Đồ án công nghệ sản xuất dầu từ hạt cao su

 Acid trong dầu hạt cao su gồm 2 nhóm chính:  Acid béo bão hòa: Như vậy việc sử dụng DHCS để tổng hợp các sản phẩm thân thiện mơi trường sẽ mở rộng khảnăng kinh tế của DHCS và mang tín

PHẦN I:

TỔNG QUAN

1 CÂY CAO SU VÀ ĐặC ĐIỂM SINH THÁI.

1.1 Cây cao su:

Hình 1: cây cao suCây cao su được trồng nhiều nơi trên thế giới như Ấn Độ, Châu Phi, Nam Mỹ,…ở nước ta, cây cao

su du nhập vào từ Pháp thuộc và trồng nhiều ở các tỉnh miền Đông Nam Bộ, Tây Nguyên và một sốhuyện tại TP Hồ Chí Minh.Theo viện nghiên cứu cao su Việt Nam, tổng sản lượng cây cao su tính đếnnăm 2005 có thể lên đến 700000 cây/ha

Cây cao su trên thế giới thuộc vào 5 họ thực vật sau: Euphorbiacéae, Moracéae, Apocynacéae,

Asclépiadaceae và Composeae Mỗi họ chia thành nhiều giống và nhiều loài khác nhau.

Trong số những loại cây cao su, loại được ưa chuộng nhất là cây Hevea brasiliensis, cung cấp

khoảng 95 – 97% cao su thiên nhiên thế giới

Bảng 1 – Phân loại giống cao su.

Giống

Hevea Ficus Funtumia Kok - saghyz Manihot Castilloa Landolphia Guayule Sapium Hancornia

Euphorbia Dyera

Trong thiên nhiên có rất nhiều loại cao su, thuộc nhiều loại thực vật khác nhau Trong số đó, loàiđặc biệt được ưachuộng nhất là cây Hevea brasiliensis Loại này có tầm quang trong kinh tế lớn là do

nhựa cây tiết ra từ cây cao su là nguồn chủ lực trong sản xuất cao su thiên nhiên, nó cung cấp 95-97%lượng cao su trên thế giới

Cây cao su Hevea brasiliensis thuộc giống Hevea, họ Euphorbiaceae Đây là loại cao su to lớn,

cho hoa đơn tính màu vàng, không cánh, hình chuông nhỏ, tập trung thành chùm, lá dài từ 20-30cm.Cây cao su có thể cao tới trên 30m Mỗi cây cao su sẽ cho ra khoảng 800 hạt, 2 lần/năm Có nguồngốc từ lưu vực sông Amazone và chi lưu (Nam Mỹ) ở trạng thái ngẫu sinh và du nhập vào Việt Namlần đầu tiên vào năm 1878 bởi người Pháp Hiện nay, tại Việt Nam, cây cao su được trồng nhiều tạiĐông Nam Bộ, Tây Nguyên, Trung tâm phía Bắc và Duyên Hải miền Trung

Khi cây đạt độ tuổi 5-6 năm thì người ta bắt đầu thu hoạch nhựa mủ, các cây già sẻ cho nhiều mủ hơn, nhưng chúng sẻ ngừng sản xuất nhựa mủ khi đạt độ tuổi 26-30 năm

Về phương diện sinh thái, nó chỉ thích hợp với khí hậu vùng xích đới hay nhiệt đới Cây đòi hỏinhiệt độ trung bình là 25oC, lượng mưa tối thiểu là 1500 mm mỗi năm và có thể chịu hạn được nhiềutháng trong mùa khô Cây mềm và giòn, do đó có thể bị gãy khi gặp gió mạnh Mặc dù cây cao su ítđòi hỏi chất lượng đất, nhưng nó thích hợp nhất với đất đai phì nhiêu, sâu, dễ thoát nước, hơi chua (pH

từ 4 – 4.5) và giàu mùn

1.2 Hạt cao su:

Hình 2: hạt cao su

Có rất nhiều hạt mang dầu mà ta đã biết, nhưng hạt cây cao su ít được nói đến Vì từ trước cây cao

su được trồng chủ yếu để thu hoạch mủ, sau nữa là đến gỗ , còn hạt cây cao su không có giá trị dinhdưỡng và cũng bởi việc thu hoạch quả để lấy hạt không được thuận tiện do quả chín rụng xuống khôngtheo mùa Một phần hạt cao su chưa tìm thấy công dụng gì so với mủ và gỗ Ngoài việc dầu hạt cao sucon người không thể ăn được, nó cũng không làm thức ăn cho gia súc được Vì vậy, nếu sử dụng đểtổng hợp ra biodiesel thì sẽ có ý nghĩa lớn về kinh tế và môi trường

Theo nghiên cứu mới nhất, 1 ha cây cao su có thể cho khoảng 300-400kg hạt mỗi năm Khốilượng của hạt cao su tươi dao động từ 3 – 5g, phân bố 40% ở nhân, 35% ở vỏ và còn lại là lượng ẩm(25%).

Hạt cao su mặc dù có hàm lượng dầu cao (bảng 1), nhưng không dùng cho thực phẩm vì chúng cóchứa độc tố HCN Tuy nhiên đây có thể là một nguồn cung cấp dầu béo công nghiệp có giá trị Hiệnnay, người ta mới quan tâm sử dụng phần rubber seed cake (tức phần nhân đã được tách dầu) làm thức

ăn gia súc Dầu sau khi ép chưa được sử dụng hiệu quả

Đến nay, hạt cao su vẫn chỉ là một phế liệu, việc tận dụng hạt cao su chỉ được thực hiện ở một vàinơi và hầu như không có quy mô kinh tế

Bảng 2: thành phần % hóa học của nhân hạt cao su

Theo Norahari và Kothandaraman (1983) đã phát hiện trong nhân hạt cao su có chứa 749mgHCN/kg Tuy nhiên, nếu được bảo quản trong 1 khoảng thời gian dài thì người ta có thể thấy rằng hàmlượng HCN có thể giảm xuống khoảng 25-77% Hơn thế nữa người ta có thể thấy rằng lượng HCN cóthể giảm đi dưới tác động của nhiệt độ cao thông qua các quá trình tách dầu

Hình 3: trái và hạt cao su

2 KHÁI QUÁT VỀ DẦU HẠT CAO SU.

Thành phần dầu cao su thu được:

 Chứa trên 90% gốc Acid có mạch C18 và phân tử lượng khoảng 870± 10, Kg/m3

 Chỉ số Iot 130 ± 5 g iot/ 100g

 Chỉ số xà phòng 185 ± 5 mg KOH/g

 Chỉ số acid 50 ± 5 mg KOH/g

 Acid trong dầu hạt cao su gồm 2 nhóm chính:

 Acid béo bão hòa:

Như vậy việc sử dụng DHCS để tổng hợp các sản phẩm thân thiện mơi trường sẽ mở rộng khảnăng kinh tế của DHCS và mang tính đặc thù so với các dầu thực vật khác

2.1. Thành phần hĩa học

Hàm lượng dầu trong nhân khơ chiếm từ 35% - 45% (George và Kuruvilla, 2000; Nadarajapillai

và Wijewantha, 1967) [21] Thành phần của nhân khơ của hạt cao su (tại Ấn Độ) như sau: dầu (42%),

độ ẩm (5%) và bánh dầu (53%) Tại Ấn Độ, cứ 5.7 kg hạt cao su tươi (gồm 1200 hạt) cho ra 4.2 kg hạt

khơ, 2.4 kg nhân khơ và 920 g dầu (1 lít) Dầu cao su thuộc dầu bán khơ.

Tùy thuộc vào các giai đoạn tiền trích ly nhân để thu nhận dầu thơ, dầu từ hạt cao su cĩ màu sắcthay đổi từ “màu trắng trong của nước” đến màu vàng nhạt khi hàm lượng acid béo tự do thấp (5%)cho đến màu tối hơn khi hàm lượng này cao (10 – 40%) Dầu tươi cĩ màu vàng nhạt nhưng sản phẩmdầu thương mại thu được bằng phương pháp ép hay trích ly hạt đã qua quá trình bảo quản đều cĩ màutối Nhiều thí nghiệm đã chỉ ra rằng trong khi dầu được trích ly từ hạt tươi gần như khơng cĩ tính acidthì đối với hạt đem bảo quản một thời gian, hàm lượng acid béo tự do cĩ thể tăng 15 – 18% Sự khácbiệt này là do sự phân hủy dầu trong quá trình bảo quản gây nên biến màu, biến mùi và tăng hàmlượng acid béo tự do Sự phá hủy dầu của hạt cao su do enzyme (lipase nội bào) và độ ẩm cao trongquá trình bảo quản hạt làm tăng hàm lượng acid trong dầu trích ly từ hạt bảo quản Giá trị peroxide

cũng cho thấy dầu bị giảm chất lượng trong quá trình bảo quản hạt Dầu từ hạt cao su tươi có độ khôthấp hơn so với dầu lanh.

Hai sản phẩm được tạo ra từ hạt cao su đó là dầu và bánh dầu Dầu chứa 18.1 % các acid béo no, gồm acid palmitic và acid stearic và 80.5% các acid béo không no, gồm chủ yếu là acid oleic, acid linoleic, và acid linolenic Dầu từ hạt cao su chứa khoảng 30 – 35% acid linoleic, 21 – 24% acid linolenic nên có tính chất của dầu bán khô Hàm lượng acid béo tự do trong dầu hạt cao su chưa tinh luyện là 17%

Bảng 3: Thành phần lipid trong nhân hạt cao cao su (Nwokolo 1997)

-Hiện nay dầu này vẫn chưa được dùng để ăn Nó có tính chất tương tự như dầu lanh và do đó, nó

có thể được dùng để thay thế một phần dầu lanh trong các ứng dụng công nghiệp

Bảng 5 – So sánh dầu hạt cao su và các loại dầu khác.

Tính chất

Dầu hạt cao su

Dầu hoa hướng dương

Dầu hạt cải

Dầu hạt bông cải

Dầu hạt dậu nành

Thành phần acid béo (%)

(i) Acid panmitic C(16:0)

(ii) Acid stearic C(18:0)

(iii) Acid oleic C(18:1)

(iv) Acid linoleic C(18:2)

(v) Acid linolenic C(18:3)

10.28.724.639.613.2

6.83.2616.9373.730

3.490.8564.422.38.23

11.670.8913.2757.510

11.753.1523.2655.536.31

Phản ứng tổng quát có thể viết như sau:

2.3.3. Phản ứng trao đổi ester

Trong môi trường có xúc tác vô cơ như acid H2SO4, HCl hay các xúc tác base như NaOH, KOH các ester trong dầu có thể tiến hành ester hóa trao đổi với các rượu bậc 1 như methanol, ethanol tạo

thành các ester acid béo với các rượu tương ứng và glycerine Với R là gốc hydrocarbon của rượu, phản ứng dạng tổng quát như sau:

Phản ứng này là phản ứng cơ bản để tổng hợp biodiesel Ester của các acid béo với rượu bậc một

có thể thay thế nhiên liệu diesel trong các động cơ diesel, giảm thiểu một cách đáng kể lượng khí độc hại thải ra môi trường

Bên cạnh đó, các gốc acid béo trong dầu thực vật có thể dẫn đến một số tính chất hóa học khác

Cộng hợp hydro: khi có mặt xúc tác Niken và dưới áp suất, nhiệt độ cao, các gốc acid béo không

no trong dầu có thể cộng hợp với hydro để tạo thành các gốc acid béo no Quá trình no hóa dầu này thường làm tăng độ nhớt và làm rắn đặc dầu thực vật

Cộng hợp halogen: dầu cao su có thể tác dụng với halogen ở những liên kết chưa no trong gốc

acid

Các liên kết đôi trong gốc acid chưa no của dầu thực vật rất dễ bị oxy hóa Tùy thuộc vào chất oxy hóa và môi trường oxy hóa mà tạo ra các sản phẩm như peroxide, cetoacid hay đứt mạch tạo thànhcác chất có phân tử lượng nhỏ hơn

Quá trình oxy hóa có thể xảy ra khi dầu tiếp xúc với không khí làm cho dầu bị biến chất, giảm chất lượng

2.3.6. Phản ứng tạo sự ôi chua của dầu

Do trong dầu có lẫn nước, vi sinh vật và các loại enzym nên trong quá trình tồn trữ thường xảy racác phản ứng biến đổi phân hủy làm ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị mà người ta gọi là sự ôi chua của dầu

3. TỔNG QUAN VỀ CHẤT GÂY ĐỘC HCN

3.1. HCN trong hạt cao su.

Ngoài ra hạt cao su còn có chứa một lượng cyanogenic glucoside và nó sẽ giải phóng ra HCN khi

có mặt enzyme hoặc trong điều kiện acid nhẹ Trong nhân khô, HCN chiếm một hàm lượng nhỏ và sẽgiảm xuống khi giảm hàm ẩm của nhân và theo thời gian bảo quản

Bảng 6 – Hàm lượng HCN thay đổi theo thời gian bảo quản hạt cao su.

Thời gian bảo quản (tuần) Độ ẩm (%) Hàm lượng HCN tính theo

Các muối cyanua kiềm như NaCN, KCN là các muối tinh thể trắng, dể bị phân hủy trong khôngkhí bởi hơi nước, CO2, SO2…tan rất tốt trong nước, ít tan trong rượu, ta trong dung dịch nước rượudung dịch nước của các muối này có tính kiềm mạnh

Các cyanua của các kim loại kiềm thổ tan nhiều trong nước, cyanua của các kim loại khác ít tanhơn

Muối cyanua thủy ngân Hg(CN)2 tan trong nước nhưng là chất điện ly yếu

Dicyan (CN) là chất khí độc không màu, mừi hạnh nhân, tan tốt trong H2O và rượu, (CN)2 hìnhthành do nhiệt phân một số muối cyanua như Hg(CN)2 hay oxy hóa CuCN bằng FeCl bằng FeCl3(CN)2kém bền do phân hủy nhiệt

3.3. Tính chất hóa học.

Hydrocyanic acid và các cyanua bị oxy hóa bởi oxy trong không khí chuyển thành cyanat

Các muối cyanua kim loại kiềm bị dioxid carbon trong không khí phâ hủy tạo thành HCN

Vì vậy phải bảo quản muối kim loại cyanua trong thùng kín, bảo quản ở chô mát

Các muối cyanua tan trong nước dễ tạo vỡi các cyanua không tan thành các ion phức

Acid nitric tác dung với các chất hửu cơ như acid malic, citric, ankaloid, tanin cũng tạo nên HCN.Qua đó cắt nghĩa việc tạo nên các glusoside cyanhydric ở một số thực vật

Các aldehydric đường cũng phá hủy được HCN

Trong một số các cây cối, thực vật có chứa các dẫn xuất hửu cơ của hydrocyanic acid, ví dụ: hạnhnhân đắng, nhân quả mận, lá trúc anh đào, rễ sắn, măng tre nứa, nấm, các hạt lá và cành loại đậu

phaseolus lunatus.

Thông thường, HCN không tồn tại ở dạng tự do mà ở dạng hợp chất thường được gọi làcyanogenic glucoside có chứa ion cyanide (CN-) và chỉ tạo thành hydrocyanic acid khi bị phân hủybởi những enzyme linamarase hay glucosidase Các mô thực vật sống có thẻ chứa cả cyanogenicglucoside và enzyme trong những tế bào riềng lẻ Khi mô thực vật bị phá hủy, các enzyme các thể tiếpxúc với cyanigenic glucoside và sinh ra HCN.

Trong nhân tươi của hạt cao su có chứa linamarin, một loại cyanogenic glucoside, đống vai trò nhưmột nhân tố phản dinh dưỡng, được tìm thấy trong khoa mì và đậu lima Bản chất linamarin là chấtkhông độc nhưng nó phân hủy thành hydrocyanic acid (HCN) rất độc dưới tác dụng của enzyme nộisinh hay môi trường hơi acid

Việc bắt giư CN- của Hb trong hồng cầu là phản ứng tự vệ để ngăn chặn không cho ion CN- xâmnhập, khi Hb không còn đủ khả năng phòng vệ được nữa, thì CN- và trong tế bào liên kết chặt chẽ vớinhân Fe2+, Cu2+ trong hệ thống hô hấp cytochrome, không cho hệ thống này thực hiện chức năng vậnchuyển điện tử, trong chuổi phản ứng hô hấp trong tế bào, lúc này tình trạng ngộ độc trở nên tồi tệ,khó có khả năng cứu chữa được

Ngộ độc mãn tính: trường hợp ăn với một lượng ít, thường xuyên thì trong cơ thể, chủ yếu là ở gan

sẽ xảy ra quá trình oxy hóa khử chất HCN nhờ vào lưu huỳnh trong methionine để tạo nên chất ít độchơn là thiocyanate để thải ra ngoài Nhưng thiocyanate lại có xu hướng gây bướu cổ, góp phần là bộitriển tuyến giáp, nếu như lượng Iod có giới hạn trong thức ăn thì rất dễ sinh ra bênh bướu cổ

Khi tiếp nhận một lượng lớn HCN, cơ thể động vật có thể giải độc cyanide bằng nhiều cách, trong

đó có hai cách chủ yếu là phản ứng với thiosulfate (aminoacid có chứa sulfur) tạo ra thiocyanatekhông độc với sự xúc tác của 2 enzyme thiocyanate được thải ra ngoài qua đường nước tiểu

Vì sulfur cần thiết cho quá trình khử độc cyanide trong khi nó nhận được từ chế độ ăn methioninenên sự hiện diện của cyanogenic glucoside có thể dẩn đến thiếu hụt aminoacid thiết yếu này khi sựcung cấp methionine kém hoặc cần giới hạn

Hydrocyanic acid gây độc nhanh quá đường hô hấp, với liều lượng 0.3mg/kg trọng lượng cơ thể đã

có thể gây chếtngay

Nồng độ từ 0.12-0.15mg/kg trọng lượng cơ thể có thể gây chết với 30 phút đến 1 giờ

Qua đường tiêu hóa: liều lượng gây tử vong là 1mg/1kg trong lượng ocw thể đối với các, muối nhưKCN, NaCN

Hydrocyanic aicd còn có thể xâm nhập vào cơ thể rồi gây ngộ độc bằng cách thấm qua vết thươngngoài da

Nồng độ cho phép tiếp xúc nhiều lần trong không khí là 10ml/m3 hoặc 11mg/m3 không khí ở 200C

4. HƯỚNG ỨNG DỤNG PHỔ BIẾN HIỆN NAY CỦA DẦU HẠT CA SU.

4.1. Khả năng khai thác và ứng dụng.

Nhân hạt cao su ( chiếm 50 – 60% hạt) chứa 40 – 50 % (khối lượng hạt)là dầu có màu nâu Hạt cao su có hình elipxoid với nhiều kích cỡ, dài2.5 – 3 cm Hạt bóng, nặng 2- 4 g/hạt, trên hạt có các chấm nâu

Hàng năm, khoảng tháng 8 hoặc tháng 9 là thời điểm cao su chotrái rộ nhất với năng suất khoảng 1 tấn hạt/ 1 ha

Theo thống kê trên thế giới, khi ép 1 tấn hạt, trung bình ta thu được

100 kg dầu hạt cao su Tại Việt Nam, theo thống kê năm 2007, diện tíchtrồng cao su hơn 500000 ha Thu nhập từ cây cao su chỉ chú ý đến mủvà thân, còn hạt cao su thì bị bỏ quên Như vậy, với 500000 ha ta sẽthu được 5000 tấn hạt, tương đương 500 tấn dầu

Tại thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận có khoảng 20 cơsở thủ công hoặc bán thủ công ép hạt cao su lấy dầu với hiệusuất khoảng 17% là cao nhất và mỗi cơ sở chỉ làm khoảng vài tấnhạt trong một ngày, mặt khác do nguồn nguyên liệu không ổn định( cao su cho trái rộ chỉ trong khoảng 2 tháng) nên giá thành dầu hạtcao su rất cao, khoảng 17000 đồng/kg ( giá hạt trung bình khoảng 2500đồng/kg)

Song DHCS khĩ chế biến để sử dụng do nĩ cĩ chứa axit béo tự do rất lớn Chỉ số axit của nĩ lênđến 72 mg KOH/g, tương đương hàm lượng axit béo tự do khoảng 35%

DHCScàng để lâu chỉ số axit càng tăng vì nĩ chứa một enzyme là lipaza cĩ khả năng xúc tác phảnứng thủy phân làm tăng chỉ số axit trong quá trình bảo quản Do vậy nếu làm sạch DHCS theo phươngpháp thơng thường sẽ khĩ khăn và khơng kinh tế, sẽ làm tăng giá thành và giảm hiệu suất dầu tinh chế.Bên cạnh đĩ, DHCS là triglyxerit với hàm lượng axit béo chứa hai và ba nối đơi cao nên dễ bị oxy hĩa

và tạo nhựa trong bảo quản hoặc xử lý tinh chế Tĩm lại DHCS là loại dầu thực vật chất lượng thấp,hạn chế về ứng dụng thực tế Dầu hạt cao su có chứa cyanogenic glycosides, hợpchất này dưới tác dụng của enzyme đặc hiệu hoặc trong môi trườngacid yếu sẽ chuyển hóa thành hợp chất cyanua Do đó dầu cao sukhông thể sử dụng được trong thực phẩm

Như vậy việc sử dụng DHCS để tổng hợp các sản phẩm thân thiện mơi trường sẽ mở rộng khảnăng kinh tế của DHCS và mang tính đặc thù so với các dầu thực vật khác

Thực ra, hạt dầu cao su cũng có khả năng chế biến ra Methyl Esternhư các loại dầu thực vật khác để sử dụng trong công nghiệp

Hạt rớt trên đất được thu về và tách lấy nhân hạt.Những nhânhạt này được sấy khô để tách ẩm Sau đó, hạt được đưa vào máynghiền và dầu được lọc lấy Dầu qua lọc sẽ được dùng làm nguyênliệu để sản xuất Biodiesel

Để sử dụng hiệu quả hạt cao su ta phải đổi mới công nghệ chiết,tách nhằm tăng hiệu suất lên 30% và qua đó ta có thể dùng dầu

này để sản xuất Metyl Este giá thành khoảng 10000 đồng/ lít nhưngchất lượng tương đương với chất lượng Metyl Este của dầu đậu nànhmà ở Mỹ đang sản xuất sử dụng và xuất khẩu với tên thương mạilà Soyat.

4.2. Hướng ứng dụng phổ biến hiện nay.

Dầu hạt cao su cĩ tính chất hĩa lý tương tự như dầu lanh Đa số các loại dầu khơ thích hợp chosản xuất alkyd vì chúng chứa một tỉ lệ cao các acid linoleic (diene acid) và acid linolenic (triene acid).Các bằng chứng khoa học đã chỉ ra rằng các dầu cĩ chứa nhiều triene acid chẳng hạn như dầu lanh,dầu tùng, dầu perrila cĩ màu vàng, cịn dầu chứa nhiều diene acid như dầu thuốc lá, dầu cao su và dầuđậu nành thì lại khơng cĩ màu vàng Mặc dù cả hai đều là dầu khơ nhưng dầu khơng vàng cĩ các tínhchất siêu việt hơn so với dầu vàng trong ứng dụng sản xuất nhựa alkyd, do đĩ dầu hạt cao su, dầuthuốc lá, dầu conophor cĩ thể thay thế hồn tồn hay một phần cho dầu lanh, dầu đậu nành trong việcsản xuất nhưa alkyd

Những nghiên cứu về ứng dụng thực tế của dầu cao su đã cho thấy rằng nĩ cĩ một tiềm năng lớntrong việc thay thế dầu lanh trong sản xuất nhựa alkyd Thơng thường, dầu cao su sẽ được sử dụng đểlàm bánh xà phịng

Gandhi và cộng sự đã cơng bố rằng dầu cao su khơng chứa bất kỳ một loại acid béo lạ nào và nĩrất giàu các acid béo thiết yếu Hơn nữa, khả năng tiêu hĩa dầu cao su được phát hiện là đến 97% sovới dầu họ đậu phộng Đứng từ khía cạnh thành phần dinh dưỡng và độc tố, dầu cao su cĩ thể xem làdầu ăn được [20] Hiện nay, nĩ đã được ứng dụng trong cơng nghiệp để sản xuất bánh xà phịng, nhựaalkyd và chất bơi trơn Bên cạnh đĩ, vài nghiên cứu về dinh dưỡng đã tán thành việc ứng dụng dầu cao

su làm thực phẩm Tuy vậy, hoạt tính enzyme lipase cao cùng với lượng HCN cịn sĩt lại, một đặc

điểm dễ dàng bắt gặp ở các cây thuộc họ Euphorbiaceae đã gây ra những hạn chế trong khía cạnh dinh

dưỡng của nĩ

Theo Dayaratne, hạt cao su chứa 25% dầu Do đĩ, nĩ cĩ thể được sử dụng để sản xuất bánh xàphịng, nhựa alkyd và sơn Người ta sử dụng nhựa alkyd bằng cách nấu dầu cao su với một lượng xácđịnh glycerol và phtalic anhydride

Dầu cao su cĩ thể thay thế dầu lanh trong sản xuất sơn, vải dầu (linoleum) và vecni (vanish) Nĩcịn thích hợp trong việc sản xuất các fatliquor trong cơng nghiệp da Dầu này cịn cĩ thể được sử dụngnhư những thành phần đa chức năng trong các hợp chất NR và SBR Dầu cao su tạo ra các tính chất cơhọc ưu việt cho cao su lưu hĩa NR và SBR khi thay thế cho những chất tạo dẻo truyền thống Nĩ cũngcải thiện khả năng chống lão hĩa, sự ăn mịn, sự uốn cong và làm giảm thời gian xử lý, sự cán phá

Hình 4: các ứng dụng của dầu hạt cao su.

Công ty trách nhiện hữu hạn M/s Lever Brother (Ceylon) đã tiến hành những thử nghiệm để kiểmtra khả năng của dầu cao su trong việc sản xuất bánh xà phòng dùng trong tẩy rửa và giặt giũ Loạibánh xà phòng này cũng có những ưu điểm tương tự như các sản phẩm chuẩn Tại Srilanka, hàng nămngười ta trộn 300 – 500 tấn dầu hạt cao su với dầu dừa để sản xuất ra xà phòng

Các loại dầu khô muốn dùng thay thế dầu lanh trong sản xuất sơn nên chứa hỗn hợp các acid béo với hàm lượng polyethenoid (linoleic và linolenic) không nhỏ hơn 70%, trong đó acid linolenic phải chiếm ít nhất là 50% trong tổng lượng acid béo của dầu Dầu hạt cao su chứa khoảng 36% acid linoleic

và 24% acid linoleic Hỗn hợp gồm 1 phần dầu cao su và 3 phần dầu lanh tạo ra một loại màng có tính

chất ngang bằng hay chỉ kém hơn một ít so với bản thân dầu lanh tạo ra Hỗn hợp gồm một phần dầu cao su và 3 phần dầu lanh cũng tạo ra 79% acid polyethenoid, trong đó acid linolenic là 48% Vì thế dầu hạt cao su rất có tiềm năng trong ứng dụng sản xuất chất pha loãng và chất độn thay cho dầu lanh.Các tính chất khô của dầu cao su có thể được cải thiện bằng cách xử lý với maleic anhydride Vì maleic anhydride có 2 gốc carbonyl ở vị trí α trong liên kết đôi, nó tham gia vào việc tổng hợp diene với các hợp chất liên hợp Maleic anhydride cũng thêm vào các hợp chất có chứa liên kết đôi không liên hợp ở vị trí α methylene.

Dầu cao su đã tinh luyện được trộn với 2 – 10% maleic anhydride và gia nhiệt trong nồi đun kettle kín trong 2h ở 230oC Sau đó, phản ứng được kiểm tra bằng cách lấy một mẫu thêm nước nóng và chuẩn độ để xác định lượng maleic anhydride chưa phản ứng Nếu maleic anhydride đã phản ứng hết

sẽ không còn cho ra màu vàng ngả sang đỏ với dimethylaniline Sản phẩm chứa nhóm alhydride với tính chất acid Thông thường, nếu dầu đã được xử lý sẽ được dùng để tạo liên kết, độ acid này sẽ được trung hòa bằng một phản ứng với alcohol chẳng hạn như glycerol hay pentaerythritol Người ta ước tính có đến 16% maleic anhydirde được sản xuất ra là để dùng cho tạo nhựa alkyd và dầu khô

Chức năng của chất tạo liên kết trong sơn là liên kết các phân tử chất màu lại với nhau và giữ chúng trên những bề mặt được sơn lên Sau khi tẩy màu, chất tạo liên kết sẽ bao phủ và bảo vệ bề mặt bóng Chất tạo liên kết trong sơn là một loại hợp chất polymer hoặc là một tiền polymer được

polymer hóa thành mạng lưới polymer với hai kích cỡ khác nhau trền bề mặt sau khi sử dụng Dầu cao

su thích hợp làm chất liên kết trong sơn Chất tạo liên kết hoặc là hòa tan trong dung môi hoặc là phân tán ở dạng nhũ tương trong pha lỏng

Theo cách này, sự có mặt của dầu cao su sẽ tạo ra các loại polyester tổng hợp, tính chất “khô” trong không khí Điều này có nghĩa là chúng đã chuyển thành dạng màng không tan như một kết quả của quá trình polymer hóa xảy ra trong các chuỗi acid béo chưa bão hòa Chính vì thế dầu này được sửdụng trong sản xuất sơn và sơn mài Tính bền trong không khí, nhanh khô, tính dẻo vốn có và khả năng chống thấm nước của nhựa alkyd đã làm cho nó trở thành một tác nhân lý tưởng trong các ứng dụng bao phủ các bề mặt chẳng hạn như sơn xây dựng cao cấp, sơn dùng cho các vật dụng ngập nước trong nước biển, sơn nhà, sơn lót, sơn bên trong và sơn bên ngoài, sơn chịu nhiệt, chất tạo dẻo cho nitrocellulose, sơn trắng chịu được nhiệt độ cao trong sự kết với urea formaldehyde và các sơn nhũ tương

Nhựa alkyd không được ứng dụng hiệu quả trong môi trường có chứa kiềm hay các chất hóa học mạnh khác Về mặt sản phẩm, nhựa alkyd là sản phẩm của quá trình ester hóa, cho nên khi có chất kiềm, nhựa alkyd sẽ bị xà phòng hóa và làm phân hủy màng Việc định lượng nhựa alkyd trong các sơn nhũ tương đã được thực hiện bởi Mc Lean và cộng sự Ông đã kết luận rằng đã tạo ra được một loại sơn có tính kết dính và khả năng rửa sạch siêu việt, mặc dù có bằng chứng cho rằng khả năng rửa sạch sẽ giảm theo thời gian bảo quản Thời gian sẽ dài hơn đối với các loại sơn nhựa tổng hợp Cọ sơn không thể được rửa sạch bằng nước vì hệ nhũ tương bị phá vỡ và các dung môi phải được sử dụng và màu trắng bị biến màu Các công thức sơn cơ bản được sử dụng để so sánh là một loại có lượng sắc tố thấp với tỉ lệ chất tạo liên kết : sắc tố là 1 : 1, chất tạo liên kết cân bằng với sắc tố có nồng độ theo thể tích là 20% Vì thế vai trò hệ nhũ tương được nhấn mạnh

Tính chất khô của hệ nhũ tương có thể được xem xét là trung gian giữa dầu đậu nành và dầu lanh Tiềm năng trung gian của dầu cao su trong sản xuất sơn có thể là 400 tấn, sử dụng để thay thế cho dầu lanh và 375 tấn được sử dụng để sản xuất nhựa alkyd Điều đó có nghĩa là công nghiệp sôn chỉ tốn 775tấn dầu cao su sử dụng hàng năm.

Vai trò của dầu và rượu béo (fatliquor) trên cơ sở dầu béo trong sản xuất da làngăn cản sự kết dính của các xơ da, và tạo ra các tính chất cần thiết như sự mềm mại,trơn bóng, và độ bền mong muốn Dầu cao su đã được sử dụng thành công trong các chế phẩm sulfate hóavà sản phẩm đã tạo ra các tính chất đáp ứng thỏa mãn cho ngành công nghiệp thuộc da.Thí nghiệm sử dụng dầu cao su sulfate hóa như một rượu béotrong quá trình béo hóa và như một chất tạo dẻo cho cả da bò và da dê,

đã có những thành công nhất định Dầu cao su được sulfate hóa bằng acid sulfuric đậm đặc ở nhiệt độ

25oC Sản phẩm tạo thành được xử lý với nước muối và sau khi để lắng, một lớp mỏng ngậm nước ở dưới đáy ống nghiệm được hút đi bằng xi phông Lớp bên trên sẽ được trung hòa với dung dịch kiềm mạnh

Dầu cao su đã được sulfate hóa cung cấp một hệ nhũ tương bền với nước và có ưu điểm là trong quá trình thuộc da fatliquor hóa rượu béo cao su sẽ mất đi hoàn toàn Nếu đứng trên khía cạnh chất tạodẻo, dầu cao su có những tính chất khá tốt như dễ dàng tạo bóng, tính chất hơi dính…

Da được xử lý với dầu cao su được sulfite hóa mềm mại hơn so với dầu bông (cũng được sufite hóa) Một nghiên cứu về dầu cao su cho rằng dầu cao su đã cho thấy được độ bền của nó trong công nghiệp sản xuất da có độ mềm cao

Dầu nhờn được sản xuất sử dụng phương pháp của Ononoghu và cộng sự bằng một quá trình gồm

3 bước:

 Xà phòng hóa dầu bằng NaOH

 Phân hủy hai lần xà phòng Na sử dụng CaCl2

 Tạo ra dầu nhờn từ xà phòng Ca bằng cách thêm vào dầu đã tinh luyện

Màu của dầu nhờn được tạo thành từ các nguồn dầu khác nhau đã được so sánh với nhau mặc dù thời gian bảo quản có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc của dầu nhờn Các chất bôi trơn được tạo ra cho thấy các tính chất tốt như màu sáng hơn, điểm cháy và điểm chớp cháy cao hơn, chỉ số oxy hóa nhỏ hơn và chỉ số xà phòng hóa tốt hơn Những tính chất này đã tạo những đặc tính quan trọng chẳng hạn như khả năng chống oxy hóa, có khuynh hướng hình thành ít carbon hơn trong quá trình ma sát, chốnglại nhiệt độ cao để cải thiện hiệu quả vận hành máy móc Vì thế, dầu cao su có tiềm năng làm nguyên liệu thô cho công nghiệp sản xuất dầu nhờn

4.2.5. Sử dụng dầu cao su làm nhiên liệu cho động cơ diesel

Dầu cao su đã được xác định như một nguồn thay thế các nhiên liệu diesel bởi các nhóm nghiên cứu khác nhau Việc kiểm nghiệm các tính chất được tiến hành trên nhiên liệu và xác định khả năng làm nhiên liệu cho động cơ đã cho thấy chỉ số cetane của dầu từ hạt cao su gần với chuẩn ASTM tối thiểu 40, đặc trưng cho loại dầu diesel No.2 Điều này đã cho thấy tính khả quan trong việc sử dụng dầu cao su làm nhiên liệu sinh học.

Các kiểm tra tiến hành sự tiêu thụ nhiên liệu, lực hãm phanh, hiệu suất nhiệt hãm đã cho thấy dầu cao su có tính chất tương tự đáng kể so với các nhiên liệu diesel Dầu cao su khi được methyl ester hóacũng cho ra các tính chất gần giống với dầu diesel

Dầu cao su có tính chất nhiên liệu tương tự như các dầu thực vật khác Dầu thô từ hạt cao su có thểsánh với một số loại dầu thực vật (theo chuẩn ASTM) về chỉ số cetane, điểm chớp cháy, sulfur tổng, hoạt tính nước và lượng cặn lắng nhưng có phần hạn chế hơn về độ nhớt, hàm lượng tro, carbon dư, điểm vẩn đục và điểm acid Một vài trong số các tính chất vừa nêu trên có thể được cải thiện nếu đem dầu cao su tinh luyện

Tính chất nhiên liệu từ dầu diesel từ hạt cao su được quyết định bởi các yếu tố cốt lõi là độ nhớt vàcác đặc tính trong quá trình chưng cất Độ nhớt của dầu thực vật thường cao gấp 10 lần so với nhiên liệu diesel Độ nhớt cao ảnh hưởng đến đặc điểm phun nhiên liệu, vì thế cũng gây ra những tác động bất lợi Nhiệt độ chưng cất càng cao (độ bốc hơi thấp) có thể có sự ảnh hưởng đến đặc tính bốc hơi và cháy Các đặc tính nhiên liệu dầu cao su đã được methyl ester hóa cho thấy những đặc điểm tương đồng hơn so với nhiên liệu thông thường

Các phép thử hoạt động của động cơ trong thời kì ngắn đã cho thấy dầu cao su, dầu cao su đã đượcmethyl hóa và hỗn hợp dầu cao su đã được methyl hóa với nhiên liệu diesel rất tương đồng với dầu diesel thông thường về mặt năng lượng, hiệu suất nhiệt, sự tiêu thụ nhiên liệu riêng

Độ xuyên phun, góc nón, cỡ giọt cho thấy quá trình phun dầu cao su thô thì có sự khác biệt với nhiên liệu diesel Nhưng dầu cao su được tinh luyện và được xử lý bằng phản ứng chuyển vị ester với tác nhân methanol dư khi có mặt xúc tác là NaOH đã cải thiện được các tính chất này

Các tính chất nhiên liệu của methyl ester tổng hợp từ dầu hạt cao su được đưa ra trong bảng 1.8 Các tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng nhiên liệu cũng được đưa ra trong bảng này

Bảng 7 – Tính chất của ester từ dầu hạt cao su với các ester của dầu khác.

kiểm tra

Tiêu chuẩn của biodiesel ASTM 6751

- 02

Methyl ester từ dầu hạt cao su

Methyl ester từ dầu hạt cải

Methyl ester từ dầu hạt cây bông

Methyl ester từ dầu hạt đậu nành

Do độ nhớt của biodiesel khá gần với của dầu diesel, nên không cần phải có một thay đổi đáng kể nào trong động cơ khi sử dụng loại biodiesel này Nhiệt trị của ester thấp hơn của diesel vì hàm lượng O trong nó Sự có mặt của oxy trong biodiesel giúp tăng sự đốt cháy hoàn toàn của nhiên liệu trong động

cơ Điểm chớp cháy của dầu hạt cao su sau khi chuyển vị ester bị giảm xuống nhưng vẫn cao hơn của

dầu diesel Phối trộn biodiesel vào diesel sẽ làm tăng điểm chớp cháy của nhiên liệu Do đó, sẽ an toànhơn khi tồn trữ hỗn hợp biodiesel-diesel hơn là diesel 100%.

4.2.6. Sản xuất chế phẩm acid stearic

Ở Srilanka, nguồn để sản xuất acid stearic là dầu cao su Việc hydro hóa dầu cao su từ các acid béocho hiệu suất 80% (v/v) acid stearic

Dầu cao su được sử dụng trong dầu phun với tỉ lệ 3 : 1, dùng để làm thuốc diệt nấm trong không khí

4.2.8. Sử dụng bã khô dầu cao su làm thức ăn chăn nuôi

Công dụng của bánh dầu cao su, phụ phẩm của quá trình khai thác dầu từ nhân hạt cao su đã được nghiên cứu kỹ lưỡng bởi nhiều nước nhiệt đới như Srilanka, Malaysia và có nhiều thử nghiệm đã đượctiến hành

Bánh dầu cao su có hàm lượng các chất dinh dưỡng thiết yếu cao hơn cả bánh dầu hạt đậu nành và

nó là một nguồn bổ sung protein cho thức ăn gia súc Thành phần giàu lysine, phenylalanine và valine hơn ngô, ngoài ra hạt cao su còn giàu isoleucine, leucine, threonine và valine hơn cả tiêu chuẩn của FAO

Bảng 8– Thành phần acid amin của hạt cây cao su

Các acid amin không quan trọng

Bảng 9 – So sánh thành phần acid amine của protein hạt cao su với các loại protein khác.

Acid amine

(mg/16 g Nitrogene)

Tiêu chuẩn của FAO a

Hạt cao su Trứng a Đậu nành b Ngô a

Tại Việt Nam, Phạm Thị Lam Phương (1990) đã nghiên cứu sử dụng khẩu phần ăn cho gà chứa 5,

10, 15% và thấy rằng gà phát triển tốt nhất khi bổ sung thêm 10% bánh dầu cao su với 0.15%

methionine tinh thể Ở 1 nghiên cứu khác, Triều Tuyết Mai (1991) đã bổ sung vào khẩu phần gà mái 10% bánh dầu cao su và kết luận sự có mặt của lượng bánh dầu này không ảnh hưởng tiêu cực đến sảnlượng trứng, khối lượng trứng và hiệu suất ăn Ở quy mô hộ gia đình, Le Teo (1999) đã cho thấy trong khẩu phần ăn của gà nuôi co thể cho đến 30% bánh dầu cao su

Đáng chú ý là tất cả những nghiên cứu và thực hành trên đây đều tiến hành với hạt cao su đã táchnhân và trích lấy dầu

Dầu thôĐuổi dung môi

5.2. Giải thích quy trình:

Nguyên liệu nhân hạt cao su được bảo quản trong kho có nhiệt độ thường thông thoáng gió tránh

sự hư hại do côn trùng, do sự hô hấp của hạt, hạt được đưa đi làm sạch, loại bỏ tạp chất trước khi đưavào chế biến ở các công đoạn sau Ở giai đoạn bóc tách vỏ, ta bóc vỏ bằng tay và tách lấy nhân của hạtcao Phần nhân được đưa vào nghiền bằng máy cán trục, khi đạt yêu cầu bột nghiền được đưa vào nồichưng sấy Đây là giai đoạn chuẩn bị để đưa nguyên liệu vào ép sơ bộ Sau quá trình ép sơ bộ, dầuđược tách riêng ra, làm sạch thu được dầu thô

Hạt cao su được bỏ trong bao, bảo quản nơi thoáng gió không ẩm ướt, thời gian bảo quản là 20-40ngày trước khi đưa vào sản xuất, lúc này hạt cao su có các thành phần như: ẩm 22.6%, dầu 29.8%,protein thô 15.3%, HCN 361mg/kg Việc bảo quản một thời gian dài trước khi chế biến nhằm làm chohàm lượng HCN trong hạt cao su giảm đến 50% Ngoài ra hàm lượng dầu của hạt cũng tăng lên đáng

kể sau khi bảo quản 20-40 ngày Tuy nhiên nếu như ta tiếp tục bảo quản hạt thì hàm lượng dầu khôngtăng mà lại rất dể xảy ra sự hư hỏng của hạt, dầu trong hạt sẽ bị oxy hóa, và chỉ số acid tăng do hoạtđộng của enzyme lipase

Mặt khác, sau thời gian bảo quản trên hàm lượng ẩm của nguyên liệu cũng giảm đi trong quá trìnhbảo quản, đây là điều rất thuận lợi cho quá trình nghiền sau này, bởi vì nếu như hạt quá ẩm thì quátrình nghiền sảy ra rất khó Hạt khi nghiền trong điều kiện hạt ẩm sẽ bết dính vào nhau, quá trìnhnghiền xảy ra cục bộ, dẩn đến hạt sau khi nghiền có kích thước không đồng đều, khó khăn cho quátrình ép dầu

Mục đích: chuẩn bị, hoàn thiện

Tách nhân ra khỏi vỏ, giúp cho quá trình ép thực hiện dễ dàng hơn Việc loại bỏ các mảnh vỏ cònsót trong nhân hạt sẽ làm tăng năng suất làm việc của thiết bị, chống mòn các bộ phận làm việc củamáy Hơn nữa, vỏ của hạt cao su vốn dĩ không có dầu, nếu vỏ còn lại quá nhiều sẽ hấp thụ dầu, giảmhiệu suất quá trình ép Ngoài ra, việc tách vỏ hạt còn giúp giảm thời gian lọc vì lượng cặn dầu

Quá trình này được thực hiện chủ yếu bằng tay người công nhân

Kích thước giảm, diện tích bề mặt riêng sẻ tăng lên Làm tăng hiệu quả cho quá trình ép Bên cạnh

đó, việc tăng bề mặt của vật liệu làm tăng tốc độ của phản ứng oxy hóa do tiếp xúc với oxy nhiều hơn, mật độ vi sinh tăng trên vật liệu sẻ tăng và các phản ứng được xúc tác bởi enzyme sẻ dể dàng hơn, đặc biệt là enzyme lipase thủy phân acid béo trong nhân hạt cao su làm tăng chỉ số acid

Nhiệt độ tăng độ tăng do ma sát

c Thiết bị: ta sử dụng thiết bị nghiền khô, hai trục

Thiết bị được cấu tạo bởi hai trục hình trụ nằm ngang Trong quá trình vận hành, hai trục này chuyển động hướng vào nhau Nguyên liệu nghiền sẻ được đưa vào khe giữ của hai trục, từ phía trên Nhận hạt cao su sẽ bị kẹp giữa hai trục và kéo qua khe hẹp Khi đó, dưới tác dụng của lực nén ép, hạt

sẻ bị vở ra Thường hai trục quay với vận tốc bằng nhau Và điều đó sẻ làm cho lực ma sát tăng lên, góp phần làm cho hạt vở ra Trên bề mặt trục nghiền có các rãnh, các nếp nhăn

Kích thước hạt sau khi nghiền: 0.5-1mm

Nhiệt độ nghiền thít hợp: 250C-300C

a Mục đích: (chuẩn bị cho quá trình ép)

 Làm đứt hoặc yếu các liên kết giữa dầu và bề mặt các hạt bột nghiền, dầu chuyển sang trạngthái tương đối tự do, tạo cho nguyên liệu có được cấu trúc mới, thuận lợi cho quá trình ép dầu

dễ dàng hơn, chi phí điện năng ít

 Làm bốc hơi một số hợp chất gây mùi

 Quyết định đến hiệu suất thoát dầu và chất lượng dầu thành phẩm

Các giai đoạn của quá trình chưng sấy:

+Làm ẩm và đun nóng bột đến 700C, trong 45 phút cần làm ẩm bột trong lúc đun nóng để nước

có thể phân phối đều trong bột Lúc này, lực liên kết của dầu trên bề mặt giảm, sau làm ẩm độ ẩm bộtđạt khoảng 25-27%

+Đun nóng và sấy khô bột ẩm ở 90ºC ở 80 phút Độ ẩm và nhiệt độ bột chưng sấy xong phảiđạt đủ mức làm biến tính các protein, tạo cho bột có các tính chất cơ lý thỏa mãn điều kiện làm việccủa các công đoạn sau, độ ẩm cuối khoảng 8-13%

+Trong quá trình chưng sấy có hiện tượng tự xông hơi: đó là do nước từ lớp bột phía dưới tạothành hơi bốc lên lớp bột phía trên trong nồi chưng sấy, do đó bột chưng sấy đồng đều hơn về kíchthước, nhiệt độ và độ ẩm Đồng thời phá vỡ thêm cấu trúc tế bào chứa dầu, góp phần làm tăng hiệusuất tách dầu từ bột ép

b Biến đổi:

-Vật lý:

 Ở giai đoạn đầu của quá trình chưng sấy, phần ưa nước sẽ trương nở, do đó thể tích bột

sẽ tăng lên đồng thời tính dẻo của bột cũng tăng lên do làm ẩm ở nhiệt độ không cao Các hạt bộttrương nở liên kết với nhau thành cục vón Mối liên kết giữa dầu với phần ưa nước bị yếu, tạo điềukiện cho dầu từ bên trong các khe vách chuyển ra bề mặt các hạt bột

 Sang giai đọan 2: do bột được đun nóng, các chất protein bị biến tính làm thay đổi tínhdẻo của bột nghiền Sự biến tính của protein sẽ làm giảm tính dẻo của bột, chuyển bột dầu sang dạngcứng có cấu trúc “sạn”

 Độ nhớt dầu giảm do nhiệt độ tăng, cho nên dầu linh động dễ thoát ra ngoài

-Hoá học:

 Ngoài sự biến tính vì nhiệt của protein, còn xảy ra sự tương tác hoá học giữa lipitvới các thành phần khác như protein, glucid… tạo ra các chất mới Sự biến tính của protein làm yếumối liên kết giữa dầu và protein.

 Bên cạnh đó, các thành phần phi lipid đều rất nhạy cảm với nhiệt, quá trình hoáhọc diễn ra phức tạp làm mất đi nhiều hợp chất và gây biến đổi sâu sắc thành phần hoá học ban đầucủa nguyên liệu

 Quá trình oxi hoá và các quá trình khác xảy ra mạnh trong các phức chất của lipit, do

đó làm giảm chất lượng của dầu

-Hoá sinh: Xảy ra quá trình thuỷ phân, dưới tác dụng của enzym lipase thuỷ phân triglycerin,dưới tác dụng của enzym phospholipase thuỷ phân các phospholipit Khi nhiệt độ tăng cao lên, cácenzym bị ức chế, sự hoạt động của chúng bị ngừng trệ

-Hoá lý: một số cấu tử nhạy cảm với nhiệt có thể bay hơi

c Thiết bị: sử dụng nồi chưng sấy 6 tầng

Hình5: Nồi chưng sấy 6 tầng

-Thời gian chưng sấy: khoảng 1.5-2 giờ.

-Nhiệt độ sấy: 95-105C

-Tần số quay của trục khuấy: 21-23 vòng/phút

a Mục đích: khai thác thu hồi dầu thô khai thác, chế biến

Do tác dụng của lực ép, các phân tử bột bị biến dạng và làm cho dầu thóat ra khỏi các khe váchcủa phân tử bột

b Các biến đổi: chủ yếu là về mặt cơ học, nguyên liệu sau khi ép sẻ giảm thể tích, tỷ trọng thay đổi Kích thước hạt nguyên liệu sẻ giảm dưới tác dụng của lực ép Nhiệt độ tăng, cấu trúc tế bào bị phá vở

- Hóa học: khi ép dầu ở áp lực cao sẽ xảy ra sự nén ép các phân tử acid amin, gây biến tínhprotein, làm giảm tính tan của protein Áp lực trong máy ép càng cao, nguyên liệu trong máy

ép nóng lên làm cho sự biến tính thêm sâu sắc

- Sau khi ép, thành phần pha lỏng trong nguyên liệu sẻ giảm đi Mức độ giảm sẻ phục thuộc vàocường độ ép

 Hiệu suất ép dầu phụ thuộc vào:

 Đặc tính kỹ thuật của bột ép: độ ẩm, độ xốp, …

 Điều kiện tiến hành quá trình ép: cơ cấu máy ép, áp lực, nhiệt độ, thời gian ép…

c Thiết bị: ta sử dụng thiết bị ép trục vis bao gồm buồng ép hình trụ dài, bên trong có trục vis bằng thép không rỉ Độ cao của ren trên trục vis thường giảm dần từ đầu vào cho đến đầu ra của thiết bị Đồng thời, đường kính của buồng ép và trục vis cũng giảm theo hướng trên, phần không gian mà nguyên liệu chiếm chổ trông buồng ép càng nhỏ dần khi càng gần đầu ra của thiết bị

Hình 6 : Máy ép sơ bộ

Cấu tạo

1 phễu nhận bộ

2 ống tiếp liệu

 Tuy nhiên dầu chuyển vào dung môi luôn kèm theo lượng tạp chất không có tính béo nên làmcho dung dịch mixen có tính keo

- Hóa học:

 Dung môi hữu cơ tác động lên protein nguyên liệu, gây một số biến đổi hoặc gây biến tínhprotein nhưng ở mức độ nhẹ hơn so với biến tính trong quá trình chưng sấy vàép

 Các giai đoạn của quá trình trích ly:

Ban đầu, dung môi thấm ướt bề mặt nguyên liệu, sau đó thấm sâu vào bên trong nguyên liệu, tạo ramixen, đẩy các bọc không khí trong các khe vách tế bào ra ngoài, mixen chiếm đầy các khe vách trống

đó và thực hiện hoà tan dầu trên lớp bề mặt

Nhờ dung môi đã thấm sâu trong các lớp bên trong , tiếp tục hoà tan dầu phân bố trong các ốngmao dẫn bị bọc kín Quá trình hoà tan dầu vào dung môi diễn ra cho đến khi đạt đến sự cân bằng nồng

độ mixen ở các lớp bên trong với lớp mặt ngoài của nguyên liệu

 Phương pháp trích ly:

-Nguyên tắc: dựa trên tính hoà tan tốt của dầu thực vật trên dung môi hữu cơ không phân cực nhưxăng, dầu, aceton, diethyl ether …và sự chênh lệch nồng độ dầu trong nguyên liệu và trong dòng chảybên ngoài

-Sử dụng phương pháp trích ly liên tục:

 Ngâm nguyên liệu trong dòng chảy chuyển động ngược chiều chuyển động của dung môi

 Dội nước liên tục, nhiều đợt dung môi lên lớp nguyên liệu chuyển động Trên đường chuyểnđộng của nguyên liệu ra khỏi thiết bị trích ly gặp dung môi nạp vào ngược chiều

Trong quá trình trích ly, nguyên liệu có dầu và dung môi có thể chuyển động cùng chiều hoặcngược chiều

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly dầu:

-Mức độ phá vỡ cấu trúc tế bào: việc phá vỡ đến mức tối đa cấu trúc tế bào nguyên liệu sẽ tăng khảnăng tiếp xúc của dung môi và dầu

-Kích thước và hình dạng các hạt ảnh hưởng đến vận tốc chuyển động của dung môi qua lớpnguyên liệu, kích thước các hạt bột thích hợp cho quá trình trích ly dầu từ 0.5-8mm

-Nhiệt độ trích ly: khi tăng nhiệt độ, quá trình khuếch tán đối lưu được tăng cường do độ nhớt củadầu giảm, cũng là nhân tố có lợi cho việc chuyển dầu vào dung môi, nhiệt độ dung môi khoảng 55-60C

-Độ ẩm nguyên liệu trích ly:khi ẩm tăng, quá trình khuếch tán sẽ chậm và tăng sự kết dính các hạtnguyên liệu trích ly, độ ẩm thích hợp khoảng 8-10%

-Vận tốc chuyển động của dung môi: tăng vận tốc chuyển động của dung môi làm tăng chênh lệchnồng độ giữa hai pha, lượng chất trích ly tăng, thời gian trích ly giảm

-Tỷ lệ giữa dung môi và nguyên liệu: nguyên liệu càng nhiều càng cần nhiều dung môi, xúc tiến nhanh chóng quá trình trích ly, giảm thấp hàm lượng dầu của bã

-Thời gian trích ly khoảng 45-60phút

-Nhiệt độ dung môi vào khoảng 50-60ºC, ra khoảng 28-30ºC

-Hàm lượng dầu của bã dầu ở độ ẩm 10%: 0.8-0.9%

-Nồng độ mixen: 15-17%

Sau quá trình trích ly, tiến hành cô quay chân không để loại bỏ dung môi trong dầu và thu hồi dung môi để tái sử dụng cho lần trích ly sau

a Mục đích: khai thác, hoàn thiện

Ta tách dung dich dầu ra khỏi dung môi bằng cách bốc hơi dung môi ra khỏi dung dịch dầu không bây hơi Thường hay sử dụng là quá trình chưng cất

b Các biến đổi:

 Cảm quan: dầu có màu sậm hơn, sánh hơn

 Hoá lý: có sự tách pha của dung môi, từ lỏng sang hơi