ĐỒ án tốt NGHIỆP đề tài NGHIÊN cứu lựa CHỌN DUNG môi CHO QUÁ TRÌNH TRÍCH LY AXIT CLOROGENIC từ hạt cà PHÊ XANH

Nội dung trình bày- Tổng quan về cà phê - Axit Clorogenic - Quy trình sản xuất Axit Clorogenic từ hạt cà phê xanh - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly với dung môi Etha

Trang 1

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Viện Kỹ thuật hóa học

Bộ môn Quá trình-Thiết bị Công nghệ hóa học và Thực phẩm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN DUNG MÔI CHO QUÁ TRÌNH TRÍCH LY AXIT CLOROGENIC TỪ HẠT CÀ PHÊ XANH

Nguyễn Đăng Sơn 20133318

Trang 2

Nội dung trình bày

- Tổng quan về cà phê

- Axit Clorogenic

- Quy trình sản xuất Axit Clorogenic từ hạt cà phê xanh

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly với dung môi Ethanol

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly với dung môi nước

- So sánh chi phí theo tiêu chí kinh tế

- Kết luận và đánh giá chung

Trang 3

 Tên khoa học: Coffea

 Họ: Rubiacae

Phi, một số vùng ở Ấn Độ Dương.

Nam: Robusta, Arabica, Cheri

Tổng quan về cà phê

Coffee, Cocoa, and Tea, CABI Publishing, Wilson, 1999

Trang 4

Phần 1: Tổng quan

a Công dụng

chuộng trên nhiều quốc

gia trên thế giới

 Có chứa nhiều hoạt

Trang 5

 Đức và Hoa Kỳ tiếp tục là hai thị trường tiêu thụ cà phê lớn nhất của Việt Nam

 Lượng cà phê tồn kho trung bình 5 năm gần đây khoảng 15% tổng sản lượng cà phê của cả nước.

https://wasi.org.vn/dien-tic+h-san-luong-ca-phe-tren-the-gioi-2/

Trang 6

 Tồn tại một số hoạt chất quý hiếm mà trong cà phê rang không có điển hình như : Nonvolatile Acid chiếm khoảng 8% khối lượng cà phê khô tuyệt đối

 Là nguyên liệu cho sản xuất các chiết xuất từ cà phê.

Coffee flavor chemistry Chichester: John Wiley & Sons Bessière-Thomas,

Yvonne; Ivon Flament, 2002

Trang 7

b, Tính chất vật lý

 Khối lượng mol : 354.31 g/mol

 Khối lượng riêng 1.28 g/cm 3

 Nhiệt độ nóng chảy : 207 o C -209 o C

c, Công dụng

 Giảm nguy cơ mắc các bệnh về tim mạch, bệnh Alzheimer và bệnh tiểu đường

 Ức chế sự tích tụ chất béo trong cơ thể

 Ổn định huyết áp

 Điều hòa chuyển hóa glucose ở người

- Antioxidant activity, polyphenols, caffeine and melanoidins in soluble coffee The influence of processing

conditions and raw material,201

- https://en.wikipedia.org/wiki/Clorogenic_acid

Trang 8

Phần 1: Tổng quan

Axit Clorogenic

*Nhu cầu sử dụng hiện nay

• Tỉ lệ người béo phì ngày càng cao

• Đời sống người dân ngày một tăng => Nhu cầu chăm sóc sức khỏe và làm đẹp càng nhiều

Þ Các thực phẩm chức năng hỗ trợ giảm cân chống oxy hóa như CGA đang là sự lựa chọn của rất nhiều khách hang.

 Các sản phẩm từ CGA ở nước ta hiện nay chủ yếu là nhập khẩu => giá thành cao => cần nghiên cứu phát triển sản xuất trong nước.

Trang 9

*Sơ đồ quy trình sản xuất

Method of producing an extract of Green coffee, LELOUP, Valérie, Martine, Jeanine,2012/

Trang 10

Quy trình sản xuất CGA từ hạt cà phê xanh

*Các yếu tổ ảnh hưởng đến quá trình trích ly

Trích ly

Bản chất dung môi

Tỷ lệ dung môi

Thời gian trích ly Nhiệt độ

** Mục tiêu: Nghiên cứu lựa chọn dung môi cho quá trình trích ly với những điều kiện tương ứng

Trang 12

Ơ

Khảo sát nguyên liệu đầu vào

 Xác định độ ẩm

 Độ ẩm được xác định bằng sấy nguyên liệu đến khối lượng không đổi Dựa vào sự thay đổi khối lượng nguyên liệu trước và sau sấy để xác định độ ẩm

 Độ ẩm mẫu 11,4%

 Xác định hàm lượng CGA tối đa

 Sử dụng phương pháp chiết Soxhlet

 H = 85,49 mg/g Hạt cà phê Robusta S18 được mua tại công ty TNHH TM DV XUẤT NHẬP KHẨU BUÔN MÊ COFFEE (Tháng 1- tháng 3, năm 2018)

Trang 13

Nhiệt độ

Thời gian trích ly

Tỷ lệ dung môi

Phân tích HPLC

Khảo sát quá trình trích ly

THUY%E1%BA%BET-%E1%BB%A8NG-D%E1%BB%A4NG (HPLC)

https://vi.scribd.com/document/344065793/HPLC-C%C6%A0-S%E1%BB%9E-L%C3%9D-Khảo sát 3 yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly:

Trang 14

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly với dung môi Etanol

Phần 2: Thực nghiệm và thảo luận

Hiệu suất trích ly CGA (%)

Trang 15

35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 75.00 80.00

Trang 16

Trang 17

Thiết lập mô hình hồi quy quá trình trích ly sử dụng dung môi etanol

Nhiệt độ ( o C)

Thời gian (phút)

Nồng độ dung môi etanol (%V) Biến

thực (Z 1 )

Biến mã hóa (x 1 )

Biến thực (Z 2 )

Trang 18

TN Các yếu tố theo tỉ lệ thực Các yếu tố theo tỉ lệ mã hóa

Hiệu suất trích ly CGA (H)

Trang 19

Phương trình biến mã hóa: y = 85,26 + 2,81x 1 + 4,20x 2 + 1,69x 3 – 3,83x 1 2 – 3,27x 2 2 – 3,76x 3 2

Phương trình biến thực: y = -316,758 + 5,763Z 1 + 1,756Z 2 + 4,921Z 3 –

0,038Z 1 2 – 0,004Z 2 2 – 0,038Z 3 2

Giá trị hàm mục tiêu được biểu diễn theo phương trình cụ thể sau:

Điều kiện tối ưu:

Trang 20

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly với dung môi Nước

50 53 56 59 62 65 68 71

Trang 21

Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi trên nguyên

T

Tỷ lệ L/R (ml/g)

Hàm lượng CGA (mg/g)

Trang 22

62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 72.00 74.00 76.00 78.00 80.00

Hàm lượng CGA (mg/g)

Trang 23

Thiết lập mô hình hồi quy quá trình trích ly sử dụng dung môi nước

Nhiệt độ ( o C)

Thời gian (phút)

Tỷ lệ dung môi/nguyên

liệu (ml/g) Biến

thực (Z 1 )

Trang 24

TN Các yếu tố theo tỉ lệ thực Các yếu tố theo tỉ lệ mã hóa

Trang 25

Phương trình biến mã hóa: y = 75,6 + 3,83x 1 + 5,59x 2 + 2,73x 3 – 3,5x 1 2 – 4,52x 2 2

Phương trình biến thực: y = -248,682+ 4,512Z 1 + 1,612Z 2 + 5,443Z 3 – 0,035Z 1 2

– 0,005Z 2 2

Giá trị hàm mục tiêu được biểu diễn theo phương trình cụ thể sau:

Điều kiện tối ưu:

+ Nhiệt độ 69 o C

+ Thời gian 134 phút

+ Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu: 18 ml/g

Hiệu suất trích ly CGA cao nhất là 78,685%.

Trang 26

So sánh lựa chọn dung môi theo tiêu chí kinh tế

Giá thành của 1 kg sản phẩm CGA được tính theo công thức sau:

GT = (VND/kg) Các chi phí bao gồm:

1 Chi phí nguyên liệu.

2 Chi phí dung môi tiêu tốn.

3 Chi phí năng lượng tiêu tốn.

4 Chi phí cho nhân công vận hành.

5 Chi phí cho khấu hao máy móc, thiết bị.

6 Chi phí sửa chữa, bảo dưỡng máy móc, thiết bị.

Trang 27

3 Hệ thống thiết bị sử dụng như nhau.

4 Khối lượng cà phê nguyên liệu sử dụng cho cả 2 quá trình là 1000 kg Hệ thống làm việc theo mẻ.

Trang 28

Khối lượng sản phẩm

Trang 29

Trang 30

Trang 31

Phần 3: Kết Luận và kiến nghị

*Kết luận

1 Ảnh hưởng của dung môi nước đến hiệu suất trích ly CGA

Phương trình hồi quy có dạng:

y = -248,682+ 4,512Z 1 + 1,612Z 2 + 5,443Z 3 – 0,035Z 1 2 – 0,005Z 2 2

Điều kiện tối ưu cho quá trình trích ly:

+ Nhiệt độ: 69 o C

+ Thời gian trích ly: 134 phút

+ Tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu: 18 ml/g

Hiệu suất trích ly CGA cao nhất: 78,685%.

2 Ảnh hưởng của dung môi etanol đến hiệu quả trích ly CGA

Phương trình hồi quy có dạng:

y = -316,758 + 5,763Z 1 + 1,756Z 2 + 4,921Z 3 – 0,038Z 1 2 – 0,004Z 2 2 – 0,038Z 3 2

Điều kiện tối ưu cho quá trình trích ly:

Trang 32

Phần 3: Kết Luận và kiến nghị

*Kết luận

3 Lựa chọn dung môi theo tiêu chí kinh tế

Sau quá trình tính toán kinh tế, giá thành của 1 kg sản phẩm khi sử dụng hai dung môi cho quá trình trích ly như sau:

+ Với dung môi etanol: 402.298 VND

+ Với dung môi nước: 309.435 VND

Từ kết quả trên ta thấy sử dụng dung môi etanol cho quá trình trích ly đạt hiệu suất trích ly cao hơn nhưng giá thành sản phẩm khi sử dụng dung môi etanol lớn hơn so với sử dụng dung môi nước Vì vậy dung môi được lựa chọn cho quá trình trích ly CGA từ hạt cà phê xanh là dung môi nước.

Trang 33

 Bã cà phê còn chứa một hàm lượng caffeine, axit chlorogenic nhất định Vì vậy cần nghiên cứu tận dụng để dùng trong sản xuất bánh kẹo, đồ uống có thêm hương vị của cà phê

Trang 34

DO.an.tot.NGHIEP.de.tai.NGHIEN.cuu.lua.CHON.DUNG.moi.CHO.QUA.TRINH.TRICH.LY.AXIT.CLOROGENIC.tu.hat.ca.PHE.XANHDO.an.tot.NGHIEP.de.tai.NGHIEN.cuu.lua.CHON.DUNG.moi.CHO.QUA.TRINH.TRICH.LY.AXIT.CLOROGENIC.tu.hat.ca.PHE.XANHDO.an.tot.NGHIEP.de.tai.NGHIEN.cuu.lua.CHON.DUNG.moi.CHO.QUA.TRINH.TRICH.LY.AXIT.CLOROGENIC.tu.hat.ca.PHE.XANHDO.an.tot.NGHIEP.de.tai.NGHIEN.cuu.lua.CHON.DUNG.moi.CHO.QUA.TRINH.TRICH.LY.AXIT.CLOROGENIC.tu.hat.ca.PHE.XANH

Tiêu đề	Nghiên Cứu Lựa Chọn Dung Môi Cho Quá Trình Trích Ly Axit Clorogenic Từ Hạt Cà Phê Xanh
Tác giả	Đào Xuân Hạnh, Nguyễn Đăng Sơn
Người hướng dẫn	PGS.TS. Nguyễn Minh Tân
Trường học	Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Quá trình-Thiết bị Công nghệ hóa học và Thực phẩm
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2013
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	1,38 MB