Đề tài Công nghệ sản xuất mì chính

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MÌ CHÍNH Design by Trà my GIỚI THIỆU CHUNG CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT MÌ CHÍNH QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÌ CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN MỤC LỤC MỘT SỐ THIẾT BỊ DÙNG TRONG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN KHÁI NIỆM 1860: Nhà khoa học Rithaussen (Hamburd, Đức) tìm ra axit glutamic từ protein động vật và muối natri glutamat. Ikeda phát hiện ra chất tạo ngọt từ rong biển. Ông nghiên cứu và tách được axit glutamic từ rong biển Laminaria Japonica. 21/4/1909: Ikeda đăng kí bản quyền sáng chế số 9440 tại Anh với nhan đề: sản xuất chất tạo vị. 1952: 1kg mì chính = 3.5 USD 1956: Sản xuất mì chính theo quy trình lên men từ tinh bột. 1964: Sử dụng rỉ đường mía để sản xuất mì chính. 1968: 1kg mì chính = 0.9 USD LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 3 Công ty mì chính hàng đầu thế giới đã đầu tư sản xuất tại Việt nam gần 100.000 tấn mỗi năm theo 2 giai đoạn: Sản xuất từ L-AG nhập ngoại (giai đoạn 1) và sản xuất từ L-AG lên men tại Việt nam (giai đoạn 2). Đến nay Công ty Vedan đã thực thi giai đoạn 2, Công ty Ajinomoto và Miwon đang ở giai đoạn 1. Những nồi lên men 700 m3 lắp đặt tại Công ty Vedan Việt nam là những nồi lên men lớn nhất thế giới. BỘT NGỌT TỰ NHIÊN BỘT NGỌT SẢN XUẤT PHÂN LOẠI Lượng glutamate có trong cơ thể người ở dạng tự do và liên kết là khoảng 2000 g. Lượng glutamate tự do có trong cơ thể người là 10 g, trong đó : + Cơ bắp : 6.0 g + Não : 2.3 g + Gan : 0.7 g + Thận : 0.7 g + Máu : 0.04 g Tham gia thải loại chất độc, amoniac với hệ thần kinh VAI TRÒ CỦA MÌ CHÍNH Tính chất vật lý Loại bột trắng hoặc tinh thể hình kim óng ánh. Dễ tan trong nước, không tan trong cồn . 250C độ hoà tan là 74,0 g/100ml nước; 600C độ hoà tan là 112,0 g/100ml nước Thơm, ngon, kích thích vị giác. Trọng lượng phân tử 187. Nhiệt độ nóng chảy 1950C Tính chất hóa học Phản ứng mất nước. Khi nhiệt độ lớn hơn 800C glutamat natri bị mất nước: > 1000C, natri glutamat trong dung dịch nguyên chất bị mất nước và chuyển thành axit hydroglutamic HCl: C5H8NO4Na + HCl → C5H9NO4 + NaCl HNO2 : Tác dụng với andehyt formic (HCHO): Tác dụng với axit. CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT MÌ CHÍNH 1. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP HÓA HỌC. Ứng dụng các phản ứng tổng hợp hoá học để tổng hợp nên axit glutamic từ các khí thải của công nghiệp dầu hoả hay các ngành khác. 2.PHƯƠNG PHÁP THỦY PHÂN PROTIT Sử dụng tác nhân xúc tác là các hoá chất hoặc fermen để thuỷ phân một nguồn nguyên liệu protit nào đó (khô đậu, khô lạc…) ra một hỗn hợp các aminoaxit, từ đấy tách các axit glutamic ra và sản xuất mì chính. 3.PHƯƠNG PHÁP KẾT HỢP Kết hợp giữa tổng hợp hoá học và vi sinh vật học. PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN Chủng vi sinh thường sử dụng là: Corynebacterium Glutanicum, Brevibacterium Lactofermentus, Micrococus Glutamicus; chủ yếu nhất vẫn là chủng Corynebacterium Glutamicum. Các phương pháp lên men Lên men gián đoạn không bổ sung cơ chất Lên men gián đoạn bổ sung cơ chất Lên men bổ sung cơ chất trong môi trường nghèo biotin Lên men bổ sung cơ chất trong môi trường giàu biotin NGUYÊN LIỆU Tinh bột sắn: Trong tinh bột sắn thường có các thành phần sau: Tinh bột : 83 ÷ 88% 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% Nhiệt độ hồ hoá của tinh bột sắn nằm trong khoảng 60 ÷ 800C. Rỉ đường mía Thành phần chính : Đường 62%; Các chất phi đường 10% Nước 20%. Nước phần lớn ở trạng thái tự do và một số ít ở trạng thái liên kết dưới dạng hydrat. Đường: 25 ÷ 40% sacaroza 15 ÷ 25% đường khử (glucoza và fructoza) 3 ÷ 5% đường không lên men được. CHỦNG VI SINH Vi khuẩn gram dương Vi khuẩn không sinh bào tử Vi khuẩn không thể chuyển động Tế bào dạng hình que hoặc hình cầu Có khả năng oxy hóa a.glutamic ra ketoglutarat thấp nhất Hoạt tính gluco hydrogenase cao Vi khuẩn phát triển trên môi trường cần Biotin CÔNG ĐOẠN THỦY PHÂN TINH BỘT Thủy phân bằng HCl Thủy phân bằng H2SO4 Thuỷ phân bằng enzym Quá trình thủy phân bằng HCl: Cho dung dịch vào nồi áp lực 2 vỏ, dung dịch tinh bột ở trong, hơi nước vào ở vỏ ngoài và nâng nhiệt độ nhanh lên 1380C trong khoảng 20 phút dưới áp lực 2,6 KG/cm2. Thường tỷ lệ bột/nước/axit : 100/ 350/ 165 .Được khuấy đều. Yêu cầu quá trình: - Dung dịch ra có nồng độ: 100°Be - pH: 1,5 - Tổng số thời gian: 1 giờ - Tỷ lệ đường hoá: ≥ 90% - Hàm lượng đường: 16 ÷ 18 % Trung hoà Thuỷ phân xong dung dịch vào thiết bị trung hoà cho 30% vào để đạt pH = 4,8. Cho than hoạt tính vào tẩy màu (khoảng 100kg tinh bột cho 0,45 kg than). Than tẩy màu và giúp cho quá trình lọc dễ, dung dịch có màu trong sáng. Ép lọc Tách các phần bã và các chất không hoà tan, được dịch đường glucoza 16 ÷18%. CÔNG ĐOẠN LÊN MEN Lên men cấp I: là quá trình lên men cho không khí vào và khuấy trộn, lên men tạo bọt, do đó phải dùng dầu để khử bọt. Lên men cấp II: môi trường và thiết bị như quá trình lên men chính. thanh trùng môi trường 1200C trong 30 phút. Nhiệt độ 320C, áp suất 1kg/cm2 Xử lý urê Dùng nồi 2 vỏ. Dùng hơi nóng nâng lên đến nhiệt độ 1150C giữ ở nhiệt độ này 15 phút thì kết thúc thanh trùng. Đóng van hơi lại, mở van khí nén vào để giữ áp và mở van nước lạnh vỏ để làm nguội. Khi nhiệt độ giảm xuống 32 ÷ 330C thì có thể tiếp cho nồi lên men. Thường sử dụng dầu lạc thô. Thanh trùng dầu: Dùng nồi 2 vỏ, giữ ở nhiệt độ 120 ÷ 1400C trong 120 phút. Sau đó cho giữ áp lực bằng không khí và hạ nhiệt độ xuống 32 ÷ 330C mới tiếp sang nồi lên men. Xử lý dầu phá bọt: Xử lý không khí Không khí từ khí trời được hút qua một thùng tách bụi sơ bộ → máy nén → hệ thống tách bụi → làm nguội → bình lọc bông thuỷ tinh → bình lọc riêng sơ bộ rồi → sử dụng. LÊN MEN CẤP 3 Xảy ra qua 3 giai đoạn: thời gian 28 – 32 h. Giai đoạn đầu: Nhân sinh khối. Thời gian: 8 – 12 h. Giai đoạn giữa: Tạo axit glutamic. Từ giờ thứ 10, 12 → giờ thứ 24, 26. Giai đoạn cuối: các biểu hiện đều giảm dần cho đến khi hàm lượng đường chỉ còn ≤ 1% thì lên men kết thúc. Điều kiện kỹ thuật : Nhiệt độ: 32ºC. áp suất: 1kg/cm2 Lượng không khí: 30 ÷ 40 m3/h/1m3 môi trường. Cánh khuấy 2 tầng 180 ÷ 200 vòng/ phút. CÔNG ĐOẠN TRAO ĐỔI ION Mục đích: Tách lấy acid Glutamic ra khỏi dịch lên men bằng hạt nhựa Polyetylen sunfuric(Refin). Hạt nhựa polyetylen sunfuric sau khi đã được cation hoá (tức tái sinh) có khả năng giữ lại trên bề mặt của nó anion, ở đây chủ yếu là axit glutamic. Sau đó lại dùng NaOH để tách anion ra khỏi hạt nhựa. Pha chế dịch lên men Trước khi trao đổi người ta pha loãng dịch men bằng dịch thải lần trước hay bằng nước lạnh theo tỷ lệ sao cho sau khi pha dịch men có hàm lượng axit glutamic khoảng 18 ÷ 20 g/l. Dùng HCl điều chỉnh pH: 5 – 5,5 Xử lý hạt nhựa resin xử lý tái sinh: Dùng nước sạch rửa ngược khoảng 1 giờ. Thỉnh thoảng dùng áp chân không và van đóng mở gián đoạn để sục đảo cho khối nhựa được tơi, đều, rửa cho tới khi pH = 8 ÷ 9 thì thôi. Xả bỏ hết lớp nước bẩn ở trên, tiếp tục cho nước vào rửa xuôi cho đến khi pH = 7 thì thôi và tiến hành tái sinh. Tái sinh: Dùng axit thu hồi cho chảy ngược 15 ÷ 20 phút sau đó mới cho axit mới pha. Giữ cho tốc độ vào và ra ngang nhau để cho mặt nước có chiều cao cố định tới khi dịch ra có pH = 2 ÷ 2,5 thì ngừng cho HCl. Rửa tái sinh: mở van đáy thu hồi lấy axit cho tái sinh lần sau rồi mới dùng nước lạnh rửa xuôi cho tới khi pH = 3 thì ngừng cho nước và có thể tiến hành trao đổi. Thời gian kéo dài 40 ÷ 60 phút. Trao đổi ion Rửa trao đổi: Sau khi trao đổi hết để cho resin lắng xuống tự nhiên, bỏ lớp dịch bẩn trên bề mặt, đảo trộn hạt nhựa rồi cho nước sạch vào rửa ngược cho đến khi sạch thì thôi. Giữ nhiệt: Sau khi rửa sạch, ngừng cho nước lạnh vào và cho nước nóng ở 600C để gia nhiệt hạt nhựa. Gia nhiệt cho đến khi nước thải đạt 450C thì thôi. Tách axit glutamic Khi dịch ra đạt 450C thì ngừng cho nước nóng và bắt đầu cho NaOH 5% cũng đã được gia nhiệt đến 600C vào. Axit hoá axit glutamic Toàn bộ dung dịch axit glutamic thu được trong khoảng 2 lần đạt ở trên được đưa về thùng kết tinh.Cho cánh khuấy hoạt động liên tục để ngăn ngừa axit glutamic kết tinh quá sớm.. Cho HCl 31% vào tạo điểm đẳng điện đến pH = 2,9 ÷ 3,2 thì thôi và mở nước lạnh. Làm lạnh kết tinh. 48h Dịch axit glutamic sau khi đã đưa về điểm đẳng điện thì cho nước vào vỏ thùng kết tinh để giảm dần nhiệt độ. Trong khi đó cánh khuấy tiếp tục hoạt động làm cho axit glutamic kết tinh to, tơi và xốp. Tám giờ sau thì ngừng khuấy, còn nhiệt độ thì cho hạ từ từ đến nhiệt độ không khí (tốt nhất là ở 120C. Ở đây, dung dịch axit glutamic chia làm 2 pha rõ rệt: Pha rắn: gồm axit glutamic đã kết tinh lắng xuống dưới. - Pha lỏng: gồm nước và một ít axit glutamic không kết tinh hòa tan vào. Công đoạn trung hòa kết tinh Mục đích: - chuyển từ axit glutamic thành glutamat natri C5H9NO4 + Na2CO3 = C5H8NO4Na + CO2 + H2O phản ứng khử sắt và tẩy màu. Trung hòa 1: - cho nước vào thùng trung hòa,gia nhiệt ở 700C cho cánh khuấy hoạt động rồi từ từ vừa cho axit glutamic vừa cho Na2CO3 cho đến pH = 5 - 5,5 - cho than hoạt tính vào để tẩy mầu, cho Na2S khử sắt. cho Na2CO3 vào để trung hòa và tạo glutamat natri đến pH= 6.5-6.8 rồi đi ép lọc lần 1. Trung hòa 2:Tẩy màu dịch ép lọc sau trung hòa 1 Sau khi ép lọc lấn 1 dịch được bơm lên thùng trung hòa 2 được gia nhiệt 50-600C rồi cho than hoạt tính vào khuấy đều Kiểm tra quá lượng Na2S nếu còn Fe2+ thì tiếp tục cho Na2S khử cho hết, lọc màu thấy trắng, trong suốt thì ép lọc lần 2. Cô đặc kết tinh Cô đặc: Cho dịch trung hòa có nồng độ 20 ÷ 210Be vào nồi cô đặc, cho khoảng 80% tổng lượng dịch. Nhiệt độ 700C chân không 600 mmHg áp suất hơi ≤ 1 kg/cm2 . Tiếp mầm tinh thể: Khi dịch đã đạt đến nồng độ 31,5 ÷ 320Be thì cho cánh khuấy nồi cô đặc hoạt động và dùng áp lực chân không hút mầm tinh thể vào. Lượng mầm tiếp vào khoảng 7% so với tổng lượng mì chính đưa vào cô. Nuôi mầm: sau khi tiếp mầm, số dịch 20% còn lại pha loãng ≈120 Be, gia nhiệt lên 600C rồi bổ sung liên tục vào nồi cô đặc sao cho lượng bổ sung cân bằng với lượng bốc hơi của nồi. Ly tâm: Dùng một ít nước ấm, sạch, tia nhẹ vào khối mì chính để hòa tan những hạt kết tinh nhỏ bám ngoài tinh thể, làm cho tinh thể được sáng, bóng. Qua ly tâm ta được mì chính tinh thể và nước cái. Mì chính tinh thể được đưa đi sấy còn nước cái pha vào cô với mẻ sau. Sấy mì chính Trải mì chính ra khay nhôm đưa vào tủ sấy, bề dầy lớp mì chính trong khay là 2 ÷ 3 cm. Mở hơi nâng nhiệt độ tủ sấy lên ≤ 800C, cứ 30 phút đảo trộn 1 lần, đến khi độ ẩm mì chính còn lại ≤ 0,5% thì kết thúc sấy. Thời gian: 2 giờ. Sàng Bao gói Mì chính sau khi sàng phân loại đem cân và đóng bao gói túi polyetylen 2 lần. Trọng lượng mỗi túi tùy yêu cầu có thể từ 100 g ÷ 1 kg.