TRƯỜNG ĐẠ I HỌ C CÔNG NGHIỆ P TP. HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM ------ ------ TIỂU LUẬN MÔN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG, BÁNH KẸO ĐỀ TÀI CHỮ ĐƯỜNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH GVHD: Ths.Hồ Xuân Hương SVTH : Trương Khắc Huy MSSV : 09080131 MSHP : 210504401 Tp. HCM, Tha ́ ng 2 Năm 2012 ------ ----- Mục lục Chữ đường và các phương pháp tính 2012 I. Nội dung 1.1 Chữ đường 1.1.1 Khái niệm Là khái niệm về năng suất công nghiệp, chỉ lượng đường thương phẩm có thể lấy ra từ cây mía, ở các xí nghiệp chế biến đường mía và dựa vào cơ sở giá trị chữ đường xác định được, xí nghiệp thanh toán trả tiền mua nguyên liệu mía cho người trồng mía. Khái niệm này do các xí nghiệp chế biến đường mía ở ÚC xây dựng và áp dụng thường kí hiệu là CCS ( viết tắt từ các chữ commercial cane sugar) từ năm 1899 tại phòng thí nghiệm Queens Land. Thông thường với một giống mía sản xuất, năng suất công nghiệp năng suất đạt từ 9-13%. Dựa vào chữ đường (CCS) người ta có thể:  Đánh giá chất lượng của nguyên liệu mía  Đánh giá sơ bộ hiệu quả của quá trình sản xuất Trong sản xuất đường, CCS được đưa ra nhằm giải quyết vấn đề trả tiền mía cho nông dân cho hợp lí. Nếu mía có CCS lớn thì lượng đường thu hồi lớn và ngược lại. 1.1.2 Tình hình cách tính chữ đường hiện nay Hiện nay các nhà máy thường áp dụng tính chữ đường cho nông dân theo hai cách: - Thứ nhất: là bao chữ đường - Thứ hai: là thử chữ đường Các nhà máy thường có hai cách lấy mẫu kiểm tra chữ đường: - Cách thứ nhất là lấy ngẫu nhiên 6 cây mía sau đó ép lấy nước và đo chữ đường bằng máy. Cách này phụ thuộc vào người lấy mẫu vì có thể chọn những cây mía non để kiểm tra sẽ cho chữ đường thấp hơn so với chọn trúng cây mía già. Tuy nhiên, nếu nông dân, thương lái nào tinh ý, sắp xếp những cây mía già ở phía bên ngoài, mía non ở bên trong, lúc này, chữ đường của xe mía nguyên liệu đó sẽ cao hơn. - Cách thứ hai là khoan, phía nhà máy cho máy khoan lấy mẫu bằng cách khoan ở giữa xe chở mía, rồi ép lấy nước để đo chữ đường. cách này nếu nông dân, thương lái xếp những gốc mía, cây mía già ở giữa xe thì chữ đường sẽ cao hơn so với cách sắp xếp ngẫu nhiên mía nguyên liệu từ ruộng mía lên xe. [1] Như ta thấy ở trên thì việc tính chữ đường sẽ đôi khi đưa ra kết quả chữ đường không chính xác vì vậy làm cách nào để đảm bảo khách quan trong cách tính chữ đường nhằm đảm bảo quyền lợi và sự công bằng cho nông dân, nhà máy? Ở Việt Nam có Công ty cổ phần Mía đường- Nhiệt điện Gia Lai đã đầu tư một hệ thống tính chữ đường hoàn toàn tự động bằng cách tự động lấy nước mía ép ở máy ép mía đầu (nước mía lấy từ máy ép cả xe mía- đại diện cho cả xe) sau đó chuyển về máy tính đo tự động rồi xuất dữ liệu ra ngoài màn hình lớn đặt ở cổng nhà máy và ở phòng xem kết quả chữ đường cho chủ mía xem. 4 Chữ đường và các phương pháp tính 2012 Những nhân viên làm việc tại bộ phận này sẽ không được ra ngoài suốt thời gian làm việc và công ty sẽ mời đại diện người dân và chính quyền địa phương cùng tham gia giám sát quy trình kiểm định chữ đường trong suốt quá trình sản xuất. Máy đo chữ đường dùng công nghệ của nước đức và cân hàm lượng do nước anh sản xuất. Vì vậy phần nào đã đảm bảo khách quan trong cách tính chữ đường nhằm đảm bảo quyền lợi và sự công bằng cho nông dân. [2] 1.2. Các phương pháp tính 1.2.1 Công thức tính chữ đường CCS [3] [ 4] Thanh toán cây mía được thực hiện trên cơ sở chữ đường (CCS). Điều này được tính bằng một công thức dựa trên giả định rằng cây mía chỉ chứa đường tinh khiết, tạp chất, nước và chất xơ. Nó giả định rằng chỉ có đường nguyên chất được thực hiện, và cho mỗi kg tạp chất đi ra khỏi nhà máy, một nửa kg đường đi kèm với nó. Điều này được thể hiện trong thuật ngữ toán học bằng cách nói rằng CCS là bằng lượng đường trong mía trừ đi một nửa các tạp chất trong mía. Công thức này giả định một thước đo về lượng đường và các tạp chất, không phải trong đó có thể được đo trực tiếp. Ngành công nghiệp có một quy ước đo đường với một phân cực kế, có thể đo theo cách dựa trên tính chất phân cực của đường saccharose, làm cho ánh sáng quay một góc alphal (gọi là "polÂ"). Tính tạp chất bằng cách đo toàn bộ mẫu được hòa tan (đư ợc gọi là "brixÂ") và lấy đi đường. Tất cả lượng hòa tan, trừ đi đường được giả định là các tạp chất. Vì vậy, công thức CCS là: Mặc dù Brix và Pol trong mía rất khó để đo lường trực tiếp, Brix và Pol có thể được đo tương đối dễ dàng trong nước trái cây. Thật không may, Brix và Pol trong nước trái cây không phải giống như Brix và Pol trong mía. Do đó, một số yếu tố điều chỉnh phải được xây dựng, xơ là một phần trong những yếu tố điều chỉnh. Sau khi sửa chữa chất xơ và được thêm vào công thức nó sẽ trở thành: Trong đó: Pol: Pol nước mía ép đầu hoặc nước mía nguyên ép bằng máy ép phân tích Bx: Brix nước mía ép đầu hoặc nước mía nguyên ép bằng máy ép phân tích F: % xơ trong mía của mẫu phân tích Thủ tục đo Pol, Brix và chất xơ được đưa ra trong các chương trình mía ở địa phương và nói chung là làm theo phương pháp mô tả trong BSES “ Phương pháp book”. Phân tích được thực hiện trong phòng thí nghiệm nhà máy với quy định để kiểm tra kết quả. 5 CCS = Đường trong mía - ½ tạp chất trong mía = POL TRONG MÍA - ½ (BRIX CCS = 3/2P (1 - (F +5) / 100) - ½ BX (1 - (F +3) / 100) Chữ đường và các phương pháp tính 2012 Hầu hết các nhà máy hiện nay sử dụng một phương pháp phân tích suy luận; NIR (Near Infra Red Spectroscopy) cho phép đo lường trực tiếp của chất xơ và CCS trên mỗi mẫu.  Công thức tính khác [5] : Đường phục hồi (%) = [S - 0.4 (B - S)] x 0,73 Trong đó, S = Pol trong nước mía và B = Brix (%) trong nước mía. 1.2.2 Quá trình xác định chữ đường cho cây mía [6 ] Có một số phép đo góp phần đánh giá chất lượng của mía:  Pol (saccharose) trong nước mía.  Brix ( Tổng chất rắn hòa tan) trong nước mía.  Pol (saccharose) trong mía  Brix trong mía  Thương mại mía đương( CCS)  Độ tinh khiết 6 CCS (tấn / ha) = [năng suất (tấn / ha) x đường phục hồi (%)] / 100 Thương mại mía đường( CCS)= pol trong mía – ½ tạp chất trong mía % Chất sơ Pol(saccharose) có trong nước ép Brix trong mía= Brix trong nước mía* (100-(%sợi + 3)):100 Pol(saccharose) trong mía = Pol trong nước mía*100-(%sợi + 5)):100 Mẫu lấy cân nặng, rửa sạch và sấy khô và sau đó đem cân lại Schmidt tham khảo bảng Brix trong nước ép Phân cực đọc Sợi mía Nước ép Toàn bộ mía Mẫu đại diện Ép Chữ đường và các phương pháp tính 2012 Quá trình xác định chất lượng mía đòi hỏi thực hiện qua nhiều phép đo.Quá trình được thực hiện tóm tắt qua sơ đồ đưới đây: 7 Chữ đường và các phương pháp tính 2012  Pol(saccharose) trong nước mía Hàm lượng saccharose thường được gọi theo phần trăm Pol, đo độ Pol bằng cách sử dụng phương pháp đo độ quay cực dựa trên tính chất phân cực của saccharose, làm cho ánh sáng quay một góc alphal. Nếu góc quay càng lớn thì độ Pol càng lớn. Hình quay kết quả sau đó có thể được chuyển đổi sang một con số ước tính saccharose (Pol) nước trái cây. Hoặc là một tập hợp các bảng chuyển đổi hoặc một công thức có thể được sử dụng để biết được Pol trong nước ép. Để sử dụng các bảng Brix, hoặc tổng số các chất rắn hòa tan, trong nước mía cũng phải được biết đến. Brix được đo bằng cách sử dụng một thiết bị đo độ brix, đồng hồ đo mật độ, khúc xạ kế. Bảng: Trích đoạn từ bảng tham chiếu để chuyển đổi phân cực kế và brix đọc được pol trong nước mía Ví dụ, một mẫu đo Brix đọc được kết quả 21,0 và máy Polarimet đọc được 75 tương đương với 17,98% saccharose trong mía bằng cách sử dụng bảng trên. Công thức để tính toán cho mỗi Pol trong nước mía là: mỗi phần trăm Pol (saccharose) trong nước = {-6,517 + (25.3 x PR) - 0,0118 x (PR x PR) + (2,937 x Brix) - 0,207 x (Brix x Brix)} / 100 * PR = phân cực đọc Tính Pol trong nước là bước đầu tiên trong việc tính toán % Pol trong mía.  Chất xơ trong mía Để tính toán saccharose trong mía hoặc CCS một con số cho xơ cũng là cần thiết. 8 Chữ đường và các phương pháp tính 2012 Với tỷ lệ chất xơ, sau đó có thể tính toán phần trăm độ Brix và Pol trong mía  Phần trăn Brix và pol (saccharose) trong mía Có hai bước để tính toán Brix và Pol trong mía. Mía được ép thông qua một loạt các con lăn để trích xuất nước mía. Cặp đầu tiên của con lăn ép cao hơn tỷ lệ brix và pol hơn con lăn tiếp theo. Lấy mẫu nước mía thường được lấy ở nước mía đầu tiên khi ép được. Vì vậy bước đầu tiên là lấy mẫu nước ép đầu để thực hiện đo độ Brix và Pol đại diện cho các nước mía trong tổng số mía. Thí nghiệm nhà máy được thực hiện bởi tiến sĩ G. Kottmann, CSR công thức được sử dụng để tính toán Brix và Pol trong mía. Kết quả của những thí nghiệm cho thấy: a. Đối với mỗi 100 phần chất rắn hòa tan (Brix) trong nước ép đầu có khoảng 97 phần trong cả nước ép của cây mía. Vì vậy làm tăng lên nhiều lần độ Brix trong nước thể hiện đầu tiên (1EJ) 0,97 là một ước tính của brix trong tổng số nước ép của cây mía. Phương pháp xác định tỷ lệ phần trăm xơ tại nhà máy đường Trong khoảng thời gian 24 giờ mẫu được thu lấy ngay lập tức sau khi cây mía đã được thông qua thông qua máy ép. Những mẫu này được kết hợp với 500 gram mẫu đại diện. • Mẫu đại diện được đặt thông qua một máy xay cắt. • Các mẫu xơ tiếp xúc ra đầu tiên từ máy này, ở đây nó được rửa sạch để loại bỏ Brix (chất rắn hòa tan) và bụi bẩn . • Mẫu sau đó sấy khô bằng khí nóng và được đem cân lại. Trọng lượng cuối cùng chia trọng lượng ban đầu cung cấp một tỷ lệ phần trăm chất xơ. Ví dụ: trọng lượng đầu tiên 500 gram, cuối cùng trọng lượng 75 gram. Tỷ lệ phần trăm xơ = (trọng lượng / trọng lượng ban đầu cuối cùng) x 100 = (75/500) x 100 = 15% b. Đối với mỗi 100 phần Pol trong nước ép đầu tiên có khoảng 95 phần trong cả nước ép của mía. Vì vậy Pol trong nước mía thể hiện đầu tiên bằng 0,95 cho một ước tính của pol trong tổng nước mía. Bước thứ hai là tính toán cho tỷ lệ chất xơ mía. Điều này là cần thiết như mức độ chất xơ cao làm cho quá trình ép khó khăn hơn để trích xuất các nước trong mía, trong khi mức độ chất xơ thấp làm cho mía dễ dàng ép qua các con lăn ép ra lớn hơn tỷ lệ của tổng số nước mía. Để có được giá trị Brix và Pol mía thì phần trăm xơ là cần biết đến. Phần trăm xơ sau đó được trừ vào giá trị 100 (đại diện cho tất cả các thành phần của mía) sau đó chia cho 100. Trong trường hợp của phần trăm xơ bằng 15 thì = 100-15/100= 0.85 Vì vậy trong trường hợp xơ mía bằng 15% thì Brix và Pol ( saccharose) trong các giá trị mía sau đó được nhân với 0,85. Do đó với lượng xơ mía bằng bình 15%, chúng ta nhận được: phần trăm Brix trong mía = (Brix trong nước mía x 0,97) x 0,85 9 Chữ đường và các phương pháp tính 2012 Pol (saccharose)% trong mía = (Pol trong nước mía x 0,95) x 0,85 Các công thức được mở rộng trong các tính toán sau đây.  Phần trăm Brix trong mía: Brix trong mía = Brix trong 1 eJ x (100 - (% xơ+ 3)) / 100 Vì vậy với Brix trong nước ép của 21,0 và chất xơ của 15% là có thể tính toán Brix trong mía.  Brix trong mía = 21,0 x (100 - (15 + 3)) / 100 = 17,22%  Pol (saccharose)% trong mía: Pol trong mía = Pol trong 1 e J x (100 - (% sợi + 5) / 100 Vì vậy với đọc Brix của chúng ta về 21,0, Pol trong nước ép tính toán là 17,98 và chất xơ của 15% là có thể tính toán Pol trong mía.  Pol trong mía = 17,98% x (100 - (15 + 5)) / 100 = 14,38%  CCS( Commercial cane sugar- chữ đường) CCS được tính khi biết được Brix trong mía và Pol trong mía. CCS ban đầu được biết đến như là POCS hoặc đường mía nguyên chất có thể đạt được. CCS cung cấp một ước tính tỷ lệ phần trăm của saccharose thu hồi từ mía. Các giả định được thực hiện khi tính toán CCS bao gồm: 25% các tạp chất trong mía là loại bỏ trong làm sạch và 75% còn lại là trong mật. Đối với mỗi 60 phần tạp chất đi đến 40 phần của đường mật đường cũng bị loại bỏ. Như kết quả tạp chất trong mía cao làm giảm khả năng sản xuất đường thô. Các tạp chất trong mía = Brix trong mía - Pol trong mía CCS = Pol trong mía - 0,75 (các tạp chất trong mía x 40/60) Mà có thể được làm lại vào một phương trình đơn giản như sau: CCS = Pol mía - 0,5 tạp chất trong mía  Vì vậy từ ví dụ: CCS = 14,38 - (0,5 x 2,84)= 12,96 10 . CÔNG NGHIỆ P TP. HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM ------ ------ TIỂU LUẬN MÔN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG, BÁNH KẸO ĐỀ TÀI CHỮ ĐƯỜNG VÀ. Mục lục Chữ đường và các phương pháp tính 2012 I. Nội dung 1.1 Chữ đường 1.1.1 Khái niệm Là khái niệm về năng suất công nghiệp, chỉ lượng đường thương