tổng quan phương pháp thu nhận dầu thực vật và nghiên cứu thu nhận dầu hạt chè bằng phương pháp trích ly

Nếu như nguyên liệu không đem nghi n mà đưa trực tiếp vào chưng sấy thì hiệu quả chưng sấy s không cao vì nguyên nhân sau: - Trong nội tại của nguyên liệu không có những biến đổi cần thi

LỜI CẢM ƠN

Qua báo cáo đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành gửi lời cám ơn sâu sắc đến:

Ban chủ nhiệm khoa Công Nghệ Thực Phẩm

Ban chủ nhiệm bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm

Toàn thể quý thầy cô trong Khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã dìu dắt, giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Ngọc Yến, người đã nhiệt tình truyền đạt và hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Chân thành cám ơn các phòng ban, thư viện trường, phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian qua

Chân thành cám ơn các cô chú ở Trung Tâm Dịch Vụ Phân Tích Thí Nghiệm Thành Phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ em trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này

Cuối cùng tôi xin chân thành cám ơn các bạn trong khóa 04DTP đã nhiệt tình giúp

đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Do thời gian thực hiện đề tài có hạn và điều kiện phòng thí nghiệm còn hạn chế nên kết quả thu được không tránh khỏi nhiều thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy

cô, cùng các bạn

Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 30.10.2008

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quốc Việt

TÓM TẮT

Nhằm tìm hiểu các phương pháp thu nhận – tinh luyện dầu thực vật và nghiên cứu thu nhận một loại dầu thực vật mới từ nguyên liệu hạt chè Tôi tiến hành đề tài luận văn tốt nghiệp “ Tổng quan phương pháp thu nhận dầu thực vật và nghiên cứu thu nhận dầu hạt chè bằng phương pháp trích ly” Đồ án gồm có ba phần:

Chương 1: Tổng quan các phương pháp thu nhận – tinh luyện

Tổng quan phương pháp cơ học

Tổng quan phương pháp hữu cơ

Phương pháp tinh luyện dầu thực vật

Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp thực nghiệm

Tìm hiểu nguồn nguyên liệu như: vùng nguyên liệu, giống, mô tả nguyên liệu…

Xác định một số chỉ tiêu cơ bản của hạt chè xanh được mang về từ vùng nguyên liệu

Xây dựng quy trình trích ly dầu ở quy mô phòng thí nghiệm

Khảo sát hiệu suất trích ly dầu thô và các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu thô như: loại dung môi, thời gian trích ly, khối lượng mẫu mỗi lần trích ly

Kết quả khảo sát nhận được:

Trích ly dầu thô bằng bộ soxhlet lớn, kết quả khảo sát hiệu suất trích ly bằng dung môi n-hecxan cao hơn trích ly bằng dung môi dietyl ete (H% n-hecxan = 17.27%, H% dietyl ete = 15.81%), và chọn được thời gian khảo sát cho dung môi n-hecxan là 10 giờ, khối lượng tối đa cho mỗi lần trích

và triển khai sản xuất

Dầu hạt chè là loại dầu thực vật quý, có nhiều dinh dưỡng cho cơ thể nhưng hiện nay

ở nước ta chưa được đầu tư nghiên cứu và phát triển loại thực phẩm tốt này

Nhằm tìm hiểu phương pháp sản xuất dầu thực vật cũng như tìm một nguồn nguyên liệu sản xuất dầu thực vật mới cho nước ta Được sự cho phép của gia đình, Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ, và Cô Nguyễn Thị Ngọc Yến (giáo viên hướng dẫn) tôi thực hiện đồ án tốt nghiệp:

“ Tổng quan các phương pháp thu nhận – Tinh luyện dầu thực vật và nghiên cứu thu nhận dầu hạt chè bằng phương pháp trích ly”

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU CHỨA DẦU

1.1.1 Khái niệm chung

Đối với nguồn chất béo thực vật, chỉ có những loại nguyên liệu có hàm lượng cao mới có ý nghĩa kinh tế Nhóm thực vật có khả năng tích tụ trong các cơ quan một lượng dầu béo đáng kể được gọi là cây có dầu, dầu thường nằm ở phần quả hạt nhân

Ta thường gọi chất béo lấy từ động vật là mỡ (phần lớn có nhiệt độ đông đặc thấp, ở thể rắn) còn chất béo lấy từ thực vật là dầu (ở thể lỏng) Thực ra khái niệm này chỉ mang tính chất tương đối vì trong thực tế có những loại dầu thực vật ở nhiệt độ thường vẫn đông đặc (palmstearin của dầu cọ), ngược lại chất béo lấy từ động vật ở thể lỏng là dầu cá

Ở đây ta chỉ xét đến nguyên liệu có dầu từ thực vật

1.1 c nh h n i ngu n iệu dầu [7]

Trong công nghiệp, nguyên liệu dầu thực vật là những loại thực vật mà ở một phần nào đó của nó có tích tụ một lượng dầu lớn đủ để khai thác được ở qui mô công nghiệp với hiệu quả kinh tế cao (lạc, dừa, đậu nành ) Theo phạm vi s dụng và thời vụ thu hoạch, người ta phân loại nguyên liệu dầu thực vật thành:

- Nguyên liệu theo thời vụ thu họach: cây lâu năm (dừa, trẩu ), cây hàng năm (lạc, vừng )

- Nguyên liệu theo giá tr s dụng: Nguyên liệu dầu thực phẩm (lạc, dừa, đậu nành, nguyên liệu dầu công nghiệp (trẩu, thầu dầu )

- Nguyên liệu theo thành phần axit béo có ch a trong dầu: nguyên liệu có ch a các axit béo không no như oleic, linolenic, linolic (có trong dầu cám, dầu đậu nành), nguyên liệu có ch a các axit béo no như panmitic, lauric (dừa) Ở nhiệt độ thường, dầu thực vật có ch a nhi u axit béo không no thì ở thể lỏng và ngược lại

- Phân loại theo tính chất của dầu: dựa vào chỉ số iod của dầu, người ta phân loại ra thành dầu khô (dầu trẩu, dầu vỏ hạt đi u) có chỉ số iod 1 - đây là một loại dầu mà khi quét lên một b mặt thì sau một thời gian s tạo màng dầu bán khô có chỉ số iod

trung bình từ -1 , qua chế biến có thể thành dầu khô hay không khô dầu không khô, có chỉ số iod bé ( ) d ng làm thực phẩm

Chỉ số iod nói lên số nối đôi của axit béo có trong công th c phân t của chất béo

Số nối đôi nhi u, chỉ số iod s lớn và ngược lại

1.1.3 Th nh hần hóa học của h chứa dầu [2, 3, 7, 13]

1.1.3.1 Lipid

Lipid là những chất hòa tan tốt trong các dung môi hữu cơ không phân cực như xăng, hecxan, ete etylic, cacborn tetraclorua, và những chất khác, và trên thực tế không hòa tan trong nước

Hàm lượng lipid dao động từ 1/ - / khối lượng hạt Trong các hạt dầu, lipid thường liên kết với các chất khác, với protein, saccarrit, và các dẫn xuất của chúng, tạo thành các kiểu hợp chất khác nhau và b n vững

Một lượng lớn lipid các hợp chất này b phá vỡ khi nghi n hạt, sau đó có thể lấy lipid

ra dưới dạng tự do Để phá vỡ các hợp chất liên kết khác, cần phải tăng độ nhiệt, tác động của dung môi sôi hoặc s lý bằng dung d ch rượu ki m

Trong quá trình sản xuất, khi chế biến hạt, chúng ch u nhi u tác động của công nghệ khác nhau: nghi n, đun nóng, gia nhiệt, gia ẩm, áp lực khi ép, tác dụng của dung môi hữu

cơ khi trích ly Tất cả những tác động đó nhằm mục đích cuối c ng là phá vỡ liên kết của lipid với các cấu t khác, mặc d không bao giờ có thể giải phóng hoàn toàn tất cả các chất lipid T y thuộc vào tính hóa học tự nhiên và m c độ liên kết của lipid chúng có thể chuyển một phầm hay toàn bộ vào dầu tách được từ hạt

Đồng thời với sự kiện đó không xảy ra khỏi những biến đổi hóa học của lipid dưới ảnh hưởng của các tác động công nghệ Như vậy một tổ hợp hóa học các chất lipid khác nhau mà ta thu được tại các nhà máy sản xuất dầu chính là dầu thực vật

 Triglyxerit:

Triglyxerit là thành phần chiếm chủ yếu (9 – 9 %) của lipid quả và hạt dầu V cấu tạo chúng là các este của rượu ba ch c glicerin và các acid béo

Thành phần các acid béo có mặt trong dầu và mỡ là do thực vật tổng hợp nên có tính

ổn đ nh, bới vì nguồn duy nhất tạo ra nguồn acid béo ở thực vật là do kết quả cuối c ng của việc tổng hợp từ acid cacbon và nước, dưới các tác dụng của các hệ enzym, đặc trưng

cho mỗi loại thực vật Trong khi đó số lượng các loại acid béo của c ng một loại thực vật lại có sự thay đổi, nhất là các loại acid béo không no

Tính chất của dầu và mỡ do thành phần các acid béo và v trí của chúng trong phân

t triglyxerit quyết đ nh, bởi vì thành phần cấu tạo th của triglyxerit là glycerin đ u như nhau trong tất cả các loại dầu

Thành phần glycerit của dầu và mỡ rất ph c tạp Số loại glycerit có trong thành phần dầu và mỡ có từ hàng chục đến hàng trăm

Nếu như hàm lượng một loại acid béo chiếm tới / tổng số acid béo thì trong dầu đó chỉ có triglyxerit đơn giản Đã biết những dầu chỉ gồm toàn triglyxerit đơn giản như dầu trẩu, trên % là acid elaostearic (C1 : ), dầu oliu đến % là acid béo oleic (C1 :1), Triglyxerit dạng hóa học tinh khiết không có màu, không m i không v Màu sắc,

m i v khác nhau của dầu thực vật phụ thuộc vào tính ổn đ nh của các chất kèm theo với các chất lipid tự nhiên thoát ra từ hạt c ng với triglyxerit

Khối lượng riêng của dầu ở 1 o

C : 900 – 980kg/m3 Chỉ số chiết quang 1 – 1.48

Độ nhiệt đông đặc của dầu thực vật thường là ở nhiệt độ âm

Dầu thực vật do khối lượng phân t tương đối của các triglyxerit rất cao nên không bay hơi ngay cả trong đi u kiện chân không cao Ở độ nhiệt trên o

Ở hạt dầu bao giờ cũng có mặt lipid ph c tạp, trong thành phần cấu tạo có photpho

và thường có nitơ, gọi là photpholipid Hàm lượng của chúng dao động từ – 2.0% so với lượng dầu trong hạt

T y thuộc vào đặc tính của tác động công nghệ lên hạt chế biến, lượng photpholipid

từ hạt chuyển vào dầu càng nhi u hơn

V cấu tạo hóa học, photpholipid là dẫn xuất của triglyxerit Đây là những triglyxerit

mà một trong ba gốc acid béo được thay thế bằng một gốc acid photphoric với nhóm thế

Có thể tách ph c photpholipid ra khỏi dầu bằng cách x lý với một lượng nhỏ nước- thủy phân hóa dầu Sau khi x lý, photpholipid kết hợp với nước mất khả năng hòa tan trong dầu và kết tủa thành cặn Tách photpholipid ra khỏi dầu bằng thủy hóa là biện pháp không hoàn chỉnh Thường trong dầu đã thủy hóa còn đến – % photpholipid, được gọi là photpholipid không thủy hóa, chủ yếu tà acid photphoric và inozitphotphatit

Photpholipid có khả năng thực hiện các phản ng hóa học dễ hơn triglyxerit rất nhi u Photpholipid dễ b oxi hóa, nhận oxi vào, vì vậy chúng được gọi là chất chống oxi hóa của dầu

Khi chế biến công nghệ hạt dầu, photpholipid s kết hợp với glucid, tạo thành các sản phẩm màu sẫm- Melanophotphatit, dễ kết hợp với các protein và các thành phần hóa học khác của hạt dầu

(Xem phụ lục bảng 1.1 Hàm lượng phopholipid trong dầu)

(Xem phụ lục 1 Hàm lượng các nhóm photpholipid)

cơ học, quá ẩm, khô và những tác động có hại của các enzym Sáp có vai trò bảo vệ là do

có khối lượng phân t tương đối lớn do được tạo thành từ các acid béo và rượu

Sáp cũng như các este khác dễ b thủy phân, nhưnng xảy ra ở đi u kiện mạnh hơn và

b thủy phân chậm hơn, khó hơn so với chất béo Độ nhiệt nóng chảy của sáp khoảng 0

C

Độ nhiệt nóng chảy này của sáp cao hơn nhi u so với độ nhiệt nóng chảy của triglyxerit

Vì vậy ở nhiệt độ trong phòng, sáp có trong dầu tách được từ hạt s ở trạng thái tinh thể rắn

Sáp ở hạt hướng dương có đến 1 – 1 % so với khối lượng hạt Trong vỏ chưa đến % số sáp này, trong vỏ lụa 1 %, trong nhân 1%

Vấn đ tách sáp hiện nay là một trong những vấn đ khó khăn nhất trong lĩnh vực công nghệ sản xuất dầu hiện đại

1.1.3.2 Những hợ chấ không bé không x hòng hóa

Những hợp chất không béo không xà phòng hóa là nhóm hợp chất hữu cơ có cấu tạo hóa học đặc trưng khác nhau, tan tốt trong dầu và các loại dung môi của dầu Khi tách dầu những chất này s theo dầu ra khỏi hạt và làm cho dầu có màu sắc, m i, v riêng biệt Hàm lượng các chất không xà phòng hóa trong các loại dầu khác nhau dao động trong phạm vi lớn từ – 9% t y thuộc vào đặc điểm của từng giống hạt, vào đi u kiện sinh trưởng của thực vật và vào phương pháp tách dầu Những tác động công nghệ mạnh khi tách dầu s làm cho lượng các chất không béo không xà phòng hóa s chuyển vào dầu nhi u lên

Màu sắc của dầu là do các sắc tố hòa tan trong chất béo và những lipid mang màu Trong số các sắc tố hòa tan trong chất béo có trong dầu thực vật còn có clorofin Đặc biệt chất này có nhi u trong dầu lấy từ hạt chưa chín Sự có mặt của clorofin và các sản phẩm chuyển hóa của nó làm cho dầu có màu phớt xanh chẳn hạn dầu gai, dầu lanh, dầu đậu tương, dầu bông Hàm lượng clorofin trong dầu không lớn

Trong khi chế biến công nghệ và sau đó bảo quản dầu, có clorofin thì các quá trình oxi hóa xảy ra trong dầu s tăng lên

M i và v của dầu thực vật là do sự có mặt của các tecpen, các hidrocacbua mạch thẳng khác nhau và các sản phẩm phân hủy chúng

Trong dầu thực vật còn có một lượng nhỏ lipid phân cực, đó là hợp chất của rượu hai

ch c với acid béo Vai trò của chúng trong cơ thể động vật thì chưa được làm rõ

1.1.3.3 Hợ chấ có chứa ni ơ (có đ c nh r ein hi r ein)

Hợp chất có ch a nitơ trong hạt dầu có chiếm từ - % khối lượng hạt trừ hạt đậu tương có protein chiếm tới - % khối lượng hạt

Trên 9 % các hợp chất có nitơ là protein Hợp chất có nitơ phi protein chiếm - 9% tổng số các chất có nitơ trong hạt

Các hợp chất có đặc tính protein được chia làm loại, protein đơn giản có – 97% và protein ph c tạp

Protein đơn giản có trong hạt dầu thực hiện ch c năng làm chất dự trữ Các protein đơn giản bao gồm :abumin, globumin, glutelin, protein

Trong những hạt của cây có dầu, protein chủ đạo là globulin

Protein ph c tạp là các hợp chất của protein với các chất thiên nhiên phi protein Trong hạt chủ yếu thực hiện ch c năng kiến tạo Thuộc loại này có lipoprotein, glicoprotein, nucleoprotein Thuộc nhóm protein ph c tạp còn là đa số các loại enzym

Nhóm phi protein trong trường hợp đơn giản nhất có thể là những nguyên t kim loại:

Cu, Sn, Mn, Mg, Fe Phần lớn nhóm phi protein của enzym thường là những hợp chất hữu cơ

ph c tạp Trong nhi u enzym, nhóm phi protein là các vitamin hòa tan trong nước, quan trọng nhất là các vitamin nhóm B, thiamin, riboflavin, acid nicotic, piridoxin, acid pantotenic, biotin, mezoinozit, acid paroaminobenzoic, acid folic, căn c vào các viatmin

có trong hạt mà người ta có thể xác đ nh được đặc tính các hệ enzym của hạt Những hạt thực vật có dầu đã tách dầu là nguồn giàu vitamin hòa tan trong nước

Trong quá trình công nghệ sản xuất dầu thực vật, những enzym sau đây có ý nghĩa quan trọng: lipase (thủy phân este glycerin), trong hạt dầu dưới tác dụng của enzym này, s thủy phân triglycerit thành acid béo tự do photpholipase axinhidrolase photphatit thủy phân mối liên kết este của photpholipid, glucozidase thủy phân glucozit- amiodalin có trong hột của quả cây và linamarin có trong hạt lanh và các glucozit của hạt cải dầu và các hạt cải khác

Trong đó protein chủ đạo là glubomin Protein ph c tạp là các hợp chất của protein với các hợp chất thiên nhiên phi protein, thực hiện ch c năng kiến tạo trong hạt gồm lipoprotein, glicoprotein và nucleoprotein Nhóm phi protein: đồng, thiết, mangan, magie, sắt trong nhi u enzym, nhóm phi protein là các vitamin hòa tan trong nước, quan trọng nhất là vitamin nhóm B- tiamin, riboflavin, acid nicotic, piridoxin, acid pentothenic, biotin, mezoinozit, acid folic, căn c vào vitamin có trong hạt mà người ta có thể xác đ nh được đặc tính các hệ enzym của hạt Những hạt thực vật có dầu đã tách dầu là nguồn giàu viatamin hòa tan trong nước Trong quá trình công nghệ sản xuất dầu thực vật, những enzym có ý nghĩa quan trọng lipase thủy phân tryglycerid thành acid béo tự do, photpholipase thủy phân mối liên kết este

của phospholipid, glucozidase thủy phân glucosid- amiodalin có trong hạt của quả cây và linamarin có trong hạt lanh và các glucosid của hạt cải dầu và các loại cải khác

Nitơ phi protein của hạt dầu nằm trong nhóm chất có nitơ của phospholipid, vitamin và coenzym, glycosid và các ankaloid Khi protein b phân hủy trong quá trình hạt hư hỏng, lượng nitơ phi protein s tăng lên do chính nitơ của acid amin tự do

1.1.3.4 G ucid các hợ chấ của chúng

Trong hạt dầu, lượng glucid tự nhiên chủ yếu là celullose và hemicellulose, tạo nên những thành tế bào của các mô thực vật Hàm lượng các glucid khác trong hạt dầu không nhi u lắm Chẳn hạn, trong hạt hướng dương hàm lượng glucid – 27%, trong đó cellulose

là 1 16%, hemicellulose 12%, sacaro 2 % Hàm lượng glucid trong hạt đậu tương là

-1 %, trong hạt bông là -1-3-1%

Lượng cellulose chủ yếu tập trung ở vỏ quả và vỏ hạt Chẳng hạn, trong vỏ hạt hướng dương, cellulose chiếm - 1%, vỏ hạt bông có - % so với khối lượng vỏ hạt Hàm lượng hemicellulose trong vỏ hạt hướng dương là - %, trong vỏ hạt bông là -26% Ngoài cellulose và hemicelluose trong vỏ hạt còn có pectin-hợp chất glucid thiên nhiên cao phân t , licnin-chất có cấu tạo hóa học rất ph c tạp và chưa được sáng tỏ

1.1.3.5 Chấ kh áng

Trong các hạt dầu, hàm lượng các nguyên tố khoáng xác đ nh được khi tro hóa nguyên liệu thực vật (đốt cháy với oxi), nhi u hơn gấp 1 đến lần so với lượng các nguyên tố khoáng có trong các giống hạt của các loại cây khác Các nguyên tố khoáng tập trung phần lớn trong nhân hạt, trong vỏ hạt và vỏ quả, hàm lượng tro ít hơn rất nhi u

Lượng tro chủ yếu của hạt gồm photpho oxit, kali oxit, magie oxit, chiếm đến 9 %, so với tổng lượng tro chung Photpho oxit và kali oxit chiếm 7 -7 % lượng tro chung

Photpho là thành phần không thể thiếu được của các mối liên hệ phophatit với độ b n cao và nhờ đó thực hiện được việc vận chuyển năng lượng trong cơ thể sống cuối c ng photpho còn là thành phần của nhi u vitamin và các enzym

Canxi, magie, sắt có trong thành phần nhi u enzym của hạt dầu

(Xem phụ lục 1 Hàm lượng tro chung của các hạt có dầu)

1.1.4 Giới hiệu sơ ược các i ngu n iệu có dầu [1, 5, 7, 11]

1.1.4.1 Dừa cọ dầu

a Dừa:

Là đặc sản của một số nước Philippin, Indonexia, Malaysia, Việt Nam quả dừa có đường kính khoảng mm, khối lượng 1 - kg Vỏ dày có cấu tạo sợi Trong lớp vỏ là sọ dừa, trong sọ dừa là lớp cơm dừa ch a dầu Cơm dừa được tách bằng tay sau đó phơi hoặc sấy đến độ ẩm 7- %, sản phẩm thu được là cơm dừa khô (copra) Một trái dừa thu được 230- g cơm dừa khô

Dầu dừa được ép từ cơm dừa khô, có màu vàng nhạt, ở nhiệt độ thấp đông đặc như

mỡ, có m i thơm đặc trưng của dừa Dầu dừa d ng để ăn, chế biến bánh kẹo, sản xuất magarin và xà phòng

Cọ dầu phát triển tốt ở v ng nóng ẩm, giàu ánh sáng, nhiệt độ trung bình trên 0

C, lượng mưa từ 1 – mm và phân bố đ u trong năm Malaysia là nước dẫn đầu và chiếm 7 % sản lượng dầu cọ xuất khẩu trên toàn thế giới

1.1.4 Cải dầu

Cây cải dầu thuộc loại cỏ, quả hình trụ dài cm Trong quả có từ - hạt hình cầu đường kính 1 – mm Khối lượng 1 hạt khô 1.7- g Thành phần hóa học của cải dầu tính theo phần trăm chất khô:

Cải dầu được trồng nhi u ở các nước ôn đới như Liên Xô, Thụy Điển, Đan Mạch, Tri u Tiên, một số v ng cao ở nước ta cũng trồng cây này nhưng sản lượng không đáng

kể

Dầu cải được lấy ra từ hạt cải dầu Dầu cải thuộc loại dầu rất tốt, và b n khi bảo quản Khô dầu cải được d ng làm gia v (m tạc) th trường châu Âu rất ưa thích

1.1.4.3 Mè ừng

Mè được trồng phổ biến ở nước ta và một số nước phổ biến trên thế giới, nhất là Ấn

Độ Hạt mè ch a khoảng - % dầu Có nhi u loại mè, mè đen, mè vàng, mè một vỏ và

mè hai vỏ Dầu ép ra có màu từ vàng nhạt đến vàng (đối với mè vàng) và có m i thơm đặc trưng của mè

1.1.4.4 ậu n nh

Đậu nành còn gọi là đậu tương là loại hạt giàu protein và lipid Phần lớn hạt đậu nành

để d ng cho sản xuất dầu thực vật và các sản phẩm giàu protein Protein của hạt đậu nành có hoạt tính sinh hoạt cao và có thể hỗ trợ khi thiếu protein động vật

Đậu nành là loại cây thân cỏ một năm, hoa tập trung trên những nách lá, kiểu bào nang Quả là loại hạt quả giáp Mỗi quả có - hạt hình oval, có vỏ bọc chiếm khoảng -10% khối lượng hạt Khối lượng 1 hạt khô là khoảng 1 – g Dung trọng của hạt là – 780kg/m3

Dầu nành ép từ hạt đậu nành có màu từ vàng nhạt đến vàng, có m i đặc trưng của đậu nành

Trong thành phần hóa học của đậu nành người ta chỉ quan tâm đến hai nhóm protein

và lipid Nhóm glucid của đậu nành không thuộc nhóm có giá tr dinh dưỡng cao

Dầu bông sau khi kh Goxipola có thể d ng để ăn và chế biến thực phẩm

1.1.4.6 Cám g

Là sản phẩm phụ trong quá trình xay thóc để lấy gạo Trong cám gạo ngoài các chất như đường bột, protein các viatmin nhóm B, chất khoáng còn ch a từ 1 -1 % dầu t y theo loại cám Dầu cám gạo được khai thác bằng phương pháp ép hoặc trích ly Tốt nhất là trích

ly

Trong dầu cám gạo có loại enzym lipase có khả năng phân hủy dầu thành acid béo tự

do trong thời gian rất ngắn ( - ngày) vì vậy cám sau khi xay xát phải chế biến ngay

1.1.4.7 Dầu hộng

Hạt đậu phộng có nhi u protein tiêu hóa tốt cho cơ thể con người Phần lớn hạt đậu phộng có thể d ng làm th c ăn trực tiếp hay chế biến thành những sản phẩm thực phẩm khác nhau trong sản xuất bánh kẹo

Nhân chiếm khoảng 7 % khối lượng quả

Lipid:

Trong hạt đậu phộng thì hàm lượng lipid cao nhất khoảng % Do đó được s dụng rộng rãi trong nghành sản xuất dầu thực vật, xà phòng

Dầu lạc là hỗn hợp của glycerid- ester của glycerin và acid béo ( % acid béo không

no và % acid béo no) Thành phần acid béo thay đổi theo giống và đi u kiện trồng

Tỉ lệ giữa dầu không no nhi u nối đôi và dầu không no một nối đôi trong hạt lạc >1, nếu tỉ lệ này là ½ s giảm hàm lượng cholesterol trong máu

1.1.4.8 Dầu hướng dương

Dầu ép từ hạt cây hướng dương, có màu vàng sáng, có m i thơm đặc trưng

Dầu hướng dươg d ng để ăn, sản xuất dầu hyđro hóa d ng trong thực phẩm, sản xuất dầu xà lách, dầu đồ hộp, dầu hướng dương là nguồn dầu thực phẩm chủ yếu ở Liên Xô, và một số nước Đông Âu khác

1.1.4.9 Dầu iu

Dầu ép từ quả ôliu, t y thuộc vào nguồn gốc và phương pháp sản xuất dầu có màu vàng nhạt hoặc hơi có màu lục Có m i thơm đặc trưng, dễ ch u

Dầu ôliu là một nguồn dầu thực phẩm quý và nỗi tiếng, thường sản xuất các loại dầu

ăn, nhất là xà lách Dầu ôliu là một đặc sản của một số nước Trung Đông, nam Châu Âu và Bắc Mỹ

Bảng 1.1: H m ượng i id các chỉ số của mộ số dầu hổ biến

1.2 TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP THU NHẬN DẦU – TINH LUYỆN DẦU

1.2.1 Tổng quan hương há hu nhận dầu

Muốn chiết dầu béo từ thực vật người ta thường áp dụng các phương pháp sau

- Phương pháp cơ học – ép

- Phương pháp hữu cơ – trích ly

1.2.1.1 Phương há cơ học- é [4, 9, 11, 13]

D ng lực ép để ép dầu trong các tế bào thực vật của nguyên liệu ra Nguyên liệu có thể

để lạnh hoặc hấp nóng trước khi ép

Nguyên liệu sau khi sấy hoặc rang để loại nước được xay nhỏ , đóng bánh và đưa vào máy ép (phương pháp ép lạnh), hoặc có thể được hấp nóng trước khi đưa vào máy ép (phương pháp ép nóng)

Phương pháp ép lạnh có hiệu suất thấp, hàm lượng nước và albumin trong dầu cao, khó bảo quản nhưng thành phẩm có v thuần, màu nhạt, dễ hấp dẫn

Phương pháp ép nóng có hiệu suất cao hơn, nước và tạp chất ít, dễ bảo quản nhưng thành phẩm có màu thẫm, v khác đi

Tách dầu bằng phương pháp cơ học:

 Sơ đ công nghệ:

T y theo từng loại nguyên liệu, sơ đồ công nghệ có những điểm khác nhau nhất đ nh Nhìn chung, sản xuất dầu bằng phương pháp cơ học thường được biểu diễn bởi sơ đồ công nghệ sau:

XỬ LÝ THU DẦU KHÔ

ÉP LẦN THU DẦU 1 KHÔ 1

ÉP SƠ BỘ CHƯNG SẤY NGHIỀN THU NHÂN

VỎ BÓC TÁCH VỎ

DẦU THÔ NGUYÊN LIỆU

VỎ QUẢ, VỎ SÀNH

:

Thành phần chủ yếu của vỏ là xenlulo và hemixenlulo hầu như không ch a dầu hoặc

ch a rất ít, hơn nữa vỏ đảm nhiệm ch c năng bảo vệ cơ học cho quả hoặc hạt dầu nên độ

b n của vỏ lớn hơn nhân rất nhi u (nếu để vỏ s gây khó khăn cho quá trình ép) Mặt khác, muốn hiệu suất tách dầu cao, các tế bào nhân cần phải được phá vở triệt để nhằm giải phóng dầu ra ở dạng tự do nên phải qua công đoạn nghi n, chính vì vậy bóc và tách vỏ trước khi nghi n nhằm vào các mục đích sau:

- Tạo đi u kiện cho việc nghi n nhân được dễ dàng, đạt độ nhỏ mong muốn,

- Giảm tổn thất dầu trong sản xuất vì vỏ có tính hút dầu cao

Ngoài ra, vỏ là nơi tập trung nhi u chất màu, nếu không bóc vỏ trước khi ép, dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao chấtt màu tan mạnh vào dầu làm cho dầu có màu xấu

Để hiệu suất bóc vỏ cao, khối nguyên liệu phải đồng đ u v kích thước do đó câ n phải phân loại trước khi bóc tách vỏ Người ta thường d ng sàng để phân loại

Ngoài ra, trong quá trình bóc tách vỏ, độ ẩm của nguyên liệu đóng vai trò rất quan trọng Nếu nguyên liệu quá khô khi vào máy xát s làm cho nguyên liệu nát nhi u, các vụn

vỡ này theo quạt hút ra ngoài làm tổn thất nguyên liệu, trong trường hợp nguyên liệu quá ẩm,

vỏ không đủ độ dòn cho việc bóc tách nên hiệu suất kém Một số nguyên liệu có vỏ mỏng và dai như đậu nành không cần phải bóc tách vỏ vì gây quá nhi u tổn thất Vì thế trong sơ đồ công nghệ sản xuất dầu đậu nành không có công đoạn bóc tách vỏ cho d lượng dầu tổn thất trong quá trình sản xuất có tăng lên

Mỗi loại nguyên liệu ch a dầu có độ b n cơ học khác nhau nên đối với mỗi loại nguyên liệu khác nhau người ta d ng các loại máy bóc vỏ có cơ cấu khác nhau Các loại máy này thường dựa vào các nguyên tắc cơ bản như sau:

- Phá vở vỏ nguyên liệu do ma sát với b mặt nhám, phương pháp này dựa trên cơ sở

là khi nguyên liệu vào máy với vận tốc xác đ nh, xảy ra sự tiếp xúc với giữa b mặt nguyên liệu với b mặt nhám của thiết b , từ đó hình thành lực cản hảm sự chuyển động của nguyên liệu làm vỏ b tróc ra khỏi nguyên liệu

- Phá vở vỏ nguyên liệu do kết quả của sự va đập lên một b mặt rắn, phương pháp này dựa trên cơ sở nguyên liệu chuyển động với vận tốc nào đó va đập lên một b mặt rắn cũng đang chuyển động

- Phá vở vỏ nguyên liệu dựa vào lực cắt bằng các cơ cấu dao, nguyên lý cơ bản của phương pháp này là khi nguyên liệu vào khe giữa của các dao chuyển động và dao tĩnh, các lưỡi dao bố trí trên các đĩa s xát vỏ, giải phóng nhân

- Phá vở vỏ nguyên liệu bằng lực nén ép trong các khe của các trục quay Nguyên lý

cơ bản ở đây là khi nguyên liệu rơi vào khe của các trục quay, hạt b nén, vỏ b xé n t và tách ra khỏi nhân

Các thiết b bóc tách vỏ thường kết hợp 1, hay nguyên tắc trên Sau khi bóc vỏ, ta được một hỗn hợp gồm nhân và vỏ, để phân chia hỗn hợp này, người ta thường d ng sàng, phương pháp khí động học hoặc kết hợp cả hai phương pháp này

Hìn 1 1: Sơ đồ ấu ạo iế bị

b i n:

T y thuộc vào nguyên liệu ch a dầu mà đối tượng đưa vào nghi n có thể khác nhau:

là hạt nguyên, nếu nguyên liệu ch a dầu không cần phải bóc vỏ, là nhân hạt hoặc khô dầu (nếu ép dầu hai lần, một lần từ nhân hạt và một lần từ khô dầu) hoặc nguyên liệu đưa vào nghi n có thể ở dạng mảnh như c i dừa khô Nghi n nguyên liệu nhằm các mục đích sau:

- Phá hủy triệt để những tế bào nguyên liệu nhằm giải phóng dầu ra ở dạng tự do Khi kích thước các hạt bột nghi n càng nhỏ, các tế bào ch a dầu càng được giải phóng

- Tạo cho nguyên liệu có kích thước thích hợp cho các công đoạn chế biến tiếp theo, khi kích thước các hạt bột nghi n càng nhỏ, chi u dài khuếch tán của nước và thời gian truy n nhiệt vào khối bột nghi n trong quá trình chưng sấy càng ngắn, b mặt tiếp xúc giữa các phân t bột nghi n với nước, hơi trực tiếp, hơi gián tiếp càng lớn, do đó hiệu quả của quá trình chưng sấy s tăng lên

- Tạo cho nguyên liệu có hình dáng và kích thước đồng đ u, từ đó, bột nghi n sau khi chưng sấy (bột chưng sấy) s có chất lượng đồng đ u, khi ép dầu s thoát ra dễ dàng và đồng đ u

Tuy nhiên, nếu kích thước các hạt bột nghi n quá nhỏ, khi chưng sấy bột không đủ xốp làm nhiệt, nước khó tiếp xúc nên dễ sinh ra vón cục làm cho việc chưng sấy không đồng đ u

và do đó hiệu quả tách dầu s không cao

Nếu như nguyên liệu không đem nghi n mà đưa trực tiếp vào chưng sấy thì hiệu quả chưng sấy s không cao vì nguyên nhân sau:

- Trong nội tại của nguyên liệu không có những biến đổi cần thiết dưới ảnh hưởng của nhiệt (sấy),

- Do các phần t có kích thước lớn nên khi làm ẩm, nước chưa k p khuếch tán vào vào trung tâm nên độ ẩm của bột chưng sấy s không đồng đ u

- Nhiệt và nước tác động lên các phần t có kích thước cách xa nhau s gây nên những biến đổi khác nhau Khi đưa chúng vào ép, máy ép s làm việc theo nhóm có kích thước chiếm tỉ lệ nhi u nhất Đối với các phần t này dầu s thoát ra nhi u, còn đối với các phần t còn lại có kích thước lớn hoặc bé hơn s không có được chế độ ép thích hợp, vì vậy, hiệu suất thoát dầu đối với các phần t này s kém

Trong khi nghi n, cấu trúc tế bào b phá hủy nên làm cho b mặt tự do của nguyên liệu tăng lên rất nhi u tạo ra khả năng tiếp xúc rộng lớn giữa dầu (trên b mặt hạt nghi n) và oxy, ngoài ra trên b mặt hạt nghi n còn có sự phát triển mạnh m của các hệ vi sinh vật Đi u này làm ảnh hưởng xấu đến quá trình chế biến sau này, do đó, bột sau khi nghi n cần đưa đi chưng sấy ngay Trong quá trình chế biến còn xãy ra sự biến đổi một số tính chất hóa học, sinh học của nguyên liệu do áp lực nghi n tác động lên nguyên liệu, protit, dầu s b biến tính do quá trình tạo nhiệt khi nghi n Các thành phần khác như gluxit cũng b caramen hóa làm cho dầu có màu sẩm, đồng thời quá trình oxy hóa xãy ra làm cho chất lượng dầu b ảnh hưởng

Để tiến hành nghi n, người ta thường d ng các loại máy nghi n như nghi n búa, nghi n trục, nghi n đĩa

n ấ b n i n:

Trước hết ta cần phân biệt một số tên gọi: nguyên liệu ch a dầu sau khi nghi n thành bột gọi là bột nghi n, bột nghi n sau khi chưng sấy (gia ẩm, gia nhiệt) gọi là bột chưng sấy, bột chưng sấy sau khi ra khỏi thiết b chưng sấy còn có thể gọi là bột ép nếu đem ép lấy dầu hoặc gọi là bột trích ly nếu đem trích ly bằng dung môi để lấy dầu Bột ép hoặc bột trích ly sau khi đã lấy dầu gọi là khô dầu (nếu ép) và bã dầu (nếu trích ly) Muốn hiệu quả tách dầu cao, trước khi đem ép hoặc trích ly, bột nghi n phải qua công đoạn chưng sấy Chưng sấy bột nghi n nhằm mục đích sau:

- Tạo đi u kiện cho bột nghi n có sự biến đổi v tính chất lý học, t c là làm thay đổi tính chất vật lý của phần háo nước và phần k nước (dầu) làm cho bột nghi n có tính đàn hồi Các mối liên kết phân t vững b n giữa phần dầu (k nước) và phần háo nước b đ t hoặc yếu đi, khi ép dầu dễ dàng thoát ra,

- Làm cho độ nhớt của dầu giảm đi, khi ép dầu dễ dàng thoát ra,

- Làm cho một số thành phần không có lợi (m i, độc tố ) mất tác dụng, từ đó làm tăng chất lượng của thành phẩm và khô dầu

- Làm vô hoạt hệ thống enzym không ch u được nhiệt độ cao tồn tại trong bột nghi n,

- Làm cho độ ẩm của bột nghi n từ - % t y theo từng loại nguyên liệu, tạo đi u kiện thuận lợi cho công đoạn tiếp theo (ép hoặc trích ly)

T y theo các phương pháp lấy dầu (ép hoặc trích ly) mà tính chất của bột chưng sấy

s khác nhau, ví dụ bột chưng sấy d ng để ép dầu phải d o, xốp, trong khi đó bột chưng sấy d ng để trích ly phải xốp và có b mặt tự do lớn

Chưng sấy bột nghi n có thể d ng hai chế độ:

ế đ n ấ : Trong quá trình chưng sấy tiến hành làm ẩm đến độ ẩm

thích hợp (chưng) cho sự trương nở phần háo nước của bột rồi sau đó sấy để nguyên liệu

có độ ẩm thích hợp cho viêc ép Ở giai đoạn chưng, bột nghi n được làm ẩm bằng nước hoặc hỗn hợp của nước với hơi nước trực tiếp, ở giai đoạn sấy, bột sau khi chưng thường

được sấy khô bằng hơi nước gián tiếp Đây là chế độ được áp dụng rộng rãi hiện nay vì đã tạo đi u kiện cho các thành phần của bột biến đổi đến m c tốt nhất

Chỉ tiêu đặc trưng cho chế độ chưng sấy là m c độ làm ẩm bột, nhiệt độ chưng và sấy, thời gian chưng sấy và độ ẩm bột sau khi chưng sấy

T y thuộc vào cấu tạo, thành phần của nguyên liệu, (chủ yếu là thành phần háo nước

và thành phần dầu), độ ẩm ban đầu của nguyên liệu mà mỗi loại nguyên liệu có chế độ chưng sấy khác nhau, không được làm quá ẩm hay quá nhiệt vì bột s trở thành một khối chảy d o, dầu s không thoát ra khi ép

ế đ n ấ : Trong quá trình chưng sấy không gia ẩm cho nguyên liệu mà chỉ

đơn thuần sấy Chế độ này ít được s dụng vì hiệu suất tách dầu thấp do bột không được trương nở

Những biến đổi xảy ra trong quá trình chưng sấy:

Nhìn chung, khi đưa nhiệt và ẩm vào bột nghi n, phần háo nước (phi lipit) s trương

nở, từ đó làm thay đổi tính d o của bột và trạng thái của dầu đồng thời xảy ra những sự biến đổi sinh hóa, hóa học các chất có trong khối bột Có hai quá trình biến đổi chủ yếu như sau:

S biến đ i n o n :

- Trong khi chưng sấy, các phần háo nước s hút nước và trương nở, ban đầu, sự hút nước xãy ra rất mạnh, sau đó thì giảm dần, từ đó làm cho bột trở nên d o và đàn hồi Hơn nữa, dưới tác dụng của nhiệt và ẩm, protit b biến tính làm cho bột càng d o, liên kết giữa phần háo nước và k nước yếu đi

- Trong khi chưng sấy, có sự biến đổi v mặt hóa học như protit gluxit tạo phản

ng melanoidin làm dầu sau ép có màu sẩm, gluxit photphatit tạo thành các hợp chất hòa tan trong dầu

- V mặt sinh hóa, những biến đổi chủ yếu do hoạt động của các enzym có trong nguyên liệu, dưới tác dụng của nhiệt độ và độ ẩm, cường độ hoạt động của các enzym càng tăng, đặc biệt là lipase (thủy phân dầu) làm tăng chỉ số axit của dầu thành phẩm và glucooxydase (thủy phân tinh bột), khi nhiệt độ lên cao, cường độ hoạt động của các enzym giảm dần

- Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, dầu có thể b oxy hóa tạo ra peroxit, oxit axit béo

tự do, từ đó làm tăng chỉ số axít của dầu nên đối với một số nguyên liệu có nhi u axit béo không no trong thành phần của dầu thì cần phải có chế độ chưng sấy ở nhiệt độ thấp để tránh làm tăng chỉ số axit của dầu

ơn iế bị n ấ :

Chưng sấy có thể tiến hành thủ công hay cơ giới, chưng sấy thủ công được thực hiện

ở nhiệt độ sôi của nước, thực tế chỉ có quá trình chưng, trong khi đó chưng sấy cơ giới gồm hai giai đoạn chưng và sấy được thực hiện trong hai phần của c ng một thiết b Trong quá trình chưng, nếu độ ẩm ban đầu của nguyên liệu từ 11-1 %, sau khi chưng sấy độ ẩm lên đến - %, nếu độ ảm ban đầu là 7- % thì sau chưng độ ẩm là 1 -1 %, còn độ ẩm của bột ép (sau sấy) thì phụ thuộc vào cơ cấu của máy ép và tính chất của nguyên liệu

Trong công nghiệp ép dầu, người ta thường d ng hai loại thiết b chưng sấy, loại nồi

đ ng nhi u tầng và loại th ng nằm ngang với 1, hay th ng

Nồi chưng sấy nhi u tầng: nồi chưng sấy loại này có dạng hình trụ, nhi u tầng đáy bằng Trong nồi có lắp trục khuấy và cánh khuấy Khi chưng sấy, nguyên liệu được cho vào nồi theo chi u cao (từ trên xuống dưới), để làm ẩm nguyên liệu, ở tầng trên c ng có bố trí hệ thống phun hơi và nước trực tiếp, để đun nóng và sấy, vỏ nồi được cấu tạo hai vỏ để truy n nhiệt gián tiếp Sơ đồ cấu tạo như sau:

Hìn 1 2: Sơ đồ ấu ạo nồi n

1, , , : các tầng nồi : cánh khuấy : c a tháo bột chưng sấy

ồi n ấ n : có dạng hình trụ đặt nằm ngang, vỏ làm nhiệm vụ truy n

nhiệt, bên trong có trục khuấy với hình dạng khác nhau để vừa đảo trộn nguyên liệu vừa đẩy nguyên liệu đi v phía trước Mỗi nồi thường gồm từ 1- nồi đặt song song và liên hệ với nhau qua các c a thông Những nồi đặt trên được d ng để làm ẩm và đun nóng nguyên liệu đến nhiệt độ cần thiết, những nồi đặt dưới d ng để sấy khô nguyên liệu Nồi chưng sấy loại này ít s dụng vì chiếm khá nhi u diện tích

Sơ đồ cấu tạo như sau:

Một số yêu cầu công nghệ trong công đoạn chưng sấy:

Bột chưng sấy phải đô ng nhất v độ ẩm, độ d o, độ đàn hồi ph hợp với yêu cầu của công nghệ (phụ thuộc vào cơ cấu của máy ép và nguyên liệu) Khi bột chưng sấy không đạt được độ đồng nhất, hiệu quả thoát dầu từ các phần t khác nhau s khác nhau, dẫn đến hiệu quả thoát dầu không cao Muốn đạt được độ đồng nhất của bột chưng sấy cần có những biện pháp sau:

- Lượng bột nghi n đưa vào nồi chưng sấy phải liên tục để ổn đ nh lượng bột chưng sấy ra khỏi nồi Muốn đảm bảo vấn đ này thì năng suất máy nghi n phải ph hợp với năng suất của nồi chưng sấy và máy ép Ngoài ra, các c a thông của các tầng nồi chưng sấy phải làm việc bình thường

- Độ ẩm của bột nghi n đưa vào nồi chưng sấy phải ổn đ nh Nếu độ ẩm của bột nghi n thấp hoặc cao hơn độ ẩm cần thiết, cần phải có biện pháp đi u hòa độ ẩm (sấy khô hoặc làm ẩm)

Hìn 1.3: Sơ đồ ấu ạo nồi n ấ

- Việc làm ẩm ở giai đoạn chưng phải đồng đ u

- Lượng nhiệt cung cấp phải đủ lớn và ổn đ nh, do đó các thông số của hơi như áp suất, nhiệt độ, lưu lượng phải ổn đ nh, lượng nước ngưng phải được lấy ra một cách triệt

để

u: Hiện nay, việc khai thác dầu ở qui mô trung bình và qui mô lớn thường s

dụng các loại máy ép vít với cơ cấu khác nhau Để làm sáng tỏ quá trình khai thác dầu bằng phương pháp ép, ta nghiên c u các vấn đ sau:

Cơ chế của quá trình ép:

Khi ép, dưới tác dụng của ngoại lực, trong khối bột xãy ra sự liên kết b mặt bên trong cũng như bên ngoài của các phần t , ta có thể chia ra làm hai quá trình chủ yếu:

u ìn đ i i n n : đây là quá trình làm dầu thoát ra khỏi các khe

vách giữa các b mặt bên trong cũng như bên ngoài của tế bào Khi bắt đầu ép, do lực nén các phần t bột sít lại gần nhau, khi lực nén tăng lên, các phần t bột b biến dạng Các khoảng trống ch a dầu b thu hẹp lại và đến khi lớp dầu có chi u dày nhất đ nh, dầu bắt đầu thoát ra Tốc độ thoát dầu phụ thuộc vào độ nhớt của lớp dầu và phụ thuộc vào áp lực

ép, độ nhớt càng bé, áp lực càng lớn thì dầu thoát ra càng nhanh

u ìn đ i i n n: khi lực nén tăng lên, sự biến dạng xãy ra càng

mạnh cho đến khi các phần t liên kết chặt ch với nhau thì sự biến dạng không xãy ra nữa Nếu như trong các khe vách không b giữ lại một ít dầu và áp lực còn có thể tiếp tục tăng lên thì từ các phần t bột riêng biệt s tạo thành một khối chắc dính li n nhau Trên thực tế,

áp lực ép cũng chỉ đạt đến một giới hạn nhất đ nh, có một lượng nhỏ dầu còn nằm lại ở những chỗ tiếp giáp nhau, cho nên khô dầu vẫn còn có tính xốp Đặc biệt khi ra khỏi máy

ép, tính xốp của khô dầu lại tăng lên khi không còn tác dụng của lực nén nữa

Một đi u quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả lấy dầu là nếu tốc độ tăng áp lực quá nhanh thì s làm b t kín các đường thoát dầu làm dầu không thoát ra được, đi u này thấy rất

rõ ở các máy ép mà trong đó nguyên liệu không được đảo trộn (máy ép thủ công)

Ngoài ra, nếu chỉ xét đơn thuần v sự chuyển d ch của dầu qua các khe vách, các hệ ống mao quản của tế bào nguyên liệu, ta có thể rút ra những đi u kiện để đảm bảo việc tách dầu đạt hiệu quả sau đây:

- Áp suất chuyển động của dầu trong các khe vách và các ống mao quản của tế bào nguyên liệu càng lớn, dầu chảy ra càng nhanh, muốn như thế thì ngoại lực tác dụng lên dầu

phải lớn Ngoại lực tác động lên nguyên liệu (bột ép) gồm có hai phần: một phần tác động lên dầu và một phần tác động lên các phần t rắn để làm các phần t này biến dạng Do đó,

để cho áp lực tác động lên dầu lớn, ta cần phải thay đổi tính chất cơ lý của các phần t rắn (qua công đoạn chưng sấy) để làm giảm phần áp lực làm cho các phần t biến dạng, nhờ

đó, áp lực tác động lên phần dầu s tăng Tuy nhiên, việc tăng ngoại lực cũng thực hiện đến một giới hạn nào đó, nếu vượt quá giới hạn này s dẫn đến sự co hẹp các ống mao quản dẫn dầu hoặc các khe vách ch a dầu một cách nhanh chóng làm hiệu quả thoát dầu giảm

- Đường kính các ống mao quản ch a dầu cần phải đủ lớn trong suốt quá trình ép để tránh việc dầu thoát ra quá chậm hoặc không thoát ra được Trên thực tế, hiện tượng này thường xãy ra và để khắc phục cần phải tăng áp lực ép từ từ nhằm đảm bảo đủ thời gian cho lượng dầu chủ yếu k p chảy ra Nếu áp lực ép tăng đột ngột, các ống mao quản ch a dầu nhanh chóng b hẹp lại hoặc b b t kín, dầu s chảy ra chậm Mặt khác, nếu áp lực ép tăng mạnh trong giai đoạn đầu s làm rối loạn sự chuyển động của nguyên liệu trong máy

ép do dầu chảy ra mãnh liệt kéo theo nhi u cặn dầu

- Chi u dài các ống mao quản ch a dầu phải ngắn vì sự thoát dầu khi ép thường đi theo một phương chung và v phía có đoạn đường ngắn nhất Nếu đường chảy dầu càng dài thì thời gian chảy qua đoạn đường ấy càng lớn Ngoài ra, khi đường chảy dầu ngắn, số ống mao quản b tắc trong quá trình ép cũng ít hơn Vì thế, để thực hiện việc ép dầu một cách triệt để thì lớp nguyên liệu trong máy ép phải đủ mỏng

- Thời gian ép phải đủ lớn, nếu thời gian ép quá ngắn, dầu chảy ra chưa hết, ngược lại, nếu thời gian ép quá dài s ảnh hưởng đến năng suất máy ép Việc cải tiến cơ cấu máy

ép cũng có thể rút ngắn được thời gian ép

- Độ nhơ t của dầu phải bé để trở lực khi dầu chuyển động bé, từ đó thời gian để dầu thoát ra khỏi nguyên liệu s ngắn Để độ nhớt của dầu bé, bột ép phải có nhiệt độ cao và trong quá trình ép nhiệt độ phải ổn đ nh Khi bột ép b nguội, độ nhớt của dầu tăng và tính

d o của bột giảm ảnh hưởng đến sự thoát dầu Tuy nhiên, khi nhiệt độ bột ép quá cao, dầu

s b oxy hóa mạnh, dầu s b sẩm màu và khô dầu s b cháy khét Vì thế, việc d ng nước hoặc dầu nguội để làm mát lòng ép là việc làm rất cần thiết, tránh được hiện tượng phát nhiệt khi máy ép làm việc

Các ếu ố ảnh hư ng đến hiệu suấ é :

- Đặc tính cơ học của nguyên liệu ép ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất ép, đặc tính này

do các công đoạn chuẩn b , đặc biệt là khâu chưng sấy quyết đ nh Ngoài ra, m c độ

nghi n bột, nhiệt độ, độ ẩm của bột cũng là những yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất ép

- Các đi u kiện hình thành trong quá trình ép như áp lực ép, nhiệt độ ép, cơ cấu máy

Trên thực tế, nếu ta cho vào máy ép một lượng bột quá nhão, khi trục vít quay hầu như không có một áp lực nào Đi u này ch ng tỏ rằng đặc tính của bột ép quyết đ nh sự tạo thành

áp lực trong máy ép Đặc tính của bột ép lại do công đoạn chưng sấy quyết đ nh, vì vậy có thể nói rằng áp lực trong máy ép do khâu chưng sấy bột quyết đ nh

Khi làm việc với máy ép vít, cần chú ý một số điểm sau:

- Không cho máy chạy trong đi u kiện quá tải, không để các tạp chất như kim loại, sỏi, đá rơi vào máy ép,

- Thường xuyên quan sát v trí của dầu chảy ra từ bên dưới máy ép, nếu dầu chảy ra nhi u nhất ở giữa lòng ép, ch ng tỏ bột ép đạt yêu cầu, còn nếu dầu chảy ra ở đầu hoặc cuối máy ép, ch ng tỏ bột ép quá ướt hoặc quá khô Lúc đó cần phải đóng c a cấp bột ép xuống máy ép và đi u chỉnh lại chế độ chưng sấy cho thích hợp

- Thường xuyên quan sát đường ra của khô dầu, trong đi u kiện bình thường, khô dầu ra thành từng mảng nhỏ, chi u dày đồng đ u, không nát vụn, một mặt hơi gồ gh có

nhi u vết rạn, một mặt nhẳn bóng Màu của khô dầu tươi, không có m i cháy khét, không

Độ nhớt của dầu ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ lọc, như vậy, tốc độ lọc phụ thuộc vào nhiệt độ của dầu Nhiệt độ càng cao, độ nhớt càng thấp, lọc càng nhanh nhưng ở nhiệt độ cao một số cặn lọc lại tan vào dầu nên dầu không được lọc sạch, do đó nhiệt độ lọc thích hợp khoảng 45-600

Dầu sau khi lắng lọc xong gọi là dầu thô, muốn s dụng d ng làm thực phẩm phải qua giai đoạn tinh chế (chương sau)

u:

Khô dầu sau khi ép thường ch a 1 -16% dầu (nếu ép thủ công) và -6% (nếu ép vít), trong khô dầu còn có nhi u chất dinh dưỡng như protit, gluxit nên có một số loại nguyên liệu như lạc , đậu nành sau khi ép lấy dầu, khô của nó có thể s dụng làm nước chấm hoặc làm th c ăn gia súc Để bảo quản khô dầu nhằm phục vụ cho các mục đích trên, trước tiên cần phải làm nguội khô dầu, việc làm nguội có thể thực hiện bằng cách cho khô dầu tiếp xúc với không khí sau khi ra khỏi máy ép, tránh ủ đống Đối với khô dầu sản xuất bằng phương pháp thủ công, do có độ ẩm cao nên rất dễ b mốc nên cần phải xay nhỏ, phơi khô rồi đóng bao bảo quản

1.2.1.2 Phương há hữu cơ [4, 9, 11, 13]

Quá trình trích ly được dựa trên tính hòa tan tốt của dầu thực vật trong dung môi hữu

cơ không phân cực

D ng dung môi hữu cơ để hòa tan dầu trong tế bào của nguyên liệu, sau đó để bay hơi hết dung môi còn lại dầu

Phương pháp này có hiệu suất cao, ít tạp chất, màu nhạt nhưng nếu tinh chế không tốt thì không thể ăn được vì còn dung môi là chất độc Nhưng hiện nay đây là phương pháp phổ biến nhất thế giới

ngh a của hương há r ch dầu h c ậ :

Ngày nay, phương pháp trích ly đã được áp dụng rộng rãi vì nó mang lại hiệu quả kinh

tế cao hơn phương pháp ép và có khả năng tự động hóa cao Phương pháp trích ly có thể lấy được triệt để hàm lượng dầu có trong nguyên liệu, hàm lượng dầu còn lại trong bả trích ly khoảng từ 1-1, %, ít hơn nhi u so với phương pháp thủ công ( - %) Trong thực tế sản xuất, người ta thường kết hợp cả hai phương pháp: ép và trích ly Ngoài ra, phương pháp trích ly có thể khai thác được những loại dầu có hàm lượng bé trong nguyên liệu và có thể khai thác dầu với năng suất lớn Tuy nhiên, do dung môi còn khá đắt ti n, các v ng nguyên liệu nằm rải rác không tập trung nên phương pháp này chưa được ng dụng rộng rãi trong nước ta

 Cơ s hu ế của hương há r ch

Độ hòa tan vào nhau của hai chất lỏng phụ thuộc vào hằng số điện môi, hai chất lỏng

có hằng số điện môi càng gần nhau thì khả năng tan lẫn vào nhau càng lớn Dầu có hằng số điện môi khoảng - , trong khi đó các dung môi hữu cơ có hằng số điện môi khoảng -

1 , do đó có thể d ng các dung môi hữu cơ để hòa tan dầu ch a trong nguyên liệu Như vậy, trích ly dầu là phương pháp d ng dung môi hữu cơ để hòa tan dầu có trong nguyên liệu rắn ở đi u kiện xác đ nh Vì vậy, bản chất của quá trình trích ly là quá trình khuếch tán, bao gồm khuếch tán đối lưu và khuếch tán phân t Dung môi d ng để trích ly dầu thực vật phải đạt các yêu cầu sau:

- Có khả năng hòa tan dầu theo bất c tỉ lệ nào và không hòa tan các tạp chất khác có trong nguyên liệu ch a dầu,

- Có nhiệt độ sôi thấp để dễ dàng tách ra khỏi dầu triệt để,

- Không độc, không ăn mòn thiết b , không gây cháy nổ với không khí, phổ biến và

r ti n

Trong công nghiệp trích ly dầu thực vật, người ta thường d ng các loại dung môi như hidrocacbua mạch thẳng từ các sản phẩm của dầu mỏ (thường lấy phần nhẹ), hidrocacbua thơm, rượu béo, hidrocacbua mạch thẳng dẫn xuất clo trong số đó phổ biến nhất là hexan, pentan, propan và butan Ngoài ra còn có các loại dung môi khác như sau:

- Rượu etilic: thường d ng nồng độ 9 %v để trích ly

- Axeton: chất lỏng có m i đặc trưng, có khả năng hòa tan dầu tốt xêton được xem

là dung môi chuyên d ng đối với các nguyên liệu có ch a nhi u photphatit vì nó chỉ hòa tan dầu mà không hòa tan photphatit

- Freon 1 : là một loại dung môi khá tốt, không độc, b n với các chất oxy hóa, dễ bay hơi, trơ hóa học với nguyên liệu và thiết b Ngoài ra việc s dụng Freon 1 cho ta khả năng phòng tránh cháy nổ dễ dàng

 Những nh n ố ảnh hư ng đến ận ốc độ kiệ dầu khi r ch :

M c độ phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệu: là yếu tố cơ bản thúc đẩy quá trình trích

ly nhanh chóng và hoàn toàn, tạo đi u kiện cho nguyên liệu tiếp xúc triệt để với dung môi Kích thước và hình dáng các hạt ảnh hưởng nhi u đến vận tốc chuyển động của dung môi qua lớp nguyên liệu, từ đó xúc tiến nhanh hoặc làm chậm quá trình trích ly Nếu bột trích ly có kích thước và hình dạng thích hợp, s có được vận tốc chuyển động tốt nhất của dung môi vào trong các khe vách cũng như các hệ mao quản của nguyên liệu thường thì kích thước các hạt bột trích ly dao động từ , -1 mm Nhiệt độ của bột trích ly: như ta đã biết, bản chất của quá trình trích ly là quá khuếch tán, vì vậy khi tăng nhiệt độ, quá trình khuếch tán s được tăng cường do độ nhớt của dầu trong nguyên liệu giảm làm tăng vận tốc chuyển động của dầu vào dung môi Tuy nhiên, sự tăng nhiệt độ cũng phải có giới hạn nhất đ nh, nếu nhiệt độ quá cao s gây tổn thất nhi u dung môi và gây biến tính dầu

Độ ẩm của bột trích ly: khi tăng lượng ẩm s làm chậm quá trình khuếch tán và làm tăng sự kết dính các hạt bột trích ly do ẩm trong bột trích ly s tương tác với protein và các chất ưa nước khác ngăn cản sự thấm sâu của dung môi vào bên trong của các hạt bột trích

ly làm chậm quá trình khuếch tán

Vận tốc chuyển động của dung môi trong lớp bột trích ly gây ảnh hưởng đến quá trình khuếch tán Tăng vận tốc chuyển động của dung môi s rút ngắn được thời gian trích

ly, từ đó tăng năng suất thiết b

Tỉ lệ giữa dung môi và nguyên liệu ảnh hưởng đến vận tốc trích ly, lượng bột trích ly càng nhi u càng cần nhi u dung môi Tuy nhiên, lượng dung môi lại ảnh hưởng khá lớn đến kích thước thiết b

 Sơ đ công nghệ của quá r nh r ch dầu h c ậ :

CHƯNG CẤT LÀM SẠCH SẤY BẢ TRÍCH THU MIXEN, BẢ TRÍCH

TRÍCH LY CHƯNG SẤY NGHIỀN THU NHẬN

Sau đây là một số công đoạn chính của quá trình trích ly dầu thực vật:

:

Để trích ly nguyên liệu ch a dầu, người ta thường d ng các phương pháp như: trích

ly động, trích ly tĩnh, trong trích ly động có trích ly thuận chi u và trích ly ngược chi u, trích ly động ngược chi u cho hiệu suất cao và rút ngắn thời gian được thời gian trích ly Trích ly động ngược chi u thường được thực hiện bằng cách cho bột trích ly chuyển động ngược chi u trong dòng dung môi chuyển động, như vậy ở c a ra của thiết b trích ly, nguyên liệu còn rất ít dầu s tiếp xúc với dòng dung môi mới, s làm tăng hiệu quả của quá trình trích ly

Trong quá trình trích ly, dầu từ bột trích ly s tan vào dung môi tạo thành một dung

d ch gọi là mixen Mixen sau khi ra khỏi thiết b trích ly s được làm sạch (lắng, lọc, li tâm) để chuẩn b đưa vào công đoạn chưng cất, tách dung môi ra khỏi dầu

Các lipit thuộc nhóm axit béo tự do, vitamin tan trong dầu, các sắc tố tạo thành dung

d ch thực Các phần t tạp chất có kích thước 1,5-1000 m có trong mixen tạo ra dung d ch keo và huy n ph

Các tạp chất có trong mixen dưới tác động của nhiệt khi chưng cất thu hồi dung môi (công đoạn sau) s có phản ng tương tác với mixen làm giảm phẩm chất dầu, tạo ra cặn rắn đóng kết b mặt các thiết b truy n nhiệt bố trí trong hệ thống chưng cất Do đó để thu hồi được dầu trích ly có chất lượng tốt và kéo dài tuổi thọ của hệ thống chưng cất cần phải làm sạch các tạp chất hòa tan và không hòa tan trong mixen trước khi đem chưng cất Mixen được làm sạch bằng cách lắng, lọc và li tâm Mixen được lắng trong các th ng hình trụ đáy côn làm việc liên tục có bộ phận nạo cặn cơ khí Lắng là giai đoạn đầu tiên tách sơ bộ các hạt không tan trong mixen Sau đó tiến hành lọc mixen bằng các máy lọc ép hoặc chân không có thể d ng các máy li tâm để tách các tạp chất có kích thước nhỏ hơn

n ấ i n:

Nhằm mục đích tách dung môi ra khỏi dầu dựa trên độ bay hơi rất khác nhau của dầu

và dung môi Chưng cất mixen có thể thực hiện theo hai giai đoạn: giai đoạn đầu làm nhiệm vụ cô đặc nâng nồng độ dầu trong mixen đến một giá tr xác đ nh, sau đó chưng cất

để tách dung môi ra khỏi mixen

Sấ b u:

Bả dầu ra khỏi thiết b ly mang theo một lượng dung môi từ - % so với khối lượng bả trích Nhiệm vụ chủ yếu của sấy bả dầu là tách dung môi ra khỏi bả dầu đến m c tối đa

Khả năng ngấm dung môi của bả dầu t y thuộc vào cấu trúc của nguyên liệu đem trích ly và tính chất của dung môi

Để tách dung môi ra khỏi bả dầu, người ta thường d ng hơi quá nhiệt trực tiếp hoặc hơi bảo hòa gián tiếp, nhiệt độ đun nóng thường 150-1800

C

Ngoài những công đoạn chủ yếu đã trình bày ở trên, còn có các công đoạn khác như: ngưng tụ và phục hồi dung môi để có thể đưa trở lại công đoạn trích ly, x lý bả dầu sau khi tách dung môi để tiến hành bảo quản

1.2 Tổng quan hương há inh u ện dầu h c ậ [10, 11, 13]

1.2.2.1 ngh a của iệc inh chế dầu h c ậ

Dầu thô sau khi ép hoặc trích ly đã qua làm sạch sơ bộ như lắng, lọc, li tâm vẫn chưa

s dụng được trong công nghiệp thực phẩm vì nó còn lẫn nhi u tạp chất Tạp chất có trong dầu có thể là nước, sáp, protit, photphatit, gluxit, các chất gây màu, m i, các tạp chất vô cơ Hàm lượng tạp chất phụ thuộc vào phương pháp khai thác (ép hoặc trích ly), chế độ của các quá trình kỹ thuật (nhiệt, ẩm, áp lực ), phương pháp x lý và thời gian bảo quản dầu thô Mặc dầu hàm lượng tạp chất có trong dầu rất ít nhưng nó rất ảnh hưởng đến chất lượng dầu, làm cho dầu có màu m i xấu, khó bảo quản lâu dài Ngoài ra, một số tạp chất có tính độc làm hạn chế khả năng s dụng dầu vào mục đích thực phẩm

Do đó, t y thuộc vào yêu cầu s dụng mà cần thiết phải tách toàn bộ hoặc một số tạp chất ra khỏi dầu, quá trình này gọi là tinh chế dầu thực vật Quá trình tinh chế có thể là tinh chế bộ phận (loại ra khỏi dầu những tạp chất như axit béo tự do, photphatit, gluxit và các tạp

chất vô cơ) hoặc tinh chế hoàn chỉnh (tách toàn bộ tạp chất có trong dầu, chỉ còn lại triglyxerit thuần khiết)

1.2.2.2 Các công đ n inh chế dầu:

 Tách các chấ cơ học:

n :

Dựa trên cơ sở sự rơi tự do của các hạt phân tán có trong dầu dưới ảnh hưởng của trọng lực Do chỉ dựa vào sự rơi tự do nên quá trình lắng kéo dài, vì thế yêu cầu thiết b lắng phải có dung tích lớn Thường thì các hạt phân tán trong dầu có khối lượng riêng 1 -1 9 kg/m và kích thước 69- 443m

Để tạo đi u kiện cho quá trình lắng được nhanh, người ta thường nâng nhiệt độ để độ nhớt của dầu giảm và ở nhiệt độ này các hạt phân tán có kích thước nhỏ s đông tụ tạo ra những hạt có kích thước lớn hơn nên dễ lắng Thời điểm đông tụ là lúc bắt đầu tạo ra các hạt

cở lớn, thể hiện bằng trạng thái dầu trở nên vẫn đục rõ rệt Nhiệt độ đông tụ là nhiệt độ tại đó dầu bắt đầu đục, nhiệt độ này phụ thuộc vào phương pháp khai thác dầu (ép hoặc trích ly) Nhiệt độ lắng cặn tốt nhất trong phạm vi 30-500C, và thời gian lắng khoảng 1-1 h Thiết b lắng thường có dạng hình trụ, đáy côn, cấu tạo hai vỏ

b :

Quá trình lọc dựa trên khả năng của các vật liệu xốp chỉ cho đi qua những phần t có kích thước nhất đ nh Đối với dầu, để tách các tạp chất cơ học thường người ta d ng thiết b lọc khung bản, nhiệt độ lọc khoảng -600C Nhiệt độ cao thì tốc độ lọc nhanh nhưng có một

số tạp chất hòa tan trong dầu ở nhiệt độ cao như ph c photpholipit, một số hợp chất có nitơ

và gluxit Do đó, dầu sau khi lọc nóng cần phải lọc nguội để tách các tạp chất nói trên Nhiệt

Dầu có lượng tạp chất là protein, photphatit nhỏ hơn , % có thể d ng máy li tâm thường và nhỏ hơn ,1% thì d ng máy li tâm siêu tốc

 Tách chấ há nước hủ hóa)

Thủy hóa hay hidrat hóa là một phương pháp x lý dầu bằng nước, phương pháp này chủ yếu d ng để tách photpholipit và protit trong dầu (photpholipit và protit là hai thành phần háo nước) Trong thành phần của hai chất này không có nước tự do, t c là chúng ở dạng khan nước, hòa tan trong dầu tạo thành dung d ch thực ở đi u kiện thường Khi đưa nước ở dạng phân tán vào dầu có lẫn các loại cặn háo nước, ở đi u kiện xác đ nh (nhiệt độ, thời gian, khuấy trộn ), chúng s tạo thành kết tủa và tách ra khỏi dầu Quá trình thủy hóa bao gồm một số bước chủ yếu sau:

- Phân tán nước vào trong dầu, phần ưa nước của các cặn háo nước s hấp thụ nước tạo

ra các ph c dạng hidrat

- Các chất háo nước mất tính tan trong dầu, chuyển v dạng dung d ch keo

- Tạo thành các hạt keo đông tụ làm cho dầu vẫn đục

- Phân ly dầu ra khỏi các ph c hidrat bàng phương pháp lắng hoặc li tâm

Quá trình thủy hóa được thực hiện như sau: đầu tiên đun nóng dầu đến nhiệt độ

45-500C, sau đó vừa khuấy trộn vừa cho nước nóng có c ng nhiệt độ vào Lượng nước cho vào

t y từng từng loại dầu nhưng thường chiếm - % (so với khối lượng dầu) Sau khi loại dầu cho nước vào tiếp tục khuấy trộn thêm 1 phút nữa, sau đó để yên trong vòng 1 giờ Cặn lắng xuống dưới đáy, tháo cặn ra trước và tháo dầu ra sau

Quá trình thủy hóa là là công đoạn không thể thiếu đối với việc tinh chế dầu vì photpholipit có dinh dưỡng cao nên dễ tạo đi u kiện cho VSV phát triển làm ảnh hưởng đến chất lượng của dầu thành phẩm Dầu sau khi thủy hóa có chỉ số axit nhỏ hơn dầu trước khi thủy hóa khoảng 0.1-0 %, do các thành phần háo nước có tính axit đã được loại ra

Ngoài ra, trong quá trình bảo quản dầu thô, quá trình tự thủy hóa cũng có thể xãy ra do các phần háo nước trong dầu phản ng với ẩm của không khí (trên b mặt thoáng) và với một phần nhỏ ẩm ở trong dầu Quá trình tự thủy hóa tạo ra một lượng cặn lắng trong dầu thô, trong đó photpholipit chiếm khoảng %, dầu %, các chất không tan trong dầu - % (so với khối lượng cặn)

Quá trình thủy hóa được thực hiện trong những thiết b hình trụ đáy côn có lắp bộ phận gia nhiệt kiểu ống xoắn ruột gà và có cánh khuấy

 Tách sá

Trong dầu có một lượng sáp, khi hạ nhiệt độ, một lượng sáp s kết tinh, nhiệt độ kết tinh của sáp trong dầu khá khác nhau, ví dụ: dầu thô 80C, dầu qua thủy hóa 100C, dầu đã qua trung hòa bằng ki m 120C Ở các nhiệt độ này, sáp kết tinh thành những tinh thể có kích thước lớn và có thể tách ra khỏi dầu bằng phương pháp lắng, lọc hoặc li tâm

Sau khi tạo ra các tinh thể sáp bằng cách làm lạnh dầu xuống 8-120C rồi lại đun dầu lên đến 200C, nhằm làm giảm độ nhớt của dầu và tạo cho sáp tinh thể có kích thước lớn để

dễ dàng cho việc lắng, lọc hoặc li tâm Dầu sau khi tách sáp, d có làm lạnh xuống đến 00C vẫn không đục

 Trung hòa ách axi bé d )

xit béo tự do có trong dầu là một trong những nguyên nhân làm cho dầu kém phẩm chất, các axit béo tự do thường đóng vai trò xúc tác cho các phản ng oxy hóa và phân ly dầu Để tiến hành tách axit béo tự do có trong dầu, người ta x lý dầu với một lượng ki m nhỏ, như vậy, ngoài các axit béo tự do được trung hòa, còn cho phép tách thêm một số thành phần háo nước còn sót lại sau quá trình thủy hóa, loại bỏ được một số vết kim loại (Cu, Fe ) xúc tác quá trình oxy hóa dầu và còn lọai bỏ được một số các chất màu Sự có mặt các axit béo tự do trong dầu không những gây trở ngại cho việc s dụng dầu vào mục đích thực phẩm (chỉ số axit không lớn hơn , mg K H) mà còn hạn chế các mục đích kỹ thuật khác

T y thuộc vào mục đích s dụng dầu và chỉ số axit của dầu đem đi trung hòa mà người

ta chọn chế độ và tác nhân trung hòa Nhìn chung, việc tách các axit béo tự do ra khỏi dầu cần đảm bảo các đi u kiện sau đây:

- Tác nhân trung hòa phải nhanh chóng phản ng với axit béo tự do, không tác dụng với dầu trung tính

- Hỗn hợp nhanh chóng phân lớp và phân lớp triệt để, dầu trung tính dễ dàng tách ra khỏi cặn

- Không tạo thành dung d ch nhũ tương b n

Trên thực tế, chọn một số phương pháp nào đó nhằm thỏa mản các yêu cầu trên thường gặp khó khăn Dầu trung tính b tổn hao, phản ng giữa các axit béo với tác nhân trung hòa không hoàn toàn nên đưa chỉ số axit v giá tr yêu cầu thường khó khăn

Tác nhân trung hòa thường d ng là các loại ki m như Na H, K H hoặc các loại muối ki m như Na2CO3 Nồng độ các tác nhân trung hòa t y thuộc vào chỉ số axit của dầu Đối với Na H, người ta d ng ba loại nồng độ như sau:

- Ki m loảng: 35-45g Na H/lít d ng cho dầu có chỉ số axit < 5 mg KOH

- Ki m vừa: -1 g Na H/lít d ng cho dầu có chỉ số axit 5-7 mg KOH

- Ki m đặc: 125g Na H/lít : d ng cho dầu có chỉ số axit > 7 mg KOH

Hiệu quả trung hòa bằng ki m được đánh giá bằng chỉ số axit của dầu sau khi trung hòa

Trong quá trình trung hòa, axit béo tự do có trong dầu tác dụng với tác nhân trung hòa tạo muối axít béo gọi là xà phòng, xà phòng không tan trong dầu và có khối lượng riêng lớn hơn dầu nên tách ra khỏi dầu, lắng xuống đáy thiết b

a Trung hòa bằng Na H hay K H:

Khi trung hòa bằng Na H hay K H ta có phản ng: (viết cho trường hợp Na H) R-COOH + NaOH = R-COONa + H2O

Mặt khác, Na H còn tác dụng với triglixerit:

CH2OCOR1CH2OH

3CH2OCOR2 + 3NaOH = 3 CHOH + R1COONa +R2COONa +R3COONa

CH2OCOR3CH2OH

Phản ng này làm tổn hao dầu, do đó trong quá trình trung hòa bằng ki m thì nhiệt độ

và nồng độ của dung d ch ki m đưa vào phải thích hợp để làm thế nào giảm được hay hạn chế phản ng này xảy ra

Để tiến hành trung hòa, trước hết phải xác đ nh chỉ số axit của dầu thô, từ đó chọn nồng độ dung d ch ki m thích hợp và tính được lượng ki m cần thiết để tác dụng vừa đủ với axit béo tự do mà không tác dụng với dầu trung tính Đối với các loại dầu khác nhau, nhiệt

độ trung hòa cũng được khống chế khác nhau, ngoài ra cần phải căn c vào chỉ số axit của dầu để xác đ nh nhiệt độ trung hòa, thường thì nhiệt độ trung hòa dao động từ 20-950C Nếu dầu có chỉ số axit cao thì phải tiến hành trung hòa ở nhiệt độ thấp và ngược lại Nói một cách khác, nếu d ng dung d ch ki m đặc (số axit của dầu cao) thì tiến hành trung hòa ở - C, ngược lại nếu d ng dung d ch ki m loãng (chỉ số axit bé) thì tiến hành trung hòa ở nhiệt độ 90-950C

Quá trình trung hòa được tiến hành như sau: cho dung d ch ki m vào bằng cách phun

đ u trên b mặt của dầu và vừa khuấy trộn Tốc độ khuấy trộn rất quan trọng, nó làm nhiệm

vụ phân tán đ u ki m trong dầu, tạo đi u kiện cho ki m tiếp xúc với axit béo tự do để tạo ra cặn xà phòng Do đó, nếu khuấy chậm, phản ng s không hoàn toàn, nếu khuấy nhanh cặn

xà phòng tạo thành chưa k p lắng đã b phá vỡ thành những hạt nhỏ lơ lững gây khó khăn cho việc lắng cặn Sau khi cho hết ki m, người ta cho dung d ch muối ăn nồng độ - % để tạo đi u kiện cho cặn xà phòng lắng nhanh Để lắng trong giờ, cặn xà phòng lắng xuống và dầu s nổi lên trên

b un b n Na 2 CO 3 : n n u:

Na2CO3 + H2O = NaOH + NaHCO3

RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O

Nếu đun nóng dầu trên 600C thì NaHC 3 b thủy phân:

do đó thể tích thiết b trong trường hợp này phải lớn Hơn nữa, do hiện tượng sục C 2 làm cho các hạt xà phòng nổi lên trên mặt thoáng của dầu đem trung hòa, từ đó gây khó khăn cho quá trình lắng tách các cặn xà phòng ra khỏi dầu sau khi trung hòa Phương pháp này ít gây tổn thất dầu vì Na2CO3 không tác dụng với dầu ở nhiệt độ thấp

Để tính toán lượng Na H cần thiết d ng để trung hòa, ta d ng công th c:

1.56

40

*

A

*D

Trong đó:

X: lượng Na H cần d ng để trung hòa (kg)

D: lượng dầu cần trung hòa (tấn)

: chỉ số axit của dầu đem trung hòa

: khối lượng phân t của Na H

,1: khối lượng phân t của K H

Trong công nghiệp, người ta d ng Na H rắn có hàm lượng 9 %, như vậy lượng

)40

*A

*D(

(CT 2.2)

Mặt khác, không những Na H kết hợp với axit béo tự do mà nó còn kết hợp với một

số chất khác có trong dầu, vì vậy khi tính toán lượng Na H cho vào trung hòa cần phải có

hệ số ki m dư, hệ số ki m dư dao động từ 1, đến , được xác đ nh trong phòng thí nghiệm, mhư vậy lượng Na H s được tính:

X =

100

92

*1.56

)40

*A

*D(

 a sấ dầu

Dầu sau khi thủy hóa, trung hòa vẫn còn một số tạp chất tan vào dầu như cặn xà phòng, một số cặn còn lơ lững chưa tách được như photphatit, để tách tạp chất này, người ta tiến hành r a và sấy dầu Nếu r a bằng nước thường, các tạp chất s tạo với nước thành dung

d ch keo làm khó khăn cho quá trình lắng Do đó, để tiến hành r a, đầu tiên người ta d ng nước muối đun sôi có nồng độ -1 % Khi cho dung d ch nước muối vào, xà phòng s mất tính gây nhũ hóa, dễ dàng lắng xuống đáy thiết b Sau khi r a bằng bằng nước muối, để lắng

từ - phút rồi tháo nước muối và cặn xà phòng vào bể thu hồi dầu, tiếp theo r a lại 3-4 lần bằng nước nóng

Sau khi r a, lắng và tách nước xong, trong dầu vẫn còn nước dưới dạng những hạt phân tán nhỏ , do đó cần phải sấy để tách nước Nếu không sấy thì nước s làm cho dầu b oxy hóa Có thể sấy chân không hoặc sấy dưới áp suất thường Sấy chân không s chất lượng dầu cao hơn vì quá trình sấy được tiến hành ở nhiệt độ thấp, dầu s không b sẩm màu do nhiệt độ cao Trong quá trình sấy nếu thấy mặt thoáng của dầu phẳng lặng thì dầu đã hết nước Nếu sấy ở áp suất thường, nhiệt độ sấy khoảng 1000C, còn sấy chân không thì nhiệt độ

s thấp hơn t y thuộc vào độ chân không được tạo ra Thông thường, r a và sấy được thực hiện trong c ng một thiết b , sơ đò của thiết b r và sấy dầu như sau:

Trong quá trình r a, nước r a còn mang theo một lượng dầu nên cần phải thu hồi lượng dầu này ở bể thu hồi dầu có chia ngăn

Để tẩy màu dầu, người ta thường d ng kết hợp đất và than hoạt tính, tỉ lệ so với lượng dầu khoảng - %, tỉ lệ giữa than và đất là 1: Cần chú ý rằng khi tỉ lệ các chất hấp phụ cho