có bản CAD dây chuyền công nghệ
MỤC LỤC
I. NGUYÊN LIỆU
1. Sơ lược về khoai lang
2. Phân loại khoai lang
3. Mùa vụ
4. Thành phân hóa học và giá trị dinh dưỡng
5.Bảo quản
6. Tiêu chuẩn của khoai lang trong sản xuất đường nha
II. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ
III. THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Ngâm
1.1. Mục đích công nghệ
1.2. Các biến đổi
1.3. Phương pháp thực hiện
1.4. Thiết bị
2. Rửa
2.1. Mục đích công nghệ
2.2. Các biến đổi
2.3. Thiết bị
3. Nghiền
3.1. Mục đích công nghệ
3.2. Các biến đổi
3.3. Thiết bị
3.4.Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất nghiền
4. Phối trộn – Hồ hóa – Dịch hóa
4.1. Quy trình 1 (Dịch hóa ở nhiệt độ thấp 105 – 1080C )
4.1.1. Phối trộn
4.1.1.1. Mục đích công nghệ
4.1.1.2.Các biến đổi
4.1.1.3. Phương pháp thực hiện
4.1.1.4. Thiết bị
4.1.2. Hồ hóa
4.1.2.1. Mục đích công nghệ
4.1.2.2.Các biến đổi
4.1.2.3. Phương pháp thực hiện
4.1.3. Dịch hóa
4.1.3.1. Mục đích công nghệ
4.1.3.2.Các biến đổi
4.1.3.3. Phương pháp thực hiện
4.1.3.4. Thiết bị
4.2. Quy trình 2 (Dịch hóa ở nhiệt độ thấp 150 – 1600C )
4.2.1. Phối trộn
4.2.1.1. Mục đích công nghệ
4.2.1.2.Các biến đổi
4.2.1.3. Phương pháp thực hiện
4.2.1.4. Thiết bị
4.2.2. Hồ hóa
4.2.2.1. Mục đích công nghệ
4.2.2.2.Các biến đổi
4.2.2.3. Phương pháp thực hiện
4.2.3. Dịch hóa
4.2.3.1. Mục đích công nghệ
4.2.3.2.Các biến đổi
4.2.3.3. Phương pháp thực hiện
4.2.3.4. Thiết bị
5. Làm nguội
5.1. Mục đích công nghệ
5.2. Các biến đổi
5.3. Phương pháp thực hiện
5.4. Thiết bị
6. Đường hóa
6.1. Mục đích công nghệ
6.2. Các biến đổi
6.3. Phương pháp thực hiện
6.4. Thiết bị
7. Tẩy màu
7.1. Mục đích công nghệ
7.2. Các biến đổi
7.3. Phương pháp thực hiện
7.4. Thiết bị
8. Lọc
8.1. Mục đích công nghệ
8.2. Các biến đổi
8.3. Phương pháp thực hiện
8.4. Thiết bị
9. Trao đổi ion
9.1. Mục đích công nghệ
9.2. Các biến đổi
9.3. Phương pháp thực hiện
9.4. Thiết bị
10. Lọc an toàn
10.1. Mục đích công nghệ
10.2. Các biến đổi
10.3. Phương pháp thực hiện và thiết bị
11. Chỉnh pH
11.1. Mục đích công nghệ
11.2. Các biến đổi
11.3. Phương pháp thực hiện
12.Cô đặc chân không
12.1. Mục đích công nghệ
12.2. Các biến đổi
12.3. Phương pháp thực hiện
12.4. Nguyên tắc hoạt động
12.Rót sản phẩm
12.1. Mục đích công nghệ
12.2. Các biến đổi
12.3. Phương pháp thực hiện
IV. SO SÁNH HAI QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
V. SẢN PHẨM
VI. THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ & HƯỚNG NGIÊN CỨU HIỆN NAY
C. Sản xuất maltodextrin và glucose syrup từ tinh bột chuối trên qui mô
phòng thí nghiệm
1. Giới thiệu
2. Nguyên liệu và phương pháp
2.1. Trích ly tinh bột
2.2. Chuẩn bị maltodextrin
2.3. Chuẩn bị glucose syrup từ tinh bột chuối
2.4. Phương pháp phân tích
2.4.1. Maltodextrin
2.4.2. Glucose syrup
3. Kết luận
D. Sản xuất glucose syrup bằng cách sử dụng malt thóc và enzym amyloglucosidase trong thủy phân tinh bột sắn
1. Giới thiệu
2. Nguyên liệu và phương pháp
2.1. Chuẩn bị dịch chiết malt
2.2. Xác định năng lực của enzym trong malt thóc
2.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ RME đến quá trình dịch hóa
2.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ AMG đến quá trình đường hóa
2.2.3. Các bố trí thí nghiệm và phân tích thống kê
3. Kết quả và bàn luận
3.1. Ản hưởng của nồng độ enzym lên tốc độ phản ứng
3.2. Ảnh hưởng của sự kết hợp và nồng độ enzym lên hàm lượng đường
3.3 Dùng HPLC cho phân tích dịch thủy phân tinh bột
C. Kỹ thuật phân tách sắc ký trong qui trình sản xuất glucose syrup
1. Giới thiệu
2. Nhựa làm cột trụ phân tách
2.1. Dạng ion làm nhựa
2.2. Đặc tính chính của nhựa ảnh hưởng đến chất lỏng phân tách
3. Hệ thống phân tách sắc ký liên tục
c) Những đòi hỏi cơ bản của quá trình phân tách sắc ký có qui mô
công nghiệp sử dụng nhựa như là chất trung gian phân tách
d) Mô tả các hệ thống FAST khác nhau: SMB, SMB nhều giai đoạn, SSMB,
dãy liên tục mới
3.1. SMB
3.2. Qui trình SMB nhiều giai đoạn
3.3. SSMB
3.4. New sequential multiprofile process
c) Hiệu quả phân tách tiêu biểu
3.5. Phân xưởng công nghiệp
3.5.1. Đòi hỏi về chất lượng của nguyên liệu và nước rửa
3.5.2. Ứng dụng kỹ thuật cột
4. Mạng lưới phân bố và thu nhận
PHỤ LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO
69 trang |
Chia sẻ: maiphuongtl | Lượt xem: 2037 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Sản xuất đường nha từ khoai lang, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
heo töøng meû. Hình 11: Thieát bò coâ ñaëc
Hoãn hôïp loûng – hôi trong buoàng boác ñöôïc phaân ly nhôø hai yeáu toá: chieàu cao buoàng boác vaø söï thay ñoåi quaùn tính cuûa hoãn hôïp khi vaøo boä phaän taùch boït.
Hôi thöù ñi vaøo thieát bò Baromet vaø ñöôïc laøm nguoäi taïi ñaây.
13. Roùt saûn phaåm
13.1. Muïc ñích coââng ngheä
Hoaøn thieän saûn phaåm: taïo cho saûn phaåm coù hình daùng ñeïp
Baûo quaûn: ngaên söï tieáp xuùc cuûa moâi tröôøng vôùi saûn phaåm gaây caùc bieán ñoåi hö haïi.
13.2. Caùc bieán ñoåi
Khoâng coù bieán ñoåi ñaùng keå
13.3. Phöông phaùp thöïc hieän
Glucose syrup ñöôïc ñoùng goùi trong caùc thuøng HMHDPE, thuøng MS coù bao boïc bôûi caàu oxy hoaëc thuøng MS baèng phaúng theo yeâu caàu cuûa khaùch haøng.
IV. SO SAÙNH HAI QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ
Vấn đề
Quy trình 2
Quy trình 1
Quy trình saûn xuaát
Cần kiểm soát nghiêm ngặt hơn vể thông số công nghệ nhăm đáp ứng các hàm đa mục tiêu ( thiết bị, năng lượng, kinh tế,...)
Quá trình kiểm soát ít nghiêm ngặt hơn
Chi phí năng lượng
Cao hơn do thiết bị làm việc ở nhiệt độ và áp suất cao hơn
Thấp hơn
Đầu tư thiết bị
Cao hơn do chi phí nhiều cho thiết bị chịu áp cao hơn
Thấp hơn
Thời gian thủy phân
Nhanh do thủy phân ở nhiệt độ cao hơn
Dài hơn do thủy phân ở nhiệt độ thấp
Hiệu suất thu hồi sản phẩm
Thấp hơn do tổn thất nhiều trong quá trình thủy phân ( phản ứng caramel, Maillard,..)
Cao hơn
Chất lượng sản phẩm
Tốt hơn do thủy phân triệt để hơn
Kém hơn
Ô nhiễm môi trường
Có thể nhiều hơn do làm việc ở nhiêt độ và áp suất cao thì các hóa chất dộc hại bay hơi cũng như khuếch tán nhanh hơn vào môi trường xung quanh.
Ít hơn
An toàn lao động
Kém hơn do làm việc thiết bị chịu nhiệt và chịu áp cao hơn.
SAÛN PHAÅM
Chỉ tiêu cảm quan:
Nhớt, đồng nhất, trong suốt, không có tạp chất
Không màu đến vàng nhạt
Mùi thơm đặc trưng
Vị ngọt thanh
Chỉ tiêu hóa lý và vật lý:
Hàm lượng chất khô : ≥ 80%
Maltose : ≥ 40%
Tro : ≤ 0.04%
Pb : ≤ 0.05mg/kg
As : ≤ 0.05mg/kg
pH : 4,6÷ 6,0
DE : ≥ 42
Nhiệt độ nóng chảy : ≥ 1550C
Chỉ tiêu vi sinh:
Coli forms : ≤ 30tb/100g
Tổng số vi khuẩn : ≤ 3000tb/g
Salmonella : không có
Baûng 16: Ñaëc tính kyõ thuaät saûn phaåm
MANIOC GLUCOSE SYRUP-MANICANDY 4084
Min
Max
Baurneù Coml
44.45
44.95
Haøm löôïng chaát khoâ (%)
84.0
85.0
DE (%)
37.0
40.0
pH
4.5
5.5
SO2 (ppm)
-
200.0
Ñoä nhôùt
25oC
2x106 cps
35oC
5x106 cps
Baûng 17: Haøm löôïng ñöôøng (% theo chaát khoâ)
Dextrose
16.90
Maltose
13.20
Trisaccharide
11.20
Polysaccharide
24.70
Superior Sugars
34.0
Baûng 18: Ñaëc tính kyõ thuaät cuûa GLUCOSE SYRUP trong coâng ngheä baùnh keïo[9]
STT
Thoâng soá
Ñônvò
Loaïi SDC 401
Loaïi SDC 403
Loaïi SDP 411
Loaïi SDP 412
1
Hình daïng
Chaát loûng seät, ngoït, trong saïch
2
Maøu saéc
Khoâng maøu ñeán maøu vaøng nhaït
3
Ñoä trong
Trong suoát
4
DS
%
85.5
83 – 84
85
82
5
DE
%
38 - 42
38 – 42
38 -45
38 - 45
6
pH
4.7 – 5.7
4.8 – 5.5
4.8 – 5.5
4.8 – 5.5
7
Haøm löôïng tro
%
0.3 max
8
SO2
ppm
400 (max)
400 (max)
50 (max)
50 (max)
9
Giôùi haïn vi sinh vaät
Khoâng coù Salmonella, E.coli; toång löôïng vi sinh vaät 10,000 CFU/g
SDC = STANDARD CONFECTIONERY GRADE (tieâu chuaån cuûa caùc loaïi keïo)
SDP = STANDARD PHARM GRADE
Chuù yù: nhöõng thoâng soá nhö haøm löôïng aåm, DS, DE coù theå thöïc hieän cho phuø hôïp nhöõng ñoøi hoûi khaùc nhau.
Hình 10: Các chai glucose syrup
Hình 11: Glucose syrup được đóng gói trong thùng phuy lớn khối lượng 1 tấn
VI. THAØNH TÖÏU COÂNG NGHEÄ & HÖÔÙNG NGHIEÂN CÖÙU HIEÄN NAY
A. Saûn xuaát maltodextrin vaø glucose syrup töø tinh boät chuoái treân qui moâ phoøng thí nghieäm
Toùm taét noäi dung
Maltodextrin saûn xuaát töø tinh boät chuoái goàm caùc böôùc: hoà hoùa dòch boät (noàng ñoä 20%w/w) trong nöôùc soâi trong 10 phuùt vôùi pH = 6.5, sau ñoù laøm nguoäi ñeán 75oC roài boå sung a-amylase (töø Bacillus vôùi noàng ñoä 0.01%w/v) ñeå dòch hoùa trong 15 phuùt, cuoái cuøng laøm nguoäi vaø ly taâm. Maltodextrin töø tinh boät chuoái coù DE khoaûng 7-11, coù nhöõng ñaëc tính hoùa hoïc thích hôïp cho öùng duïng trong thöïc phaåm, vaø coù maøu traéng saùng hôn so vôùi saûn phaåm maltodextrin thöông maïi.
Glucose syrup töø tinh boät chuoái coù theå thu ñöôïc baèng caùch ñöôøng hoùa tieáp tuïc maltodextrin vôùi amyloglucosidase (0.05%w/w) vaø pullulanase (0.03%w/w) ôû 60oC trong 24h. Ñaëc tính hoùa hoïc cuûa glucose syrup chuoái töông töï nhö caùc saûn phaåm glucose syrup thöông maïi. Tuy nhieân, maøu saéc cuûa glucose syrup chuoái saùng hôn; nhöng ñoä beàn maøu saéc cuûa noù keùm hôn vaø coù theå bò thay ñoåi trong quaù trình taøng tröõ.
Maltodextrin vaø glucose syrup töø tinh boät chuoái coù chaát löôïng töông ñöông vôùi saûn phaåm töø tinh boät baép. Ñaëc bieät maøu saéc cuûa maltodextrin chuoái raát thích hôïp cho caùc saûn phaåm thöïc phaåm.
1. Giôùi thieäu
Tinh boät laø polysaccharide döï tröõ trong caây xanh baäc cao, laø nhöõng haït boät trong luïc laïp cuûa laù xanh vaø trong nhöõng cô quan döï tröõ nhö laø haït, ñaäu vaø cuû. Tinh boät raát deã trích ly baèng phöông phaùp vaät lyù. Nhöõng tinh boät daãn xuaát ñoùng vai troø kinh teá quan troïng. Chaúng haïn nhöõng saûn phaåm töø tinh boät ñöôïc söû duïng laøm nguoàn chaát taïo ngoït. Nhöõng öùng duïng gaàn ñaây cuûa tinh boät trong thöïc phaåm laø laøm chaát thay theá cho chaát beùo trong saûn xuaát thöïc phaåm calorie coù haøm löôïng chaát beùo thaáp. Tinh boät coù theå ñöôïc thuûy phaân ñeå thu nhaän glucose syrup hoaëc maltodextrin laøm chaát taïo ngoït hoaëc thöïc phaåm chöùc naêng. Tinh boät ñöôïc thuûy phaân theo phöông phaùp truyeàn thoáng baèng acid, nhöng nhöõng coâng ngheä môùi ñeàu söû duïng enzym. Coù 5 nhoùm enzym duøng trong thuûy phaân tinh boät. Endo- vaø exoamylase cô baûn hoaït ñoäng treân lieân keát 1- 4 , traùi laïi enzym caét maïch nhaùnh thì hoaït ñoäng treân lieân keát 1- 6. Nhoùm thöù tö laø isomerase, hoaït ñoäng chuyeån glucose thaønh fructose. Cuoái cuøng laø nhoùm cyclodextrin glycosyltranferase phaân caét tinh boät baèng phaûn öùng khoâng thuaän nghòch.
Saûn xuaát dextrose töø tinh boät goàm caùc böôùc thuûy phaân baèng enzym lieân tieáp, ñaàu tieân söû duïng enzym chòu nhieäu a-amylase ñeå dòch hoùa tinh boät sau ñoù theâm enzym amyloglucosidase ñeå ñöôøng hoùa tinh boät. Böôùc cuoái cuøng laø thuûy phaân nhöõng oligosaccharide hoaëc dextrin ñeå taïo nhöõng ñöôøng coù phaân töû löôïng thaáp hôn nhö glucose, maltose, hoaëc hoãn hôïp. Traùi laïi, saûn xuaát maltodextrin laø thu nhaän saûn phaåm bao goàm caùc goác D-glucose cô baûn laø lieân keát 1,4 coù DE thaáp hôn 20. Maltodextrin thöông maïi ôû daïng boät traéng hoaëc dung dòch ñaäm ñaëc. Maëc duø theo truyeàn thoáng thì baép vaãn ñöôïc söû duïng ñeå saûn xuaát glucose syrup vaø maltodextrin, nhöng vaãn coù theå söû duïng caùc nguoàn tinh boät khaùc nhö laø saén, khoai taây hoaëc keâ. Trong phaàn trình baøy naøy söû duïng tinh boät chuoái ñeå saûn xuaát glucose syrup vaø maltodextrin.
2. Nguyeân lieäu vaø phöông phaùp
2.1. Trích ly tinh boät
Tinh boät chuoái ñöôïc trích ly töø chuoái chöa chín (Musa paradisiaca). Quaû ñöôïc goït voû vaø caét khoanh töø 5-6cm (toång khoái löôïng laø 500g), sau ñoù ñöôïc röûa sô trong dung dòch Natri sulfate (1.22g/l) vaø ngaâm trong dung dòch sulfite (tæ leä 1:1) trong 2 phuùt ôû vaän toác chaäm trong thieát bò khuaáy troän Waring. Dung dòch ñoàng nhaát ñöôïc saøng lieân tieáp qua saøng 50 vaø saøng 100 US mesh cho tôùi khi nöôùc röûa trong suoát. Dòch ñöôïc ly taâm ôû 10800xg trong 30 phuùt vaø caën ñöôïc laøm khoâ trong loø saáy ñoái löu ôû 40oC trong 48h, vaø cuoái cuøng ñöôïc nghieàn cho tôùi khi loït qua saøng 100 US. Tinh boät chuoái ñöôïc taøng tröõ ôû nhieät ñoä thöôøng trong thieát bò chöùa kín.
2.2. Chuaån bò maltodextrin
Huyeàn phuø tinh boät ñöôïc hoøa trong nöôùc caát (20%w/v) ñöôïc ñieàu chænh ñeán pH = 6.5 vaø sau ñoù hoà hoùa trong nöôùc soâi trong 10 phuùt. Sau khi laøm nguoäi ñeán 72oC, boå sung enzym a-amylase töø Bacillus vôùi noàng ñoä 0.01%w/w. Hoaït tính cuûa enzym a-amylase laø 8500 ñôn vò BAU/g (BAU = hoaït ñoä cuûa enzym maø giaûi phoùng 1.0mg ñöôøng khöû sau 3 phuùt ôû 20oC). Hoãn hôïp ñöôïc ñaäy kín vaø phaûn öùng thuûy phaân ñöôïc thöïc hieän ôû 72oC trong 15 phuùt vôùi cheá ñoä khuaáy troän nheï. Sau ñoù saûn phaåm ñöôïc laøm laïnh ñeán 4oC trong beå nöôùc ñaù vaø sau ñoù ñöôïc ly taâm ôû 1100xg trong 30 phuùt. Nhöõng chaát noåi treân maët nöôùc ñöôïc thu hoài vaø enzym ñöôïc voâ hoaït trong nöôùc (10 phuùt), sau ñoù theâm HCl 0.1N ñeå chænh pH veà töø 3.5-4.5. Sau khi saáy thaêng hoa, DE khoaûng 12.
2.3. Chuaån bò dòch glucose syrup chuoái
Thuûy phaân tinh boät ñöôïc thöïc hieän baèng caùch duøng maltodextrin chuoái ñaõ ñöôïc thu nhaän tröôùc ñoù. Boå sung amyloglucosidase (0.05%w/w) vaø pullulanase (0.03%w/w) vaøo dòch malotdextrin (0.2g/ml) trong nöôùc caát ñöôïc ñieàu chænh pH veà 4.5. Hoaït ñoä cuûa enzym amyloglucosidase laø 2500 ñôn vò/g ( moät ñôn vò laø hoaït ñoä cuûa enzym maø giaûi phoùng 1.0mg/phuùt töø tinh boät ôû 37oC). Vaø hoaït ñoä cuûa pullulanase laø 750000 ñôn vò/ml (moät ñôn vò laø hoaït tính cuûa enzym giaûi phoùng 1.0mmol/phuùt ñöôøng khöû töø pullulan ôû 25oC). Quaù trình ñöôøng hoùa ñöôïc thöïc hieän ôû 60oC trong 24h. Sau ñoù dung dòch ñöôïc laøm laïnh ñeán 4oC trong beå nöôùc ñaù vaø sau ñoù ly taâm ôû 11000xg trong 30 phuùt. Nhöõng chaát coøn noåi treân beà maët ñöôïc laøm saïch baèng caùch troän vôùi than hoaït tính (10%w/v) ôû 55oC trong 30 phuùt. Sau khi ly taâm glucose syrup ñöôïc coâ ñaëc ñeán 40% chaát khoâ trong thieát bò coâ ñaëc daïng thuøng quay.
2.4. Phöông phaùp phaân tích
2.4.1. Maltodextrin
Haøm löôïng nöôùc ñöôïc xaùc ñònh baèng khoái löôïng bò maát ñi sau khi nung noùng (130oC) 4-5g saûn phaåm vaø phaàn traêm chaát khoâ toång ñöôïc xaùc ñònh ngöôïc laïi. Noàng ñoä protein (Nx5.85) ñöôïc xaùc ñònh theo phöông phaùp AACC 46-131. DE ñöôïc xaùc ñònh quyeát ñònh haøm löôïng ñöôøng khöû (reducing sugar RS) duøng dung dòch Fehling. Coâng thöùc:
RS = (haøm löôïng ñöôøng khöû)* 100/ (ml chuaån ñoä)
DE = (RS)*100/ (% toång haøm löôïng chaát khoâ)
pH ñöôïc xaùc ñònh ôû nhieät ñoä phoøng trong dung dòch maltodextrin sau khi hoøa tan hoaøn toaøn 50g maãu trong 50ml nöôùc caát ôû 50oC. Maøu ñöôïc ño löôøng vôùi thieát bò Hunter-Lab. L (ñoä saùng), a (ñoä keát tuûa maøu ñoû/xanh laù caây), vaø b (ñoä keát tuûa maøu vaøng/xanh da trôøi), giaù trò naøy ñöôïc ghi laïi, duøng tieâu chuaån ñaõ ñöôïc thieát laäp giaù trò L, a, b (L 91.2, a –1.0, b –1.7) nhö laø chaát chuaån. Ñoä khaùc bieät maøu toång (DE) ñöôïc tính toaùn töø thoâng soá Hunter. Tro sulfate ñöôïc xaùc ñònh sau khi nung thaønh tro 5g maãu ôû 550oC trong 3h, laøm nguoäi ñeán nhieät ñoä phoøng, theâm 3-5 gioït acid sulphuric sau ñoù nung noùng ôû 800oC trong 2h. Sau ñoù phaàn coøn laïi ñem ñi caân vaø söï khaùc bieät veà khoái löôïng cho bieát haøm löôïng cuûa tro sulfate.
2.4.2. Glucose syrup
DE vaø pH ñöôïc xaùc ñònh nhö treân. Haøm löôïng tro cuõng ñöôïc ño löôøng nhö trong maltodextrin, nhöng trong tröôøng hôïp naøy 15g maãu ñöôïc söû duïng. Maøu ñöôïc ño baèng phöông phaùp phoå quang, xaùc ñònh phaàn traêm aùng saùng truyeàn qua (%T) duøng nöôùc vaø kali dicromat laøm chaát chuaån. Keát quaû ñöôïc ghi döôùi daïng ñôn vò maät ñoä quang (optical density unit ODU) theo coâng thöùc:
ODU = (logT600nm – logT450nm)/beà daøy truyeàn qua
Ñaùnh giaù ñoä beàn maøu
Thoâng soá naøy laø ñoä gia taêng maøu trong dòch glucose syrup do quaù trình ñun noùng trong beå nöôùc soâi trong 1h, duøng coâng thöùc:
DDO = Dof – Doo
DDO: ñoä gia taêng veà maøu saéc
Dof: maät ñoä quang cuoái cuøng
Doo: maät ñoä quang ban ñaàu
3. Keát quaû vaø baøn luaän
Saûn löôïng tinh boät töø chuoái laø 43.8%. Keát quaû cho thaáy haøm löôïng protein trong caû hai maltodextrin thöông maïi vaø maltodextrin chuoái ñeàu thaáp. Möùc ñoä protein trong maltodextrin phaûi thaáp hôn 1% ñeå ngaên caûn quaù trình saûn sinh caùc phöùc chaát maøu trong phaûn öùng Maillard. Tro sulfate trong caû hai tröôøng hôïp laø khoâng khaùc nhau, nhöng hoaït ñoä nöôùc trong maltodextrin thöông maïi thì cao hôn. Maëc duø haøm löôïng nöôùc trong maltodextrin chuoái cao hôn, nhöng do maïch glucose daøi hôn (DE thaáp hôn) neân haøm löôïng nöôùc lieân keát cao hôn, keát quaû laø aw thaáp. Maltodextrin chuoái coù hình daïng haït khoâng ñeàu, coù nhöõng goùc nhoïn vaø beà maët thoâ raùm, coøn maltodextrin thöông maïi coù daïng hình caàu, coù goùc troøn vaø beà maët phaúng. Nhöõng tinh boät khaùc nhau ñöôïc thuûy phaân khaùc nhau cho cuøng moät enzym. Treân thöïc teá, ñaây laø lyù do maø nhöõng tinh boät khaùc nhau ñöôïc con ngöôøi tieâu hoùa ôû caùc möùc ñoä khaùc nhau. Maët khaùc, qui trình vaø ñieàu kieän saûn xuaát maltodextrin seõ quyeát ñònh hình daïng vaø caáu truùc haït. pH trong hai tröôøng hôïp laø hoaøn toaøn gioáng nhau. Maët khaùc, qui trình vaø ñieàu kieän saûn xuaát maltodextrin cuõng quyeát ñònh ñeán söï khaùc bieät nhoû naøy. Tuy nhieân khoâng coù thoâng tin veà ñieàu kieän saûn xuaát maltodextrin thöông maïi.
Maltodextrin thöông maïi coù giaù trò L, a, b thaáp hôn maltodextrin chuoái. DE cuûa maltodextrin chuoái thì cao hôn so vôùi maltodextrin thöông maïi. Do ñoù maltodextrin chuoái coù maøu traéng ñuïc hôn so vôùi maltodextrin thöông maïi. Maltodextrin töø tinh boät amaranth coù giaù trò L gioáng vôùi maltodextrin chuoái nhöng coù a cao hôn vaø b thaáp hôn (DE töø amaranth thaáp hôn). Maøu saéc laø thoâng soá quan troïng ñeå ñaùnh giaù khaû naêng öùng duïng cuûa maltodextrin trong thöïc phaåm.
Haøm löôïng chaát khoâ trong glucose syrup thì gioáng vaø vöôït quaù giaù trò ñöôïc giôùi thieäu cho saûn phaåm. Haøm löôïng tro sulfate trong glucose syrup chuoái thì hôi cao hôn so vôùi glucose syrup thöông maïi, söï khaùc bieät naøy chuû yeáu do haøm löôïng kali trong chuoái cao. DE cuûa glucose syrup chuoái vaø thöông maïi gioáng nhau vaø ñeàu cao hôn möùc ñoä toái thieåu cho tieâu chuaån cuûa glucose syrup (>20). DE coù giaù trò töø 50-70 trong dòch ñöôøng thuûy phaân töø tinh boät baép, vôùi noàng ñoä maltose cao vaø giaûm haøm löôïng ñöôøng cao phaân töû. Giaù trò DE cao khi thuûy phaân tinh boät luùa mì thaønh glucose.
Giaù trò pH trong hai saûn phaåm laø gioáng nhau.
Maøu saéc cuûa glucose syrup chuoái saùng hôn syrup thöông maïi. Sau ñoù quaù trình laøm trong vôùi than hoaït tính seõ thu ñöôïc glucose syrup coù ñaëc tính maøu saéc phuø hôïp vôùi coâng ngheä thöïc phaåm. Tuy nhieân glucose syrup chuoái coù ñoä beàn maøu thaáp hôn vaø maøu saéc thay ñoåi theo thôøi gian baûo quaûn. Ñoä beàn maøu laø thoâng soá quan troïng ñeå ñaùnh giaù khaû naêng öùng duïng cuûa glucose syrup.
Chuoái chöa chín coù theå duøng ñeå trích ly tinh boät ñeå saûn xuaát maltodextrin vaø glucose syrup nhö laø moät choïn löïa ñoät phaù veà coâng ngheä bôûi vì moãi naêm ôû caùc nöôùc latinh moät soá löôïng lôùn chuoái bò maát ñi do quaù trình xöû lyù sau thu hoaïch khoâng ñaày ñuû.
Keát luaän
Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa maltodextrin vaø glucose syrup töø chuoái thì phuø hôïp vôùi tieâu chuaån ñoái vôùi saûn phaåm vaø hoaøn toaøn gioáng vôùi saûn phaåm thöông maïi. Ñaëc bieät, maøu saéc cuûa maltodextrin chuoái thì raát thích hôïp söû duïng trong thöïc phaåm.
B. Keát hôïp malt thoùc vaø enzym amyloglucosidase ñeå saûn xuaát syrup ñöôøng töø tinh boät saén
Toùm taét noäi dung
Baøi naøy nghieân cöùu thuyû phaân tinh boät saén baèng söï keát hôïp dòch chieát malt thoùc (RME) vaø amyloglucosidase (AMG). RME ñöôïc chuaån bò baèng caùch taïo malt thoùc trong 10 ngaøy ôû 28oC. Aûnh höôûng cuûa noàng ñoä RME ñeán toác ñoä dòch hoùa vaø noàng ñoä cuûa AMG leân toác ñoä ñöôøng hoùa ñöôïc nghieân cöùu. Söï caân nhaéc veà nhieät ñoä, pH vaø thôøi gian cuõng ñöôïc nghieân cöùu. Caùc loaïi ñöôøng coù trong syrup ñöôïc ñònh tính vaø ñònh löôïng baèng phöông phaùp HPLC. Noàng ñoä RME cao nhaát coù theå dòch hoùa 10%w/v tinh boät saén laø 8%w/v trong moät giôø. Söû duïng keát hôïp 8%w/v hoaëc 10%w/v dòch chieát malt thoùc (RME) vôùi 300 ñôn vò/ml AMG hoaëc 200 ñôn vò/ml AMG ñeå dòch hoùa vaø ñöôøng hoùa tinh boät seõ thu ñöôïc saûn löôïng ñöôøng nhieàu nhaát. Coù theå thu ñöôïc dòch ñöôøng coù DE ñaït 80 neáu keát hôïp moät soá ñieàu kieän moâi tröôøng thích hôïp ñoàng thôøi, cuï theå laø ñieàu chænh nhieät ñoä ôû 60oC, pH = 4.5 trong thôøi gian 4.5h (bao goàm caû thôøi gian dòch hoùa vaø ñöôøng hoùa). Phaân tích HPLC cho thaáy khi chæ söû duïng dòch chieát malt thoùc thì dòch ñöôøng thu ñöôïc chöùa glucose, maltose vaø caùc loaïi ñöôøng khaùc. Coøn neáu keát hôïp RME vaø AMG thì saûn phaåm thu ñöôïc chæ chöùa glucose vaø maltose.
Chuù yù: ñoái vôùi AMG thì ñôn vò/ml coù nghóa laø löôïng enzym caàm söû duïng ñeå giaûi phoùng 1mg glucose trong 3 phuùt ôû pH = 4.5 nhieät ñoä 55oC
1. Giôùi thieäu
Thuûy phaân tinh boät coâng nghieäp taïo glucose syrup coù theå thöïc hieän theo qui trình hoaøn toaøn söû duïng enzym. Quaù trình phaân caét ñöôïc thöïc hieän qua hai böôùc (dòch hoùa vaø ñöôøng hoùa). Coù nhieàu enzym coù theå thuûy phaân tinh boät vaø tính chaát cuûa chuùng khaùc nhau ñaùng keå. Trong saûn xuaát coâng nghieäp cuûa syrup giaøu maltose vôùi heä enzym exomaltogenic, enzym caét maïch nhaùnh luoân ñöôïc söû duïng, caû hai ñeàu nhaèm taêng haøm löôïng maltose vaø ruùt ngaén thôøi gian phaûn öùng. Martensson (1974) ñaõ kieåm tra taùc ñoäng cuûa noàng ñoä pullulanase leân thôøi gian taïo maltose trong quaù trình thuûy phaân 1% tinh boät taïi moät noàng ñoä a-amlylase coá ñònh. Houng ñaõ phaùt trieån moät moâ hình ñoäng hoïc cho quaù trình thuûy phaân tinh boät baèng enzym baèng caùch söû duïng ñoàng thôøi hai enzym a-amylase vaø isoamylase trong moät heä thoáng loø phaûn öùng loïc qua thieát bò sieâu loïc. Fujii (1988) ñaõ neâu leân taùc ñoäng hoã trôï cuûa a-amylase vaø glucoamylase leân quaù trình thuûy phaân tinh boät.
Tinh boät saén coù nhieàu öu ñieåm cho quaù trình thuûy phaân xaûy ra hoaøn toaøn vaø deã daøng. Lages vaø Tannenbaum (1978) ñaõ nghieân cöùu quaù trình ñöôøng hoùa caû tinh boät saén vaø boät saén xay thoâ duøng heä enzym keùp. Chuùng chuyeån hoùa gaàn 100%. Zanin vaø De Moraes (1996) ñaõ thuyeát minh moät moâ hình thuûy phaân tinh boät saén. Theo truyeàn thoáng thì ñöôøng nha chæ chöùa khoaûng 30-40% maltose vaø moät löôïng lôùn ñöôøng coøn laïi laø dextrin.
Moät nghieân cöùu ñöôïc höôùng daãn quaù trình kieåm tra söï thuûy phaân tinh boät saén baèng caùch duøng keát hôïp malt thoùc vaø amylogluosidase trong saûn xuaát caùc loaïi ñöôøng syrup.
2. Nguyeân lieäu vaø phöông phaùp
Loaïi gaïo deûo Rio Grande ñöôïc mua töø Irrigation Development Authority (IDA).
Cuû saén töôi ñöôïc mua töø noâng tröôøng Council for Scientific and Industrial Research (CSIR).
Amyloglucosidase (AMG) töø Aspergillus niger vôùi hoaït ñoä 6000 ñôn vò/ml dung dòch glucose chöùa 0.5% Natri benzoate nhö laø chaát baûo quaûn.
2.1. Chuaån bò dòch chieát malt thoùc
Malt töôi ñöôïc caân vaøo 100ml dung dòch ñeäm acid citic-Natri phosphate (pH ñöôïc ñieàu chænh baèng HCl 0.1M hoaëc NaOH 0.1M) vaø ñöôïc khuaáy troän khoâng lieân tuïc trong 1h, sau ñoù hoãn hôïp ñöôïc ly taâm trong 15phuùt ôû toác ñoä 3000rpm. Nhöõng chaát noåi treân maët seõ ñöôïc duøng nhö laø dòch chieát malt thoùc (RME) duøng cho quaù trình thuûy phaân tinh boät saén trong ñieàu kieän thí nghieäm
2.2. Xaùc ñònh naêng löïc enzym trong malt thoùc
Ñöôïc thöïc hieän theo phöông phaùp AOAC (Association of Official Analytical Chemist)
2.2.1. AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä RME leân tæ leä dòch hoùa
10% tinh boät saén ñöôïc hoà hoùa vaø 100 phaàn naøy ñöôïc thuûy phaân duøng caùc noàng ñoä cuûa RME khaùc nhau (2, 4, 6, 8, vaø 10%w/v). 10 phaàn noàng ñoä enzym ñöôïc duøng ñeå thuûy phaân tinh boät. Quaù trình thuûy phaân ñöôïc thöïc hieän trong beå nöôùc ñieàu nhieät coù khuaáy troän ôû pH 5.5, nhieät ñoä 55oC. Quaù trình thuûy phaân ñöôïc thöïc hieän trong 2h ba laàn. Haøm löôïng ñöôøng ñöôïc xaùc ñònh thoâng qua haøm löôïng ñöôøng khöû vaø chæ soá DE.
2.2.2. AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä AMG leân tæ leä ñöôøng hoùa
Ñöôïc thöïc hieän baèng caùch theâm 200, 300, 400, 500, vaø 600 ñôn vò AMG/ml vaø dòch thuûy phaân tinh boät (DE 37) töø tinh boät saén ñaõ thuûy phaân baèng RME. Hoãn hôïp ñöôïc ñöôøng hoùa ôû 55oC vaø pH 4.5 trong 2h vaø döøng laïi baèng caùch taêng nhieät ñoä leân nhieät ñoä soâi trong 10 phuùt. Toång haøm löôïng ñöôøng khöû ñöôïc xaùc ñònh nhö treân.
Hieäu quaû cuûa söï keát hôïp enzym vaø noàng ñoä leân haøm löôïng ñöôøng
Nghieân cöùu vieäc chæ söû duïng RME vaø vieäc söû dung keát hôïp RME vaø AMG ñeå thuûy phaân tinh boät saén ñaõ hoà hoùa. 10 phaàn noàng ñoä enzym (2, 4, 6, 8, vaø 10%w/v) cuûa RME moãi phaàn ñöôïc duøng ñeå thuûy phaân 100 phaàn tinh boät 10% trong dung dòch ñeäm acid citric-Natri phosphate trong ba laàn ôû pH 5.5, nhieät ñoä 55oC trong beå ñieàu nhieät trong 2h. Meû thöù hai ñöôïc thuûy phaân nhö treân trong 1h vaø pH cuûa dòch thuûy phaân sau ñoù ñöôïc chænh veà pH 4.5 vaø nhieät ñoä taêng leân 60oC ñeå tieáp tuïc thuûy phaân trong 1h nöõa coù vôùi söï boå sung theâm 20 phaàn AMG (200-600ñôn vò/ml).
2.2.3. Caùch saép xeáp thí nghieäm vaø phaân tích thoáng keâ
Baûng 19: Toùm taét caùc bieán cuûa qui trình
Keát hôïp 20 bieán trong quaù trình tieán haønh thí nghieäm. AÛnh höôûng cuûa caùc bieán ñoäc laäp leân haøm löôïng ñöôøng. Phaân tích ngöôïc daïng baäc thang vaø phaân tích ñoä dao ñoäng (ANOVA) ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù döõ lieäu duøng phaàn meàm maùy tính Statgraphics (thoáng keâ ñoà hoïa).
Xaùc ñònh thoâng soá haøm löôïng ñöôøng trong dòch thuûy phaân tinh boät saén baèng phöông phaùp HPLC.
Maãu (dòch thuûy phaân tinh boät saén) ñöôïc pha loaõng vôùi nöôùc caát ñeán tæ leä pha loaõng laø 6.25 vaø ñöôïc bôm töï ñoäng vaøo HPLC. Thôøi gian xuaát hieän peak, chieàu cao peak, vaø beà roäng peak cuûa töøng ñöôøng rieâng leõ ñöôïc so saùnh vôùi glucose vaø maltose chuaån. Pha ñoäng laø acetonnitrile vaø nöôùc (70:30) ôû toác ñoä chaûy laø 1ml/phuùt vaø nhieät ñoä coät laø 40oC.
3. Keát quaû vaø baøn luaän
3.1. AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä enzym leân toác ñoä phaûn öùng
Hình 1 (Fig.1) cho thaáy aûnh höôûng cuûa noàng ñoä RME leân toác ñoä phaûn öùng cuûa quaù trình dòch hoùa tinh boät. ÔÛ noàng ñoä tinh boät saén khoâng ñoåi (10%w/v), noàng ñoä RME ñöôïc taêng töø 2%w/v tôùi 10%w/v ñeå thuûy phaân tinh boät ñaõ hoà hoùa. Toác ñoä dòch hoùa taêng khi taêng noàng ñoä cuûa RME töø 2%w/v cho ñeán 8%w/v vaø baét ñaàu giaûm töø 8%w/v ñeán 10%w/v. Trong haàu heát caùc phaûn öùng thuûy phaân baèng enzym, toác ñoä phaûn öùng taêng tæ leä vôùi noàng ñoä cuûa enzym. Ít nhaát laø trong suoát giai ñoaïn ñaàu cuûa phaûn öùng. Söï giaûm hoaït tính roõ raøng laø do söï caïn kieät cô chaát. Moät lyù do khaùc laø do söï giôùi haïn cuûa hoãn hôïp phaûn öùng, noù trôû neân baõo hoøa ôû noàng ñoä cao hay söï caûn trôû cuûa saûn phaåm (khi noàng ñoä saûn phaåm ñuû lôùn).
Hình 2 (Fig.2) cho thaáy toác ñoä cuûa quaù trình ñöôøng hoùa bôûi enzym AMG leân dòch thuûy phaân tinh boät saén DE 37 bôûi RME. Toác ñoä ñöôøng hoùa taêng khi taêng noàng ñoä cuûa enzym AMG.
3.2. AÛnh höôûng cuûa söï keát hôïp vaø noàng ñoä enzym leân haøm löôïng ñöôøng
Haøm löôïng ñöôøng cao nhaát 31.88 vaø 32.35DE xaûy ra ôû noàng ñoä enzym 8% vaø 10%w/v khi duøng RME dòch hoùa trong 2h. Nebesyn (1990)cho bieát DE 36.6 sau khi thuûy phaân 4h duøng 8mg/ml maltogenase. Khi RME duøng keát hôïp vôùI AMG ôû caùc noàng ñoä 2% + 600 ñôn vò AMG/ml, 2% + 600 ñôn vò AMG/ml, 4% + 500 ñôn vò AMG/ml, 6% + 400 ñôn vò AMG/ml, 8% + 300 ñôn vò AMG/ml, vaø 10% + 200 ñôn vò AMG/ml, haøm löôïng ñöôøng thu ñöôïc cao hôn khi chæ söû duïng RME. Söï keát hôïp RME vaø AMG ôû noàng ñoä 8% + 300 ñôn vò AMG/ml, 10% + 200 ñôn vò AMG/ml cho haøm löôïng ñöôøng cao nhaát 53.81 vaø 54.08DE sau 2h thuûy phaân. Söï keát hôïp 2% + 600 ñôn vò AMG/ml coù haøm löôïng thaáp hôn. Nebesyn (1989) cho bieát DE 48.4 sau 8h thuûy phaân duøng 15MANU maltogenase keát hôïp vôùi 0.4PUN pullulanase. Nebesyn (1990) cho bieát DE 22.6 sau 4h thuûy phaân vôùi 0.12FAU Fungamyl a-amylase vaø DE 33.6 sau 4h thuûy phaân duøng 0.08FAU Fungamyl a-amylase keát hôïp vôùi 0.0375AG amyloglucosidase. Coù nhieàu enzym thuûy phaân tinh boät cho haøm löôïng ñöôøng raát cao, vaø moãi enzym naøy chæ ñoùng goùp ôû moät möùc ñoä naøo ñoù ñoái vôùi haøm löôïng cuoái cuøng vaø loaïi ñöôøng ñöôïc saûn xuaát. So saùnh haøm löôïng ñöôøng khi chæ duøng RME vaø khi duøng keát hôïp vôi AMG, haøm löôïng ñöôøng thaáp hôn khi duøng RME coù leõ laø do enzym a-amylase toàn taïi trong RME chæ thuûy phaân ñöôïc lieân keát 1-4 trong amylopectin vaø caùc polysaccharide lieân quan maø khoâng thuûy phaân ñöôïc lieân keát 1-6. Saûn phaåm chuû yeáu coù theå laø oligosaccharide coù chieàu daøi maïch thay ñoåi vaø moät löôïng nhoû glucose bôûi vì a-amylase caét ngaãu nhieân moät phaân töû trong maïch tinh boät thaønh phaân töû nhoû hôn. Vieäc taêng haøm löôïng ñöôøng khi söû duïng keát hôïp vôùi AMG cho thaáy coù moät loaïi hoaït tính khaùc. AMG laø enzym hoaït ñoäng exo-, caét nhanh tinh boät töø ñaàu khoâng khöû thaønh glucose vaø taêng haøm löôïng ñöôøng. Enzym naøy cuõng thuûy phaân yeáu ñoái vôùi lieân keát a-1-6, moät nhaân toá thöông maïi quan troïng bôûi vì hoaït tính naøy cho pheùp saûn xuaát syrup giaøu glucose. Hoaït tính maïnh hôn ñoái vôùi lieân keát naøy coù theå thöïc hieän ñöôïc baèng caùch cho theâm nhieàu enzym. Tuy nhieân ñieàu naøy coù theå daãn ñeán nhöõng phaûn öùng phuï khoâng mong muoán nhö phaûn öùng glucose polyme hoùa taïo isomaltose, vaø do ñoù saûn löôïng ñöôøng seõ thaáp hôn. Choïn löïa söï keát hôïp vaø lieàu löôïng enzym laø nhaân toá quan troïng ñeå ñaït ñöôïc haøm löôïng ñöôøng mong muoán. Niagam vaø Singh (1995) cho raèng vôùi moät caân baèng an toaøn veà tæ leä cuûa AMG ñoái vôùi a-amylase coù theå thu ñöôïc syrup giaøu gluocse (30-50% glucose, 30-40% maltose), syrup giaøu maltose (30-50% maltose, 6-10% glucose).
Khi RME ñöôïc duøng keát hôïp vôùi AMG, coâng thöùc tính cho saûn löôïng laø:
Z=-2966.319473+58.386971X1+512.76047X2-0.50188X12-50.276762X22-
2.611668X32+1.254368X1X3-0.186614X1X2X3
(trong ñoù: X1 = nhieät ñoä, X2 = pH, X3 = thôøI gian, Z = haøm löôïng ñöôøng khöû vaø R2 =82.77%). Möùc ruûi ro laø P< 0.
Coâng thöùc naøy duøng ñeå döï ñoaùn haøm löôïng ñöôøng khöû töø tinh boät saén khi duøng RME keát hôïp vôùi AMG. Coâng thöùc naøy coù theå giaûi thích 80% ñoä sai leäch trong haøm löôïng. Phöông phaùp ANOVA cho thaáy pH coù caû aûnh höôûng baäc hai vaø baäc nhaát leân saûn löôïng, nhieät ñoä vaø thôøi gian chæ aûnh höôûng baäc hai. AÛnh höôûng keát hôïp giöõa nhieät ñoä vaø thôøi gian; nhieät ñoä, pH vaø thôøi gian cuõng ñaùng keå.
Hình 4 (Fig.4) cho chæ ra sô ñoà beà maët phaûn öùng cho söû aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä, pH vaø thôøi gian leân haøm löôïng ñöôøng khi keát hôïp RME vaø AMG. Hình a laø aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä vaø pH, hình b laø aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä vaø thôøi gian, hình c laø aûnh höôûng cuûa pH vaø thôøi gian.
Trong hình a, haøm löôïng ñöôøng taêng khi nhieät ñoä vaø pH taêng. Tuy nhieân, haøm löôïng baét ñaàu giaûm khi nhieät ñoä leân ñeán 60oC vaø pH 4.5. Brumn (1998) cho bieát AMG coù khoaûng pH toái öu roäng giöõa 4.0 vaø 5.0 nhöng thöôøng thöïc hieän ôû 4.3-4.5, ñoä beàn giaûm nhanh treân 60oC. Hình b, haøm löôïng ñöôøng taêng khi nhieät ñoä vaø thôøi gian taêng. AMG raát beàn ôû ñieàu kieän toái thích (pH 4.5, 55oC), tuy nhieân ñoä beàn bò aûnh höôûng lôùn ôû 60oC vaø hôn nöõa. Trong hình c, haøm löôïng ñöôøng taêng khi pH vaø thôøi gian taêng. AÛnh höôûng cuûa pH thaáy roõ treân haøm löôïng ñöôøng trong khi haøm löôïng ñöôøng baét ñaàu giaûm sau 4.5h thuûy phaân. Haøm löôïng toái öu ôû pH 4.5-4.6 trong 3-4.5h thuûy phaân. Saûn löôïng toái öu (65-80DE) ôû nhieät ñoä 60oC, pH 4.5 trong 4.5h.
3.3. Phaân tích HPLC cho dòch thuûy phaân tinh boät
Söï phaân boá ñöôøng trong moät loai syrup naøo ñoù taát nhieân phuï thuoäc vaøo phöông phaùp saûn xuaát vaø loaïi vaø soá löôïng enzym söû duïng. Ñöôøng ñöôïc saûn xuaát töø tinh boät khi chæ söû duïng RME laø do söï coù maët cuûa caùc loaïi enzym khaùc nhau coù theå coù trong malt thoùc. Malt thoùc giaøu enzym, ñaëc bieät laø a-amylase, amyloglucosidase vaø dextrinase. a-amylase vaø dextrinase duøng ñeå saûn xuaát maltose. Glucose coù theå ñöôïc saûn xuaát thoâng qua hoaït ñoäng cuûa AMG laø moät exo- enzym thuûy phaân lieân keát 1-4 vaø 1-6 töø ñaàu khoâng khöû cuûa maïch tinh boät. Baûng 20 chæ ra chaát löôïng cuûa maltose, glucose vaø caùc loaïi ñöôøng khaùc trong syrup ñöôïc saûn xuaát töø tinh boät saén baèng heä thoáng caùc enzym khaùc nhau.
Baûng 20: DE vaø loaïi ñöôøng ñöôïc ñònh tính vaø ñònh löôïng baèng HPLC trong syrup ñöôïc saûn xuaát töø tinh boät saén baèng RME vaø baèng RME keát hôïp vôùi AMG
Chaát löôïng cuûa glucose vaø maltose laø tuøy thuoäc vaøo loaïi enzym vaø ñieàu kieän thöïc hieän. Celi (1995) cho bieát syrup ñöôïc saûn xuaát ôû Vieät Nam chæ söû duïng malt thoùc chöùa 60% maltose, 16% glucose, vaø 24% caùc polymer cao phaân töû.
Keát luaän
Söï keát hôïp AMG vaø RME seõ cho haøm löôïng ñöôøng cao trong saûn xuaát syrup. Vieäc choïn löïa hôïp lyù ñoàng thôøi caùc ñieàu kieän nhieät ñoä, pH vaø thôøi gian coù theå thu ñöôïc haøm löôïng ñöôøng coù DE 60-80.
C. Kyõ thuaät phaân taùch saéc kyù trong qui trình saûn xuaát glucose syrup
1. Giôùi thieäu
Phaân taùch saéc kyù ñöôïc söû duïng phoå bieán trong saûn xuaát ñöôøng vaø caùc saûn phaåm töø ñöôøng. Hôn hai thaäp nieân troâi qua, coù nhieàu tieán boä ñaùng keå trong vieäc tìm hieåu hieän töôïng phaân taùch saéc kyù , môû roäng khaû naêng öùng duïng vaø taïo ra nhöõng böôùc tieán lôùn trong thieát keá coät vaø ñieàu khieån qui trình. Ñaàu tieân, baøi naøy seõ toùm taét nhöõng tieâu chuaån caàn thieát ñeå toái öu hoùa quaù trình phaân taùch baèng saéc kyù vaø sau ñoù moâ taû nhöõng caùch taân môùi nhaát trong moät heä thoáng laøm vieäc lieân tuïc ñöôïc öùng duïng trong coâng nghieäp saûn xuaát ñöôøng (polyol, glucose syrup….) Khaùi nieäm veà quaù trình phaân taùch saéc kyù coù theå thu ñöôïc deã daøng vaø chuyeån thaønh heä thoáng trao ñoåi ion lieân tuïc maø cung caáp moät lôïi ích kinh teá nhaát ñònh
2. Nhöïa laøm coät truï phaân taùch
Phöông tieän phaân taùch ñieån hình duøng trong heä thoáng saéc kyù vôùi qui moâ lôùn ôû daïng loûng maø ñöôïc öùng duïng treân saccharide laø nhöïa trao ñoåi cation coù lieân keát ngang vôùi styrenic divynilbenzen ñöôïc sulfate hoùa ôû daïng muoái, nhöng cuõng coù theå laø nhöïa anion ôû daïng muoái.
2.1. Daïng ion cuûa nhöïa
Theo truyeàn thoáng thì phaân taùch ñöôøng ñöôïc thöïc hieän vôùi coät nhöïa daïng Canxi, trong khi phaân taùch ñöôøng vaø saûn phaåm khoâng phaûi ñöôøng ñöôïc thöïc hieän vôùi nhöïa daïng Kali. Baûng 1( Table 1) chæ ra caùc chaát trung gian phaân taùch thöông maïi tieâu bieåu cho dung dòch ñöôøng
Nhöïa daïng Canxi taïo ra ñoàng thôøi hai daïng phaân taùch:
Ñaàu tieân noù hoaït ñoäng nhö moät caùi raây phaân töû: nhöõng phaân töû coù kích thöôùc lôùn khoâng vaøo ñöôïc beân trong caùc haït nhöïa seõ ñöôïc loaïi ít hay nhieàu tuøy thuoäc vaø kích thöôùc cuûa chuùng.
Hoaït ñoäng thöù hai laø phaân taùch döïa vaøo söï khaùc nhau veà ñoä beàn cuûa phöùc chaát ñöôøng-Canxi: chæ coù polyol vaø moät soá ñöôøng nhaát ñònh (fructose, galactose) laø coù theå hình thaønh phöùc chaát. Nhöõng hôïp chaát khaùc (sucrose, glucose) khoâng hình thaønh phöùc chaát vôùi nhöïa, vaø do ñoù taïo ra söï phaân taùch.
Nhöïa daïng Kali hoaït ñoäng theo nguyeân taéc loaïi boû ion, döïa treân hieän töôïng ñieän töø vaø nhö moät caùi raây phaân töû.
2.2. Ñaëc tính chính cuûa nhöïa aûnh höôûng ñeán chaát löôïng phaân taùch
Ñaëc tính vaät lyù chính cuûa caùc chaát trung gian phaân taùch laø kích thöôùc haït, söï phaân boá kích thöôùc loã vaø khaû naêng chòu ñöïng shock aùp suaát thaåm thaáu.
Thoâng thöôøng haït hình troøn vaø coù söï phaân boá kích thöôùc ñoàng ñeàu vaø nhoû hôn seõ cho hieäu suaát phaân taùch cao hôn. Kích thöôùc vaø söï phaân boá haït laø nguyeân nhaân chính cho ñoäng löïc hoïc cuûa quaù trình phaân taùch. Haït nhoài caøng nhoû, beà maët trao ñoåi treân moät ñôn vò theå tích caøng lôùn, hieäu suaát phaân taùch caøng cao. Söï phaân boá kích thöôùc vaø kích thöôùc haït nhoài quyeát ñònh söï giaûm aùp suaát thuûy löïc trong heä thoáng. Haït nhoài caøng nhoû, sự giảm aùp suaát caøng lôùn, vaø chi phí hoaït ñoäng caøng cao. Do ñoù, caàn xaùc ñònh kích thöôùc haït toái öu veà maët kinh teá trong moãi tröôøng hôïp. Haàu heát taát caû caùc öùng duïng ñeàu duøng nhöïa trao ñoåi ion vôùi ñöôøng kính haït khoaûng 0.2 ñeán 0.4mm.
Nhöïa caàn phaûi chòu ñöôïc aùp löïc cô hoïc cao gaây ra bôûi söï giaûm aùp thuûy löïc lôùn vaø chu kyø co giaõn laëp laïi. Do ñoù khaû naêng chòu ñöïng shock aùp suaát thaåm thaáu phaûi cao. Tính chaát cô hoïc lieân quan ñeán lieân keát ngang, hoaëc tæ leä divynilbenzene (DBV) (tieâu bieåu laø khoaûng 4 ñeán 8%):
Tæ leä DVB thaáp ngaên caûn xu höôùng co vaø giaõn lôùn hôn.
Tæ leä DVB cao cung caáp tính beàn vaät lyù cao hôn, cho kích thöôùc nhoû hôn, khaû naêng trao ñoåi cao hôn vaø tæ leä haøm aåm thaáp hôn.
Khaû naêng trao ñoåi caøng cao thì coù theå giöõ laïi nhöõng hôïp chaát coù theå taïo phöùc vôùi Canxi cao hôn.
3. Heä thoáng phaân taùch saéc kyù lieân tuïc
a) Nhöõng ñoøi hoûi cô baûn cho quaù trình phaân taùch baèng saéc kyù coù qui moâ coâng nghieäp duøng nhöïa trao ñoåi ion nhö laø chaát trung gian phaân taùch
Dung dòch ñöôøng ñöôïc naïp vaøo thieát bò vôùi löu löôïng khoâng ñoåi vaø haøm löôïng chaát khoâ cao khoaûng 50-70%DS, ôû nhieät ñoä cao khoaûng 60-80oC, vaø khoâng coù nhöõng chaát raén lô löûng. Caàn löïa choïn toát nhaát ñeå toái öu aùp suaát hoaït ñoäng cho toaøn boä heä thoáng. Trong phaân taùch ñöôøng, nguyeân lieäu caàn ñöôïc taùch khoaùng ñeå traùnh quaù trình thay theá cuûa caùc ion traùi daáu trong coät bôûi cation trong nguyeân lieäu, neáu khoâng seõ laøm giaûm hieäu suaát hoaït ñoäng. Hôn nöõa, caàn loaïi boû nhöõng hôïp chaát oxi hoùa trong nguyeân lieäu bôûi vì chuùng aûnh höôûng ñeán ñoä beàn cuûa nhöïa trao ñoåi
Thöôøng thì caû hai nguyeân lieäu vaø dung moâi röûa giaûi ñeàu ñöôïc khöû khí tröôùc khi vaøo thieát bò ñeå traùnh söï oxi hoùa nhöïa (aûnh höôûng ñeán thôøi gian soáng cuûa nhöïa), vaø traùnh quaù trình taùch khí xaûy ra trong oáng nhöïa, neáu khoâng seõ taïo ra caùc keânh daãn. Loaïi vaø chaát löôïng cuûa caùc ion trong nöôùc caàn ñöôïc ñieàu khieån toát. Nhöõng ñoøi hoûi töông töï ñoái vôùi nguyeân lieäu.
Thöôøng thì dung moâi röûa giaûi laø nöôùc ñaõ khöû ion hoaëc ngöng tuï, ñi töø quaù trình coâ ñaëc caùc phaàn töû ôû beân ngoaøi thieát bò. Neáu ñaùp öùng yeâu caàu veà chaát löôïng cuûa nguyeân lieäu vaø dung moâi röûa giaûi thì khoâng caàn quaù trình taùi sinh nhöïa.
Tuy nhieân, ñieàu kieän hoaït ñoäng thoâng thöôøng cuûa quaù trình phaân taùch taïo ra nhöõng maûnh vuïn nhöïa coù theå aûnh höôûng ñeán söï suït aùp vaø söï phaân boá chaát loûng (taïo keânh daãn). Do ñoù caàn coù quaù trình röûa coät nhöïa ôû beân ngoaøi thieát bò ñeå loaïi boû nhöõng maûnh vuïn nhöïa.
b) Moâ taû caùc heä thoáng FAST khaùc nhau: SMB, SMB nhieàu giai ñoaïn, SSMB, daõy lieân tuïc môùi
Heä thoáng saéc kyù cuûa “FAST” (Finnsugar Applexion Separation Technology) ñöôïc öùng duïng trong quaù trình saûn xuaát ñöôøng vaø chaát taïo ngoït ñeå thu nhaän hai hay nhieàu saûn phaåm. Döïa vaøo “FAST”, chuùng ta phaân thaønh caùc loaïi taùch saéc kyù sau:
3.1. SMB (Simulated Moving Bed)
Ñaây laø heä thoáng phaân taùch saéc kyù lieân tuïc, söï xoay vòng lieân tieáp cuûa caùc vuøng nhöïa có thể coi như bản thân hạt đang chuyển động ngược chiều với dòng tuaàn hoaøn chaát loûng. ÔÛ thaäp kỷ 80, kyõ thuaät naøy ñöôïc öùng duïng trong phaân taùch maät ró cuûa mía vaø cuû caûi ñöôøng. Haàu heát taát caû caùc nhaø saûn xuaát HFCS quen thuoäc vôùi qui trình naøy trong öùng duïng laøm giaøu caáu töû fructose, thöôøng seõ thu ñöôïc syrup chöùa 55% fructose sau khi phoái troän laïi
SMB ñöôïc ñònh nghóa laø heä thoáng nhaäp lieäu lieân tuïc, cô baûn ñöôïc duøng ñeå phaân taùch löôõng phaân vaø toái thích cho dung dòch hai caáu töû. Theo thoùi quen, quaù trình phaân taùch ñöôïc ñònh nghóa nhö baûng 2( table 2).
Moãi vuøng ñöôïc xaùc ñònh baèng theå tích cột nhöïa (BV: theå tích nhöïa laãn dung moâi), löu löôïng chaûy trong vuøng vaø thôøi gian laëp laïi. Theå tích cột nhöïa coù theå ñieàu chænh tuøy theo theå tích rửa giải rieâng (SEV) cuûa caùc thaønh phaàn ñöôïc phaân taùch.
Nhöõng qui luaät sau seõ chi phoái thieát keá kyõ thuaät heä thoáng (Table 3)
Hieäu quaû phaân taùch tuøy thuoäc vaøo theå tích cột (bed volumn) rieâng khaùc nhau giöõa caùc phaàn töû caàn phaân taùch. Söï khaùc nhau caøng lôùn, taûi troïng (khaû naêng naïp lieäu) cuûa heä thoáng caøng cao.
Haøm löôïng nöôùc rửa giải taêng khi taûi troïng cuûa heä thoáng taêng. Söï khaùc nhau veà theå tích cột rieâng caøng lôùn, löôïng nöôùc ñoøi hoûi caøng nhieàu.
Noàng ñoä chaát khoâ cuûa nguyeân lieäu ñieàu chænh cao nhö coù theå ñeå haïn cheá söï phaân taùn khi nhaäp maãu (chaúng haïn toái öu laø 60Brix cho phaân taùch heä glucose vaø fructose).
Soá löôïng teá baøo phaân taùch aûnh höôûng ñeán hieäu quaû phaân taùch.
Do ñoù caøng nhieàu oáng, ñoä tinh saïch cuûa caáu töû caøng cao. Toái öu laø töø 8-12 oáng.
3.2. Qui trình SMB nhieàu giai ñoaïn
Nhöõng qui trình gaàn ñaây bao goàm 2 giai ñoaïn. Ñoù laø söï keát hôïp cuûa hai heä thoáng phaân taùch, heä thoáng naøy sau heä thoáng kia nhaèm taêng khaû naêng thu nhaän vaø tinh saïch caùc phaàn töû bò choàng chaäp leân nhau. Ñeå haïn cheá qui moâ cuûa heä thoáng thöù hai caàn coù moät thieát bò coâ ñaëc trung gian.
Qui trình naøy ñöôïc aùp duïng trong coâng ngheä taùch ñöôøng töø maät ró, giöõa hai caáu töû choàng chaäp nhau laø sucrose vaø betaine.
3.3. SSMB (Sequential Simulated Moving Bed)
Heä thoáng naøy phaùt trieån töø heä thoáng SMB. Coù nghóa laø veà cô baûn bao goàm caùc coâng ngheä:
8 (hoaëc hôn nöõa) caùc coät gioáng nhau.
Caùc tuaàn hoaøn chaát loûng.
Coù theå nhaäp maãu vaø laáy saûn phaåm taïi ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa moãi teá baøo phaân taùch.
Ñieåm khaùc bieät bao goàm:
Nhaäp maãu vaø laáy phaân ñoaïn giaùn ñoaïn.
Chia nhoû moãi böôùc SMB thaønh 3 hoaëc 4 böôùc nhoû hôn.
Do ñoù, toác ñoä doøng chaûy trong heä thoáng coù theå toái öu trong moãi vuøng, caùc phaân ñoaïn ñöôïc laáy ra trong ñieàu kieän toái öu, do ñoù coù ảnh hưởng tích cực tới sự giảm áp suaát vaø ñoä saïch cuûa phaân ñoaïn. Qui trình naøy ñoøi hoûi nhieàu söï ñieàu khieån phöùc taïp khi caàn thöïc hieän ñoä tinh saïch cuûa caáu töû cao.
3.4. New Sequential multiprofile process (kyõ thuaät nhieàu profile lieân tieáp)
Heä thoáng naøy duøng ñeå phaân taùch heä nhieàu caáu töû.
Heä thoáng naøy laø moät kyõ thuaät taùch röõa, khoâng lieân tuïc, quaù trình phaân taùch ñöôïc thöïc hieän treân toaøn boä chieàu daøi thieát bò. Nhaäp lieäu ôû moät ñaàu thieát bò vaø laáy saûn phaåm ôû ñaàu cuoái cuøng cuûa thieát bò. Do ñoù chieàu daøi thieát bò vaø theå tích nhaäp lieäu caàn ñieàu chænh ñeå coù söï khaùc bieät veà aùi löïc cuûa caùc caáu töû vôùi coät nhöïa.
Noù ñöôïc ñònh nghóa laø qui trình “2 profile” khaùc vôùi qui trình “1 profile” trong caùc qui trình phaân taùch thoâng thöôøng (chaúng haïn qui trình SMB), noù cuõng coù theå coù nhieàu hôn hai pha ñoäng.
Heä thoáng naøy coù theå öùng duïng duøng hai profile trong phaân taùch maät ró vaø nhieàu hôn hai profile trong phaân taùch loại boû ion.
c) Hieäu quaû phaân taùch tieâu bieåu
ÖÙng duïng coå ñieån nhaát laø phaân taùch heä glucose-fructose ñeå saûn xuaát HFCS (baûng 4), coù theå thu ñöôïc saûn phaåm chöùa haøm löôïng glucose raát cao leân ñeán 99% (baûng 5).
3.5 Phaân xöôûng coâng nghieäp
Kyõ thuaät naøy ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong coâng nghieäp coâng ngheä sinh hoïc vaø döôïc phaåm, kích thöôùc phaân xöôûng khaù nhoû (x 100 lit nhöïa). Noù cuõng ñöôïc duøng trong coâng nghieäp ñöôøng ñeå phaân taùch ñöôøng hoaëc tinh saïch caùc dung dòch coù ñoä tinh khieát thaáp, ñoøi hoûi kích thöôùc nhöïa lôùn hôn (x 100m3). Khaû naêng cuûa nhaø maùy vaø hieäu quaû cuûa nhöïa quyeát ñònh ñeán toaøn boä theå tích nhöïa caàn thieát laäp. Trong nhieàu tröôøng hôïp, do söï giôùi haïn veà keát caáu maùy moùc, ñaëc bieät laø ñöôøng kính coät, caàn nhieàu hôn moät thieát bò phaân taùch. Chaúng haïn nhö trong phaân xöôûng phaân taùch ñöôøng töø maät ró caàn 100m3 nhöïa.
Khi ñôn vò chöùa cao (chaúng haïn nhö trong phaân taùch ñöôøng maät ró), phaân xöôûng loaïi boû ion lieân tuïc Applexion bao goàm hai daây chuyeàn gioáng nhau. Moãi daây chuyeàn goàm coù 4 thaùp gioáng nhau (2 coät cho moãi thaùp) trong ñoù theå tích khoái nhöïa treân moät coät laø 40m3.
Tuøy thuoäc vaøo töøng qui trình, thieát bò phaân taùch seõ goàm 2 ñeán 12 coät gioáng nhau. Xem xeùt veà maët baèng nhaø maùy, caùc coät vaø caùc gian ñöôïc xeáp choàng leân moãi thaùp khaùc ñeå giaûm söï ñoøi hoûi veà dieän tích maët baèng.
3.5.1. Ñoøi hoûi veà chaát löôïng cuûa nguyeân lieäu vaø dung moâi röûa giaûi
Treân taát caû, saûn phaåm ñi vaøo thieát bò phaân taùch phaûi hoaøn toaøn khoâng coù baát kyø chaát raén lô löûng naøo. Neáu khoâng, nhöïa seõ hoaït ñoäng hoaøn toaøn nhö moät thieát bò loïc vaø nhöõng taïp chaát raén lô löûng seõ tích tuï ôû ñænh cuûa khoái nhöïa gaây ra söï suït aùp lôùn vaø giaûm söï phaân boá. Ñoù laø lyù do taïi sao caàn thieát laäp caùc thieát bò loïc chính, loïc an toaøn hoaëc loïc keát thuùc ñeå baûo veä toaøn boä nhaø maùy. Trong moät soá tröôøng hôïp caàn ñieàu chænh tính chaát hoùa hoïc cuûa saûn phaåm vaøo ñeå taêng hieäu quaû phaân taùch hoaëc traùnh söï keát tuûa treân coät do pH thay ñoåi khi hôïp chaát ñöôïc phaân taùch. pH caàn ñieàu chænh ñeå traùnh moät soá tröôøng hôïp thuûy phaân saûn phaåm. Treân heát, caùc chaát trung gian phaân taùch caàn phaûi giöõ ñöôïc daïng ion ban ñaàu cuûa noù vì ñaây laø daïng caàn cho hoaït ñoäng toái öu.
Xeùt ñeán quaù trình loaïi boû ion, haàu heát caùc saûn phaåm thoâ ñöôïc xöû lyù ñeàu chöùa nhieàu ion nhö laø Ca2+, Mg2+, Na+, K+. Trong tröôøng hôïp naøy, caàn loaïi boû nhöõng cation hoùa trò hai tröôùc khi phaân taùch ñeå giöõ cho nhöïa caân baèng vôùi cation hoùa trò moät vaøo heä thoáng vaø nhöõng cation hoùa trò hai coøn soùt laïi.
Qui trình loaïi boû Canxi coù theå laø quaù trình keát tuûa hoùa hoïc hoaëc toát hôn laø ñöôïc chuyeån hoùa toaøn boä trong qui trình phía tröôùc.
Coù nhieàu öu ñieåm trong coâng nghieäp saûn xuaát ñöôøng töø cuû caûi ñöôøng maø caàn loaïi boû Ca2+ baèng nhöïa trao ñoåi ion tröôùc khi coâ ñaëc. Noù coù nhieàu lôïi nhuaän veà chi phí cho boác hôi, cuõng nhö duøng nhöïa trao ñoåi ion ñeå loaïi boû Ca2+ vaø ñieàu chænh pH trong phaûn öùng enzym.
Moät thieát keá phaân xöôøng toát seõ coù khaû naêng dôøi nhöõng coät nhöïa töø oáng trao ñoåi sang thuøng chöùa beân ngoaøi baèng caùch duøng caùc bôm ñaëc bieät vaø nhöõng oáng daãn coá ñònh, trong caùc thuøng chöùa naøy nhöïa ñöôïc xöû lyù rieâng hoaëc taùch baån trong tröôøng hôïp bò nhieãm baån ngaãu nhieân.
3.5.2. ÖÙng duïng kyõ thuaät coät
Thieát keá coät phaân taùch roõ raøng raát quan troïng trong moãi qui trình. Ñeäm kín coät ngaên ngöøa quaù trình troän caùc caáu töû sau phaân taùch vaø haïn cheá quaù trình pha loaõng caáu töû, cuõng nhö söï phaân boá doøng chaûy vaø thu nhaän caáu töû, coù leõ laø nhöõng thoâng soá quan troïng nhaát.
Trong suoát chu kyø thoâng thöôøng, nhöïa seõ co giaõn lieân tuïc tuøy theo aùp suaát thaåm thaáu cuûa caùc pha loûng khaùc nhau. Theå tích coät nhöïa trong nöôùc thöôøng lôùn hôn vaø thaáp hôn trong phaân ñoaïn ñöôøng vaø muoái. Chuù yù raèng theå tích nhöïa cuõng phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä laøm vieäc. Vieäc laøm ñaày traøn coät seõ taïo ra söï suït aùp lôùn hoaëc aùp suaát lôùn trong heä thoáng coù theå gaây nguy hieåm cho heä thoáng.
Caùc haït nhoài coù xu höôùng taïo ra söï phaân boá sao cho theå tích roãng giöõa chuùng laø nhoû nhaát. Ñoù laø lyù do taïi sao caàn ñieàu chænh theå tích coät nhöïa vaø giaûm ñeám möùc thaáp nhaát theå tích phaàn roãng treân ñænh cuûa coät nhöïa.
Nhöõng thieát bò chuyeân duïng caàn söû duïng ñeå ñieàu khieån hoaït ñoäng maø khoâng coù söï nguy hieåm gaây hö hoûng naøo cho oáng.
4. Maïng löôùi phaân boå vaø thu nhaän
Thieát keá vaán ñeà maïng löôùi phaân boå vaø thu nhaän cuõng raát quan troïng khi ñoøi hoûi hieäu quaû cao vaø ñoä tinh khieát cao, vaø ñaëc bieät ñaây laø tröôøng hôïp khi caàn nhöõng oáng lôùn.
Maïng löôùi caàn phaûi coù söùc chòu ñöïng cô hoïc ñeå loaïi boû cho quaù trình baûo döôõng vaø veä sinh, nhöng cuõng caàn thieát keá ñeå cung caáp söï phaân boá caân xöùng cuûa chaát loûng treân caùc chaát trung gian phaân taùch ñeå traùnh söï hình thaønh keânh daãn, söï xaùo troän, söï phoái troän ngöôïc laïi vaø ñaûm baûo söï taän duïng toaøn boä coät nhöïa ñöôïc thieát laäp.
Do ñoù, tuøy theo ñöôøng kính cuûa oáng maø coù khi caàn thieát phaûi phaân chia maïng löôùi thaønh nhöõng phaàn gioáng nhau, moãi phaàn seõ phaân boá treân moät vuøng beà maët töông xöùng.
ÖÙng duïng cuûa khaùi nieäm qui trình trao ñoåi ion lieân tuïc
Trao ñoåi ion ñöôïc öùng duïng nhieàu trong coâng nghieäp. Qui trình loaïi boû ion coù theå laø moät böôùc tinh loïc sô boä cho böôùc trao ñoåi ion tieáp theo. Qui trình cho pheùp tieát kieäm veà hoùa chaát cuõng nhö chi phí xöû lyù caùc doøng. Trao ñoåi ion coù theå thöïc hieän theo meû hoaëc lieân tuïc. Veà nguyeân taéc, trong qui trình giaùn ñoaïn, moät coät ñöôïc saûn xuaát trong khi moät coät khaùc ñang taùi sinh hoaëc ôû traïng thaùi chôø. Trong qui trình lieân tuïc, moät coät seõ saûn xuaát trong khi nhöõng coät khaùc ñang taùi sinh. Khi so saùnh vôùi qui trình giaùn ñoaïn:
Taän duïng toát hôn coâng suaát cuûa coät vaø do ñoù theå tích coät thieát laäp seõ ít hôn.
Taän duïng toát hôn hoùa chaát vaø nöôùc neân ít löôïng taïp chaát vaø nöôùc ñi vaøo trong saûn phaåm.
Doøng chaûy lieân tuïc treân caû doøng saûn xuaát vaø taùi sinh.
Tuy nhieân ñeå coù ñöôïc nhöõng lôïi ích cuûa qui trình haáp thuï vaø trao ñoåi ion caàn toái öu ñieàu kieän laøm vieäc nhö laø thôøi gian tieáp xuùc vôùi nhöïa, vaän toác doøng chaûy qua coät vaø gioït aùp suaát cuõng nhö xem xeùt thôøi gian soáng cuûa nhöïa. Soá löôïng coät hoaït ñoäng vaø taùi sinh caàn quyeát ñònh cho phuø hôïp.
Applexion ñaõ cung caáp phaân xöôûng trao ñoåi ion döïa treân khaùi nieäm SMB, phaùt trieån cho quaù trình loaïi boû ion vaø phaân taùch. Trong caùc phaân xöôûng nhö vaäy, coät ôû traïng thaùi tónh vaø ñöôïc saép xeáp trong thaùp. Taát caû nhöõng trình töï trong qui trình giaùn ñoaïn ñöôïc thöïc hieän y nhö vaäy. Cuõng gioáng nhö qui trình SMB, chæ nhöõng van ñaàu vaøo vaø van ñaàu ra töông öùng vôi nhöõng doøng vaøo vaø ra caàn thieát môùi thay ñoåi töø böôùc naøy sang böôùc keá tieáp.
Veà nguyeân taéc, coù theå aûnh höôûng leân caùc coät khaùc nhau trong töøng vuøng rieâng, moãi vuøng tuøy thuoäc vaøo nhöõng thoâng soá cuûa qui trình. Heä thoáng töï ñoäng cho pheùp deã ñieàu chænh soá löôïng coät ñöôïc saép xeáp song song hoaëc thaønh moät daõy ñeå caûi tieán vieäc toái öu hoùa caùc ñieàu kieän qui trình maø khoâng caàn baát cöù söï thay ñoåi maùy moùc naøo. Taát caû löu löôïng vaø thôøi gian moãi böôùc ñöôïc ñieàu chænh tuøy thuoäc vaøo möùc ñoä saûn xuaát mong muoán.
Caùch saép xeáp coät coá ñònh cuõng doøng chaûy boû qua moät coät naøo ñoù ñeå baûo döôõng coät (vieäc thay theá nhöïa) hoaëc ñeå veä sinh nhöïa rieâng, baát chaáp thöù töï chuaån laëp laïi trong chu trình thoâng thöôøng maø khoâng caàn ngöng hoaït ñoäng nhaø maùy. Quaù trình taåy baån cho coät coù theå thöïc hieän ngay beân trong coät hoaëc ôû moät thuøng chöùa beân ngoaøi.
Keát luaän
Kyõ thuaät phaân taùch baèng saéc kyù coù theå coù nhieàu öùng duïng trong quaù trình tinh saïch ñöôøng. Coù nhieàu nhaân toá aûnh höôûng ñeán caùc thieát keá vaø hieäu quaû cuûa töøng qui trình maø caàn toái öu hoùa cho töøng qui trình rieâng. Roõ raøng laø chi phí cho hoaït ñoäng lôùn nhaát laø quaù trình coâ ñaëc caáu töû, maø thöôøng ñöôïc thöïc hieän baèng quaù trình boác hôi hoaëc keát hôïp vôùi thaåm thaáu ngöôïc. Quaù trình loaïi boû nöôùc (trong coâ ñaëc) coù aûnh höôûng lôùn ñeán söï thieát keá, ñaàu tö vaø chi phí hoaït ñoäng. Neáu coù söï eo heïp veà qui moâ saûn xuaát, caàn coù söï giaøn xeáp ñeå toái öu vaán ñeà kinh teá cuûa qui trình. Applexion cuøng nghieân cöùu vaø thí nghieäm vôùi Finnsugar cung caáp cho nhaø saûn xuaát ñöôøng nhöõng kieán thöùc chuyeân moân toát nhaát cuûa hoï. Chuùng ta ñeà xuaát nhöõng ñieàu kieän thuaän lôïi treân qui moâ nhoû cho baát kyø söï phaùt trieån vaø toái öu hoùa cho töøng tröôøng hôïp rieâng bieät baèng neàn taûng cô baûn.
Thủy phân
Hình 1: Qui trình hoà hoùa – dòch hoùa – ñöôøng hoùa
Laøm nguoäi
Taåy maøu
Hình 2: Qui trình taåy maøu baèng than hoaït tính vaø loïc
baèng thieát bò loïc chaân khoâng daïng thuøng quay
Than hoạt tính
Thieát bò loïc
Hình 3: Thieát bò loïc eùp
Hình 4: Thieát bò loïc eùp daïng khung baûn
Hình 5: Caáu taïo cuûa thieát bò loïc eùp
Loïc trao ñoåi ion
Hình 6: Caáu taïo cuûa thieát bò trao ñoåi ion
Loïc söù
Hình 7: Thieát bò loïc söù
Coâ ñaëc
Hình 8: Heä thoáng coâ ñaëc
Phaïm Vaên Boân, “Quaù trình vaø thieát bò truyeàn nhieät”, NXB Ñaïi hoïc Quoác gia thaønh phoá Hoà Chí Minh, 2002.
Caùc taùc giaû, “Caùc quaù trình cô baûn trong coâng ngheä thöïc phaåm”, NXB Giaùo duïc, 1996.
PGS TS Lê Văn Việt Mẫn, “Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống”, NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh,2006
Lê Ngọc Tú, “Hóa học thực phẩm” , NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2003
Lê Ngọc Tú, “Hóa sinh công nghiệp” , NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2004
acta.ivic.ve/53-1/200132.pdf
www.activated-carbon.com/3-6.html
www.activated-carbon.com/solre2c.html
www.ansti.org/ansti-journal/2002/Vol3No1/Ayemor.pdf
bioline.utsc.utoronto.ca/archive/00001409/ej04002.pdf
cassacabiz.org/postharvaest/gsyrup01.htm
www.cassava.org/eng/about_us.html
www.fao.org/docrep/X5032E/x5032E01.htm
www.fineprint.com
www.originagrostar.com/glucose.html features/BNP_Features_Item/0,3156,18095,00.html
www.strach.dk/isi/starch/cassava.htm
www.univ-teims.fr/Externes/AVH/AVH07Theoleyre.pdf
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- đường nha.doc
- 14. Duong nha.dwg