BÀI SOẠN MÔN CNCB DẦU 1) Sơ đồ QTCNSX dầu tinh luyện Dầu thô Gia nhiệt (45-550C) Acid phosphorid Khuấy trộn tách gum Tách keo (gum) NaOH Khuấy trộn trung hòa 1,2 Cặn gum Trung hòa Ly tâm tách xà phòng Nước nóng (95-1000C) Khuấy trộn rửa dầu Cặn xà phòng 2) Sơ đồ QTCN công đoạn trung Ly tâm tách hòa nước xà phòng Sấy chân không Dầu trung hòa Cặn xà phòng  Mục đích: - Tách acid béo tự tạp chất có tính acid khỏi dầu, acid béo tự dễ bị - oxy hóa làm giảm chất lượng dầu, acid béo làm dầu có vị chua Các tạp chất protid, chất màu tạp chất học xà phòng tạo thành hấp phụ nên chúng kéo theo vào kết tủa  Dùng H2O Dầu thô chứa bồn chứa, ta tiến hành gia nhiệt cho khí đến thiết bị phản ứng tách gum đạt khoảng 90 oC Song trình này, tạ thiết bị chứa H2O dùng để hydrat hóa nâng nhiệt độ đến nhiệt độ tương ứng 90 oC Ta phối hợp lượng H2O 1- 3% so với dầu, cho vào bể phối trộn có hệ thống cánh khuấy làm việc liên tục, nhiệt độ khoảng 90 oC, thời gian 20 -30p Ở thời gian hợp chất gel như: phosphotid, protein lượng nhỏ chất glycerid Thực phản ứng hydrat hóa cộng H 2O phân tử gel, làm cho chúng có tượng co lại dẫn đến tăng kích thước phân tử, xuất dạng tinh thể màu trắng Do tượng cộng nước phân tử gel tăng điện tích, làm khả hút lấy tinh thể phân tử gel xung quanh hút lại kết dính lại làm tăng điện tích Cứ hút lấy phân tử xung quanh hạt kết tủa Làm cho kết tủa ngày tăng kích thước Đến lúc đó, ta tiến hành kiểm tra cách cho lượng dịch phản ứng lên kính sứ Để sau đến vài phút, ta quan sát thấy kết tủa trắng gel khô, không giữ lại phân tử dầu đạt Nếu giữ lại phân tử dầu kết tủa gel chưa đạt, ta kéo dài thời gian phản ứng đạt bơm toàn hỗn hợp phản ứng sang thiết bị lắng Tại thiết bị lắng ta đê yên thời gian 50 phút Trong thời gian phân tử H 2O có khối lượng riêng lớn phân tử dầu lắng xuống Đồng thời phân tử kết tủa gel có kích thước nhỏ lơ lửng vùng trung gian dầu nước Sau ta tiến hành tách kết tủa, để trình tách hiệu ta tháo van đáy thiết bị lắng, ta tháo H2O kết tủa có kích thước lớn bên ngoài, xuất vết nước dầu loang lúc gần lượng kết tủa gần hết Khóa van chuyển toàn lượng lại thiết bị lắng vào thiết bị lọc ly tâm Thực trình ly tâm tác dụng số vòng quay Roto thiết bị ly tâm lọc, làm dung dịch thiết bị thiết bị ly tâm chịu tác dụng lực ly tâm lực hút đất làm cho phân tử chuyển động từ tâm thiết bị thành thiết bị xuyên qua tiếp xúc với lớp vải lọc Những phân tử có kích thước nhỏ kích thước vải lọc chui qua màng đáy bên ngoài, ta thu dung dịch hay dầu Các phân tử có kích thước lớn màng lọc giữ lại bề mặt vải sau ta tách chung Kết thúc trình tách gum  Dùng acid phosphorid Dầu thô bồn chứa ta gia nhiệt cho đến thiết bị phản ứng tách gum đạt nhiệt độ khoảng 900C Song song trình này, ta phối trộn dung dịch acid phosphorid nồng độ 1-3% gia nhiệt đến 900C Lúc ta cho hệ thống cánh khuấy bể phản ứng hoạt động, bổ sung từ từ dung dịch acid phosphorid với nồng độ 1-3% so với dầu cho vào bể phối trộn có hệ thống cánh khuấy hoạt động thời gian khoảng 20-30 phút, trì nhiệt độ phản ứng khoảng 90 0C Ở thời gian tiếp xúc phân tử acid phosphoric phân tử gel phosphotid, protein phân tử dầu (đgl glycerid) thực phản ứng trung hòa với acid phosphorid tạo kết tủa Các kết tủa có khả tích điện lớn phân tử lại dầu, đặc biệt phân tử gel, trình lưu chuyển hỗn hợp đó, tinh thể trắng kết tủa hút lấy phân tử gel xung quanh, làm tăng kích thước kết tủa Đến lúc ta nhận thấy đạt, tiến hành kiểm tra cách lấy lượng hỗn hợp phản ứng cho lên kính sứ để sau vài phút ta quan sát kết tủa gel khô lại (các phân tử dầu không bám bề mặt kết tủa) dầu đạt yêu cầu, ta tiến hành trình lắng, chưa đạt ta trì điều kiện phản ứng thêm thời gian Nếu đạt ta bơm sang thiết bị lắng, thiết bị lắng ta không khuấy để yên thời gian 50 phút Trong thời gian phân tử nước có tỷ trọng lớn lắng xuống dưới, dầu có tỷ trọng nhẹ lên kết tủa gel có kích thước lớn lắng xuống bên Sau ta tiến hành tách kết tủa gel khỏi dầu, để trình tách đạt hiệu quả, trước ly tâm ta tháo van đáy để kết tủa gel có kích thước lớn bên ngoài, đến xuất vết loang dầu với nước lượng kết tủa gần gần hết Lượng lại thiết bị lắng ta chuyển sang thiết bị ly tâm lọc Khi cho hỗn hợp vào thiết bị ly tâm lọc, tác động Roto tạo lực ly tâm lực hút trái đất làm vật chất bên chuyển động thành thiết bị Ở có lớp vải lọc, phân tử có kích thước nhỏ lớp vải lọc chui bên ngoài, phân tử có kích thước lớn giữ lại sau ta tách chúng Kết thúc trình tách gum 3) Sơ đồ thiết bị công đoạn trung hòa Nhiệt độ từ thiết bị (1) –(5) (thiết bị lắng từ 60 -70 oC) Dầu xút vào máy bơm, trộn bơm lên đường ống(6) Tại thiết bị (7) bể phản ứng trung hòa trì trình khuấy thời gian -3 phút/65 -75oC Tại thời điểm xút tác dụng acid béo tự glycerid lưỡng tính Các tinh thể xà phòng đưa vào bể chứa xà phòng Chỉ số acid dầu giảm đáng kể Thông thường người ta thường bổ sung thêm lượng hóa nhiệt 70oC(11) Tại thiết bị(12) ly tâm lọc cặn xà phòng đưa xuống bể chứa xà phòng Dầu đưa vào bể rửa H2O, người ta bổ sung thêm lượng H 2O khoảng 15% so với dầu, nhiệt độ H 2O rửa 90oC, bổ sung nước nóng dầu 90oC Duy trì thiết bị (13:bể rửa dầu) 90oC Sau rửa vài chục phút đến 1h Các phân tử tan dầu bị khuếch tán với lực lớn Dầu H2O có khối lượng riêng khác nhau, thực ly tâm lắng để tách H 2O xà phòng khỏi dầu Thông thường rửa 2-3 lần(mỗi lần rửa 15% so với dầu) Qúa trình trung hòa tùy chất lượng dầu mà rửa 2-3 lần Dầu rửa H 2O xà phòng khỏi dầu ta đưa dầu sang thiết bị(16: thiết bị sấy chân không), đốt nóng phản ứng thiết bị 105 oC tùy lượng H2O dầu nhiều hay mà thời gian nhiều hay Dầu bơm liên tục, nhiệt độ bơm liên tục Nếu điều chĩnh thiết bị hút chân không dầu sau sấy thu đáy thiết bị Tiến hành công đoạn tẩy màu 4) Sơ đồ thiết bị tẩy màu  Mục đích: Tẩy loại bỏ hợp chất màu có hỗn hợp dầu Tăng giá trị cảm quan chất lượng cho sản phẩm  Thuyết minh: Chất hấp phụ sử dụng hỗn hợp than đất hoạt tính (đất hoạt tính chiếm 4% hỗn hợp) khoảng từ 1-4% lượng dầu mang tẩy màu Đầu tiên, Nâng nhiệt độ dầu lên khoảng 90 0C trước tiến hành khử màu Trộn khoảng 10-20% dầu từ từ với hỗn hợp than đất hoạt tính (1-4%) so vói tổng lượng dầu thiết bị trộn làm việc áp suất chân không 600-650mmHg Dầu cho vào thiết bị trước, sau cho đất than hoạt tính vào phối trộn sau Để đảm bảo tất mao quản đất than hoạt tính chứa đầy dầu, hạn chế thâm nhập O vào chất hấp phụ, trì nhiệt độ 900C Do chênh lệch áp suất bể phản ứng bể chất hấp phụ làm cho hỗn hợp chất hấp phụ di chuyển sang bể phản ứng (độ chân không cao) Nghĩa áp suất nhỏ 400mmHg thường 210mmHg Chính chênh lệch đẩy hỗn hợp lệch sang Ở thiết bị hấp phụ trì nhiệt độ hệ thống cánh khuấy, thời gian tùy thuộc số màu cao hay thấp Trong thời gian trộn dầu, nước hợp chất qua mao quản chất hấp phụ, Nước phần lớn giữ lại mao quản đất, màu giữu lại mao quản than dầu qua Người ta tách dầu hỗn hợp đất than hoạt tính trình lọc sử dụng thiết bị lọc túi với áp lực 10-21atm Các phân tử dầu chui qua vải lọc thoát ngoài, loại bỏ hợp chất, tinh thể bên Dầu chuyển sang khử mùi 5) Sơ đồ thiết bị khử mùi  Mục đích: Khử mùi, hợp chất có mùi khó chịu khỏi hỗn hợp dầu, tăng giá trị cảm quan chất lượng sản phẩm  Thuyết minh: Dầu sau tẩy màu trữ bồn chứa có nhiệt độ 60-70oC chờ khử mùi tháp khử mùi dầu liên tục Dầu hút vào thiết bị tẩy mùi Tại thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp, dầu đun nóng gian tiếp lên 100 0C đồng thời hút chân không (độ chân không khoảng 660mmHg) Ta mở van bể chứa dầu trung gian Dầu di chuyển từ bể trung gian tháp Song song trình dầu gia nhiệt gián tiếp hệ thống cung cấp khô hay hóa nhiệt từ xưởng sản xuất Khi dầu vào tháp khử mùi trung gian đạt nhiệt độ 150-1600C, chân không thiết bị đạt 2-6mmHg mở phun trực tiếp để bắt đầu khử mùi dầu, áp lực phun trực tiếp vào thiết bị khoảng 1-2,5 at Hơi phải khô, mùi lạ, tạp chất khác Trong dầu di chuyển từ đỉnh xuống đáy thiết bị, nước khô thổi vào từ đáy di chuyển lên đỉnh thiết bị Thời gian khử mùi khoảng 4-6 Nhiệt độ cao rút ngắn thời gian khử mùi, không cao làm cho dầu bị biến đổi phẩm chất nên nhiệt độ bên tháp thường đạt nhiệt độ từ 230-2500C Sau khử mùi xong, cần tiến hành làm nguội dầu nhanh chóng tránh dầu bị oxy hóa, cho acid citric chất chống oxy hóa vào dầu 6) Quy trình CNSX shorterning Dầu cọ Dầu hydro hoá khử mùi lecithine, mùi Bồn phối trộn Nhiệt độ 55 – 60oC Nn Lọc chuyển vào bồn chứa trung gian Khí Nitơ Tác nhân lạnh Bơm trộn Áp lực đầu bơm 18-20 atm Làm lạnh 25 – 30oC Nếu chưa đạt Nhồi nhuyễn 23 – 28oC Bao bì Bao gói Shortening 1.1 Phối trộn: a Mục đích: - Chuẩn bị: Phối trộn dầu cọ với dầu hidro hóa chất nhủ hóa tạo nên hệ nhủ tương đồng - Bảo quản: Các chất chống oxi hóa BHT, BHA bổ sung vào hỗn hợp vào nguyên liệu b Các biến đổi: - Các thành phần lipid thay đổi kích thước, phân bố đồng hỗn hợp Hỗn hợp sản phẩm trở thành hệ nhủ tương bền; đồng thời nhiệt độ nóng chảy, thể tích độ nhớt thay đổi c Phương pháp thực hiện: - Dầu gia nhiệt khoảng 40 – 60oC bơm trục vít đưa đến bồn phối trộn - Cánh khuấy bắt đầu hoạt động tiến hành phối trộn với: + Từ – 15% dầu hidro hóa + 0.2 chất chống oxi hóa (BHA, BHT, ) + Chất nhủ hóa: mono gliceride lecithine theo GMP + Hương bơ - Nhiệt độ bồn phối trộn cần giữ nhiệt độ cao nhiệt độ chất béo có nhiệt độ nóng chảy cao (xấp xỉ 5oC) Nhiệt độ bồn phối trộn thường nhiệt độ 55 – 60 oC Ở nhiệt độ giúp giảm độ nhớt hỗn hợp chất béo để dễ vận chuyển chất béo từ bồn phối trộn sang thiết bị d Thiết bị: Bồn phối trộn hình trụ làm thép không gỉ bên có cánh khuấy gắn motơ, bên có lớp vỏ áo bao bọc để điều chỉnh nhiệt độ bên bồn khuấy Tác nhân gia nhiệt: nước nóng 1.2 Lọc chuyển vào bồn chứa trung gian: a Mục đích: - Đưa hỗn hợp chất béo từ bồn phối trộn đến bồn chứa trung gian - Trộn khí Nitơ vào hỗn hợp chất béo Khí Nitơ tạo sản phẩm có màu trắng, bề mặt sáng bóng, dễ bao gói, tăng tính đồng thể tích cho sản phẩm b Các biến đổi: - Nhiệt độ hỗn hợp tăng ma sát bơm trộn - Thể tích hỗn hợp tăng phân bố khí Nitơ vào hỗn hợp nhủ tương c Phương pháp thực hiện: - Nếu dầu bảo quản lâu cần cho qua thiết bị lọc - Hỗn hợp bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt để làm lạnh Trên đường khí Nitơ trộn vào dòng hỗn hợp với hàm lượng thay đổi tùy thuộc vào loại shortening d Thiết bị: - Tùy vào độ đặc – lỏng dầu mà sử dụng bơm bánh bơm piston kết hợp với thiết bị nạp khí Nitơ - Áp lực đầu bơm 18 -20 atm 1.3 Làm lạnh: a Mục đích: - Giảm nhanh nhiệt độ hỗn hợp nhủ tương đến nhiệt độ kết tinh để hệ nhủ tương đông đặc nhanh, tăng độ mịn bóng cho sản phẩm b Các biến đổi: - Nhiệt độ hệ nhủ tương giảm - Độ đặc tăng - Hỗn hợp chuyển từ pha lỏng sang bán rắn c Phương pháp thực hiện: - Sử dụng bơm bánh có hoàn lưu, dầu bồn chứa trung gian máy bơm bánh áp lực cao (đầu 18 – 20 atm) hút đến thiết bị làm lạnh - Khí Nitơ nén trực tiếp vào dầu đầu hút bơm bánh (P AK = 0,5 atm) - Nhiệt độ dầu khỏi thiết bị làm lạnh 25 – 30oC d Thiết bị: - Thiết bị trao đổi nhiệt vỏ áo, hình trụ lớp (dầu bên trong, NH bên ngoài) - Thiết bị làm Inox, có motor trục quay, nhiệt độ tác nhân lạnh: -15oC - Tác dụng máy làm lạnh làm cho hỗn hợp dầu đông đặc nhanh, tăng độ mịn bóng - Nguyên lí hoạt động thiết bị: Amoniac sau trao đổi nhiệt với dầu biến thành trở thành máy nén, dầu sau làm nguội đột ngột đông rắn lại (ở phần tiếp xúc với vỏ áo) trộn liên tục nhờ dao gạt gắn trục quay 1.4 Nhồi nhuyễn: a Mục đích: - Tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm hình thành tinh thể đồng Nhồi nén tạo độ chặt độ dẻo cho khối shortening b Các biến đổi: Độ chặt, độ dẻo tăng c Phương pháp thực hiện: - Dầu đặc khỏi thiết bị làm lạnh áp suất thừa liên tục từ bơm tạo nén dầu vào thiết bị nhồi nhuyễn với trục có hệ thống cánh chèo chuyển động ngược nhau, với số vòng quay đủ lớn để đạt độ mịn bóng Nhiệt độ đầu 23 – 28oC - Nếu dầu chưa đủ độ mịn bóng nhiệt độ cao hồi lưu bơm áp lực cao để tiếp tục nhồi nhuyễn làm lạnh Dầu cọshortening tiến hành chiết rót vào bao bì - Nếu đạt tiêu chuẩn chất lượng Chất bảo quản,lecithine, carotenoid, nước muối , hương bơ Bồn phối trộn Bơm lưu lượng 7) QTCN SX Margarine Làm lạnh Nhồi nhuyễn Bao gói Margarme ba Bao bì Tương tự sản xuất shortening Lưu ý: Đối với sản xuất margarine thì: - Không nén khí Nitơ vào sản phẩm - Bắt buột phải sử dụng Lecithine/Monoglycerit - Có nước tham gia vào sản phẩm - Có sử dụng dung dich muối Các số đặc trưng dầu mỡ a) Chỉ số acid (AV) hay (A) - Là số mg KOH cần thiết để trung hòa hết lượng acid béo tự có 1g dầu mỡ - Chỉ số AV cho biết chất lượng dầu, số AV cao dầu mỡ chất lượng AV < dầu mỡ nguyên liệu tốt AV > dầu mỡ nguyên liệu chất lượng AV < 0,5 dầu mỡ thành phẩm - Từ AV tính % acid béo tự Trong đó: %AFF: % acid béo tự b) Chỉ số xà phòng hóa (SV) hay (XH) - Là số mg KOH cần thiết để trung hòa acid béo tự xà phòng hóa hoàn toàn este có 1g dầu mỡ - Chỉ số SV cho biết phân tử lượng trung bình acid béo tham gia phản ứng Chỉ số SV cao dầu mỡ chứa nhiều acid béo có phân tử lượng thấp ngược lại - Thông thường dầu mỡ có SV: 170-260 c) Chỉ số este (E) - Là số mg KOH cần thiết để xà phòng hóa hết lượng glyxẻit có 1g dầu mỡ - Chỉ số E cao lượng glyxerid có dầu mỡ nhiều - Từ E ta tính lượng Glyxerin % Glyxerin = E x 0,054664 - E hiệu số SV (xà phòng hóa) AV (acid) E = SV - AV d) Chỉ số Iod (IV) hay (I) - Là số gam iod tác dụng hoàn toàn với 100g dầu mỡ - Chỉ số Iod xác định lượng acid béo không no Chỉ số Iod cao hàm lượng acid béo không no cao ngược lại (càng dễ bị oxi hóa) - Thông thường dầu mỡ có số IV ≤ 130 Dựa vào IV dầu mỡ chia làm loại: + Dầu khô: IV > 130 + Dầu nửa khô: IV 100 – 130 + Dầu không khô: IV < 100 e) Chỉ số Peroxyt (PoV) - Là số gam Iod giải phóng từ Kali Iodua môi trường acid tác dụng Perõyt có 100g dầu mỡ - Chỉ số Peroxyt cho biết mức độ ôi dầu mỡ, số Peroxyt cao độ ôi dầu mỡ cao - Đối với dầu mỡ thành phẩm số PoV < 0,2 Đối với dầu mỡ nguyên liệu PoV ≈ – ... tách H 2O xà phòng khỏi dầu Thông thường rửa 2-3 lần(mỗi lần rửa 15% so với dầu) Qúa trình trung hòa tùy chất lượng dầu mà rửa 2-3 lần Dầu rửa H 2O xà phòng khỏi dầu ta đưa dầu sang thiết bị(16:... 15% so với dầu, nhiệt độ H 2O rửa 90oC, bổ sung nước nóng dầu 90oC Duy trì thiết bị (13:bể rửa dầu) 90oC Sau rửa vài chục phút đến 1h Các phân tử tan dầu bị khuếch tán với lực lớn Dầu H2O có... trưng dầu mỡ a) Chỉ số acid (AV) hay (A) - Là số mg KOH cần thiết để trung hòa hết lượng acid béo tự có 1g dầu mỡ - Chỉ số AV cho biết chất lượng dầu, số AV cao dầu mỡ chất lượng AV < dầu mỡ