LỜI MỎ ĐẦU

Tinh bột được sử dụng rộng rải trong công nghiệp thực phẩm và các ngành

công nghiệp khác. Trong công nghiệp thực phẩm dùng làm các loại bánh, kẹo, mỳ

ăn liền, m iến... hoặc trộn lẫn với các sản phẩm khác để chế biến ra các món ăn,

dùng trong sản xuất đường, mạch nha, glucoze... Nói chung tinh bột có thế sử dụng

trong nhiều ngành. M ột số tinh bột thường được sử dụng như tinh bột mì, tinh bột

bắp, tinh bột khoai tây.

Khoai mì là cây lương thực dễ trồng, cho năng suất cao khoảng 9 tấn/ha. Ở

Việt Nam sản lượng khoai mì khoảng 3 triệu tấn/năm , chỉ đứng thứ hai sau lúa.

Khoai mì có tỉ lệ protein và chất béo thấp so với các loại lương thực khác, nếu sử

dụng trực tiếp đe làm lương thực có giá trị không cao. Neu dùng khoai mì đế sản

xuất tinh bột khoai mì thì không những đáp ứng phục vụ cho các ngành công nghiệp

mà còn là nguồn hàng xuất khấu quan trọng.

Trong bối cảnh đó, đối với các nhà sản xuất, việc đầu tư sản xuất các loại

tinh bột có chất lượng cao, tinh bột biến tính và các sản phâm các khác là một đòi

hỏi bức thiết, vừa giúp cải thiện các tính chất của tinh bột khoai mì đế có thể ứng

dụng rộng rãi hon, vừa nâng cao hơn nữa giá trị của khoai mì, đa dạng hóa sản

phấm nhằm áp ứng nhu cầu ngày càng cao của ng ười tiêu dùng, tạo động lực cho sự

nghiệp chất kết dính, dược phẩm, công nghệ thực phẩm ... Cùng với xu thế hội nhập

phát triển của từng công ty cũng như của toàn xã hội.

Riêng đối với nước ta khoai mì khá nhiều, nếu ta tận dụng để chế biến thành

tinh bột thì không những đáp ứng được nhu cầu phục vụ cho các ngành công nghiệp

mà còn là một nguồn hàng xuất khấu quan trọng.

Mong rằng các kết quả chúng tôi thu nhận được sẽ góp phần ít nhiều cho các

bạn hiếu về công nghệ sản xuất tinh bột trong n ước.

0

Chương 1: NGUYÊN LIỆU CHO SẢN XUẤT KHOAI MÌ

1.1 Lịch sử phát triển của khoai mì

Khoai mì có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu M ỳ La tinh (Crantz, 1976)

và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993). Trung tâm phát sinh cây

khoai mì được giả thiết tại vùng đông bắc của nước Brazil thuộc lưu vực sông

Amazon, nơi có nhiều chủng loại khoai mì trồng và hoang dại (De Candolle 1886;

Rogers, 1965). Bằng chứng về nguồn gốc khoai mì trồng là những di tích khảo cổ ở

Venezuela niên đại 2.700 năm trước công nguyên, di vật thể hiện củ khoai mì ở

cùng ven biên Peru khoảng 2000 năm trước công nguyên, những lò nướng bánh

khoai mì trong phức hệ Malabo ở phía Bắc Colombia niên đại khoảng 1.200 năm

trước công nguyên, những hạt tinh bột trong phân hóa th ạch được phát hiện tại

Mexico có tuổi từ năm 900 đến năm 200 trước công nguyên (Rogers 1963, 1965).

Cây khoai mì được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo của châu Phi vào thế

kỷ 16. Tài liệu nói tới khoai mì ở vùng này là của Barre và Thcvet viết n ăm 1558. Ỏ

châu Á, khoai mì được du nhập vào Ân Độ khoảng thế kỷ 17 (P.G. Rajendran et al,

1995) và Sri Lanka đầu thế kỷ 18 (W .M.S.M Bandara và M Sikurajapathy, 1992).

Sau đó, khoai mì được trồng ở Trung Quốc, Myanma và các nước châu Á khác ở

cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19 (Fang Baiping 1992. u Thun Than 1992). Khoai mì

đựơc du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỷ 18, (Phạm V ăn Biên, Hoàng Kim,

1991).

Hình 1.1: Cây khoai mì và củ khoai mì

Cây sắn - khoai mì (M anihotesculenta Crantz), tiếng anh là cassava hay còn

gọi là manioc. Là loai cây sinh trưởng khỏe, cây sử dụng tốt đất cạn kiệt, thích hợp

với vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, nhiệt độ thích họp là 18 - 30°c, thời gian sinh1

trưởng 8 - 9 tháng, trồng vào tháng 2 - 3 cho năng suất cao nhất [ 1], khoai mì được

trồng chủ yếu để lấy củ để sản xuất tinh bột khoai mì.

Khoai mì là cây lương thực đứng hàng thứ sáu trên thế giới và một trong 15

cây trồng phổ chiếm diện tích lớn nhất trong sản xuất nông nghiệp của loài ng ười.

Các nước sản xuất khoai mì đứng hàng đầu thế giới là Nigeria, Brazil,

Thailand. Tông sản lượng khoai mì trên thế giới năm 1984 khoảng 129,020 triệu

tấn, trong đó Việt Nam chiếm khoảng 2,2% [1]. N ăm 2001 tổng sản lượng củ khoai

mì trên thế giới là 175,617389 triệu tấn, được phân bố theo bảng 1.1.

Bảng 1.1 Sản lượng khoai mì thế giới năm 2001 [7].

Nước Sản lượng (triệu tấn)

Nigeria 33,854000

Brazil 24,481356

Thailand 18,238000

Congo 15,959000

Indonesia 15,800000

Ghana 7,845440

Tanzania 5,757968

ấn Độ 5,800000

Môdămbich 5,361974

Trung Quốc 3,750900

Các nước khác 38,723571

Tổng 175,617389

2

Ở Việt Nam trải dài từ Nam trí Bắc n ơ i nào cùng trồng được khoai mì,

nhưng tập trung chủ yếu ở vùng Đông Nam Bộ, vùng núi phía Bắc, vùng ven biển

miền Trung và vùng khu 4 cũ. Hiện sản lượng khoai mì nước ta xấp xỉ 3 triệu

tấn/năm, chủ yếu sản xuất trên quy mô hộ gia đình. Sản lượng khoai mì nước ta

trong thập niên 80 đến nay không tăng đáng kể, bảng 1.2. Theo bảng tin ngày

19/11/2002 VnExpress. H iện nay cả nước đã có 24 nhà máy chế biến tinh bột khoai

mì đi vào hoạt động, chủ yếu ở phía nam. Các nhà máy ở miền Trung và phía Bắc

đang trong giai đoạn hoàn thiện.

Bảng 1.2 : Diện tích, sản lượng khoai mì (củ tươi) ở Việt Nam 1988 - 1992

Năm Diện tích (1000 ha) Sản lượng (1000 tấn)

1988 317,7 2838,3

1989 284,6 2585,4

1990 256,8 2275,8

1991 273,2 2454,9

1992 277,2 2470,2

Ở Việt Nam khoai mì chủ yếu làm thức ăn gia súc (61%), dùng cho sản xuất

tinh bột chỉ chiếm 16 %, xuất khẩu chiếm 5 % dưới dạng khoai mì lát khô, còn lại

chủ yếu dùng cho người dạng củ [11]. Gần 50 % tinh bột khoai mì ớ nước ta dùng

sản xuất bột ngọt.

Trong khi ở Thailand hơn 50 % tinh bột khoai mì dùng đe sản xuất tinh bột

biến tính dùng cho công nghiệp thực phấm và công nghiệp khác [11 ], Việt Nam chỉ

có khoảng 1 5 - 2 0 % dùng cho công nghiệp.

1.2 Phân loại

Có nhiều cách phân loại khoai mì.

Phân loại theo đặc điềm thực vật của cây: xanh, tía, lá 5 cánh, lá 7 cánh.

Phân loại theo đặc điêm củ: khoai mì trăng hay khoai mì vàng.

3

Phân loại theo hàm lượng độc tố có trong khoai mì: khoai đắng hay khoai

mì ngọt.

Khoai mì đắng (M. ƯTILISSIMA) có hàm lượng HCN hơn 50 mg/kg củ.

Giống này thường có 7 lá cánh mũi mác cây thấp và nhỏ.

Khoai mì ngọt (M. DƯLCIS) có hàm lượng HCN dưới 50 mg/kg củ. Giống

cây này thường có 5 lá cánh mũi mác, cây cao thân to.

1.3 Đặc điêm sinh học

❖ Thân

Thuộc loại cây gồ cao từ 2 - 3 m trắng giữa thân có lõi và xốp nên rất yếu.

❖ Lá

Thuộc loại lá phân thuỳ sâu, có gân lá nôi rõ ớ mặt sau, thuộc loại lá đơn

mọc xen kẽ, xếp trên thân theo ch iều xoắn ốc. Cuống lá dài từ 9 - 20 cm có màu

xanh, tím hoặc xanh điếm tím.

❖ Hoa

Là hoa đon tính có hoa đực và hoa cái trên cùng một chùm hoa. Hoa cái

không nhiều, mọc ớ phía dưới cụm hoa và nở trước hoa đực nên cây luôn luôn được

thụ phấn của cây khác nhờ gió và côn trùng.

❖ Quả

Là loại quả nang, có màu nâu nhạt đến đỏ tía, có hình lục giác, chia thành ba

ngăn, mồi ngăn có một hạt, khi chín quả tự khai.

❖ Rễ

Mọc từ mắt và mô sẹo của hom, lúc đầu mọc ngang sau đó cắm sâu xuống

đất. Theo thời gian chúng phình ra to ra và tích luỳ bột thành củ.

❖ Củ

Khoai mì hai đầu nhọn, chiều dài biến động từ 25 - 200 cm, trung bình

khoảng 40 - 50 cm. Đuờng kính củ thay đôi từ 2 - 2 5 cm, trung bình 5 - 7 cm. Nhìn

chung, kích thước cũng như trọng củ thay đổi theo giống, điều kiện canh tác và độ

màu của đất.

4

Củ khoai mì có cấu tạo hình gậy, hai đầu vút nhỏ lại (cuống và đuôi). Tuỳ

vào giống và điều kiện trồng trọt, củ khoai mì có kích th ước khác nhau thông

thường có chiều dài 300 - 400 mm, đường kính 40 - 60 mm. Cá biệt có củ dài đến

100 mm, và có đường kính đến 100 mm, củ khoai mì gồm bốn phần chính sau đây:

❖ Củ khoai mì gồm 4 phần chính:

• Vỏ gồ chiếm 0 . 5 - 3 % khối lượng củ.

• Vỏ cùi chiếm 8 - 10 % khối lượng củ.

• Thịt khoai mì à phần chủ yếu của củ khoai mì, bao gồm các tế bào

nhu mô thành mỏng. Thành phần vỏ tế bào nhu mô là xenluloz ơ,

pentozơ, bên trong là các hạt tinh bột và nguyên sinh chất.

• Lượng tinh bột trong thịt khoai mì phân bố không đều nhiều nhất ở

lớp ngoài rồi giảm dần vào trong.

1.4 Thành phần hoá học của khoai mì

• Tinh bột khoai mì

Là thành phần quan trọng của củ khoai mì, nó quyết định giá trị sử dụng.

Tinh bột chiếm khoảng 32,28 % tổng các chất có trong khoai mì.

Tinh bột khoai mì có màu rất trắng, trong quá trình sản xuất nếu củ được nghiền khi

chưa bóc vỏ, tinh bột thu được có màu rất tối. màu xám của tinh bột ảnh hưởng đến

chất lượng cũng như giá cả của sản phẩm.

Hạt tinh bột khoai mì có kích thước từ 5 - 40 Ị4,m với những hạt lớn 25 - 36

H-m, hạt nhó 5 - 1 5 |j.m và có nhiều hình dạng, chủ yếu là hình tròn, bề mặt nhẵn,

một bên mặt có chồ lõm hình nón và một núm nhỏ ở giữa. D ưới ánh sáng phân cực,

các liên kết ngang với mật độ từ trung bình tới dày đặc có thể thấy rõ

Khi hạt tinh bột khoai mì bị phá vờ, có thể quan sát được rãnh tạo cấu trúc

xốp của hạt. Các rãnh vô định hình kéo dài từ bồ mặt tới tâm của hạt tạo thành các

lồ xốp. Chính các lồ xốp này giúp nước xâm nhập làm trương nở tinh bột, phá vờ

các liên kết hydro giữa các phân tử trong cấu trúc tinh thể, tạo điều kiện cho các

enzyme phân hủy. Tinh bột khoai mì có cấu trúc hạt tương đối xốp, liên kết giữa

5

các phần tử trong cấu trúc tinh thể yếu, vì vật bị phân hủy bởi các tác nhân như acid

và enzyme hơn so với các loại tinh bột khác.

Tinh bột khoai mì có hàm lượng amylopectin và phân tử lượng trung bình

khá cao 215.000 g/mol, hàm lượng amylose nằm trong khoảng 8 - 2 9 %, nhưng nói

chung đa số các giống khoai mì có tỉ lệ amylose 16 - 18 %.

Tinh bột khoai mì có những tính chất tương tự như các loại tinh bột chứa

nhiều amylopectin như độ nhót cao, xu hướng thoái hoá thấp và độ bền gel cao.

Hàm lượng amylopectin và amylose trong tinh b ột khoai mì liên quan tới độ củ nấu

chín và nhiều tính chất ứng dụng trong công nghiệp.

Tinh bột khoai mì có nhiệt độ hồ hoá trong khoảng 58,5 - 70°c

Độ nhớt là chất quan trọng giúp tinh bột có nhiều ứng dụng, như là chất đặc

trong công nghiệp thực phẩm, chất hồ vải trong công nghiệp dệt hay chất phủ trong

công nghiệp giấy.

Độ nở và độ hòa tan của tinh bột là tính chất rất quan trọng và cũng rất khác

nhau giữa các loại tinh bột. Khả năng nở và hòa tan cao thể hiện lực liên kết yếu

trong cấu trúc hạt.

❖ Đường

Đường trong khoai mì chủ yếu là glucoze và một ít m altoze, saccaroze.

Khoai mì càng già thì hàm lượng đường càng giảm. Trong chế biến, đường hoà tan

trong nước được thải trong nước dịch.

❖ Protein

Hàm lượng của thành phần protein có trong củ rất thấp nên cũng ít ảnh

hưởng đến quy trình công nghệ, tỷ lệ khoảng 1 - 2 %.

❖ Nước

Lượng ẩm trong củ khoai mì tư ơ i rất cao, chiếm khoảng 70 % khối lượng

toàn củ. Lượng ẩm cao khiến cho việc bảo quản củ t ươi rất khó khăn. Vì vậy ta phải

đề ra chế độ bảo vệ củ họp lý tuỳ từng điều kiện cụ thể.

6

❖ Độc tố trong củ mì

Ngoài những chất dinh dường trên, trong khoai mì còn có độc tố. Chất độc

có trong cây khoai mì ngày nay đã được nghiên cứu và xác định tương đối rõ đó

chính là HCN. Trong củ khoai mì, HCN tồn tại dưới dạng phazeolunatin gồm hai

glucozit Linamarin V à Lotaustralin.

♦> Hệ enzyme

Trong khoai mì, các chất polyphenol và hệ enzym e polyphenoloxydaza có

ảnh nhiều tới chất lượng trong bảo quản và chế biến. Khi chưa đào hoạt độ chất

men trong khoai mì yếu và ôn định, nhưng sau khi đào th ì chất men hoạt động

mạnh.

Polyphenoloxydaza xúc tác quá trình oxy hoá polyphenol tạo thành

octoquinon sau đó trùng họp các chất không có bản chất phenol như axitamin để

hình thành sản phẩm có màu. Trong nhóm polyphenoloxydaza có những enzyme

oxy hoá các monophenol mà đ iên hình là từozinnaza xúc tác sự oxy hoá acid amin

tirozin tạo nên quinon tương ứng. Sau một số chuyến hoá các quinon này sinh ra sắc

tố màu xám đcn gọi là melanin. Đây là một trong những nguyên nhân làm cho thịt

khoai mì có màu đen mà thường gọi là khoai mì chạy nhựa. Vì enzyme tập trung

trong mủ ở vỏ cùi cho nên các vết đen cũng xuất hiện trong thịt củ bắt đầu từ lóp

ngoại vi.

Khi khoai mì đã chạy nhựa thì lúc mài xát khó mà phá v ỡ tế bào đê giải

phóng tinh bột do đó hiệu suất lấy tinh bột thấp, mặt khác tinh bột không trắng.

Ngoài tirozinaza các enzym e oxy hoá khử cũng hoạt động mạnh làm tổn thất chất

khô của củ. Hàm lượng tannin trong khoai mì ít nhưng sản phẩm oxy hoá tannin là

chất flobafen có màu sẫm đen khó tẩy. Khi chế biến, tannin còn có tác dụng với Fe

tạo thành sắt tannat cũng có màu xám đen. Cả hai chất này đều ảnh huởng đến màu

sắc của tinh bột nếu như trong chế biến không tách dịch bào nhanh và triệt để.

Trong bảo quản khoai mì tươi thường nhiễm bệnh thổi khô và thối ướt do

nấm và vi khuẩn gây nên đặc biệt đối với những củ bị tróc vỏ và dập nát. Ngoài ra

nếu củ bị chảy nhựa nghiêm trọng cũng sẽ dẫn tới hiện tượng thối khô.

Đi sâu phân tích về phương diện tổ hợp thành các chất dinh dường chủ yếu là đạm

7

và tinh bột (vì đó là hai thành phần quan trọng của củ khoai mì có giá trị kinh tế

nhất).

Tỷ lệ tinh bột và đạm phân bố không đều trong nhưng bộ phận khác nhau

của củ khoai mì. Quy luật chung: hàm 1 ượng tinh bột tập trung nhiều nhất ở phần

sát vỏ bao, càng đi sâu vào lớp thịt sát lõi lượng tinh bột lại ít đi, nhưng lượng đạm

lại tăng lên một phần so với những lóp bên ngoài.

1.5 Các chỉ tiêu và các dạng nguyên liệu trong sản xuất tinh bột khoai mì

1.5.1 Chỉ tiêu nguyên liệu

❖ Phương pháp cảm quan: xác định củ tốt củ xấu và xác định tương đối hàm

lượng tinh bột.

Củ khoai mì nhiều bột ít xơ, vỏ củ và vỏ bao mỏng, cuống ngắn củ to là tốt.

Loại củ cuốn dài khi chế biến năng xuất bột kém vì cuống thực chất gồm phần lớn

là xơ gỗ. Chọn củ trung bình rồi bẻ làm đôi, nếu ta chỉ dùng một lực vừa phải bẻ

gãy củ và thấy thịt sắn chắc và khô, trắng đục thì như vậy có thể coi là thu hoạch

khoai mì đúng tuổi, hàm lượng tinh bột cao nhất. Neu bẻ gãy củ cũng dễ dàng

nhưng thấy thịt sắn có màu vàng nhạt, tuy chắc thịt nh ưng phần giữa củ ướt thì đó là

khoai mì non ít bột.

❖ Phương pháp thực nghiệm

Dùng loại cân thực nghiêm Thái lan thiết kế và sản xu ất xác định. Nguyên

tắc hoạt động dựa trên sự khác nhau về tỷ trọng giữa bột và n ước. Qua nhiều lần

khảo sát các số liệu người ta thiết kế cân xác định được hàm lượng tương ứng của 5

kg củ. Củ được chặt khúc từ 3 - 5 cm. Cân hoạt động như sau: củ được chặt khúc

cho vào giõ cân (1) cân xác định khối lượng 5 kg (lúc này quả cân hàm lượng đặt tại

điếm không, sau khi cân đúng 5 kg củ, đố xuống giỏ được nhấn chìm trong nước.

1.5.2 Nguyên liệu trong sản xuất

Trong sản xuất khoai mì, nguyên liệu dùng trong sản xu ất gồm có 2 dạng:

khoai rnì tươi và khoai mì lát khô.

❖ Chế biến khoai mì lát khô

• Thái lát

8

Làm cầu thái lát bàng một lười dao bài mỏng và dài hơn một gang tay. Tay

trái đặt và giữ củ khoai mì đứng lười dao. Tay phải kéo thanh gạt cho củ khoai

mì ngập vào lưỡi dao, cắt thành lát.

Sử dụng bàn thái lát quay tay có 4 - 5 lưỡi dao để giảm nhẹ sức lao động và

tăng năng suất thái lát.

• Phơi khô

Trước khi phơi, nếu khoai mì được rửa lát khoai mì khô sê trắng. Tùy quy

mô sản xuất và điều kiện cụ thể mà phơi khoai mì... Rải khoai mì thành một lớp

trên sàn phơi. T ốt nhất là nên dùng sân xi m ăng, nong, nia, phên, cót đê phơi

khoai mì. Phơi khoai mì khi trời nắng. Ngày phơi, tối nên cất đê tránh sương

làm giảm chất lượng sản phẩm. Trời m ưa, đưa khoai mì vào mái che và hong

gió. khoai mì càng chóng khô nếu có gió hoặc phơi trên sàn cao.

• Đe nguội

Sau khi phơi khoai mì phải để nguội rồi mới đem cất trữ.

• Bảo quản

Cho khoai mì đã để nguội vào dụng cụ bảo quản như chum, vại, thùng kim

loại hoặc bao ni lông nhiều lóp kín v à có biện pháp phòng chống chuột, gián cắn

phá. N en số lượng lớn, có thế quây cót tráng nhựa đường và dán giấy xi m ăng làm

dụng cụ bảo quản, nếu bảo quản tốt có thể giữ sắn lát trong 8 - 9 tháng. Thường 3

kg khoai mì củ tươi cho 1 kg lá khoai mì lát khô.

❖ Bảo quản nguyên liệu khoai mì tươi

Khoai mì là loại củ khó bảo quản vì dễ bị biến chất dễ h ư hỏng .Khoai mì có

hàm lượng nước cao rất dễ bị các loại men phân li các họp chất hữu c ơ, thông

thường người ta gọi là chạy nhựa làm cho củ khoai mì biến thành X ơ và bán xơ có

khi cứng như gỗ.

Thực tế khoai mì sau khi thu hoạch về thường không chế biến kịp nên phải

bảo quản khoai mì tươi trong một khoảng thời gian nhất định. Khi bảo quản, nếu tạo

điều kiện càng giống khi chưa đào thì càng bảo quản được lâu. Có những cách như

9

• Bảo quản trong hầm kín: mục đích của việc bảo quản trong hầm kín là

để tránh sự hoạt động của các enzyme trong củ mì có nghĩa là tránh hiện tượng hư

hỏng. Hầm phải hoàn toàn kín và khô ráo, phải có mái che đê tránh nước chảy vào.

Hầm sâu khoảng 0.8, chiều rộng phụ thuộc vào số khoai mì cần bảo quản.

• Bảo quản bằng cách phủ cát khô: phương pháp này dựa trên nguyên

tắc bảo quản kín giống như bảo quản trong hầm. Chọn củ có kích thước đồng đều

không bị dập, vỏ không bị xây xát, xếp 1.5 m, chiều dài khoảng 4 m. Sau khi sắp

xếp 0.6 m, rộng 1.2 thành luống cao 0.5 xong , dùng cát khô phủ kín đống khoai

mì, lớp cát dày ít nhất 20 cm.

Ngoài ra có thể bảo quản bằng cách nhúng vào nước vôi .Khoai mì sau khi

thu hoạch chọn nhừng củ còn nguyên vẹn đem nhúng vào nước vôi 0.5 % hoặc

dùng bình chứa nước vôi phun đều vào đống củ sau đó dùng trấu hoặc cát phủ kín

đổng khoai mì trong 25 ngày. M ột số nhà nghiên cứu đã tìm ra là khoai mì có thể

được bảo quản trong thời gian khá dài nếu chúng được giữ ở điều kiện lạnh đông

.Tuy nhiên, cách bảo quản này ít được sử dụng vì chí phí quá tốn kém và người ta

cho rằng rằng phương pháp bảo quản chi phí cao như vậy không phù họp với mặt

hàng có chi phí thấp như khoai mì.

Ta chỉ nên bảo quản những củ nguyên vẹn vì những củ gãy xây xát thường

nhiễm vi sinh vật làm cho củ thối, đặc biệt bệnh thối ướt dễ dàng lây sang những củ

lân cận rồi lan ra từng đống.

Khi bảo quản cần lưu ý tới nhiệt độ. Nhiệt độ được xác định bằng cách: cắm

ống đo vào ổng thông hơi, nếu nhiệt độ củ khoai mì lớn hơn nhiệt độ ngoài trời

50°c thì đảo khoai mì. Nếu thấy củ thối hỏng, chạy nhựa, biến màu (trắng sang

vàng hoặc đen) thì bỏ.

Nhừng cách bảo quản trên được sử dụng trước đây khi khoai mì chỉ được

trồng theo mùa. Những năm gần đây ở tỉnh Tây Ninh người ta trồng khoai mì quanh

năm, những nhà máy thu hoạch khoai mì từ những đồn điền của nhà máy hoặc thu

mua ở những đồn điền xung quanh và đưa vào sản xuất ngay không cần phải bảo

quản.

1.6 Thành phần hoá học của tinh bột khoai mì

1.6.1 Cấu tạo của tinh bột khoai mì

10

Tinh bột là polysaccarit chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây. Tinh bột

cũng có nhiều ở các loại củ như khoai tây, khoai mì, củ mài. Một lượng đáng ke

tinh bột cũng có trong các loại quả như chuối và nhiều loại rau. Tinh bột có nhiều

trong các loại lương thực do đó các loại lương thực được coi là nguồn nguyên liệu

chủ yếu đế sản xuất tinh bột. Hình dạng và thành phần hóa học của tinh bột phụ

thuộc vào giống cây, điều kiện trồng t r ọ t ...

Tinh bột không phải là một chất riêng b iệ t, nó bao gồm hai thành phần là

amylose và amylopectin. Hai chất này khác nhau về nhiều tính chất lí học và hóa

học. Dựa vào sự khác nhau đó có thể phân chia được hai thành phần trên để điều

chế dạng tinh khiết.

Hình 1.2: c ấ u tạo của tinh bột

Các phương pháp để tách và xác định hàm lượng amylose và amylopectin là:

• Chiết rút amylose bằng nước nóng.

• Ket tủa amylose bàng rượu.

• Hấp thụ chọn lọc amylose trên xellulose.

Tinh bột là loại polysaccarit khối lượng phân tử cao gồm các đơn vị glucose

được nổi nhau bởi các liên kết a - glycozit, có công thức phân tử là (C 6H io 0 5)n, ở

đây có thê từ vài trăm đên hơn 1 triệu. Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công

nghiệp thực phẩm do nhừng tính chất hóa lý của chúng. Tinh bột thường dùng làm

chất tạo độ nhớt sánh cho các thực phầm dạng lỏng hoặc là tác nhân làm bền keo

11

hoặc nhũ tương, như các yếu tổ kết dính và làm đặc tạo độ cứng, độ đàn hồi cho

nhiều loại thực phẩm.

Trong thực vật, tinh bột thường có mặt dưới dạng không hoà tan trong nước.

Do đó có thể tích tụ một lượng lớn ở trong tế bào mà vẫn không bị ảnh h ưởng đến

áp suất thẩm thấu. Các hyđrat cacbon đầu tiên được tạo ra ở lục lạp do quang hợp,

nhanh chóng được chuyển thành tinh bột. Tinh bột ở mức độ này được gọi là tinh

bột đồng hoá, rất linh động, có thể được sử dụng ngay trong quá trình trao đổi chất

hoặc có thể được chuyển hoá thành tinh bột dự trữ ở trong hạt, quả, củ, rễ, thân và

bẹ lá.

Hạt tinh bột của tất cả hệ thống nêu trên có dạng hình tròn, hình bầu dục, hay

hình đa giác. Hạt tinh bột khoai tây lớn nhất và bc nhất là hạt tinh bột thóc.

Kích thước các hạt khác nhau dẫn đến những tính chất c ơ lý khác nhau như:

nhiệt độ hồ hoá, khả năng hấp thụ xanh metylen ... Có thê dùng phương pháp lắng

đế phân chia một hệ thống tinh bột ra các đoạn có kích thước đồng đều đe nghiên

cứu.

Tinh bột khoai mì có dạng hình cầu, hình trúng hoặc hình mũ, có một sổ hạt

trũng.

Hình 1.3: Dùng vi ảnh điện tử quét tinh bột khoai mì 1500X

12

Hình 1.4: Dùng vi ảnh điện tử quét tinh bột khoai mì 3500X

1.6.2 Thành phần cấu trúc của amylose

Trong vi hạt, tinh bột tồn tại dưới dạng hạt có kích thước trong khoảng từ

0,02 - 0,12nm. H ạt tinh bột của tất cả các hệ có dạng hình tròn, hình bầu dục hay

hình đa diện, c ấ u tạo và kích thước của hạt tinh bột phụ thuộc vào giống cây, điều

kiện trồng trọt cũng như quá trình sinh trưởng của cây.

Cấu tạo bên trong của vi hạt tinh bột khá phức tạp. Vi hạt tinh bột có cấu tạo

lớp, trong mỗi lớp đều có lẫn lộn các amylose dạng tinh thể và amylopectin xắp xếp

theo phương hướng tâm.

N hờ phương pháp hiển vi điện tử và nhiễu xạ tia X thấy ràng trong hạt tinh

bột “nguyên thuỷ” các chuỗi polyglucozit của amylose và amylopectin tạo thành

xoắn ốc với ba gốc glucose một vòng.

Trong tinh bột của các hạt ngũ cốc, các phân tử có chiều dài từ 0,35 - 0,7|im,

trong khi đó chiều dày của một lóp hạt tinh bột là 0,1 ^m. H ơn nữa, các phân tử lại

xắp xếp theo hướng tâm nên các mạch glucozit của các polysaccarit phải ở dạng gấp

khúc nhiều lần.

Các mạch polysaccarit sắp xếp hướng tâm tạo ra độ tinh thể, các mạch bên

của một phân tử amylopectin này nằm xen kẽ giữa các mạch bcn của phân tử kia.

13

Ngoài cách sắp xếp bên trong như vậy, mỗi hạt tinh bột còn có vỏ bao phía

ngoài. Đa số các nhà nghiên cứu cho ràng vỏ h ạ t tinh bột khác với tinh bột bên

trong, chứa ít ẩm hơn và bền đối với các tác động bên ngoài. Trong hạt tinh bột có

lồ xốp nhưng không đều. v ỏ hạt tinh bột cùng có lỗ nhỏ do đó các chất hòa tan có

thể xâm nhập vào bên trong bằng con đường khuếch tán.

Hầu hết, các loại tinh bột đều chứa hai loại polyme khác nhau về khối lượng

phân tử và cấu trúc hóa học.

Amylose là loại mạch thăng, chuỗi dài từ 500 - 2000 đơn vị glucose, liên kết

nhau bởi liên kết a - 1,4 glicozit.

Amylose “nguyên thủy” có mức độ trùng hợp không phải hàng trăm mà là

hàng ngàn. Có hai loại amylose:

Amylose có mức độ trùng họp tương đối thấp ( Khoảng 2000) thường không

có cấu trúc bất thường và bị phân ly hoàn toàn bởi p - amylase.

Amylose có mức độ trùng họp lớn hơn, có cấu trúc án ngừ đối với |3 -

amylase nên chỉ bị phân hủy 60 %.

Trong hạt tinh bột hoặc trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa, amylose

thường có cấu hình mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào, amylose mới chuyến

thành dạng xoắn ốc. Mồi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn vị glucose. Đường kính của xoắn

ốc là 12,97 A°, chiều cao của vòng xoắn là 7,91 A° . Các nhóm hydroxyl của các

gốc glucose được bố trí ở phía ngoài xoắn ốc, bên trong là các nhóm c - H.

V H

\ \

/ / JỌH Hv .'-H H0 i'iW HO

Hình 1.5 Cấu trúc phân tử amylose (g lucose-a - 1,4 - glucose)

14

1.6.3 Thành phần cấu trúc của amylopectin

Amylopectin là polyme m ạch nhánh, ngoài mạch chính có liên kết a - 1,4

glucozit còn có nhánh liên kết với mạch chính bàng liên kết a - 1,6 glucozit.

CHjOH

X_J<CHịOHI

\

0ịCH,CHjOH CH OH CHj

/ \ / \ ỵ ~ ~ \

►— —O-N |/ì-0—Ki__yì—<)..

Hình 1.6 Cấu trúc phân tử amylopectin

M ối liên kết nhánh này làm cho phân tử cồng kềnh h ơn, chiều dài của chuôi

mạch nhánh này khoảng 25 - 30 đơn vị glucose. Phân tử amylopectin có thể chứa

tới 100000 đơn vị glucose.

Sự khác biệt giữa amylose và amylopectin không phải luôn luôn rõ nét. Bởi

lẽ ở các phân tử amylose cũng thường có một phần nhỏ phân nhánh do đó cùng có

những tính chất giống như amylopectin.

Cấu tạo của amylopectin còn lớn và dị thê h ơn amylose nhiều. Trong tinh bột

t đổi phụ thuộc thời tiết,

mùa vu và cách chăm bón.

15

Amylose A m ylopectinonly alpha 1-4glycosidic bonds (a) Tvvo form s of starch

Hình 1.7 Amylose và amylopectin

1.6.4 Các đặc tính của tinh bột khoai mì

1.6.4.1 Khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột

Khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột cho phép điều chinh

được tỉ lệ dung dịch tinh bột và nhiệt độ cần thiết trong quá trình công nghiệp, còn

có ý nghĩa trong quá 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). Ngoài ra, nó cũng là c ơ sở đế lựa chọn tinh bột

biến hình thích họp cho từng úng dụng cụ thể. Ví dụ: đế sản xuất các sản phẩm

nước uống hòa tan như cà phê, trà hòa tan thì nên chọn tinh bột biến hình nào có độ

hòa tan cao nhất.

1.6.4.2 Sự trương nở của tinh bột

Khi ngâm tinh bột vào nước thì thê tích hạt tăng do sự hấp thụ nước, làm cho

hạt tinh bột trưcmg phồng lên. Hiện tưọng này gọi là hiện tượng trương nở của hạt

tinh bột. Độ tăng kích thước trung bình của một sổ loại tinh bột khi ngâm vào n ước

như sau: tinh bột bắp: 9,1%, tinh bột khoai tây: 12,7%, tinh bột khoai mì: 28,4%.

1.6.4.3 Tính chất hồ hóa của tinh bột

16

Nhiệt độ để phá vờ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ oxy hóa

khác nhau thành dung d ịch 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 ớ trạng thái tự nhiên. Các

biến đôi hóa lý khi hồ hóa như sau: hạt tinh bột trương lên, tăng độ trong suốt và độ

nhót, các phân tử mạch thẳng và nhỏ thì hòa tan và sau đó tự liên họp với nhau đế

tạo thành gel. Nhiệt độ hồ hóa không phải là một điểm mà là một khoảng nhiệt độ

nhất định. Tùy điều kiện hồ hóa như nhiệt độ, nguồn gốc tinh bột, kich thước hạt và

pH mà nhiệt độ phá vỡ và trương nở của tinh bột biên đôi một cách rộng lớn.

1.6.4.4 Độ nhớt của hồ tinh bột

Một trong những tính chất quan trọng của tinh bột có ảnh hưởng đến chất

lượng và kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm đó là độ nhớt và độ dẻo. Phân tử

tinh bột có nhiều nhóm hydroxyl có khả n ăng liên kết được với nhau làm cho phân

tử tinh bột tập hợp lại, giữ nhiều n ước hơn khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính,

độ dẻo và độ nhớt cao hơn. Yeu tố chính ảnh hướng 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, thê tích, cấu trúc, và sự bất đối xứng của phân tử.

Nồng độ tinh bột, pH, nhiệt độ, tác nhân oxy 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 đồi

độ nhớt của dung dịch tinh bột.

1.6.4.5 Khả năng tạo gel và sự thoái hóa gel

Tinh bột sau khi hồ hóa và để nguội, các phân tử sẽ tương tác nhau và xắp

xếp lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột với cấu trúc mạng 3 chiều. Đe

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 đề nguội ở trạng thái

yên tĩnh. Trong gel tinh bột chỉ có các liên kết hydro tham gia, có thể nối trực tiếp

các mạch polyglucozit hoặc gián tiếp qua phân tử nước. Khi gel tinh bột đế nguội

một thời gian dài sẽ co lại và lượng dịch thể sẽ thoát ra, gọi là sự thoái hóa. Quá

trình này sẽ càng tăng mạnh nếu gel đồ ở lạnh đông rồi sau đó cho tan giá.

1.6.4.6 Khả năng tạo màng của tinh bột

Giống như các hợp chất cao phân tử khác tinh bột có khả n ăng tạo màng tốt.

Đê tạo màng phân tử tinh bột sẽ dàn thăng ra, sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với

17

nhau bắng liên kết hydro hoặc gián tiếp qua phân tử n ước.Màng tinh bột có tính

chất đàn hối cao.

1.6.34.7 Khả năng tạo sợ của tinh bột

Tinh bột có khả năng tạo sợ. Nhờ khả năng này mà tinh bột được ứng dụng

làm bún miến, hủ tiếu.

18

Chu ong 2: QUY TRÌNH SẢN XUÁT TINH BỘT KHOAI MÌ

2.1 Quy trình sản xuất tinh bột khoai mì ở Thailand

2 . 1.1 Quy trình (trình bày ở trang 19)

2.1.2 Thuyết minh quy trình

2.1.2.1 Feresh (khoai mì tươi)

Mục đích: Lựa chọn nguyên lịêu, tiếp nhận khoai mì đế sản xuất.

Yêu cầu: Khoai mì nhiều bột ít sơ, vỏ củ và vỏ bao mỏng. Không bị sâu

bệnh, dập nát.

Cách thực hiện: Nguồn nguyên liệu chủ yếu từ địa phương vận chuyền đến

nhà máy bằng xe tải.

KCS: Kiêm tra nhanh bằng thiết bị phòng thí nghiệm, kiêm tra bằng cảm

quan.

2.1.2.2 Peeling (bóc vỏ)

Mục đích: Loại bó lóp vỏ của khoai mì.

Yêu cầu: Khoai mì sau khi bóc vỏ phải loại bỏ hoàn toàn lóp vỏ bên ngoài

chỉ còn thịt củ bên trong khoai mì theo băng chuyền được đưa vào lồng bóc vỏ. Ớ

đây nhờ ma sát giữa củ khoai mì và ma sát với thanh guồng vỏ được bóc ra.

Cấu tạo của thiết bị tách vỏ gồm những thanh sắt song song với nhau thành

trọ tròn rỗng có chứa các khe hớ đế bụi đất, tạp chất và vỏ gồ rơi ra ngoài. Bên

trong thiết bị có lắp các gờ theo hình xoắn tròn với một động cơ dưới sự điều khiến

của công nhân để điều chỉnh lượng khoai mì thích họp vào thiết bị rửa. Khi động cơ

quay thiết bị quay theo do đó nhờ lực ma sát giừa khoai mì với thành thiết bị và

giữa các củ với nhau má vỏ gỗ, đất đá rơi ra ngoài, còn khoai mì tiếp tục đi qua

thiết bị rửa.

19

Feresh (khoai mì tươi)

Sơ đồ 2.1: Quy trình sản xuất tinh bột khoai m ì ở Thailand

20

Hinh 2.1: Máy bóc vỏ

2.1.2.3 Washing (rửa)

Mục đích: N hằm tách đất cát và một phần vở củ.

Yêu cầu: Nguyên liệu sau khi rữa phải sạch không còn đất cát, không có vật

thể lạ.

Cách thực hiện: Bê rửa cấu tạo gồm các cách guồng đê đảo trộn và vận

chuyển, tạp chất cùng với nước rửa lọt qua lưới ở cuối máy còn nguyên liệu được

băng tải đưa đến máy chặt củ.

KCS: Kiểm tra bàng cách quan sát.

Hình 2.2 Máy rửa củ

2.1.2.4 Chopping (chặt khúc)

21

Mục đích: Tạo điều kiện tăng năng suất cho máy mài củ.

Yêu cầu: Khoai mì sau khi chặt khúc phải có kích thước đạt yêu cầu sản

xuất.

Cách thực hiện: Bộ phận chính là các dao chặt gắn vào trục quay. Đáy thiết

bị được ghép từ các tấm thép đặt song song tạo nên khe hở có kích th ước đúng bằng

bề dày của lát cắt và đảm bảo không cho nguyên liệu rơ i xuống dưới trước khi

được cắt thành các khúc nhỏ.

KCS: Kiếm tra nhanh bằng thiết bị phòng thí nghiệm, kiếm tra bằng cảm quan.

Hình 2.3 Máy chặt củ

2.1.2.5 Rasping (mài cạo)

Mục đích: Nhằm phá vờ cấu trúc tế bào củ, giải phóng ra tinh bột tự do ra

khỏi tế bào củ, số còn lại là tinh bột liên kết.

Cách thực hiện: Be mặt tang quay của máy mài có dạng r ăng cưa nên tạo ra

các lực nghiền, mài, chà, xát.

Trong quá trình mài phải cung cấp đủ nước đế tách tinh bột tự do và tinh bột

trong xơ sau đó dùng sữa tinh bột loãng ở lần chiết thứ 3 dội vào và đưa đi chiết

lọc.

KCS: Kiêm tra nhanh bằng thiết bị phòng thí nghiệm, kiếm tra bằng cảm quan.

22

Hình 2.4 Máy mài củ

2.1.2.6 Refingng (li tâm tách d Ịch bào)

Mục đích: Tách tinh bột ra khỏi xơ.

Yêu cầu: Tách độc tinh bột ra khỏi xơ.

Hình 2.5 Máy phân ly tách dịch bào

Cách thực hiện: Dịch bào củ khi thoát ra khỏi tế bào chứa tyrosin và enzyme

tyrosinase. Dưới tác dụng của enzyme này, tyrosin k ế t họp thêm gốc hydroxyl thứ

hai sau đó oxy hoá tiếp tục thành melanin có màu nâu sẫm làm tinh bột thu được ko

trắng. Vì vậy phải tách chúng sau khi mài bàng cách dùng s o 2 để sulíĩt hoá dịch

sữa thô để tránh quá trình tạo màu. Nguyên tắc:

s + 0 2 = S 0 2 + Q (trong buồng đốt lưu huỳnh). (1)

SƠ2 + H 20 = H + + HSO3' (nén S 0 2 lên bồn hấp thụ). (2)

HSO3' + H 20 = HO + H 2S 0 4 (Suíit hóa sữa). (3)

23

Chất khử là nguyên tử H sẽ tác dụng vào nối đôi của chất tạo màu làm cho

chất màu trở nên không màu.

Đe tăng hiệu suất của phản ứng thứ (2) phải tăng, gdieenj tích tiếp xúc giữa

S 0 2và nước bằng cách phun các tia nước vào dòng khí s o 2.

KCS: Kiềm tra hiệu xuất của quá trình phân ly.

2.1.2.7 Extracting (chiết lọc)

Mục đích: Nhằm tách tinh bột còn sót lại trong x ơ và bã bằng cách dội nước

vào tinh bột thô sau khi nghiền tách xơ.

Yêu cầu: Chiết lọc hết phần tinh bột còn lại.

Cách thực hiện: Sữa tinh bột sau khi chiết lọc thì b ơm sang máy lọc ly tâm

để tách nước đưa về độ ẩm 38 - 40 %.

2.1.2 .8 De - Hydrating (tách nước)

Mục đích: Làm giảm độ ẩm, tiết kiếm năng lượng cho quá trình sấy.

Cách thực hiện: Có hình chóp, nhờ lực ly tâm hạt nặng bắn ra ngoài, V ăng

vào thành trượt xuống, phần nhẹ bọ phần năng chiếm chồ, đẩy vào phía trong

được bơm bơm ra ngoài. Sau giai đoạn phân ly 1 đến giai đoạn phân ly 2 dịch

sữa gần như tách hoàn toàn. Có lóp vải lấy hạt tinh bột. Cào ra nhờ máng. N ước

qua đường ống ra ngoài. Hạt tinh bột chuyển qua hệ thống nắp tải, nhờ pit tải

chuyên đên hệ thông sây.

24

KCS: Kiểm tra độ ẩm đạt giá trị yêu cầu.

2.1.2.9 Drying (làm khô)

Mục đích: Giảm độ ẩm, làm khô sản phẩm bảo quản dê dàng trong thời gian

Yêu cầu: > độ ẩm 12%.

Cách thực hiện: Thực hiện trong máy sấy khí động.

Nhiệt độ không khí nóng 200 - 220°c tiếp xúc với tinh bột trong thời gian

ngắn giảm độ ẩm xuống 10 - 12 %.

xyclon Lúc này nhiệt độ tinh bột khoảng 50 - 57°c. Tinh bột được hút vào hệ

thống để làm nguội xuống 30 - 35°c

25

2.1.2.10 Siíìing & Bagging (rây và bao gói)

Mục đích: Đảm bảo kích thước và đồng nhất của tinh bột nhắm làm tăng chất

lượng và giá trị cảm quan của thành phẩm. Bột thành phẩm sau khi làm khô và làm

nguội xong cần phải cho vào bao kín bảo quản ngay vì bột dễ hút ấm và nhiễm mùi.

Việc đóng bao còn nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo quản.

Hinh 2.9 Thiết bị rây và đóng gói

2.1.2.11 Starchproduct (sản phẩm)

Yêu cầu:

• Độ âm không quá 12 %

• Tạp chất: Không có.

• Sâu mọt: Không có.

• Mùa, mùi, vị: Bình thường

• Không có kết cục hoặc kết tảng.

• Độ chua: Không quá 3 ml NaOH lN/lOOg.

• KCS: Dùng các dụng cục để xác định độ ẩm, tạp chất màu sắc.

26

2.2 Quy trình sản xuất tinh bột khoai mì trong nước

2 .2.1 Quy trình

Băm và mài củ

Ly tâm tách bã

Thu hồi tinh bột khô

Thu hồi tinh bột tinh

Hoàn thiện sản phâm

Đóng gói

Sơ đồ 2.2: Quy trình sản xuất tinh bột khoai mì trong n ước

27

2.2.2 Thuyết minh quy trình

2.2.2.1 Tiếp nhận củ khoai mì

Mục đích: Tiếp nhận khoai mì đế sản xuất.

Yêu cầu: Khoai mì nhiều bột ít sơ, vỏ củ và vỏ bao mỏng. Không bị sâu

bệnh, dập nát.

Cách thực hiện: Củ khoai mì được chứa trong sân rộng và chuyên vào

phễu chứa bàng băng tải.

2.2.22 Rửa và làm sạch

Mục đích: Công đoạn này được tiến hành nhằm loại bỏ các tạp chất có trên

vỏ củ khoai mì, bao gồm các bước rửa sơ bộ, tách đất đá, tách vỏ cứng và rửa lại

bằng nước.

Cách thực hiện: M áy bóc vỏ được dùng để tách vỏ cứng ra khỏi củ. Củ khoai

mì được đưa từ bồn chứa đến máy bóc vỏ bàng một băng tải. Tại đây, cát, đất đá và

chất thải khác tiếp tục được loại bỏ trong điều kiện âm. Máy bóc vỏ được thiết kế

theo hình ống có gắn thanh thép trên thành ống nh ư một lồng xoáy có khe hở rộng

khoảng lcm, mặt trong của máy có gờ xoáy giúp cho việc đưa củ đến một cách tự

động. Đe tăng hiệu quả loại bỏ đất cát có thể dùng gờ xoáy dạng bàn chải. Thôn g

thường khoai mì phải được loại cả vỏ cứng và vỏ lựa (dày khoảng 2 - 3 mm) và là

nơi có chứa đến 50 % tinh bột và hầu hết lượng axit xyanua hydric (HCN).

Củ khoai mì sau khi bóc vỏ được chuyển đến máy rửa. Quá trình rửa được

tiến hành bằng cách phun nước lên nguyên liệu củ khoai mì với những bánh chèo

đặt trong một máng nước. Máng nước trong máy rủa được thiết kế hình chữ u,

cho phép củ khoai mì di chuyển với khoảng cách dài h ơn, trong thời gian lâu hơn.

Tại đây, quá trình rửa để làm sạch, loại bỏ lớp vỏ ngoài cũng như mọi tạp chất khác.

Công đoạn rửa nên sử dụng vòi phun áp lực cao để tăng hiệu quả rửa. Neu rửa

không hiệu quả, các hạt bùn dính trên củ sẽ là nguyên nhân làm giảm độ trắng của

dịch sữa và sản phẩm.

Nước rửa và nước dùng đề bóc vỏ có thể được lấy từ các máy phân ly tinh

bột. Nước rửa tái sử dụng được chứa trong bể chứa trước khi dùng.

28

Củ khoai mì tươi sau khi rửa được băng tải chuyển đến công đoạn sau. Sau

công đoạn này, 1000 kg khoai mì củ tươi cho khoảng 980 kg khoai mì sạch.

2.2.23 Băm và mài củ

Mục đích: M ục đích của quá trình này nhằm làm vỡ củ, tạo thành các mảnh

nhỏ, làm tăng khả năng tinh bột hoà tan trong nước và tách bã.

Yêu cầu: Kích thước khoai mì sau băm và mài đạt yêu cầu.

Cách thực hiện: Củ khoai mì khi ra khỏi máy rửa, qua b ang tải, được băm

thành những mảnh nhó khoảng 1 0 - 2 0 mm tại máy băm. Máy băm được gắn 2 bộ

lưỡi, bộ thứ nhất có 20 lưỡi cố định, theo cấu trúc chuẩn của khoảng cách khe, bộ

thứ 2 gồm 21 lưỡi gắn với một trục chính ở 4 góc khác nhau. Trục chính được

chuyển động bàng mô tơ điện 240 vòng/ phút. Sau khi băm , nguyên liệu được

chuyển vào máy mài bằng vít tải và bộ phận phân phối d ăm.

Việc mài củ có hiệu quả là yếu tố cần thiết để cho sản lượng tinh bột cao.

Máy mài có một rôtơ được chế tạo bằng thép không rỉ, có các rãnh để giữ các

lưỡi mài, rôtơ này đặt trong hộp vỏ để bề mặt mài tạo thành vách đứng có thể

chứa củ, đối diện với mặt mài là một đệm chèn cho phép điều chỉnh kích thước

bột mài. Bằng cách chèn bộ đệm này, củ khoai mì tươi sẽ được mài trên bồ mặt

lưỡi mài. Bã khoai mì được đẩy ra từ các khe hở ở đáy. Trong quá trình mài,

nước được đưa vào phễu nhằm giảm nhiệt lượng sinh ra và đẩy bã khoai mì ra

khỏi máy. Trong quá trình này, HCN trong củ khoai mì ở trạng thái tự do, hoà

tan dần trong nước đến khi không còn trong sản phấm. Sự tiếp xúc giữa axit

HCN với sắt dễ hình thành chất ferocyanid làm cho dịch tinh bột khoai mì có

màu hơi xanh lơ. Do vậy ở công đoạn này tất cả các bộ phận thiết bị có tiếp xúc

với dịch tinh bột khoai mì cần được làm bằng thép không rỉ. Dịch sữa tạo thành

sau quá trình này được bơm sang công đoạn tiếp theo.

2.2.2.4 Ly tâm tách bã

Mục đích: Cô đặc dịch sữa và loại bã xơ, tách tinh bột ra khỏi nước và bã.

Yêu cầu: Tinh bột được tách khỏi sợi xenlulose, làm sạch sợi mịn trong bột

sữa và tay trắng tinh bột đế tránh lên men và làm biến màu.

29

Cách thực hiện: Thông thường việc tách bã được tiến hành 3 lần bàng công

nghệ và thiết bị ly tâm liên tục. Dịch sữa được đưa vào bộ phận rổ hình nón và có

những vòi phun nước vào bã trong suốt quá trình rủa bã và hoà tan tinh bột. Phần

xơ thu hồi, sau khi đã qua giai đoạn lọc cuối cùng, có chứa 90 - 95 % hàm lượng

nước và một tỷ lệ thấp là tinh bột sót. Đây là điều kiện thuận lợi đế tách bã và tinh

bột. Do vậy, tinh bột sữa sau khi đi qua bộ phận ly tâm đầu tiên với kích thước khe

hở hợp lý sẽ được tiếp tục bơm qua các bộ phận ly tâm tiếp theo. Bộ phận ly tâm

gồm có 2 công đoạn và được thiết kế với sàng rây mịn. Trong các bộ phận ly tâm

này thường có bộ phận lọc mịn và bộ phận lọc cuối để thu hồi triệt để tinh bột. Phần

xơ mịn được loại bỏ làm thức ăn chăn nuôi.

Sữa tinh bột loại thô sau khi qua máy lọc lần cuối đạt mức độ cô đặc khoảng

30°Bx hoặc 5,1 - 6°Bx, hoặc tương đương 54 kg tinh bộ t khô/ m3 dịch. Dịch tinh bột

này còn chứa các tạp chất như protein, chất bco, đường và một số chất không hoà

tan như những hạt xelulose nhỏ trong quá trình mài củ. Các tạp chất sẽ bị loại bỏ

trong quá trình tinh lọc tinh bột.

2.2.2.5 Thu hồi tinh bột thô:

Mục đích: Tách bã và tách dịch.

Cách thực hiện: Việc tách bột thô có thể được tiến hành bằng phương pháp

lắng nhiều lần, lọc, hoặc và ly tâm. Ph ương pháp lắng được tiến hành với quy mô

nhỏ. Với qui mô trung bình và lớn, quá trình tách tinh bột từ sợi xelulose được tiến

hành bằng phương pháp lọc hoặc ly tâm liên tục.

Đây là phương pháp lọc tinh bột từ sợi xellulose ở giai đoạn lọc cuối trước

khi thải bã. Lọc tinh bột được tiến hành qua ly tâm rô xoáy liên tục. Hỗn họp tinh

bột và bã được đưa vào bộ phận sàng quay hình nón và những vòi phun n ước rủa

bã. Độ dài hình nón này đảm bảo thu lại hoàn toàn tinh bột. Bã được thu gom đến

bộ phận ép bã. N ước sau khi ép bã có thể đưa vào tái sử dụng cho qui trình sản xuất

để tiết kiệm nước. Sau công đoạn này, dịch sữa thô đạt 5 % chất khô.

2.2.2.6 Thu hồi tinh bột tinh:

Mục đích: Ly tâm tách nước để thu hồi tinh bột tinh.

30

Yêu cầu: Trong sữa tinh bột, hàm lượng các chất dinh dường và đường khá

cao, nên các vi sinh vật phát triển dẫn đến hiện tượng lên men gây mùi. Sự thay đối

tính chất sinh hóa này làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. Vì vậy, yêu cầu

trong giai đoạn này phải diễn ra nhanh, bàng máy ly tâm siêu tốc và liên tục thiết kế

theo công nghệ thích họp để tách nước và nâng cao nồng độ tinh bột.

Cách thực hiện: Tinh bột sữa được đưa vào máy ly tâm siêu tố c bàng vòi

phun thiết kế theo hai nhánh chính và phụ đặt trong thành bồn. N ước rửa được bơm

vào máy đồng thời. Việc phân ly tách tinh bột sữa có tỷ trọng cao h ơn và tinh bột

sữa có tỷ trọng thấp h ơn nhờ những, đĩa hình chóp nón trong bồn máy phân

ly. Các thành phần nhẹ là tinh bột dạng sữa có nồng độ thấp được đưa qua các đĩa

phân ly đặt ở bên trong bồn phân ly. Bồn phân ly được lắp các ống dẫn nước rửa để

hoà tan tinh bột. Nhiều máy phân ly được lắp đặt theo một dãy liên tục.Tinh bột sau

công đoạn này đạt nồng độ 20°Bx.

Phương pháp ly tâm khử nước này được thiết kế theo kiến ro, lắp, bộ phận

chậu có đục lỗ, một tấm vải lọc và một tấm lưới có lỗ rất nhỏ đặt ớ bên trong. Tinh

bột được chuyên vào ớ dạng lỏng. Trong suôt quá trình phân ly tách n ước được loại

bỏ bới màng lọc và tinh bột được giữ lại ớ thành chậu tạo thành bánh hình trụ. Chu

kỳ hoạt động máy bắt đầu diễn ra từ lúc nạp tinh bột sữa ở 18 - 20°Bx vào bộ phận

hình rổ cho dến khi đạt mức cho phép thì ngừng nạp. Sau khi hoàn tất chu kỳ nạo

bột thì quá trình nạp dịch tinh bột mới bắt đầu hoạt đông trở lại. Sau ly tâm tách

nước, tinh bột tinh bột thu được đạt độ ấm 38 %, được chuyến sang công đoạn sau

dưới dạng bánh tinh bột.

222.1 Hoàn thiện sản phẩm:

Mục đích: Làm tăng giá trị của sản phẩm.

Cách thực hiện: Bánh tinh bột sau khi được tách ra từ công đoạn trên được

làm tơi và sấy khô tiếp tục tách nước nhàm mục đích bảo quản lâu dài. Việc làm tơ i

tinh bột ướt là rất cần thiết khi tăng bề mặt tiếp xúc của hạt tinh bột với không khí

nóng trong quá trình sấy. Đe làm tơi, tinh bột ướt được dẫn đến bộ phận vít tải làm

tơi và bộ phận rây bột tự động. Nhiệt độ ở bộ phận này được giữ ổn định là 55°c.

Tinh bột được sấy bàng máy sấy nhanh. Tinh bột ướt được nạp vào máy sấy

nhanh để đạt hàm ẩm 10 - 13 %. Quá trình sấy do không khí nóng được tạo ra từ bộ

31

phận trao đổi nhiệt với môi chất là dầu nóng. L ượng không khí được sấy nóng đi

qua bộ phận lọc đổ làm sạch, khử bụi, tạp chất bẩn trong không khí. Không khí cấp

vào máy sấy ở nhiệt độ 180 - 200°c. Trong quá trình sấy, tinh bột được chuyển đi

bằng khí từ đáy lên đỉnh tháp sấy bàng hơi nóng khoảng 150°c và sau đó rơi

xuống. Quá trình sấy được hoàn tất trong thời gian rất ngắn (vài giây) bảo đảm cho

tinh bột không bị vón và không bị cháy. Việc giảm nhiệt độ tinh bột ngay sau khi

sấy có ý nghĩa quan trọng. Vì vậy máy sấy được lắp bộ phận xoáy gió đặc biệt đê hạ

nhanh nhiệt độ sản phâm.

2.2.2 .8 Đóng gói sản phẩm

Mục đích: Bảo quản sản phẩm.

Cách thực hiện: Tinh bột sau khi sấy khô được tách ra khỏi dòng khí nóng,

được làm nguội ngay bởi dòng lốc khí nóng và hoạt động đồng thời của van quay.

Sau đó tinh bột này được đưa qua rây hạt đê bảo đảm tạo thành hạt tinh bột đồng

nhất, không kết dính vón cục, đạt tiêu chuấn đồng đều về độ mịn. Tinh bột sau khi

qua rây được bao gói thành phẩm.

Trung bình từ 1.000 kg khoai mì củ tươi thu được 250 kg tinh bột, 20 kg tinh

bột khoai mì thứ phẩm và 70 kg phế phụ liệu khác (bã, mủ...)

2.3 ứ n g dụng của tinh bột khoai mì

Tinh bột khoai mì có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp: Nh ư công

nghiệp thực phẩm, công nghiệp đúc, công nghiệp dược, công nghiệp giấy, công

nghiệp dệt, công nghiệp chế biến gỗ ...

2.3.1 ứ n g dụng tinh bột biến hình trong công nghiệp thực phẩm

2.3.1.1 ứ n g dụng tinh bột biến hình bàng phương pháp acid làm chất ổn định

sữa chua.

Tinh bột biến hình bằng phương pháp axit được ứng dụng rộng rãi trong các

ngành công nghiệp. Bên cạnh khả năng tạo gel, chất làm ổn định, chất làm đặc còn

có khả năng tan dễ dàng trong nước ấm, là một phụ gia quan trọng đế sản xuất các

sản phâm hòa tan như cà phê, bột trái cây, bột sữa chua, bột đậu nành và các loại trà

uống khác. Trong công nghiệp dệt và công nghiệp giấy cũng là thành phần không

thể thiếu được, để làm tăng độ bền độ mài mòn và độ bóng của sản phẩm. Hiện tại

32

các nhà máy sữa thường dùng phụ gia polyaards cho sản phẩm sừa chua, nó tạo gel,

tạo độ đặc và làm ổn định khối sữa chua thành phẩm nhưng phải nhập ngoại đắt

tiền,có thế thay thế bằng tinh bột biến hình đế tạo gel và làm chất ôn định sữa chua.

2.3.1.2 Xúp bột đóng hộp

Tinh bột được sử dụng số lượng lớn trong công nghiệp cho cả hai mục đích

làm đặc và làm đầy. Khi yêu cầu làm đặc, tính chất nhớt của hồ tinh bột là quan

trọng không những độ nhớt mà cả cấu trúc. Tinh bột sử dụng phải đảm bảo độ đặc

trung cũng phải có vị và cấu trúc chấp nhận được, hồ tinh bột sử dụng cho mục đích

này phải bền khi xử lý nhiệt và khuấy trong quá trình sản xuất cũng nh ư bảo quản.

Tinh bột liên kết ngang phù hợp cho yêu cầu này.

Sự làm đầy của tinh bột cung cấp bằng nhiều cách khác nhau. Sự làm đầy

làm taq8ng hàm lượng chất rắn của xúc trong khi chỉ số độ nhót không quan trọng.

Tinh bột oxy hoá được dùng cho mục đích này.

2.3.1.3 Kẹo

Kẹo là sản phẩm sử dụng lớn tinh bột. Kẹo có nhiều loại kẹo: Kẹo socola,

kẹo bơ cứng, gôm cứng, gôm mềm, kẹo cứng, kẹo mềm ... ơ các sản phấm này tinh

bột biến tính, dextrin, xiro maltose, xireglucose th ường được sử dụng.

Tinh bột biến đôi acid sử dụng trong trường hợp này với mục đích tạo gel, nó

có thể sử dụng ở hàm lượng cao nhưng vẫn có khả năng lấp đầy khuôn. Xirô

maltose, xirô glucose sử dụng trong trường họp này với mục đích tạo ngọt nhưng

không có hiện tượng tạo tinh thê như đường sacarose.

2.3.1.4 Mứt đông

Gần đây người ta thừong sử dụng xirô glucose có chỉ số trung bình và cao để

thay thế đường sacarose với mục đích tạo ngọt và bảo quản mứt đông. Irô glucose ít

có khuynh hướng tạo tinh thể. Sử dụng xirô glucose loại trừ hiện t ượng tạo mùi và

vị cay khi chế biến mứt bàng cách nghiền trái cây với sulíĩt.

2.3.1.5 Bánh nướng nhân thịt

Thông thường thành phần của bánh gồm t inh bột, thịt và nước xốt thịt. Neu

thịt và nước xốt trộn quá loãng nó sẽ thấm sang kgối bột nhão và gây ẩm cho bánh

nướng không hấp dẫn. Một lượng nhỏ tinh bột hiện diện trong hỗn họp thịt sẽ tạo

33

đặc và cầm giừ nước xốt và ngăn cản nước xốt thấm ra vỏ bánh, hồn họp thịt và

nước xốt không bị tạo gel cứng khi làm nguội, tinh bột liên kết ngang được sử dụng

cho mục đích này.

2.3.1.6 Mứt cam và mức chanh

Sử dụng tinh bột trong mứt trái cây với số 1 ượng lớn có thể thưong mại hoá.

Tinh bột sử dụng ở đây làm đầy và tạo đặc. mút chanh có thể được tạo với cấu trúc

bóng nượt và ít có khuynh hướng thoái hoá và chảy nước.

2.3.1.7 Kem

Thành phần chính của kem là đường, chất tạo bco, sữa gầy và lượng nhỏ chất

đồng hoá, ổn định, và chất làm đầy. Chất làm đầy đòi hỏi tăng hàm lượng chất rắn

không tăng độ ngọt , độ nhót, và ôn định. Đó chình là tinh bột sử lý enzyme. Chât

tạo bco có tính ổn định cao có thể sử dụng tinh bột este hoá.

2.3.2 Công nghiệp dược

Dược liệu và thuốc thường được sử dụng liều lượng nhỏ, nhưng chính xác.

Điều này được thực hiện bàng cách phân tán thuốc vào chất mang, sau đó tạo viên

nang hoặc viên nén. Chất mang thường dùng là tinh bột bởi vì chúng có mùi dễ

chịu, không màu và dề tiêu hoá. Ngoài ra ng ười ta còn dùng tinh bột este dùng làm

màng bao đế chữa vết thương ở da.

2.3.3 Công nghiệp giấy

Tinh bột được sử dụng vào cà ba công đoạn cảu quy trình sản xuất giấy.

Công đoạn 1: Là công đoạn nghièn bột giấy trước khi chế biến thành từng

tấm. Trong công đoạn này tổng lượng tinh bột, tinh bột cation, t inh bột alpha vào

khoảng 2 - 3 % so với xenllulose.

Công đoạn 2: Là công đoạn chế biến bột giấy thành từng tờ. Dung dịch

không nhừng làm chức phủ bề mặt, và còn làm t ăng đột trơn nhẵn của bề mặt tring

quá trình sấy khô. Trong công đoạn này thường dùng tinh bột oxy hoá, tinh bột biến

tính acid và tinh bột cation.

Công đoạn 3: Là công đoạn sản xuất các giấy đặc biệt như bìa sách, giấy làm

lịch, hộp. Trong công đoạn này thường sử dụng tinh bột oxy hoá, tinh bột

hydroxyetyl, tinh bột phosphat.34

2.3.4 Công nghiệp dệt

Tinh bột sử dụng vào cả ba công đoạn sản xuất vải.

Công đoạn 1: Tinh bột được sử lý với sợi trước khi dệt, chúng sẽ làm cho sợi

mịn và ít lông hơn, sau đó làm tăng độ chịu kéo của sợi. Thường được sử dùng nhất

là dãng tinh bột oxy hoá, tinh bột hydroxyetyl.

Công đoạn 2: Công đoạn hoàn tất thường dùng tinh bột biến đổi acid, destrin,

và một lượng nhỏ xirô glucose. Tinh bột biến đởi acid sử dụng khi vải đòi hỏi chắc

và cứn. Tinh bột này có thể sử dụng với nồng độ cao nhưng vẫn điều chế dễ dàng.

Sử dụng dextrin khi vải đòi hỏi mềm và xốp, tinh bột này độ nhót không cao dễ

chảy ngay cả khi nồng độ cao. Xirô glucose sử dụng khi vải đòi hỏi dẻo và giữ ẩm

Ngoài ra khi sản xuất các loại thảm người ta còn sử dụng tinh bột este với mục đích

làm cho tấm vải dai và phẳng, tinh bột này không bị thoái hoá khi nhiệt độ thấp.

Công đoạn 3: Công đoạn in ấn, trong công đoạn này người ta thường sử dụng

gôm Anh và tinh bộ t este được sử lý với kiềm để làm thuốc nhuộm. Hỗn hợp

dextrin này đòi hỏi phải trơ với thành phần khác của thuốc nhuôm, độ chảy cao giúo

cho việc in ấn thuận lợi.

2.3.5 Công nghiệp đúc

Trong công nghiệp đúc tinh bột đóng vai trò làm chất kết dính đế tạo khuôn.

Hồn họp dextrin vàng, tinh bột alpha, dextrin được trộn với cát, đất sét và nước để

tạo khuôn theo hình dáng thích hợp.

2.3.6 Công nghiệp keo dán

Bản chất kết dính của keo dán là do độ bền liên kết giữa keo và vật liệu cũng

như độ bền của keo quyết định. Các liên kết thường là : liên kết cơ học , liên kết

mao quản, liên kết hydro, liên kết V anderw aals... Chính vì thế keo dàn sản xuất từ

tinh bột thường phù họp cho các vật liệu cấu tạo từ xenllulose nh ư : Gồ, giấy, vải

sợi...

Một trong những yêu cầu về keo dán phải dễ phân tán, bền với tác động môi

trường, vẫn linh động khi ở nồng độ cao. Đẻ tăng độ bền kết dính người ta thường

kết hợp dextrin với borax trong môi trường kiềm cao.

35

Chu o ng 3: KÉT LUẬN

Sản phâm tinh bột sản xuất từ củ khoai mì t ươi.

Chỉ tiêu Kết quả quan sát

Trạng thái cảm quan Màu trắng bột mịn không lẫn tạp chất

không mùi

Độ ẩm (% khối lượng) 12.54

Hàm lượng tro(% khối lượng) 0.15

Hàm lượng tinh bột (% khối lượng) 85.82

pH 5.85

Hàm lượng amylose (% ) 16.89

Hàm lượng amylopectin (%) 83.11

Kết quả thu được từ bảng cho thấy tinh bột khoai mì có độ âm là 12.54 %

đây là độ ẩm thích hợp để bảo quản các sản phẩm tinh bột. tinh bột nguyên liệu

chứa một lượng nhỏ muối vô cơ, biểu thị bằng hàm lượng tro là 0.15 %khối

lượng. Thông thường tro của tinh bột thương mại chứa chủ yếu sodium,

potassium, magnesium và calaum dưới dạng các họp chất kim loại (Swinkels

1985). pH của tinh bột nguyên liệu đo được là 5.85 nằm trong khoảng pH trung

bình của các loại tinh bột thương mại, thường từ 4.6 - 6.2. Hàm lượng amylose

nằm trong khoảng 1 7 - 2 7 % tương đương với nhiều loại tinh bột khác.

Tinh bột được sản xuất từ khoai mì tư ơ i chứa hàm lượng xơ nhỏ, sản phâm

có màu trắng, hiệu suất thu hồi và chất lượng tinh bột cao.

36