Báo cáo đồ án chế biến thực phẩm công nghệ sản xuất dầu tinh luyện năng suất 50 tấn 1 ngày

Ý nghĩa đề tàiXây dựng được quy trình công nghệ cơ bản và dây chuyền sản xuất dầu thực vật tinh luyện theo quy mô công nghiệp.Tính toán được cân bằng vật chất cho sản xuất 50 tấn dầu thực vật tinh luyện trong một ngày.Hiểu và áp dụng các phương án xử lý khi gặp xự cố trong sản xuất.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT

TINH LUYỆN NĂNG SUẤT 50 TẤN/NGÀY

TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019

RƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành bài báo cáo đồ án này, trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành đếnquý thầy, cô giáo trong khoa Công nghệ Thực Phẩm trường Đại học Công nghiệpThực Phẩm Tp Hồ Chí Minh đã truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu chochúng em trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường

Đặc biệt em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Thảo Minh, người đã trựctiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện bài báo cáo đồ ánnày

Dù đã cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những sai sót Rất mong sự thông cảm vàđóng góp ý kiến của quý thầy cô để bài báo cáo đồ án được hoàn thiện

Cuối cùng, xin kính chúc quý thầy cô và các bạn sức khỏe, luôn thành công trong côngviệc và cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, tháng 06, năm 2019

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH v

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 3

1.1 Tổng quan về nguyên liệu dầu thô 3

1.1.1 Thành phần hóa học của dầu thô 3

1.1.2 Phân loại tạp chất có trong dầu thô 7

1.2 Tổng quan về các nguyên liệu phụ 8

1.2.1 Nước 8

1.2.2 Đất sét hoạt tính 10

1.2.3 Than hoạt tính 10

1.3 Tổng quan về sản phẩm dầu tinh luyện 11

1.4 Các sản phẩm dầu thực vật tinh luyện hiện có trên thị trường 13

1.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ 14

1.5.1 Tình hình sản xuất 14

1.5.2 Tình hình tiêu thụ dầu thực vật 15

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT TINH LUYỆN 16 2.1 Sơ đồ khối quy trình sản xuất dầu thực vật tinh luyện 16

2.2 Thuyết minh quy trình 17

2.2.1 Ly tâm 17

2.2.2 Thủy hóa 18

2.2.3 Trung hòa 23

2.2.4 Rửa dầu 27

2.2.5 Sấy dầu 29

2.2.6 Tẩy màu 31

2.2.7 Lọc 33

2.2.8 Khử mùi 35 CHƯƠNG 3 DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT TINH LUYỆN 38

3.1 Thuyết minh quy trình sản xuất dầu thực vật tinh luyện 38

3.2 Sơ đồ dây chuyền sản xuất dầu thực vật tinh luyện 41

CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 43 4.1 Các thông số tính toán 43

4.2 Tính cân bằng vật chất 43

4.2.1 Tính năng suất theo khối lượng nguyên liệu dầu thô 43

4.2.2 Tính cân bằng cho quá trình ly tâm 44

4.2.3 Tính cân băng cho quá trình thủy hóa 44

4.2.4 Tính cân băng cho quá trình trung hòa 45

4.2.5 Tính cân bằng cho quá trình rửa và sấy dầu 46

4.2.6 Tính cân bằng cho quá trình tẩy màu và khử mùi 47

4.2.7 Tính cân bằng cho quá trình lọc ép 48 CHƯƠNG 5 CÁC SỰ CỐ TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 49

KẾT LUẬN 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của glycerin 3

Hình 1.2 Công thức cấu tạo Phospholipid 4

Hình 1.3 Sáp đậu nành 4

Hình 1.4 Công thức cấu tạo sterol 5

Hình 1.5 Đất sét hoạt tính 10

Hình 1.6 Than hoạt tính 11

Hình 1.7 Sản phẩm dầu tinh luyện Công ty TNHH dầu thực vật Cái Lân 14

Hình 1.8 Sản phẩm dầu tinh luyện Công ty VOCARIMEX 14

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu thực vật tinh luyện 16

Hình 2.2 Sơ lược cấu tạo máy ly tâm siêu tốc 17

Hình 2.3 Sơ đồ quá trình thủy hóa bằng nước 20

Hình 2.4 Sơ lược cấu tạo nồi thủy hóa dầu 22

Hình 2.5 Sơ đồ của quá trình trung hòa 24

Hình 2.6 Sơ lược cấu tạo thiết bị trung hòa 26

Hình 2.7 Thiết bị rửa dầu 28

Hình 2.8 Thiết bị sấy dầu 30

Hình 2.9 Thiết bị tẩy màu 32

Hình 2.10 Sơ lược cấu tạo máy ép lọc khung bản 34

Hình 2.11 Thiết bị khử mùi dầu 36

Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất dầu thực vật tinh luyện 41

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thành phần tạp chất của các loại dầu thô 6

Bảng 1.2 Tiêu chuẩn chất lượng một số nguyên liệu dầu thô 8

Bảng 1.3 Giá trị giới hạn của các thông số chất lượng nước ngầm 9

Bảng 1.4 Các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm chủ yếu 12

Bảng 1.5 Tiêu thụ dầu thực vật ở nước ta 15

Bảng 4.1 Thành phần nguyên liệu dầu thô 43

Bảng 4.2 Yêu cầu thành phần sản phẩm 43

Bảng 4.3 Ước lượng tổn thất qua từng công đoạn 43

Bảng 4.4 Nguyên liệu và hóa chất dùng cho quá trình tinh luyện 50 tấn dầu thành phẩm 48

Bảng 5.1 Các sự cố trong quá trình sản xuất và biện pháp khắc phục 49

MỞ ĐẦUĐặt vấn đề

Dầu tinh luyện là sản phẩm hết sức quen thuộc với con người, là nguồn thực phẩmcung cấp nhiều năng lượng và góp phần làm tăng hương vị của các loại thực phẩmkhác Chính vì vậy mà ngành công nghiệp sản xuất dầu đã tồn tại từ lâu và đến naydang ngày càng phát triển một cách mạnh mẽ Mặt hàng dầu tinh luyện ngày càng cónhiều chủng loại phong phú, đa dạng và ngày càng được cải tiến về mặt chất lượng

Ở nước ta, ngành công nghiệp sản xuất dầu (đặc biệt là ngành tinh luyện dầu) cũngđang phát triển không ngừng để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong và ngoài nước Điểnhình là một số nhà máy tinh luyện dầu quy mô lớn ở trong nước như: Tường An, TânBình,… Mặc dù vậy nhưng sản phẩm dầu thực vật tinh luyện trong nước vẫn chưađược đáp ứng đầy đủ nhu cầu tiêu dùng Ngoài ra trong thời hội nhập ngày nay tất cảcác mặt hàng trong nước đều trong tư thế sẵn sàng để có thể cạnh tranh với hàngngoại Vì vậy, ngành công nghiệp sản xuất dầu tinh luyện của chúng ta cần phải pháttriển hơn nữa để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ và vững vàng trong cạnh tranh với hàngngoại nhập

Đứng trước xu thể chung của thị trường, để góp phần tăng thêm sức mạnh cạnh tranhcủa ngành công nghiệp sản xuất dầu tinh luyện Việt Nam và phần nào đưa sản phẩmđến với mọi người trên khắp mọi miền đất nước, việc xây dựng thêm các nhà máy tinhluyện dầu là điều khá cần thiết và phù hợp

Trên cơ sở đó, đồ án chuyên ngành này được thực hiện với đề tài : “Tìm hiểu quy trìnhsản xuất dầu thực vật tinh luyện với năng suất 50m3/ngày”

Em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Thảo Minh đã giúp em hoàn thành đồ ánnày Trong quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏi nhiều sai sót, em mong nhậnđược sự góp ý của thầy cô để đồ án hoàn chỉnh hơn

Mục tiêu đề tài

Tìm hiểu tổng quan nguyên liệu và bán nguyên liệu sản xuất dầu thực vật tinh luyệnhiện nay

Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất dầu thực vật tinh luyện

Xây dựng dây chuyền sản xuất dầu thực vật tinh luyện

Tìm hiểu các sự cố thường xảy ra trong công nghệ sản xuất dầu thực vật tinh luyện

Hiểu và áp dụng các phương án xử lý khi gặp xự cố trong sản xuất.

Bố cục báo cáo đồ án chuyên ngành gồm có 5 phần

Phần 1: Mở đầu: từ trang 1 đến trang 2

Phần 2: Tổng quan về nguyên liệu và thành phẩm: từ trang 3 đến trang 15

Phần 3: Quy trình công nghệ sản xuất dầu thực vật tinh luyện: từ trang 16 đến trang38

Phần 4: Dây chuyền sản xuất dầu thực vật tinh luyện: từ trang 39 đến trang 42

Phần 5: Tính cân bằng vật chất: từ trang 43 đến trang 48

Phần 6: Các sự cố trong quá trình sản xuất và biện pháp khắc phục: trang 49

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM1.1 Tổng quan về nguyên liệu dầu thô

1.1.1 Thành phần hóa học của dầu thô

Dầu thô là những bán thành phẩm thu được từ nguyên liệu là các hạt, quả chứa dầu,oliu, cọ dầu, đậu nành, ngô, hướng dương, lạc,… thông qua quá trình ép (ép 1 lần, épkiệt, ép nóng,…) hoặc quá trình trích ly bằng dung môi hữu cơ

Dầu thô là nguyên liệu mới chỉ qua làm sạch sơ bộ lọc cặn tạp, ngoài thành phần chính

là glyceride còn có lẫn các thành phần hòa tan khác nhau có thể gọi là tạp chất

1.1.1.1 Triglyceride

Là thành phần chiếm chủ yếu trong dầu, chiếm hơn 90% khối lượng dầu thô (trongdầu nành hàm lượng triglyceride có thể đến 95 – 97%) là ester của rượu 3 chứcglycerin và acid béo Thành phần triglyceride của dầu thô rất phức tạp và số loạiglyceride có từ hàng chục đến hàng trăm

Triglyceride dạng hóa học tinh khiết không màu, không mùi, không vị Màu sắc, mùi

vị khác nhau của dầu thực vật phụ thuộc vào tính ổn định của các chất kèm theo vớicác lipid tự nhiên thoát ra từ hạt dầu cùng với triglyceride Dầu thực vật do khối lượngphân tử của các triglyceride rất cao nên khó bay hơi ngay cả trong điều kiện chânkhông Ở nhiệt độ trên 240 – 250oC, triglyceride mới bị phân hủy thành các sản phẩmbay hơi

Tính chất vật lý và hóa học của acid béo do số nối đôi và số nguyên tử cacbon tạo ra.Các acid béo no thường bền với các tác động khác nhau Các acid béo không no dễ bịoxy hoá bởi oxy không khí làm cho dầu bị hắc, đắng.

Các acid béo trong dầu thường có mạch cacbon với số nguyên tử chẵn Các acid béokhông no trong dầu dừa có tỷ lệ thấp so với các loại dầu khác

1.1.1.4 Phospholipid

Phospholipid là dẫn xuất của triglyceride, chiếm 0,5–3% trong dầu tùy thuộc loại dầu

Hình 1.2 Công thức cấu tạo Phospholipid

Hàm lượng phospholipid càng nhiều thì chất lượng dầu càng giảm nên cần loại bỏ rakhỏi dầu bằng phương pháp thủy hóa

hạt lơ lửng làm giảm hình thức của dầu Sáp không tan trong nước mà tạo thành dạnghuyền phù trong nước, tan trong rượu…

Sáp có nhiều trong một số loại dầu thô như dầu bắp, dầu lanh, dầu canola, dầu hướngdương,…(hàm lượng sáp trong dầu thô chiếm 0,2–3%) Sáp là thành phần khó tiêu hóa

do đó cần phải tách sáp ra khỏi dầu

 Caroten: Làm dầu chuyển từ vàng sang đỏ sẫm, mang bản chất là các

provitamin Thành phần này ở các loại dầu thô rất ít ngoại trừ dầu cọ, chứa 0,05đến 0,2% carotene so với tổng lượng chất khô có trong dầu thô

 Gossypol: Là hydrocarbon mạch vòng, có màu vàng da cam và rất độc, thường

có trong dầu bông (chiếm 0,1 – 0,2% so với tổng lượng chất khô có trong dầu thô) Ngoài ra còn có các dẫn xuất khác như: gossypuapurin,

anhydridegossypola, gossyphosphatitde,… đều không có lợi cho dầu Nên dầu bông bắt buộc phải tinh luyện bằng phương pháp hóa học để loại hợp chất này

1.1.1.8 Vitamin

Chủ yếu là vitamin có thể tan trong dầu: A, E, D, K,…

1.1.1.9 Các chất mùi

Ngoài một số loại mùi có sẵn trong dầu, đại bộ phận các chất có mùi là sản phẩm phânhủy của dầu trong quá trình chế biến Anhydride, ceton thường là những chất gây mùikhó chịu cho sản phẩm, một số chất có độc tính với người và động vật khi nồng độ củachúng tăng đáng kể trong thức ăn

Ngoài ra trong thành phần dầu còn có lẫn các acid béo tự do, các chất protein sẽ làmgiảm chất lượng dầu

Bảng 1.1 Thành phần tạp chất của các loại dầu thô

Dầu

Phospha

tide (%)

Sterols (ppm)

Choles terol (ppm)

Tocophe rol (ppm)

Tocotrie nol (ppm)

Acid béo tự

do (%)

Sắt (ppm)

HC (%) Nành

1.1.2 Phân loại tạp chất có trong dầu thô

Các tạp chất trong dầu tồn tại dưới dạng dung dịch thực, dung dịch keo hay huyền phù,chia làm hai loại:

 Tạp chất loại một: Các chất chuyền vào trong quá trình ép, trích ly từ nguyênliệu có dầu

 Tạp chất loại hai: Tất cả các chất xuất hiện do kết quả của các phản ứng xảy ratrong dầu khi bảo quản, lưu trữ Các tạp chất này là các sản phẩm của sự biếnđổi hóa học của glyceride và các chất khác có trong dầu Bao gồm:

Tạp chất vô cơ: đất, đá, sạn, sỏi, nước tự do tan lẫn và các muối kim loại

Tạp chất hữu cơ: phosphatide, phospholipid, sáp, hydrocarbon, glucide, glucocide,enzyme, vitamin tan trong dầu, acid béo tự do, các chất nhựa và tanin, các chất gâymàu, gây mùi Ngoài ra còn có các loại thuốc trừ sâu, độc tố thực vật và các độc tố visinh vật

Số lượng và chất lượng các tạp chất trong dầu thô (tạp chất loại một) phụ thuộc vàocác yếu tố như:

 Phương pháp khai thác (ép hoặc trích ly)

 Thông số kỹ thuật (nhiệt độ, áp lực)

 Chất lượng nguyên liệu: thời gian thu hoạch (trạng thái sinh lý của hạt: non, già,rụng tự do,…), cách thức và biện pháp xử lý, thời gian bảo quản, thời gian bảo quản

Mặc dù trong dầu hàm lượng tạp chất này chứa không nhiều nhưng đều gây trở ngạiđến kỹ thuật luyện dầu, hoặc làm cho dầu có màu sắc, mùi vị xấu, khó bảo quản, thờigian bảo quản không được lâu Một trong số chúng lại làm cho dầu trở nên độc, chẳnghạn như:

 Các hợp chất glucide lẫn trong dầu làm cho dầu có màu dưới ảnh hưởng củanhiệt độ cao (khi chưng sấy, trung hòa, khử mùi,…) làm cho dầu có màu sẫmlại, dễ tạo thành hệ keo, tạo thành cặn bết dính trên vải lọc của máy lọc dầu, baobọc chất hấp phụ làm giảm khả năng hấp phụ màu của chất hấp phụ khi tẩymàu

 Các loại glucocide, aceton, aldehyde,… làm cho dầu có mùi vị khó chịu

 Acid béo tự do làm cho dầu chua, ảnh hưởng đến giá trị sinh lý khi ăn, khó bảoquản

 Phosphatide làm cho dầu nhanh bị đục, làm tiêu tốn thêm một lượng kiềm trongquá trình trung hòa

 Các chất màu làm cho dầu bị sậm màu, giảm giá trị cảm quan.

 Các kim loại có thể là tác nhân xúc tác cho quá trình ôi hóa dầu mỡ

 Các độc tố (thuốc trừ sâu, độc tố vi sinh vật,…) làm giảm giá trị dinh dưỡngcủa dầu, có thể gây ngộ độc đối với sức khỏe người sử dụng

Bảng 1.2 Tiêu chuẩn chất lượng một số nguyên liệu dầu thô

Tiêu chuẩn nước trong công nghệ sản xuất dầu thực vật tinh luyện được quy định dựatrên QCVN 09:2008/BTNMT về quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nướcngầm

Bảng 1.3 Giá trị giới hạn của các thông số chất lượng nước ngầm

8 Nitrit (NO2-) (tính theo N) mg/l 1,0

9 Nitrat (NO3-) (tính theo N) mg/l 15

Hình 1.5 Đất sét hoạt tính

Đất sét hoạt tính thường được dùng để hút ẩm trong các lĩnh vực như: thiết bị y học,điện tử, quang học, đồ gỗ, hóa chất,chi tiết máy, thực phẩm, hút ẩm trong cáccontainer,… Trong lĩnh vực sản xuất dầu thực vật tinh luyện, đất sét hoạt tính thườngđược dùng dưới dạng hạt và ứng dụng trong quá trình lọc dầu

Ưu điểm: Hoạt tính cao gấp 1,5 – 2 lần so với đất tẩy màu tự nhiên ( chỉ hấp thu 15%tạp chất), có khả năng tẩy màu một số dầu khó tẩy màu như: dầu cọ, dầu nành, dầucanola,… Có thể ứng dụng như một phương pháp tinh luyện vật lý để loại cácphosphatide,…

Nhược điểm: Hấp thụ 70% dầu thô (so với trọng lượng của đất hoạt tính), gây tổn thấtdầu Là tác nhân thủy phân một phần các dầu trung tính làm tăng hàm lượng các acidbéo tự do và phân hủy một số các peroxide và các sản phẩm oxy hóa bậc 2 từ đó làmtăng các phản ứng chuyển đồng phân trong nhóm các acid béo

1.2.3 Than hoạt tính

Than hoạt tính (Activated carbon) là một dạng của carbon được xử lý hoạt hóa dướinhiệt độ cao trong môi trường yếm khí để tạo ra cấu trúc lỗ xốp, rỗng làm tăng diệntích bề mặt tiếp xúc cho hấp phụ hoặc phản ứng hóa học

Hình 1.6 Than hoạt tính

Ưu điểm: Có khả năng tẩy màu cao, đặc biệt là có thể loại được các tạp chất màu màkhông thể tẩy bằng đất sét hoạt tính, ví dụ như các hoạt chất có cấu tạo vòng,…

Nhược điểm: Than hoạt tính được sử dụng hạn chế trong các quá trình tinh luyện dầu

vì các vấn đề như khó khăn trong quá trình lọc, chi phí cao, gây tổn thất dầu lớn (hấpphụ gấp 1,5 lần dầu thô so với trọng lượng của than hoạt tính)

 Trong thực tế người ta thường sử dụng phối hợp đất sét hoạt tính và than hoạt tính đểtăng hiệu quả tẩy màu và giảm lượng dầu tổn thất Lượng dùng là 0,15 – 0,3% đất séthoạt tính so với hàm lượng dầu thô kết hợp với 15% than hoạt tính (so với hàm lượngđất sét hoạt tính)

1.3 Tổng quan về sản phẩm dầu tinh luyện

Dầu mỡ thực phẩm dù sử dụng dưới hình thức nào cuối cùng phải được đồng hóatrong cơ thể Do đó các dầu mỡ thực phẩm cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

 Không độc với người

 Có hệ số đồng hóa và giá trị dinh dưỡng cao

 Có mùi vị thơm ngon khi dùng riêng hoặc chế biến các loại thực phẩm

 Có tính ổn định cao, ít bị biến đổi trong bảo quản và chế biến

 Các tạp chất không có giá trị dinh dưỡng càng ít càng tốt

Dựa vào những nguồn dầu tinh luyện trên thị trường và qua kinh nghiệm thực tế sửdụng, người ta có thể rút ra một số yêu cầu cụ thể:

 Về màu sắc: Không màu hoặc màu vàng nhạt:

 Về mùi vị: Không mùi hoặc có mùi thơm nhẹ đặc trưng

 Về thành phần: Không chứa các acid béo tự do, các chất nhựa, các chất sáp hay độc tố hay các chất gây rối loạn sinh lý Nói chung dầu mỡ càng nhiều

triglyceride nguyên chất càng tốt

Bảng 1.4 Các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm chủ yếu

FFA 2 (%) M&I 3 (%) IV 4 (Wijs) MP 5 ( o C)

6 Dầu phộng tinh luyện 0,1 0,1 85÷106

2Chỉ số acid béo

3Hàm ẩm cho phép

4Chỉ số iod

5Điểm nóng chảy

Các phương pháp sản xuất dầu tinh luyện

Có 2 phương pháp tinh luyện chính: Phương pháp vật lý và phương pháp hóa học

Riêng đối với các loại dầu có hàm lượng gossypol cao (như dầu bông) thì không thểtinh luyện bằng phương pháp vật lý được mà phải sử dụng phương pháp tinh luyện hóahọc để loại các hợp chất này Ngoài ra phương pháp này cũng không sử dụng đối vớicác loại dầu có hàm lượng phosphatide không thể hydrate hóa cao (thường khi > 0,1%)

và dầu thô có hàm lượng ion sắt > 2ppm

So với phương pháp tinh luyện hóa học thì phương pháp tinh luyện vật lý đơn giảnhơn và ít tổn thất dầu hơn

 Phương pháp tinh luyện hóa học:

Quá trình điển hình của phương pháp tinh luyện bằng hóa học là: Thủy hóa – Trunghòa – Tẩy màu – Khử mùi

Trong đó quá trình trung hòa bằng kiềm là quá trình quan trọng và không thể thiếutrong phương pháp tinh luyện bằng hóa học

Ưu điểm:

- Loại được hầu hết các tạp chất, kể cả hợp chất màu gossypol ở dầu mà phươngpháp tinh luyện vật lý không loại được

Nhược điểm

- Có quá trình trung hòa, tạo xà phòng làm tổn thất dầu nhiều

- Phương pháp này dùng nhiều hóa chất Do đó quy trình công nghệ phức tạp hơn sovới phương pháp tinh luyện dầu bằng vật lý

Ngoài ra trước quá trình xử lý vật lý hay hóa học, dầu thường được xử lý sơ bộ bằngcác phương pháp cơ học như lắng, lọc, ly tâm,…để tách ra khỏi dầu các hạt rắn, cáchạt phân tán, một lượng nhỏ các chất gây mùi, vị

1.4 Các sản phẩm dầu thực vật tinh luyện hiện có trên thị trường

Các doanh nghiệp sản xuất dầu thực vật tinh luyện ngày nay luôn không ngừng địnhhướng vị thế sản phẩm của mình trên thị trường Bên cạnh việc phát triển thương hiệulẫn trong và ngoài nước, các doanh nghiệp đã và đang chú trọng vào giá trị dinh dưỡngcũng như sự đa dạng của ngành hàng này

Điển hình như một vài sản phẩm của các doanh nghiệp lớn như:

Hình 1.7 Sản phẩm dầu tinh luyện Công ty TNHH dầu thực vật Cái Lân

Hình 1.8 Sản phẩm dầu tinh luyện Công ty VOCARIMEX

 Giai đoạn 2011 – 2015: Giá trị sản xuất công nghiệp toàn ngành tăng bình quân từ17,37%/năm Đến năm 2015, sản xuất 1.138 ngàn tấn dầu tinh luyện; 268 ngàn tấndầu thô; xuất khẩu đạt 50 ngàn tấn dầu các loại

 Giai đoạn 2016 – 2020: Giá trị sản xuất công nghiệp toàn ngành tăng bình quân từ7,11%/năm Dự đoán đến năm 2020, sản xuất 1.587 ngàn tấn dầu tinh luyện; 370ngàn tấn dầu thô; xuất khẩu đạt 80 ngàn tấn dầu các loại

 Giai đoạn 2021 – 2025: Dự đoán giá trị sản xuất công nghiệp toàn ngành tăng bìnhquân từ 3,69%/năm Đến năm 2025, sản xuất và tiêu thụ 1.929 ngàn tấn dầu tinhluyện; 439 ngàn tấn dầu thô; xuất khẩu đạt 100 ngàn tấn dầu các loại

1.5.2 Tình hình tiêu thụ dầu thực vật

Trong năm 2010, lượng tiêu thụ dầu thực vật nước ta vào khoảng 690.000 tấn (Bảng1.5) Mặc dù không có số liệu chính thức về tiêu thụ dầu thực vật theo đầu người,nhưng FAO dự báo trong vòng 15 năm tới nhu cầu về dầu thực vật nước ta sẽ tăngnhanh do nền kinh tế tăng trưởng nhanh (năm 2010 GDP tăng 6,78%) và chiến dịch

marketing rầm rộ về việc thay thế mỡ động vật bằng dầu thực vật để bảo vệ sức khỏecủa các nhà sản xuất.

Viện Nghiên cứu chiến lược, chính sách công nghiệp (IPSI) ước tính tiêu thụ dầu thựcvật trên đầu người năm 2010 vào khoảng từ 7,3 – 8,3kg/người Tuy nhiên, con số nàyvẫn còn khá xa so với khuyến nghị của tổ chức y tế thế giới (13,5kg/người/năm) IPSI

đã đưa ra số liệu về tiêu thụ dầu thực vật trên đầu người nước ta năm 2015 tăng ở mức16,2 – 17,4kg/người/năm và dự đoán đến năm 2020 là 18,6 – 19,9kg/người/nâm

Hầu hết các loại dầu đậu nành và dầu cọ hiện được dùng để sản xuất thực phẩm, chỉmột số nhỏ được sử dụng trong các ngành công nghiệp và sản xuất mỹ phẩm Năm

2010, tổng tiêu thụ dầu đậu nành nước ta là 175.000 tấn và tiêu thụ dầu cọ là 525.000tấn FAO đã thống kê năm 2011 sức tiêu thụ dầu đậu nành và dầu cọ tương ứng là200.000 tấn và 560.000 tấn

Bảng 1.5 Tiêu thụ dầu thực vật ở nước ta

Đơn vị 2008 2009 2010 2015 Tổng tiêu thụ dầu thực vật trong

Tiêu thụ dầu tính theo đầu người kg/người/năm 7,04 7,6 7,8 14,5

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT

TINH LUYỆN2.1 Sơ đồ khối quy trình sản xuất dầu thực vật tinh luyện.

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu thực vật tinh luyện.

Cặn Hydrate hóa

nhiệt

Dầu tinh luyện

2.2 Thuyết minh quy trình

Sử dụng lực ly tâm thay cho trọng lực ở phương pháp lắng để phân ly dầu và tạp chất,

do đó làm tăng được tốc độ phân ly đồng thời phân ly được các cặn có kích thước bé

 Lắng ly tâm qua rotor lắng có đoạn ống liền (máy ly tâm lắng)

Ly tâm dầu được tiến hành như sau: Dầu theo ống tiếp liệu vào phần dưới của rotor vàtheo mức độ chuyển động lên, trên được phân ra thành những cấu tử nặng và nhẹ Cấu

tử nặng sẽ qua các lỗ được phân bổ ở tường rotor rồi vào đĩa rót ở dưới và tiếp tục quađoạn ống để đưa ra ngoài

 Mô tả cấu tạo

Máy ly tâm có cấu tạo thân hình trụ, đáy hình cầu có lắp bộ phận cánh quạt kết hợpvới tường và sử dụng lực ly tâm để tách tạp chất ra khỏi dầu

 Nguyên lý hoạt động

Khi máy hoạt động, dầu sẽ đi qua vòi phun của ống nạp liệu (7) đi vào phần dưới củarotor và khi quay cùng rotor (5), dầu sẽ chảy theo tường của nó theo hướng dọc trục.Theo mức độ chuyển động dọc theo rotor, dầu bị phân lớp tương xứng với tỷ trọng củacác phần trong thành phần chất lỏng Khi đó, tạp chất rắn sẽ bị tách ra khỏi dầu, và bịlắng trên tường rotor, còn chất lỏng qua lỗ trên ở đầu rotor được đưa vào ngăn rót vàsau đó vào thùng chứa Khi kết thúc sự phân chia, máy được dừng lại nhờ bộ phậnhãm (6), tháo rotor cùng cặn, thiết lập sự an toàn và lặp lại chu kỳ hoạt động

Mục đích chính của quá trình thủy hóa bằng nước là sản xuất dầu mà không bị đóngcặn suốt quá trình vận chuyển và tồn trữ

Ngoài ra quá trình thủy hóa còn mang lại nhiều lợi ích tiềm năng như:

Cần thiết cho quá trình sản xuất leucithin vì các gum đã hydrate hóa là nguyên liệu thôcho quy trình sản xuất leucithin

Giảm lượng dầu thất thoát vì các gum nếu không được loại bỏ sẽ hoạt động như nhữngchất tạo độ nhớt trong quá trình trung hòa, do đó làm tăng lượng dầu sót trong cặn xàphòng

Giảm lượng phế liệu của quá trình tinh luyện dầu (vì giảm lượng cặn dầu và sự tái sửdụng phosphatide,…)

2.2.2.2 Nguyên tắc

Phương pháp này dựa vào phản ứng hydrate hóa để làm tăng độ phân cực của các tạpchất keo hòa tan trong dầu mỡ, do đó làm giảm được độ hòa tan của chúng trong dầumỡ

Dầu mỡ là một loại dung môi không cực nên có khả năng hòa tan một số loại tạp chấtkhông phân cực hoặc phân cực yếu Vì vậy cần phải biến đổi các tạp chất thành cóphân cực hoặc phân cực mạnh thì độ hòa tan của tạp chất trong dầu sẽ giảm xuống vàtách ra khỏi dầu

Có nhiều phương pháp thủy hóa khác nhau như: thủy hóa bằng nước thủy hóa bằngdung dịch nước muối loãng, thủy hóa bằng dung dịch điện ly (NaCO3,…), thủy hóabằng acid (phosphoric, citric,…) hoặc thủy hóa bằng enzyme,… Lựa chọn phươngpháp thủy hóa thích hợp dựa vào tính chất và hàm lượng tạp chất của dầu thô

Trong kỹ thuật tinh luyện dầu mỡ, tác dụng hydrate hóa được thực hiện bằng cách sửdụng một lượng nhất định nước nóng hoặc dung dịch loãng các chất điện ly (NaOH,

NH4Cl, BaCl2, NaCl, natri silicac, các acid vô cơ,…) trộn với dầu mỡ ở một nhiệt độthích hợp để phân cực hóa và kết tủa các tạp chất

Thường là quá trình bắt buộc đối với quy trình tinh luyện dầu bằng phương pháp vật lý

vì giảm hàm lượng các tạp chất, đặc biệt là cac photphatide và kéo theo các tạp chấtkhác trong đó có các kim loại có khả năng xúc tác cho quá trình oxy hóa dầu

Để dầu tinh luyện bằng phương pháp vật lý đạt chất lượng tốt thì hà lượng photphotrong dầu phài nhỏ hơn 5ppm trước quá trình khử mùi bằng hơi nước bão hòa

2.2.2.3 Phương pháp tiến hành

Hình 2.3 Sơ đồ quá trình thủy hóa bằng nước

Quá trình thủy hóa được thực hiện như sau: Đầu tiên đun nóng dầu đến nhiệt độ

45-50oC, sau đó vừa khuấy trộn vừa cho nước nóng vào Lượng nước cho vào tùy từngloại dầu nhưng thường chiếm 0,5–2% (so với khối lượng dầu) Sau khi cho nước vàotiếp tục khuấy trộn thêm 10 phút nữa, sau đó để yên trong vòng 1 giờ Cặn lắng xuốngdưới đáy, tháo cặn ra trước và tháo dầu ra sau

Quá trình thủy hóa là công đoạn không thể thiếu đối với việc tinh chế dầu vìphotpholipid có dinh dưỡng cao nên dễ tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển làm ảnhhưởng đến chất lượng của dầu thành phẩm dầu sau khi thủy hóa có chỉ số acid nhỏhơn dầu trước khi thủy hóa khoảng 0,1 – 0,4%, do các thành phần háo nước có tínhacid đã được loại ra

Dầu thô

Gia nhiệt(60 – 71oC)Nước (2%)

Khuấy trộn(30 phút)

Ly tâm

Bốc hơi chân không (50 mmHg – 82,2oC)

Gum đã hydrate hóa

Làm nguội(49 - 55oC)

Dầu đã thủy hóa

Nhiệt độ rất quan trọng trong quá trình thủy hóa vì nhiệt độ tăng cao sẽ làm giảm tốc

độ quá trình hydrate hóa và tăng tính hòa tan của photpholipid trong dầu, tuy nhiênnhiệt độ quá thấp sẽ làm tăng độ nhớt của dầu, làm cho các tạp chất khó kết tủa

Ưu điểm:

 Rẻ tiền hơn các phương pháp thủy hóa khác, đơn giản

 Quy trình sản xuất leucithin đơn giản hơn, ít tạp chất hơn

Nhược điểm:

 Không loại hết hoàn toàn photpholipid mà chỉ loại được các photpholipid có thểhydrate hóa được mà không loại được các phospholipid không thể hydrate hóađược như: các muối Ca và Mg của acid phosphatidyl ethanolamine Do đó, dầu sauthủy hóa thường chứa 80 – 200 ppm phospholipid, tùy thuộc vào loại và chất lượngdầu thô nói chung và mức độ hoạt động của enzyme phospholipase nói riêng(enzyme xúc tác cho phản ứng tạo acid phosphatide từ các phosphatide có thểhydrate hóa) Phương pháp thủy hóa này thường không thích hợp cho dầu có hàmlượng phospholipid không thể hydrate hóa cao như dầu đậu nành, dầu hướngdương

2.2.2.4 Các yêu cầu kỹ thuật

Hàm lượng nước đưa vào: Lượng nước dùng thủy hóa thường khoảng 2% so với lượngdầu hoặc bằng 75% lượng phosphatide có trong dầu nếu lượng nước dùng quá ít thì

độ nhớt của dầu lớn, vì vậy hiệu suất thủy hóa thấp nhưng nếu lượng nước quá lớn sẽgây phản ứng thủy phân dầu, dẫn đến tổn thất dầu

Nhiệt độ thực hiện quá trình: Nhiệt độ tối ưu là 40-50oC

Cường độ khuấy trộn và thời gian khuấy trộn cũng ảnh hưởng đến quá trình thủy hóa

2.2.2.5 Các biến đổi của dầu sau quá trình thủy hóa

 Biến đổi vật lý

Giảm đi đáng kể hàm lượng các tạp chất trong dầu: phospholipid, protein,… Dưới tácđụng hydrate hóa, chỉ số acid trong dầu sẽ giảm do các tạp chất keo có tính acid (cácprotein lưỡng tính) phát sinh kết tủa và một số acid béo cũng bị lôi cuốn theo kết tủa,khối lượng và thể tích của nguyên liệu giảm Đồng thời hàm ẩm cũng tăng lên

 Biến đổi hóa học

Phospholipid sẽ phản ứng với nước, tính tan trong dầu giảm do đó ta có thể dễ dàngtách ra khỏi nguyên liệu

Ngoài ra còn xảy ra phản ứng thủy phân dầu trung tính tạo thành các diglyceride,monoglyceride, glycerin và acid béo tự do.

 Biến đổi hóa lý

Phospholipid trở nên háo nước, tạo thành các hạt keo đông tụ

2.2.2.6 Thiết bị

Hình 2.4 Sơ lược cấu tạo nồi thủy hóa dầu

1 Cửa cho nước vào

 Mô tả cấu tạo

Thiết bị thủy hóa có cấu tạo thân hình trụ đáy côn có lắp bộ phận gia nhiệt và có cánhkhuấy Có thể dùng ngay nồi luyện kiềm (còn gọi là nồi trung hòa) Trong những nămgần đây, người ta đã tiền hành nghiên cứu thiết bị thủy hóa kiểu ống, dầu mỡ và hơinước được tạo ra dòng đối lưu và trên cơ sở đó thực hiện quá trình thủy hóa liên tục

 Nguyên lý hoạt động

Dầu được đưa vào thiết bị thủy hóa và được nâng lên đến nhiệt độ 45 – 50oC nhờ bộphận gia nhiệt vỏ áo (3) Sau đó động cơ sẽ truyền động đến bộ phận khuấy trộn (2)tiến hành thủy hóa, đồng thời nước được cho vào từ từ ở cửa cho nước vảo (1) Sau khicho nước vào tiếp tục khuấy trộn thêm 10 phút nữa, sau đó để yên trong vòng 1 giờ.Cặn lắng xuống dưới đáy (6), tháo dầu ra sau ở cửa tháo dầu (4)

 Thông số kỹ thuật