền bị vón cục thì phải bóp tơi ra
để được tiếp xúc đều với muối và phụ gia.
Ngoài ra, cần ủ trong bao có 3 lớp (hai lớp bao ny
lông ở trong và 1 bao dứa ở ngoài) để giữ được
điều kiện yếm khí và tránh rò rỉ nước.
5. Cất giữ và bảo quản bao thức ăn ủ:
tương tự như cất giữ và bảo quản bao dây lá khoai
lang ủ chua.


Sản xuất axit acetic từ bã khoai lang
Quy trình công nghệ


Bã khoai lang
Bổ sung vôi

ÉP
Nấu

Men

Lên men rượu
Chưng cất
Rượu

Men

Lên men acetic
Chưng cất trích ly
Sản phẩm

Hiệu chỉnh độ cồn


Thuyết minh quy trình
a. Nguyên liệu:
- Bã lớn và bã nhỏ chiếm khoảng 3-7% chất khô tuyệt đối của khoai lang tùy
thuộc vào loại tinh bột, vào loại khoai lang và mức độ nghiền. Lượng tinh bột
nằm trong bã dao động trong khoảng 40-60% tùy thuộc vào chất lượng của
máy mài. Trong bã có chứa các chất tan phi nito (trừ tinh bột) là dextrin,
đường, pectin v.v… chiếm một lượng khoảng 0.2-0.25% trọng lượng chất
khô. Cenllulose có trong bã 15.1-16% tùy thuộc vào bề dày của khoai lang.
-Bã khoai lang ra khỏi dây chuyền sản xuất có độ ẩm 94-95%.
b. Ép:
Mục đích:
Bã khoai lang để đảm bảo thời gian bảo quản tốt khỏi bị hư hỏng cần được
ép làm tăng hàm lượng chất khô trong bã, giảm hàm ẩm có trong bã sau quá
trình tách bã từ quy trình công nghệ chế biến.
Các biến đổi:
- Biến đổi vật lý:

+ Khối lượng nguyên liệu giảm
+ Lượng ẩm trong nguyên liệu giảm
- Biến đổi hóa lý:
+ Nống độ chất khô tăng do pha lỏng-nước bị tách ra đáng kể


Thiết bị:
Thiết bị ép trục vít

- Cấu tạo:
1: Trục vít
2: Xylanh có đục lỗ
3: Phễu
4, 6: Máng
5: Cửa tháo bã


Nguyên liệu ép khi di chuyển theo trục ép chịu áp suất tăng dần. Sự ép xảy
ra do khe hở giữa xi lanh và bước vít giảm dần.
Trục vít (1) đặt trong xi lanh có đục lỗ (2) cố định. Trục quay 250
vòng/phút.
Nguyên liệu vào phễu (3). Nước ép chảy qua lỗ trên xi lanh vào máng (4) ra
ngoài. Bã ép qua cửa (5) ra theo máng (6).


c. Nấu
Mục đích:
- Bã sau khi ép được nấu nhằm mục đích tiêu diệt một số vi sinh vật gây
nhiễm cho quá trình lên men thuận lợi, kiểm soát quá trình.
- Hồ hóa và dịch hóa tinh bột chuẩn bị thuận lợi cho quá trình sau đó là

quá trình đường hóa


Thiết bị:
Thiết bị nấu bán liên tục


- Nguyên tắc hoạt động:
Nấu được tiến hành trong ba nồi khác nhau và chia thành nấu sơ bộ,
nấu chín và nấu chín thêm.
Nấu sơ bộ được thực hiện ở nồi nấu hình trụ, có dung tích tương
đương với nồi nấu chín. Đầu tiên cho lượng nước 40-50oC vào. Cho
cánh khuấy làm việc rồi đổ bã đã ép vào, sau đó dùng hơi thứ từ nồi
nấu chín thêm để đun dịch tới 70-85oC và duy trì khoảng 50-60 phút.
Sau đó mở van và tháo dịch cháo xuống nồi nấu chín.
Nấu chín cũng tiến hành tương tự như khi nấu gián đoạn, chỉ khác
là áp suất nấu và thời gian có ít hơn. Áp suất nấu 2.8-3.2 kg/cm2,
nhiệt độ 130-135oC, thời gian khoảng 60 phút.
Nấu chín xong ta mở van từ từ và đưa cháo sang nồi nấu chín thêm.
Nồi nấu chín thêm có dung tích gấp 3 lần so với nồi nấu chín nhưng
chỉ đổ đầy khoảng 2/3 nồi; 1/3 còn lại là không gian chứa hơi. Áp
suất nấu 0,5-0.7 at, nhiệt độ 105-106oC. Thời gian nấu khoảng 50-60
phút.


d. Lên men rượu
Mục đích:
- Nuôi cấy nấm men để lên men đường thành rượu
- Chuyển hóa tinh bột thành đường, sau đó chuyển hóa đường trong
nguyên liệu thành rượu etylic, là nguyên liệu để lên men sản xuất acid

acetic.


Thiết bị:
Thiết bị lên men liên tục
Cấu tạo:
1, 2: Thùng lên
men cấp 1, 2
3: Thùng lên
men chính
4: Thùng lên
men phụ
5, 6: Bơm và
van điều tiết


- Nguyên tắc hoạt động:
+ Giai đoạn 1: Chuẩn bị men tại 2 thùng lên men cấp I trong 3-4 giờ. Khi
giống đạt yêu cầu tháo giống ở thùng cấp II. Lúc này vệ sinh thùng (thanh
trùng ở 75oC, tẩy acid (1.8-2.4 g/l H2SO4 trong nước), làm lạnh. Tiếp tục lên
men bằng cách lấy 25-30% lượng men giống ở thùng cấp I còn lại vào và để
cho lên men tới độ biểu kiến 5-6%. Lượng men giống còn lại ở thùng cấp I
tháo hết xuống thùng cấp II. Sau khi vệ sinh và thanh trùng lại tiếp tục chu
kỳ gây men giống cấp I khác.
+ Giai đoạn 2: Ở thùng gây giống cấp II ta tiếp tục cho dịch đường tới đầy
và acid hóa tới độ chua 1-1.25 g/l H2SO4 rồi để cho lên men tiếp tới khi độ
lên men biểu kiến còn 5-6%. Sau đó tháo xuống thùng lên men chính
+ Giai đoạn 3: Cho toàn bộ dịch ở thùng cấp II vào một trong hai thùng
lên men chính (3) rồi liên tục cho dịch đường vào. Dịch lên men sẽ tiếp tục
chảy từ (3) sang các thùng (4) tiếp theo cho tới thùng cuối cùng thì lên men

kết thúc, ta thu được giấm chín. Các thùng lên men chính (3) được sử dụng
luân phiên nhau để có thể làm vệ sinh (24-30h/lần), các thùng (4) cũng
luân phiên, thay nhau vệ sinh thanh trùng sau 65-75h. Số tế bào ở thùng
lên men chính được khống chế nằm trong khoảng 100-120 triệu/ml.


e. Chưng cất
Mục đích:
Chưng cất để thu nhận sản phẩm chính của quá trình lên men là ethanol.
Thiết bị
Hệ thống chưng luyện bán liên tục


- Cấu tạo:
1-Thùng chưng cất
thô; 
2-Thùng ngưng tụ
cồn thô 
3-Thùng tạp chứa
cồn thô 
4-Tháp tinh chế 
5-Bình ngưng tụ 
6-Bình ngưng tụ 
7-Bình làm lạnh 
8-Bình làm lạnh


- Nguyên tắc hoạt động:
Lên men xong giấm chín được bơm vào thùng chứa 1, ở đây
thùng chưng cất được đun trực tiếp bằng hơi nước có áp suất

0, 8-1kg/cm2. Hơi rượu bay lên được ngưng tụ ở 2 rồi vào
thùng chứa 3, tiếp đó liên tục đi vào tháp tinh chế 4. ở 4 cũng
được đun bằng hơi nước trực tiếp. Cồn thô đi vào tháp tinh
chế ở đĩa tiếp liệu rồi chảy xuống đáy nồng độ cồn giảm dần
đến đáy tháp còn khoảng 0, 015-0, 03% rồi đi ra ngoài. Nhiệt
độ đáy tháp phải ở 103-105oC. Hơi rượu bay lên được tăng
dần nồng độ phần lớn được ngưng tụ ở 5 rồi hồi lưu trở lại
tháp. Một phần nhỏ chưa ngưng tụ còn chứa nhiều tạp chất
đầu được tiếp tục được đưa sang ngưng tụ tiếp ở 6 và lấy ra ở
cồn đầu. 
Cồn sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng cách đĩa hồi lưu (từ trên
xuống) khoảng 3 đến 6 đĩa, được làm lạnh ở 7, rồi vào thùng
chứa và vào kho. Cồn lấy ra ở đây tuy có nồng độ thấp hơn (0,
3-0, 5% V) so với hơi ở đỉnh nhưng chứa ít este và aldehyt.


f. Hiệu chỉnh độ cồn:
Lượng ethanol thu được sau quá trình chưng cất
sẽ cần điều chỉnh nồng độ cồn để đảm bảo nồng
độ yêu cầu, tạo hiệu quả cao trong quá trình lên
men acetic kế tiếp
g. Lên men acetic:
Mục đích:
Chuyển hóa ethanol thành acid acetic nhờ vi
khuẩn Acetobacter acetic. Nồng độ rượu thích hợp
cho lên men acetic là 10-13%, trường hợp cao hơn
sẽ ức chế giống vi khuẩn acetic phát triển và một
phần rượu không bị oxi hóa thành giấm, còn
trường hợp rượu quá thấp sẽ xảy ra hiện tượng
oxy hóa triệt để biến giấm thành CO2 và nước

Thiết bị và phương pháp
Lên men nhanh hay lên men bằng thiết bị generator
Thùng lên men là dạng hình trụ, đáy côn, được chia làm 3
phần:
+ Phần trên cùng là thiết bị phân phối giống như vòi hoa sen
dùng để phun vật liệu lên men cho generator.
+ Phần giữa chứa toàn vật liệu đệm thường là loại vỏ bào
của gỗ sồi, than cốc, than củi hay bằng đá, từ sợi mây, lõi
ngô hay vật liệu ceramic hoặc những vật liệu có bề mặt riêng
lớn. Vật liệu đệm trước khi sản xuất vật liệu đệm trong
thùng lên men được rửa với nước trước sau đó chúng được
rửa lại với acid acetic loãng. Ngoài ra, vật liệu đệm không
được tạo ra những mùi khó chịu ảnh hưởng tới chất lượng
sản phẩm tạo thành.
+ Phần cuối cùng làm nhiệm vụ như bình hứng acid acetic
sau lên men, khoang này chứa những lỗ thông khí.


Phương pháp thực hiện:
+ Phun canh trường lên men:
Lượng vi sinh vật đem cấy khoảng 2% thể tích môi trường lên men.
Canh trường này được phun vào trong thiết bị lên men trước khi cho
thiết bị đi vào hoạt động. Lượng vi sinh vật này sẽ bám trên bề mặt
vật liệu đệm
+ Phun môi trường lên men:
Môi trường lên men được phun từ trên đỉnh của thùng lên men
xuống và chảy từ từ xuống dưới đáy, môi trường được phân tán
thành từng giọt trên bề mặt vật liệu đệm.

+ Cung cấp O2:
, không khí sẽ đuợc phân phối vào generator thông qua những lỗ
trên thân thiết bị và hệ thống sục khí từ dưới đáy lên, không khí đi từ
dưới lên thông qua những vật liệu đệm, được thoát ra ở đỉnh và
được hỗ trợ một phần nhờ vào lượng nhiệt sinh ra trong quá trình
lên men.


h. Chưng cất
Mục đích:
Khai thác thu nhận acid acetic với nồng độ cao và tinh khiết hơn
Phương pháp và thiết bị:
sử dụng phương pháp chưng cất bằng muối. Sử dụng muối có khả năng
phân ly mạnh làm thay đổi trạng thái cân bằng lỏng – hơi. Trong chưng cất
có sự tham gia của muối CaCl2 hoặc CH3COONa hiệu suất thu nhận acid
acetic thường rất cao.