Các biến đổi Vật lý và Hoá học trong quá trình Cô đặc nước mía

Như bài trước, quá trình cô đặc nước mía có sự tác động bởi nhiệt và các thông số công nghệ để thay đổi cấu trúc của dung dịch nước mía. Sự tác động này sẽ là thay đổi các tính chất của dung dịch. Bài này, chúng ta tìm hiểu về các biến đổi Vật lý và Hoá học trong quá trình cô đặc nước mía nhé!

Sự thay đổi pH và chuyển hoá đường saccarose

1. Sự thay đổi pH

Nguyên nhân của sự giảm độ kiềm là do

• Sự phân hủy các amit;

• Phân huỷ đường khử tạo ra các axit hữu cơ;
• Sự tạo caramen của đường saccarose (tác dụng rất nhỏ).

Hiện tượng tăng pH rất ít thấy trong quá trình cô đặc. Tuy nhiên, nếu thao tác xông SO₂ hoặc thông CO₂ không hợp lý, độ kiềm dung dịch tăng lên:

2KHCO₃ = 2KCO₃ + CO₂ + H₂O
2KHSO₃ = K₂SO₃ + SO₂ + H₂O

2. Chuyển hoá đường saccarose

Dưới tác dụng của nhiệt độ, trong môi trường pH tăng cao hoặc giảm thấp đường saccarose bị chuyển hoá, làm giảm lượng đường saccarose và làm tăng lượng đường hoàn nguyên.

Sự gia tăng màu sắc

Trong điều kiện nhiệt độ cao, đường saccarose bị caramen hoá làm tăng màu sắc dịch nước mía. Lượng caramen này phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian truyền nhiệt, và pH.
Ngoài ra, đường khử cũng bị phân huỷ hay kết hợp với các hợp chất chứa nitơ tạo thành melanoidin làm tăng màu sắc nước mía.

Độ tinh khiết tăng

Độ tinh khiết tăng trong quá trình cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm sạch. Đối với phương pháp vôi độ tinh khiết tăng từ 0,7 – 1,0; đối với phương pháp sunfit hoá độ tinh khiết tăng từ 0,8 – 1,0; đối với phương pháp cacbonat hoá độ tinh kiết tăng 0,2 – 0,5.
Độ tinh khiết tăng là do các nguyên nhân:

• Chất không đường bị phân hủy;
• Sự tạo cặn trong thiết bị cô đặc;
• Sự thay đổi góc quay riêng của chất không đường đặc biệt là đường khử.

Sự tạo cặn

Sự tạo cặn xuất phát từ những nguyên nhân:

• Cùng với việc nồng độ đường tăng cao, nồng độ tạp chất cũng không ngừng tăng lên trong quá trình cô đặc. Khi nồng độ tạp chất vượt quá độ bão hoà chúng sẽ lắng thành cặn;
• Các oxit kim loại dạng keo như (oxit silic, oxit nhôm, oxit sắt) trong quá trình gia nhiệt tách dần ra khỏi dung dịch tạo thành cặn;
• Muối canxi hoà tan kết hợp với muối hoà tan của kali và natri tạo thành muối cacbonat kết tủa;
• Các muối sunfit có độ hoà tan thấp, dưới tác dụng của nhiệt độ sẽ tạo thành muối kết tủa;
• Qua các kết quả nghiên cứu thành phần cặn, có thể rút ra một số quy luật chung như sau:
  • Thành phần cặn trong nồi cô đặc chủ yếu là các chất không đường vô cơ và hữu cơ tồn tại ở dạng hợp chất;
  • Thành phần vô cơ chiếm chủ yếu >50% (so với chất khô);
  • Cặn ở các hiệu khác nhau về thành phần và hàm lượng: Hiệu 1 chủ yếu là muối phosphat, hiệu cuối chủ yếu là muối sunfat…

FOODNK