CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐƯỜNG MÍA

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐƯỜNG MÍA
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Cùng với việc phát triển nhanh chóng của các ngành nước giải
khát, bánh kẹo, đồ ngọt,... đã đặt ra nhu cầu về cung cấp
nguồn nguyên liệu chất tạo ngọt. Đường mía luôn đóng vai trò
quan trọng cho việc tạo vị ngọt của thực phẩm. Khởi động từ
năm 1995, chương trình đường mía được xem là bước khởi đầu
của tiến trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa nông nghiệp nông
thôn ở nước ta. Chỉ sau 5 năm triển khai, từ việc là nước phải
nhập khẩu đường, nước ta có thể tự cung cấp cho nhu cầu
trong nước. Xây dựng 44 nhà máy đường mía và hai nhà máy đường tinh luyện. Trong
những năm sau đó ngành đường mía nước ta phát triển ổn định,
tạo nguồn thu nhập cho người nông dân trồng mía. Thế nhưng
trong những năm gần đây, với việc phải chịu áp lực cạnh tranh
lớn từ bên ngoài cũng như có sự thay thế các chất làm ngọt
khác, ngành đường mía nước ta gặp rất nhiều khó khăn. Đứng
trước tình hình đó, hội nghị tổng kết “22 năm ngành đường mía
Việt Nam” vào ngày 28-29/9/2017 đã đề ra những giải pháp để
khắc phục những khó khăn và đề ra kế hoạch phát triển cho
đến năm 2030. Với định hướng “giảm diện tích, tăng năng suất”
Hội nghị từng bước triển khai các đề án nhằm giúp hạn chế hao
hụt trong quá trình sản xuất, tái chế các nguồn phế thải, năng
cao chất lượng đường mía để nâng cao lợi thế cạnh tranh với
ngành đường mía của các nước trong khu vực.
I.

Nguyên liệu chính:
1. Phân loại:
- Cây mía thuộc họ hoà thảo, giống sacarum, được chia
làm 3 nhóm chính
∗ Nhóm Sacarum officinarum: là giống thường gặp và

bao gồm phần lớn các chủng đang trồng phổ biến trên
thế giới.
∗ Nhóm Sacarum violaceum: Lá màu tím, cây ngắn cứng
và không trổ cờ.
∗ Nhóm Sacarum simense: Cây nhỏ cứng, thân màu
vàng nâu nhạt, trồng từ lâu ở Trung Quốc.


- Một số giống mía đang trồng nước ta: F156, MY55-44, Ja605, F154, F157, H39-3633, NCO310, Comus, CO715,
CO419, F134, VN-84-4137, ROC16, ROC1, ROC10,…
2.

Cấu tạo:
∗ Rễ: có tác dụng giữ cho mía đứng, hút nước, chất
dinh dưỡng từ đất để nuôi cây mía. Rễ mía thuộc loại
rễ chùm.
∗ Thân mía: hình trụ thẳng đứng hay cong. Thân màu
vàng nhạt hoặc màu tím đậm. Trên vỏ mía có một lớp
phấn trắng bao bọc. Thân mía chia thành nhiều dòng,
giữa hai dòng là đốt mía. Mía phát triển theo chiều
cao từ 2,43 – 3,65m trong một năm.
∗ Lá mía: lá có nhiệm vụ quang hợp nước, CO2 và các
chất dinh dưỡng để biến thành gluxit,…Lá mọc từ
chân đốt mía. Lá có chiều dài từ 0,91m đến 1,52m,
rộng 0,3m.

3. Thành phần hóa học :
∗
∗
∗

∗
∗

Nước: 70 - 75%
Đường: 9 – 15%
Xơ: 10 - 16%
Đường khử: 0,01 – 2%
Chất không đường khác: 1 – 3%

II. Nguyên liệu phụ:
∗

Canxi hydroxit ( Ca(OH2) ):
• Canxi hydroxit là một hợp chất hóa học, có dạng tinh thể
không màu hay bột màu trắng, và thu được khi cho
Canxi oxit (tức vôi sống) tác dụng với nước (gọi là vôi
tôi).
• Ứng dụng:
- Trong sản xuất đường mía, vôi tôi được dùng để làm
sạch, làm trong nước mía.
- Trong công nghiệp thực phẩm để xử lý nước (để sản
xuất các loại đồ uống như rượu và đồ uống không cồn)
- Để làm sạch nước biển khởi các cacbonat của canxi và
magiê trong sản xuất muối dành cho thực phẩm và
dược phẩm.
- Trong ẩm thực của thổ dân châu Mỹ và châu Mỹ Latinh,
hyđroxyt canxi được gọi là "cal". Ngô được nấu lẫn với


một chút cal có tác dụng làm gia tăng giá trị dinh

dưỡng cũng như làm cho món ngô trở nên thơm ngon
và dễ tiêu hóa hơn.
CHƯƠNG 2. SẢN PHẨM ĐƯỜNG MÍA
I. Saccharose:
1. Khái niệm:
- Saccharose (C12H22O11) là một disacarit (glucose +
fructose). Nó có vai trò quan trọng trong khẩu phần dinh
dưỡng của con người. Nó được sản xuất từ thực vật chứ
không phải từ các sinh vật khác. Đường mía được sản xuất
từ cây mía.
- Saccharose tinh khiết thông thường nhất hay được sản
xuất dưới dạng bột kết tinh mịn màu trắng, không mùi với
vị ngọt dễ chịu; dưới tên gọi phổ biến là đường hay đường
ăn.
2. Tính chất vật lý
−
−
−

Saccharose là đường không khử.
Độ nhớt dung dịch tăng theo nồng độ, giảm theo chiều
tăng nhiệt độ.
Saccharose ít tan trong rượu, tan tốt trong nước. Nước
càng nóng, độ tan của Saccharose càng tăng.

3. Tính chất hóa học
−
−
−

Không tham gia phản ứng tráng bạc hay phản ứng khử Cu(OH) 2
vì không có nhóm chức (-CH=O).
Trong phân tử có chứa nhiều nhóm hydroxyl nên có tính chất
của rượu đa chức như glucose.
Tham gia phản ứng thủy phân.
C12H22O11 + H2O H+, t0
Saccharose

−

−

C6H12O6 + C6H12O6
α - glucozo

β-fructozo

Tham gia phản ứng Caramel: Phản ứng dehydrate hóa tại nhiệt
độ nóng chảy của đường hay đun nóng
dung dịch đường có xúc tác của acid
hay kiềm.
Phản ứng với Cu(OH)2 ở nhiệt độ
thường tạo dung dịch xanh thẫm.
II. Ứng dụng:


- Saccharose thường gặp trong chế biến thực phẩm do nó
vừa là chất tạo ngọt vừa là chất dinh dưỡng, là thành phần
quan trọng trong nhiều loại thực phẩm như bánh bích quy,
kẹo ngọt, kem và nước trái cây, hỗ trợ trong bảo quản thực

phẩm...
Cây mía

Xử lí sơ bộ

Ép
Bã mía
Ca(OH)2

Kiềm hóa

CHƯƠNG 3. QUY TRÌNH SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA
1. SƠ ĐỒ:

Gia nhiệt

Lắng
Bùn
Cô đặc
Hơi nước
Kết tinh

Ly tâm
Rỉ mật
Sấy

Hơi nước
Thành phẩm

2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH:
1. Nguyên liệu:
- Mía cây có chứa khoảng 12% đường Saccharose, tuỳ
vào điều kiện khí hậu và thời gian thu hoạch mà thành
phần đường có thể thay đổi 10-15%. Mía nhanh chóng
được đưa vào nhà máy. Để tránh tổn thất đường, tốt
nhất là nên ép mía ngay.
2.

Xử lý sơ bộ:

- Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ép. Loại bỏ rễ, lá cây
và những phần không sử dụng. Để lấy nước mía, cần
phá vỡ các tế bào của cây mía bằng cách dùng lực cơ
học xé tơi và ép dập thân cây thành những sợi nhỏ.
- Biến đổi:
+ Vật lý: khối lượng giảm, hình dạng nguyên liệu thay
đổi
+ Vi sinh: dễ tiếp xúc với nhiều vi sinh vật.
3.

Ép

- Mục đích: Quá trình này chủ yếu chiết rút tối đa cho
phép lượng đường saccharose có trong cây mía. Vì nước
mía nằm trong các tế bào, do đó bổ sung một lượng
nước vào trong quá trình ép sẽ làm tăng hiệu suất tách


đường. Khai thác nước mía nhằm lấy kiệt nước mía

trong cây mía.
- Biến đổi:
+ Vật lý:
+ Vi sinh: cây mía và nước mía phải tiếp xúc với
nhiều hệ vi sinh vật rất phức tạp trong quá trình thu và
ép lấy nước mía. Với nồng độ đường 10-14%; pH=5.05.5; nhiệt độ 23-30oC thì nước mía là môi trường thích
hợp cho vi sinh vật sinh trưởng. Ngoài ra nhiều loại nấm
men sẽ sinh ra khối nhầy bẩn.
+ Hóa học: khối nhầy bẩn từ nấm men, sinh ra
dextran, phân hủy đường. Dưới tác động của nhiệt độ,
phản ứng thủy phân đường diễn ra làm giảm lượng
đường saccharose có trong nước mía.

Kiềm hóa – Gia nhiệt
- Mục đích:
+ Hỗn hợp tồn tại ở trạng thái ổn định, keo mang
điện tích hay có lớp bao bọc bên ngoài. Do đó, gia nhiệt
và cho vào nước mía dung dịch kiềm sữa vôi- những chất
điện ly để thay đổi pH của môi trường sẽ làm ngưng kết
chất keo và đồng thời làm một số ion trong nước mía kết
tủa chuẩn bị cho quá trình lắng.
+ Hoàn thiện: nâng cao chất lượng đường thành
phẩm.
5. Lắng
- Mục đích: tách loại các kết tủa các keo ngưng tụ phân
tán lơ lửng sinh ra trong gia đoạn tạo tủa. Ngoài ra, quá
trình này còn bổ sung một số chất trợ lắng có khả năng
tạo thành dạng keo và quện các chất tủa lơ lửng thành
khối lớn tiện lợi cho quá trình tách pha.
6. Cô đặc

- Mục đích: Quá trình này nhằm bốc hơi nước mía ở nồng
độ từ 13-15o Bx đến nồng độ “ mật chè” 60-65o Bx. Đây
là quá trình có mục đích khai thác nhằm loại nước, làm
4.


giảm đáng kể khối lượng bán thành phẩm, trao đổi ion
và là quá trình chuẩn bị để kết tinh đường.
- Biến đổi:
+ Hóa học: Ở nhiệt độ cao và nước bốc hơi,
saccharose sẽ bị chuyển hóa thành glucose và fructose.
Nồng độ dung dịch tăng do sự bốc hơi nước, saccharose
bị caramel hóa gây sẫm màu nước đường. Các đường
khử này lại bị phân hủy thành các chất màu và acid hữu
cơ. Quá trình sẽ diễn ra nhanh chóng nếu dung dịch
đường có tính acid. Ngoài ra, một số chất không đường
trong quá trình cô đặc bị phân hủy tạo acid.
+ Hóa lý: Khi nước mía bốc hơi, một phần khoáng
chưa loại bỏ hết sẽ tạo cặn gây hạn chế khả năng truyền
nhiệt
- Phương pháp thực hiện:
+ Quá trình cô đặc được thực hiện ngay sau quá trình
lắng lọc. Do nồng độ đường trước và sau quá trình cô
đặc khác nhau nhiều nên để giảm bớt sự biến đổi của
đường và tiết kiệm năng lượng, cần sử dụng thiết bị cô
đặc nhiều nồi liên tiếp nhau. Hơi thứ (hơi nước do nước
mía bốc lên) của nồi trước sẽ được tận thu làm hơi đốt
của nồi sau.
+ Trong quá trình cô đặc, nhiệt độ sôi của dung dịch
đường thay đổi theo áp suất, nồng độ đường saccharose

và tinh độ của nước mía hỗn hợp. Ngoài ra, trong các
nhà máy công nghiệp, cần lưu ý đến tổn thất áp suất do
áp suất thủy tĩnh gây ra bởi chiều cao cột nước. Điều
này dẫn đến sự chênh lệch về điểm sôi giữa bề mặt và
đáy cột nước. Do đó, cần duy trì ổn định chiều cao dung
dịch đường trong thiết bị. Tổn thất nhiệt do đường ống
cũng là một vấn đề cần lưu ý khi tính toán lượng cho quá
trình cô đặc. Thông thường lấy tổn thất nhiệt của nồi
trước qua nồi sau là 1 – 1,5 0C. Điều kiện cần thiết để
truyền nhiệt ở các hiệu là có sự chênh lệch nhiệt độ giữa
hơi đốt và dung dịch đường. Tức là có sự chênh lệch áp
suất giữa hơi đốt và hơi thứ trong các hiệu. Thông
thường, các nhà máy đường ở nước ta sử dụng thiết bị
cô đặc bốn hiệu cùng chiều để bốc hơi. Thêm nữa, để


đảm bảo nồi cuối vẫn bốc hơi, trong công nghiệp người
ta thường sử dụng hệ nồi bốc hơi áp lực – chân không.
Áp suất trong nồi cô đặc giảm dần từ hiệu đầu có áp
suất cao đến hiệu cuối có độ chân không đến 580 – 650
mmHg. Do dó, nhiệt độ trong các nồi giảm dần từ 120 0C
xuống 650C.
7. Kết tinh
- Mục đích: khai thác
Giai đoạn kết tinh đường là tạo điều kiện thuận lợi để
đường saccharose từ “mật chè” kết tinh lại thành các
tinh thể đường. Yêu cầu kỹ thuật của quá trình kết tinh là
các tinh thể đường tạo ra phải đồng đều về mặt kích
thước và hàm lượng đường còn lại trong dung dịch còn ít
càng tốt.

- Biến đổi: Nếu mật có pH acid thì nhiệt độ nấu đường
cao là điều kiện thuận lợi cho sự chuyển hóa đường
saccharose, do đó cần phải khống chế pH và ổn định
nhiệt độ thích hợp pH =5.7-6.8 ; nhiệt độ 60-65oC.
Trong trường hợp quá trình lắng đường diễn ra không
hoàn toàn, các chất đường có nồng độ cao sẽ có khả
năng đồng kết tinh với đường saccharose làm tinh thể
đường có màu.
Khi nhiệt độ cao sẽ làm tăng dộ nhớt dẫn đến bốc hơi
chậm, mật bị dẻo khó kết tinh.
8. Ly tâm
- Mục đích: khai thác
- Quá trình ly tâm nhằm tách tinh thể đường ra khỏi mật
bằng lực ly tâm.
9. Sấy
- Mục đích: hoàn thiện
- Sấy đường nhằm tách lớp nước trên bề mặt hạt đường,
tăng thời gian bảo quản và tạo độ bóng sáng cho thành
phẩm.