Báo cáo công nghệ dầu chưa tinh luyện

Báo cáo công nghệ dầu chưa tinh luyện dành cho các bạn đang học chuyên ngành thực phẩm....1)Giới thiệu, 2)Quy trình sản xuất, 3) Thiết bị, 4) Sản phẩm,.... Tài liệu bổ ích, trình bày chi tiết rõ ràng đầy đủ các phần đã nêu như đề mục trên.

I/ NGUYÊN LIỆU:

I.1 Sơ lược về các loại nguyên liệu chứa dầu ở Việt Nam:

STT Nguyên liệu Vùng nguyên liệu Đặc điểm chính

01 Cọ Được trồng ở Phú Thọ, Tuyên Quang nhưng rất ít

Quả cọ nặng: 5,5-10,2 gam Kích thước nhân: 18x8x15 mmm Hàm lượng dầu của nhân: 47-53%

Được trồng nhiều ở miền Nam:

Bến Tre…

Năng suất: 1,6-1,8 tấn/ ha

Quả dừa có: đường kính 300mm,

Năng suất: 400-600 kg/ ha

Là loại cây vừa có đạm, vừa có dầu Khối lượng riêng: 600-780 kg/ m 3 Hàm lượng dầu trong hạt khoảng 20% Hàm lượng prôtêin khoảng 40%

04 Hướng dương Được trồng ở SaPa nhưng rất ít Năng suất khoảng 3,5 tấn/ ha

Kích thước trung bình: 10x6x3 mm Khối lượng riêng: 340-440 kg/ m 3 Hàm lượng dầu của hạt: 64-66% chất khô

Được trồng rải rác, tập trung ở các vùng đồng bằng sông Hồng, sông Cửu Long…

Hàm lượng dầu trong hạt gạo rất thấp nhưng trong phôi có thể lên đến 20-28%

Được trồng nhiều ở Nghệ An, Hà Bắc, Củ Chi, Tây Ninh, Long An…

Năng suất khoảng 1-3 tấn/ ha

Kích thước hạt: 15x10x10 mm Hàm lượng dầu có trong hạt khoảng 40-60% chất khô

07 Ngô Được trồng rải rác

Hàm lượng dầu trong hạt ngô rất thấp khoảng 10-12% nhưng của phôi ngô rất cao khoảng 30-40%

08 Vừng (mè) Được trồng rải rác Năng suất hạt: 400-600 kg/ ha Là loại cây vừa có đạm vừa có dầu Hàm lượng dầu trong hạt khoảng 50-55%

Hàm lượng prôtêin khoảng 13-25%

Tùy vào mục đích sử dụng, trạng thái vật lý, độ bền cơ học… mà ta có các cách phân chia khác nhau:

¾ Theo mục đích sử dụng: [1]

- Dầu dùng trong thực phẩm: những hạt cho dầu dùng để ăn là chủ yếu

- Dầu dùng trong công nghiệp: những hạt cho dầu không ăn được

¾ Theo trạng thái vật lý: [2]

- Hạt dầu lỏng

- Hạt dầu đặc

¾ Theo sự biến đổi hóa học khi tiếp xúc với không khí: chủ yếu dùng trong những công việc về ngành sơn, vecni, mực… [3]

- Hạt dầu khô: những hạt cho dầu khi tiếp xúc với không khí nhanh chóng tạo

thành màng sơn cứng, bền vững

- Hạt dầu không khô: những hạt cho dầu không tạo thành màng sơn khi tiếp

xúc với không khí

¾ Theo độ bền của vỏ hạt: [4] chủ yếu dùng cho việc lựa chọn phương tiện vận chuyển, bảo quản, và phương pháp, thiết bị bóc, tách vỏ khi chế biến

- Hạt vỏ cứng

- Hạt vỏ mềm

¾ Theo tình trạng vỏ hạt hay nhân khi đưa vào bảo quản hay chế biến: [5]

- Hạt có vỏ

- Hạt không có vỏ

Gạo Lạc Ngô Vừng

I.2 Đậu nành (nguyên liệu chính trong Qui trình công nghệ):

Đậu nành (còn gọi là đậu tương) 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 2-3 hạt hình oval, có vỏ bao bọc Dung trọng hạt 600-780kg/m3, 140-200g/1000 hạt khô

Thành phần cấu tạo của hạt đậu nành:

¾ Lipid: có nhiều ở nhân hạt đậu nành Lipid của đậu nành có 2 thành phần chính:

- Glyceride: chứa nhiều axit béo không no (axit linoleic chiếm khoảng 50-60%) nên

dầu đậu nành được xem là dầu thực phẩm có giá trị sinh học cao, tuy nhiên lại dễ

bị oxy hoá dẫn đến hư hỏng trong quá trình bảo quản

- Lecithin: chiếm 3% trọng lượng hạt, là một loại phosphatit phức tạp, được sử dụng

nhiều làm chất nhũ tương, chất chống oxy hoá trong chế biến thực phẩm, trong dược phẩm và mỹ phẩm

Do lipid tan trong dung môi hữu cơ không phân cực, không tan trong nước, nhẹ hơn nước nên người ta dùng dung môi thích hợp để trích ly lipid từ hạt đậu nành

Hạt còn non hay bảo quản trong điều kiện ẩm ướt, nhiều sâu mọt thì lượng acid béo tự do càng lớn (phẩm chất hạt kém)

¾ Protein:

Protein là nhóm hợp chất có giá trị thực phẩm đứng thứ hai có trong hạt đậu nành, chiếm tỉ lệ lớn trong hạt, thuộc loại tan trong nước, không bền, dễ biến tính bởi nhiệt độ, tia bức xạ, dung môi hữu cơ, tác dụng cơ học mạnh… Sau khi biến tính, mức độ hydrat hoá, khả năng trương nở, tính hoà tan của protein sẽ giảm

Hiện tượng biến tính của protein được lọi dụng trong kỹ nghệ sản xuất dầu Ở giai đoạn gia nhiệt, protein của bột chưng sấy sẽ thay đổi đặc tính cơ lý, trở nên dẻo xốp, khi ép dầu sẽ dễ dàng tách ra

¾ Glucid: chủ yếu là cellulose và hemicellulose, cấu thành nên mô vỏ và một số mô khác Các dạng glucid khác chỉ chiếm tỉ lệ nhỏ Glucid là thành phần có tác động đến quy trình sản xuất, nhất là khi chưng sấy, ép và tinh luyện dầu

¾ Vitamin: Các vitamin chứa rất ít trong đậu nành, hầu như bị biến tính trong khi chế biến Một số loại thường gặp: vitamin E, caroten, vitamin K…

¾ Chất khoáng: chiếm tỉ lệ rất thấp (4% trọng lượng hạt) : Ca, P, Mn…

¾ Enzime: urease, amilase, lipoxygenase (xúc tác phản ứng tạo hidroperoxit rất độc), dehidrogenase, lipase …

¾ Các chất màu: như clorofil, xantofil có hàm lượng trong hạt và dầu rất ít, nhưng cường độ màu rất mạnh, tan mạnh trong dầu, nhất là khi nhiệt độ tăng Do đó dầu ép nóng cho sản phẩm đậm màu hơn so với dầu ép nguội

¾ Nguyên tố khoáng: (chất tro) đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của sự sống

Bảng tổng kết thành phần hóa học của đậu nành:

Thành phần Trọng lượng Protein Lipid Glucid Tro

II/ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THÔ:

Ép sơ bộ

Chưng cất

Sấy Làm nguội

Bã

Vỏ Tạp chất

Chưng sấy

Nghiền Chưng sấy

Làm sạch

Làm sạch Sấy hạt

Bảo quản Bóc tách vỏ Nghiền Làm nguội

Dầu thô

Dầu thô

Hạt đậu nành

III/ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

Hạt đậu nành sau khi được chuyển đến kho, cần làm sạch, loại bỏ tạp chất bằng máy phân loại trước khi đưa vào chế biến ở các công đoạn sau Sau khi làm sạch, hạt có độ ẩm khoảng 20-25%, được đưa vào tháp sấy hạt để đạt độ ẩm an toàn khoảng 10-11%, hạn chế các vi sinh vật và khống chế độ ẩm cho các công đoạn chế biến Hạt đã được sấy không thể đưa vào bảo quản ngay mà cần được làm nguội trước, sau đó mới chuyển đến kho bảo quản (nếu nguyên liệu chưa được đưa vào chế biến ngay)

Đến giai đoạn bóc, tách vỏ bằng các máy xát Vỏ và nhân được tách ra Phần nhân tiếp tục được đưa vào nghiền bằng máy cán trục Khi đạt đến yêu cầu chất lượng của bột nghiền được đưa vào nồi chưng sấy 6 tầng Đây là giai đoạn chuẩn bị để đưa hạt vào ép sơ bộ Ép sơ bộ bằng máy ép FP-75 khô dầu và dầu được tách riêng ra Phần dầu đó được làm sạch, thu được dầu thô Phần khô dầu được đưa vào nghiền nhỏ rồi chưng sấy Sau đó, tùy vào điều kiện sản xuất mà tiếp tục giai đoạn ép kiệt hoặc trích ly

Ở nước ta, vẫn còn sử dụng phương pháp ép 2 lần với máy ép kiệt EP, do đó hiệu suất thu hồi dầu không cao, chất lượng dầu không ổn định Dầu được ép kiệt vẫn phải được làm sạch mới đạt được sản phẩm dầu thô Xu hướng thế giới ngày nay là dùng phương pháp ép kết hợp với trích ly Trích ly cho hiệu suất cao hơn nhưng đòi hỏi kỹ thuật chuyên môn cao, hệ thống phức tạp Dầu sau khi trích ly còn lẫn một số tạo chất, dung môi… do đó cần phải làm sạch mixen rồi đem chưng cất để thu được dầu thô thành phẩm

Những biến đổi chung của hạt dầu khi tách chiết dầu:

¾ Biến đổi các chất protein: sự biến tính của protein do ảnh hưởng của đun nóng với sự có mặt của nước, do tác động của ma sát, áp lực và dung môi, ngoài ra còn do phản ứng tương tác của các nhóm amin của protein với các hợp chất có nhóm anđêhit, xêton thiên nhiên của hạt dầu, từ đó tạo ra các hợp chất mới

¾ Tác động tương hỗ của protein với lipit: tạo nên phức chất lipoprotein rất bền, làm cho hàm lượng dầu trong bã tăng lên Sự biến tính của các chất protein sẽ làm yếu mối liên kết giữa dầu và protein Mối liên kết của glixerit với protein yếu hơn so với của acid béo với protein nên khi tách chiết dầu, lớp glixerit được tách ra đầu tiên cuối cùng mới đến các lớp acid béo Điều này giải thích vì sao ở các giai đoạn cuối của quá trình tách chiết dầu, dầu thu được có nhiều acid béo tự do hơn

¾ Tác dụng tương hỗ của gluxit với các chất của hạt dầu: trong số các chất có trong hạt xảy ra tương hỗ với gluxit thì có ý nghĩa thực tế là các acid amin, protein, photpholipit Tác dụng tương hỗ trên tạo ra các hợp chất melanoit với cường độ màu khác nhau Ngoài

ra khi chế biến hạt đậu nành, một lượng lớn đường chuyển về dạng liên kết với các chất protein của hạt Đây cũng là quá trình có tính chất đặc trưng cho các loại nguyên liệu có dầu có một lượng lớn các chất đường và protein trong thành phần của hạt

III.1 Làm sạch:

¾ Mục đích: (chuẩn bị)

- Làm giảm một phần độ ẩm của hạt

- Giảm một phần vi sinh vật, côn trùng bám trên hạt

- Loại bỏ tạp chất (đất, đá, sỏi, thân, lá, cành nát, rơm rạ…) nhằm tạo cho sản phẩm có phẩm chất thuần khiết, đảm bảo vệ sinh thực phẩm, nâng cao chất lượng sản phẩm

- Tăng tuổi thọ, năng suất thực tế của máy và thiết bị sản xuất

- Nâng cao hiệu quả ép dầu

¾ Phương pháp thực hiện:

- Làm sạch bằng máy dựa trên sự khác nhau về trọng lượng, kích thước, độ nhẵn của bề mặt và từ tính

- Làm sạch bằng sức gió, dựa trên sự khác nhau về khối lượng riêng giữa các phần tử của khối hạt

- Làm sạch bằng nam châm dựa vào từ tính để tách các hạt kim loại ra khỏi khối hạt

¾ Biến đổi:

- Hầu như không có sự biến đổi nào xảy ra

III.2 Sấy hạt:

¾ Mục đích: (chuẩn bị, khai thác)

- Giảm độ ẩm của hạt đến độ ẩm an toàn trong quá trình bảo quản

- Rút ngắn quá trình chín tới của hạt sau thu hoạch

- Khống chế độ ẩm thích hợp cho các khâu chế biến tiếp theo

- Tiêu diệt hoặc hạn chế sự sống của các loại nấm mốc, vi khuẩn, côn trùng sống trên hạt

- Hạn chế hoạt động của các enzime trong hạt

- Tăng hàm lượng chất khô trong hạt

¾ Phương pháp thực hiện:

- Sấy tự nhiên (phơi nắng) vào mùa hè nhưng phải có sân rộng, tốn nhân công, thời gian dài, chất lượng hạt không đều

- Sấy bằng các lò sấy chuyên môn, chủ động được với thời tiết, hiệu suất cao, tiết kiệm nhân lực

¾ Thông số công nghệ:

- Độ ẩm trước khi sấy là 20-25%, độ ẩm an toàn của hạt là 10-11%

- Nhiệt độ tác nhân sấy khống chế ở 60oC, nếu sấy 2 bậc thì giới hạn của tác nhân sấy ở bậc thứ 2 có thể lên đến 70-80oC

¾ Biến đổi:

- Vật lý: hạt trở nên giòn hơn, khối lượng hạt giảm, bề mặt hạt bi biến dạng

- Hóa học: nhiệt độ cao gây nên sự biến đổi mạnh các chất dinh dưỡng của hạt: protein có thể bị biến tính, gây các phản ứng sinh màu, sinh mùi…

- Hóa sinh: giai đoạn đầu, khi nhiệt độ tăng thì các enzyme trong hạt hoạt động mạnh hơn, sau đó bị vô hoạt

- Hóa lý: khuếch tán ẩm từ hạt ra môi trường, có sự thay đổi pha của ẩm (lỏng → hơi)

- Sinh học: làm giảm số lượng vi sinh vật trong khối hạt

- Cảm quan: màu sắc của hạt trở nên đậm hơn, có sinh mùi

¾ Lưu ý:

- Không sấy bằng lửa trực tiếp, không cho nhiệt độ sấy vượt quá nhiệt độ làm cháy các chất hữu cơ, gây nên sự biến đổi mạnh các chất dinh dưỡng của hạt

- Khi sấy cần đảo trộn đều, tránh hạt khô không đều, bị cháy ở lớp tiếp xúc với thành thiết bị

III.3 Làm nguội:

¾ Mục đích: (chuẩn bị)

- Hạn chế sự ngưng tụ của hơi nước trên bề mặt lớp hạt, do đó kéo dài thời gian bảo quản

- Tách 1 phần ẩm (khoảng 1%)

¾ Phương pháp thực hiện:

- Làm nguội được tiến hành trong thiết bị làm nguội, có nhiều loại nhưng đều có chung nguyên tắc là: dùng không khí mát thổi qua các hộp chóp còn hạt rơi ở phía ngoài chóp

¾ Thông số công nghệ:

- Nhiệt độ của hạt cao không quá 5oC so với nhiệt độ môi trường

¾ Biến đổi:

- Vật lý: Hạt cứng hơn lúc mới sấy xong

III.4 Bảo quản:

¾ Mục đích: (bảo quản)

- Hạn chế những nguyên nhân và điều kiện có thể dẫn đến sự phân hủy các vật chất đã tích tụ được trong hạt, bảo tồn các giá trị dinh dưỡng của hạt, tránh những hư hỏng có thể xảy ra: hư hỏng do các men sẵn có trong hạt, hư hỏng do côn trùng, vi sinh vật sống trên hạt, hư hỏng do quá trình hóa học… thuận lợi cho quá trình chế biến sau

- Tăng chất lượng và hiệu suất sản phẩm

¾ Phương pháp thực hiện:

- Bảo quản hạt trong không khí khô có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp

- Bảo quản trong điều kiện lạnh, thích hợp ở những nước xứ lạnh

- Bảo quản trong điều kiện thông gió tự nhiên, dễ dàng nhưng phụ thuộc vào thời tiết

- Bảo quản bằng hoá chất, còn đang được nghiên cứu

- Để kiểm tra tình trạng hạt bảo quản, người ta dùng các thiết bị đo nhiệt độ, độ ẩm, chỉ số axit của dầu trong hạt… Khi thấy hạt có biểu hiện hư hỏng thì cần đem đi sấy lại

¾ Thông số công nghệ: Yêu cầu của kho bảo quản:

- Kho chứa hạt có nhiều ngăn, bảo quản riêng theo từng cấp hạt cùng giống

- Chiều cao lớp hạt vừa phải, tránh quá cao gây xây xát lớp hạt ở dưới

- Nếu bảo quản trong bao bì cần xếp theo trật tự nhất định để kiểm tra định kì dễ dàng Bao bì phải bền chắc, đảm bảo vệ sinh

¾ Biến đổi:

- Vật lý: trong quá trình bảo quản hạt có thể hút ẩm, nhiệt độ tăng

- Hóa học: các phản ứng Maillard, tạo mùi có thể xảy ra

III.5 Bóc tách vỏ:

¾ Mục đích: (chuẩn bị)

- Tạo điều kiện cho việc nghiền nhân dễ dàng đạt đến độ nhỏ mong muốn

- Giảm tổn thất dầu trong quá trình sản xuất do sự chênh lệch hàm lượng dầu giữa vỏ và nhân

- Nâng cao chất lượng của dầu và khô dầu, đảm bảo dầu có phẩm chất tốt, trong sáng

¾ Phương pháp thực hiện:

- Thực hiện tách vỏ khỏi nhân bằng cách phá vỡ vỏ hạt, xay xát rồi phân nhân riêng, vỏ riêng

- Có thể phá vỡ vỏ do ma sát với bề mặt nhám, do kết quả của sự va đập lên bề mặt rắn, do cắt hạt bằng các cơ cấu dao, bằng nén ép trong khe giữa các trục quay

¾ Thông số công nghệ:

- Khối hạt phải có kích thước đồng đều, độ ẩm thích hợp

III.6 Nghiền nhân:

¾ Mục đích: (chuẩn bị, khai thác)

- Phá hủy triệt để các tế bào nhân nhằm giải phóng dầu ra dạng tự do

- Tăng diện tích bề mặt để tăng hiệu quả trích ly, chưng sấy

- Tạo cho bột có kích thước thích hợp với quá trình chưng sấy sau này

¾ Phương pháp thực hiện:

- Sử dụng các loại máy cán với các trục ngang hoặc thẳng

¾ Thông số công nghệ:

- Độ ẩm hạt đem nghiền 8-9%

Yêu cầu chất lượng của bột nghiền:

- Bột phải mịn, mỏng, kích thước đồng đều

- Tỷ lệ vỏ lẫn trong bột: vỏ càng nhiều, tỷ lệ tổn thất dầu theo khô dầu càng lớn, chất lượng dầu và khô dầu càng kém

- Độ axit và mùi: Trường hợp bột sau nghiền không sử dụng ngay sẽ có độ axit cao, mùi hắc, phải chế biến riêng vì thành phẩm sẽ có chất lượng thấp

- Hóa sinh: Khi đó bắt đầu quá trình oxy hoá và thủy phân dầu do enzym có sẵn trong hạt và visinh vật nhiễm vào gây hư hỏng dầu

III.7 Chưng sấy:

¾ Mục đích: (chuẩn bị, khai thác)

- Làm đứt hoặc làm yếu các liên kết giữa dầu và bề mặt các hạt bột nghiền, dầu chuyển sang trạng thái tương đối tự do, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép kiệt dầu với chi phí điện năng thấp

- Làm bốc hơi một phần các chất gây mùi, trong một số tru7ờng hợp, các độc tố có trong nguyên liệu bị biến đổi tính chất ban đầu, chuyển thành các chất không độc, có lợi cho chất lượng thành phẩm, đặc, chuyển thành các chất không độc, có lợi cho chất lượng thành phẩm, đặc biệt là khô dầu

- Quyết định đến hiệu suất thoát dầu và chất lượng của dầu thành phẩm

¾ Các giai đoạn của quá trình chưng sấy:

- Làm ẩm và đun nóng bột lên 60oC Cần làm ẩm trong lúc đun nóng để nước có thể phân phối đều trong bột Trong thời gian này, lực liên kết của dầu trên bề mặt bột bị giảm Sau làm ẩm, bột phải đạt độ ẩm khoảng 9-11%

- Đun nóng và sấy khô bột ẩm ở 115oC Độ ẩm và nhiệt độ bột chưng sấy xong phải đạt đủ mức làm biến tính các protein, tạo cho bột có được các điều kiện cơ lý thỏa mãn điều kiện làm việc cho các công đoạn sau

- Trong quá trình chưng sấy xuất hiện hiện tượng tự xông hơi, do nước từ lớp bột phía dưới tạo thành hơi bốc lên phía trên Nhờ hiện tượng này mà bột trong nồi đồng đều hơn về kích thước, nhiệt độ và độ ẩm, đồng thời phá vỡ thêm cấu trúc tế bào, làm tăng thêm hiệu suất tách dầu từ bột ép

¾ Phương pháp thực hiện:

- Chưng sấy khô: không đưa nước vào làm ẩm ở giai đoạn đầu, áp dụng khi bột có độ ẩm cao hơn độ ẩm yêu cầu Thực tế trường hợp này chưng sấy bắt đầu ngay giai đoạn hai, làm thoát ẩm nguyên liệu Thực hiện sấy khô bằng cách nâng dần nhiệt độ bột trong nồi chưng sấy lên nhiệt độ qui định

- Chưng sấy ẩm: trong giai đoạn đầu làm ẩm nguyên liệu bằng phun nước hay hơi trực tiếp để nâng cao độ ẩm đến độ ẩm quy định nhằm dùng nước đẩy dầu ra khỏi các khe vách chứa dầu Ở giai đoạn 2, bột được nâng lên nhiệt độ cao hơn Từ đây quá trình diễn ra như chưng sấy khô

- Ngoài ra còn có: chưng sấy dưới áp suất, trong chân không, gián đoạn, liên tục…

¾ Thông số công nghệ:

- Nhiệt độ chưng sấy phải thấp, sau chưng sấy bột thường có nhiệt độ

Hoá sinh:

- Đáng kể nhất là quá trình thuỷ phân Dưới tác động của enzym lipaza xảy

ra thủy phân triglixerit, dưới tác động của enzym photpholipaza thủy phân các photpholipit Khi nhiệt độ tăng cao hơn, các enzym bị ức chế, sự hoạt động của chúng bị ngừng trệ