GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
Chương 1:
KHÁI QUÁT VỀ SỰ PHÁT TRIỂN DẦU THỰC VẬT
Dầu béo, một thành phần không thể thiếu được trong bất kì một tế bào sống nào phổ
biến trong thế giới thực vật. Trong các mô và cơ quan thực vật có chứa một lượng dầu béo
đáng kể gọi là cây có dầu.
Việc sản xuất và sử dụng dầu thực vật đã có từ thời xa xưa. Lúc đó, người ta đã biết
sử dụng những loại hạt và quả chứa nhiều dầu để lấy dầu. Và dầu oliu và dầu cọ là những
dầu đầu tiên mà người ta chỉ cần một ngoại lực rất nhỏ đã dễ dàng lấy được từ quả của
chúng. Khi trình độ kó thuật phát triển, người ta đã lấy được dầu từ những quả và hạt có
cấu trúc mô bền chắc và cả những quả và hạt có hàm lượng dầu không nhiều lắm.
Ngay từ thời Trung cổ, Nga và các nước Tây Âu đã iết làm sạch, tách tạp chất, bóc
vỏ và đem nghiền hạt để phá hủy các mô chứa dầu của hạt.Trước khi ép, bột nghiền được
đun nóng để tách dầu ra một cách nhanh hơn và kiệt hơn.
Thời kì đầu, kó thuật tách dầu rất thô sơ. Hạt được nghiền bằng những cối chày gỗ
hoặc đá. Dầu được ép bằng hai tấm ép gỗ hoặc đá. Sau đó xuất hiện những cỗ máy rất
đơn giản kiểu đòn bẩy (nêm ép).
Dần dần, máy ép ngày càng đựơc cải tiến hiện đại hơn. Năm 1818 xuất hiện máy ép
thủy lực và ngày nay được thay thế bằng máy ép vít liên tục.
Để nâng cao hơn nữa hiệu suất tách dầu, người ta nghó đến phương pháp trích li dầu
bằng dung môi hữu cơ hòa tan dầu. Phương pháp này có thể tách dầu một cách triệt để
(lượng dầu còn lại trong bã < 1%). Tuy nhiên chất lượng dầu trích li kém hơn dầu ép nên
xuất hiện công nghệ tách dầu hai lần, trong đó dầu chủ yếu được lấy ra bằng cách ép sơ
bộ rồi trích li một lượng dầu còn lại trong khô dầu.
Nguyên liệu có dầu muốn trở thành nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất dầu thì
phải trồng trọt theo quy mô lớn mà ít tiêu tốn sức lao động.Hiện nay, hầu hết các quá
trình, từ lúc gieo trồng đến khi thu hoạch đều được cơ khí hoá hoàn toàn.Với những cây
hoang dại, mặc dầu có chứa hàm lượng tương đối cao nhưng không sử dụng trong công
nghiệp được vì khâu thu hoạch quả và hạt khó khăn.
Trang 1
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
Hạt đậu phộng
Hạt hướng dương
Hạt cọ dầu
Hạt oliu
Hạt cải dầu
Trang 2
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
Chương 2:
NGUYÊN LIỆU
2.1 Quá trình tạo thành dầu ở thực vật:
Quá trình tạo thành dầu – lipid dự trữ, trong hạt có dầu xảy ra khi hạt chín. Các hợp
chất hữu cơ và vô cơ thiên nhiên chuyển vào hạt từ các phần xanh của cây, lá và từ đất
thông qua hệ rễ, từ đó chuyển thành các chất dự trữ ở trong hạt.
Quá trình tổng hợp trong hạt dầu, lúc đầu tạo ra các chất glucid, điển hình là tinh bột,
sau đó khi hạt chín dần thì hạt tinh bột sẽ chuyển thành hạt lipid.
Giai đoạn đầu khi hạt chín, dầu có nhiều acid béo tự do. Sau đó lượng acid béo tự do
giảm xuống và hàm lượng triglyceride dạng hợp chất liên kết từ 3 phân tử acid béo và
glycerin tăng lên. Việc tổng hợp acid béo diễn ra theo trật tự lần lượt từ các mảnh hợp
chất hai và ba nguyên tử C dưới tác động của hai hệ enzim, với nguồn Cacbon là các chất
glucide thiên nhiên. Lúc đầu từ các sản phẩm phân tử thấp tạo ra acid béo có 16 nguyên
tử C (acid panmitic); sau đó, mạch acid béo sẽ được kéo dài ra thêm từng hai nguyên tử C
một.
Glycerin trong các hạt chín được tạo thành từ những nguyên tử có 3 nguyên tử C.
Ngoài triglyceride, trong các hạt dầu chín còn có chất dự trữ protein. Tổng hàm lượng
dầu, lipide dự trữ và protein dự trữ chiếm đến 80% khối lượng hạt già.
2.2 Thành phần hoá học của hạt:
2.2.1 Lipid:
Là những chất hoà tan tốt trong dung môi hữu cơ không phân cực như xăng, hecxan,
ete etylic, cacbon tetraclorua và những chất khác,trên thực tế không hoà tan trong nước.
Hàm lượng lipid dao động trong khoảng 25 – 75% khối lượng hạt. Trong các hạt dầu,
lipide thường liên kết với các chất khác, với protein, saccharide và các dẫn xuất của
chúng, tạo thành các kiểu hợp chất khác nhau và bền vững.
Một lượng lớn lipide thuộc các hợp chất này bò phá vỡ khi nghiền hạt, sau đó có thể
lấy lipide dưới dạng tự do. Để phá vỡ các hợp chất liên kết khác cần phải tăng độ nhiệt,
tác động bằng dung môi sôi hoặc xử lí bằng dung dòch rượu kiềm.
Trong quá trình sản xuất, khi chế biến hạt, chúng chòu nhiều tác động công nghệ
khác nhau: nghiền, đun nóng, gia nhiệt, gia ẩm, áp lực khi nén, tác dụng của dung môi
hữu cơ khi trích li. Những tác động đó nhằm phá huỷ liên kết của lipide với các cấu tử
khác, mặc dù không thể giải phóng hoàn toàn tất cả các chất lipide. Tuỳ thuộc vào tính
hoá học tự nhiên và mức độ liên kết của lipide, chúng có thể chuyển một phần hay toàn
bộ dầu tách được từ hạt.
Đồng thời với sự kiện đó không tránh khỏi xảy ra những biến đổi hoá học của lipide
dưới tác động công nghệ. Như vậy, một tổ hợp hoá học các chất lipide khác nhau mà ta
thu được tại các nhà máy sản xuất dầu chính là dầu thực vật.
Triglyceride: là thành phần chiếm chủ yếu (95 – 98%) của lipide quả và hạt dầu.
Phospholipide: hàm lượng dao động từ 0.25 – 2% so với số lượng dầu trong hạt.
Phospholipide dễ bò oxi hoá, nhận oxi vào, vì vậy được coi là chất chống oxi hoá của dầu.
Khi chế biến công nghệ hạt dầu, phospholipide sẽ kết hợp với glucide tạo thành sản phẩm
Trang 3
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
màu sẫm – Melanophosphatide, dễ kết hợp với protein và các thành phần hoá học khác
của hạt dầu.
Sáp: trơ hoá học, không bò tách ra ngay cả khi tinh luyện dầu bằng kiềm. Những hạt
tinh thể sáp rất nhỏ, không lắng thành cặn, tạo thành “mạng” các hạt lơ lửng, làm giảm
hình thức dầu. Vấn đề tách sáp hiện nay là một trong những vấn đề khó khăn nhất trong
lónh vực công nghệ sản xuất dầu thực vật hiện đại.
2.2.2 Hợp chất không béo không xà phòng hoá:
Những chất không béo không xà phòng hoá là nhóm hợp chất hữu cơ có cấu tạo hoá
học đặc trưng khác nhau, tan tốt trong dầu và các loại dung môi của dầu. Khi tách dầu,
những chất này sẽ theo dầu tách ra khỏi hạt và làm cho dầu có màu sắc, mùi, vò riêng
biệt.
Hàm lượng có trong dầu: 0.4 – 2.9%, tuỳ thuộc đặc điểm từng giống hạt, điều kiện
sinh trưởng của thực vật và phương pháp tách dầu. Những tác động công nghệ mạnh khi
tách dầu sẽ làm cho lượng các chất không béo không xà phòng hoá sẽ chuyển vào dầu
nhiều lên.
Màu sắc của dầu là do sự có mặt của các sắc tố hoà tan trong chất béo và những
lipide mang màu. Chẳng hạn, trong các loại dầu thực vật thường gặp nhóm chất
carotenoide, màu từ vàng tươi đến đỏ sẫm. Sự có mặt của clorophile và các sản phẩm
chuyển hoá của nó làm cho dầu có màu phớt xanh như dầu gai, dầu lanh, dầu đậu tương,
dầu bông.
Màu và vò của dầu thực vật là do sự có mặt của các tecpen, hidrocacbua mạch thẳng
khác nhau và các sản phẩm phân huỷ chúng.
Tính bền không bò oxi hoá cùa dầu thực vật do sự có mặt hợp chất tocopherol trong
dầu, do tocopherol có hoạt tính chống oxi hoá mạnh và chứa vitamin E Tocopherol là rượu
trong thành phần cấu tạo có các vòng cacbon, các dò vòng và các mạch isopren.
Tocopherol tan tốt trong dầu và các dung môi hữu cơ không phân cực, không tan trong
nước. Chúng không bò phân huỷ khi tác dụng với acid kiềm và cả khi đun nóng dầu đến
1200C trong thời gian ngắn. Hàm lượng tocopherol trong dầu từ 40 – 280 mg trong 100g.
Ngoài ra, trong dầu thực vật còn có một lượng nhỏ lipide phân cực, đó là hợp chất
của rượu hai chức và acid béo.
2.2.3 Hợp chất có nitơ (có đặc tính protein và phi protein):
Hợp chất có nitơ trong hạt dầu chiếm từ 20 – 25% khối lượng hạt, trừ hạt đậu tương
có protein chiếm tới 33 – 50% khối lượng hạt.
Protein đơn giản có trong hạt dầu thực hiện chức năng là chất dự trữ:
- Albumin _ protein hoà tan trong nước.
- Globulin _ protein hoà tan trong dung dòch NaCL 10%.
- Glutelin _ protein hoà tan trong dung dòch.
- Protein không tan.
Trong đó protein chủ đạo là globulin.
Protein phức tạp là các hợp chất của protein với các chất thiên nhiên phi protein, thực
hiện chức năng kiến tạo trong hạt. Gồm lipoprotein, glicoprotein và nucleoprotein.
Nhóm phi protein: đồng, thiếc, mangan, magie, sắt. Trong nhiều enzim, nhóm phi
protein là các vitamin hoà tan trong nước, quan trọng nhất là vitamin nhóm B _ tiamin,
riboflavin, acid nicotic, piridoxin, acid pantotenic, biotin, mezoinozit, acid folic,…. Căn cứ
Trang 4
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
vào vitamin có trong hạt mà người ta có thể xác đònh được đặc tính các hệ enzim của hạt.
Những hạt thực vật có dầu đã tách dầu là nguồn giàu vitamin hoà tan trong nước.
Trong quá trình công nghệ sản xuất dầu thực vật, những enzim có ý nghóa quan trọng:
lipase thuỷ phân triglyceride thành acid béo tự do; phospholipase thuỷ phân mối liên kết
este của phospholipide; glucozidase thuỷ phân glucoside – amiodalin có trong hột của quả
cây và linamarin có trong hạt lanh và các glucozid của hạt cải dầu và các hạt cải khác.
Trong quá trình oxi hoá, do có sự tác động của enzim lipoxigenase (oxidoreductase)
nên có sự tạo thành hidroperocide của acid béo không no linolic và linolenic. Theo tính
chất của hidroperocide lại có khả năng oxi hoá carotinoide và các dẫn xuất của chúng
cũng như các chất khác của hạt. Lipoxigenase xúc tiến sự phân huỷ các phân tử acid béo,
làm cho dầu bò đắng, hắc và bò ôi oxi hoá.
Protein của hạt có tính háo nước và trương nở trong nước. Trong điều kiện phối hợp
độ nhiệt và độ ẩm nhất đònh, protein có khả năng biến mất tính dẻo, sau khi làm lạnh tạo
thành vật thể rắn vẫn giữ nguyên được hình dạng cũ. Tính chất này được ứng dụng rộng
rãi trong quá trình tách dầu ra khỏi hạt.
Tính chất công nghệ quan trọng nhất của protein là khả năng tự biến tính. Sự biến
tính protein xảy ra dưới sự ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ như: nhiệt, dung môi hữu
cơ, ngoại lực khi ép và nghiền, cùng những tác động bên ngoài không thuận lợi khác. Biểu
hiện rõ nhất của sự biến tính protein là sự thay đổi tính tan và tính dẻo, tính chất cơ lý của
protein.
Nitơ phi protein của hạt dầu nằm trong nhóm chất có nitơ của phospholipide, vitamin
và coenzim, glycoside và các chất ankaloide. Khi protein bò phân huỷ trong quá trình hạt
hư hỏng, lượng nitơ phi protein sẽ tăng lên do chính nitơ của acid amin tự do.
2.2.4 Glucide và các dẫn xuất của chúng:
Hàm lượng dao động: 6 – 27% tùy loại.
Chủ yếu là cellulose và hemicellulose tập trung ở vỏ quả, vỏ hạt. Ngoài ra còn có
pectin, lignin, fitomelan.
2.2.5 Chất khoáng:
Tập trung chủ yếu ở nhân hạt với hàm lượng 1.8 – 7.3% tùy loại hạt.
Chủ yếu là oxid của các nguyên tố P, K, Mg (>90% lượng tro chung). Ngoài ra còn có
Ca, Fe, S, Mn, Cu,… cùng một lượng rất nhỏ các nguyên tố phóng xạ.
Trang 5
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
Chương 3:
QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ
Nguyên
liệu
Thu nhận
Làm sạch, phân loại
Tạp
chất
Sấy
Làm nguội
Xay xát
Làm sạch
Vỏ hạt
Nghiền
Gia công
nhiệt ẩm
Ép dầu sơ bộ
Nước
Khô dầu
Khô
dầu
Làm sạch
Sơ chế
Dầu
thô
Cặn
Ép kiệt
Trích ly
Làm sạch
Làm sạch
mùn
Dung
môi
Cặn
mùn
Dầu
thô
Trang 6
Chưng cất
Dung
môi
Dầu
thô
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
Thuyết minh qui trình công nghệ
3.1 Thu nhận nguyên liệu: Tuỳ thuộc tình trạng của các loại hạt mà các loại hạt sau khi
cân được đem sơ chế để bảo quản, hoặc đưa trực tiếp vào sản xuất.
3.2 Làm sạch, phân loại:
a) Mục đích: tách khỏi hạt những tạp chất có hại lẫn bên trong khối hạt, phân loại
hạt.
b) Thiết bò: Máy sàng kết hợp với khí động.
3.3 Sấy hạt:
a) Mục đích:
- Bảo quản: vừa làm giảm hàm lượng ẩm trong hạt xuống đến độ ẩm an toàn vừa
tiêu diệt sâu bọ có hại.
- Chuẩn bò: sau khi sấy, độ ẩm hạt đạt một giá trò nhất đònh để quá trình bóc vỏ hạt
được thuận lợi giúp nâng cao năng suất, giảm chi phí năng lượng, tăng hàm lượng và
phẩm chất dầu.
b) Biến đổi:
- Vật lý: độ dẫn điện giảm, nhiệt dung giảm, khối lượng riêng tăng, độ bền cơ học
tăng…
- Hóa lý: quá trình sấy làm chuyển dòch ẩm từ bên trong hạt ra bề mặt và bốc hơi ẩm
trên bề mặt ra ngoài không khí.
c) Tiến hành:
Có thể sấy bằng dẫn nhiệt, đối lưu hay bức xạ. Trong công nghiệp ta thường dùng
phương pháp sấy đối lưu. Nhiệt độ sấy càng tăng thì tốc độ sấy càng tăng. Nhưng nếu
nhiệt độ của hạt quá cao thì ẩm bên trong hạt sẽ không kòp chuyển dòch ra ngoài, lớp
vỏ ngoài sẽ bò sấy quá nhiệt, vỏ hạt có thể bò nứt. Ngoài ra để tránh sự phân hủy
protein và lipide của hạt ta cần sấy ở nhiệt độ tương đối thấp.
Lưu ý: đậu tương có hàm lượng protein cao và hạt lanh có hàm lượng acid béo cao
thì nhiệt độ tác nhân sấy không nên cao quá 60oC.
d) Thông số kỹ thuật:
- Hạt:
+ Độ ẩm đầu: 12-15% (có khi lên đến 20-25%).
+ Độ ẩm cuối:
Lạc
< 9%
Đậu tương
<10-11%
Thầu dầu
<5,5-6,5%
+ Nhiệt độ hạt sau sấy: 50 – 60oC
- Tác nhân sấy:
+ Độ ẩm sau khi sấy: 70 – 80% (bão hòa hơi nước)
+ Nhiệt độ đầu: 160 -180oC (hướng dương), <60oC (đậu tương), 60 – 80oC (lanh)
+ Nhiệt độ cuối: 40 – 60oC
e) Thiết bò: máy sấy thùng quay.
3.4 Làm nguội:
a) Mục đích: Hạt sau khi sấy có nhiệt độ cao làm hơi nước có thể ngưng tụ trên bề
mặt lớp hạt nên không thể bảo quản ngay được mà cần phải làm nguội để điều hòa
độ ẩm.
Trang 7
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
b) Thiết bò: Dạng các hộp chóp và hạt thì rơi phía ngoài chóp. Tác nhân làm nguội là
không khí mát cho thổi qua chóp.
3.5 Xay xát vỏ:
a) Mục đích:
- Do dầu tập trung chủ yếu ở nhân hạt và rất ít ở vỏ quả, vỏ hạt nên khi chế
biến cần tách nhân ra khỏi vỏ quả, vỏ hạt.
- Nâng cao năng suất thiết bò.
- Tăng chất lượng dầu do đã loại bớt phần sáp ở vỏ và một số chất khác làm
giảm giá trò dầu. Ngoài ra vỏ quả, vỏ hạt xốp hấp thu dầu nên cần loại bỏ để
giảm tổn thất.
b) Các biến đổi: Vỏ hạt được tách ra,lớp cám quanh nhân hạt cũng được tróc ra chỉ
còn lại nhân hạt sạch.
c) Thông số kỹ thuật: mỗi loại hạt khác nhau sẽ có thông số kỹ thuật khác nhau.
d) Thiết bò: máy xát vỏ 2 trục.
e) Các yếu tố ảnh hưởng: độ đồng đều về kích thước hạt, tỉ lệ hài hòa giữa độ ẩm của
vỏ và của nhân (nhân cần ẩm hơn vỏ).
3.6 Nghiền hạt:
a) Mục đích: Phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệu chứa dầu để dầu dễ dàng thoát ra
khỏi phần protein khi ép cơ học hay trích ly.
b) Biến đổi:
- Biến đổi vật lý: cấu trúc tế bào bò phá vỡ.
- Biến đổi hóa lý: Dầu trong nội bào sau khi được giải phóng ra do việc phá vỡ
cấu trúc tế bào khi nghiền hấp phụ trên bề mặt các hạt bột. Ngoài ra, protein
cũng bò biến tính ở một mức độ nào đó.
- Biến đổi hóa sinh: các quá trình oxy hoá và thuỷ phân dầu xảy ra do các hệ
enzyme trong tế bào được giải phóng và do có sự tiếp xúc rộng lớn giữa dầu và
không khí.
- Biến đổi sinh học: Trên bề mặt bột, các hệ vi sinh vật phát triển mạnh.
c) Thông số kỹ thuật: Lượng lọt sàng 1mm không thấp hơn 60%.
d) Thiết bò: máy cán 5 trục.
e) Các yếu tố ảnh hưởng:
- Độ ẩm hạt: hạt ẩm sẽ tạo ra bột dẹt, hạt khô sẽ tạo ra bột tơi, mòn, nhiều cám.
- Nhiệt độ: càng tăng tính dẻo của hạt càng tăng.
- Hàm lượng dầu trong hạt: càng lớn thì càng khó nghiền.
3.7 Gia công nhiệt ẩm bột nghiền nhân hạt (Chưng sấy):
a) Mục đích:
- Chuẩn bò: Dầu trong bột phân bố ở dạng màng mỏng trên mặt các hạt bột
nghiền bằng lực liên kết bề mặt, về trò số lớn hơn nhiều so với áp lực do các máy
ép dầu tạo ra. Giai đoạn này nhằm làm mất đi hoặc làm giảm rõ rệt bề mặt giữ
dầu có trong bột.
Giai đoạn này có tính ảnh hưởng ép dầu sơ bộ và tách kiệt dầu về sau.
Trang 8
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
b) Tiến hành:
Quá trình chưng sấy bột diễn ra như sau:
Bột rơi trên bề mặt đun nóng được làm nóng lên và nước trong bột khi tiếp xúc
với bề mặt đun nóng sẽ bốc thành hơi. Hơi bốc ra xông vào lớp bột rồi thoát ra ngoài.
Đây là quá trình chuyển dòch của các phân tử hơi nước. Hơi nước khi đi qua lớp bột
sau khi truyền nhiệt cho bột sẽ bò nguội, ngưng tụ thành những hạt nước. Độ ẩm của
nguyên liệu ớ lớp tiếp xúc với bề mặt truyền nhiệt sẽ giảm, bột ở lớp trên và lớp giữa
được tăng ẩm. m ngưng tụ có thể lại thấm xuống đến lớp tiếp xúc với bề mặt truyền
nhiệt, tiếp đó lại tạo thành hơi bốc lên, lớp bột thô cứ thế lại dới lên trên lớp mặt.
Bằng cách đó, ẩm ở dạng hơi thấm đều vào nội tâm các hạt bột và đảo trộn đều toàn
bộ lớp bọt trong nồi, kể từ lớp sát mặt truyền nhiệt đến lớp trên cùng.
c) Các biến đổi:
- Biến đổi vật lý:
+ Ở giai đoạn đầu: ở nhiệt độ không cao ở nhiệt độ không cao, tích dẻo của
bột tăng lên, các hạt liên kết với nhau thành cục vón, còn dầu thì tách ra ở
dạng tự do. Trong các hạt bột đã trương nở, mối liên kết giữa dầu va phần ưa
nước bò yếu, chiều dày màng dầu tăng dần và chuyển dần lên bề mặt bột. Do
phần ưa nước trương lên nên thể tích bột cũng tăng lên.
+ Ở giai đoạn sau: nhiệt độ tăng lên, tính dẻo của bột bò giảm xuống do
protein bò biến tính, chuyển bột từ dạng dẻo sang dạng cứng.
+ Khi nhiệt độ tiếp tục tăng lên: tính dẻo của bột lại được tăng lên do protein
bò biến tính sâu sắc khôi phục lại tính dẻo. Nhưng khi nhiệt độ đến 180 oC bột
chưng sấy trở nên chảy lỏng mặc dù protein đã bò biến đổi sâu sắc.
- Biến đổi hoá học:
+ Sự oxy hoá mạnh lipide làm giảm chất lượng dầu.
+ Thành phần philipide bò phân hủy dưới nhiệt độ cao
+ Phản ứng giữa lipide với glucide và protein tạo các chất mới
⇒ Diễn ra phức tạp làm mất đi nhiều các hợp chất và gây biến đổi sâu sắc
thành phần hóa học ban đầu của nguyên liệu.
- Biến đổi hóa lý:
+ Protein bò biến tính sâu sắc bởi nhiệt độ cao, các enzym bò vô hoạt khi nhiệt
độ quá cao.
+ Có sự chuyển dòch ẩm và chuyển dòch dầu.
+ Có sự truyền nhiệt giữa bề mặt thiết bò với bột và trong lòng khối bột.
- Biến đổi hóa sinh:
+ Thủy phân mạnh mẽ: triglyceride (lipase), photpholipide (photpholipase)
khi nhiệt độ khoảng 60 – 70 oC (nhưng khi nhiệt độ tăng cao hơn các enzym bò
ức chế làm hoạt động bò ngừng trệ).
d) Thông số kó thuật:
- Độ ẩm bột vào nồi chưng sấy (cần phải làm ẩm) phải đạt 6 – 12%
- Độ ẩm cuối của bột chưng sấy: <4%
- Nhiệt độ của giai đoạn chưng sấy: 75 – 105oC
- Nhiệt độ cuối của bột chưng sấy: 110 – 125oC
- Thời gian: 50 – 80’
Trang 9
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
e) Thiết bò: nồi chưng sấy (Hình 1)
- Cấu tạo:Thường có 2,5,6 tầng, mỗi tầng đều có cánh khuấy (dao gạt), có ống
dẫn để xả không khí và hơi nước ra khỏi tầng, có vỏ áo gia nhiệt. Mỗi tầng đều
có lắp một cánh cửa tự khép mở theo đònh lượng.
- Nguyên tắc hoạt động: bán liên tục (nguyên liệu nạp liên tục, sản phẩm lấy
gián đoạn).
Bột nạp vào và được làm ẩm liên tục 6 – 12% ở tầng 1, sau đó xuống dần các
tầng dưới và luôn được gia nhiệt từ 3 5 đến 105 0C. Bột được gia nhiệt bằng hơi
nước qua lớp vỏ áo. Sự chuyển động và đảo trộn nguyên liệu nhờ trục khoấy và
trọng lực bản thân bột. Nhiệt độ phân bố đều trong khối bột nhờ sự đảo trộn của
cánh khuấy và sự tự xông hơi. Khi tầng 1 nạp đủ mức đóng cửa thoát ở tầng dưới
cũng chờ cho các tầng cũng có đủ mức, mở cửa tầng này để bột chưng sấy qua trục
khoấy liên tục liên tục đẩy ra khỏi nồi theo từng luồng nhỏ.
f) Các yếu tố ảnh hưởng:
- Độ ẩm đầu và cuối của bột khi làm ẩm.
- Dạng liên kết của ẩm trong nguyên liệu có dầu, hàm lượng dầu trong bột.
- Chiều cao lớp bột trên bề mặt đun nóng.
- Thiết bò: số tầng, vật liệu chế tạo, vận tốc và phương pháp thải hơi nước, vận
tốc chuyển bột chưng sấy giữa các tầng.
- Yếu tố ảnh hưởng nhất: cường độ đảo trộn và chiều cao lớp bột trong nồi.
3.8 Ép sơ bộ:
a) Mục đích:
- Thu được lượng dầu ép tối đa.
- Giúp lượng dầu thu được với khối lượng ít, do đó giảm các chi phí có liên quan
đến việc xử lý dầu bằng trích ly.
b) Các biến đổi:
- Vật lý: Nhiệt độ nguyên liệu tăng lên, cấu trúc vật liệu thay đổi(mao quản bò
phá vỡ).
- Hóa lý: Protein bò biến tính sâu sắc do nhiệt độ cao, áp suất cao và sự có mặt
của hơi nước, enzym bò vô họat.
- Hóa học: phân hủy protein, phản ứng Maillard, phản ứng giữa protein và lipid,
phản ứng khử _COOH của protein, phản ứng giữa protein và glucid, phản ứng
giữa lipide với glucide và protein.
- Cảm quan: các sản phẩm sinhra từ các phản ứng hóa học trên tạo ra màu sắc,
mùi vò cho dầu (sản phẩm Melanoidin,…)
c) Thông số kỹ thuật:
- Độ ẩm bột vào máy đạt 5,5-6%.
- Nhiệt độ bột vào máy 95-100°C.
- p lực nén bột trong lòng máy phải >=25MPa.
- Lượng dầu tách lấy ra được: 70-85%.
- Hàm lượng dầu trong khô dầu: 12 – 18%
Dầu thoát ra từ thiết bò ép dầu sơ bộ được qua bể gạn phoi hoặc sàng rung và
qua máy lọc ép để lọc lấy tạp chất rồi đem bảo quản, ta được sản phẩm dầu thô.
Trang 10
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
d) Thiết bò: Máy ép vít.(Hình 3, 4, 6, 7, 8)
- Cấu tạo:
+ Trục vít: gồm nhiều đoạn vít khác nhau. Mỗi đoạn vít có bước vít, đường
kính trục khác nhau.
+ Lòng ép: gồm hai nửa giống nhau, đặt úp vào nhau. Trên ranh giới hai nửa
được đặt hai con dao gạt giữ cho chuyển động của nguyên liệu dọc theo trục
mà không quay tròn tại chỗ.Theo chiều dài, lòng ép được chia làm nhiều cấp,
đường kính khác nhau.
- Nguyên tắc hoạt động: Khi làm việc, trục vít quay còn lòng ép cố đònh. Do tiết
diện tại cửa ra nhỏ hơn tất cả các điểm trên lòng ép, lại do trục vít có sự thay đổi
bước vít, đường kính trục, và sự thay đổi đường kính lòng ép, nghóa là dung tích
của bước vít trước bé hơn dung tích của bước vít sau theo chiều chuyển động của
nguyên liệu, cho nên, muốn tiếp nhận lượng nguyên liệu của đoạn sau chuyển tới
phải xảy ra sự nén, do đó áp lực được tạo thành. Áp lực này giúp dầu thoát ra
khỏi bột, sau đó dầu sẽ đi qua khe hở giữa các thanh căn của lòng ép rồi chảy dồn
vào máng hứng dầu. Để tăng thêm lực nén của nguyên liệu, tại cửa ra của dầu
thô còn bố trí một bộ chắn có thể xê dòch được để thay đổi chiều dày của lớp khô
dầu lọt qua.
e) Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách dầu sơ bộ:
- Mức độ nghiền bột.
- Độ ẩm, lượng vỏ và hàm lượng dầu trong khô dầu.
- Tiết diện tự do của khe căn.
- Cự ly từ gờ gân vít đến gờ các thanh căn lòng ép.
- p lực ép nguyên liệu.
- Dạng hình không gian của các đoạn vít.
3.9 Sơ chế khô dầu: Bao gồm gia công cơ và gia công nhiệt ẩm, đối với trích ly còn
thêm việc cán thành bột dẹt.
3.9.1. Gia công cơ:
a) Mục đích:
- Đối với việc ép kiệt: khô dầu do các máy ép sơ bộ tạo ra có dạng nhân mảnh,
hàm lượng dầu 16 – 18% không phù hợp cho việc tách kiệt dầu nếu không được
xử lý nên cần sơ chế khô dầu trước khi ép kiệt.
Với ép kiệt: khô dầu → nghiền → chưng sấy → ép kiệt.
- Đối với việc trích ly: nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào của nguyên liệu tới mức tối
đa (giải phóng các ống dẫn dầu), tạo ra dạng bột có đặc tính: không dính vón, dễ
dàng tách khỏi dung môi, hấp thụ dung môi với lượng đáng kể, nhưng dễ dàng và
nhanh chóng thấm ướt dung môi. Đây là bước chuẩn bò cho việc trích ly về sau.
Với trích ly: khô dầu → nghiền → chưng sấy → cán dẹt → trích ly.
b) Các biến đổi:
- Vật lý: Cấu trúc vật liệu bò thay đổi từ dạng mảnh sang dạng bột, cấu trúc mao
quản bò phá vỡ; nhiệt độ nguyên liệu tăng lên do ma sát, áp lực.
- Hóa học: Phản ứng maillard, khử nhóm –COOH , phân rã protein do nhiệt độ
cao.
- Hóa lý: biến tính protein sâu sắc dưới tác động của nhiệt độ và áp lực cao.
Trang 11
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
c) Thông số kỹ thuật:
- Khô dầu trước gia công cơ: hàm lượng dầu 16 – 18%, hình dạng và kích thước
không đồng đều (dài 3 – 20 cm, rộng 5 -10 cm).
- Khô dầu sau gia công cơ: dạng bột và đạt mức đồng đều cao nhất, lượng lọt qua lỗ
sàng đường kính 1 mm ít nhất 80%.
d) Thiết bò:
- Nghiền: Máy nghiền đóa
3.9.2. Gia công nhiệt ẩm:
a)
Mục đích: tạo ra dạng bột nghiền có tính dẻo tốt, cấu trúc tế bào
được phá vỡ thêm, để dầu dễ dàng thoát ra trong máy ép kiệt hay máy trích ly.
b)
Các biến đổi của nguyên liệu : Tương tự giai đoạn gia công nhiệt
ẩm nguyên liệu có dầu trước khi tách dầu sơ bộ.
c)
Thông số kỹ thuật:
- Độ ẩm của khô dầu trước và sau khi chưng sấy: 8 – 9% đến 3,2 – 2,25%
- Nhiệt độ bột chưng sấy: 115 – 120oC.
- Thời gian chưng sấy: 70 – 75’.
d)
Thiết bò: Nồi chưng sấy của máy ép kiệt hoặc nồi chưng sấy riêng.
3.9.3. Cán dẹt:
a)
Mục đích: tạo ra bột dẹt có chiều dày thích hợp cho trích ly (0,25 –
0,3 mm). Với kích thước này bột dẹt sẽ có độ bền cơ không bò nát vụn trong quá trình
vận chuyển bên ngoài cũng như trong thiết bò trích ly.
b)
Thiết bò: máy cán dẹt 2 trục
3.10 Tách kiệt dầu:
3.10.1.
Tách kiệt dầu bằng ép:
a)
Mục đích: Tách kiệt dầu trong khô dầu.
b)
Các biến đổi của nguyên liệu: Tương tự như ở máy ép trong
khâu ép dầu sơ bộ.
c)
Thông số kỹ thuật:
- Bột khô dầu khi vào:
+ Độ ẩm 4 -6% được làm ẩm đến 6 – 11%
+ Hàm lượng dầu: 12 -18%
+ Nhiệt độ: 100 – 105oC
- Bột chưng sấy của khô dầu khi ra:
+ Độ ẩm: 3,2 – 2,5%
+ Hàm lượng dầu: 4,5 – 6%
+ Nhiệt độ: 120 – 127oC
- Thời gian: 55 – 60’
a)
Thiết bò: Máy ép kiệt (Hình 2)
- Có thể làm việc theo nguyên lý ép đơn hoặc ép kép. Ở máy ép đơn ép kiệt dầu
chỉ thực hiện một bước, còn ở máy ép kép ép kiệt dầu thì thực hiện hai bước ngay
trên cùng một cỗ máy.
- Cấu tạo gồm có nồi chưng sấy (thường 3 tầng dùng gia công nhiệt ẩm bột khô
dầu và một máy ép vít).
- Nguyên tắc hoạt động giống như máy ép sơ bộ.
Trang 12
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
3.10.1.
a)
b)
Tách kiệt dầu bằng trích ly:
Mục đích: Trích ly phần dầu còn lại trong khô dầu.
Tiến hành:
Dung môi: Dùng các loại dung môi hữu cơ có độ thẩm điện môi gần bằng độ
thẩm điện môi của dầu.
Độ thẩm điện môi của các loại dầu thực vật trong khoảng 3,0-3,2 .
Yêu cầu của dung môi:
- Thành phần đồng nhất, có độ tinh sạch cao.
- Nhanh chóng hòa tan dầu và hỗn hợp với dầu theo bất cứ tỉ lệ nào.
- Ẩn nhiệt hóa hơi và tỷ nhiệt riêng nhỏ.
- Không hòa tan các chất lạ trong nguyên liệu ngoài dầu, trung tính với
nguyên liệu.
- Không ăn mòn thiết bò, không gây độc cho người, không gây mùi vò lạ cho
sản phẩm.
Trong công nghiệp trích ly dầu thực vật ta thường dùng các loại dung môi
sau: hydrocacbua mạch thẳng từ các sản phẩm dầu mỏ (thường là phần dầu
nhẹ), hydrocacbua thơm, rượu béo, hydrocacbua mạch thẳng dẫn xuất clo
nhưng phổ biến nhất là xăng và hexan.
Xăng: là hỗn hợp hydrocacbua
- Thành phần: hydrocacbua chưa no, naphten (polymetylen C nH2n), các dẫn
xuất hexobenzen và các đồng đẳng, hydrocacbua no CnH2n+2. (Khả năng hòa
tan của xăng tăng lên khi tăng phần nhẹ có nhiệt độ sôi thấp).
- Khối lượng riêng: 720 -725 kg/m3.
- Nhiệt độ sôi: 70 -120oC
- Nhiệt độ bắt lửa: 230-260oC
- Giới hạn hơi xăng gây nổ: nồng độ giới hạn dưới 1,2%, nồng độ giới hạn
trên 7%.
- Khả năng hòa tan dầu, mỡ, sáp của xăng là 1:5.
Hexan:
- Thành phần: không có lẫn hydrocacbua chưa no và thơm.
- Khối lượng riêng: 663kg/m3.
- Nhiệt độ sôi: 70oC
- n-hexan hỗn hợp với dầu và mỡ với bất cứ tỉ lệ nào.
Bản chất hóa lý của quá trình trích ly: Trích ly là một quá trình ngâm chiết –
làm chuyển dầu từ trong nguyên liệu vào dung môi, thực hiện bằng khuyếch tán
phân tử và khuyếch tán đối lưu.
Phương pháp trích ly: Trích ly liên tục ngược chiều
Ngâm nguyên liệu trong dòng chuyển động ngược chiều chuyển động của
dung môi.
Dội tưới liên tục, nhiều đợt dung môi (hoặc mixen loãng) lên lớp nguyên liệu
chuyển động. Trên đường chuyển động của nguyên liệu ra khỏi thiết bò trích ly gặp
dung môi nạp vào ngược chiều.
Trang 13
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
Sau trích ly ta được mixen và bã dầu. Mixen có được là do dầu tan vào dung
môi. Sau đó mixen được đem đi phân ly thành dầu và dung môi bằng cách làm bốc
hơi dung môi, sản phẩm thu được là dầu trích ly và dung môi tái sinh. Bã trích ly
sau khi ra khỏi khu vực trích ly đem đun nóng làm bốc hơi dung môi sẽ thu được bã
dầu sạch dung môi. Hơi dung môi bốc ra đem ngưng tụ-tái sinh hay phục hồi từ
trạng thái lỏng thu được dung môi gọi là dung môi thu hồi hoặc dung môi hồi lưu
(dùng trở lại làm dung môi).
Sản xuất dầu bằng phương pháp trích ly cần một lượng lớn hơi nước làm chất
tải nhiệt (bốc hơi dung môi từ mixen và bã trích ly), điện cần dùng ít hơn so với ép.
c)
Các biến đổi nguyên liệu:
- Hóa lý:
+ Hòa tan dầu, các chất màu, mùi, hợp chất chứa nitơ vào dung môi
+ Biến tính một phần protein.
d)
Thông số kỹ thuật:
- Bột khô dầu khi vào:
+ Bề dày: 0,25 – 0,3 mm
+ Độ ẩm: 3,2 – 2,5%
+ Hàm lượng dầu: 12 - 18%
+ Nhiệt độ: 120 – 127oC
- Xăng:
+ Nhiệt độ khi nạp vào thiết bò trích ly: 55 – 60oC
- Bã dầu khi ra:
+ Độ ẩm: 25 – 40%
+ Hàm lượng dầu: dưới 1%
+ Hàm lượng xăng: 28 -29%
- Mixen tạo thành:
+ Hàm lượng dầu: 15 -17% (tháp trích ly kiểu trục vít), 30 – 40% (tháp trích ly
kiểu quay) cũng tùy thuộc vào lượng dung môi sử dụng.
+ Hàm lượng cặn lắng chưa lọc: 0,1%
- Thời gian: 45 – 60’ (tháp trích ly kiểu trục vít), tùy thuộc vào kiểu thiết bò,
lượng nguyên liệu và lượng dung môi sử dụng.
e)
Thiết bò:
Tháp trích ly kiểu cánh vít:
- Cấu tạo:
+ Tháp tải nguyên liệu bên trong có trục vít vận chuyển, ở đầu tháp trích ly
có bộ đẩy bã dầu ra khỏi tháp.
+ Tháp ngang trong có vít tải.
+ Tháp trích ly đứng trong có vít tải chở nguyên liệu. Bên trong tháp có các
thanh chằng giúp cho vít tải không bò lật khi chở nguyên liệu và một hệ vòi
phun đưa dung môi vào tháp. Ngoài ra trong tháp còn bố trí một hệ thống hồi
lưu mixen theo từng đoạn trên chiều cao tháp.
- Nguyên tắc hoạt động: hoạt động liên tục ngược chiều
+ Bột khô dầu từ nồi chưng sấy đi từ đầu tháp tải xuống đến tháp ngang rồi đi
từ cuối lên đầu tháp trích ly. Sau khi bò tách kiệt dầu, bã dầu qua cửa tháo bã
Trang 14
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
ra ngoài. Khi gặp dung môi sạch đi vào từ đầu tháp trích ly, bã dầu tự thoát ra
một phần dung môi do tự chảy do bột di động theo chiều đứng, sau đó đi vào
thiết bò bốc hơi bã dầu.
+ Dung môi nạp vào thiết bò trích ly bằng bơm ly tâm. Dung môi sạch đi từ
đầu tháp trích ly xuống tiếp xúc với nguyên liệu có dầu và thực hiện trích ly
dầu ngược chiều. Dung môi đi qua hết tháp trích ly rồi lại đi ngược lên tháp tải
trở thành mixen có nồng độ cao, sau đó lại qua buồng lắng gạn theo ống dẫn
mixen chảy ra ngoài thiết bò trích ly. Mixen thu được này được cho vào máy
lọc mixen.
Thiết bò trích ly kiểu quay (Hình 5)
- Cấu tạo:
+ Thân trụ, bên trong có guồng quay cấu tạo từ một trục rỗng mang guồng
nhiều ngăn, ở các ngăn có đáy lưới tự động mở và thành ngăn.
+ Vành ngoài guồng quay có ròng rọc tựa trên một đường tròn làm đường rau
đơn.
+ Trên nắp đậy thiết bò có bố trí các ống tưới, thiết bò trộn-vận chuyển.
+ Phía dưới thân thiết bò có bể chứa mixen, phễu hứng và hai vít tải chở dầu
ra.
+ Bơm ly tâm để chuyển mixen lên dội tưới các khu vực trong thiết bò trích ly.
- Nguyên tắc hoạt động:
+ Nguyên liệu trích ly đầu tiên được đưa vào thiết bò trộn-vận chuyển kiểu vít
sau đó chuyển xuống thiết bò trộn-nạp để trộn với mixen đặc do bơm chuyển
tới. Tiếp đó, nguyên liệu được đổ xuống một trong số các ngăn rửa của guồng.
Các ngăn chở nguyên liệu khi guồng quay theo chiều ngược kim đồng hồ sẽ đi
qua gầm các ống tưới. Nguyên liệu mới vào được tưới bằng mixen đặc, còn bã
dầu được tưới bằng dung môi sạch. Việc chuyển mixen lên dội tưới nhờ các
bơm lấy mixen từ ngăn chứa. Bã được tháo ra khỏi ngăn của guồng quay khi
ròng rọc bố trí ở đáy ngăn chệch ra khỏi ray đơn làm đáy tự mở cho bã rơi
xuống phễu.
+ Dòng dung môi tự chảy ra sau khi chiết dầu từ nguyên liệu mới vào chính
là mixen cuối được tập trung vào bể rồi chuyển đến máy lọc nhờ bơm.
3.11 Làm sạch mixen:
a) Mục đích: Mixen thu được sau khi trích ly ngoài thành phần dầu hoà tan còn có các
chất màu, các phức photpholipid và các hạt bã dầu cùng một số tạp chất cơ học khác.
Các chất hòa tan trong mixen ở dạng keo và không tan trong mixen, dưới tác động
của nhiệt khi chưng cất sẽ có phản ứng tương tác với mixen làm giảm phẩm chất dầu (bò
tăng chỉ số axid, sẫm màu), tạo ra cao đóng kết bề mặt các thiết bò truyền nhiệt trong hệ
thống chưng cất và khi chưng cất dầu sẽ gây ra hiện tượng trào nổi do sủi bọt.
Do đó để thu được dầu trích ly có chất lượng tốt ta phải làm sạch các tạp chất hòa tan
và không hòa tan trong mixen trước khi đem chung cất.
b) Các biến đổi của nguyên liệu:
- Biến đổi vật lý: kết lắng các cặn mùn
Trang 15
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
c)
Thông số kỹ thuật:
- Tỷ lệ cặn mùn trong mixen: <0,1%
- Hàm lượng dầu của cặn mùn: 1,25 – 1,6%
- Độ ẩm của cặn mùn: 8 – 8,5%
d) Thiết bò: máy lọc giỏ
3.12 Chưng cất:
a) Mục đích: Tách dầu ra khỏi dung môi
b) Tiến hành: Chưng cất mixen là một quá trình phân ly dung dòch dầu trong dung môi
bằng cách đun mixen đến nhiệt độ bay hơi của dung môi để dung môi bay hơi mà dầu
không bay hơi
- Phương pháp: chưng cất ở dạng bụi, dạng màng, dạng lớp
- Phương thức truyền nhiệt: trực tiếp (trộn hơi quá nhiệt), gián tiếp (dẫn nhiệt bằng
hơi bão hòa)
- Chưng cất mixen có thể thực hiện theo một hay một số giai đoạn (các cấp chưng
cất):
+ Một cấp: ít dùng
+ Hai cấp:
Cấp 1: chưng cất sơ bộ nhằm nâng cao nồng độ mixen
Cấp 2: chưng cất kiệt mixen đặc
c) Biến đổi:
- Vật lý: tăng nhiệt độ của mixen
- Hóa lý: dung môi từ pha lỏng chuyển sang pha hơi
d) Thông số kỹ thuật:
- Giai đoạn nâng cao nồng độ mixen:
+ Mixen:
Nhiệt độ: 60 – 65oC (đã được đun nóng)
Nồng độ: 15 – 40%
Cặn lắng: <0,077%
Thời gian lưu: 6 -10’
+ Hơi bão hòa: 180 – 200oC
+ p suất dư trong buồng làm việc: 0,04 – 0,05MPa
- Giai đoạn cất kiệt dung môi:
+ Mixen đặc:
Nhiệt độ: 95 – 100oC
Nồng độ: 95 – 98%
p suất dư: 0,03 – 0,04 MPa
Thời gian lưu: 4 – 5’
+ Dầu thành phẩm:
Nhiệt độ: 100 – 110oC
e) Thiết bò: (Hình 9, 10)
Đối với chưng cất 2 cấp:
- Thiết bò chưng cất sơ bộ: tháp màng dạng ống chùm
- Nguyên tắc: Mixen sôi trong bộ ống chùm và dâng theo thành ống ở dạng màng và
bốc hơi dung môi
Trang 16
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
- Thiết bò chưng cất kiệt dung môi: tháp màng dạng tấm (máng) xếp song song.
Nguyên tắc: Mixen đặc quá nhiệt với áp suất dư qua mỏ phun vào buồng thiết bò
trong điều kiện hút chân không sẽ bốc hơi dung môi rất mạnh. Các giọt mixen đặc rơi
xuống hệ thống máng thành các lớp màng mỏng. Dướti tác động của hơi quá nhiệt
tiếp xúc trực tiếp lên màng mixen dung môi lại tiếp tục bốc hơi. Dầu trích ly chảy
dồn xuống bồn khử mùi đang được đun nóng nhằm đảm bảo cất kiệt dung môi trong
dầu.
Đối với chưng cất 3 cấp:
- Thiết bò chưng cất cấp 1, cấp 2: thiết bò trao đổi nhiệt dạng ống chùm và buồng
phân ly riêng.
Trang 17
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
Chương 4:
SẢN PHẨM
Chỉ tiêu đánh giá:
Vừng
Cọ
Phộng
Hướng
dương
d (200C)
n40 D
Cặn lắng
AV
IV
SV
PV
Fe
0.915-0.923
0.819-0.899
0.914-0.917
0.918-0.923
1.465-1.469
1.409-1.455
1.467-1.469
1.467-1.469
Chỉ tiêu
Vật lý
Hoá học
Hàm
lượng
kim loại
nặng
(mg/kg)
Bông
0.918-0.923
0.918-0.924
<0,2%
≤4
≤10
≤4
≤4
≤4
104-120
50-55
80-106
110-143
105-130
100-120
187-195
190-209
187-196
188-194
189-195
190-199
≤10
≤10
≤10
≤10
≤10
≤10
5
5
5
5
5
5
Cu
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
Pb
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
As
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
Vi sinh
Màu sắc
Mùi vò
Cảm
quan
Nành
Không có VSV gây bệnh
Có màu
Màu
Màu
Màu
tuỳ theo vàng đến
vàng
vàng
loại mè
đỏ (có
nhạt,
nhạt,
được ép nhiều βmùi
mùi
(mè
carotene) thơm đặc thơm đặc
vàng, mè
trưng
trưng
đen, mè
hai vỏ)
Trang 18
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
Chương 5:
THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ
5.1
Thay đổi dung môi trích ly dầu:
Từ năm 1940, hexane được xem là một dung môi quy ước dùng cho việc trích ly dầu.
Nhưng trong 30 năm trở lại đây, do nhiều yếu tố tác động như sự thiếu hụt xăng dầu,
những quy tắc được đặt ra để bảo vệ môi trường, những nghiên cứu cho thấy hexane có
ảnh hưởng đến sức khoẻ con người, vì vậy người ta đang nổ lực tìm kiếm một loại dung
môi khác có khả năng thay thế hexane.
Rượu (isopropanol hay ethanol và isohexane) về đặc tính kỹ thuật thì đảm bảo cho
chất lượng dầu tốt nhưng hiệu quả kinh tế không cao.Vì vậy những dung môi này vẫn còn
đang tiếp tục được nghiên cứu ở phòng thí nghiệm.
Vào những năm 1960, một nhà máy sản xuất dầu từ hạt cotton ở Ý đã sử dụng dung
môi là acetone. Acetone có ưu điểm là không gây ảnh hưởng đến môi trường và có những
tính chất vật lý tương đối giống hexane. Tuy nhiên hiệu suất trích ly dầu thì không cao
bằng hexane.
Trong hơn một phần tư thế kỷ trở lại đây, người ta đang nghiên cứu về chất lưu siêu tới
hạn (Supercritical fluid - SF) dùng trong trích ly dầu. Và bước đầu SF đã được dùng trong
lónh vực phân tích hoá học.
Dùng SF trong trích ly dầu:
Đònh nghóa-Tính chất của SF:
- Đònh nghóa:
Chất lưu siêu tới hạn (SF) là chất lưu ở dạng lỏng ở nhiệt độ và áp suất trên
điểm tới hạn của nó.
Trang 19
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
Một vài loại chất lưu siêu tới hạn:
TC
Hợp chất
Tc (°C)
Pc (atm)
D*
,
CO2
31.3
72.9
0.96
PC
C2H4
9.9
50.5
,
N2O
36.5
72.5
0.94
D
NH3
132.5
112.5
0.4
n-C5
196.6
33.3
0.51
CCl2F2
111.8
40.7
1.12
CHF3
25.9
46.9
H2O
374.1
218.3
lần lượt là nhiệt độ tới hạn, áp suất tới hạn, tỉ trọng tới hạn của hợp chất.
- Tính chất:
SF có độ nhớt gần giống khí, có tỉ trọng gần bằng lỏng và có hệ số
khuyếch tán cao.
SF có tính chất khác với các chất lỏng hay khí thông thường trong vùng
tới hạn của nó. Tại một nhiệt độ tới hạn nhất đònh, tỉ trọng của SF tăng khi
áp suất tăng.
SF là dung môi hoà tan tốt các chất không phân cực. Lipid tan trong SF
tốt hơn so với các dung môi thường được dùng trong trích ly lipid.
CO2 là chất lưu siêu dẫn được nghiên cứu và đã được áp dụng nhiều nhất.
Dùng SF trong trích ly dầu béo:
Ở áp suất cao, dùng chất lưu siêu dẫn CO2 để trích ly dầu. Sau khi trích ly xong,
hạ áp suất xuống thì CO2 hoá thành khí và dầu được tách ra một cách tinh khiết.
Biểu đồ biểu diễn độ tan của dầu đậu nành trong chất lưu dẫn CO2 ở những áp
suất và nhiệt độ khác nhau
Dựa vào biểu đồ trên ta nhận thấy việc trích ly dầu ở áp suất 600 bar, nhiệt độ
80-100°C là hoàn toàn có thể thực hiện được.
Trang 20
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
CO2 được nghiên cứu để áp dụng cho việc trích ly dầu nhiều nhất vì những đặc
điểm sau đây:
Nhiệt độ tới hạn là 31.3°C, rất gần với nhiệt độ phòng.
Không độc.
Không cháy
Được FDA chứng nhận là có thể dùng trong thực phẩm.
Áp suất tới hạn là 72.9 atm.
Rẻ tiền.
Không ảnh hưởng đến môi trường.
Không tác dụng với O2 nên có thể bảo vệ lipid khỏi sự oxyhoá.
Thời gian trích ly ngắn: trích ly trong vòng 20 phút thay vì trong vài giờ
khi sử dụng dung môi thông thường.
Để tăng hiệu quả của quá trình trích ly dầu, người ta còn nghó đến việc bổ sung
vào CO2 những dung môi khác để hoà tan thêm những lipid phân cực khác. Người
ta bổ sung vào 1-10% methanol hay ethanol.
Ưu điểm của phương pháp:
Dung môi sử dụng không gây độc, rẻ tiền.
Quá trình trích ly diễn ra ở nhiệt độ thấp, thời gian ngắn.
Phospolipid không bò trích ly bởi CO2 nên độ tinh khiết của dầu tăng lên.
Có thể dùng để trích ly hạt nguyên( hạt chưa qua quá trình chuẩn bò như
nghiền, chưng sấy…). Vì vậy phương pháp trích ly này có thể làm giảm đáng
kể chi phí cho sản xuất dầu.
Thiết bò trích ly dùng SF của hãng Crown
5.2
Dùng enzyme để tách dầu:
Chế phẩm enzyme được sử dụng là cellulase, alpha-amylase, polygalacturonase, và
protease thu được từ Bacillus và Aspergillus niger. Hệ enzyme này có tác dụng phá vỡ lớp
Trang 21
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
vỏ hạt, phân huỷ những thành phần rắn trong hạt, phá vỡ liên kết giữa dầu và
polysaccharide, dầu và protein. Nhờ vậy dầu được thoát ra ở dạng tự do.
Cách thực hiện:
Chế phẩm enzyme có thể được cho vào bột hạt sau khi đã qua nghiền.
Phương pháp này đã được thực hiện để tách dầu dừa. Hiệu suất thu hồi dầu sẽ
tăng 12-13% so với phương pháp cổ điển. Người ta đã điều chỉnh các nhân tố như
nhiệt độ, pH, nồng độ enzyme đến giá trò tối ưu cho hiệu suất thu hồi: pH=7, t°C =
60°C, nồng độ enzyme là 1% w/w. Cơm dừa sau khi nghiền và chế phẩm enzyme
được ủ trong một thời gian, sau đó mang hỗn hợp lọc, thu lấy dòch lọc. Dòch lọc
gồm dầu và enzyme, mang đi ly tâm để thu được dầu nguyên chất.
Chế phẩm enzyme cũng có thể cho vào hạt dạng nguyên. Hạt được nấu sau
đó được cho vào dung dòch có chứa enzyme. Hiệu suất dầu thu được tăng khi nồng
độ enzyme tăng. Nhưng khi nồng độ enzyme đạt 2-3% thì dù có tăng nồng độ thì
lượng dầu thu được cũng không tăng. Dòch lỏng thu được gồm enzyme và dầu,
mang dòch lỏng đi ly tâm ta sẽ thu được dầu nguyên chất.
Ưu, nhược điểm của phương pháp:
Ưu điểm:
- Hiệu suất thu hồi dầu cao hơn so với phương pháp cổ điển.
- Không có dung môi hữu cơ nên giảm nguy cơ cháy nổ, giảm nguy cơ gây
ngộ độc thực phẩm.
- Quy trình đơn giản.
Nhược điểm:
- Giá thành enzyme cao.
5.3 Dùng phương pháp ép lạnh:
Trong kỹ thuật ép dầu từ trước đến nay, nhiệt độ dầu lên rất cao (95-105°C). Nhiệt độ
cao đã làm biến tính protein, làm mất đi một số thành phần dinh dưỡng khác trong dầu. Vì
vậy người ta đã nghó đến việc làm lạnh trong quá trình ép dầu.
Quá trình trích ly dầu chỉ hoàn toàn được thực hiện bằng phương pháp cơ học. Người ta
khống chế nhiệt độ của quá trình 40-60°C bằng cách làm lạnh bằng nước. Quá trình ép
được thực hiện trong môi trường không có ánh sáng và oxy để dầu không bò oxyhoá. Vì
vậy sản phẩm giữ được những giá trò dinh dưỡng và những hương vò tự nhiên vốn có của
dầu.
Trang 22
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
Tuy nhiên hiệu suất quá trình không cao (75-85%)vì ở nhiệt độ thấp lượng dầu thoát ra
tương đối ít, nên giá thành của sản phẩm cao hơn so với sản phẩm thông thường. Sản
phẩm có màu nhạt hơn so với dầu thông thường.
Thiết bò ép lạnh:
Thiết bò ép dùng trong quy mô sản xuất nhỏ. Thiết bò có thể ép được nhiều
loại hạt khác nhau: đậu nành, đậu phộng, hạt cotton, hạt hướng dương...
Thông số kỹ thuật:
Môtơ 3 pha hay 1 pha
Dòng điện
1.1 KW
110V, 1 pha, 24A, 60Hz
330V, 3 pha, 10A, 50/60Hz
Năng suất
2-4l/giờ
Lượng dầu trích ly được
25-37%
Lượng hạt cho vào
8-16 kg/giờ
Lượng dầu thu được 1 năm
17-35 m3
Dài
970mm
Rộng
250mm
Cao
300mm
Khối lượng
46 kg
Giá thành
1700 USD
Dầu sau khi ép được bao gói trong bao bì chân không để tránh bò oxyhoá.
Thiết bò ép dùng trong quy mô nhỏ như trong bếp ăn công cộng, hay trong gia
đình.
Dầu sau khi ép được sử dụng ngay để tránh bò oxyhoá
Thiết bò dùng để ép các loại hạt có dầu có độ ẩm 7-8%. Thiết bò có thể ép
được nhiều loại hạt khác nhau: đậu nành, đậu phộng, hạt cotton, hạt hướng dương...
Trang 23
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
Thông số kỹ thuật:
Môtơ
Dòng điện
Năng suất dầu thu được
Lượng hạt cho vào
Dài
Rộng
Cao
Khối lượng
Giá thành
0.4 KW
220V, một chiều, 50Hz
2l dầu hướng dương/giờ
0.25l dầu đậu nành/giờ
4-8 kg hạt/giờ
400mm
400mm
430mm
4.2 kg
900 USD
Trang 24
GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn
Chế biến dầu thô
Chương 6:
PHỤ LỤC
Hình 1: Thiết
bò chưng sấy và ép dầu sơ bộ
Trang 25