Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 2CÔNG NGHỆ TRUNG HÒA DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG GIÁN ĐOẠN2.1.Mục đíchMục đích của quá trình trung hòa dầu là loại bỏ các acid béo tự do có trong dầu thô bằng phương pháp dùng kiềm để phản ứng với các acid béo tự do có trong dầu mỡ, làm giảm chỉ số acid có trong dầu, mỡ.Ngoài ra, xà phòng tạo thành còn có năng lực hấp phụ nên chúng có thể kéo theo các tạp chất như: protein, chất nhựa, các chất màu, thậm chí cả những tạp chất cơ học vào trong kết tủa.2.2.Nguyên tắcPhương pháp này dựa trên sự tác dụng của dung dịch kiềm lên các acid béo tự do và các tạp chất có tính acid sẽ tạo thành các muối kiềm không tan trong dầu nhưng có thể tan trong nước nên có thể tách ra bằng cách lắng hay rửa nhiều lần. Nhờ đó, chỉ số acid của dầu giảm và còn có thể loại bỏ một số tạp chất khác.Thực hiện phản ứng trung hòa giữa acid béo tự do có trong dầu với dung dịch soude theo phản ứng trung hòa như sau:RCOOH + NaOH → RCOO ̶ Na+ + H2O Acid béo soude xà phòngNgoài ra, trong một số điều kiện khác có thể tạo ra “xà phòng acid”2RCOOH + NaOH → RCOONa.RCOOH + H2OQuá trình trung hòa dầu, mỡ thực vật thường được thực hiện bằng một trong ba phương pháp sau:•Trung hòa lắng (Settle neutralization)•Trung hòa bán liên tục (Semi Continuous Neutralization)•Trung hòa liên tục (Continuous Neutralization)2.3.Dung dịch kiềm sử dụng trong công nghệ trung hòa dầuCác loại kiềm thường sử dụng trong công nghệ trung hòa dầu nhất là sodium hydroxyt (NaOH), cũng có thể dùng potat (KOH). Khi dùng những loại này cần lưu ý khả năng xà phòng hóa cả dầu mỡ trung tính ở điều kiện nồng độ và nhiệt độ cao.Người ta cũng có thể dùng Na2CO3, nhưng có nhược điểm là tạo ra khí CO2 trong khi trung hòa làm khuấy đảo dầu mỡ khiến cho xà phòng sinh ra bị phân tán và khó lắng; mặt khác nó có tác dụng kém với các tạp chất khác ngoài acid béo tự do cho nên sử dụng nó rất hạn chế.Trong khi trung hòa dầu bằng kiềm, điều kiện kỹ thuật có tính chất quyết định chủ yếu là nồng độ của dung dịch kiềm, lượng kiềm dư so với tính toán lý thuyết, nhiệt độ khi trung hòa. Ngoài ra, còn phụ thuộc vào điều kiện khuấy trộn, thời gian, …Nồng độ dung dịch kiềm sử dụng phụ thuộc vào chỉ số acid của dầu. Khi nồng độ kiềm cao, lượng dư nhiều, nhiệt độ cao thì xúc tiền nhanh quá trình xà phòng hóa dầu mỡ làm giảm hiệu suất tinh luyện dầu mỡ.Thông thường nồng độ kiềm càng cao thì sử dụng cho loại dầu, mỡ có chỉ số acid cao và nhiệt độ khi tinh luyện phải thấp.Bảng 2.3. Quy định nồng độ dung dịch kiềm tương ứng với nhiệt độ và chỉ số acid của dầu, mỡLoại nồng độNồng độ NaOH (gl)Nhiệt độ tinh luyện tương ứng (0C)Phạm vi chỉ số acid của dầu mỡ (mg KOH)Nồng độ loãng35 – 4590 – 95Dưới 5Nồng độ vừa85 – 10550 – 555 – 7Nồng độ cao120 – 20020 – 40Trên 7Tính toán lượng soude cần trung hòaLượng soude cần để trung hòa acid béo tự do của dầu mỡ thường được tính toán theo công thức sau: Trong đó:% soude tinh khiết: nồng độ soude có trong 100g dung dịch 0,2 lượng soude dư cần thêm vào quá trình trung hòa. SV: số mg KOH cần dùng để xà phòng hóa hoàn toàn 1g chất béoTuy nhiên tùy theo loại dầu, mỡ người ta sử dụng hệ số “a” của acid béo chính của từng loại dầu, mỡ phù hợp với loại dầu đang trung hòa.Ví dụ: a của dầu dừa ( tính theo acid lauric) = 0,185 và a của dầu phộng (tính theo acid oleic) = 0,135 …Ngoài ra, căn cứ vào kết quả phân tích chỉ số acid của dầu, mỡ số lượng kiềm cần thiết để trung hòa có thể tính theo công thức sau: Trong đó:Kdd: lượng dung dịch NaOH tính theo lý thuyết (kg)A: chỉ số acid của dầu, mỡ đem trung hòa (mgKOHg)D: khối lượng dầu đem trung hòa (kg)A: nồng độ % của dung dịch NaOHTheo thực tế, lượng kiềm sử dụng thường nhiều hơn khoảng 5 – 10% so với lý thuyết vì ngoài tác dụng với các tạp chất có tính acid còn có nhiều tác dụng khác phụ thuộc vào thành phần và phẩm chất dầu, mỡ. Tùy thuộc vào thành phần tạp chất và màu sắc của dầu, mỡ mà quyết định lượng kiềm dư cụ thể.2.4.Sơ đồ quy trình công nghệ trung hòa dầu bằng phương pháp lắng gián đoạn
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM MƠN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT - - ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ TRUNG HÒA DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG GIÁN ĐOẠN Giảng viên hướng dẫn: NGUYỄN HỮU QÙN Nhóm: TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2014 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG .4 TỔNG QUAN VỀ DẦU, MƠ 1.3.2.2 Phản ứng hydrogen hóa .8 1.3.2.3 Phản ứng đồng phân hóa 1.3.2.4 Phản ứng xà phòng hóa .9 1.3.2.5 Phản ứng tự oxy hóa 1.3.2.6 Tác dụng ôi chua CHƯƠNG .11 CÔNG NGHỆ TRUNG HÒA DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG GIÁN ĐOẠN 11 KẾT LUẬN .25 TÀI LIỆU THAM KHẢO .26 Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN LỜI MỞ ĐẦU Dầu loại thực phẩm thiếu bữa ăn ngày người Vì vậy, để đảm bảo có chai dầu ăn tốt cho sức khỏe người tiêu dùng Để đáp ứng nhu cầu đó, ngành công nghẹ chế biến dầu thực vật không ngừng cải tiến để nâng cao chất lượng sản phẩm cho phù hợp với lợi ích người tiêu dùng Ngồi ra, có giá trị mặt cảm quan làm tăng hương vị cho ăn Trong đó, dầu thực vật nguồn cung cấp chủ yếu nguồn chất béo cho thể thông qua phần ăn hàng ngày Vì vậy, chất lượng nguồn dầu cần phải đảm bảo Q trình trung hòa dầu bước quan trọng công nghiệp sản xuất dầu Cơng đoạn góp phần nâng cao chất lượng cho sản phẩm dầu đay công đoạn cần thiết để giúp cho sản phẩn dầu ăn hoàn thiện Vì vậy, nhóm chọn đề tài: “Cơng nghệ trung hòa dầu thực vật phương pháp lắng gián đoạn” để giúp người có nhìn rõ cơng đoạn trung hòa cơng nghệ sản xuất dầu ăn Trong trình chuẩn bị tiểu luận, chắn khó tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận ý kiến thầy để tiểu luận hoàn chỉnh Chân thành cám ơn Thầy! Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ DẦU, MƠ 1.1 Khái niệm dầu, mỡ động thực vật Dầu mỡ hỗn hợp nhiều triglyceride khác Hỗn hợp triglyceride đa acid béo chưa no thường dạng lỏng gọi “dầu” Hỗn hợp triglyceride đa số acid béo no thường có dạng đặc nhiệt độ thường, ta gọi chung “mỡ” Dầu mỡ danh từ chung cho số nhóm chất có cấu tạo triglyceride, để phân biệt với tinh dầu Ngoià ra, dầu mỡ chứa vitamin, tinh dầu sterol, chất màu…Dầu mỡ động vật có chứa cholesterol dầu mỡ thực vật có chứa phytóterol Dựa vào đặc điểm người ta dùng để phân biệt dầu mỡ 1.2 Phân loại Dầu mỡ thực phẩm chia làm nhiều loại dựa theo thành phần tính chất acid béo Có thể chia dầu mỡ thành loại sau: 1.2.1 Nhóm chất béo sữa Chất béo thuộc nhóm có nguồn gốc từ sữa động vật Chất béo có cấu tạo chủ yếu từ acid béo mạch ngắn, khơng có nối đơi (C4:0, C6:0, C8:0) Ngồi ra, acid béo sữa có diện acid béo bão hòa mạch dài (C16:0 C18:0) acid béo khơng bão hòa có nối đơi (C18:1) Do diện đa dạng loại acid béo mà chất béo sữa thường có điẻm nóng chảy thấp, khoảng nhiệt độ nóng chảy rộng thành phần triglicerid phức tạp so với dầu thực vật Với hầu hết động vật, acid béo chủ yếu tồn dạng trans- Chất béo sữa chủ yếu sử dụng để làm thức ăn cho người 1.2.2 Nhóm acid lauric (dầu dừa dầu cọ) Nhóm chất béo có tính chất khác biệt so với loại dầu khác diện với nồng độ cao acid lauric (40 – 50% C12:0), acid myristic acid béo bão hòa có 8, 10 14C Điểm đặc trưng nhóm diện tỉ lệ rát thấp acid béo khơng bão hòa, tương ứng với điểm nóng chảy thấp Mặc dù vậy, nhóm dầu dừa nhóm dầu cọ sử dụng phổ biến công nghiệp ứng dụng để sản xuất Magarine 1.2.3 Nhóm bơ thực vật (bơ ca cao) Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Nhóm chất béo có thành phần triglycerid acid béo đặc biệt: chủ yếu từ acid béo khơng no có nối đơi C18:1, C10:1, C24:3 Bơ thực vật có giá trị dinh dưỡng giá trị kinh tế cao, thường ứng dụng công nghệ sản xuất sôcola sản phẩm kẹo 1.2.4 Nhóm mỡ đợng vật (mỡ heo) Mỡ động vật cấu tạo chủ yếu từ acid béo C16:0, C18:0 acid béo có mức độ bão hòa trung bình Nhóm chất béo chứa tỉ lệ mong muốn triglycerid bão hòa hồn tồn, nhiên nhược điểm lón diện mức độ thấp acid béo khơng bão hòa 1.2.5 Nhóm dầu cá (dầu cá dầu gan cá) Dầu cá tạo thành từ aicd béo không no có mạch cacbon dài (chứa liên kết nối đôi) Chất lượng dầu cá cao, nhiên loại dầu có giá trị thấp khả bảo quản thấp, dầu cá khơng có tính ổn định, dễ bị biến đổi trình oxy hóa nối đơi phát sinh loại mùi khơng mong muốn 1.2.6 Nhóm acid oleic linoleic (dầu oliu, dầu cọ, dầu bắp, dầu hướng dương) Đây nhóm dầu diện phổ biến Acid béo tạo nên nhóm dầu chủ yếu C18:1 C148:2 Lượng acid béo bão hòa nhóm chiếm tỉ lệ tối đa 20% 1.2.7 Nhóm acid linolenic (dầu đậu nành, dầu hạt lanh) Đặc điẻm quan trọng nhóm dầu đậu nành dầu hạt lanh diện hàm lượng cao acid linolenic (C18:3) Do mức độ khơng bão hòa cao, dầu nhạy cảm với chất oxy hóa, điều dẫn đến biến đổi không mong muốn mùi vị ngoại trừ dầu đạu nành, dầu hạt lanh không sử dụng phổ biến công nghệ chế biến thực phẩm 1.2.8 Nhóm acid erulic (C22:1) Dầu thuộc nhóm có hàm lượng cao (40 – 50%) acid erulic (C22:1), diện chủ yéu hạt vải nhiên, việc nghiên cứu tìm hiểu loại dầu chứa cid erulic Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN chưa nhiều quan tâm có giả thiết cho tham gia biến đổi sinh lý không mong muốn thể người 1.2.9 Nhóm hydroxyde acid Các nghiên cứu cho thấy, nhóm hydroxyde acid diện dầu hải ly (castor oil): triglycerid glicerin chủ yếu (90%) với acid ricinoleic (12-hydroxyoctadec-9-enoic acid) Dầu hải ly không sử dụng để chế biến thực phẩm 1.3 Tính chất dầu, mỡ 1.3.1 Tính chất vật ly 1.3.1.1 Điểm nóng chảy Điểm nóng chảy acid béo bị ảnh hưởng chiều dài chuỗi carbon độ (không no) bất bão hòa Với độ tăng số carbon nguyên tử chuỗi làm cho điểm nóng chảy tăng Ví dụ: điểm nỏng chảy tăng dần (cho Hydrocarbon no): C4:0 < C6:0< C8:0 < C10:0 < C14:0 < C16:0 < C18:0 Điểm nóng chảy xem giảm có nhiều nối đơi phân tử Thực tế có nhiều nối đơi phân tử làm điểm nóng chảy thấp Ví dụ: MPC18:3 < MPC18:2 < MPC18:1 1.3.1.2 Đợ hòa tan Phản ứng hóa sinh xảy phạm vi lớn với lượng nước trung bình nhiều khơng tan Hợp chất quan trọng hóa sinh độ tan nước Các acid béo triglyceride không tan nước Độ hòa tan thuật ngữ liên quan, acid béo bậc cao tan đến phạm vi tan nhẹ xảy phản ứng hóa học Nói chung, người ta nhận thấy rằng, chiều dài chuỗi carbon tăng độ hòa tan acid béo giảm C4:0 < C6:0< C8:0 < C10:0 < C12:0 Tuy nhiên, chuỗi carbon có nhóm Hydroxyl chuỗi làm độ hòa tan tăng Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Ví dụ: dầu thầu dầu có acid Ricinoleic C18:1(OH) CH3 – (CH2)5 – CH – CH2 – CH = CH(CH2)7– COOH OH 1.3.1.3 Hoạt tính quang học Các aicd béo chứa nối đơi tồn hình thức đồng phân lập thể Ví dụ: Một đồng phân acid oleic Elaidic acid có dạng trans sau: Vì vậy, với acid béo với nối đơi có đồng phân lập thể tồn cis – cis11, Trans1 – Trans11, cis1 – trans11, trans1 – cis11 1.3.1.4 Độ nhớt Thông thường, nhiều dầu tự nhiên khác độ nhớt độ nhớt giảm nhẹ với độ tăng, độ bất bão hòa Các loại dầu với acid béo có trọng lượng phân tử thấp có độ nhớt cấu tử có trọng lượng phân tử cao với cường độ bão hòa Bảng Độ nhớt vài loại chất béo thông thường Chất béo Tỷ trọng Độ nhớt động học 37,80C Dầu oleic 0,9158 46,68 Dầu vải 0,9187 35,88 Dầu nành 0,9228 28,49 Dầu dừa 0,9226 29,79 Dầu nhân cọ 0,9190 30,92 Mỡ heo 0,9138 44,41 (Nguồn: Formo 1979) Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Độ nhớt chất béo giảm chừng 30% cho 10 0C nâng lên (theo Timmes 1985) việc sử dụng đo độ nhớt thực tiễn để đánh giá phạm vi polyme hóa nhiệt chất béo dùng để chiên Độ nhớt phải xem xét thiết kế đường ống dẫn, loại pump thiết bị khác trình chế biến dầu 1.3.1.5 Tỷ trọng Tất aicd béo tìm thấy chất béo thực phẩm có trọng lượng riêng nhỏ Tỷ trọng acid béo lẫn glyceride tăng với độ giảm trọng lượng phân tử tăng độ bất bão hòa 1.3.2 Tính chất hóa học 1.3.2.1 Phản ứng thủy phân Quá trình thủy phân diễn nước có mặt dầu chiên Sản phẩm tạo Di, monoglyceride, glycerol acid béo Khi chiên đến nhiệt độ đó, phần glycerol bị tách nước tạo thành acrolein aldehyde dễ bay hơi, gây ngạt thở tích tụ lâu ngày gây ung thư Nhiệt độ gọi điểm bốc khói Bảng Điểm bốc cháy điểm chảy dầu Loại dầu Dầu cải Dầu đậu phộng Dàu hạt Dầu đậu nành Dầu hướng dương Dầu dừa Dầu cọ Điểm bốc khói 218 207 223 213 209 194 223 Điểm chảy 317 315 322 317 316 288 314 1.3.2.2 Phản ứng hydrogen hóa Hydro hóa q trình gắn hydro vào nối đôi acid béo không no glyceride – C=C– + H2 – CH – CH – Khi kết hợp hydro vào nối đôi aicd béo làm cho dầu thực vật trở nên giống với chất béo động vật (giồng mỡ cừu) Có trường hợp: • Hydro hóa chọn lọc số dầu thực vật để làm giảm hàm lượng acid linolenic để tăng độ bền dầu Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN • Hydro hóa phần hay tồn nhằm mục đích tạo chất béo rắn làm để sản xuất margarine sản xuất mỡ nhũ hóa Để hydro hóa người ta dùng bột xúc tác Nickel (hoặc đồng paladium) nhiệt độ áp suất cao: • Tiến hành hydro hóa chọn lọc thường tiến hành nhiệt độ 195 0C áp suất 2500 PSI (150 at) thời gian ngắn 30 phút • Tiến hành hydro hóa phần thực nhiệt độ áp suất thấp thời gian lâu 1.3.2.3 Phản ứng đồng phân hóa Dưới tác dụng bazo hòa tan rượu xảy đồng phân hóa nối kép dây carbon, làm tăng tính khơ dầu Sự đồng phân hóa thực với chất xúc tác Niken, nhiệt độ 2500C, Al2O3 tăng hoạt tính 1.3.2.4 Phản ứng xà phòng hóa Dưới tác dụng enzyme lipase, acid kiềm liên kết este phân tử glyceride bị thủy phân tạo thành glycerine acid béo muối acid béo (xà phòng) CH2OCOR1 CHOCOR2 CH2OH + 3NaOH CH2OCOR3 CHOH CH2OH R1COONa + R2COONa R3COONa Xà phòng hỗn hợp muối natri acid béo 1.3.2.5 Phản ứng tự oxy hóa Những dầu mỡ có chứa nhiều acid béo khơng no dễ bị oxy hóa oxy khơng khí Sự dầu phản ứng oxy hóa hóa học bắt nguồn từ phản ứng cộng oxy hóa vào nối đơi để tạo hydroperoxide Các hydroperoxide tiếp tục bị phân hủy cho sản phẩm sau carbonyl, aldehyd, acetone, alcohol 1.3.2.6 Tác dụng ôi chua Dầu mỡ khai thác từ ngun liệu điều kiện cơng nghệ bình thường có đặc trưng riêng mùi vị, thay đổi trình bảo quản: mùi vị ban đầu, đơi xuất mùi vị khó chịu, làm thay đổi màu sắc Những tượng gọi ôi chua dầu mỡ Sự ôi chua thường dẫn tới tăng số acid Nguyên nhân dẫn đến tích Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN tụ q trình thủy phân glyceride với có mặt nước, men thủy phân dầu mỡ, vi sinh vật kim loại nặng Quá trình tăng nhanh nhiệt độ bảo quản ngày cao, tiếp xúc với khơng khí ánh sáng 10 Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Các loại kiềm thường sử dụng công nghệ trung hòa dầu sodium hydroxyt (NaOH), dùng potat (KOH) Khi dùng loại cần lưu ý khả xà phòng hóa dầu mỡ trung tính điều kiện nồng độ nhiệt độ cao Người ta dùng Na2CO3, có nhược điểm tạo khí CO2 trung hòa làm khuấy đảo dầu mỡ khiến cho xà phòng sinh bị phân tán khó lắng; mặt khác có tác dụng với tạp chất khác acid béo tự sử dụng hạn chế Trong trung hòa dầu kiềm, điều kiện kỹ thuật có tính chất định chủ yếu nồng độ dung dịch kiềm, lượng kiềm dư so với tính tốn lý thuyết, nhiệt độ trung hòa Ngồi ra, phụ thuộc vào điều kiện khuấy trộn, thời gian, … Nồng độ dung dịch kiềm sử dụng phụ thuộc vào số acid dầu Khi nồng độ kiềm cao, lượng dư nhiều, nhiệt độ cao xúc tiền nhanh q trình xà phòng hóa dầu mỡ làm giảm hiệu suất tinh luyện dầu mỡ Thơng thường nồng độ kiềm cao sử dụng cho loại dầu, mỡ có số acid cao nhiệt độ tinh luyện phải thấp Bảng 2.3 Quy định nồng độ dung dịch kiềm tương ứng với nhiệt độ chỉ số acid dầu, mỡ Loại nồng độ Nồng độ NaOH Nhiệt độ tinh luyện Phạm vi chỉ số acid Nồng độ loãng Nồng độ vừa Nồng độ cao (g/l) 35 – 45 85 – 105 120 – 200 tương ứng (0C) 90 – 95 50 – 55 20 – 40 dầu mỡ (mg KOH) Dưới 5–7 Trên Tính toán lượng soude cần trung hòa Lượng soude cần để trung hòa acid béo tự dầu mỡ thường tính tốn theo cơng thức sau: Trong đó: % soude tinh khiết: nồng độ soude có 100g dung dịch 0,2 lượng soude dư cần thêm vào q trình trung hòa SV: số mg KOH cần dùng để xà phòng hóa hồn tồn 1g chất béo 12 Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Tuy nhiên tùy theo loại dầu, mỡ người ta sử dụng hệ số “a” acid béo loại dầu, mỡ phù hợp với loại dầu trung hòa Ví dụ: a dầu dừa ( tính theo acid lauric) = 0,185 a dầu phộng (tính theo acid oleic) = 0,135 … Ngoài ra, vào kết phân tích số acid dầu, mỡ số lượng kiềm cần thiết để trung hòa tính theo cơng thức sau: Trong đó: Kdd: lượng dung dịch NaOH tính theo lý thuyết (kg) A: số acid dầu, mỡ đem trung hòa (mgKOH/g) D: khối lượng dầu đem trung hòa (kg) A: nồng độ % dung dịch NaOH Theo thực tế, lượng kiềm sử dụng thường nhiều khoảng – 10% so với lý thuyết ngồi tác dụng với tạp chất có tính acid có nhiều tác dụng khácNaOH, phụ thuộc vào thành phần phẩm chất dầu, mỡ TùyDầu thuộc sắc dầu, nước thôvào thành phần tạp chất màu mỡ mà định lượng kiềm dư cụ thể Khử gum Pha kiềm Trung hòa Lắng ( 60 – 650C ) Xà phòn g Rửa nước lần Lắng lần 2.4 Nước rửa lần Rửa nước lần Dầu lắng Sơ đồ quy trình công nghệ trung hòa dầu bằng phương pháp lắng gián đoạn Lắng lần KCS 13 Dầu trung hòa Nước rửa lần Nước thải Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 2.5 Thuyết minh quy trình 2.5.1 Pha kiềm Thường pha thùng đặt cân để xác định trọng lượng lần cho vào Việc xác định nồng độ dùng tỷ trọng kế Bome kế xác định đối chiếu bảng tra tìm nồng độ cần thiết pha nồng độ xác, tốt pha trước điều chỉnh, khoảng vài ngày với nồng độ gần đúng, sau dung dịch nguội tiền hành xác định hiệu chỉnh với nồng độ quy định Nồng độ kiềm tốt thường sử dụng dung dịch NaOH 160Bé 2.5.2 Khử gum Mục đích Loại chất gum, sáp, photphatit phần nhỏ vết kim loại có số loại dầu thơ ban đầu nước acid Citric, acid Photphoric nhiệt độ thích hợp 14 Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Đây hợp chất mà không tách loại làm cho dầu thành phẩm khơng suốt có hại cho sức khỏe người Quá trình khử gum gồm có thủy hóa ly tâm tách gum 2.5.2.1 Thủy hóa Mục đích Loại chất khơng tan photpholipid phức chất khác Tiến hành Dầu thô bơm từ bồn chứa vào thiết bị gia nhiệt, sau đưa qua thiết bị khuấy trộn có cánh khuấy Tại đó, dầu trộn với nước Nước hòa tan chất lơ lửng dầu, chất nhũ hóa chất hòa tan nước 2.5.2.2 Ly tâm tách gum Mục đích Hỗn hợp dầu sau thủy hóa gồm: dầu, gums, acid photphoric muối photphate… Quá trình ly tâm để tách cặn thủy hóa Tiến hành Dầu sau thủy hóa bơm vào thiết bị ly tâm từ bên Dưới tác động lực ly tâm, gums chất nặng khác tách phía biên Dòng dầu tách tạp chất tiếp tục lên phía đỉnh ngồi Các tạp chất khơng tan, cặn tháo tự động theo chu kỳ phận thu hồi cặn 2.5.3 Trung hòa Mục đích Loại bỏ acid béo tự có dầu thơ, làm giảm số acid có dầu, mỡ Tiến hành Dầu thô sau khử gums bơm đến thiết bị trung hòa Tiếp tục nâng nhiệt độ dầu lên 68 – 750C mở máy khuấy cho dung dịch xút (dung dịch NaOH 16 0Bé) vào từ từ, sau cho hết cần khuấy thêm 20 – 30 phút 2.5.4 Lắng Mục đích Phân tiêng cặn xà phòng dầu trung hòa, tạo thuận lợi cho trình tách xà phòng khỏi dầu 15 Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Tiến hành Khi xà phòng tạo thành hạt nhanh chóng lắng xuống, ngừng khuấy để lắng Thời gian lắng cặn xà phòng khoảng – 8h Kiểm tra số acid AV dầu Lưu ý: Nếu xà phòng tạo thành dạng nhỏ li ti hay nhũ tương khó phân ly trước lúc kết thúc trình cần cho thêm vào lượng nhỏ khoảng – 3% dung dịch muối NaCl 10% để tăng tốc độ lắng xà phòng Để yên hỗn hợp dung dịch tạo thành lớp: dầu trung tính, xà phòng, lớp muối Tiến hành tháo bỏ dung dịch muối, dùng máy ly tâm để phân ly xà phòng thu hồi dầu 2.5.5 Rửa nước Mục đích Tách xà phòng lơ lửng dầu Tiến hành Đầu tiên phải rửa dung dịch muối NaCl 10%, nhiệt độ khoảng 90 – 95 0C sau đó, dùng nước nóng 80 – 900C trộn trực tiếp vào dầu để rửa: - Lượng nước rửa: – 7% so với dầu (tính cho lần rửa) - Rửa – lần Cần thiết khuấy liên tục, sau để yên cho lắng cặn xuống Tiến hành tháo nước, tách lấy xà phòng thu lấy dầu trung tính 2.5.6 Kiểm tra dầu trung hòa Mục đích Kiểm tra dầu sau trung hòa đạt yêu cầu tiêu chất lượng hay chưa Tiến hành Dầu sau trung hòa nhân viên phòng KCS dùng thị PP để kiểm tra lại xem cặn xà phòng có dầu hay khơng Nếu dầu chưa đạt chuẩn quay để tiếp tục trung hòa đạt yêu cầu Dầu sau trung hòa có số AV ≤ 0,2 mgKOH/g 2.5.7 Xử ly nước rửa Mục đích Loại bỏ nước thải thu hồi lượng dầu sót lại Tiến hành 16 Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Sau tháo nước tách lấy xà phòng ta tập trung nước rửa dầu giai đoạn lằng lần lần tiến hành lắng để thu hồi lượng dầu sót lại loại bỏ nước thải ngồi 2.6 Các biến đởi ngun liệu quá trình trung hòa Biến đởi hóa học Chỉ số AV giảm, xảy phản ứng trung hòa acid béo tự kiềm Khi trung hòa, phân tử acid béo sử dụng phân tử kiềm Sản phẩm phản ứng xà phòng natri nước: RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O Khi thực q trình trung hòa, xảy nhựng phản ứng phụ khác, ví dụ phản ứng saponin hóa (saponification) triglyceride NaOH tạo nên xà phòng glycerol Phản ứng làm giảm hàm lượng triglyceride sản phẩm, làm tăng độ tổn thất dầu quy trình sản xuất Để hạn chế phản ứng phụ bất lợi trên, nhà sản xuất cần tối ưu hóa hàm lượng NaOH cần sử dụng thông số công nghệ q trình trung hòa Biến đởi hóa ly Khi trung hòa acid béo tự dầu thơ NaOH, sản phẩm xà phòng xuất hấp phụ phần dầu xà phòng Sự hấp phụ làm tăng tỷ lệ tổn thất dầu quy trình sản xuất Ngồi ra, mơi trường kiềm, số phosphatide gum hydrate hóa động tụ Cặn xà phòng hỗn hợp gồm có xà phòng, nước, phần chất màu tạp chất học Vì cặn xà phòng có khối lượng riêng lớn dầu nên dễ dàng tách khỏi dầu Cảm quan Cải thiện mùi sản phẩm 17 Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Hóa chất sử dụng cho q trình trung hòa: dùng nhiều loại base muối base mạnh, bao gồm NaOH, Ca(OH) 2, natri carbonate, amoniac, natri silicat số chất khác Hiệu trung hòa dầu kiềm đáng giá số acid dầu sau trung hòa 2.7 Các yếu tố ảnh hưởng Tất q trình hóa học bị ảnh hưởng yếu tố hàm lượng chất tham gia phản ứng, nhiệt độ, thời gian, mức độ khuấy trộn hỗn hợp bình phản ứng, … Hàm lượng hóa chất sử dụng Cần xác định phương pháp thực nghiệm cho vừa đủ tham gia phản ứng Lượng hóa chất q q nhiều ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm Ví dụ: trung hòa acid béo tự dầu thơ, lượng NaOH q thấp phản ứng không xảy triệt để Kết hàm lượng acid béo dầu còn, số acid dầu thành phẩm cao Ngược lại, lượng NaOH cao dễ xảy phản ứng phụ saponin hóa, từ làm giảm hiệu suất thu hồi dầu thành phẩm Trong sản xuất công nghiệp, người ta dựa vào số acid dầu thơ để tính tốn lượng NaOH cần sử dụng q trình trung hòa acid béo tự có dầu Nhiệt Khi tăng nhiệt độ tốc độ phản ứng hóa học diễn nhanh hơn, từ rút ngắn thời gian thực trình Tuy nhiên cần ý phản ứng phụ xảy dễ dàng nhiệt độ tăng Các nhà sản xuất cần tối ưu hóa nhiệt độ phản ứng tùy theo đối tượng nguyên liệu sử dụng Nhiệt độ tối ưu để trung hòa acid béo tự dầu thường 68 – 75 0C Thời gian Theo lý thuyết, kéo dài thời gian phản ứng hàm lượng sản phẩm tạo thành gia tăng Tuy nhiên, cần lưu ý đến mức độ tăng nói để lựa chọn thời gian thích hợp cho phản ứng Trong điều kiện thực tế, hiệu suất phản ứng hóa học đạt 100%, tức chuyển hóa tồn lượng chất ban đầu có nguyên liệu Nếu thời gian dài hiệu suất chuyển hóa tăng chậm Các nhà sản xuất cần xác định thời gian thích hợp cho q trình phản ứng Mức kh́y trơn 18 Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Sự khuấy trộn hỗn hợp bình phản ứng xảy nhanh triệt để Tùy theo trường hợp cụ thể mà nhà sản xuất sử dụng phương pháp khuấy trộn khác nhau, ví dụ như: dùng cánh khuấy sục khí vào bình phản ứng, … 2.8 Thiết bị cơng nghệ trung hòa dầu gián đoạn 2.8.1 Thiết bị khử gum 2.8.1.1 Thiết bị thủy hóa Cấu tạo Thiết bị kín thép khơng gỉ, hình trụ đáy cơn, có vỏ áo, bên có cánh khuấy Hình 2.6.1.1 Thiết bị thủy hóa Nguyên ly hoạt động Dầu sau phối trộn với nước có bổ sung H 3PO4 làm đồng qua thiết bị High Shear Mixer Bên thiết bị High Shear Mixer có cánh khuấy đặc biệt giúp khuấy trộn phân phối giọt lỏng Sau đồng nhất, dòng chất lỏng đưa vào thiết bị khuấy trộn có gia nhiệt Bên thiết bị cửa tháo sản phẩm, phần sản phẩm hồi lưu trở lại bồn khuấy Dầu sau thủy hóa đưa qua hệ thống ly tâm để tách gums Thông số công nghệ Nhiệt độ dầu: phải kiểm sốt suốt q trình thủy hóa • Dầu gia nhiệt lên 60 – 800C thiết bị trao đổi nhiệt • Mục đích: phá hủy hệ nhũ tương làm giảm độ nhớt dầu, giúp trình phối trộn tốt hơn, rút ngắn thời gian từ 10 – 15 phút Áp suất: áp suất dư 310 – 345 kPa 19 Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN • Khi tăng áp suất dư cho chất lượng dầu tốt giảm tổn thất dầu • Ngược lại, áp suất dư thấp (