quy trình sản xuất dầu hướng dương

Công nghiệp sản xuất dầu thực vật rất quan trọng, sản lượng về dầu thực vật nói riêng và chất béo nói chung trên thế giới không ngừng tăng lên. Trong vòng 30 năm (1960 đến 1989) sản lượng này đã tăng lên 2,7 lần và đạt khoảng 77 triệu tấn (1989). Trong số này, có đến 74 % được sản xuất từ những hạt có dầu và những trái có dầu (đậu nành, olive, lạc...). Tây Âu và Mỹ là hai khu vực có sản lượng dầu béo lớn nhất thế giới. Chất béo là thành phần rất quan trọng trong cơ thể người, về mặt y học, nếu cơ thể thiếu chất béo thì nó sẽ sử dụng chất béo có trong các mô dự trữ làm cho cơ thể sút cân, gầy yếu. Dầu thực vật là một loại thức ăn cung cấp năng lượng lớn gấp hai lần so với gluxit, nó có thể sử dụng ở dạng nguyên chất hay chế biến. Ngoài ra, dầu thực vật còn được ứng dụng trong các ngành công nghiệp như công nghiệp xà phòng, sơn, vecni, sản xuất glyxêrin... Ngoài ra, khô, bả dầu thải ra trong công nghiệp sản xuất dầu thực vật có thể sử dụng để làm nước chấm, thức ăn gia súc, phân bón. Nhưng vẫn chưa nhiều người biết được công dụng kì diệu của dầu hướng dương.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

LỚP: 13CDTP2 MÔN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT

ĐỀ TÀI: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU HƯỚNG

DƯƠNG CÔNG SUẤT 100 LÍT/NGÀY

GVHD: NGUYỄN VĂN CHUNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

LỚP: 13CDTP2 MÔN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT

ĐỀ TÀI: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU HƯỚNG

DƯƠNG CÔNG SUẤT 100 LÍT/NGÀY

Công nghiệp sản xuất dầu thực vật rất quan trọng, sản lượng về dầu thực vật nói riêng

và chất béo nói chung trên thế giới không ngừng tăng lên Trong vòng 30 năm (1960đến 1989) sản lượng này đã tăng lên 2,7 lần và đạt khoảng 77 triệu tấn (1989) Trong

số này, có đến 74 % được sản xuất từ những hạt có dầu và những trái có dầu (đậunành, olive, lạc ) Tây Âu và Mỹ là hai khu vực có sản lượng dầu béo lớn nhất thếgiới

Chất béo là thành phần rất quan trọng trong cơ thể người, về mặt y học, nếu cơ thểthiếu chất béo thì nó sẽ sử dụng chất béo có trong các mô dự trữ làm cho cơ thể sútcân, gầy yếu Dầu thực vật là một loại thức ăn cung cấp năng lượng lớn gấp hai lần sovới gluxit, nó có thể sử dụng ở dạng nguyên chất hay chế biến Ngoài ra, dầu thực vậtcòn được ứng dụng trong các ngành công nghiệp như công nghiệp xà phòng, sơn,vecni, sản xuất glyxêrin Ngoài ra, khô, bả dầu thải ra trong công nghiệp sản xuất dầuthực vật có thể sử dụng để làm nước chấm, thức ăn gia súc, phân bón

Nhưng vẫn chưa nhiều người biết được công dụng kì diệu của dầu hướng dương

Dầu hướng dương là loại dầu được chiết xuất từ hoa hướng dương mà bộ phận chính cho dầu là các hạt hướng dương Những hạt này được ép lấy dầu Dầu hướng dương được sử dụng làm dầu ăn hoặc làm nguyên liệu cho các hoạt động khác như trang điểm, làm nhiên liệu Dầu hướng dương được chiết xuất và sử dụng lần đầu vào năm 1835 tại Nga

Dầu hướng dương có nhiều loại khác nhau với tỷ lệ acid béo không no khác nhau Chính thành phần các acid béo không no cao này trong dầu hướng dương khiến dầu hướng dương trở thành một trong những loại dầu và mỡ thực vật tốt nhất cho sức khỏe, đặc biệt là đối với những người có nguy cơ mắc bệnh tim mạch Trong một số loại dầu hướng dương chế biến, tỷ lệ acid béo không no, đặc biệt là acid béo không no ngắn thậm chí còn cao hơn cả trong dầu ô liu Dầu hướng dương cũng thường được chế biến thành diesel sinh học do chi phí sản xuất dầu hướng dương rẻ hơn dầu đậu nành và dầu ô liu

II Phần tổng quát:

1 Tổng quan về hoa hướng dương:

1.1 Giới thiệu sơ lược về hoa hướng dương:

Hướng dương còn gọi là: hướng dương quỳ tử, thiên quỳ tử, quỳ tử,quỳ hoa tử; tên khoa học: Helianthus annuus L.,thuộc họCúc (Asteraceae)

Cây có nguồn gốc từ Mexico, đây là loài cây thảo sống khoảng mộtnăm, thân to thẳng có lông cứng, thường có đốm, cao 1-3 m Lá to,thường mọc so le, có cuống dài, phiến lá hình trứng đầu nhọn, phíadưới hình tim, mép có răng cưa, hai mặt đều có lông trắng Cụm hoađầu lớn, đường kính 7-20 cm, bao chung hình trứng; Hoa hình lưỡi,ngoài màu vàng; các hoa lưỡng tính ở giữa màu tím hồng Cây ra hoavào mùa đông, mùa xuân

1.2 Đặc điểm và phân bố:

1.2.1 Đặc điểm:

Từ hướng dương cũng được sử dụng để nói về tất cả các loài thực vật thuộc chi Helianthus

Cái gọi là bông hoa này trên thực tế là một cụm hoa dạng đầu, bao gồm những bông hoa con (chiếc hoa

số các vòng xoắn trái và số các vòng xoắn

phải là các số kế tiếp trong dãy Fibonacci, điển hình là 34 vòng xoắn theo một hướng

và 55 theo hướng kia; trên một bông hoa hướng dương rất to người ta có thể thấy 89

vòng xoắn theo một hướng và 144 theo hướng kia

Những bông hoa dạng đĩa khi trưởng thành phát triển thành những cái mà người ta gọi

là "hạt hướng dương" Tuy nhiên, các "hạt" đó thực sự là một loại quả (quả bế) của

loài cây này, với những hạt thật sự nằm bên trong lớp vỏ không ăn được

1.2.2 Phân loại:

 Cây hoa hướng dương có nhiều loại, có thể phân loại dựa vào kích thước thân

cây:

 Loại cây thân cao: hoa to, đường kính trên 30cm, thân cao 2m Hoa hướng

dương có đường kính 20cm, thân cao 2m, thích hợp để cắm hoa

 Loại cây thân thấp: (Hướng dương hạt đen), thích hợp để trồng trong luống,

thân cao 60 – 70 cm

 Loại cây thân lùn: thích hợp để trồng luống hoặc trong chậu, thân cao 30 –

50cm

1.2.3 phân bố:

Hướng dương là loài cây có từ châu Mỹ, và đã được con người nuôi trồng vào khoảng

năm 1000 TCN Vào thế kỷ 16, các nhà thám hiểm mang hoa hướng dương sang châu

Âu, rồi từ đó, nó được du hành theo con đường thương mại của các nhà buôn sang

Nga, Ai Cập và Viễn Đông

Để phát triển tốt, hoa hướng dương cần đầy đủ ánh mặt trời Chúng phát triển tốt nhất

ở nơi đất phì nhiêu, ẩm ướt Hạt giống nên trồng cách nhau 45 cm (1,5 ft) và gieo hạt

sâu 2,5 cm (1 inch)

Hạt hướng dương được bán như những loại thức ăn nhanh, đặc biệt là tại Trung Quốc,

Hợp chúng quốc Hoa Kỳ, châu Âu, và làm thức ăn cho chim Những hạt đó cũng được

sử dụng để nấu ăn và làm sa lát Dầu hướng dương, được chiết xuất từ hạt hướng

dương, được sử dụng làm dầu ăn (nhưng nó không tốt cho tim mạch như dầu ô liu), và

thường được chế biến thành diesel sinh học, chi phí sản xuất dầu hướng dương rẻ hơn

dầu ô liu

2 Thành phần sinh hóa của hạt hướng dương:

Trong hạt hướng dương chứa nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể như

Thiamin, Vitamin B6, magiê, phốt pho, đồng, mangan và Seleniumvà Vitamin E Nó

còn chứa ít Cholesterol và natri.

Quả chín là hạt màu đen hay xám Vỏ quả là vỏ trấu mềm chứa 20% khối lượng hạt,

Năng lượng 584 kcal Từ chất béo 431 kcal

Nhu cầu hằng ngày Chất béo 51,5g 79%

- Béo bão hòa 4,5g 22%

Bảng 2: thành phần dinh dưỡng có trong 100g nhân hạt hướng dương khô

2.1 Dầu trong hạt hướng dương:

Chất béo Dựa trên 100g DV (%)

- Béo bão hòa 4,5 g 22%

- Chưa bão hòa đơn 18,5 g

- Chưa bão hòa đa 23,1 g

Bảng 3: Tổng số chất béo trong 100g hạt hướng dương khô

Dầu hướng dương là một hỗn hợp glicerid gồm: 78% acid béo không no và 22% chấtbéo no thành phần acid béo trong hạt dầu thay đổi theo giống và điều kiện trồng trọt.Các glicerid trong dầu hướng dương chứa 4 nhóm chính:

Các chỉ số:

Chỉ số xà phòng hóa: 185 – 194Chỉ số Iod: 119 – 144

Điểm đông đặc acid béo: 12 – 160C

Tỷ trọng 150C: 0,92 – 0,972Chỉ số khúc xạ: 200C: 1,4736 – 1,4762Màu sắc: vàng nhạt

Mùi vị và hương thơm: có vị béo đặc trưng, mùi thơm tự nhiên2.2 Một số thành phần hóa học khác:

Trong hạt hướng dương chứa nhiều protein, nhiều vitamin D và magiê cao hơn gấp 6lần các thực phẩm chức năng bình thường khác Ngoài ra, thường xuyên tiêu thụ hạthướng dương có thể cung cấp cho cơ thể số lượng kẽm cần thiết để đảm bảo các chứcnăng của tuyến ức hoạt động bình thường.Mới đây các nhà khoa học Mỹ đã phát hiện

ra rằng hạt hướng dương có chứa phytosterol rất cao (khoảng 270-290 mg trong 100g).Phytosterol là hợp chất hóa học có nguồn gốc tự nhiên giúp kiểm soát mức cholesterol

Phytosterol là thành phần thực vật có cấu trúc hóa học tương tự như cholesterol.Chúng cũng làm giảm sự hấp thu cholesterol và làm giảm mức lưu hành củacholesterol trong cơ thể

Chất beatine có trong hạt hướng dương giúp hạn chế sự sản xuất của homocysteine

-một amino acid sulfuric chịu trách nhiệm phát triển các vấn đề như huyết khối tĩnhmạch hoặc động mạch, bệnh mạch vành

Dầu hướng dương cũng chứa arginine - một acid amin đóng vai trò quan trọng trongviệc củng cố các mạch máu và động mạch của cơ thể

3 Bảo quản hạt hướng dương:

3.1 Thu hoạch:

Thu hoạch khi mặt sau của lá trở nên vàng và các mặt sau của lá trở nên nâu Khôngnên để cây hướng dương trên ruộng khô hoàn toàn trước khi thu hoạch vì có nguy cơlàm giảm năng suất do bão, sự đổ ngã, gặm nhấm, mốc hoặc hạt bị tách ra khỏi đĩa khicắt đĩa hạt

3.2 Quy trình tách hạt bằng máy

Bước 1: Để tách hạt đạt hiệu quả, đĩa hạt phải được thu hoạch ở giai đoạn chín sinh lí.

Sau đó đĩa hạt được phơi ngoài nắng, khi thấy đĩa hạt trở nên nâu sẫm và đĩa hạt trởnên dẻo (lúc này hạt có ẩm độ và phần bồi có độ ẩm 72%) thì có thể đưa các đĩa hạtvào máy để tách hạt một cách dễ dàng, hạt bị sót ít

Không đưa vào máy đĩa hạt vừa mới thu để tách hạt mặc dầu hạt đã chín sinh lí vì lúcnày độ ẩm đĩa hạt còn cao

Cũng không nên phơi đĩa hạt quá lâu vì đĩa hạt trở nên khô cứng, khi đưa vào máy làmcho đĩa hạt bị vỡ vụn rất nhiều, nên độ sạch thấp

Bước 2: cho đĩa hạt vào máy: sau khi kiểm tra và vận hành máy xong, gom các đĩa hạt

cho vào đầy bao, để các bao này gần người đổ bao hạt cho vào máy

Bước 3: thu hoạch hạt: thu hoạch hạt ở của ra hạt cho vào bao đem đi phơi hặc sấy

3.3 Bảo quản nguyên liệu chứa dầu:

Giai đoạn chuẩn bị và thu nhận các loại nguyên liệu từ các cơ sở sản xuất nông nghiệpcho tới khi tiếp quản ở nhà máy chế biến dầu thường mất một thời gian khá dài,khoảng 2 đến 3 tháng, do đó vấn đề bảo quản một khối lượng lớn nguyên liệu cho đếnlúc chế biến để không gây tổn thất và giảm chất lượng là một công việc rất phức tạp vàkhó khăn

Nguyên liệu đem bảo quản thường vẫn còn khả năng sống Bởi vậy, trong thời gianbảo quản nguyên liệu vẫn còn hô hấp, năng lượng nguyên liệu dùng để hô hấp sẽ làmtiêu hao các chất dự trữ có trong nguyên liệu Mức độ tiêu hao này phụ thuộc vàocường độ hô hấp Do sự hô hấp của nguyên liệu, lượng dầu có trong nguyên liệu giảm,

hàm lượng các axit béo tự do và các sản phẩm oxy hóa tăng lên, chất lượng nguyênliệu trước khi đưa vào chế biến sẽ giảm nếu không có chế độ bảo quản thích hợp.

Các quá trình xãy ra trong bảo quản nguyên liệu chứa dầu:

a Quá trình phân hủy do men: Thường do các men có sẵn trong nguyên liệu vì thế nênbảo quản nguyên liệu ở nhiệt độ và độ ẩm thấp

b Quá trình phân hủy do hô hấp: Do hoạt động sống của nguyên liệu, biểu thị bằngcường độ hô hấp tiêu hao chất dự trữ của nguyên liệu và sinh ra những chất mới không

có lợi cho chất lượng của nguyên liệu cũng như thành phẩm

c Do các yếu tố khác: Do vi sinh vật, côn trùng xâm nhập vào nguyên liệu trong thuhái, vận chuyển và bảo quản làm hư hỏng nguyên liệu

Gia công nguyên liệu trước khi bảo quản:

Để thực hiện nhiệm vụ cơ bản là bảo tồn các chất có giá trị của nguyên liệu, có thể ápdụng nhiều công đoạn khác nhau nhằm phòng ngừa sự phát sinh hoặc hạn chế các quátrình phá hủy nguyên liệu

Như các quá trình làm hỏng nguyên liệu chứa dầu đã trình bày ở trên, muốn hạn chếhoặc giảm cường độ phá hủy nguyên liệu chứa dầu, ta phải tiến hành gia công nguyênliệu trước khi bảo quản, các nhiệm vụ chủ yếu của công đoạn này là:

- Giảm độ ẩm của nguyên liệu,

- Giảm nhiệt độ của nguyên liệu,

- Tiêu diệt và loại trừ các vi sinh vật,

- Đề phòng sự phát sinh côn trùng và VSV

Như vậy các công đoạn này gồm:

a Làm sạch nguyên liệu chứa dầu: Làm sạch nhằm mục đích loại bỏ tạp chất, vì tạpchất thường có độ ẩm cao hơn độ ẩm của nguyên liệu và tạp chất thường chứa nhiềuVSV và côn trùng Để làm sạch nguyên liệu, người ta thường dùng phương pháp sàngnên đã làm cho nhiệt độ của khối nguyên liệu giảm do khối nguyên liệu tiếp xúc vớikhông khí trên một phạm vi tương đối lớn

b Sấy nguyên liệu chứa dầu: Mục đích của việc sấy là làm giảm độ ẩm của nguyênliệu để nguyên liệu đạt đến một ẩm thấp hơn độ ẩm tới hạn khoảng từ 1 ÷ 2,5 %

Như vậy, đối với những loại nguyên liệu có chứa càng nhiều dầu thì độ ẩm bảo quảnphải càng thấp

Ngoài ra sấy còn làm nhiệm vụ tiêu diệt VSV, côn trùng, hạn chế sự hoạt động của cácmen, rút ngắn quá trình chín tới của nguyên liệu sau khi thu hoạch Sau khi sấy cầnlàm nguội bằng cách thông gió hoặc đảo trộn khối nguyên liệu.

Sau khi sấy và làm nguội xong, nguyên liệu được bảo quản trong kho hoặc trong xilô,kho và xilô chứa phải đảm bảo cách nhiệt, cách ẩm tốt và tránh được sự xâm nhập củaVSV và côn trùng, có những nơi người ta tiến hành phun hóa chất (dicloetan,tetracloruacacbon, sunfuacacbon ) để bảo quản nguyên liệu chứa dầu, tuy nhiên, nếubảo quản có phun hóa chất thì sau 2 đến 3 tháng cần phải thông gió cho khối nguyênliệu

III Quy trình công nghệ:

1 Khâu sơ chế:

Công nghệ của khâu sơ chế là loại bỏ tạp chất trong nguyên liệu, làm thayđổi đặc tính của hạt hướng dương, làm cho hạt hướng dương phù hợp vớiyêu cầu của quá trình éo dầu đối với nguyên liệu

Nguyên liệu Thiết bị lọc Thiết bị làm sạch Bóc vỏ Máy hấp Máy ép Bánh hạt hướng dương

Thiết bị chiết xuất Giải thích quy trình:

1 Thiết bị lọc: nhằm để lọc các táp chất kim loại, đảm bảo thiết bị không bị hư hỏng và các tai nạn an toàn lao động khác

2 Làm sạch: nhằm loại bỏ các tạp chất trong nguyên liệu : đất cát, cỏ, lá cây, vỏ

Nguyên liệu

Làm sạch Nghiền Hấp cách thủy

ép Tách tạp chất cơ học Hydrat hóa Trung hòa Rửa dầu Sấy khử Tẩy màu Lọc Khử mùi Lọc

Dầu hướng dương

đất than hoạt tính

Bã hấp phụ

Bã hấp

Hơi quá nhiệt trong chân không

Nước (2%) hoặc dung dịch điện ly

DD NaOH 9,5%, 2% dd NaCl 10% 15% nước nóng,15% dd NaCl 18%

của bánh hướng dương, điều chỉnh lượng nước, nhiệt độ, độ dẻo của lát bánh mỏng.

6 Máy ép: Ép ra bộ phận dầu trong nguyên liệu, đồng thời nâng cao hiệu qu

ả dầu trong quá trình tinh triết.

2 Quá trình chiết xuất:

Quá trình chiết xuất trong xưởng ép dầu hoa hướng dương

 Thuyết minh quy trình:

 Làm sạch: tách những mầu lá khô, cành khô, đất cát… và loại luôn cả

các hạt bị sâu, kém chất lượng

 Nghiền: nhằm hủy diệt triệt để những tế bào nhân nhằm giải phón dầu ra

dạng tự do, tạo cho bột có kích thước thích hợp với quá trình chưng sấy

để năng cao hiệu quả gia nhiệt gia ẩm khi chưng sấy (hấp)

 Hấp cách thủy: tạo sự biến đổi về tính chất hóa học, làm thay đổi các

tính chất vật lý của phần háo nước và phần béo làm cho bột có tính dẻo, tính dàn hồi, làm đứt hoặc làm yếu các mối liên kết giữa dầu và các phầnhóa nước để khi ép dầu thoát ra dễ dàng, ngoải ra chưng sấy còn làm giảm độ nhớt của dầu, dầu linh động và thoát ra dễ dàng khi ép

 Ép: nhằm thu được lượng dầu tối đa

 Tách tạp chất cơ học: nhằm loại bỏ tạp chất và tách sáp, khử gôm.

 Hydrat hóa: dùng phương pháp thủy hóa để tách photphatid (

gôm-gum) ra khỏi dầu

 Trung hòa: Loại trừ các acid béo tự do ( hạ AV của dầu xuống nhỏ hơn

0.2) Ngoài ra, do xà phòng sinh ra có khả năng hấp thụ nên kéo theo cáctạp chất như protid, chất nhựa, màu tạp chất cơ học vào trong kết tủa nêndần sau trung hòa không những tối đa mà chỉ số acid mà còn loại trừ một

số tạp chất khác làm cho dầu có màu sáng hơn

 Rửa dầu : loại bỏ hết xà phòng có trong dầu để loại trừ hết xà phòng có

trong dầu, cần tiến hành rửa dầu liên tục nhiều lần Qúa trình được thực hiện trong thiết bị trung hòa Nước rửa có thể được tập trung lại để thu hồi dầu và xà phòng

 Sấy dầu: tách ẩm ra khỏi dầu sau khi rửa, tránh quá trình ôi hóa do thủy

phân, tăng thời gian bảo quản Thực hiện quá trình sấy trong thiết bị tẩy màu, ở điều kiện chân không

 Tẩy màu:

 Loại các hợp chát tạo màu không mong muốn

 Tách loại khỏi dầu lượng photpholipid

 Các sản phẩm oxi hóa và xà phòng còn lại trong dầu

 Tăng phẩm chất của dầu và tạo màu như mong muốn

3 Công đoạn tinh luyện dầu hướng dương:

Mục đích của công đoạn tinh luyện là để khử tạp chất trong dầu, nâng cao chất lượngcủa dầu ăn

Quá trình tinh luyện như sau:

Dầu hướng dương thô

Dầu hướng dương tinh luyện

 Thuyết minh quy trình:

1 Khử keo: loại bỏ các tạp chất trong dầu, chuẩn bị cho quá trình tinh luyện

2 Khử chua: loại bỏ các vật chất có tính chua trong dầu mỏ

3 Khử màu: lợi dụng đất sét để loại bỏ sắc tố trong dầu ăn

4 Khử mùi: loại bỏ các loại mùi trong dầu ăn, nâng cao chất lượng hương vị, màu sắc, và tính ổn định của dầu ăn

5 Khử sáp: Loại bỏ chất sáp trong dầu ăn, nâng cao chất lượng dầu ăn