BÀI 2: KHAI THÁC DẦU THÔ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP Mục tiêu • Thực hiện được các quá trình cơ bản trong quy trình khai thác dầu bằng phương pháp ép, nắm được cấu tạo và nguyên lý hoạt động thiết bị ép dầu • Giải thích được các yếu tố ảnh hưởng lên hiệu quả các quá trình • Kiểm tra và đánh giá được chất lượng của dầu thô 2.1. Giới thiệu chung 2.1.1. Giới thiệu về đậu phộng Lạc hay còn được gọi là đậu phộng, có tên khoa học là Arachis hypogaea L., thuộc họ Đậu – Fabaceae. Thành phần hóa học của hạt đậu phộng: Nước: 3 – 5%, protein: 20 – 30%, chất béo: 40 – 50%, chất bột: 20%, chất vô cơ: 2 – 4%. Trong thành phần của protein có một globulin là arachin (60 – 70%) và một albumin là conarachin (25 40%) và cả hai chất này đều không tan trong nước. Cả arachin và conarachin đều cho các acid amin như methionine, tryptophan và dthreonine. Thành phần chủ yếu trong nhân đậu phộng là dầu phộng. Nó gồm các glyceride của acid béo no và không no, với tỉ lệ thay đổi rất nhiều tùy theo loại đậu phộng. Ứng dụng: đậu phộng phần lớn được dùng trong sản xuất dầu phộng, dùng làm thực phẩm do có thành phần protein và chất béo nên có dinh dưỡng cao. 2.1.2. Giới thiệu về dầu đậu phộng Là loại dầu được ép ra từ hạt đậu phộng, với thành phần chủ yếu là các acid béo có tỷ lệ như bảng sau: Thành phần hóa học: Bảng 2.1. Thành phần của dầu đậu phộng Tên loại acid béo Tỉ lệ (%) Palmitic 8.2 Stearic 6.2 Oleic 52.9 Linoleic 24.7 Arachidic 4 Ứng dụng • Dùng trong nấu ăn như chiên xào rất thơm và nhiều dinh dưỡng • Chứa các vitamin hòa tan trong dầu, trong đó nhiều nhất là vitamin E một yếu tố quan trọng trong tổng hợp hormone sinh dục, chống lão hóa • Hai acid bão hòa có trong dầu đậu phộng là acid arachidic (C20) và acid lignoxeric (C24) thấy trong bơ ca cao và trong bơ sữa bò. Đây là hai acid béo bão hòa dạng cis nên không gây nguy hiểm cho tim mạch • Dầu phộng cung cấp chất béo giúp cho quá trình hấp thu các vitamin quan trọng trong cơ thể (A, D, E, K ), • Giúp hoàn thiện cấu trúc như mô não và một số hocmon quan trọng khác • Tốt cho tim mạch và chống béo phì, giảm huyết áp • Chăm sóc da, điều trị rối loạn dạ dày • Giúp giảm nguy cơ sinh con dị tật khi mang thai • Ổn định đường huyết 2.1.3. Giới thiệu về phương pháp ép Mục đích công nghệ: nhằm ép dầu ra khỏi nguyên liệu đậu phộng đã được chưng sấy Cơ sở khoa học: nguyên liệu đậu phộng đã được nghiền nhỏ, trải qua quá trình hấp để đẩy dầu có trong nguyên liệu ra ngoài bề mặt. Tuy dầu đã được đẩy ra ngoài nhưng vẫn chưa thu được dầu thô nên sẽ dùng phương pháp ép để thu hồi dầu. Để thu hồi dầu cần có một lực tác động đủ mạnh lên nguyên liệu để ép dầu chảy ra ngoài. Do đó, ta sử dụng phương pháp ép thủy lực với p = 20kgcm2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất ép Đặc tính cơ học của nguyên liệu ép ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất ép, đặc tính này do các công đoạn chuẩn bị, đặc biệt là khâu chưng sấy quyết định. Mức độ nghiền bột, nhiệt độ, độ ẩm của bột cũng là những yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất ép Các điều kiện hình thành trong quá trình ép như áp lực ép, nhiệt độ ép, cơ cấu máy ép 2.2. Nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ, hóa chất 2.2.1. Nguyên liệu Nguyên liệu thực hành: 300g đậu phộng nhân Giới thiệu về đậu phộng nhân Nguồn gốc: Đậu phộng dùng trong sản xuất dầu phộng là đậu phộng nhân, được tách ra từ hạt đậu phộng còn nguyên vỏ Phương pháp xử lí: đậu phộng sau khi thu hoạch thì tiến hành tách phần vỏ cứng để thu đậu phộng nhân. Đậu phộng nhân cần tiến hành loại bỏ tạp chất một lần nữa trước khi đưa vào sản xuất Bảo quản: đậu phộng nhân sau khi được tách vỏ nếu chưa đưa vào sản xuất thì cần đưa vào bảo quản trong kho. Kho bảo quản cần phải khô thoáng, có thể chống được sự xâm nhập của các loại sâu bọ, gặm nhấm gây hại
Trang 1BÁO CÁO THỰC HÀNH
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT
GVHD: MẠC XUÂN HÒA Lớp: 02DHTP2, sáng thứ 7, tiết 1 - 5 SVTH: Nhóm 2
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
- -Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2014
Trang 2BÀI 2: KHAI THÁC DẦU THÔ BẰNG
PHƯƠNG PHÁP ÉP Mục tiêu
ép, nắm được cấu tạo và nguyên lý hoạt động thiết bị ép dầu
• Giải thích được các yếu tố ảnh hưởng lên hiệu quả các quá trình
2.1 Giới thiệu chung
2.1.1 Giới thiệu về đậu phộng
Lạc hay còn được gọi là đậu phộng, có tên khoa học là Arachis hypogaea L., thuộc
họ Đậu – Fabaceae
Thành phần hóa học của hạt đậu phộng: Nước: 3 – 5%, protein: 20 – 30%, chất
béo: 40 – 50%, chất bột: 20%, chất vô cơ: 2 – 4% Trong thành phần của protein có một globulin là arachin (60 – 70%) và một albumin là conarachin (25 - 40%) và cả hai chất này đều không tan trong nước Cả arachin và conarachin đều cho các acid amin như methionine, tryptophan và d-threonine Thành phần chủ yếu trong nhân đậu phộng là dầu phộng Nó gồm các glyceride của acid béo no và không no, với tỉ lệ thay đổi rất nhiều tùy theo loại đậu phộng
Ứng dụng: đậu phộng phần lớn được dùng trong sản xuất dầu phộng, dùng làm thực
phẩm do có thành phần protein và chất béo nên có dinh dưỡng cao
2.1.2 Giới thiệu về dầu đậu phộng
Là loại dầu được ép ra từ hạt đậu phộng, với thành phần chủ yếu là các acid béo có tỷ
lệ như bảng sau:
Thành phần hóa học :
Trang 3Bảng 2.1 Thành phần của dầu đậu phộng Tên loại acid béo Tỉ lệ (%)
Ứng dụng
• Chứa các vitamin hòa tan trong dầu, trong đó nhiều nhất là vitamin E - một yếu tố quan trọng trong tổng hợp hormone sinh dục, chống lão hóa
• Hai acid bão hòa có trong dầu đậu phộng là acid arachidic (C20) và acid lignoxeric (C24) thấy trong bơ ca cao và trong bơ sữa bò Đây là hai acid béo bão hòa dạng cis nên không gây nguy hiểm cho tim mạch
trong cơ thể (A, D, E, K ),
• Chăm sóc da, điều trị rối loạn dạ dày
2.1.3 Giới thiệu về phương pháp ép
- Mục đích công nghệ: nhằm ép dầu ra khỏi nguyên liệu đậu phộng đã được chưng
sấy
- Cơ sở khoa học: nguyên liệu đậu phộng đã được nghiền nhỏ, trải qua quá trình
hấp để đẩy dầu có trong nguyên liệu ra ngoài bề mặt Tuy dầu đã được đẩy ra ngoài nhưng vẫn chưa thu được dầu thô nên sẽ dùng phương pháp ép để thu hồi dầu Để thu hồi dầu cần có một lực tác động đủ mạnh lên nguyên liệu để ép dầu chảy ra ngoài Do đó, ta sử dụng phương pháp ép thủy lực với p = 20kg/cm2
- Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất ép
Trang 4 Đặc tính cơ học của nguyên liệu ép ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất ép, đặc tính này do các công đoạn chuẩn bị, đặc biệt là khâu chưng sấy quyết định
hưởng trực tiếp đến hiệu suất ép
Các điều kiện hình thành trong quá trình ép như áp lực ép, nhiệt độ ép, cơ cấu máy ép
2.2 Nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ, hóa chất
2.2.1 Nguyên liệu
- Nguyên liệu thực hành: 300g đậu phộng nhân
Giới thiệu về đậu phộng nhân
- Nguồn gốc: Đậu phộng dùng trong sản xuất dầu phộng là đậu phộng nhân, được
tách ra từ hạt đậu phộng còn nguyên vỏ
- Phương pháp xử lí: đậu phộng sau khi thu hoạch thì tiến hành tách phần vỏ cứng
để thu đậu phộng nhân Đậu phộng nhân cần tiến hành loại bỏ tạp chất một lần nữa trước khi đưa vào sản xuất
- Bảo quản: đậu phộng nhân sau khi được tách vỏ nếu chưa đưa vào sản xuất thì
cần đưa vào bảo quản trong kho Kho bảo quản cần phải khô thoáng, có thể chống được sự xâm nhập của các loại sâu bọ, gặm nhấm gây hại
2.2.2 Thiết bị - dụng cụ - hóa chất
Trang 5Bảng 2.2 Dụng cụ, hóa chất, thiết bị
A HÓA CHẤT STT Tên hóa chất Quy cách Đơn vị tính Số lượng Ghi chú
B DỤNG CỤ
C THIẾT BỊ
Trang 63 Máy khuấy từ có gia
Cho 1 nhóm
2.3 Phương pháp thí nghiệm
2.3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất dầu đậu phộng
2.3.2 Thuyết minh quy trình
- Loại tạp chất: nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất cần loại bỏ tạp chất, các
hạt bị hư hỏng, sâu mọt để đảm bảo chất lượng của dầu được tốt hơn
Tạp chất
Bã
Nguyên liệu
Loại tạp chất
Giã nhỏ
Hấp (15 phút)
Ép thủy lực Lọc
Tách nước
Dầu thô
Trang 7- Giã nhỏ: đậu phộng sau khi loại tạp chất xong thì đem đi giã nhỏ bằng chày và
cối giã sao cho đậu phộng càng nhỏ càng tốt để làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa đậu phộng với hơi nước trong quá trình hấp
- Hấp: dùng nồi hấp cho nước vào và đun sôi Dùng tấm vải mỏng lót ở phía dưới
rồi đổ đậu phộng đã được giã nhỏ lên trên và giàn đều thành lớp mỏng giữ đậu phộng trong nồi hấp trong vòng 15 phút kể từ khi nước trong nồi bắt đầu sôi
- Ép thủy lực: nguyên liệu sau khi được hấp thì được đem đi ép ở máy ép thủy lực
để dầu trong nguyên liệu chảy ra ngoài
- Lọc: dầu sau khi ép thủy lực xong sẽ có lẫn bã đậu và bọt nên cần tiến hành tách
chúng để dầu được trong hơn, cho giá trị cảm quan tốt hơn Tiến hành lọc dầu sau
ép qua vải mùng để tách bã đậu còn sót
- Tách nước: dầu sau khi được lọc thì có cả nước trong dầu ép nên cần phải gia
nhiệt để tách nước ra khỏi dầu Cho dầu sau lọc vào chảo và đặt lên bếp, sau đó tiến hành gia nhiệt đến khi nào hết nước trong dầu thì ngừng gia nhiệt
Sơ đồ hình ảnh
Trang 83 Đậu phộng đã giã
bị đem hấp
thủy lực
Trang 98 Dầu mới ép
nước
Trang 1012 Dầu đậu phộng
2.4 Kết quả
2.4.1 Các biến đổi của nguyên liệu trong từng quá trình
• Quá trình giã nhỏ
Hạt đậu phộng sẽ bị phá vỡ ra thành các hạt có kích thước nhỏ hơn nhằm làm tăng bề mặt tiếp xúc của nguyên liệu với hơi nước trong quá trình hấp
Mục đích: chuẩn bị
- Phá vỡ cấu trúc tế bào để dầu dễ dàng thoát ra khi ép thủy lực
- Tạo cho bột đậu phộng có kích thước thích hợp với các quá trình chế biến như: hấp (chưng sấy) và ép
Các biến đổi
- Hóa học: sau khi giã nhỏ phá vỡ cấu trúc tế bào, dầu trong nội bào được giải phóng
ra, hấp phụ trên một diện tích rộng lớn ở các bề mặt các hạt bột Dầu bắt đầu trải qua các quá trình oxy hóa và khí ẩm tăng
- Hóa sinh: hệ enzyme của hạt trong tế bào bị phá vỡ chỉ giảm một phần hoạt tính, xúc tác các quá trình oxy hóa và thủy phân của dầu
- Sinh học: Sau khi giã nhỏ hạt, màng bảo vệ cơ học bị phá hủy, hệ vi sinh vật dễ dàng xâm nhập và phát triển mạnh
• Quá trình hấp (chưng sấy)
Ở quá trình này, hơi nước nóng vừa có tác dụng làm mềm nguyên liệu để thuận lợi hơn cho quá trình ép, vừa tạo ra sự chênh lệch áp suất ở bên trong và bên ngoài nguyên liệu làm cho dầu sẽ thoát ra ngoài còn nước sẽ thẩm thấu vào bên trong
Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ép thủy lực
Khi làm ẩm bột bằng hơi nước nóng sẽ làm yếu mối liên kết của dầu, dầu chuyển
Trang 11 Các biến đổi
- Vật lý:
Giai đoạn đầu, phần ưa nước trương nở Do làm ẩm ở nhiệt độ không cao, tính dẻo của bột tăng lên, các hạt liên kết với nhau thành cục vón Trong các hạt bột đã trương nở, mối liên kết giữa dầu với phần ưa nước yếu đi, chiều dày màng dầu tăng dần và chuyển lên
bề mặt các hạt bột
Sang giai đoạn hai, protein bị biến tính làm thay đổi tính chất bột giã nhỏ, làm giảm tính dẻo của bột, chuyển sang dạng cứng
- Hóa học: chất béo có thể bị oxy hóa hoặc bị thủy phân
- Hóa lý: một phần protein bị biến tính do nhiệt
- Hóa sinh: trong giai đoạn đầu của quá trình hấp, diễn ra các biến đổi hóa sinh ở 60 –
70oC Đáng kể nhất là quá trình thủy phân: enzyme lipase thủy phân triglyceride và phospholipase thủy phân phospholipid Khi nhiệt độ tăng cao hơn, các enzyme bị ức chế, hoạt động xúc tác của chúng bị ngừng trệ
- Sinh học: nấm mốc và vi sinh vật trong bột giã nhỏ bị tiêu diệt
• Quá trình ép thủy lực
Nguyên liệu sau khi hấp sẽ được đưa vào máy ép thủy lực để ép cho dầu chảy ra Điều chỉnh máy sao cho bộ phận ép tác đọng một lực đủ lớn để ép dầu có trong nguyên liệu chảy ra ngoài
Mục đích
Nhằm khai thác, tách dầu trong nguyên liệu ban đầu ra khỏi nguyên liệu
Các biến đổi
- Vật lý: cấu trúc tế bào của nguyên liệu bị phá vỡ, do thực hiện ở nhiệt độ cao và nguyên liệu bị nén mạnh bởi lực cơ học của máy ép
- Hóa lý: biến tính protein do ma sát sinh ra nhiệt
- Hóa học: chất béo có thể bị oxy hóa nhưng không đáng kể
• Quá trình lọc
Mục đích: tách các cặn ra khỏi dầu để thu được dầu trong, sạch
Các biến đổi
- Hóa lý: có sự tách pha
• Quá trình gia nhiệt, tách nước
Trang 12Dầu sau khi được lọc thì sẽ đem đi nấu để tách nước và cặn còn sót lại trong quá trình ép thủy lực Gia nhiệt dầu đến khi nước trong dầu bay hơi hết, cặn sẽ lắng xuống phần đáy của nồi nấu, sau khi nấu xong thì ta thu được dầu sạch
Mục đích: chuẩn bị cho quá trình gạn lọc thu hồi dầu
Các biến đổi
- Vật lý: nhiệt độ tăng
- Hóa học, hóa sinh: có biến đổi nhưng không đáng kể, có tổn thất vitamin và enzyme
- Sinh học: vi sinh vật bị tiêu diệt do nhiệt độ tăng trong quá trình cô đặc
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình: nhiệt độ, thời gian gia nhiệt
2.4.2 Các sự cố gặp phải và các biện pháp khắc phục
Bảng 2.3 Các sự cố gặp phải và các biện pháp khắc phục
Bột giã nhỏ không đạt tiêu chuẩn kích
thước
Phải kiểm tra lại chài và cối, điều chỉnh lực giã để giã nhỏ và đồng đều kích thước hạt
Nguyên liệu quá ẩm thì phải cạo sạch bột bám trên chài rồi mới giã tiếp
nhiệt dầu
Dầu còn sót lại trong bã ép nhiều
Thời gian và áp lực để ép dầu cần nhiều hơn
Thời gian hấp nguyên liệu chưa đủ nên cần hấp lâu hơn cho nguyên liệu mềm hơn, dầu thoát ra dễ hơn
Cần làm nhỏ kích thước của hạt nguyên liệu hơn
Trang 13- Khối lượng nguyên liệu sau khi giã nhỏ: mgiã = 290g
Khối lượng nguyên liệu hao hụt từ nguyên liệu ban đầu đến khi xong quá trình giã là:
mhh1 = mđầu - mgiã = 300 – 290 = 10g
Phần trăm hao hụt trong quá trình giã nhỏ
10 100/ 300 = 3,3%
- Khối lượng dầu ép được là: 170g
Phần trăm hao hụt trong quá trình ép
(340 - 170 - 150) 100 / 340 = 5,9%
- Khối lượng dầu sau khi gia nhiệt tách nước và loại bỏ cặn là:
mdầu = 27.2629g
m cặn + nước = mdầu ép - mdầu = 190 – 27.2629 = 162.7371g
Hiệu suất thu hồi dầu là:
Điều này có nghĩa là trong 300g đậu phộng, hàm lượng dầu chiếm khoảng 9,08763% (khoảng 27,2639g dầu)
2.5 Nhận xét
Sản phẩm dầu phộng
Màu sắc: màu vàng nhạt, sáng
Mùi: có mùi thơm đặc trưng của dầu phộng
Vị: có vị béo đặc trưng của dầu phộng
Trạng thái: có trạng thái lỏng
Chất lượng dầu thô
Trang 14Chất lượng dầu thô được đánh giá thông qua chỉ số acid (AV) theo phương pháp được quy định ở TCVN 6120:1996
Hiệu suất thu hồi dầu
Hiệu suất thu hồi dầu phụ thuộc vào
quá trình ép Kích thước nguyên liệu đồng đều, ép dễ dàng và triệt để
- Quá trình ép với lực nén đủ lớn để dầu tách ra khỏi nguyên liệu
hiệu suất thu hồi dầu
trích ly dầu
2.6 Trả lời câu hỏi
Câu 1: Mục đích công nghệ của quá trình chưng sấy? Cơ sở khoa học của quá trình chưng sấy?
Trả lời
Mục đích công nghệ của quá trình chưng sấy
- Dầu thoát ra dễ dàng hơn do đứt liên kết của dầu với thành phần háo nước
- Làm thay đổi tính chất vật lý nên bột dẻo và đàn hồi
- Độ nhớt giảm, dầu linh động hơn
- Bớt các chất gây mùi, một số độc tố bị biến đổi
- Tạo thuận lợi cho việc ép kiệt dầu
Trang 15thể tạo ra Để tách dầu đạt hiệu quả cần cắt đứt các liên kết này bằng gia công nước nhiệt, hấp, chưng sấy, khuấy đảo
Khi làm ẩm và hấp chín hoặc chưng hơi nước thì phần hút nước sẽ trương nở, thể tích sẽ tăng lên Trong khi đó, dầu không hút nước, thể tích không đổi do đó mối liên kết giữa chúng bị yếu đi Đến khi sấy khô phần háo nước sẽ bốc hơi thể tích giảm nhỏ Nhờ vậy dầu thoát ra dễ dàng hơn Mặt khác, chưng sấy làm thay đổi một phần về hóa học nên chất lượng sản phẩm tốt hơn Giai đoạn này có ảnh hưởng quyết định đến hiệu suất ép dầu
Câu 2: Trong thực tế, người ta đánh giá hiệu quả ép thông qua các đại lượng nào ? Để có thể ép kiệt hơn (khai thác nhiều dầu hơn) người ta điều chỉnh các thông
số nào của máy ép ?
Trả lời
Trong thực tế, người ta đánh giá hiệu quả ép thông qua các đại lượng sau:
- Hiệu suất thu hồi dầu
- Chất lượng dầu thô
Để có thể ép kiệt hơn thì người ta điều chỉnh lực tác động vào nguyên liệu trong quá trình ép