đồ án thiết kế phân xưởng sản xuất dầu đậu nành tinh luyện

Mặt hàng dầu tinh luyện đang ngày càng có nhiều chủng loại phong phú, đa dạng và ngày càng được cải tiến về mặt chất lượng như dầu nành tinh luyện, dầu dừa tinh luyện, dầu cọ tinh luyện…Trong đó đậu nành là loại cây có dầu đứng đầu về sản lượng thế giới, hàm lượng dầu trong hạt từ 1225%, trong dầu đậu nành có nhiều lơxitin có nhiều giá trị dinh dưỡng, do đó dầu đậu nành được ứng dụng nhiều trong sản xuất kẹo bánh, bánh mì, magarin... Hơn nữa trong dầu đậu nành có nhiều lecinthin có tác dụng làm cơ thể trẻ lâu, tăng trí nhớ, tái sinh mô, tăng sức đề kháng…Theo báo cáo của Cục xúc tiến thương mại, năm 2013 Việt Nam nhập khẩu khoảng 710 nghìn tấn dầu thực vật thô và tinh luyện để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu; trong đó lượng dầu thực vật tinh luyện nhập khẩu là 613 nghìn tấn 3. Qua những con số báo cáo trên ta có thể thấy được rằng sản phẩm dầu nành tinh luyện vẫn chưa đáp ứng đầy đủ nhu cầu trong nước. Hơn nữa dầu nành tinh luyện là nguồn chất béo chứa nhiều axit béo thiết yếu và đặc biệt không chứa cholesterol nên hiện nay đang được khuyến cáo sử dụng thay thế cho các loại mỡ động vật, ngoài ra dầu đậu nành có giá thành tương đối có thể chấp nhận được so với kinh tế của nhiều tầng lớp trong xã hội.

Họ tên sinh viên: VÕ BÍCH NGÂN Số thẻ sinh viên: 107120141

Lớp: 12H2 Khoa: HÓA Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

1 Tên đề tài đồ án:

Thiết kế nhà máy sản xuất Dầu Nành Tinh Luyện năng suất 64 tấn hạt khô/ngày

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

- Nguyên liệu: hạt khô độ ẩm 14%

- Năng suất: 64 tấn hạt khô/ngày

- Hàm lượng nhân: 92% so với lượng quả

- Hàm lượng dầu của nhân: 22% so với hàm lượng chất khô

- Độ ẩm bột nghiền: 12%

- Độ ẩm bột sau chưng: 14%

- Độ ẩm của bột sau khi sấy lần 1: 6%

- Độ ẩm của bột sau khi sấy lần 2: 9%

- Hàm lượng dầu trong khô dầu 1: 18%

- Độ ẩm của dầu sau khi sấy: 0,2%

- Độ ẩm của dầu sau khi ép: 1%

- Chỉ số acid của dầu thô: 8 mg KOH/l

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Tính hơi – nước – nhiên liệu

- Kiểm tra công nghệ sản xuất dầu thực vật

- An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp

- Tài liệu tham khảo

5 Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

- Bản vẽ dây chuyền công nghệ sản xuất (Ao)

- Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (Ao)

- Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (Ao)

- Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy (Ao)

- Bản vẽ đường ống hơi – nước (Ao)

6 Họ tên người hướng dẫn: TS.NGUYỄN THỊ TRÚC LOAN

7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 19 / 1 /2017

8 Ngày hoàn thành đồ án: 9 / 5 /2017

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017

Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn

PGS.TS.ĐẶNG MINH NHẬT TS.NGUYỄN THỊ TRÚC LOAN

Được sự phân công của khoa Hóa, bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, trường ĐạiHọc Bách Khoa Đà Nẵng và sự đồng ý của Cô giáo hướng dẫn TS.Nguyễn Thị TrúcLoan tôi đã thực hiện đề tài “ Thiết kế nhà máy sản xuất dầu nành tinh luyện năng suất

64 tấn hạt khô/ngày”

Để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này, tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo

bộ môn đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tạitrường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng

Tôi xin chân thành cảm ơn Cô giáo hướng dẫn TS.Nguyễn Thị Trúc Loan đã tậntình chu đáo hướng dẫn em trong suốt thời gian qua, để tôi có thể thực hiện tốt đề tàitốt nghiệp này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng rất nhiều để thực hiện đề tài này một cách hoànchỉnh nhất, song do kiến thực hạn hẹp, thời gian tương đối nên vẫn còn nhiều thiếu sótnên kết quả không được tốt, tôi rất mong được sự góp ý của quý Thầy, Cô giáo để đềtài được hoàn chỉnh hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017

Sinh

CAM ĐOAN

i

tìm hiểu từ các số liệu thực tế và được thực hiện theo đúng sự chỉ dẫn của giáo viênhướng dẫn Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn từ các nguồn tàiliệu nằm trong danh mục tài liệu tham khảo.

Sinh viên thực hiện

ii

Bảng 2.1: Sản lượng đậu nành [3] 5 vi

Bảng 2.2 Thành phần hoá học của hạt đậu nành 7 vi

Bảng 2.3 Thành phần carbohydrate 8 vi

Bảng 2.4 Thành phần axit amin trong đậu nành 8 vi

Bảng 2.5 Thành phần chất khoáng và thành phần tro trong hạt đậu nành 9 vi

Bảng 2.6 Thành phần vitamin trong hạt đậu nành 9 vi

Bảng 2.7 Sản lượng dầu nành thô trong nước của Việt Nam 13 vi

Bảng 2.8: Hàm lượng các kim loại cho phép 15 vi

Bảng 2.9: Tiêu chuẩn của phẩm màu [11] 15 vi

Bảng 2.10: Tiêu chuẩn của các chất chống oxy hóa 15 vi

Bảng 2.11: Tiêu chuẩn các chất nhiễm bẩn 15 vi

Bảng 3.1 : Độ ẩm của bột đậu nành trong quá trình chưng sấy 27 vi

Bảng 4.1 Biểu đồ thời gian sản xuất trong năm 38 vi

Bảng 4.2: Mức hao hụt ở các công đoạn tính theo % so với khối lượng 39 vi

Bảng 4.3 Bảng tổng kết công đoạn chiết chai 47 vi

Bảng 4.4 Tổng kết cân bằng vật chất của quá trình sản xuất dầu tinh luyện 48 vi

Bảng 5.1: Thông số máy làm sạch 50 vi

Bảng 5.2 Thông số máy rửa băng chuyền 51 vi

Bảng 5.3: Thông số máy nghiền trục 51 vi

Bảng 5.4: Thông số kĩ thuật nồi chưng sấy 52 vi

Bảng 5.5: Thông số máy ép 53 vi

Bảng 5.6: Thông số kĩ thuật máy nghiền búa 53 vi

Bảng 5.7: Thông số thiết bị gia nhiệt 56 vi

Bảng 5.8: Thông số kĩ thuật bồn chứa 58 vi

Bảng 5.9: Thông số kĩ thuật máy lọc 58 vi

Bảng 5.10: Thông số thiết bị tẩy màu 63 vi

Bảng 5.11: Thông số thiết bị lọc 64 vi

Bảng 5.12: Thông số máy chiết rót 66 vi

Bảng 5.13: Thông số kĩ thuật máy dán nhãn 68 vi

iii

Bảng 5.15: Thông số gàu tải 74 vii

Bảng 5.16: Thông số băng tải 74 vii

Bảng 5.17: Thông số kĩ thuật vít tải 74 vii

Bảng 5.18: Thông số kĩ thuật vít tải 75 vii

Bảng 5.19: Tổng kết tính và chọn thiết bị 75 vii

Bảng 6.1 : Tổng kết cân bằng nhiệt 95 vii

Bảng 7.1- Bảng tổng kết nhân viên làm việc theo giờ hành chính 97 vii

Bảng 7.2: Bảng tính nhà hành chính 101 vii

Bảng 7.3: Bảng tổng kết các công trình xây dựng 103 vii

Bảng 8.1: Thông số kĩ thuật lò hơi 105 vii

Bảng 9.1: Thông số pha nước cất và dung dịch I2 tiêu chuẩn 109 vii

Bảng 9.2: Thông số xác định chỉ số iot 111 vii

Hình 2.1 Cây đậu nành 5 vii

Hình 2.2 Các sản phẩm từ đậu nành 7 vii

Hình 2.3 Dầu đậu tương thô 12 vii

Hình 2.4 Khô dầu đậu nành 13 vii

Hình 2.5 Dầu nành tinh luyện 14 vii

Hình 3.1: Máy làm sạch 23 vii

Hình 3.2: Sơ đồ qui trình sản xuất dầu thô 24 vii

Hình 3.3: Máy nghiền búa 25 vii

Hình 3.4: Nồi chưng sấy 27 vii

Hình 3.5: Máy ép trục vít 28 vii

Hình 3.6: Máy nghiền trục 29 vii

Hình 3.7: Máy trích ly 30 vii

Hình 3.8: Sơ đồ tinh luyện dầu nành 31 vii

Hình 3.9: Thiết bị lắng 32 vii

Hình 3.10: Thiết bị gia nhiệt 33 vii

Hình 3.11 : Thiết bị lọc khung bản 33 vii

Hình 3.12: Thiết bị trung hòa 34 viii

Hình 3.13: Thiết bị rửa và sấy dầu 35 viii

iv

Hình 3.15: Thiết bị tẩy mùi 37 viii

HHình 5.1: Sàng rung 51 viii

Hình 5.2 Máy rửa nguyên liệu 51 viii

Hình 5.3 Máy nghiền đôi trục 52 viii

Hình 5.4 Nồi chưng sấy [2] 52 viii

Hình 5.5 Máy ép sơ bộ 53 viii

Hình 5.6 Máy nghiền búa 54 viii

Hình 5.7: Thiết bị lắng 55 viii

Hình 5.8 Thiết bị gia nhiệt 56 viii

Hình 5.9 Bồn chứa dầu 58 viii

Hình 5.11 Thiết bị thủy hóa, trung hòa 61 viii

Hình 5.12 Thiết bị sấy tầng sôi 63 viii

Hình 5.13 Sơ đồ máy tẩy màu dầu 63 viii

Hình 5.14 Thiết bị loc khung bản 64 viii

Hình 5.15 Thiết bị khử mùi 66 viii

Hình 5.16 Thiết bị chiết rót tự động [14] 67 viii

Chọn đường kính thiết bị D = 0,5(m) Hình 5.17 Thùng chứa 68 viii

Hình 5.18 Thùng chứa nước muối 70 viii

Hình 5.19: Gàu tải 74 viii

Hình 5.20: Băng tải 74 viii

Hình 7.1: Sơ đồ tổ chức nhà máy 96 viii

2.6 Các quá trình chính trong thu dầu thô và tinh luyện dầu nành 16

CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 23

3.1 Chọn qui trình công nghệ 23

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ

v

Bảng 2.1: Sản lượng đậu nành [3] 5

Bảng 2.2 Thành phần hoá học của hạt đậu nành 7

Bảng 2.3 Thành phần carbohydrate 8

Bảng 2.4 Thành phần axit amin trong đậu nành 8

Bảng 2.5 Thành phần chất khoáng và thành phần tro trong hạt đậu nành 9

Bảng 2.6 Thành phần vitamin trong hạt đậu nành 9

Bảng 2.7 Sản lượng dầu nành thô trong nước của Việt Nam 13

Bảng 2.8: Hàm lượng các kim loại cho phép 15

Bảng 2.9: Tiêu chuẩn của phẩm màu [11] 15

Bảng 2.10: Tiêu chuẩn của các chất chống oxy hóa 15

Bảng 2.11: Tiêu chuẩn các chất nhiễm bẩn 15

Bảng 3.1 : Độ ẩm của bột đậu nành trong quá trình chưng sấy 27

Bảng 4.1 Biểu đồ thời gian sản xuất trong năm 38

Bảng 4.2: Mức hao hụt ở các công đoạn tính theo % so với khối lượng 39

Bảng 4.3 Bảng tổng kết công đoạn chiết chai 47

Bảng 4.4 Tổng kết cân bằng vật chất của quá trình sản xuất dầu tinh luyện 48

Bảng 5.1: Thông số máy làm sạch 50

Bảng 5.2 Thông số máy rửa băng chuyền 51

Bảng 5.3: Thông số máy nghiền trục 51

Bảng 5.4: Thông số kĩ thuật nồi chưng sấy 52

Bảng 5.5: Thông số máy ép 53

Bảng 5.6: Thông số kĩ thuật máy nghiền búa 53

Bảng 5.7: Thông số thiết bị gia nhiệt 56

Bảng 5.8: Thông số kĩ thuật bồn chứa 58

Bảng 5.9: Thông số kĩ thuật máy lọc 58

Bảng 5.10: Thông số thiết bị tẩy màu 63

Bảng 5.11: Thông số thiết bị lọc 64

Bảng 5.12: Thông số máy chiết rót 66

Bảng 5.13: Thông số kĩ thuật máy dán nhãn 68

vi

Bảng 5.15: Thông số gàu tải 74

Bảng 5.16: Thông số băng tải 74

Bảng 5.17: Thông số kĩ thuật vít tải 74

Bảng 5.18: Thông số kĩ thuật vít tải 75

Bảng 5.19: Tổng kết tính và chọn thiết bị 75

Bảng 6.1 : Tổng kết cân bằng nhiệt 95

Bảng 7.1- Bảng tổng kết nhân viên làm việc theo giờ hành chính 97

Bảng 7.2: Bảng tính nhà hành chính 101

Bảng 7.3: Bảng tổng kết các công trình xây dựng 103

Bảng 8.1: Thông số kĩ thuật lò hơi 105

Bảng 9.1: Thông số pha nước cất và dung dịch I2 tiêu chuẩn 109

Bảng 9.2: Thông số xác định chỉ số iot 111

2.Danh mục hình Hình 2.1 Cây đậu nành 5

Hình 2.2 Các sản phẩm từ đậu nành 7

Hình 2.3 Dầu đậu tương thô 12

Hình 2.4 Khô dầu đậu nành 13

Hình 2.5 Dầu nành tinh luyện 14

Hình 3.1: Máy làm sạch 23

Hình 3.2: Sơ đồ qui trình sản xuất dầu thô 24

Hình 3.3: Máy nghiền búa 25

Hình 3.4: Nồi chưng sấy 27

Hình 3.5: Máy ép trục vít 28

Hình 3.6: Máy nghiền trục 29

Hình 3.7: Máy trích ly 30

Hình 3.8: Sơ đồ tinh luyện dầu nành 31

Hình 3.9: Thiết bị lắng 32

Hình 3.10: Thiết bị gia nhiệt 33

Hình 3.11 : Thiết bị lọc khung bản 33

vii

Hình 3.13: Thiết bị rửa và sấy dầu 35

Hình 3.14: Thiết bị tẩy màu 36

Hình 3.15: Thiết bị tẩy mùi 37

HHình 5.1: Sàng rung 51

Hình 5.2 Máy rửa nguyên liệu 51

Hình 5.3 Máy nghiền đôi trục 52

Hình 5.4 Nồi chưng sấy [2] 52

Hình 5.5 Máy ép sơ bộ 53

Hình 5.6 Máy nghiền búa 54

Hình 5.7: Thiết bị lắng 55

Hình 5.8 Thiết bị gia nhiệt 56

Hình 5.9 Bồn chứa dầu 58

Hình 5.11 Thiết bị thủy hóa, trung hòa 61

Hình 5.12 Thiết bị sấy tầng sôi 63

Hình 5.13 Sơ đồ máy tẩy màu dầu 63

Hình 5.14 Thiết bị loc khung bản 64

Hình 5.15 Thiết bị khử mùi 66

Hình 5.16 Thiết bị chiết rót tự động [14] 67

Chọn đường kính thiết bị D = 0,5(m) Hình 5.17 Thùng chứa 68

Hình 5.18 Thùng chứa nước muối 70

Hình 5.19: Gàu tải 74

Hình 5.20: Băng tải 74

Hình 7.1: Sơ đồ tổ chức nhà máy 96

viii

MỞ ĐẦU

Dầu tinh luyện là sản phẩm hết sức quen thuộc với con người, là nguồn thựcphẩm cung cấp một phần năng lượng cho cơ thể và góp phần làm tăng hương vị củacác loại thực phẩm khác Trong đời sống hằng ngày ta có thể dễ dàng nhận thấy sự cómặt của dầu tinh luyện trong mỗi căn bếp, mỗi hộ gia đình

Mặt hàng dầu tinh luyện đang ngày càng có nhiều chủng loại phong phú, đa dạng

và ngày càng được cải tiến về mặt chất lượng như dầu nành tinh luyện, dầu dừa tinhluyện, dầu cọ tinh luyện…Trong đó đậu nành là loại cây có dầu đứng đầu về sản lượngthế giới, hàm lượng dầu trong hạt từ 12-25%, trong dầu đậu nành có nhiều lơxitin cónhiều giá trị dinh dưỡng, do đó dầu đậu nành được ứng dụng nhiều trong sản xuất kẹobánh, bánh mì, magarin Hơn nữa trong dầu đậu nành có nhiều lecinthin có tác dụnglàm cơ thể trẻ lâu, tăng trí nhớ, tái sinh mô, tăng sức đề kháng…Theo báo cáo của Cụcxúc tiến thương mại, năm 2013 Việt Nam nhập khẩu khoảng 710 nghìn tấn dầu thựcvật thô và tinh luyện để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu; trong đólượng dầu thực vật tinh luyện nhập khẩu là 613 nghìn tấn [3] Qua những con số báocáo trên ta có thể thấy được rằng sản phẩm dầu nành tinh luyện vẫn chưa đáp ứng đầy

đủ nhu cầu trong nước Hơn nữa dầu nành tinh luyện là nguồn chất béo chứa nhiềuaxit béo thiết yếu và đặc biệt không chứa cholesterol nên hiện nay đang được khuyếncáo sử dụng thay thế cho các loại mỡ động vật, ngoài ra dầu đậu nành có giá thànhtương đối có thể chấp nhận được so với kinh tế của nhiều tầng lớp trong xã hội

Đê góp phần tăng thêm sức mạnh cạnh tranh của ngành công nghiệp sản xuất dầunành tinh luyện Việt Nam, việc xây dựng thêm các nhà máy sản xuất dầu nành tinhluyện là điều khá cần thiết và phù hợp Thông qua những vấn đề trên chúng ta cầnnghiên cứu và thiết kế một phân xưởng sản xuất, nghiên cứu tìm ra được một qui trìnhcông nghệ sản xuất dầu để có thể đem lại nguồn lợi kinh tế cho đất nước và sức khỏeđời sống con người Không những thế thông qua đồ án tốt nghiệp này chúng ta có thểrèn luyện thêm được nhiều kĩ năng: biết cách thiết kế, đọc hiểu bản vẽ, đọc hiểu quitrình, biết cách điều chỉnh và lựa chọn thông số kĩ thuật và thiết bị phù hợp và quantrọng là chuẩn bị cho mình một hành trang để làm điểm tựa sau khi tốt nghiệp

Chính vì vậy mà trong đồ án tốt nghiệp này, tôi được phân công thực hiện đề tài :

Thiết kế nhà máy sản xuất dầu nành tinh luyện với năng suất 64 tấn hạt khô trên một ngày”.

SVTH: Võ Bích Ngân GVHD: Nguyễn Thị Trúc Loan 1

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ

Đồng Nai là tỉnh thuộc vùng Đông Nam Bộ, đây là tỉnh có dân số đông thứ nhìmiền nam (sau thành phố Hồ Chí Minh) có diện tích lớn thứ nhì ở miền đông (sau tỉnhBình Phước) và thứ ba ở miền nam (sau tỉnh Bình Phước và tỉnh Kiên Giang) Tỉnhđược xem là một tỉnh cửa ngõ đi vào vùng kinh tế Đông Nam Bộ - vùng kinh tế pháttriển và năng động nhất cả nước Đồng thời, Đồng Nai là một trong ba góc nhọn củatam giác phát triển thành phố Hồ Chí Minh – Bình Dương – Đồng Nai Hơn nữa ĐồngNai là một trong những tỉnh đứng đầu về sản lượng đậu nành trên cả nước Chính vìnhững thuận lợi trên nên việc chọn tỉnh Đông Nai để xây dựng nhà máy sản xuất dầunành tinh luyện là việc rất hợp lý và cần thiết Qua khảo sát thì huyện Long Khánh tỉnhĐồng Nai có đầy đủ các điều kiên thuận lợi đê xây dựng một nhà máy sản xuất dầunành tinh luyện

1.1 Đặc điểm tự nhiên

Nhà máy được đặt trên địa thị xã Long Khánh thuộc huyện Long Khánh, có diệntích rộng, bằng phẳng thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy sản xuất dầu nành tinhluyện Huyện Long Thành có những lợi thế so sánh về mạng lưới giao thông trên địabàn huyện gồm đường bộ - đường sắt – đường thủy – hàng không Hệ thống đườnggiao thông do trung ương đầu tư gồm các tuyến đường cao tốc đi qua địa bàn LongKhánh gồm: tuyến đường cao tốc Biên Hòa – Vũng Tàu; tuyến đường cao tốc Tp HồChí Minh – Long Thành – Dầu Giây; tuyến đường cao tốc Bến Lức – Nhơn Trạch –Long Thành

Khí hậu Đồng Nai là khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa tương phản nhau

là mùa khô và mùa mưa Mùa khô thường bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4 nămsau, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 Khoảng kết thúc mùa mưa dao động từđầu tháng 10 đến tháng 12 Nhiệt độ trung bình năm 25 – 27oC, số giờ nắng trong năm2.500 – 2.700 giờ, độ ẩm trung bình 80 – 82%, hướng gió chính của tỉnh Đồng Nai làhướng Đông Nam – Tây Bắc

1.2 Vùng nguyên liệu

của huyện Long Khánh là 444 ha, năng suất 11,9 tạ/ha, sản lượng là 530 tấn, là mộtcon số rất ấn tượng [12] Bên cạnh đó, Đồng Nai còn là một tỉnh có nhiều huyện trồngđậu nành như: Định Quán, Thống Nhất, Tân Phú, Xuân Lộc, Vĩnh Cửu…đó là nhữnghuyện có thể cung cấp nhiều đậu nành cho nhà máy

Ngoài ra tỉnh Đồng Nai còn giáp với vùng kinh tế Tây Nguyên là một nơi sảnlượng đậu nành cũng tương đối cao nên nhà máy có thể thu mua thêm nguyên liệu ởđây để phục vụ cho việc sản xuất Khi xây dựng nhà máy để có nguyên liệu cho việcsản xuất thuận lợi ta cần mở rộng thêm vùng nguyên liệu bằng cách đầu tư vốn chongười nông dân, khuyến khích dùng giống mới đạt năng suất cao và mở rộng ra vùngnguyên liệu.

1.3 Hợp tác hóa và liên hiệp hóa

Nhà máy sản xuất dầu nành tinh luyện sẽ là nguồn cung cấp nguyên liệu chocác nhà máy sản xuất bánh kẹo, thực phẩm thuộc khu công nghiệp Biên Hòa, BìnhDương và phân phối cho thành phố lớn và đông dân là Hồ Chí Minh…Việc liên kếtvới các nhà máy giúp cho sản phẩm được tiêu thu nhanh hơn, đảm bảo cho quá trìnhđược sản xuất liên tục Ngoài ra để đạt được hiệu quả kinh tế cao thì bả đậu nành sẽđược sử dụng triệt để, bã đậu nành sẽ được sử dụng để chế biến thức ăn gia súc, phânbón…

1.4 Nguồn cung cấp điện

Nguồn cung cấp điện cho nhà máy chủ yếu lấy từ tuabin hơi của nhà máy khihoạt động, hiệu điện thế sử dụng là 220/380 V Ngoài ra nhà máy còn sử dụng nguồnđiện do sở điện lực Đồng Nai cung cấp từ mạng lưới điện quốc gia 500 KV được hạthế xuống 220/380 V để sử dụng khi khởi động máy và sinh hoạt, chiếu sáng…

1.5 Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lí nước

nguyên liệu, rửa bả, làm nguội nguyên liệu, sinh hoạt…Tùy vào mục đích sử dụng mà

ta phải xử lí theo các chỉ tiêu khác nhau về hóa học, lý học, sinh học nhất định

Nguồn cung cấp nước cho nhà máy được lấy chủ yếu từ hệ thống sông Đồng Nai, hệthống nước ngầm…vì vậy nước cần phải được xử lý trước khi đưa vào sản xuất

1.6 Thoát nước

quan tâm triệt để Nước thải của nhà máy là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật pháttriển, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng tới sức khỏe của công nhân và vùng dân

cư lân cân Vì vậy nước thải cần được xử lí đạt yêu cầu trước khi đổ ra sông

1.7 Giao thông vận tải

Giao thông vận tải đóng vai trò quan trọng đối với nhà máy Nhà máy phải vậnchuyển khối lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu về nhà máy cũng như vận chuyển sảnphẩm và phụ phẩm đến nơi tiêu thụ Nằm ở phía đông của tỉnh Đồng Nai, dọc trênQuốc lộ 1A cửa ngõ vào thành phố Hồ Chí Minh Đây cũng là địa phương có dự ánĐường cao tốc Phan Thiết – Dâu Giây đi qua đang được xây dựng

Long khánh là nơi tập trung dân cư tương đối đông với số dân là 181000người/km2 [12] Trình độ văn hóa hầu hết đã tốt nghiệp Trung học cơ sở, Trung họcphổ thông nên nếu được đào tạo sẽ nhanh chóng nắm bắt được công nghệ và làm việctốt Nếu nhà máy được xây dựng sẽ giải quyết nguồn lao động trong khu vực, giúp tỉnhnhà phát triển.

Đội ngũ cán bộ kĩ thuật, quản lý được đào tạo tại các trường đại học lớn ở thành phố

Hồ Chí Minh, đại học Đồng Nai, các trường cao đẳng kĩ thuật thuộc thành phố BiênHòa Như vậy đội ngũ cán bộ, công nhân phục vụ nhà máy là những người đã qua đàotạo và đủ nghiệp vụ lãnh đạo

2.1 Giới thiệu về cây đậu nành (đậu tương)

Hình 2.1 Cây đậu nành

+ Nguồn gốc

Đậu nành là một trong những loại cây trồng mà loài người đã biết sử dụng vàtrồng trọt từ lâu đời, vì vậy nguồn gốc của cây đậu nành cũng sớm được xác minh.Những bằng chứng về lịch sử, địa lý và khảo cổ học đều công nhận rằng đậu nành cónguyên sản ở châu Á và có nguồn gốc từ Trung Quốc Cây đậu nành được thuần hoá ởTrung Quốc qua nhiều triều đại tiền phong kiến và được đưa vào trồng trọt và khảo sát

có thể trong triều đại Shang (năm 1700-1100 B.C) trước công nguyên [6]

+ Phân loại

Đậu nành thuộc chi Glycine, họ đậu Leguminosae, họ phụ cánh bướm

Papilionoideae và bộ Phaseoleae Theo hệ thống này ngoài chi Glycine còn có thêm

chi phụ Soja Chi Glycine được chia ra thành 7 loài hoang dại lâu năm, và chi phụ Soja được chia ra làm 2 loài: loài đậu nành trồng Gtycine (L) Merr và loài hoang dại hàng năm G Soja Sieb và Zucc.

Tên khoa học của cây đậu nành là Glycine max L.Merr, thuộc họ đậu (Fabaceae).Đậu nành là cây thân nhỏ, thuộc loại cây ngắn ngày Quả giáp, mỗi quả từ 2 ÷ 3 hạt.Quả đậu nành thẳng hoặc hơi cong, có màu vàng trắng hoặc vàng sẫm, nâu hoặc đen.Tuỳ theo giống, hình dạng của hạt có thể biến đổi từ hình cầu, dẹt, dài và hầu hết làhình ovan Có khoảng từ 2 ÷ 20 quả ở mỗi chùm hoa và tới 400 quả trên một cây

Ở Việt Nam, đậu nành trồng nhiều ở Hà Bắc, Cao Bằng, Hà Tây, Đồng Nai, ĐồngTháp, An Giang…

Đậu nành là cây lấy hạt, lấy dầu quan trọng của thế giới, đậu nành trồng nhiều nhất ở

Mỹ, Trung Quốc, Brazil Ở Việt Nam sản lượng đậu nành hằng năm 100.000-125.000tấn, năng suất 9,5-10 ta/ha (niên giám thống kê 1995)

Bảng 2.1: Sản lượng đậu nành [3]

2011 2012 2013 2014 2015Diện tích

Nguổn: Tổng cục thống kê Việt Nam (GSO), Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn,

*số liệu dự báo của USDA.

+ Giá trị kinh tế của cây đậu nành [6]

- Giá trị về mặt thực phẩm

Hạt đậu nành có thành phần dinh dưỡng cao, hàm lượng prôtein trung bình khoảng

từ 35,5 - 40% Hạt đậu nành là loại thực phẩm duy nhất mà giá trị của nó được đánhgiá đồng thời cả prôtit và lipit Prôtein của đậu nành có phẩm chất tốt nhất trong số cácprôtein có nguồn gốc thực vật Hàm lượng prôtein trong hạt đậu nành cao hơn cả hàmlượng prôtein có trong cá, thịt và cao gấp 2 lần so với các loại đậu đỗ khác

Hạt đậu nành có chứa hàm lượng dầu béo cao hơn các loại đậu đỗ khác nên đượccoi là cây cung cấp dầu thực vật quan trọng Lipit của đậu nành chứa một tỉ lệ cao cácaxít béo chưa no (khoảng 60-70%) có hệ số đồng hoá cao, mùi vị thơm như axit linolicchiếm 52-65%, oleic từ 25-36%, linolenic khoảng 2-3% (Ngô Thê Dân và cs, 1999) Trong hạt đậu nành có khá nhiều loại vitamin, đặc biệt là hàm lượng vitamin B1 vàB2 ngoài ra còn có các loại vitamin PP, A, E, K, D, C,v.v Đặc biệt trong hạt đậutương đang nảy mầm hàm lượng vitamin tăng lên nhiều, đặc biệt là vitamin C, ngoài racòn có các thành phần khác như: vitamin PP, và nhiều chất khoáng khác như Ca, P, Fev.v Chính vì thành phần dinh dưỡng cao như vậy nên đậu nành có khả năng cung cấpnăng lượng khá cao khoảng 4700 cal/kg (Nguyễn Danh Đông, 1982)

Hiện nay, từ hạt đậu nành đã chế biến ra được trên 600 sản phẩm khác nhau, trong

đó có hơn 300 loại làm thực phẩm được chế biến bằng cả phương pháp cổ truyền, thủcông và hiện đại dưới dạng tươi, khô và lên men

+ Các sản phẩm không lên men như: sữa đậu nành, đậu hũ, tàu hũ, giá…

+ Các sản phẩm lên men như: nước tương, chao, miso, natto, tempeh…

- Giá trị về nông nghiệp

Làm thức ăn cho gia súc: Đậu nành là nguồn thức ăn tốt cho gia súc, 1 kg hạt đậu

nành tương ứng với 1,38 đơn vị thức ăn chăn nuôi Toàn cây đậu nành (thân, lá, quả,hạt) có hàm lượng đạm khá cao cho nên các sản phẩm phụ như thân lá tươi có thể làm

thức ăn cho gia súc rất tốt Sản phẩm phụ công nghiệp như khô dầu có thành phầndưỡng khá cao: N: 6,2%, P2O5: 0,7%, K2O: 2,4%, vì thế làm thức ăn cho gia súc rất tốt(Ngô Thế Dân và cs, 1999) [6].

Hình 2.2 Các sản phẩm từ đậu nành

Cải tạo đất: Đậu nành là cây luân canh cải tạo đất tốt 1 ha trồng đậu nành nếu sinh

trưởng phát triển tốt để lại trong đất từ 30-60 kg N (Phạm Gia Thiều, 2000) Trong hệthống luân canh, nếu bố trí cây đậu nành vào cơ cấu cây trồng hợp lý sẽ có tác dụng tốtđối với cây trồng sau, Thân lá đậu nành dùng bón ruộng thay phân hữu cơ rất tốt bởihàm lượng N trong thân chiếm 0,05%, trong lá: 0,19% (Nguyễn Danh Đông, 1982)

2.2 Thành phần hóa học của đậu nành

Bảng 2.2 Thành phần hoá học của hạt đậu nànhThành phần Tỉ lệ Protein (%) Lipid (%) Carbohydrate (%) Tro (%)

Các Carbohydrate trong hạt đậu nành thường có: Các polysacharide không hoàtan như hemixenlulose, các pectin, xenlulose, và các oligosaccarit như hexose,saccose, rafinose

Cacbohydrate (kể cả xơ) chiếm khoảng 35% hạt đậu nành

Bảng 2.3 Thành phần carbohydrate

- Protein và các axit amin

Trong thành phần hoá học của đậu nành, thành phần protein chiếm một tỷ lượngrất lớn Thàn phần axit amin trong protein của đậu nành ngoài methionin và tryptophancòn có các axit amin khác với số lượng khá cao tương đương lượng axit amin có trongthịt Trong protein của đậu nành, globulin chiếm 85 - 95 %, ngoài ra còn có một lượngnhỏ albumin, một lượng không đáng kể gliadin và glutelin [16]

Về giá trị, protein đậu nành đứng hàng đầu về đạm có nguồn gốc từ thực vật vàkhông những về hàm lượng protein cao mà cả về chất lượng protein Protein đậu nành

dễ tan trong nước và chứa nhiều acid amin không thay thế như : Lysin, Tryptophan

- Lipid

Chất béo trong đậu nành dao động từ 13,5 – 24 %, trung bình 18 % Chất béo đặctrưng chứa khoảng 6,4 - 15,1 % axit béo no (axit stearic, axit archidonic) và 80 – 93,6

% axit béo không no (axit linolenic, axit oleic )

Trong dầu nành còn chứa một lượng nhỏ phosphatid, đặc biệt nhiều lecinthin cótác dụng làm cơ thể trẻ lâu, tăng trí nhớ, tái sinh mô, cứng xương, tăng sức đề kháng

Bảng 2.4 Thành phần axit amin trong đậu nành

Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng chất khô của hạt đậu nành.Trong đó đáng chú ý nhất là Ca, P, Mn, Zn và Fe, thành phần chất khoáng và tro đượcthể hiện ở bảng 2.5

Bảng 2.5 Thành phần chất khoáng và thành phần tro trong hạt đậu nành

Chất khoáng Hàm lượng (mg) Thành phần tro Hàm lượng %

Bảng 2.6 Thành phần vitamin trong hạt đậu nành

Thiamine (B1) 11 ÷ 17,5 µg/g Acid folic (M) 1,9 µg/g

Riboflavin (B2) 3,4 ÷ 3,6 µg/g Inositol (B8) 2300 µg/g

Niacin (B3) 21,4 ÷ 23 µg/g Carotene 0,18 ÷ 3,42 µg/g

Pyridoxine (B6) 7,1 ÷ 12 µg/g Vitamin E 1,4 µg/g

Biotin (B7) 0,8 µg/g Vitamin K 1,9 µg/g

+ Một số enzym trong đậu nành

Trong quá trình công nghệ sản xuất dầu thực vật những enzym sau đây có ýnghĩa rất quan trọng:

- Lypase: thuỷ phân glycerit thành glycerin và axit béo.

- Phospholipase: thuỷ phân mối liên kết este của photpholipid.

- Amylase: thuỷ phân tinh bột, β – amylase tồn tại trong đậu nành với số lượng khá

lớn

- Lypoxynase: xúc tác phản ứng chuyển H2 trong axit béo

- Urease: có tác dụng chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua màng ruột và làm giảm

chất lượng khô dầu do đó không nên ăn đậu tương sống

2.3 Quá trình tạo thành dầu trong hạt đậu nành

Quá trình tạo thành dầu xảy ra khi hạt chín, các hợp chất vô cơ và hữu cơ trongthiên nhiên được chuyển vào hạt từ các phần xanh của cây qua hiện tượng quang hợpcủa lá hay là chuyển qua rễ và biến thành các chất dự trữ hạt Các chất dự trữ này chủyếu là tinh bột Khi hạt chín hàm lượng tinh bột giảm dần và hàm lượng dầu tăng Ởgiai đoạn đầu khi hạt chín thì dầu chủ yếu của hạt là các axit béo tự do Sau đó, axitbéo tự do giảm dần và hàm lượng triglyxerit tăng lên Quá trình này xảy ra theo 3 giaiđoạn [2, tr 27].

• Glyxerin kết hợp với một axit béo tạo monoglyxerit

2.4 Sản phẩm dầu thô đậu nành

Dầu thô là bán thành phẩm thu được từ nguyên liệu là hạt đậu nành qua quá trình

ép hoặc trích ly

Dầu thô là nguyên liệu mới chỉ qua làm sạch sơ bộ lọc cặn tạp, ngoài thành phần chính là glycerit còn có lẫn các thành phần hòa tan khác nhau có thể gọi là tạp chất

2.4.1 Thành phần hóa học của dầu thô đậu nành

+ Triglyxerit: Là thành phần chiếm chủ yếu trong dầu, chiếm hơn 90 % trong dầu thô

este của rượu 3 chức glicerin và axit béo Triglyxerit dạng hóa học tinh khiết không màu,không mùi không vị ở nhiệt độ trên 240 – 250 °C, triglyxerit mới bị phân hủy thành cácsản phẩm bay hơi [16]

- Glicerin: chiếm 10 % khối lượng hợp chất glixerit.

- Axit béo: Chiếm 90 % khối lượng trong hợp chất glyxerit, tính chất vật lý hóa học

của axit béo do nối đôi và số nguyên tử cacbon tạo ra, trong dầu thô đậu nành chủ yếu

là các axit béo không bão hòa

+ Các thành phần khác:

- Photpholipit: Là dẫn xuất của glyxerit Phospholipit chiếm 0.5 – 0.9 % trong dầu

thô Hàm lượng phospholipit càng nhiều chất lượng dầu càng giảm

- Axit béo tự do: chiếm khoảng 1.2 – 3 %

- Sáp: Là este của các axit béo có mạch cacbon dài và rượu đơn hoặc đa chức sáp

nằm trên các mô bì của hạt, nó có trong thành phần tế bào của chúng tạo vai tró bảo vệ

mô thực vật Sáp rất trơ hóa học, không bị tách thành cặn mà tạo thành các màng cáchạt lơ lửng làm giảm hình thức của dầu Sáp không tan trong nước mà tạo thành nhũtương trong nước, tan trong rượu…là thành phần không tốt trong quá trình chế biến

- Sterols: Chiếm 1-2% khối lượng trong dầu thô, không có tác hại trong quá trình chế

biến và bảo quản dầu nhưng cũng không làm tăng thêm giá trị nên loại bỏ khi sản xuất

- Các chất màu: Bản chất glycerit không có màu nhưng dầu sản xuất ra lại có màu,

đó là do sự có mặt của các sắc tố hòa tan trong chất béo và các lipit mang màu

+ Chlorophyll: (diệp lục tố) làm dầu có màu vàng xanh, làm tăng các quá trình oxi hóa

xảy ra trong qúa trình chế biến và bảo quản

+ Caroten: làm dầu chuyển từ vàng sang đỏ sẫm, mang bản chất là chứa các

provitamin Các thành phần chất màu này không có lợi cho quá trình sản xuất dầu

- Vitamin: Chủ yếu là vitamin có thể tan trong dầu, A,E,D,K…có lợi cho người sử

dụng đặc biệt là hàm lượng vitamin E khá cao so với các loai hạt dầu khác

- Các chất mùi: Ngoài một số loại mùi có sẵn trong dầu, đại bộ phận các chất có mùi

là sản phẩm phân hủy của dầu trong quá trình chế biến Anhydrit, xeton thường lànhững chất gây mùi khó chịu cho sản phẩm, một số chất có độc tính với người và độngvật khi nồng độ của chúng đáng kể trong thức ăn

2.4.2 Các chất phụ gia sử dụng trong quá trình sản xuất dầu thô

2.4.2.1 Chất trợ lọc

Quá trình lọc dựa trên khả năng của các vật liệu xốp chỉ cho đi qua những phân tử

có kính thước nhất định Trong quá trình lọc, sử dụng thêm chất trợ lọc để tăng khảnăng lọc như đất tẩy trắng, silicagen, giấy lọc,…

+ TBHQ (Tert butylhydro quinon): là chất cũng tan tốt trong dầu, có độ bền nhiệt, ítbay hơi, nhạy cảm với pH TBHQ là chất chống oxi hóa rất tốt cho dầu.

- Axit béo tự do: 1% (max)

- Điểm cháy: 205 độ f (max)

Hình 2.3 Dầu đậu tương thô Trong dầu thô còn nhiều tạp chất: tạp chất vô cơ, các mảnh vỡ tế bào, photpholipit,các axit béo tự do, chất màu Chúng tồn tại trong dầu thô ở nhiều dạng khác nhau:dung dịch keo, huyền phù, lơ lửng Dầu thô có màu vàng nhạt đến vàng thẫm, có mùiđặc trưng Trong dầu đậu nành thô còn có khoảng 2 - 3% photpholipit có tác dụng nhưchất "gum" trong các thức ăn thực vật, có tác dụng điều hoà hệ tiêu hoá, chống táo bóntương tự như khi ta ăn các loại rau quả

2.4.3.2 Khô dầu đậu tương

Khô dầu sau khi ép hay trích ly là nguồn nguyên liệu để sản xuất nước chấm, làmthức ăn gia súc Trong bã đậu tương có chứa nhiều dưỡng chất như: Chất béo 8-15%,chất xơ 12-14.5%, chất đạm 24% và 17% đạm đậu nành, canxi, sắt.

Hình 2.4 Khô dầu đậu nành

2.5 Giới thiệu về sản phẩm dầu nành tinh luyện

2.5.1 Dầu tinh luyện

Dầu tinh luyện là dầu được loại bỏ các tạp chất cơ học, không màu, không mùi,không vị, lượng axit béo tự do ở mức thấp theo quy định Dầu sau khi tinh luyện hoànchỉnh hầu như chỉ còn triglixerit thuần khiết

Dầu thu được từ nguyên liệu có dầu bằng các phương pháp khác nhau (ép, trích

ly, chưng dầu) mới chỉ qua làm sạch sơ bộ và được gọi là dầu thô Trong thành phầncủa dầu thô còn có mặt nhiều loại tạp chất khác nhau, thông thường không phù hợpvới các mục đích thực phẩm hoặc kỹ thuật Dầu thô này cần được loại bỏ các tạp chất

cơ học và hóa học không mong muốn đó chính là mục đích của quá trình tinh chế dầu

2.5.2 Tình hình sản xuất dầu nành tinh luyện hiện nay ở Việt Nam

Việt Nam bắt đầu sản xuất dầu nành thô trên quy mô lớn từ năm 2011 Trong niên vụ2012/13, Việt Nam đã sản xuất khoảng 193.000 tấn dầu nành thô, trong đó 64% đượctinh luyện thành dầu thực vật hoàn chỉnh Năm 2014, các cơ sở sản xuất tiếp tục mởrộng sản xuất dầu do nhu cầu xay xát trong nước tăng, ước tính sẽ tạo ra 220.000 tấndầu đậu tương thô và tinh luyện, tăng 14% so với năm 2013 và 234.000 tấn vào năm

2015 [3]

Bảng 2.7 Sản lượng dầu nành thô trong nước của Việt Nam

2011 2012 2013 2014* 2015*

Tổng sản lượng dầu nành trong nước

(nghìn tấn)

124.000 214.000 193.000 220.000 234.000

Nguồn: Các nhà sản xuất trong nước, *số liệu dự đoán của USDA

2.5.3 Giá trị dinh dưỡng của dầu nành tinh luyện

Dầu là thành phần rất quan trọng trong cơ thể người, dầu nành là một loại thức ăncung cấp năng lượng lớn gấp hai lần so với gluxit, nó có thể sử dụng ở dạng nguyênchất hay chế biến Dầu là nguồn chất béo chứa nhiều axít béo thiết yếu và đặc biệt làkhông chứa cholesterol nên hiện nay đang được khuyến cáo sử dụng thay cho các loại

mỡ động vật, là những chất béo chứa ít axít béo thiết yếu và có nhiều axít béo no bãohoà dễ làm tăng lượng cholesterol trong máu [15]

Có tác dụng chống oxy hóa: Hàm lượng vitamin E cao trong dầu giúp thân thể chốnglại những ảnh hưởng của môi trường, đem đến vóc dáng đẹp và sức khỏe tốt ưu

Với các đối tượng có nguy cơ (Cao huyết áp, tim mạch, các, người có cholesterol máucao) cần loại bỏ mỡ động vật khỏi khẩu phần ăn và thay thế bằng dầu thực vật

Trong dầu đậu nành tỉ lệ axít béo chưa bão hòa chiếm 80 % (axit Linoleic và Oleic),

có 7 - 9 % thành phần là axít Linolenic 3 nối đôi Trong dầu đậu nành thô còn cókhoảng 2 – 3 % phospholipid có tác dụng như chất "gum" trong các thức ăn thực vật,

có tác dụng điều hoà hệ tiêu hoá, chống táo bón tương tự như khi ta ăn các loại rauquả Ngoài ra dầu đậu nành có giá thành tương đối có thể chấp nhận được so với kinh

tế của nhiều tầng lớp trong xã hội.f

Hình 2.5 Dầu nành tinh luyện

2.5.4 Chỉ tiêu chất lượng của dầu nành tinh luyện

2.5.4.1 Chỉ tiêu cảm quan

- Trong suốt đặc trưng cho từng loại dầu

- Không bị vẫn đục

- Không bị ôi khét

- Không có màu sắc, không có mùi.

2.5.4.2 Chỉ tiêu vi sinh

- Không tồn tại các loại vi sinh vật hiếm khí

- Không tồn tại nấm men, nấm mốc.

2.5.4.3 Chỉ tiêu hóa lý

- Hàm lượng nước dưới 0,2 – 0,3 %.

- Chỉ số axit không lớn hơn 0.6 mg KOH/g dầu.

- Chỉ số peroxit không lớn hơn 10 mili đương lượng peroxit oxygen/g dầu

Bảng 2.8: Hàm lượng các kim loại cho phép

2.5.4.4 Phụ gia thực phẩm

+ Phẩm màu

Bảng 2.9: Tiêu chuẩn của phẩm màu [11]

Hỗn hợp của propyl galat, BHA,BHT 200 mg/kg

Tocopherol tự nhiên và tổng hợp 500 mg/kg

+ Chất nhiễm bẩn

Bảng 2.11: Tiêu chuẩn các chất nhiễm bẩn

Chất bay hơi ở nhiệt độ 105 0,2% m/m

2.6 Các quá trình chính trong thu dầu thô và tinh luyện dầu nành

2.6.1 Quá trình chính trong thu dầu thô

2.6.1.1 Nghiền

Mục đích:

- Phá hủy triệt để những tế bào nguyên liệu nhằm giải phóng dầu ra ở dạng tự do

- Tạo cho nguyên liệu có hình dáng và kích thước đồng đều, từ đó bột nghiền saukhi chưng sấy sẽ có chất lượng đồng đều, khi ép dầu sẽ thoát ra dễ dàng

2.6.1.2 Chưng sấy bột nghiền

Mục đích:

- Tạo điều kiện cho bột nghiền có sự biến đổi về tính chất lý học, tức là làm thayđổi tính chất vật lý của phần háo nước và phần kị nước (dầu) làm cho bột nghiền cótính đàn hồi

- 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 đólàm tăng chất lượng của thành phẩm và khô dầu

- Làm vô hoạt hệ thống enzym không chịu được nhiệt độ cao tổn hại cao tồn tạitrong bột nghiền

+ Những biến đổi xảy ra trong quá trình chưng sấy

* Sự biến đổi của phần háo nước

- Trong khi chưng sấy, các phần háo nước sẽ hút nước và trương nở, ban đầu sựhút nước xảy ra rất mạnh, sau đó thì giảm dần, từ đó bột trở nên dẻo và đàn hồi

- Về mặt sinh hóa, những biến đổi chủ yếu do hoạt động của các enzym có trongnguyên liệu, dưới tác dụng của nhiệt độ và độ ẩm, cường độ hoạt động của các

enzym càng tăng, đặc biệt là lipaza (thủy phân dầu) làm tăng chỉ số axit của dầuthành phẩm và glucoxydaza (thủy phân tinh bột), khi nhiệt độ tăng cao cường độ hoạtđộng của các enzym giảm dần.

* Sự biến đổi của phần kị nước (dầu)

- Trong quá trình chưng sấy, dầu chuyển từ trạng thái phân tán chuyển thànhdạng tập trung trên bề mặt các phân tử bột

- Dưới tác dụng của nhiệt độ, độ nhớt của dầu giảm, dầu trở nên linh động, đây

là biến đổi rất có lợi cho quá trình sản xuất

- Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, dầu có thể bị oxy hóa tạo ra peroxit oxitaxit béo tự do, từ đó làm tăng chỉ số axit dầu

2.6.1.3 Quá trình ép sơ bộ

Tách một lượng lớn 87 – 90% dầu ra khỏi nguyên liệu tạo điệu kiện thuận lợi để

ép kiệt dầu, khô dầu 1 sau khi ra khỏi máy ép sơ bộ ở dạng mảnh không phù hợp choviệc ép kiệt dầu nếu không được xử lý

Trong công nghệ sản xuất dầu thực vật, dể ép sơ bộ dầu ta sử dụng rộng rãi cácloại máy ép vít với các cơ cấu khác nhau và được gọi chung là máy ép sơ bộ

2.6.1.4 Quá trình trích ly

Quá trình trích ly dựa trên tính hòa tan tốt của dầu thực vật trong dung môi hữu

cơ không cực, chẳng hạn xăng, hexan, dicloetan và nhiều loại khác

Bản chất hóa lý của quá trình trích ly là sự chuyển dần từ trong nội tâm nguyênliệu vào dung môi được thực hiện bằng khuếch tán phân tử, còn từ bề mặt vật liệu vàodung môi chủ yếu bằng khuếch tán đối lưu [4, tr 47]

a Yêu cầu đối với dung môi trích ly dầu

- Đáp ứng yêu cầu kinh tế, đảm bảo vận tốc quá trình trích ly, ít tổn thất khi thuhồi trích kiệt dầu trong nguyên liệu

- Thành phần đồng nhất, không xảy ra sự phân ly dung môi thành các hợp phần

- Dung môi thường có độ sạch cao, không hòa tan các chất lạ có trong nguyênliệu ngoài dầu, không tham gia phản ứng với các nguyên liệu thành các hợp chất mới,trung tính đối với nguyên liệu

- Độ nhớt thấp nhằm tạo điều kiện cho quá trình ngâm chiết đạt hiệu quả cao

b Các loại dung môi thông dụng

- Xăng: cấu tạo gồm một chuỗi những hydrocacbon mạch thẳng, chưa no hay dẫnxuất của hexobenzen và các đồng đẳng Ngoài ra, trong thành phần của xăng còn cócác hydrocacbon no Xăng không tan trong nước, khả năng hòa tan dầu mỡ của xăng là

1 : 5, khả năng hòa tan dầu mỡ tăng phần nhẹ có nhiệt độ sôi thấp

- n - hexan: Chất lỏng dễ bay hơi, nhiệt độ sôi từ 66,7 – 69,3 ºC, n-hexan là mộtloại xăng trong thành phần không lẫn hydrocacbon chưa no và thơm có khả năng hòatan dầu mỡ ở bất cứ tỉ lệ nào

- Rượu etylic: Chất lỏng, nhiệt độ sôi 78,3 ºC Rượu tan trong nước ở bất cứ tỉ lệnào Tuy nhiên có thể sử dụng rượu etylic ở 96 % để trích ly dầu đậu nành

c Nhân tố ảnh hưởng đến vận tốc và độ kiệt dầu khi trích ly

- Kích thước và hình dáng: bột trích ly có kích thước và hình dáng thích hợp sẽ

làm tăng vận tốc quá trình trích ly

- Nhiệt độ của bột trích ly: dưới tác động của nhiệt độ tăng, các phân tử dung môi

và dầu xảy ra sự chuyển động phân tử hỗn loạn làm tăng vận tốc chuyển dầu từnguyên liệu vào dung môi, nhờ đó quá trình trích ly đạt hiệu quả cao

- Độ ẩm của bột trích ly: khi tăng độ ẩm sẽ làm chậm quá trình khuếch tán, bột

ẩm quá sẽ tăng sự kết dính các hạt bột làm tắc đường thoát dầu, giảm tốc độ trích ly

Độ ẩm thích hợp khoảng 8%

- Vận tốc chuyển động của dung môi: tăng vận tốc chuyển động của dung môi,

tức làm tăng nồng độ mixen, tăng tốc độ khuếch tán, rút ngắn thời gian trích ly Tuynhiên hao tốn nhiều dung môi

2.6.2 Quá trình tinh luyện

2.6.2.1 Quá trình thủy hóa

+ Nguyên tắc: thủy hóa hay hydrat hóa là một phương pháp xử lý dầu bằng nước,phương pháp này chủ yếu dùng để tách photpholipit và protit trong dầu (photpholipit

và protit là hai thành phần háo nước Trong thành phần hai chất này không có nước tự

do, tức là chúng ở dạng khan nước, khi đưa nước ở dạng phân tán vào dầu có lẫn cácloại cặn háo nước, ở điều kiện xác định (nhiệt độ, thời gian, khuấy trộn…) chúng sẽtạo thành kết tủa và tách ra khỏi dầu [4, tr 52]

a Thủy hóa bằng nước

Lượng nước dung thủy hóa thường bằng 2% so với lượng dầu hoặc bằng 75%lượng photpholipit có trong dầu Nếu lượng nước dùng ít thì độ nhớt của dầu lớn, vìvậy hiệu suất thủy hóa thấp Nhưng lượng nước quá lớn xẽ gây phản ứng thủy phândầu, dẫn đến tổn thất dầu

* Ưu điểm

- Rẻ hơn các phương pháp thủy hóa khác, đơn giản.

- Quy trình sản suất leucithin đơn giản hơn ít tạp chất hơn

* Nhược điểm

Không loại hết hoàn toàn photpholipit mà chỉ có thể loại được các photpholipit cókhả năng hydrat hóa mà không loại được các photpholipit không có khả năng hydrathóa như các muối Ca và Mg của axit photphatidic và photphatidyl ethanolamin Do đódầu sau thủy hóa thường chứa 80 – 200 ppm photpholipit

Phương pháp thủy hóa này thường không hợp cho dầu có hàm lượng photpholipit khôngthể hydrat hóa như dầu đầu nành, dầu hướng dương…

2 Thủy hóa bằng axit

Bản chất giống quá trình thủy hóa bằng nước, mà trong đó có sự hoạt động của cảaxit và nước

* Ưu điểm

Axit có thể chuyển các photpholipit không hydrat hóa được thành dạng có thểhydrat hóa bằng cách phân hủy muối của axit photphatidic giải phóng axitphotphatidic và photphatidyl ethanolamine và tạo một dạng phức với Ca và Mg có thểhòa tan trong pha nước và loại ra khỏi dầu

Phương pháp axit dầu sau khi thủy hóa có hàm lượng photpholipit dưới 5ppm, dànhcho sản xuất dầu có chất lượng cao

* Nhược điểm

Gum thu được sau quá trình thủy hóa bằng axit không thích hợp cho quá trình sảnxuất Leucithin bởi vì thành phần photpholipit của chúng thu được khác với thành phầnphotphatic thu được ở quá trình thủy hóa bằng nước do chứa nhiều axit photphatic vàaxit trong quá trình thủy hóa

Axit thường dùng là axit citric hoặc axit photphoric vì các axit này có chất lượngtốt, hoạt tính axit tương đối mạnh, trong đó axit citric được dùng nhiều hơn vì khônglàm tăng hàm lượng phophotic trong dầu

c Phương pháp thủy hóa khô

Phương pháp này không sử dụng nước mà chỉ sử dụng axit và than hoạt tính để thủyhóa dầu thô

* Ưu điểm:

Loại được các chất photpholipit, các chất axit, chất màu và các chất khác, do thanhoạt tính có tính hấp phụ sau đó loại chúng bằng phương pháp lọc.

Phương pháp này không dùng nước nên không pha loãng dầu, tiết kiệm chi phí nănglượng do không cần phải bốc hơi chân không để loại nước

Phù hợp với các loại dầu thô có hàm lượng photpholipit thấp như dầu cọ dầu dừa vàdùng cho các loại dầu của hạt đã qua thủy hóa bằng nước hoặc axit để giảm hàm lượngphopholipit xuống

* Nhược điểm:

Làm tăng hàm lượng axit béo tự do trong dầu, do quá trình thủy phân dầu trongmôi trường axit nhiệt độ cao.Không dùng cho các loại dầu có hàm lượng photpholipit Đối với dầu đậu nành thì phương pháp thủy hóa bằng axit là thích hợp nhất Bởi vìphương pháp thủy hóa bằng axit có thể hydrat hóa được photpholipit không hydratđược bằng phương pháp nước Mặt khác phương pháp thủy hóa bằng axit mang lạichất lượng dầu cao hơn các phương pháp khác

2.6.2.2 Quá trình trung hòa (tách axit béo tự do)

Nguyên tắc: Quá trình chủ yếu dựa vào phản ứng trung hòa dưới tác dụng của kiềmaxit béo tự do và các tạp chất có tính axit sẽ tạo muối kiềm, chúng không tan trong dầunhưng tan trong nước nên có thể phân ly ra khỏi dầu bằng cách lắng hoặc rửa nhiềulần

PTPƯ: R’OH + RCOOH RCOOR’+ H2O

Phương pháp trung hòa là sử dụng trực tiếp những loại bazơ và các muối của bazơmạnh bao gồm: Natri hidroxit, kali hidroxit, natri cacbonat, kali cacbonat…

* Việc tách các axit béo tự do ra khỏi dầu cần đảm bảo các điều kiện sau:

- Tác nhân trung hòa phải nhanh chóng phản ứng với axit béo tự do, không tácdụng với dầu trung tính

- Hỗn hợp nhanh chóng phân lớp và phân lớp triệt để, dầu trung tính dễ dàng tách

ra khỏi cặn

- Không tạo thành dung dịch nhũ tương bền

a Trung hòa bằng NaOH

Nồng độ dung dịch kiềm sử dụng tùy thuộc vào chỉ số axit của dầu Hiệu quả trunghòa dầu bằng kiềm được đánh giá bằng chỉ số axit béo sau khi trung hòa

Axit béo phản ứng với kiềm, tạo ra muối axit béo của kim loại kiềm hòa tan khôngđáng kể trong dầu Phương pháp này thu được dầu có hàm lượng axit béo sau kh trunghòa chỉ có 0.2 %

b Trung hòa bằng KOH

Phương pháp sử dụng KOH cũng tương tự như sử dụng NaOH chỉ thay sản phẩm

là xà phòng kali

PTPƯ: KOH + RCOOH RCOOK + H2O

c Trung hòa bằng Na2CO3

Khi trung hòa axit béo bằng nati cacbonat, phản ứng xà phòng hóa xảy ra theohai giai đoạn: giai đoạn đầu xảy ra sự thủy phân xôđa trong nước và kết quả của sựtương tác giữa Na2CO3 với nước tạo ra NaOH và natri hidrocacbonat NaHCO3

- Phản ứng giai đoạn 1:Na2CO3 + H2O NaOH + NaHCO3

Kiềm tạo ra sẽ phản ứng với axit béo thành xà phòng natri

- Phản ứng giai đoan 2: RCOOH + NaOH RCOONa + H2O

Khi đung dầu trên 60 °C, natri hidrocacbonat sẽ bị phân hủy thành khí CO2, natricacbonat Na2CO3 và nước: NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O

Phương pháp này tạo ra CO2 trong quá trình trung hòa làm dầu bị khuấy đảo,khiến xà phòng sinh ra bị phân tán và khó lắng, mặt khác nó tác dụng kém với các loạitạp chất khác ngoài axit béo tự do, nên việc sử dụng Na2CO3 là rất ít

d Trung hòa K2CO3

Khi có sự tương tác giữa axit béo và kali cacbonat phản ứng xãy ra tương tự như

giữa natri cabonat Nhưng chỉ khác là tạo ra muối kali

PTPƯ: K2CO3 + RCOOH RCOOK + CO2 + H2O

* Chọn phương pháp trung hòa: Có nhiều phương pháp trung hòa khác nhau,nhưng xét về mặt ưu điểm thì phương pháp sử dụng kiềm NaOH hoặc KOH mang lại

là cao hơn phương pháp dùng muối cacbonat của chúng Vì thế chọn phương pháptrung hòa bằng dung dịch NaOH

2.6.2.3 Tẩy màu

Hiện nay có hai phương pháp tẩy màu dầu Phương pháp liên tục và phương phápgián đoạn Tuy nhiên tẩy màu theo phương pháp liên tục có ý nghĩa lớn hơn so vớiphương pháp tẩy màu gián đoạn: tiết kiệm được sức lao động và diện tích sản xuất,giảm chi chí dùng chất hấp phụ Ngoài ra theo phương pháp liên tục liên tục còn tạo rakhả năng ổn định và nâng cao chất lượng sản phẩm.Một số chất tẩy màu hiện nay làđất hoạt tính, than hoạt tính, silicagel… Hiện nay để tẩy màu dầu trong quá trình tinhluyện dầu thương dùng phổ biến là hỗn hợp giữa đất hoạt tính và than hoạt tính là 3 –

5 % so với lượng dầu Tỷ lệ giữa than hoạt tính và đất hoạt tính là ( 1 : 2 )

2.6.2.4 Khử mùi

Thực hiện khử mùi trong thiết bị khử mùi làm việc liên tục hoặc gián đoạn Nhưnghiện nay phương pháp khử mùi liên tục được sử dụng phổ biến bởi vì tiết kiệm thời

gian, hiệu quả làm việc tốt, và đặc biệt chất lượng dầu của phương pháp liên tục caohơn gián đoạn.

CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1 Chọn qui trình công nghệ

Để lượng dầu lấy được ở mức tối đa, ta sử dụng phương pháp ép kết hợp với trích ly

Ưu điểm:

- Lấy ra được một lượng dầu lớn và tiết kiệm dung môi trích ly

- Kết hợp 2 phương pháp chi phí đầu tư giảm so với phương pháp trích ly

- Chất lượng dầu và khô dầu đạt theo yêu cầu chất lượng

- Hiệu quả kinh tế cao hơn các phương pháp khác

- Khô dầu sau khi trích ly có thể tận dụng làm nhiều nguồn dinh dưỡng khác có chấtlượng hơn khô dầu ép

- Sử dụng lại lượng dung môi trích ly, tiết kiệm chi phí nhiên liệu, hiệu quả kinh tếcao

3.2 Qui trình công nghệ sản xuất dầu nành thô

3.2.1 Qui trình công nghệ thu hồi dầu thô

3.2.2 Thuyết minh qui trình công nghệ

Hình 3.2: Sơ đồ qui trình sản xuất dầu thô

b Thực hiện: sử dụng kết hợp phân loại bằng sàng, sử dụng từ tính và khí động lực.+ Đầu tiên phân loại bằng sàng giúp loại bỏ những tạp chất có hình dạng đặc biệtkhông giống với hạt Cần sử dụng những chuyển động có vận tốc khác nhau theo độnghiêng của mặt lưới sàng để tách tạp chất ra khỏi nguyên liệu

Nguyên liệu

Làm sạchPhơi sấy (Wd = 20%, Wc = 12%)

Chưng cất (66,7 – 69,3ºC) Hơi dung môi

+ Phân loại theo khí động lực nhằm tách những tạp chất có tỷ trọng nhẹ hơn hạtnhư thân cây, cỏ, rác lẫn trong khối hat.

+ Phân loại sử dụng từ tính nhằm tách những tạp chất kim loại trong khối hạt,tránh gây hư hỏng thiết bị trong quá trình sản xuất

3.2.2.4 Nghiền búa 1

a Mục đích: Phá vỡ cấu trúc tế bào chứa dầu để dầu dễ dàng thoát ra

+ Tạo điều kiện thuận lợi cho việc chế biến sau này, bột càng nhỏ thì sự khuếchtán hơi nước và sự truyền nhiệt càng có hiệu quả, rút ngắn được thời gian chưng sấy.Nếu kích thước bột nghiền quá nhỏ khi chưng sấy bột không đủ độ xốp, nướctiếp xúc không triệt để sẽ làm vón cục, dẫn đến hiệu quả lấy dầu thấp Vì thế cần chọnkích thước bột nghiền thích hợp nhất là 1mm

b Thiết bị:

Hình 3.3: Máy nghiền búa

- Cấu tạo:

1: vỏ thiết bị 4: phễu nạp liệu

2: đĩa quay 5: trục quay

3: cánh búa 6: lưới sàng

- Nguyên tắc hoạt động:

Khi làm việc roto quay nhanh, tốc độ vòng của đầu búa khoảng 50 m.s Vì vậy động năng mà búa sinh ra là rất lớn Khi đổ vật liệu vào vùng dập, búa dập mạnh vào các cục vật liệu làm cho nó vỡ ra, đồng thời làm cho chúng văng mạnh và ra vào các tấm đệm ở thành máy và vỡ nhỏ thêm Sản phẩm lọt qua lưới sàng và đưa vào các công đoạn tiếp theo

3.2.2.5 Chưng sấy 1

a Mục đích: Tạo điều kiện cho bột nghiền có sự biến đổi về tính chất vật lý củaphần háo nước và phần kị nước (dầu) làm cho bột nghiền có tính đàn hồi Các mối liênkết 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 trong nguyên liệu giảm, khi ép dầu dễ thoát ra

+ Làm bốc hơi một phần chất gây mùi, chất độc dưới ảnh hưởng của hơi nước vànhiệt độ cao

b Thực hiện: Có 2 chế độ chưng sấy, ta chọn chế độ chưng sấy ướt, chưng sấy theochế độ này có hai giai đoạn

+ Giai đoạn làm ẩm.

Dùng nước và hơi nước trực tiếp để nâng độ ẩm của bột lên đến độ ẩm phù hợp với

sự trương nở phần háo nước của bột nghiền

+ Giai đoạn sấy khô.

Giai đoạn sấy khô là giai đoạn tạo cho bột nghiền có tính đàn hồi cao, dầu linhđộng bằng cách sấy bột bằng hơi gián tiếp để nâng nhiệt độ của bột lên làm biến đổicác thành phần đến mức tối đa thích hợp

c Yêu cầu kĩ thuật:

+ Nhiệt độ chưng sấy : 90  105oC

+ Thời gian chưng sấy : 75  90 phút

+ Độ ẩm của bột sau khi chưng sấy :5 ÷ 6 %

d Thiết bị:

Hình 3.4: Nồi chưng sấy

- Cấu tạo:

1,2,3,4: các tầng nồi 5: cánh khuấy 6: cửa tháo bột chưng sấy

- Nguyên tắc hoạt động: 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, 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 hơi được cấu tạo

2 vỏ để truyền nhiệt gián tiếp

Bảng 3.1 : Độ ẩm của bột đậu nành trong quá trình chưng sấy Tên nguyên liệu Độ ẩm ban

đầu (%)

Độ ẩm sau khichưng (%)

Độ ẩm sau sấy(%)

3.2.2.6 Ép sơ bộ

a Mục đích: Tách một lượng lớn 75  80% dầu ra khỏi nguyên liệu tạo điều kiệnthuận lợi để thuận lợi cho quá trình trích ly

Sau khi ép sơ bộ xong ta có hai loại sản phẩm

+ Khô dầu 1: Chứa một lượng dầu đáng kể, khô dầu có thành phần dinh dưỡngcao, dễ bị vi sinh vật xâm nhập, hút ẩm và hấp phụ mùi mạnh Do vậy cần phải nghiền

và đem vào trích ly ngay

+ Dầu thô 1: Có độ ẩm thấp, mùi thuần khiết của dầu nành, có màu vàng tươi

b Thiết bị

Hình 3.5: Máy ép trục vít

- Nguyên tắc hoạt động: các máy ép trục vít là sử dụng 1 vít để ép nguyên liệu.Nguyên liệu vào phễu nạp liệu bị nén dần về phía cuối máy, dưới tác dụng của các trụcvít, chất lỏng sẽ được thoát ra khỏi nguyên liệu chảy qua máng ra ngoài Còn bã ép sẽđược tháo ra ngoài của tháo bã Cuối lòng ép có bộ phận hình côn điều chỉnh khe hở

ra Nếu khe hở lớn, áp suất ép nhỏ và ngược lại

3.2.2.7 Nghiền búa 2

a Mục đích: Tạo cho bột có hình dạng và kích thước nhỏ, chuẩn bị nghiền trục.+ Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình gia công nhiệt ẩm, tạo ra được tính dẻo tốt,cấu trúc tế bào được phá vỡ bổ sung

- Thực hiện: Mảnh khô dầu 2 được đưa vào máy nghiền búa, các búa sẽ va đạp vàovật liệu, sự chà xát vật liệu với búa và với thanh trong của máy

- Yêu cầu kĩ thuật: Bột tạo ra có bề dày 1mm < 80%

b Thiết bị; tương tự như máy nghiền búa 1

Hình 3.6: Máy nghiền trục

- Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu từ phễu nạp liệu 5 qua cặp trục rải liệu quaycùng chiều với nhau, đem nguyên liệu xuống trải đều trên bề mặt làm việc của cặp trụcnghiền Khi lượng nguyên liệu đi vào quá nhiều có thể điều chỉnh khoảng khe hẹp giữahai trục để tránh hiện tượng quá tải bằng hệ thống pittong dưới máy nghiền Nguyênliệu đi vào khe hở giữa hai trục nghiền chịu tác động của lực va đập, lực cắt, lực xé,lực ép sẽ được nghiền mịn

3.2.2.9 Chưng sấy 2

a Mục đích: Dầu trong bột phân bố ở dạng màng mỏng trên mặt các hạt bột nghiền

bằng lưc liên kết bè mặt, chính vè vậy ta phải chưng sấy bột nghiền nhằm giảm lựcliên kết đó, tạo điều kiện thuận lợi cho trích ly

b Yêu cầu kĩ thuật:

+ Nhiệt độ chưng sấy : 75oC

+ Thời gian chưng sấy : 40  45 phút

+ Độ ẩm của bột sau khi chưng sấy :8 ÷ 9,5 %

c Thiết bị: tương tự như thiết bị chưng sấy 1

3.2.2.10 Trích ly

a Mục đích: Dưới tác dụng của dung môi, dầu tự nội tâm nguyên liệu cũng như bề

mặt nguyên liệu sẽ được chuyển vào dung môi, quá trình tách chiết dầu được triệt để

b Tiến hành: Cho dung môi vào bột nghiền, dung môi chuyển động ngược chiều vớinguyên liệu như vậy ở cửa ra của thiết bị trích ly, nguyên liệu còn rất ít dầu sẽ tiếp xúcvới dòng dung môi mới, sẽ làm tăng hiệu quả của quá trình trích ly

c Yêu cầu kĩ thuật: Thời gian trích ly : 3 giờ

+ Độ ẩm bột trích ly là 8%

d Thiết bị trích ly: