BÁO CÁO CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU TINH LUYỆN

MỤC LỤC 1. Giới thiệu 4 2. Quy trình sản xuất dầu nành tinh luyện 4 2.1. Nguyên liệu 4 2.1.1 Hình thái cấu trúc 4 a. Hình thái 4 b. Cấu trúc 4 2.1.2. Thành phần hóa học của hạt đậu nành 5 a.Protein 5 b.Lipid 6 c.Carbohydrate 6 d.Vitamine 6 e.Enzym 6 f. Tro: chiếm khoảng 4,6 % 6 2.2. Quy trình sản xuất dầu thô 7 2.2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ 7 2.2.2. Thuyết minh quy trình 8 a. Sàng và loại tạp chất 8 b. Bóc tách vỏ 8 c. Nghiền 8 d. Chưng sấy 8 e. Ép 10 f. Lọc 10 2.3. Quy trình tinh luyện dầu nành 12 2.3.1. Sơ đồ quy trình 12 2.3.2. Thuyết minh quy trình 13 a. Tách tạp chất 13 b. Thủy hóa 13 2 trang Báo cáo công nghệ chế biến nhóm 11 b. Trung hòa c. Rửa dầu d. Sấy dầu e. Tách sáp e. Tẩy màu f. Lọc g. Khử mùi 2.3.3. Sản phẩm dầu tinh luyện a. Phân loại b. Tiêu chuẩn chất lượng của dầu tinh luyện 3. Các loại thiết bị 3.1.1. Cấu tạo:. 3.1.2. Nguyên tắc hoạt động 3.2. Thiết bị trung hòa 3.2.1. Cấu tạo 3.2.2. Nguyên tắc hoạt động 3.3. Thiết bị khử mùi 3.3.1. Cấu tạo 3.3.2. Nguyên tắc hoạt động 3.4. Thiết bị tẩy màu 3.5. Thiết bị chưng sấy nhiều tầng 3.5.1. Cấu tạo 3.5.2. Nguyên tắc hoạt động: 3.6. Máy ép dầu 3.6.1. Cấu tạo 3.6.2. Nguyên tắc hoạt động 4. Kết luận 3 trang

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU

5 Phan Thị Yến Ly MSSV: LT61000120

TPHCM tháng 9 năm 2011

2 Quy trình sản xuất dầu nành tinh luyện 4

3.4 Thiết bị tẩy màu

3.5 Thiết bị chưng sấy nhiều tầng

1 Giới thiệu

Dầu ăn được tinh lọc từ nguồn gốc thực vật, nằm ở thể lỏng trong môi trường bình thường Có khá nhiều loại dầu được xếp vào loại dầu ăn được gồm: dầu ô liu, dầu cọ, dầu nành, dầu canola, dầu hạt bí ngô, dầu bắp, dầu hạt hướng dương, dầu cây rum, dầu lạc, dầu hạt nho, dầu vừng, dầu argan và dầu màng gạo Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng, cơ thể chúng ta cần nhiều loại thức ăn khác nhau để

có thể nhận đủ các thành phần dinh dưỡng cần thiết, trong đó chất béo chiếm vai trò quan trọng hàng đầu trong việc cung cấp năng lượng cho các hoạt động của cơ thể, đồng thời, cũng là một nguồn nguyên liệu quan trọng trong việc tạo hình cơ thể, tham gia vào cấu trúc tế bào và một số quá trình sinh hoá Ngoài ra, dầu mỡ còn giúp tăng sự hấp thu và sử dụng các loại vitamin quan trọng như vitamin A, D,

E, K Hạt đậu nành chứa 8% nước, 5% chất vô cơ, 15- 25% glucose, 15-20% chất béo, 35- 45% chất đạm với đủ các loại amino acid cần thiết và nhiều sinh tố, khoáng chất Do đó đậu nành thường được sử dụng để sản xuất dầu ăn

2 Quy trình sản xuất dầu nành tinh luyện

Quy trình sản xuất dầu tinh luyện gồm 2 quá trình:

• Khai thác dầu thô

• Tinh luyện dầu

2.1 Nguyên liệu

2.1.1 Hình thái cấu trúc

a Hình thái

- Hạt đậu nành có nhiều hình dạng khác nhau như: hình

bầu dục,tròn dài,tròn dẹt, chùy dài

- Màu sắc hạt có nhiều màu khác nhau như vàng xanh,

xám đen và màu trung gian Tuy nhiên phần lớn có

màu vàng Hình : Hạt đậu nành

b Cấu trúc :Hạt đậu nành gồm 3 thành phần chính: vỏ, phôi, tử điệp

- Vỏ: chiếm 8 % khối lượng hạt, là lớp ngoài cùng, thường có màu vàng hay màu

trắng Vỏ bảo vệ mầm chống lại nấm mốc và vi khuẩn

- Phôi : chiếm 2% khối lượng hạt là rễ mầm, phần sinh trưởng của hạt khi lên mầm

- Tử điệp: gồm 2 lá mầm tích lũy dưỡng liệu của hạt, chiếm phần lớn khối lượng hạt (khoảng 90%), chứa hầu hết chất đạm và chất béo của hạt

2.1.2 Thành phần hóa học của hạt đậu nành

Thành phần chính gồm: protein, lipid, glucid Ngoài ra còn có nước, vitamin

và khoáng chất

Bảng 1: Thành phần hóa học của hạt đậu nành

- Hàm lượng Protein chiếm khoảng 40 % khối lượng hạt

- Về giá trị dinh dưỡng Protein đậu nành đứng hàng đầu về đạm có nguồn gốc thực vật Protein đậu nành dễ tan trong nước chứa nhiều acid amin không thay thế như: Lysine, Tryptophan, các acid amin trong đậu nành có thành phần giống thịt

Bảng 2: Thành protein của hạt đậu nành

Trong hạt đậu nành có chứa một số enzym sau

- Urease: chống lại sự hấp thu các chất đạm qua đường ruột

- Lipase : thủy phân glyceride tạo glycerin và acid béo

- Phospholipase thủy phân ester của acid acetid

f Tro: chiếm khoảng 4,6 %

2.2 Quy trình sản xuất dầu thô

2.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Hình : Quy trình sản xuầt dầu thô

2.2.2 Thuyết minh quy trình

c Nghiền

Mục đích: Phá vỡ cấu trúc tế bào và mô làm cho dầu thoát ra dễ dàng khi ép Tạo cho bột có kích thước thích hợp nâng cao hiệu quả quá trình chế biến tiếp theo Tiến hành: Sau khi bóc tách vỏ, nhân được đưa vào nghiền thành bột

Yêu cầu: Bột nghiền phải mỏng mịn, kích thước đồng đều Nhưng nếu nghiền quá mịn không đảm bảo độ tơi xốp, khi chưng sấy nước và nhiệt độ khó tiếp xúc bột

dễ bị vón cụt làm cho hiệu quả ép dầu thấp

d Chưng sấy

Mục đích

- Tạo điều kiện cho bột nghiền có sự biến đổi về tính chất lý học, tức là làm thay đổi tính chất vật lý của phần háo nước và phần kị nước (dầu) làm cho bột nghiền có tính đàn hồi Các mối liên kết phân tử vững bền giữa phần dầu (kị nước) và phần háo

nước bị đứt 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 (mùi, độc tố ) mất tác dụng, từ đó làm tăng chất lượng của thành phẩm và khô dầu

- Làm vô hoạt hệ thống enzym không chịu được nhiệt độ cao tồn tại trong bột nghiền

Tiến hành

Chưng sấy bột nghiền có thể dùng hai chế độ:

- 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

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

Tùy 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 sẽ trở thành một khối chảy dẻo, dầu sẽ không thoát ra khi ép

- 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

Trong công nghiệp ép dầu, người ta thường dùng hai loại thiết bị chưng sấy, loại nồi đứng nhiều tầng và loại thùng nằm ngang với 1,2 hay 3 thùng

Nồi chưng sấy nhiều tầng: nồi chưng sấy loại này có dạng hình trụ, nhiều tầng đáy bằng Trong nồi có lắp trục khuấy và cánh khuấy Khi chưng sấy, nguyên liệu được cho vào nồi theo chiều cao (từ trên xuống dưới), để làm ẩm nguyên liệu, ở tầng trên cùng có bố trí hệ thống phun hơi và nước trực tiếp, để đun nóng và sấy, vỏ nồi được cấu tạo hai vỏ để truyền nhiệt gián tiếp

e Ép

Mục đích

- Tách dầu ra khỏi nguyên liệu

- Tạo cho nguyên liệu có kích thước thích hợp cho các công đoạn chế biến tiếp theo Tiến hành

- Điều kiện tiến hành quá trình ép phụ thuộc vào cơ cấu máy ép, áp lực ép, nhiệt độ

ép, thời gian ép

- Để tiến hành ép dầu, người ta có thể dùng máy ép vít hoặc máy ép thủ công (máy ép thủ công không giới thiệu) Máy ép vít gồm ba loại: loại áp lực thấp, áp lực trung bình và áp lực cao, máy ép vít làm việc liên tục, bên trên là các tầng nồi chưng sấy, vì thế sau khi chưng sấy xong, có thể tiến hành ép ngay

- Áp lực trong lòng máy ép vít được tạo thành là do sự nén nguyên liệu và sức phản kháng của nguyên liệu, áp lực này lớn hay bé tùy thuộc vào cấu tạo lòng ép và trục vít

- 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 Điều này chứng tỏ rằng đặc tính của bột ép quyết định sự tạo thành áp lực trong máy ép Đặc tính của bột ép lại do công đoạn chưng sấy quyết định, vì vậy có thể nói rằng áp lực trong máy ép do khâu chưng sấy bột quyết định

- Dầu sau khi ra khỏi máy ép được làm sạch bằng cách cho vào bể lắng để tách sơ

bộ những chất có kích thước lớn, sau đó tiến hành lọc bằng máy lọc ép nhiệt độ thích hợp 45 – 60oC

Yêu cầu chất lượng dầu thô sau lọc:

- Hàm lượng cặn dầu ≤ 0.2

- Hàm lượng nước và chất bay hơi ≤ 0.3%

- Dầu có chỉ số acid < 5 mg KOH

- Khô dầu sau khi ép lọc thì đóng bao để chuẩn bị cho quá trình chế biến tiếp theo

2.3 Quy trình tinh luyện dầu nành

2.3.1 Sơ đồ quy trình

2.3.2 Thuyết minh quy trình

a Tách tạp chất

Mục đích: Tách các tạp chất dạng hạt phân tán, các hạt rắn có trong dầu thô ban đầu

Tiến hành

Bằng phương pháp tách cơ học như: lắng, lọc, ly tâm

- Lắng đuợc thực hiện trong thiết bị lắng nhiều khoang, có thể sử dụng nhiệt độ làm giảm độ nhớt, tăng khả năng lắng các hạt tạp chất tách những hạt phân tán có kích thước lớn

- Lọc : lọc nóng ở nhiệt độ 50 – 55 oC, tách các tạp chất không tan có kích thước nhỏ phân tán trong dầu Sau đó giảm xuống 20 – 25 oC để lọc nguội tách các phức phospholipid

- Ly tâm : Dầu có tạp chất > 0,5% thì dùng phương pháp lắng

Dầu có tạp chất < 0,5% thì dùng phương ly tâm

Dầu có tạp chất < 0,1% thì dùng phương ly tâm siêu tốc

Tách các tạp chất không tan có kích thước nhỏ, không tách được các loại sáp tạo mạng tinh thể lơ lửng trong dầu ở nhiệt độ thường

Yêu cầu: Dầu trở nên trong hơn, độ nhớt giảm

b Thủy hóa

Mục đích

- Loại bỏ các tạp chất có thể hydrate hoá thành dạng không hoà tan trong dầu như: phospholipid, sáp, protein…

- Giảm lượng dầu thất thoát

- Tách phospholipid và protid có trong dầu Trong thành phần của 2 chất này không

có nước tự do Khi đưa nước ở dạng phân tán vào trong dầu có lẫn cặn háo nước, điều kiện xác định chúng tạo thành kết tủa và tách ra khỏi dầu quá trình thủy hóa gồm 1 số bước chủ yếu sau:

- Phân tán nước vào trong dầu chuyển về dạng dung dịch keo

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

Tiến hành

Có nhiều phương pháp như : thuỷ hoá bằng nuớc, muối loãng, acid, enzim

Dựa vào tính chất và hàm lượng tạp chất của dầu thô mà lựa chọn phuơng pháp thích hợp

- Thuỷ hoá bằng acid : có sự hoạt động kết hợp cả acid và nuớc Thường sử dụng

là acid phosphoric và citric Trong đó acid citric đuợc sử dụng nhiều hơn do không làm tăng hàm luợng phospholipid trong dầu

Nhiệt độ: 96oC

Dung dịch citric : 1 – 5 %

Tỉ lệ acid : dầu = 3:97 – 20 : 80

Thời gian thuỷ hoá : 3 giờ

Sơ đồ thực hiện quá trình thuỷ hoá bằng acid

Các biến đổi

- Khối lượng dầu giảm, hàm lượng ẩm tăng, luợng tạp chất phospholipid và protein

bị giảm đáng kể, chỉ số acid giảm

- Đun nóng dầu đến 45 – 50oC, khuấy trộn và cho nước nóng có cùng nhiệt độ vào.Lượng nước cho vào tùy từng loại dầu thường chiếm 0.5 – 2% ( so với khối lượng dầu)

- Sau đó tiếp tục cho nước vào khuấy trộn thêm 10 phút để yên trong 1 giờ Cặn lắng xuống đáy, tháo dầu ra trước cặn ra sau

- Dầu sau thủy hóa chỉ số acid thấp hơn dầu trước thủy hóa 0.1 – 0.4%

Dưới tác dụng của dung dịch kiềm các acid béo tự do và các tạp chất có tính acid

sẽ tạo thành các muối kiềm, chúng không tan trong dầu mỡ nhưng có thể tan trong nước nên có thể phân ly ra khỏi dầu mỡ bằng cách lắng hoặc rửa nước nhiều lần Quá trình hình thành xà phòng từ acid béo tự do theo phản ứng sau:

C3H5(COOR)3 +3 NaOH C3H5(OH)3 +3 RCOONa

Nồng độ dung dịch kiềm sử dụng phụ thuộc vào chỉ số acid của dầu

Nồng độ NaOH(g/L) Nhiệt độ trung hoà(oC) Chỉ số acid của dầu

Nâng nhiệt độ dầu và nhiệt độ kiềm đến mức quy định 60 – 70 oC Mở máy khuấy

và cho NaOH vào từ từ, sau khi xong cần khuấy thêm 20 – 30 phút

Hình 4: sơ đồ thực hiện quá trình trung hoà

Hiệu quả trung hòa được tính bằng kiềm được đánh giá bằng chỉ số acid của dầu sautrung hòa

Lượng kiềm sau khi trung hòa được tính theo công thức sau:

Trong đó D: lượng dầu đem trung hòa (kg)

A:chỉ số acid của dầu

a:nồng độ phần trăm của dung dịch NaOH

K: hệ số kiềm dư( tùy thuộc vào thành phần tạp chất và màu sắc của dầu mà lấy K=1.05 – 1.5 )

Các biến đổi

Hàm lượng acid béo tự do giảm, khối lượng và thể tích giảm

Chì số acid tối đa của dầu sau trung hoà 0,2 mg KOH/g chất béo

c Rửa dầu

Mục đích: Loại hết xà phòng sau quá trình trung hoà

Tiến hành

- Rửa dầu kiên tục bằng dung dịch muối rồi bằng nước

- Lượng nước rửa mỗi lần 15 – 20 %, số lần rửa 3 – 6h

- Lần đầu nồng độ muối 10%, nhiệt độ 90 – 95oC, mỗi lần rửa khuấy trộn rồi để yên

40 – 60 phút cho tách nước rồi tháo nuớc rửa

Các biến đổi

- Nhiệt độ tăng do có sự va chạm giữa dung dịch nước rửa và dầu

- Hàm lượng cặn xà phòng giảm, độ ẩm tăng

- Dầu sau rửa 0,005 % xà phòng

d Sấy dầu

Mục đích

- Loại bỏ hết ẩm trong dầu

- Hạn chế quá trình ôi hoá, thuỷ phân, tăng thời gian bảo quản

Tiến hành

- Nhiệt độ sấy : nước bốc hơi ở 100oC để đuổi hết nước ra khỏi dầu, quá trình sấy cần tiến hành trong điều kiện chân không nhằm hạ tháp nhiệt độ sấy

- Tốc độ khuấy: mạnh để tăng cường độbốc hơi nước ra khỏi dầu trong lúc sấy

Thời gian sấy phụ thuộc: tốc độ sấy, áp suất chân không, bề mặt bốc hơi, tốc độ khuấy

Biến đổi: Nhiệt độ tăng, hàm lượng ẩm giảm

e Tách sáp

Tiến hành

Làm kết tinh hạt sáp ở nhiệt độ thấp, sau đó nâng nhiệt độ lên tạo tinh thể sáp có kích thước lớn Tinh thể sáp được tách ra khỏi dầu bằng phương pháp lọc hoặc ly tâm

• Điều kiện kết tinh sáp

- Đất hoạt tính giúp sáp kết tinh nhanh và dễ lọc

- Sự kết tinh các tinh thể khác trong dầu

- Hàm lượng sáp giảm, độ trong tăng

- Dầu sau khi tách sáp dù có làm lạnh xuống 0oC dầu vẫn trong suốt không bị đục

- Sau khi ly tâm tách cặn xà phòng, dầu được rửa lại bằng nước nóng để tách các cặn xà pḥòng còn xót lại Lần đầu rửa bằng NaCl 8 – 10 % để xà phòng kết lắng Sau đó rửa bằng nước nóng Dầu được gia nhiệt để đạt nhiệt độ 70 – 80 0C

- Sau khi đạt nhiệt độ trên, dầu và nước được đưa qua thiết bị ly tâm tách nước để tách lượng nước nóng dùng để rửa cùng với lượng xà phòng còn xót lại trong dầu

- Trong quá trình tẩy màu xảy ra tương tác giữ chất màu tan trong dầu và chất hấp phụ đuợc đưa từ ngoài vào Lực hấp phụ dùng để thực hiện các lịên kết các chất màu lên bề mặt chất hấp phụ.

- Phương pháp này dựa vào khả năng hấp phụ của các chất có tính hấp phụ bề mặt

Sự hấp phụ có tính chọn lọc, sau đó tiến hành tách các chất hấp phụ ra khỏi dầu

- Các chất hấp thụ thương có cấu tạo xốp dạng bột, thường sử dụng hỗn hợp là than hoạt tính và đất hoạt tính giúp cho hiệu quả tạo màu tốt hơn

Yêu cầu chất hấp phụ

- Có khả năng hấp phụ lớn nhất

- Có khả năng hấp phụ chọn lọc

- Không gây biến đổi hóa học

- Sau khi hấp phụ dễ tách ra bằng phương pháp lọc

Các biến đổi của nguyên liệu

- Khối lượng giảm

- Dầu trong, màu sáng

Tiến hành

trình cần giữ cho độ chân không ổn định.

- Để đảm bảo tính ổn định của dầu dùng acid citric với tỷ lệ 0.2% so với trọng lượng dầu có thể cho acid vào ở 100 – 120 oC Sau khi khử mùi xong hạ nhiệt độ xuống

- Khử mùi xong cần làm nguội thật nhanh, khi dầu ở nhiệt độ cao cần tránh tiếp xúc với không khí Để chống lại hiện tượng ôi hóa thường sử dụng các chất chống oxy hóa sau: BHT, BHA…

- Tiến hành khử mùi dầu trong tháp khử mùi dầu liên tục: dầu sau khi tẩy màu được hút vào thiết bị khử mùi Dầu được đun nóng bằng hơi gián tiếp lên 100oC đồng thời hút khí tan trong dầu khi nhiệt độ lên đến 150– 160oC, áp lực hơi phun 1 – 2.5

at Hơi phải khô không có mùi lạ, không tạp chất

- Thời gian 4 – 6 giờ

- Nhiệt độ: 230 – 250 oC

- Dầu sau khi khử mùi xong cần làm nguội nhanh xuống 60oC

Các biến đổi

- Hàm lượng chất mùi giảm

- Loại được mùi tanh, mùi ôi khét

2.3.3 Sản phẩm dầu tinh luyện

a Phân loại

- Theo nguồn gốc: dầu nành, dầu phộng, dầu mè…

- Theo ứng dụng:

+Dầu sử dung nhiệt trong chế biến như: chiên xáo, nấu nướng

+Sử dụng trong những quá trình không sử dụng nhiệt: nhý trộn salad

b Tiêu chuẩn chất lượng của dầu tinh luyện