kỹ thuật tinh luyện dầu thực vật

Ý nghĩa của quá trình tinh luyện Dầu mỡ thô khai thác từ động thực vật ngoài thành phần chính là glyxerit còn cómột số tạp chất làm cho dầu mỡ chưa thể đạt yêu cầu trong thực phẩm và nhữ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

KHOA THỰC PHẨM – MÔI TRƯỜNG & ĐIỀU DƯỠNG

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

MÔN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN

DẦU THỰC VẬT ĐỀ TÀI:

KỸ THUẬT TINH LUYỆN DẦU THỰC VẬT

Giảng viên hướng dẫn: Trần Thị Hà

Và cũng xin cảm ơn tất cả các bạn đã luôn động viên, ủng hộ, giúp đỡ cho chúng tôi.

Sau cùng, chúng tôi xin cảm ơn bản thân vì những nỗ lực, cố gắng của bản thân để

có thể hoàn thành tiểu luận này

Nhóm sinh viên thực hiện

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

Thái độ làm việc: Kỹ năng làm việc: Trình bày: Điểm số: ………

Biên hòa, ngày tháng năm 2015

Giáo viên hướng dẫn

Trần Thị Hà

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: Ý NGHĨA, MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU CỦA QUÁ TRÌNH

TINH LUYỆN

1.1. Ý nghĩa của quá trình tinh luyện

Dầu mỡ thô khai thác từ động thực vật ngoài thành phần chính là glyxerit còn cómột số tạp chất làm cho dầu mỡ chưa thể đạt yêu cầu trong thực phẩm và những tạp chất

đó có thể gây ra những biến đổi làm ảnh hưởng chất lượng dầu mỡ trong khi cất giữ bảoquản Tạp chất trong dầu thô là gôm, sáp, acid béo tự do, tạp chất hữu cơ, các chất gâymàu, gây mùi

1.2. Mục đích của quá trình tinh luyện

Mục đích tinh luyện là dùng các phương pháp khác nhau để loại trừ các tạp chất rakhỏi dầu mỡ, đảm bảo được yêu cầu chất lượng trong các lĩnh vực sử dụng

- Là khâu đầu tiên quan trọng, tăng thêm được nhiều sản lượng dầu cung cấp cho thựcphẩm Từ dầu không có giá trị thực phẩm thành nguồn dầu mỡ thực phẩm tốt

- Là giai đoạn xử lý nguyên liệu đầu tiên trong dây chuyền công nghệ tinh luyện

1.3. Các yêu cầu trong quá trình tinh luyện

Dầu mỡ sau khi tinh luyện, cần đạt các yêu cầu:

- Về màu sắc: màu vàng nhạt đến trắng, trong suốt

- Về mùi vị: không có mùi vị ban đầu của dầu thô, không có mùi lạ

- Về thành phần: loại trừ các tạp chất không cần thiết đến mức thấp nhất, đồng thời khôngđược để lại những tạp chất sinh ra trong quá trình tinh luyện

- Đảm bảo các yêu cầu vệ sinh công nghiệp thực phẩm

Tinh luyện dầu mỡ là sự kết hợp một vài hoặc nhiều biện pháp dưới đây, tùy theochất lượng của nguyên liệu yêu cầu sử dụng điều kiện sản xuất, loại dầu mỡ, chất lượngdầu mỡ thô:

- Phương pháp vật lý dùng để tách tạp chất có đặc tính cơ học: lắng tự nhiên, ly tâm, lọcbằng vải, giấy, qua chất hấp phụ (đối dầu mè rang) Dùng nhiệt như sấy để tách nước vàcác sản phẩm dễ bay hơi, làm lạnh để tách sáp

- Phương pháp hóa học: loại acid béo và các tạp chất khác bằng xút (gọi là giai đoạn trunghòa) Hay trung hòa bằng Na2CO3, hay vôi (ít dùng), tách acid bằng dung môi, este hóa,dùng nhựa trao đổi ion hoặc tinh luyện bằng H2SO4 đậm đặc do nó có khả năng hút

ra khỏi dầu mỡ Ngoài ra H2SO4 đậm đặc còn phá hủy một số chất màu tạo điều kiệnthuận lợi cho việc tách chúng bằng nước Tinh luyện bằng acid chủ yếu dùng với các mỡđộng vật chứa nhiều protit, các chất nhựa có tính keo hòa tan.

- Các phương pháp hóa lý: dùng các chất hấp phụ, để loại chất màu, mùi

Chương 2: QUY TRÌNH TINH LUYỆN DẦU

Dưới đây là sơ đồ tinh luyện hoàn chỉnh áp dụng chung cho tinh luyện tất cả cácloại dầu, tùy loại dầu mà ta có thể bỏ một số khâu trong quy trình Chẳng hạn có thể bỏqua khâu tách sáp trong xử lý sơ bộ đối với tinh luyện dầu đậu nành

2.1 Sơ đồ công nghệ tinh luyện

H2O hoặc dd điện ly loãng

chảy hỗn hợp

Hydrat hóa

Dd NaOH Trung hòa

Nước Rửa dầu

mỡ

Sấy khônước

Đất, than hoạt tính trong chân không Tẩy màu

Bã hấp phụLọc

Dầu tinh luyệnHơi quá nhiệt trong chân không Khử mùi

Lọc

2.2 Thuyết minh quy trình

Tách sáp người ta sẽ làm lạnh dầu xuống 8- 120C để tạo ra các tinh thể sáp Sau

đó, lại nâng nhiệt độ dầu lên đến 20oC nhằm làm giảm độ nhớt của dầu và tạo ra các tinhthể sáp lớn Sau đó ta dễ dàng tách sáp bằng phương pháp lọc, lắng hoặc ly tâm (kiểm tralại bằng quan sát sự trong suốt các dầu khí làm lạnh ở 00C)

- Tiến hành: dầu thô được đun nóng đến nhiệt độ quy định khoảng 500C, rồi vừa khuấy vừacho dung dịch hóa chất loãng hoặc H2O ở nhiệt độ 500C với số lượng khoảng 1-3 % sovới tổng dầu mỡ đưa vào trong thời gian 20-30 phút (chú ý đến lượng nước rửa: ít quákhông kết tủa hết, nhiều quá gây nhũ dầu khó phân tách)

Khi kết thúc lấy mẫu để lên miếng kính quan sát, nếu kết tủa ở trạng thái xơ táchhẳn khỏi dầu mỡ thì ngưng khuấy Sau đó, tiếp tục để lắng cho đến khi kết tủa hoàn toànlắng xuống đáy thì được

Sau thời gian lắng khoảng 40 – 60 phút, các tạp chất gồm các tạp chất cơ học, nướctrong dầu, các thành phần thể rắn có tỷ trọng lớn hơn dầu sẽ lắng xuống v v ta sẽ tháocặn hoặc có thể dùng máy ly tâm ( máy li tâm thể lỏng hoặc thể rắn) để phân ly dầu vàcặn nhỏ hoặc nước lẫn trong dầu.

Ngoài ra, tác dụng hydrat hóa còn có khả năng làm giảm chỉ số acid của dầu: dotạp chất keo có tính acid như protein bị mức tiêu hao dầu trung tính khi luyện kiềm, táchđược một lượng sáp đáng kể.

Tiến hành

Để tách các tạp chất keo, gôm, sáp, … Ra khỏi dầu mỡ người ta thường dùngdung dịch nước muối bảo hòa Sau khi gia nhiệt ở nhiệt độ từ 60- 70oc cho dung dịchnước muối bão hòa và thêm nước nóng vào khoảng1-3% so với dầu để keo các tạp chấtra… lắng xuống Mở cánh khuấy trộn 15-20 phút, tắt cánh khuấy đê lắng trong nhiêu giờsau đó xạ cặn ra và KCS lấy mẫu kiểm tra chỉ số AV lại để tính lượng NaOH cho vàotrung hòa

Chú ý: tùy theo từng loại dầu thô mà lượng muối dùng khác nhau:

- Đối với dầu dừa, mè có AV cao, tạp chất keo nhiều nên cần cho thêm muối 1-2% so vớidầu (nồng độ 10% trong nước có nhiệt độ < 80oC ) để tăng khả năng phân tách

- Dầu nành thô do AV thấp, tạp chất keo ít nên ta bỏ qua hydrat hóa mã đưa trực tiếp NaOHvào để trung hòa Ngoài ra, dung dịch muối còn làm cho dầu nành thô bị nhũ

- Dung dịch muối phải được lắng trong sau khi hòa nước nóng

2.2.3 Trung hòa

Mục đích

Mục đích chủ yếu là loại trừ các acid béo tự do (hạ AV của dầu xuống < 0.2)

Ngoài ra, do xà phòng sinh ra có khả năng hấp thụ nên chúng kéo theo các tạp chất như:protid, chất nhựa, chất màu, tạp chất cơ học và trong kết tủa nên dầu sau trung hòa khôngnhững giảm tối đa chỉ số acid mà còn loại trừ được một số tạp chất khác làm cho dầu cómàu sáng hơn

Nguyên tắc

Phương pháp chủ yếu dựa vào phản ứng trung hòa acid bằng bazo Dưới tác dụngcủa dung dịch kiềm các acid béo tự do và các tạp chất có tính acid sẽ tạo thành muốikiềm, chúng không tan trong dầu mỡ nhưng có thể tan trong nước nên có thể phân ly rakhỏi dầu bằng cách lắng (trung hòa gián đoạn) hoặc rửa nhiều lần (hoặc dùng máy ly tâmtrung hòa liên tục).Quá trình hình thành xà phòng từ acid béo tự do theo phản ứng:

Tiến hành

Tính toán lượng xút cho vào:

= =

Trong đó:

: số lượng NaOH tính theo lý thuyết (kg)

A : chỉ số AV của dầu mỡ (mgKOH)

D : số lượng dầu mỡ đem trung hòa (kg)

A : nồng độ % của dung dịch NaOH

Tuy nhiên lượng kiềm sử dụng trong thực tế thường nhiều hơn khoảng 5 – 10%

Ŋ: hệ số tuần khiết của NaOH (%)

Pha dung dịch kiềm: thường pha trong thùng xác định nồng độ bằng Baume kế,rối đối chiếu bảng tra tìmra nồng độ cấn thiết Tốt nhất la pha trước vái ngày với nồng độgần đúng, sau khi dung dịch đã nguội tiến hành xác định và hiệu chỉnh đúng với nồng độquy định

Trung hòa: trước hết cần nâng nhiệt độ dầu và dung dịch kiềm đến mức quy định

chóng lắng xuống, thì ngừng khuấy và để lắng Nếu như xà phòng tạo thành ở dạng nhỏ li

ti hoặc là dạng nhũ tương khó phân ly thì trước lúc để lắng cần cho thêm khoảng 2-3%dung dịch NaCl 10% hoặc rắc muối bột hoặc phèn nhôm AL(SO4)3 để phá nhũ hóa vàtăng tốc độ lắng xà phòng Có thề tách cặn xà phòng bằng phương pháp lắng hoặc ly tâm

Các yếu tố ảnh hưởng

Trong tinh luyện bằng kiềm, điều kiện kỹ thuật có tính chất quyết định chu yếu là:

- Lượng kiềm cho vào: nếu lượng kiềm cho vào ít thì hiệu xuất trung hòa kém, ngược lại nếu lượng kiềm nhiều quá gây hao hụt dầu trung tính

- Nồng độ kiềm: nồng độ kiềm cao phản ứng diễn ra mạnh, hao hụt dầu, đồng thời cạn xà phòng đống chặt vào thiết bị, khó rưa Nếu nồng độ thấp, nước nhiều, xà phòng ít, loãng

- Ngoài ra, tốc độ khuấy cúng ảnh hưởng không nhỏ Khi cho NaOH vào để khuấy trộn để tránh hiện tượng kiềm cục bộ Nếu tốc độ khuấy cao hạt xà phòng nhỏ khó kết lắng tạo nhu tương Nếu tốc độ khuấy thấp trung hòa kém

C3H5(OCOR)3 + 3NaOH = C3H5(OH)3 + 3RCOONa

2.2.4 Rửa dầu

Mục đích

Loại bỏ hết xà phòng trong dầu (ngoài ra protein và các tạp chất nhây khi gặp nước nóng sẽ trương nhũ ra và chuyển thành dạng không hòa tan và tất cả sẽ được tách ra khỏi dầu)

Tiến hành

- Để loại trừ hết xà phòng trong dầu, cần tiến hành rủa dầu liên tục nhiều lần

- Lượng nước rửa mỗi lần khoảng 3 – 5% so với dầu

- Số lần rửa khoảng 3 lần

- Nhiệt độ nước rửa 80 – 90oC

- Dùng máy ly tâm thể lỏng để phân ly H2O ra khỏi dầu

- Dầu sau khi rửa phải định tính xà phòng

Sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục trong trung hòa và rửa dầu

- Mở van nước và phun tuôn vào thiết bị phân tách li tâm (đẩy chất nhũ tương)

- Kiểm tra lại to của dầu (70 – 110oC)

- Kiểm tra lại to nước nóng (70 – 110oC)Dầu lẫn

cặn xà

phòng

- Lượng nước rửa

ít, nhiệt độ nước thấp

- P tháo rửa thấp

- Tăng áp lực tháo

- Lắp đặt bơm hướng tâm nhỏ hơn

- Tăng lượng nước rửa, tăng to nước rửa

- Clorofin (diệp lục tô: làm dầu có màu vàng xanh (có nhiều ở hạt chưa chín))

- Goxipuapurin và các dẫn suất của nó: làm dầu có màu sẫm và có độc tính

Ngoài ra, còn có một số hợp chất gây màu khác như dầu màu đen do chứa nhiềucác hợp chất nhựa, màu đen của hạt bong là do có hợp chất gosipol

Mục đích

Loại các tạp chất gây màu ra khỏi dầu nhằm tăng phẩm chất của dầu và tạo đượcdầu có màu như mong muốn Tuy nhiên vì mức độ mịn của chất hấp phụ cần có một giớihạn nhất định vì quá mịn sau khi tẩy màu, màu khó tách ra khỏi dầu mỡ

Ẩm của dầu làm giảm tính chất hấp phụ của chất tẩy trắng nên độ ẩm của dầutrước khi tẩy màu 0,1 – 0,05%

Nguyên tắc

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

Sự hấp phụ này có tính chất chọn lọc đối với dầu mỡ là hấp phụ các chất màu Sau khihấp phụ xong tiến hành tách chất hấp phụ ra khỏi dầu

Yêu cầu của chất hấp phụ

Các chất hấp phụ thường có cấu tạo xốp ở dạng bột Khi sử dụng chất hấp phụ nào

đó, cần đảm bảo các yêu cầu sau đây:

- Có khả năng hấp phụ lớn nhất (chỉ dung một lượng nhỏ nhất mà hiểu quả hấp phụ lớn)

- Có khả năng hấp phụ chọn lọc đối với các chất màu và chỉ hấp phụ rất ít dầu

- Khi sử dụng không gây ra những biến đổi hóa học và không mang thêm các mùi vị khácvào dầu

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

- Nguồn cung cấp dễ tìm

Thường sử dụng phối hợp giữa than hoạt tính và đất hoạt tính tạo thành hỗn hợpchất hấp phụ, với tác dụng hấp phụ của chúng hiệu quả tẩy màu sẽ tốt hơn so với sử dụngriêng từng loại

Đất hoạt tính thường có cấu tạo tinh thể có thành phần: oxitsilic (60 – 82%alumosilicent, oxit nhôm và nước) đất tẩy trắng với cỡ từ 10 – 15mm đem nung ở nhiệt

độ từ 150 – 2000C, silicagen là chất tẩy phổ biến có 92 – 94% SiO2, 6 – 8% H2O, 0,04 –0,08% tạp chất, chúng có số lượng ống mao dẫn rất lớn (các kênh), bán kính các kênh nàynhỏ bằng phần triệu mm Nếu so sánh với 1g silicagen có diện tích bề mặt 500m2 thì đây

là chấ thấp phụ mạnh Nhưng với dầu có lượng nước lớn hơn 0,1% thì sẽ giảm tính hấpphụ của chất tẩy trắng

Than hoạt tính là sản phẩm được sản xuất bằng chưng khô gỗ ở 800 - 10000C

Tiến hành

Dầu sau khi trung hòa được rửa nước, sấy ở 100 – 1050C, sau đó được hút vàothiết bị tẩy màu

hợp dầu – than - đất được cánh khuấy trộn đều, lúc này cho nhiệt độ hỗn hợp đạt 90 –

1000C, lượng chất hấp phụ cho vào khoảng 0,1 – 4% so với trọng lượng dầu

Thời gian tẩy khoảng từ 29 – 30 phút

Tẩy màu xong cần làm nguội dầu rồi dung máy ép lọc để phân ly bã hấp phụ vàdầu

Ngoài việc lựa chọn các chất hấp phụ có hoạt tính cao, muốn quá trình hấp phụtốt, dầu mỡ trước khi tẩy màu cần loại trừ hết các tạp chất, nhất là nước ( ẩm của dầu làmgiảm tính chất hấp phụ của các chất tẩy màu, nên độ ẩm của dầu trước khi tầy màu từ 0,1– 0,05%0, đồng thời các chất tẩy màu cũng phải đảm bảo khô

Thực tế cho rằng, chất hấp phụ khi ở trạng thái dầu mỡ dưới trạng thái phân táncao độ, nếu tiếp xúc với không khí sẽ làm cho dầu oxi hóa mạnh Vì vậy, điều kiện cầnthiết để tránh tiếp xúc với không khí là phải tẩy màu trong chân không

SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ KHÂU TẨY MÀU

Dầu đã trung hòaThan hoạt tính

Chất lượng sau tẩy màu

Chú ý: không lấy dầu rửa nước trộn vì sẽ làm mất hoạt tính của than và đất

2.2.7 Lọc

Mục đích của quá trình lọc là loại bỏ tạp chất và chất hấp phụ

Dầu sau khi tẩy màu xong được làm nguội, rồi dùng máy ép lọc khung bản để phân

-Ngưng cung cấp dầu, dùng dầu sạch để rửa lọc

-Nếu P giảm thì tháo lưới rửa bằng NaOH

Máy rung yếu

2.2.8 Khử mùi

Dầu tự nhiên qua quá trình chế biến và bảo quản đều có mùi Sự có mùi của dầu

có thể do nhiều nguyên nhân:

- Do thủy phân triglyxerit (do sự cắt đứt mạch dưới tác dụng của men lipase của nấm mốchoặc có sẵn trong dầu)

- Do phản ứng oxi hóa: phản ứng rất dễ xảy ra với những triglyxerit có nhiều nối kép

- Do trong dầu có chứa nhiều acid linoleic

- Do phản ứng oxi hóa bởi enzym, enzym gây ra sự ôi dầu là do lipoxidase tác dụng chủyếu lên triglyxerit có nhiều nối kép – tạo các peroxyt với oxi

Ngoài ra còn có một số chất gây mùi khác là: các tepen, hydrocacbon mạch thẳng vàcác sản phẩm phân hủy của chúng, ceton, andehyt là sản phẩm của sự oxi hóa đều lànguyên nhân của mùi vị ôi, đặc biệt là andehyt nó ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị của dầu

- Để chống lại hiện tượng ôi dầu người ta thường sử dụng những chất chống oxi hóa đểbảo quản dầu: BHT, BHA, TBHQ, acid citric

Các chất chống oxi hóa và cơ chế tác dụng

- Chất chống oxy hóa sơ cấp: là những chất cho electron và kết thúc quá trình phản ứngchuỗi

- Chất bắt giữ oxi: phản ứng với oxy và loại oxi ra khỏi hệ thống

- Chất chống oxy hóa thứ cấp: phân hủy các hydroperoxyt bắng cách tạo ra sản phẩm cuốibền

- Các enzym chống oxy hóa: loại các oxyzen hoặc các chất có tính oxy hóa

- Các tác nhân tạo phức: tạo phức vòng với các ion kim loại

- Các tác nhân chống oxy hóa đa phần làm tăng hoạt tính chống oxy hóa như hệtocophenol với acidcitric hoặc acid ascorbid

Tiến hành khử mùi dầu trong tháp khử mùi liên tục

- Dầu sau khi tẩy màu được hút vào thiết bị khử mùi Dầu được đun nóng bằng hơi giántiếp (hơi dầu Dowthern-hơi được sinh ra từ lò đốt của một loại dầu đặc biệt có đặc tínhbốc hơi ở nhiệt độ cao, điểm bốc hơi từ 240-260 độ C hoặc hơi cao áp) lên 100 độ C đồngthời rút chân không (độ chân không khoảng 660 mmHg) để khử khí tan trong dầu Khinhiệt độ lên tới 150- 160 độ C chân không trong thiết bị đạt 2- 6 mmHg thì mở hơi phuntrực tiếp để bắt đầu khử mùi dầu, áp lực hơi phun trực tiếp vào thiết bị khoảng 1- 2,5 at.Hơi phải khô, không có mùi lạ, không có tạp chất khác Trong khi dầu di chuyển từ đỉnhxuống đáy của thiết bị thì hơi nước khô được thổi vào đáy và di chuyển theo chiều ngượclại

- Thời gian khử mùi khoảng 4- 6 giờ (tùy theo từng loại thiết bị và khối lượng dầu khửmùi) Nhiệt độ càng cao càng rút ngắn thời gian khử mùi, nhưng không được cao quá làmcho dầu bị biến đổi phẩm chất (nhiệt độ trung bình khoảng 230- 250 độ C)

Sau khi khử mùi xong cần tiến hành làm nguội dầu thật nhanh để tránh dầu bị oxihóa bằng cách trực tiếp cho nước lạnh vào hệ thống vòng xoắn trong thiết bị khử mùi đểlàm nguội gián tiếp Khi dầu ở nhiệt độ cao cần tránh tiếp xúc với không khí Có thể choacid citric và chất chống oxi hóa vào dầu ở nhiệt độ 100- 120 độ C sau khi đã khử mùixong và hạ nhiệt độ