tìm hiểu về quy trình tinh luyện dầu từ dầu thô để có thể tạo ra loại dầu đạt chất lượng cao hơn và tốt cho sức khỏe con người

Dùng một lượng nước nóng nhất định hoặc dung dịch loãng chất điện ly, acid vô cơ … trộn lẫn với dầu ở một nhiệt độ thích hợp để làm kết tủa các tạp chất.. Hydrathóa còn có khả năng là

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

KHOA THỰC PHẨM – MÔI TRƯỜNG & ĐIỀU DƯỠNG

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI: KỸ THUẬT TINH LUYỆN DẦU THỰC

VẬT

Trước hết, chúng em xin cảm ơn gia đình đã tạo cho chúng em niềm tin và làđiểm tựa vững chắc để chúng em có thể vượt qua mọi khó khăn.

Chúng em xin cảm ơn cô Trần Thị Hà đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiếnthức và giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian làm tiểu luận

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

Sau cùng, chúng em xin cảm ơn bản thân vì những nỗ lực, cố gắng của bản thân để cóthể hoàn thành bài báo cáo thực hành này

ii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

iii

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 8

1 Ý nghĩa, mục đích, yêu cầu của quá trình tinh luyện dầu thực vật 9

1.1 Mục đích 9

1.2 Ýnghĩa 9

1.3 Yêu cầu 9

1.4 Các phương pháp 9

2 Sơ đồ quy trình công nghệ tinh luyện hoàn chỉnh 10

2.1 Xử lý sơ bộ 10

2.2 Hydrat hóa 11

2.2.1 Mục đích 11

2.2.2 Nguyên tắc 11

2.2.3 Tiến hành 12

2.3 Trung hòa 13

2.3.1 Mục đích 13

2.3.2 Nguyên tắc 13

2.3.3 Tiến hành 13

2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng 15

2.4 Rửa dầu 17

2.4.1 Mục đích 17

2.4.2 Tiến hành 17

2.5 Sấy dầu 18

2.5.1 Mục đích 18

2.5.2 Tiến hành 18

2.6 Tẩy màu 18

2.6.1 Mục đích 18

2.6.2 Nguyên tắc 19

2.6.3 Yêu cầu của chất hấp phụ 19

2.6.4 Tiến hành 20

2.7 Phương pháp lọc 21

2.8 Khử mùi 22

2.9 Những nguyên nhân gây hao hụt dầu 24

2.10 Bảng tóm tắt quy trình công nghệ tinh luyện dầu 25

2.11 Các vấn đề cần lưu ý trong quá trình tinh luyện 26

2.11.1 Khâu hydrat hóa 26

2.11.2 Khâu trung hòa 27

2.11.3 Khâu tẩy màu 27

2.11.4 Khâu khử mùi 27

2.11.4.1 Chân không 27

2.11.4.2 Nhiệt độ 28

2.11.4.3 Dầu sau khử mùi tăng chỉ số AV, PoV 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO 29

DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

Hình 1 Sơ đồ quy trình tinh luyện dầu 9 0Hình 2 Các dạng phân cực của tạp chất 11 2Hình 3: Thiết bị trung hòa gián đoạn 15

Hình 4 Sơ đồ quy trình công nghệ khâu trung hòa (gián đoạn- từng mẻ) 15 6Hình 5 Sơ đồ quy trình công nghệ tẩy màu 21

Bảng 1 Sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục trong trung hòa và rửa dầu 16 7Bảng 2 Sự cố nguyên nhân và cách khắc phục khi lọc dầu 21 2Bảng 3 Sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục trong khử mùi 23 4Bảng 4 Tóm tắt quy trình công nghệ tinh luyện dầu 24 5

6vii

MỞ ĐẦU

Trong cuộc sống ngày nay dầu ăn đang chiếm một vị trí quan trọng trong đờisống người dân, ta có thể dễ dàng nhận thấy sự có mặt của dầu ăn trong mỗi căn bếp,mỗi hộ gia đình Dầu ăn làm cho bữa ăn trở nên ngon miệng hơn, mặt khác dầu ăncũng cung cấp một phần năng lượng cho cơ thể

Hiểu được điều này, trên thị trường Việt Nam hiện nay đã có rất nhiều loại dầu

ăn được ra đời Vì vậy, nhóm em xin tìm hiểu về Quy trình tinh luyện dầu từ dầu thô

để có thể tạo ra loại dầu đạt chất lượng cao hơn và tốt cho sức khỏe con người

1 Ý nghĩa, mục đích, yêu cầu của quá trình tinh luyện dầu thực vật

Dầu mỡ thô khai thác từ động vật ngoài thành phần là glyxerit còn có một sốtạp chất làm cho dầu chưa thể đạt được yêu cầu trong thực phẩm và những tạp chất cóthể gây ra những biến đổi làm ảnh hưởng chất lượng dầu trong khi bảo quản Tạp chấttrong dầu thô là gôm, sáp, acid béo tự do, tạp chất hữu cơ, các chất gây màu, gâymùi…

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

- Về mùi: không có mùi bị đan đầu của dầu thô, khô có mùi lạ

- Về thành phần: loại được các tạp chất không cần thiết đến mức thấp nhất

có trong dầu, đồng thời không được để lại những tạp chất sinh ra trong quá trình tinhluyện

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

1.4 Các phương pháp

- Phương pháp vật lý dùng để tách các tạp chất có đặc tính cơ học: lắng tựnhiên, ly tâm, lọc bằng vải, giấy, qua chất hấp phụ Dùng nhiệt như sấy để tách nước

2 Sơ đồ quy trình công nghệ tinh luyện hoàn chỉnh

Hình 1 Sơ đồ quy trình tinh luyện dầu

LọcKhử mùiLọc

Dầu mỡ thô

Dầu tinh luyện

Cặn dầuNước hoặc dd điện ly loãng

Dd NaOHNước

Đất, than hoạt tính trong chân không

Bã hấp thụHơi hóa nhiệt trong chân không

Người ta hạ nhiệt độ dầu xuống 8 - 12 độ để tạo tinh thể sáp, sau đó nâng nhiệt

độ lên 20 để giảm độ nhớt của dầu và để tinh thể sáp lớn Tách sáp bằng phương pháplọc, lắng hoặc ly tâm

Dựa vào phản ứng hydrat hóa để làm tủa các tạp chất keo hòa tan trong dầu vàtách chúng ra khỏi dầu bằng phương pháp lắng hoặc ly tâm

Dùng một lượng nước nóng nhất định hoặc dung dịch loãng chất điện ly, acid

vô cơ … trộn lẫn với dầu ở một nhiệt độ thích hợp để làm kết tủa các tạp chất Hydrathóa còn có khả năng làm giảm chỉ số acid của dầu, một mặt là do các tạp chất keo cótính acid giảm, mặt khác có một số acid béo cũng bị kéo theo kết tủa, giảm được mứctiêu hao dầu trung tính trong khâu luyện bằng kiềm

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

Khi gần kết thúc lấy mẫu để lên miếng kính quan sát, nếu kết tủa ở trạng thái

xơ tách hẳn khỏi dầu mỡ thì ngưng khuấy Sau đó tiếp tục để lắng cho đến khi kết tủahoàn toàn lắng xuống đáy thì được

Thời gian lắng khoảng 40 - 60 phút, các tạp chất gồm các tạp chát cơ học ,nước trong dầu, các thành phần thể rắn có tỷ trọng lớn hơn dầu sẽ lắng xuống… tatháo cặn hoặc có thể dùng máy ly tâm để phân ly dầu doặc nước lẫn trong dầu

Dầu mỡ là một dung môi không phân cực nên có thể hòa tan một số tạp chấtkhông phân cực hoặc phân cực yếu Nếu ta làm cho các tạp chất trở thành có cực, hoặcphân tử phân cực yếu trở thành chất phân cực mạnh Khi đó độ hòa tan của chúngtrong dầu sẽ giảm xuống và tách khỏi dầu.

Hình 2 Các dạng phân cực của tạp chất

Ngoài ra, hydrat hóa còn có khả năng làm giảm chỉ số acid của dầu: do tạpchất keo có tính acid như protein bị kết tủa sẽ kéo theo các tạp chất keo hòa tan kháclàm giảm mức tiêu hao dầu trung tính khi luyện kiềm, tách được một lượng sáp đáp kể

2.2.3 Tiến hành

Người ta thường dùng dung dịch nước muối bão hòa để tách các tạp chất keo,gôm, sáp… ra khỏi dầu Sau khi gia nhiệt ở nhiệt độ 60 - 700C cho dung dịch nướcmuối bão hòa và thêm nước nóng vào khoảng 1 - 3% so với dầu để kéo các tạp chấtra…lắng xuống Mở cánh khuấy trộn 15 - 20 phút, tắt cánh khuấy để lắng trong 1 giờ.Sau đó, xả cặn ra và KCS lây mẫu kiểm tra chỉ số AV lại để tính lượng NaOH cho vàotrung hòa

Chú ý: tủy 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 chothêm muối 1 - 2% so với dầu (nồng độ 10% trong nước có nhiệt độ <800C) đểtăng khả năng phân tách

OO

2N(CH3)3

- Dầu nành thô do AV thấp, tạp chất keo ít nên ta bỏ qua hydrat hóa

mà đưa trực tiếp NaOH vào để trung hòa Ngoài ra, dung dịch muối còn làmcho dầu nành thô bi nhũ

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

2.3 Trung hòa

2.3.1 Mục đích

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 tạpchất như protid, chấu nhựa, chất màu, tạp chất cơ học vào trong kết tủa nên dầu sautrung hòa không những giảm tối đa chỉ số acid mà còn loại trừ được một số tạpchất khác làm dầu có màu sáng hơn

2.3.2 Nguyên tắc

Dựa vào phản ứng trung hòa acid bằng bazo Dưới tác dụng của dung dịchkiềm các acid béo tự do và các tạo chất có tính acid sẽ tạo thành muối kiềm, chúngkhông tan trong dầu mỡ nhưng có thể tan trong nước nên có thể phân ly ra khỏi dầubằng cách lắng hoặc rửa nhiều lần (dùng máy ly tâm trung hòa liên tục) Quá trìnhhình thành xà phòng từ acid béo tự do theo phản ứng:

RCOOH +NaOH = RCOONa + H2O

2.3.3 Tiến hành

Tính toán lượng xút cho vào:

Trong đó:

Kdd : số lượng NaOH tính theo lý thuyết (kg)

A: chỉ số AV của dầu mỡ (mg KOH)

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 thương nhiều hơn khoảng 5 10% so với lý thuyết.

-hoặc có thể tính theo công thức:

Trong đó:

A: chỉ số acid mg KOH/g

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

Α: hệ số kiềm dư 1.1-1.5

η: hệ số thuần khiết của NaOH (%)

Pha dung dịch kiềm: thường pha trong thùng xác định nồng đô bằng Baume

kế, rồi đối chiếu bảng tra tìm nồng độ cần thiết Tốt nhất là pha trước khoảng vài ngàyvới nồng độ gần đúng, sau khi dung dịch đã nguội tiến hành xác định và hiệu chỉnhđúng với nồng độ quy định

Trung hòa: trước hết cần nâng nhiệt độ dầu và dung dịch kiềm đến mức quyđịnh 60 - 700C Mở máy khuấy và cho dung dịch xút vào từ từ, sau khi cho hết cầnkhuấy thêm 20 - 30 phút và nâng nhiệt độ lên một chút Khi xà phòng tạo thành từnghạt và nhanh chóng lắng xuống, thì ngừng khuấy và để lắng Nếu như xà phòng tạothành ở dạng nhỏ li ti hoặc là dạng nhũ tương khó phân ly thì trước lúc để lắng cần chothêm khoảng 2 - 3% dung dịch NaCl 10% hoặc rắc muối bột hoặc phèn nhôm

Al2(SO4)3 để phá nhũ hóa và tăng tốc độ lắng của xà phòng Có thể tách cặn xà phòngbằng phương pháp lắng hoặc ly tâm

Hình 3: Thiết bị trung hòa gián đoạn

2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng

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

- Lượng kiềm cho vào: nếu lường kiềm cho vào ít thì hiệu suất trung hòakép, 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 cặn xà phòng đóng chặt vào thiết bị, khó rửa Nếu nồng độ thấp, nước nhiều,

xà phòng ít, loãng dễ nhũ hóa

- Nhiệt độ trung hòa: nhiệt độ thấp làm cho khả năng tiếp xúc giữa NaOH

và dầu hạn chế, nhiệt độ quá cao sẽ gây hiện tượng keo, dẫn đến việc khi hỗn hợp quamáy ly tâm khó tách

- Khi lượng kiềm cao, lượng dư nhiều, nhiệt độ cao quá thì xúc tiến nhanhquá trình xà phòng hóa dầu làm giảm hiệu suất thu hồi dầu Thực tế cho thấy rằngnồng độ đều phải tương úng với một nhiệt độ thích hợp và phẩm chất của dầu Thông

thường nồng độ kiềm càng cao thì dùng cho loại dầu có chỉ số acid cao và nhiệt độphải thấp.

- Ngoài ra tốc độ khuấy cũng ảnh hưởng không nhỏ Khi cho NaOH vàokhuấy trộn để tránh hiện tượng kiềm cục bô Nếu tốc độ khuấy cao → hạt xà phòngnhỏ → khó kết lắng → tạo nhũ tương Nếu tốc độ khuấy thấp → trung hòa kém

Tốc độ khuấy :

- Lúc đầu : 40 vòng / phút

- Lúc sau: 20 vòng / phút

 Nhiệt độ nước rửa 80 – 900C

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

 Dầu sau khi rửa phải định tính xà phòng

Bảng 1 Sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục trong trung hòa và rửa

dầu

Nhũ dầu

Nồng độ xút thấp

Lượng xút nhiềuNước rửa nhiều

Xà phòng ít

Ngừng bơm cấp dầuNgừng bơm định lượng NaOH, kiểm tra lại nồng độ

Đóng van hơi dẫn đến thiết bị gtrao đổi nhiệt

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

Kiểm tra lại t0 của dầu (70 – 1100C)Kiểm tra lại t0 nước nóng (70 – 1100C)Dầu lẫn

- Clorofin (diệp lục tố): làm dầu có màu vàng xanh (có nhiều ở hạt chưachín)

- Goxipuapurin và các dẫn xuất của nó: làm cho dầu có màu sẫm và cóđộc tính

Ngoài ra còn có một số hợp chất gây màu khác như dầu màu đen do chứanhiều các hợp chất nhựa, màu đen của hạt bông lag doc ó hợp chất gosipol

2.6.1 Mục đích

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

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

2.6.2 Nguyên tắc

Phương pháp này dựa vào khả năng hấp phụ của các chất có tính hấp phụ bềmặt Sự hấp phụ này có tính chất chọn lọc đối với dầu mỡ là hấp phụ các chất màu.Sau khi hấp phụ xong tiến hành tách chất hấp phụ ra khỏi dầu

2.6.3 Yêu cầu của chất hấp phụ

Các chất hấp phụ thường có cấu tạo xốp ở dạng bột Khi sử dụng chất hấp phụnào đó, cần đảm bảo các yêu cầu sau đây:

- Có khả năng hấp phụ lớn nhất (chỉ dùng một lượng nhỏ nhất mà hiệu quảhấp phụ lớn)

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

- Khi sử dụng không gây ra những biến đổi hóa học và không mang thêmcác mùi vị khác vào 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 thànhhỗn hợp chất hấp phụ, với tác dụng hấp phụ của chúng hiệu quả tẩy màu sẽ tốt hơn

so với sử dụng riêng từng loại

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

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 dần rất lớn (các kênh), bán kính cáckênh này nhỏ bằng phần triệu mm Nếu so sánh với 1g silicagen có diện tích bềmặt khoảng 500m2 thì đây là chất hấp phụ mạnh Nhưng với dầu có lượng nước lớnhơn 0.1% thì sẽ giảm tính hấp phụ của chất tẩy trắng

Than hoạt tính là sản phẩm được sản xuất bằng chưng khô gỗ ở 800 –

10000C

90 – 1000C, lượng chất hấp phụ cho vào khoảng 0.1 – 4% so với lượng dầu

Thời gian tẩy màu khoảng 20 – 30 phút

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

và dầu

Ngoài việc lựa chọn các chất hấp phụ có hoạt tính cao, muốn quá trình hấpphụ tốt, dầu mỡ trước khi tẩy màu cần loại trừ hết các tạp chất, nhất là nước, đồng thờichất tẩy màu cũng phải đảm bảo khô

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

Hình 5 Sơ đồ quy trình công nghệ tẩy màu

2.7 Phương pháp lọc

Mục đích: Phương pháp này tiến hành tách các chất rắn ra khỏi dầu mỡ bằngcác màng lọc, các tạp chất sẽ bám lên bề mặt màng lọc thành lớp bã lọc, và lớp bã lọcnày cũng dần trở thành màng lọc

Để dầu thô được sạch hơn đồng thời cải thiện một phần màu dầu, người ta cóthể cho vào trên màng lọc một lượng vật liệu lọc có thể là than hoạt tính, đất hoạttính hay có thể ghép thêm một lớp giấy lọc để ngăn cản thêm các tạp chất dạng phân

tử rất nhỏ Ngoài ra giấy lọc còn có thể hấp thụ một ít nước và xà phòng giúp dầu lọcxong sẽ trong suốt, không bị vẩn đục Tốc độ lọc sẽ tăng lên khi tăng áp suất lọc vàđường kính lỗ xốp của màng lọc mà chất lỏng đi qua Tốc độ lọc sẽ giảm dần theo sựgia tăng độ nhớt của chất lỏng và chiều dày lớp bã lọc

Thiết bị lọc thường sử dụng là thiết bị lọc khung bản

Cặn đã hấp phụ màu (than + đất + dầu)

KCS kiểm nghiệm

Chất lượng sau tẩy màu

-Dầu trong sáng-AV <= 0.4mg KOH/g

Trộn hỗn hợp

Dầu đã tẩy

Khử mùi

Hydro hóa

Hút chân không

Quậy 20 – 30’giải nhiệt

Than hoạt tính

(0,2 – 1%)

Đất hoạt tính

(0,2 – 1%)

(15 – 20%)đưa dầu về để trộnThan và đất cho mẻ kế tiếp