Quy trình sản xuất dầu thực vật potx

- Yêu cầu: quả có chứa nhiều thịt và phải có hàm lượng dầu cao, nguyên liệu phải còn tươi ngay sau khi thu hoạch khi tách chiết dầu - Ưu điểm: hàm lượng dầu cao - Nhược điểm: khi thu hoạ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CHẾ BIẾN THỰC PHẨM ĐẠI CƯƠNG

QUY TRÌNH SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT

Nhóm thực hiện: nhóm 7 GVHD: Nguyễn Công Minh

MỤC LỤC

I GIỚI THIỆU

II QUY TRÌNH SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT

1 NGUYÊN LIỆU VÀ YÊU CẦU CỦA NGUYÊN LIỆU

I GIỚI THIỆU

Dầu mỡ từ động vật và thực vật đã được sử dụng

trong sản xuất cũng như trong đời sống từ rất lâu, đây

cũng chính là một nguồn cung cấp năng lượng lớn Dầu

mỡ được dùng rất phổ biến trong quá trình nấu nướng

hằng ngày, xuất phát từ văn hóa cổ đại, như Trung quốc,

Ai cập, Hy lạp – La mã cổ xưa cho tận đến bây giờ.

Ngày nay, song song với quá trình sử dụng dầu mỡ, công nghệ chế biến dầu cũng rất phát triển: từ khâu chiết tách thu dầu mỡ đến kỹ thuật tinh luyện giúp dầu mỡ có chất lượng cao hơn

Bài báo cáo này nói về quy trình sản xuất dầu thực vật tự nhiên, qua bài báo cáo mong rằng sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về một quy trình sản xuất dầu thực vật để có thể ứng

dụng trong thực tế.

II QUY TRÌNH SẢN XUẤT DẦU THỰC

VẬT

1 Nguyên liệu và yêu cầu của nguyên liệu:

Có 2 nhóm nguyên liệu chính, mỗi nhóm có yêu cầu cũng như ưu và nhược điểm riêng.

- Nhược điểm: Dầu trong hạt dầu không nằm ở dạng tự

do, bên ngoài mà được nhốt trong các khe vách bên trong

tế bào, quá trình tách chiết dầu không thể tiến hành trực tiếp mà phải qua các khâu chuẩn bị phức tạp Một số hạt

có hàm lượng dầu cao nhưng quá trình trích ly dầu có thể kèm theo sự giải phóng một số hợp chất không mong

muốn, khó phân tách khỏi dầu.

 Một số hạt dầu sử dụng phổ biến trong quá trình sản xuất dầu:

- Dầu hướng dương

- Dầu thuộc họ cải dầu

- v.v

b Cây chứa dầu:

Dầu thô thuộc nhóm này có nguồn gốc chủ yếu từ phần thịt quả của các cây chứa dầu

- Yêu cầu: quả có chứa nhiều thịt và phải có hàm lượng dầu cao, nguyên liệu phải còn tươi (ngay sau khi thu hoạch) khi tách chiết dầu

- Ưu điểm: hàm lượng dầu cao

- Nhược điểm: khi thu hoạch phải cẩn thận, nếu có tác động

cơ học lên quả sẽ dễ làm hủy màng tế bào, điều này làm gia tăng hoạt động của enzyme, thúc đẩy quá trình thủy phân lipid hay các hư hỏng khác xảy ra nhanh chóng.

 Một số cây có quả cho dầu phổ biến:

- Cây olive

- Cây cọ

- Cây bơ (sử dụng nhiều trong mỹ phẩm, ít trong thực phẩm)

2 Quy trình công nghệ sản xuất dầu từ hạt chứa

dầu:

Hạt sau khi thu hoạch phải được sơ chế và bảo quản tránh bị hư hỏng làm ảnh hưởng đến chất lượng hạt dầu cũng như sản phẩm dầu được tạo ra.

Quy trình công nghệ sản xuất dầu thực vật bằng phương pháp cơ học được biểu diễn qua sơ đồ sau:

Nghiền Chưng sấy Hơi

cặn

bã

Nhân hạt

Nguyên liệu

Bóc tách vỏ

Vỏ

Nghiền Chưng sấy Hơi

cặn

bã

Nghiền Chưng sấy Hơi

cặn

bã

Nghiền Chưng sấy Hơi

cặn

bã

Nghiền Chưng sấy Hơi

cặn

bã

Nghiền Chưng sấy Hơi

cặn

bã

Nghiền Chưng sấy Hơi

cặn

bã

Nghiền Chưng sấy Hơi

cặn

bã

Nghiền Chưng sấy Hơi

cặn

bã

Nghiền Chưng sấy Hơi

cặn

bã

Nghiền Chưng sấy

cặn

bã

 Tách vỏ hạt:

 Mục đích:

- Tăng hàm lượng dầu của nguyên liệu chế biến: Dầu trong mô tập trung chủ yếu ở nhân hạt, vỏ quả và vỏ hạt

có một lượng rất ít với thành phần không giống thành

phần lipid ở nhân Vì vậy khi chế biến hầu hết các loại hạt dầu cần tiến hành tách nhân, mô chứa dầu chủ yếu khỏi lớp vỏ ngoài của hạt chứa ít dầu Ngoài ra, vỏ quả và vỏ hạt có tính xốp, hấp thu dầu, hình thành liên kết giữ dầu lại ở vỏ, tăng tổn thất dầu.

- Nâng cao năng suất thiết bị công nghệ: Vỏ quả và vỏ hạt có độ bền cơ lớn hơn rất nhiều so với nhân sẽ gây

giảm hiệu suất làm việc của máy, thiết bị, gây chóng mòn các bộ phận làm việc của máy.

- Tăng chất lượng dầu: Lipid của vỏ hạt với thành phần chủ yếu là sáp và các chất tương tự lẫn vào dầu sẽ làm

giảm giá trị cảm quan cũng như chất lượng dầu.

 Phương pháp tách vỏ hạt:

- Quá trình tách vỏ hạt bao gồm các bước chính: phá vỡ

vỏ hạt, xay xát và phân ly hỗn hợp sau xay.

- Tùy thuộc tính chất cơ lý của các mô hạt dầu, máy xay xát vỏ được thiết kế quy trình làm việc theo các nguyên lý khác nhau

 Nghiền nguyên liệu chứa dầu:

 Mục đích

- Phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệu chứa dầu để dầu

dễ dàng thoát khỏi phần protein khi ép hoặc trích ly.

- Tạo tính đồng đều cho khối bột nghiền, đây là điều kiện thuận lợi cho quá trình chưng sấy sau này Nếu khối bột nghiền có hình dạng và kích thước không

đều, hiệu suất ép tách dầu chỉ ở mức độ thấp.

 Kỹ thuật nghiền

Muốn phá vỡ tế bào của một vật thể cứng thường phải sử dụng lực cơ học Tùy thuộc độ bền cơ học của từng loại nguyên liệu mà sử dụng các loại lực nghiền khác nhau Do đó việc chọn một loại thiết bị nghiền phải dựa vào tính chất cơ học của nguyên liệu kết hợp với yêu cầu bột nghiền.

 Chưng sấy bột nghiền:

 Mục đích

- Chưng sấy bột nghiền là quá trình gia công nhiệt ẩm cho khối hạt nhằm mục đích chủ yếu là tạo sự đồng đều cho khối hạt và tạo điều kiện tốt cho quá trình tách chiết dầu đạt hiệu quả cao nhất Quá trình chưng sấy sẽ phá vỡ liên kết tự nhiên giữa phần béo và phần không béo, giúp dầu thoát ra ở dạng tự do dưới tác dụng của nước và

nhiệt.

- Ngoài ra, nhờ vào các tác động này đã tạo cho dầu có

độ nhớt thích hợp (thấp nhất), tạo tính linh động cho dầu.

- Vô hoạt enzyme không mong muốn, xúc tác quá trình phân hủy dầu (lipase, lipoxygenase, phospholipase).

- Làm mất tính độc của nguyên liệu nếu nguyên liệu có chứa độc tố.

- Mặt khác, chưng sấy còn làm thay đổi một phần về

mặt hóa học theo chiều hướng tích cực cho các giai đoạn

kế tiếp nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối: Protein

bị biến tính nhiệt nên tính dẻo của bột ép tăng, độ tiêu hóa của khô dầu tốt hơn.

 Chưng sấy có thể dùng hai chế độ:

 Chế độ chưng sấy khô:

Trong quá trình chưng sấy không gia ẩm cho nguyên liệu mà chỉ đơn thuần sấy Chế độ này ít được sử dụng vì hiệu suất tách dầu thấp do bột không được trương nở.

 Chế độ chưng sấy ướt:

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 nghiền 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 điều kiện cho các thành phần của bột biến đổi đến mức tốt nhất.

 Yêu cầu đặc tính kỹ thuật của bột chưng sấy

Bột chưng sấy phải có đặc tính kỹ thuật phù hợp với điều kiện làm việc của máy ép hoặc trích ly Tùy theo từng loại nguyên liệu, cơ cấu của thiết bị mà bột chưng sấy có

những đặc tính kỹ thuật khác nhau, nhưng yêu cầu chung quan trọng là mức độ đồng nhất của khối bột.

- Mức độ đồng nhất chung: khối bột phải có tính đồng nhất về kích thước, hình dạng, độ ẩm, tính dẻo, đàn hồi

- Mức độ đồng nhất nội tại: đồng nhất về đặc tính bề

mặt và đặc tính bên trong của các phân tử bột.

Nếu bột không đạt độ đồng nhất chung cũng như đồng nhất nột tại thì hiệu quả thoát dầu sẽ giảm Tuy nhiên,

trong thực tế sản xuất khó đạt được cả hai độ đồng nhất này.

Độ ẩm của khối bột sau chưng sấy thường từ 8-12%.

 Chiết tách dầu bằng quá trình ép:

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

 Quá trình xãy ra đối với phần lỏng:

Đây là quá trình làm dầu thoát ra khỏi các khe vách giữa các bề mặt bên trong cũng như bên ngoài của tế bào Khi bắt đầu ép, do lực nén các phần tử bột sít lại gần

nhau, khi lực nén tăng lên, các phần tử bột bị biến dạng Các khoảng trống chứa dầu bị thu hẹp lại và đến khi lớp dầu có chiều dày nhất định, 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.

 Quá trình xãy ra đối với phần rắn:

Khi lực nén tăng lên, sự biến dạng xãy ra càng mạnh cho đến khi các phần tử liên kết chặt chẽ với nhau thì sự biến dạng không xãy ra nữa Nếu như trong các khe vách không bị giữ lại một ít dầu và áp lực còn có thể tiếp tục

tăng lên thì từ các phần tử bột riêng biệt sẽ tạo thành một khối chắc dính liền nhau Trên thực tế, áp lực ép cũng chỉ đạt đến một giới hạn nhất định, 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 điều quan trọng ảnh hưởng đến

hiệu quả lấy dầu là nếu tốc độ tăng áp lực

quá nhanh thì sẽ làm bịt kín các đường thoát dầu làm dầu không thoát ra được, điều này thấy rất rõ ở các máy ép mà trong đó nguyên liệu không được đảo trộn (máy ép thủ công).

 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách dầu:

- Mức độ nghiền hạt

Bột chưng sấy không đồng đều, khả năng hút ẩm với

lượng cần thiết cũng không đồng đều về tốc độ, lượng ẩm phân phối không đồng nhất ở toàn khối bột, hiệu suất

chiết tách giảm.

Ngoài ra, cấu trúc bột nghiền phải được phá vỡ ở mức tối

đa vì nếu bột nghiền có kích thước lớn, đường đi của dầu dài nên dầu khó thoát ra dưới tác dụng của lực khuấy.

- Số lượng vỏ lẫn trong khối bột nghiền

Vỏ lẫn trong khối bột nhiều, lượng nước làm ẩm cũng

tăng, thời gian, ngoài ra vỏ có thành phần chủ yếu là

cellulose khả năng hút dầu cao làm giảm hiệu suất.

 Mức độ làm ẩm và nhiệt độ chưng sấy

Mức độ làm ẩm và nhiệt độ chưng sấy phải thích hợp để bột có tính chất cơ lý thích hợp (dẻo, đàn hồi) Ở trạng

thái này, dưới tác động của cánh khuấy, dầu thoát ra dễ dàng.

- Nếu bột quá khô khi chưng sấy bột không dẻo, không

bị vón thành cục có kích thước nhất định Khi ép, bột rời rạc, dầu không thoát ra được.

- Nếu bột quá nhão, dầu được giữ lại trong các khe

vách tế bào, các tế bào lại liên kết chặt chẽ với nhau do bột quá ướt, làm tắc các đường thoát dầu.

- Thời gian thoát dầu

Ứng với mỗi thiết bị (có thể tích, tốc độ khuấy, diện tích và những vị trí những lỗ lưới thoát dầu khác nhau) cần thời gian thoát dầu nhất định.

Thời gian thoát dầu được tính bằng hiệu số giữa thời gian từ lúc bột đi vào đến khi khô dầu thoát ra Chính vì thế, nếu thời gian thoát dầu ngắn, dầu thoát ra chưa hết; ngược lại, thời gian thoát dầu dài, năng suất giảm.

- Cấu tạo thiết bị

Mức độ tách kiệt dầu từ bột còn phụ thuộc vào những nét đặc biệt của kết cấu lòng ép, cỡ hình gân vít, bước

vít

 Xử lý khô dầu:

Khô dầu sau khi ép thường 5 ÷ 6 % (nếu ép vít), và chứa 14 ÷ 16 % dầu trong khô dầu (ép thủ công), còn có nhiều chất dinh dưỡng như protit, gluxit nên có một số loại nguyên liệu như lạc , đậu nành… sau khi ép lấy dầu, khô dầu của nó có thể sử dụng làm nước chấm hoặc làm thức 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 bị mốc nên cần phải xay nhỏ, phơi khô rồi đóng bao bảo quản.

 Trích ly dầu:

Trích ly dầu được thực hiện dựa trên đặc tính hòa tan tốt của dầu thực vật trong các dung môi hữu cơ không

cực như xăng, hecxan, dicloetan , chủ yếu là hexan

Việc chuyển dầu phân bố bên trong cũng như mặt ngoài các cấu trúc vật thể rắn như hạt, bột chưng sấy, khô dầu vào pha lỏng của dung môi là một quá trình truyền khối xảy ra trong lớp chuyển động, dựa vào sự chênh lệch

nồng độ đầu trong nguyên liệu và dòng chảy bên ngoài.

Khai thác dầu bằng phương pháp trích ly đem lại hiệu quả kinh tế cao, được nhiều nước trên thế giới áp dụng do có nhiều ưu điểm:

- Máy móc thiết bị được cơ giới hóa và tự động hóa hoàn toàn nên quy trình sản xuất liên tục, năng suất thiết bị cao, thao tác dễ dàng, hiệu suất lao động cao.

- Trích được triệt để hàm lượng dầu từ nguyên liệu, hàm lượng dầu còn lại trong bã rất thấp (0,1- 0,3%)

Do đó, dầu tổn thất trong quá trình sản xuất không

đáng kể.

- Đối với các loại nguyên liệu có chứa hàm lượng

dầu thấp (17- 18%) và loại nguyên liệu chứa dầu quý thì chỉ dùng phương pháp trích ly có hiệu quả khai

thác cao.

Tuy nhiên, quá trình trích ly đòi hỏi

hệ thống trích ly phải đảm bảo, tránh hiện tượng cháy nổ do dung môi có nhiệt độ sôi thấp, dung môi sử dụng có chất lượng cao, phù hợp với từng loại nguyên liệu nhằm

tránh tổn thất cũng như giảm phất chất của dầu.

 Cơ sở lý thuyết của quá trình trích ly:

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 3 ÷ 3,2, các dung môi hữu cơ có hằng số điện môi khoảng 2 ÷ 10, do đó có thể dùng các

dung môi hữu cơ để hòa tan dầu chứa trong nguyên liệu Như vậy, trích ly dầu là phương pháp dùng dung môi hữu

cơ để hòa tan dầu có trong nguyên liệu rắn ở điều kiện

xác định Vì vậy, bản chất của quá trình trích ly là quá

trình khuếch tán, bao gồm khuếch tán đối lưu và khuếch tán phân tử

 Dung môi dùng để trích ly dầu thực vật phải đạt

các yêu cầu sau:

- Có khả năng hòa tan dầu theo bất cứ tỉ lệ nào và không hòa tan các tạp chất khác có trong nguyên liệu chứa dầu.

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

- Không độc, không ăn mòn thiết bị, không gây cháy nổ

vơi không khí, phổ biến và rẻ tiền.

- Trong công nghiệp trích ly dầu thực

vật, người ta thường dùng 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

vì nó chỉ hòa tan dầu mà không hòa tan phôtphatit.

- Frêon 12: là một loại dung môi khá tốt, không độc,

bền với các chất oxy hóa, dễ bay hơi, trơ hóa học với

nguyên liệu và thiết bị Ngoài ra việc sử dụng Frêon 12 cho ta khả năng phòng tránh cháy nổ dễ dàng.

 Những nhân tố ảnh hưởng đến vận tốc và độ kiệt dầu khi trích ly:

- Mức 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 điều kiện cho nguyên liệu tiếp xúc triệt để với dung

môi.

- Kích thước và hình dáng các hạt ảnh hưởng nhiều 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, sẽ 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 0,5 ÷ 10mm

- Nhiệt độ của bột trích ly: như ta đã biết, bản chất của quá trình trích ly là quá trình

khuếch tán, vì vậy khi tăng nhiệt độ, quá trình

khuếch tán sẽ 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 định, nếu nhiệt độ quá cao sẽ gây tổn thất nhiều dung môi và gây biến tính dầu.