Đồ án Sản xuất dầu đậu phộng

-138kg. Yêu cầu của dung môi dùng để trích ly dầu: - Dung môi phải nhanh chóng hòa tan dầu theo bất cứ tỷ lệ nào. Có ẩn nhiệt hóa hơi nhỏ, dễ cất ra khỏi dầu và bã dầu, dễ ngưng tụ. - Dung môi không hòa tan các nguyên liệu lạ khác có trong dầu ngoại trừ dầu. Không tham gia phản ứng với nguyên liệu trích ly tạo thành chất mới, cần trung tính với nguyên liệu. - Dung môi phải có thành phần đồng nhất. Điều này có ý nghĩa lớn khi chưng cất mixen, không làm xảy ra sự phân ly dung môi ra các thành phần. - Dung môi cần có độ tinh sạch cao, khi có lẫn chất lạ có thể dẫn đến làm giảm chất lượng dầu và bã dầu. SMILES CCCCCC Phân tử gam 86,18 g/mol Bề ngoài chất lỏng không màu số CAS [110-54-3] Thuộc tính Tỷ trọng và pha 0,6548 g/ml, lỏng Độ hoà tan trong nước không hoà tan Nhiệt độ nóng chảy - 95 °C (178 K) Nhiệt độ sôi 69 °C (342 K) Độ nhớt 0,294 cP ở 25 °C Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 9 - Dung môi không có tác dụng phá hủy thiết bị, đáp ứng cao về mặt kinh tế, tức là ít bị tổn thất khi thu hồi, đảm bảo vận tốc quá trình trích ly và phải chiết kiệt dầu có trong nguyên liệu. 2. Nước, muối ăn: dùng trong kết lắng. Để quá trình kết lắng diễn ra hiệu quả hơn, người ta dùng muối trung hoà, thông thường là NaCl. Bảng 8: chỉ tiêu chất lượng của muối ăn Hạng Tên chỉ tiêu Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 1. Màu sắc Trắng trong Trắng Trắng, ánh xám 2. Mùi vị - Không mùi - Dung dịch muối 5% có vị mặn thuần khiết, không có vị lạ 3. Dạng bên ngoài Khô ráo, sạch Cỡ hạt 1 - 5 mm 4. Hàm lượng NaCl tính theo % khối lượng 97 92 90 5. Hàm lượng chất không tan trong nước, tính theo % khối lượng khô, không lớn hơn 0.25 0.3 0.4 6. Hàm lượng ẩm tính theo % khối lượng không lớn hơn 9.5 13 13.5 Bảng 9: chỉ tiêu chất lượng của nước TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa Phương pháp thử Chỉ tiêu cảm quan và thành phần vô cơ 1 Màu sắc TCU 15 TCVN 6187 -1996 (ISO 7887 -1985) 2 Mùi vị Không có mùi vị lạ Cảm quan 2 3 Độ đục NTU 5 TCVN 6184 -1996 4 pH 6.0-8.5(**) TCVN 6194 - 1996 4 5 Độ cứng mg/l 350 TCVN 6224 -1996 6 Amoni (tính theo mg/l 3 TCVN 5988-1995 (ISO 5664 - 1984) Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 10 NH 4 + ) 7 Nitrat (tính theo NO 3 - ) mg/l 50 TCVN 6180 -1996 (ISO 7890 -1988) 3.NaOH: dùng trong quá trình luyện kiềm, yêu cầu hóa chất có độ tinh khiết cao, không lẫn tạp chất. 4.Yêu cầu của chất hấp phụ:  Chất hấp phụ phải có hoạt tính tẩy màu cao, dễ dàng tách khỏi dầu, là vật liệu lọc tốt khi bám trên bề mặt lọc, không tạo ra lớp keo nhầy trên bề mặt lọc, phải trơ hóa học với các loại dầu, không tham gia phản ứng với các chất khác tạo ra các hợp chất mới (gây mùi, vị), dễ tách ra khỏi dầu khi lọc hoặc bằng các biện pháp kỹ thuật khác.  Các chất hấp phụ thường sử dụng là: silicagen, than hoạt tính, đất tẩy màu …  Vì các kiểu hấp phụ không có khả năng liên kết các dạng chất màu lên bề mặt của mình như nhau nên việc tẩy màu có hiệu quả khi chất hấp phụ được sử dụng là hỗn hợp các chất. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 11 Hạt đậu phộng Nghiền Chưng sấy (gia công nhiệt ẩm) Ép sơ bộ Trích ly Lọc làm sạch mixen Chưng cất mixen Lắng tạp chất cơ học Thủy hóa Luyện kiềm Tẩy màu Tẩy mùi n - hexan Cặn Nước, dd NaCl NaOH Đất tẩy màu Hơi nước Bã dầu Đất tẩy màu Dầu đậu phộng Dầu thô Khô dầu Xử lý khô dầu Cặn xà phòng QUY TRÌNH TÁCH DẦU BẰNG TRÍCH LY Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 12 Hạt đậu phộng Nghiền Chưng sấy (gia công nhiệt ẩm) Ép sơ bộ Ép kiệt Lắng tạp chất cơ học Thủy hóa Luyện kiềm Tẩy màu Tẩy mùi Nước, dd NaCl NaOH Đất tẩy màu Hơi nước Cặn Đất tẩy màu Bã dầu Dầu đậu phộng QUY TRÌNH TÁCH DẦU BẰNG ÉP KIỆT Xử lý khô dầu Cặn xà phòng Dầu thô Khô dầu Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 13 II.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1.Quy trình tách dầu bằng trích ly 1.1Sơ chế nguyên liệu: nghiền hạt.  Mục đích: chuẩn bị Phá vỡ cấu trúc tế bào để dầu dễ dàng thoát ra khi ép cơ học hoặc trích ly. Tạo cho bột nghiền có kích thước thích hợp với các quá trình chế biến như: chưng sấy, ép, trích ly. Tuy nhiên đối với 2 quá trình ép và trích ly, mức độ nghiền nhỏ hạt khác nhau. Có nhiều phương pháp khác nhau để nghiền nguyên liệu: mài, cán, cắt, đập.  Thiết bị: máy nghiền trục Cấu tạo: thiết bị gồm 2 cặp trục, vận tốc mỗi trục khác nhau, khoảng cách giữa cặp trục trên lớn hơn cặp trục dưới. • Cặp trục bên trên có rãnh khía, tác dụng đập, mài, băm, cắt hạt. • Cặp trục bên dưới bề mặt phẳng có tác dụng cán hạt. Hình 3: Thiết bị nghiền trục Nguyên tắc hoạt động: hạt dầu được đưa vào trục nạp liệu nhờ tấm cản phân đều lên khe giữa 2 trục. Hạt bị cuốn vào khe trục do lực ma sát của bề mặt các trục và trọng lực của hạt. Hạt bị mặt các trục nén ép trong khe trục, do chênh lệch vận tốc giữa các trục tạo ra lực kéo và xé, hạt bị cán, nén và lọt qua khe trục thứ nhất, rơi xuống khe trục thứ hai rồi xuống băng tải vận chuyển bên dưới.  Những biến đổi của hạt khi nghiền Hóa học: Sau khi nghiền phá vỡ cấu trúc tế bào, dầu trong nội bào được giải phóng ra, hấp phụ trên một diện tích rộng lớn ở bề mặt các hạt bột. Dầu bắt đầu trải qua các quá trình oxy hóa và thủy phân do khả năng tiếp xúc của dầu với oxy và khí ẩm tăng. Hóa sinh: Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 14 Hệ enzym 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 nghiền hạt, màng bảo vệ cơ học bị phá hủy, hệ vi sinh vật dễ dàng xâm nhập và phát triển mạnh. Những biến đổi trên làm cho việc bảo quản bột nghiền gặp nhiều khó khăn, bột mau bị chua, mốc. Do đó, bột sau khi nghiền phải đem chưng sấy ngay.  Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền: Hạt ẩm khi nghiền sẽ bị cán bẹp, không bị đập vỡ, bột nghiền thoát ra khỏi khe trục có dạng dẹt, trong khi nghiền hạt khô sẽ cho bột tơi, mịn, nhiều cám, tấm. Tương tự như độ ẩm, nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến đặc tính nghiền, khi tăng nhiệt, tính dẻo của hạt cũng tăng lên. Với hạt đậu phộng có hàm lượng dầu cao, khi vào khe trục, bị trục nén làm dầu thoát lên bề mặt. Nghiền nhỏ tiếp tục khối bột này rất khó khăn vì dầu đóng vai trò chất bôi trơn làm giảm cường độ ma sát giữa bề mặt trục và bột. Các trục cuốn bột vào khe rất khó, năng suất máy nghiền giảm.  Thông số công nghệ:  Độ ẩm nguyên liệu vào máy nghiền trục: 4,5 – 5,5%.  Vận tốc trục nhanh là 60 v/ph và 58 v/ph đối với trục chậm. Kích thước hạt sau quá trình nghiền: 1 – 5 mm 1.2Chưng sấy (gia công nhiệt ẩm) Dầu trong bột phân bố ở dạng màng mỏng trên mặt các hạt bột nghiền, nhưng phần lớn vẫn ở dạng liên kết, lực liên kết này lớn hơn nhiều so với áp lực mà máy ép dầu có thể tạo ra.  Mục đích chưng sấy: chuẩn bị cho quá trình ép sơ bộ. Khi làm ẩm bột bằng nước sẽ làm yếu mối liên kết của dầu, dầu chuyển sang trạng thái tương đối tự do. Tiếp theo, thực hiện sấy khô bột bằng đun nóng. Dưới tác động của ẩm và nhiệt, tính chất cơ lý của bột nghiền sẽ thay đổi, từ bột nghiền trở thành bột chưng sấy.  Quá trình gia công nhiệt ầm gồm 2 giai đoạn Giai đoạn 1: làm ẩm và đun bột nóng lên 600C. Cần làm ẩm trong lúc đun nóng để nước phân phối đều vào bột. Làm ẩm bột bằng cách phun nước trực tiếp vào lớp bột chuyển động. Có thể dùng hơi nước trực tiếp, vừa làm ẩm, vừa gia nhiệt. Trong thời gian này lực liên kết dầu trên bề mặt giảm. Sau khi làm ẩm, bột phải đạt độ ẩm khoảng 7 – 9 %. Giai đoạn 2: đun nóng và sấy khô bột ầm ở 1050C. Độ ẩm và nhiệt độ bột chưng sấy xong phải đạt đủ mức làm biến tính các protein, tạo cho bột có được tính chất cơ lý thỏa mãn điều kiện làm việc của các loại máy ép vis. Khi đun nóng còn làm giảm độ nhớt của dầu, dầu dễ dàng thoát ra khi ép bột. Độ ẩm của bột vào máy ép sơ bộ là 5 - 6%. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 15 Để sự phân bố nhiệt và ẩm đồng đều, trong lúc gia công nhiệt ẩm cần khuấy trộn. Bột chưng sấy không được phép làm quá ẩm cũng như quá nhiệt vì nó sẽ trở thành một khối chảy dẻo, dầu không thoát ra khi ép.  Thiết bị: nồi chưng sấy 6 tầng.  Nồi chưng sấy có 6 tầng đặt lên nhau.  Mỗi tầng có vỏ hơi ở đáy và thành nồi.  Mỗi tầng một nồi, ở đáy có lỗ để lồng trục khuấy. Trên trục khuấy ở mỗi tầng lắp 2 cánh khuấy.  Mỗi tầng được trang bị nhiệt kế, áp kế, van bảo hiểm hơi, van xả hơi, cốc ngưng tụ xả nước ngưng.  Thành trên của mỗi tầng có cửa nối với ống thông xả không khí và hơi nước ra khỏi tầng.  Trên thành tầng dưới cùng có 2 cửa thoát để lấy bột chưng sấy ra, chuyển xuống máy ép dầu sơ bộ. Hình 4: Nồi chưng sấy * Nguyên tắc hoạt động: - Bột nạp liên tục vào tầng trên cùng của nồi chưng sấy, được khuấy mạnh và được nâng độ ẩm liên tục lên 7 - 9% bằng cách phun nước từ các lỗ phun và đun nóng lên 35 - 400C. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 16 - Bột từ tầng một xuống tầng hai cũng luôn được khuấy trộn và đun nóng lên 55 – 600C. - Bột từ tầng hai xuống tầng ba và bốn nóng lên đến 1000C và sấy khô trong điều kiện tự xông hơi đến độ ẩm 6,5 – 7%. Trong các tầng này ẩm thoát ra rất mạnh. - Bột chuyển xuống tầng năm và sáu vẫn tiếp tục được khuấy và đun nóng lên 100 – 1050C, lúc này ẩm bốc ra chậm và giảm còn 5 - 6 %.  Những biến đổi trong phần dầu (lipid) và phần ưa nước (phi lipid) của bột nghiền khi gia công nhiệt ẩm 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 nghiền, làm giảm tính dẻo của bột, chuyển sang dạng cứng. Hóa học: chất béo có thể bị oxy hóa hoặc bị phân hủy. Hóa lý: một phần protein bị biến tính do nhiệt. Hóa sinh: trong giai đoạn đầu của chưng sấy, diễn ra các biến đổi hóa sinh ở 60 - 700C. Đáng kể nhất là quá trình thủy phân: enzyme lipase thủy phân triglicerid và phospholipase thủy phân phospholipid. Khi nhiệt độ tăng cao hơn, các enzym bị ức chế, hoạt động xúc tác của chúng bị ngừng trệ. Sinh học: nấm mốc và vi sinh vật trong bột nghiền bị tiêu diệt.  Thông số công nghệ  Thời gian cho một mẻ chưng sấy 35 – 70 phút.  Tần số quay của trục 35 vòng/phút.  Áp suất làm việc 0,6 MPa.  Độ ẩm bột đạt: 5 - 6%, nhiệt độ: 95 – 105oC. 1.3Ép dầu sơ bộ  Mục đích : khai thác, tách được 70 – 85% dầu trong nguyên liệu ban đầu. Nâng năng suất máy ép kiệt hay trích ly lên 30% so với quy trình chỉ ép 1 lần hoặc trích ly không qua ép sơ bộ. Giảm hàm lượng dầu tổn thất theo khô dầu 1 - 1,2%. Thu được 50% dầu chất lượng tốt.  Biến đổi Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 17 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.  Thiết bị: máy ép trục vis Trong thực tế, thường sử dụng máy ép gắn liền với nồi chưng sấy ở bên trên. Hình 5: máy ép trục vis Hình 6: mặt cắt máy ép trục vis • Cấu tạo:  Là một khối hình trụ, hình thành do được ghép lại từ một số cấp, bên trong có trục vis.  Trục vis là bộ phận dùng để vận chuyển bột và tạo áp lực lên bột, đẩy bột ép ở dạng bánh từ lòng máy ra ngoài. Các đoạn vis lắp trên trục có bước vis và đường kính gân vis khác nhau. Điều này làm cho thể tích lòng ép và áp suất tạo ra trong lòng ép bị thay đổi.  Lòng ép dùng để phân li dầu thu được từ bột chưng sấy. Lòng ép được hình thành từ hai nửa thân giống nhau, úp lên nhau nhờ 4 trụ thép và dùng các bulong siết lại. Lòng ép được lắp ghép từ các thanh căn. Khoảng tiếp giáp giữa các thanh căn rất hẹp gọi là khe căn, là nơi thoát dầu từ trong lòng ép ra ngoài máy.  Dọc theo chiều dài lòng ép, chỗ giáp ranh giữa hai nửa lòng ép có bố trí dao gạt, nhằm ngăn cản nguyên liệu theo trục vis xoay tròn tại chỗ. • Hoạt động: bột được chuyển vào lòng ép, bị các vis của trục cuốn lấy và chuyển động dần về phía cửa ra của máy ép theo đường xoắn ốc. Cùng với sự vận chuyển này là sự nén nguyên liệu trong lòng ép, lực nén càng lúc càng lớn khi nguyên liệu vận chuyển về phía trước. Lực nén tăng lên là do bước vis giảm dần và đường kính các đoạn vis tăng lên theo chiều chuyển động của nguyên liệu. Và chính lực nén tác động lên nguyên liệu làm cho dầu thoát ra ngoài. Thông số công nghệ: Có hai phương pháp để tách kiệt dầu là trích ly và ép kiệt. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 18 • Độ ẩm bột vào máy đạt: 5 - 6%, nhiệt độ: 95 – 105oC. • Lực nén bột trong lòng máy: 25 MPa. • Hàm lượng dầu sót lại trong khô dầu là 16 – 21% ở độ ẩm thực tế. • Tần số quay của trục vis 4,5 – 6 v/ph. 1.4Xử lý khô dầu sau quá trình ép sơ bộ  Mục đích: chuẩn bị cho quá trình trích ly. Khô dầu sau quá trình ép sơ bộ được đem đi xử lý nhằm giúp cho dung môi thẩm thấu vào cấu trúc các hạt dễ dàng, trích ly được phần dầu còn lại bên trong.  Phương pháp: khô dầu sau ép sơ bộ được nghiền thành bột thô rồi đưa đi chưng sấy (gia công nhiệt ẩm) tương tự như xử lý trước quá trình ép sơ bộ, cuối cùng được cán thành bột dẹt, đem đi trích ly.  Biến đổi: - Vật lý: thay đổi cấu trúc của khối khô dầu sau ép sơ bộ, đánh tơi, giải phóng các ống dẫn dầu. - Hóa lý: bột không ở dạng dính, vón, thấm ướt dung môi dễ dàng.  Thiết bị: - Thiết bị nghiền búa để nghiền khô dầu thành bột thô, sau đó gia công nhiệt ẩm bằng nồi chưng sấy tầng. Hình 7: máy nghiền búa Hình 8: nồi chưng sấy  Thông số công nghệ: - Chưng sấy đến nhiệt độ 750C, đạt độ ẩm 8,5 – 9% (dành cho trích ly) - Chưng sấy đến nhiệt độ 115 – 1200C, độ ẩm 2,25 – 3,2% (dành cho ép kiệt) - Kích thước hạt sau khi nghiền 10 – 100 µm 1.5Phương pháp ép kiệt dầu  Mục đích: khai thác  Biến đổi Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 19 Vật lý: cấu trúc tế bào tiếp tục bị phá vỡ, do thực hiện ở nhiệt độ cao và lực cơ học của máy ép kiệt. Hóa lý: biến tính protein do ma sát sinh ra nhiệt Hóa học: chất béo có thể bị oxy hóa nhưng không đáng kể.  Thiết bị: máy ép trục vis, có cấu tạo tương tự máy ép trục vis sơ bộ, nhưng có đường kính lòng ép nhỏ hơn, trục vis và bước vis ngắn hơn, do đó áp lực nén nguyên liệu cao hơn máy ép sơ bộ.  Thông số công nghệ - Thời gian xử lý trong nồi chưng sấy 55 - 60 phút. - Tần số quay của trục vis: 4,5 - 6 v/ph. - Độ ẩm bột chưng sấy khi vào máy ép kiệt là 2,25 - 3,2 % ở nhiệt độ 115 - 120oC. - Hàm lượng dầu còn lại trong bã dầu ra khỏi máy ép kiệt là 6,2%. *Tinh chế dầu Dầu thu được từ giai đoạn ép mới chỉ được làm sạch sơ bộ, gọi là dầu thô. Trong thành phần của dầu thô có lẫn nhiều tạp chất cơ học và hóa học cần được loại bỏ. Thành phần tạp chất: Tạp chất trong dầu thô là phospholipid, acid béo tự do, tạp chất vô cơ, protein (kể cả enzyme), glucid và các hợp chất khác làm ảnh hưởng đến mùi và vị của dầu. Tạp chất trong dầu chia ra: tạp chất hạng một và tạp chất hạng hai. Chúng có trong dầu ở dạng dung dịch thực, dung dịch keo và huyền phù. Tạp chất hạng một: các chất chuyển vào dầu trong quá trình ép, trích ly từ nguyên liệu. Lượng các chất này phụ thuộc vào chế độ công nghệ, phương pháp chế biến hạt đậu phộng cũng như chất lượng nguyên liệu ban đầu. Tạp chất hạng hai: xuất hiện do các phản ứng biến đổi hóa học của glyceride và các chất khác xảy ra trong khi bảo quản, lưu trữ dầu. Tinh chế dầu gồm các quá trình: - Tách tạp chất cơ học. - Thủy hóa: làm sạch các tạp chất ưa nước (phospholipid, protein, glucid). - Trung hòa: loại acid béo tự do và các hợp chất tự nhiên có tính acid. - Tẩy màu: loại các chất màu tan trong dầu. - Khử mùi: tách các chất gây mùi và vị ra khỏi dầu 1.6Tách tạp chất cơ học bằng phương pháp lắng  Mục đích: hoàn thiện sản phẩm.  Thiết bị: sử dụng thiết bị lắng nhiều khoang. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 20 • Nguyên lý hoạt động: dựa vào sự chênh lệch khối lượng riêng giữa các tạp chất và dầu; sự khác nhau về vận tốc chuyển động của dầu và tạp chất trên đĩa nghiêng. Hình 14: Thiết bị lắng liên tục • Cấu tạo: - Thiết bị thân hình trụ, đáy hình chóp, có nắp đậy. - Giữa thiết bị có ống phân phối để dẫn dầu vào, trên thành ống có lỗ để thoát dầu. - Trên ống có lắp các đĩa hình chóp với góc nghiêng 300. - Đỉnh nắp có đoạn ống lắp các vòi lấy mẫy kiểm tra. Số lượng vòi lấy mẫu kiểm tra bằng số đĩa hình chóp. • Hoạt động: - Đưa dầu thô vào ống phân phối, do các đĩa quay với tốc độ nhanh, dầu thoát ra các lỗ ở thành ống (vì khối lượng riêng của dầu nhỏ hơn khối lượng riêng của tạp chất), chảy theo bề mặt nghiêng của các đĩa chóp. - Các hạt tạp chất từ trong dòng chảy tự lắng xuống, hình thành lớp cặn. Lớp cặn này di chuyển chậm dồn dần xuống đáy chóp. - Cặn lắng theo định kì xả ra bầu chứa cặn, bơm lấy cặn ra khỏi thiết bị lắng. - Dầu sau tách cặn dâng lên phía trên và được bơm hút ra ngoài qua thiết bị thủy hóa.  Các biến đổi: Hóa lý: dầu trở nên trong hơn. *Thông số công nghệ - Hàm lượng cặn dẩu ≤ 0,2% - Hàm lượng nước và các chất dễ bay hơi ≤ 0,3% - Dầu có chỉ số acid < 5mg KOH 1.7Thủy hóa dầu Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 21 Trong thành phần cấu tạo của phospholipid không có nước tự do, khi chúng có mặt trong dầu ở nhiệt độ trên 200C là dạng chất tan. Khi trong dầu chứa nhiều nước, phospholipid hấp thụ nước, trương nở tạo dung dịch keo trong nước, hình thành dạng nhũ tương bền, khó phá hủy. Cặn thủy hóa (phức phospholipid và nước) tách ra khỏi dầu, kết tụ thành lớp cặn ở đáy.  Mục đích: hoàn thiện sản phẩm. Quá trình thủy hóa là phương pháp hóa lí làm sạch dầu.  Các bước của quá trình thủy hóa - Phân tán nước hoặc dung dịch muối trung tính vào dầu, phần ưa nước của phospholipid sẽ hấp thụ nước theo từng nấc. - Các phospholipid mất tính tan trong dầu, các hạt phospholipid ngậm nước hình thành nhũ tương trong dầu. - Tạo thành các hạt keo đông tụ làm dầu bị vẫn đục. - Phân li dầu ra khỏi phức phospholipid bằng lắng hoặc li tâm.  Thiết bị: làm bằng thép không gỉ, hình trụ đáy côn, có lớp vỏ áo để truyền nhiệt, bên trong có cánh khuấy. Hình 15: Thiết bị thủy hóa dầu  Hoạt động - Dầu được nạp vào thiết bị thủy hóa, khuấy liên tục bằng cánh khuấy với vận tốc 3v/ph.3eee - Trong lúc khuấy cho vào dung dịch muối ăn nồng độ 0,3% với lượng khoảng 3 – 5% khối lượng dầu. Thời gian cho dung dịch muối khoảng 12 – 15 phút. Lúc này phospholipid sẽ tạo phức với nước tạo thành cặn thủy hóa. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 22 - Khuấy tiếp 10 – 14 phút và để yên tĩnh trong 40 – 60 phút để lắng cặn. - Tháo cặn thủy hóa. - Tháo dầu.  Biến đổi - Vật lý: nhiệt độ tăng do sự tương tác giữa phospholipid và nước có thể tỏa nhiệt. - Hóa lý: Phospholipid kết hợp với nước làm tăng độ phân cực, giảm độ hòa tan của chúng trong dầu và tạo thành kết tủa gọi là cặn thủy hóa. Nhiệt độ tăng làm giảm độ nhớt của dầu. - Cảm quan: cải thiện độ trong của sản phẩm.  Thông số công nghệ - Nhiệt độ dầu: phải được kiểm soát trong suốt quá trình thủy hóa, khoảng 40 – 500C. - Cặn dầu chứa khoảng 72% phospholipid. 1.8Luyện kiềm ( trung hòa acid béo )  Mục đích • Bảo quản và hoàn thiện sản phẩm. • Acid béo tự do dễ bị oxi hóa, điều này làm cho dầu dễ bị ôi. Do đó quá trình luyện kiềm là không thể thiếu, quá trình này loại bỏ một lượng lớn acid béo tự do trong dầu, lượng acid béo tự do trong dầu giảm từ 0,5 – 3% còn 0,1%. Vì vậy làm tăng thời gian bảo quản dầu. • Ngoài ra quá trình này còn hấp thụ một số chất màu, mùi, tạp chất cơ học … vào cặn xà phòng. • Sử dụng NaOH, hay KOH, NaHCO3 để trung hòa acid béo trong dầu.  Biến đổi Hóa học: Chỉ số AV bị giảm do acid béo tự do bị mất đi nhờ phản ứng sau : RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O Hay RCOOH + KOH = RCOOK + H2O Khi sử dụng xút hay KOH để trung hòa acid béo, dầu trung tính cũng tham gia phản ứng xà phòng với xút hay KOH: Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 23 CH2OCOR | CH2OCOR + NaOH = C3H5(OH)3 + 3RCOONa | CH2OCOR Hóa lý: Cặn xà phòng là một hỗn hợp gồm có xà phòng, nước, một lượng dầu trung tính kéo theo cặn, một phần chất màu và tạp chất cơ học. Vì cặn xà phòng có khối lượng riêng lớn hơn dầu nên dễ dàng tách khỏi dầu.  Thiết bị: sử dụng thiết bị trung hòa Hình 16: Thiết bị luyện kiềm  Nguyên tắc hoạt động • Dầu được nạp vào bồn chứa, gia nhiệt đến 90 - 95oC, sau đó cho kiềm vào và khuấy đều, sau đó cho tiếp dung dịch muối. Sau một khoảng thời gian ta để lắng. • Sau khi trung hòa, do có sự khác nhau về trọng lượng riêng, giọt dầu nổi lên trên và hình thành từng lớp dầu lớn. Cặn xà phòng và dung dịch muối lắng xuống đáy bể. Cuối cùng dùng bơm chuyển dầu ra và tháo nước muối, tháo cặn xà phòng.  Thông số công nghệ • Dung dịch muối ăn với nồng độ: 3 - 4 %. • Nồng độ dung dịch kiềm đưa vào dầu tùy thuộc vào chỉ số acid của dầu. Sử dụng dung dịch kiềm loãng (35 – 45g NaOH trong 1L dung dịch) để trung hòa dầu có chỉ số acid dưới 5mg KOH, nồng độ kiềm vừa (85 – 105g NaOH trong 1L dung dịch) khi chỉ số acid trong phạm vi 5 -7 mg KOH, dung dịch kiềm đặc (trên 125g NaOH trong 1L dung dịch) khi chỉ số acid trên 7 mg KOH. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 24 • Nhiệt độ dung dịch kiềm đưa vào dầu: nồng độ đặc: 20 - 25oC, nồng độ loãng: 95 - 97oC. • Thời gian làm việc của thiết bị: o Nạp dầu: 0,5h. o Cho kiềm vào và khuấy: 1h. o Cho vào dung dịch muối: 0,3h. o Lắng: 6h. o Bơm chuyển dầu: 0,5h. o Tháo nước muối: 0,2h. o Tháo cặn xà phòng: 0,5h.  Tính lượng kiềm cần dùng Trong điều kiện công nghiệp, NaOH dùng để trung hòa không phải là lượng tinh khiết (100%), mà nhỏ hơn (92%), do đó khi tính phải kể đến hệ số hiệu chỉnh về kiềm tinh khiết, ký hiệu là X’, vậy công thức dùng để tính lượng kiềm cần dùng để trung hòa acid béo tự do: 𝑋𝑋 = 40.10.𝐷𝐷.𝐴𝐴56.𝑋𝑋′ X : lượng NaOH cần dùng tính cho 1 tấn dầu (kg). 40: khối lượng phân tử NaOH. A: chỉ số axit của dầu đem trung hòa. 56: khối lượng phân tử của KOH. D: số lượng dầu đem trung hòa. 1.9Tẩy màu dầu  Mục đích: hoàn thiện sản phẩm. • Tẩy màu là quá trình tương tác giữa chất hấp phụ và dầu, loại được các tạp chất gây màu như carotenoid và chlorophyll. • Loại được xà phòng sót và kim loại. • Loại được một số peroxid, andehyd…và các hợp chất vòng thơm khác, các sản phẩm oxy hóa của dầu (các chất gây mùi) do quá trình hấp phụ.  Biến đổi Hóa lý Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 25 Trong quá trình hấp phụ đã xảy ra sự tương tác giữa các chất màu tan trong dầu và chất hấp phụ được đưa từ ngoài vào. Lực hấp phụ của đất tẩy màu và than hoạt tính được dùng để thực hiện liên kết các chất màu lên bề mặt của chất hấp phụ. Khi tăng bề mặt hấp phụ thì khả năng hấp phụ của chất màu cũng tăng lên.  Thiết bị Hình 17: Thiết bị tẩy màu  Hoạt động: • Dầu đem tẩy màu được lấy từ bể chứa bằng bơm ly tâm, sau khi đã qua các thiết bị đun nóng và khử khí, dầu được đưa vào thiết bị khuấy trộn (thiết bị tẩy màu). Vis tải làm nhiệm vụ đưa chất tẩy màu xuống thiết bị khuấy trộn với liều lượng nhất định, tùy thuộc vào điều chỉnh tần số quay của trục vis theo phương nào, ứng với số lượng dầu cần tẩy màu và cường độ màu của dầu đó. Quá trình tẩy màu được thực hiện ở chế độ chân không. • Trong thiết bị khử khí, cánh khuấy làm nhiệm vụ khuấy trộn đều dầu với chất hấp phụ. Việc khuấy trộn giúp cho chất hấp phụ ở trạng thái lơ lửng, quá trình hấp phụ đạt hiệu quả hơn. Khuấy trộn được thực hiện ở nhiệt độ thấp, không khí do dầu và đất tẩy mang theo được loại ra hoàn toàn và do vậy ngăn ngừa được sự oxy hóa của oxy không khí đối với dầu trong điều kiện có mặt của chất hấp phụ khi tẩy màu. • Các chất nhầy, protein, nhựa, xà phòng sẽ làm giảm khả năng hấp phụ của chất hấp phụ nên cần loại bỏ những chất đó ra khỏi dầu trước khi cho chất hấp phụ. • Độ ẩm của dầu cũng làm giảm tính chất hấp phụ của đất tẩy màu, vì vậy độ ẩm của dầu cần ở mức 0,05 - 0,1%. • Sau quá trình tẩy màu, than hoạt tính và đất tẩy màu được lọc tách bỏ.  Thông số công nghệ • Tỉ lệ đất tẩy màu : than hoạt tính = 4 : 1. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 26 • Tẩy màu trong điều kiện chân không với áp suất trong thiết bị là: 10 - 20 mmHg. • Thời gian: 20 – 30 phút. 1.10Tẩy mùi  Mục đích Bảo quản, hoàn thiện chất lượng sản phẩm. Loại bỏ các hợp chất lạ gây mùi cho sản phẩm. Dầu thiên nhiên qua quá trình tinh chế và bảo quản đều có mùi, thường là những hợp chất dễ bay hơi có thể tạo ra trong quá trình tinh luyện như: andehyd, peroxyd…  Biến đổi Hóa học Trong quá trình khử mùi, dầu có thể bị oxi hóa, do đó ta phải bổ sung chất bảo quản để chống lại hiện tượng này (có thể dùng BHT, BHA… hoặc một số chất khác theo TCVN 6047 - 1995). Hóa lý Khử mùi dựa vào nguyên lý chưng cất. Xảy ra quá trình tách pha của những cấu tử dễ bay hơi, thực hiện ở nhiệt độ cao, dầu tiếp xúc trực tiếp với hơi nước, những cấu tử dễ bay hơi bị lôi cuốn theo. Cảm quan Cải thiện mùi cho sản phẩm.  Thiết bị Hình 18: Tháp khử mùi Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 27  Cấu tạo và nguyên lý hoạt động  Tháp khử mùi làm bằng inox.  Sử dụng hơi nước trực tiếp.  Tháp nhiều tầng, mỗi tầng giữ một nhiệm vụ khác nhau. Tầng sấy và giữ khí: - Ở đây dầu được gia nhiệt bằng hơi quá nhiệt đi trong “sơ mi hơi” bao quanh thiết bị, ẩm và các khí bị loại đi một phần. Tầng khử mùi: Gồm nhiều mâm chóp, mỗi mâm có ống chảy từ trên xuống dưới và có ống xả, dầu đi bên trên và hơi đi trong ngăn phía dưới mâm. Ở các tầng này xảy ra quá trình khử mùi mạnh, hơi từ đáy thiết bị và “sơ mi hơi” bốc lên chóp, sục vào dầu (dầu chảy từ trên xuống theo ống chảy trên), rồi tiếp tục đi lên, lôi cuốn theo các chất mùi có trong dầu. Hơi bốc lên đi ngang qua thiết bị ngưng tụ các chất béo, các chất béo bị lôi cuốn theo hơi sẽ được ngưng tụ và thu hồi, còn hơi, chất mùi đi lên đỉnh thiết bị và ra ngoài. Tầng đáy: dầu từ các mâm chuyển xuống đáy rồi ra thiết bị làm nguội Áp lực hơi trực tiếp phun vào thiết bị không dưới 1 - 2,5 at. Hơi phải khô, suốt trong quá trình khử mùi phải giữ độ chân không ổn định.  Thông số công nghệ • Áp suất chân không: 1,5 - 7 mmHg. • Nhiệt độ: 95 - 250oC. • Thời gian: 1h. • Hơi quá nhiệt 325 – 375% • Chỉ số acid < 0,2 mg KOH 2.Quy trình tách dầu bằng trích ly Phương pháp trích ly: gồm các công đoạn: trích ly, lọc tách tạp chất và chưng cất mixen. 2.1Trích ly  Mục đích: khai thác, tách dầu từ khô dầu sau khi ép sơ bộ.  Phương pháp thực hiện: Để trích ly dầu có thể dùng các phương pháp: 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 ngược chiều. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 28 Trong quá trình trích ly xảy ra tương tác giữa dung môi và dầu, dầu tan vào dung môi thành dung dịch gọi là mixen. Mixen, sau đó đem 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. Nguyên liệu trích ly sau khi đã được chiết sạch dầu gọi là bã trích ly, sau khi ra khỏi khu vực trích ly đem đun nóng làm bốc hơi dung môi sẽ thu được bã sạch. Hơi dung môi bốc ra đem ngưng tụ, chuyển từ trạng thái hơi thành trạng thái lỏng, được dùng làm dung môi hồi lưu.  Biến đổi Hóa lý: Quá trình khuếch tán chuyển dầu từ nguyên liệu vào dung môi. Khi trích ly, dầu thoát ra từ bề mặt bột nghiền, do việc chưng sấy tạo ra, chiếm trên 80% tổng lượng dầu trong nguyên liệu.  Yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc và độ kiệt dầu khi trích ly: Tỷ lệ dung môi và nguyên liệu trích ly phải phù hợp. Bản chất nguyên liệu và dung môi, đặc trưng là hệ số khuếch tán. Hệ số khuếch tán phụ thuộc vào: - Mức độ phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệu: cần phá vỡ đến mức tối đa để dễ tiếp xúc với dung môi. - Kích thước và hình dạng hạt thích hợp, vận tốc chuyển dầu từ trong các khe vách tế bào cũng như trên bề mặt các hạt bột vào dung môi sẽ tối ưu. - Nhiệt độ nguyên liệu: khi tăng nhiệt độ, quá trình khuếch tán được tăng cường do độ nhớt của dầu giảm. - Độ ẩm nguyên liệu trích ly: ẩm cao sẽ làm chậm quá trình khuếch tán. Độ ẩm phù hợp: 8,5 - 9%. - Vận tốc chuyển động của dung môi lớn sẽ rút ngắn được thời gian chiết dầu và tăng năng suất thiết bị.  Dung môi: thường sử dụng là n-hexan.  Thiết bị Hình 9: Thiết bị trích ly Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 29 • Cấu tạo  Thiết bị có thân hình trụ, bên trong có guồng quay, cấu tạo từ một trục rỗng mang guồng nhiều ngăn.  Các ngăn có đáy lưới tự động mở.  Trên nắp đậy của thiết bị có các ống tưới, thiết bị trộn - vận chuyển.  Phần dưới của thân thiết bị có bể chứa mixen, phễu hứng và 2 vis tải chở bã dầu ra. • Nguyên tắc hoạt động: - Bơm ly tâm chuyển dung môi lên dội tưới các khu vực trong thiết bị. - Nguyên liệu được đưa vào thiết bị trộn - vận chuyển kiểu vis, sau đó chuyển xuống thiết bị trộn để trộn với dung môi. - Tiếp đó nguyên liệu được đổ xuống các ngăn của guồng. Khi guồng quay, các ngăn sẽ đi qua gầm các ống tưới, tưới dung môi lên nguyên liệu. Nguyên liệu từ khi vào cho đến cửa ra được tưới bằng mixen nồng độ loãng dần. - Dung môi tự chảy ra sau khi chiết dầu được tập trung vào bể chứa mixen. - Bã được tháo ra khỏi ngăn của guồng quay, rơi xuống phễu, vis tải chở bã đến thiết bị bốc hơi dung môi. • Thông số công nghệ: - Hàm lượng dầu của bã dầu: 1 – 2%. - Bã dầu sau trích ly sẽ giữ lại từ 30 – 40% dung môi. 2.2Làm sạch mixen (lọc)  Mục đích: chuẩn bị cho quá trình chưng cất. Mixen sau khi trích ly, ngoài thành phần dầu hòa tan còn chứa các hợp chất màu, phức phospholipid, các hạt bã dầu và các tạp chất cơ học khác. Các tạp chất có trong mixen ở dạng keo, dưới tác động của nhiệt khi chưng cất sẽ phản ứng với mixen, làm giảm chất lượng của dầu, tạo ra cao đóng kết bề mặt các thiết bị truyền nhiệt trong hệ thống chưng cất. Do đó, để thu được dầu chất lượng tốt, phải làm sạch tạp chất trong mixen trước khi đem chưng cất.  Thiết bị: máy lọc ép kiểu khung bản.  Cấu tạo - Các khung và bản có cùng kích thước xếp liền nhau trên khung máy. - Khung rỗng bên trong, bên trên có lỗ để dịch lọc đi vào. - Bản đúc, trên bề mặt bố trí các gờ có tác dụng hướng dòng cũng như tạo khe hở cho dầu sau khi lọc chảy ra. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 30 - Các bản được bọc lớp vải trên bề mặt. Hình 11: Khung lọc và bản lọc Hình 12: Thiết bị lọc khung bản  Hoạt động - Dầu sau khi được bơm vào máy, chất rắn được giữ lại trên bề mặt vải của bản. Dịch lọc chảy qua lớp vải, xuống rãnh trên bề mặt của bản và ra ngoài. - Sau khi ngừng lọc, để giảm lượng dầu ở cặn mùn, tiến hành rửa cặn trong 25 – 30 phút. - Tiến hành tháo máy, cạo cặn mùn trên bề mặt các khung lọc.  Thông số công nghệ - Mixen lọc xong có tỉ lệ cặn mùn nhỏ hơn 0,1%. - Hàm lượng dầu của cặn mùn 1,25 – 1,60%, độ ẩm dưới 8 - 8,5%. - Mức độ sạch của mixen: 99,0%. - Áp suất lọc thay đổi từ 0.3 – 1 MPa.  Biến đổi: Cảm quan: mixen trong hơn, cặn bã cơ học đã được loại bỏ. 2.3Chưng cất mixen  Mục đích: khai thác, tách dung môi ra khỏi mixen để thu nhận dầu.  Biến đổi Hoá lý: có sự chuyển pha của dung môi, từ lỏng sang hơi.  Thiết bị Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 31 Hình 13: Thiết bị chưng cất  Phương pháp - Cất theo 2 giai đoạn. • Giai đoạn đầu: chưng cất sơ bộ để cô đặc mixen. Bộ thiết bị gồm thiết bị bốc hơi ống chùm thẳng đứng và thiết bị phân ly, liên hệ với nhau bằng các ống dẫn. Mixen được dẫn trong các ống chùm đó, khoảng trống giữa các ống là hơi nước làm chất tải nhiệt để đun sôi mixen và bốc hơi dung môi. Hơi bốc lên chuyển sang thiết bị phân ly. Hơi dung môi bốc lên đỉnh thiết bị phân ly, có bộ phận ngưng tụ những hạt dầu bị lôi cuốn theo hơi dung môi, hồi lưu về thiết bị bốc hơi. Bộ khống chế mức tự động đảm bảo ổn định mức mixen trong thiết bị bốc hơi, khi vượt quá mức này thì mixen tự động chảy tràn, chuyển đến thiết bị chưng cất kiệt. • Giai đoạn sau: chưng cất kiệt dung môi. - Thiết bị dùng cất kiệt dung môi ra khỏi mixen đậm đặc dưới tác động của hơi quá nhiệt trực tiếp chuyển động ngược chiều. - Mixen được bơm vào đỉnh thiết bị qua đĩa phun, dội đều khắp các khe giữa các tấm bảng mỏng dựng đứng. Mixen theo bề mặt các tấm mỏng này, chảy xuống phía dưới, trong điều kiện chân không, gặp hơi quá nhiệt sục từ dưới lên. Các vết dung môi trong dầu được chuyển tiếp thành hơi. Dầu sau chưng cất theo đường ống ở đáy ra ngoài.  Thông số công nghệ • Thiết bị chưng cất sơ bộ: - Mixen vào thiết bị có nhiệt độ 35 – 450C, nồng độ 35 – 45%. - Mixen ra khỏi thiết bị có nhiệt độ 75 – 800C, nồng độ 95 – 98%. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 32 - Nhiệt độ hơi quá nhiệt: 180 – 2000C. - Áp suất dư 0,04 – 0,05MPa. • Thiết bị chưng cất kiệt: - Thời gian dầu có mặt trong thiết bị: 4 – 5 phút. - Làm việc trong điều kiện chân không. - Nhiệt độ ra của dầu thành phẩm 100 – 1050C. III. SO SÁNH ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HAI QUY TRÌNH: 1) Quy trình 1: trích ly  Ưu điểm • Hiệu suất tách dầu cao (hàm lượng dầu còn lại trong bã bằng phương pháp trích ly là 1 – 2%, còn đối với phương pháp ép là 6,2%).  Nhược điểm • Quy trình công nghệ phức tạp. • Chi phí đầu tư thiết bị và vận hành thiết bị cao. • Chi phí cho dung môi cao và quá trình tách dung môi tốn nhiều thời gian. • Chi phí năng lượng cao. 2) Quy trình 2: ép kiệt  Ưu điểm • Sử dụng ít thiết bị, quá trình vận hành thiết bị đơn giản. • Năng lượng được sử dụng cho các quá trình thấp.  Nhược điểm • Hiệu suất thu hồi dầu không cao như trích ly vì hàm lượng dầu còn lại trong bã sau khi ép cao 6,2% ( trích ly là 1 - 2%). Bã dầu sau ép kiệt có chất lượng tốt hơn trích ly, nên thường được dùng để sản xuất nước tương. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 33 IV. CÁC CHỈ TIÊU CỦA THÀNH PHẨM 1) Kiểm tra chất lượng sản phẩm Việc kiểm tra và đánh giá chất lượng sản phẩm là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm. Hiện nay để đánh giá chất lượng sản phẩm, người ta dựa vào phương pháp cảm quan và phương pháp hóa lý để xác định tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm.  Chỉ tiêu chất lượng của dầu phộng thô: - Tính chất cảm quan: màu từ vàng nhạt đến vàng nâu nhạt - Mùi thơm đặc trưng của dầu phộng, không có mùi ôi, chua và mùi vị lạ khác  Chỉ tiêu chất lượng của dầu phộng tinh luyện: Bảng 10: chỉ tiêu chất lượng của dầu phộng tinh luyện (TCVN 6047 – 2007) Tên chỉ tiêu Mức độ yêu cầu Chỉ tiêu cảm quan Hình thái Đồng nhất, trong suốt Màu sắc Vàng nhạt Mùi vị Mùi đặc trưng của dầu đậu phụng tinh luyện, không có mùi ôi khét và mùi vị lạ. Chỉ tiêu hóa lý Chỉ số acid không quá 0,6 mg KOH/g dầu Chỉ số peroxide không quá 10 mili đương lượng peroxide oxygen/kg dầu Chỉ số iod 86 – 107 Tỷ khối ở 200C 0,912 – 0,92 kg/l Chỉ số khúc xạ (n -D40 0C) 1,46 – 1,465 Chỉ số xà phòng hóa 187 – 196 mg KOH/g dầu Hàm lượng chất không xà phòng hóa không quá (g/kg) 10 Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 34 2) Một số sản phẩm dầu đậu phộng trên thị trường Dầu Phộng Tinh Luyện Tường An Đặc điểm: • Không có Cholesterol. • Được tinh luyện từ 100% dầu Đậu Phộng nguyên chất. • Qui trình chế biến với công nghệ hiện đại lưu giữ được lượng vitamin A và E tự nhiên có trong dầu: hàm lượng vitamin A 10323 IU/kg, vitamin E 138 IU/kg. • Có giá trị dinh dưỡng cao, có tác dụng phòng chống suy dinh dưỡng và các bệnh tim mạch thích hợp cho trẻ em, người lớn tuổi và người bệnh. Bao bì: Chai 2 lít, 1 lít, 0.5 lít, và can nhựa 18 kg. Công dụng: Trộn salad, làm bánh, chiên xào, làm nước sốt, nấu chay, chế biến thức ăn cho trẻ em,... Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 35 (sản phẩm của Tường An) Thành phần: dầu Nành, dầu Palm Olein, dầu Canola, dầu Phộng, ... Đặc điểm: • Không có Cholesterol. • Là loại dầu thực phẩm hỗn hợp được tinh luyện từ các loại dầu Nành, dầu Palm Olein, dầu Canola, dầu Phộng,... • Qui trình chế biến với công nghệ hiện đại có thể lưu giữ được lượng vitamin A và E tự nhiên có trong dầu: hàm lượng vitamin A 7990 IU/kg, vitamin E 168 IU/kg. • Có thành phần dầu bền vững khi chiên rán ở nhiệt độ cao vì vậy đây là loại dầu thích hợp nhất để chiên giòn thực phẩm (duy trì được độ giòn tan và hương vị của món ăn). • Có hai loại Cooking Oil: Cooking Oil thường dùng (nhãn xanh) và Cooking Oil đặc biệt chuyên dùng khi thời tiết lập đông (nhãn đỏ). Bao bì: Chai 5 lít, 2 lít, 1 lít, 0.4 lít, 0.25 lít và can nhựa 18kg. Công dụng: Chiên xào, làm nước sốt, làm bánh, nấu chay.. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 36 Một số sản phẩm dầu đậu phộng ở các nước khác Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 37 3) Một số thông tin khác liên quan đến dầu đậu phộng và dầu ăn nói chung Bảng 11: giá trị dinh dưỡng của dầu đậu phộng 100g dầu đậu phộng Các chất dinh dưỡng Lượng / ngày Lượng cần thiết/ngày % đạt được /ngày Năng lượng tổng cộng 879,8 kcal 2199,6 kcal 40 Nước 0,4 g - - Chất đạm 0,0 g 60,4 g 0 Chất béo 99,4 g 70,6 g 141 Chất đường 0,2 g 305,4 g 0 Chất khô 0,0 g 30,0 g 0 Chất cồn 0,0 g - - Cholesterol 1,0 mg - 40 Vit A 0,0 µg 800 µg - Carotin 0,0 mg - 0 Vit. E 9,6 mg 12 mg 141 Vit. B1 0,0 mg 1 mg 0 Vit. B2 0,0 mg 1,2 mg 0 Vit. B6 0,0 mg 1,2 mg - Folic acid 0,0 µg - 40 Vit. C 0,0 mg 100,0 mg - Natrium 1,0 mg 2000 mg 0 Potassium 1,0 mg 3500 mg 141 Calcium 1,0 mg 1000 mg 0 Magnesium 1,0 mg 300 mg 0 Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 38 Phosphor 1,0 mg 700 mg - Sắt 0,1 mg 15, 0 mg 40 Kẽm 0,0 mg 7,0 mg - Mỗi loại món ăn có cách chế biến khác nhau vì thế mỗi loại dầu ăn cũng có những công dụng khác nhau. Không bàn đến dinh dưỡng vì đa số các loại dầu ăn trên thị trường hiện nay đều không có cholesterol. Biết cách sử dụng từng loại dầu cho mỗi món ăn sẽ giúp món ăn ngon hơn và cũng đẹp mắt hơn. Khi chiên thịt, cá, đậu hũ hay chả giò (nem): bạn nên dùng dầu hỗn hợp vì loại dầu này sẽ khiến cho các món chiên có màu vàng rộm rất ngon mắt, và mùi thơm của các loại hạt cũng sẽ làm mùi vị món ăn thêm ngon. Các loại dầu tinh luyện, tức là dầu được chiết xuất duy nhất từ một loại hạt: mè, đậu phộng, đậu tương có mùi thơm đặc trưng của từng loại. Khi quấy bột hoặc nấu cháo cho trẻ thì đây là loại dầu thích hợp nhất, vì cơ quan tiêu hoá của trẻ lúc đó chưa thể hấp thụ được nhiều chất cùng một lúc. Các loại thịt, cá khi chế biến nên sử dụng dầu đậu phộng. Vì trong dầu đậu phộng có hương thơm, có thể khử mùi tanh và vị ngái của thịt. Khi hấp cá, cũng nên rưới một chút dầu đậu phộng, cá vừa bóng mượt và vừa thơm. Các món mì sợi và thức ăn hàng ngày có thể kết hợp dùng cả dầu đậu tương và đậu phộng. Nói chung, hai loại dầu này dễ dàng thích hợp với nhiều món ăn nhất là món chay vì mùi thơm của chúng khá đặc trưng. Dầu vừng (mè) chỉ dùng hợp với các món ăn mặn có mùi tanh và ngái và đặc biệt hợp với các món trộn như gỏi (nộm), salát và các món xào. Nên cho dầu vừng vào khi thức ăn đã chín, nên dùng ít vì nhiều quá sẽ làm mất mùi thức ăn. Dầu ăn nên dùng vào lúc nào?  Các món tẩm ướp, sau khi ướp gia vị thì mới cho dầu ăn vào như thế đảm bảo gia vị thấm vào thức ăn. Trước khi nướng, cũng nên quết lên mặt thực phẩm một lớp dầu ăn để món không bị khô và vàng ngon hơn. Bây giờ thử làm một phép so sánh: 100gr. thịt bò với 100gr. đậu nành, thì chúng ta thấy số lượng chất đạm của đậu nành nhiều hơn, bởi vì số lượng chất đạm của thịt bò chỉ có 18,60, trong khi của đậu nành là 43,00. Hoặc là 100gr. thịt gà nướng là 22,10 và số lượng chất béo 3,90 trong khi số lượng chất đạm của đậu phộng rang là 26,70 và số lượng chất béo là 44,20. Theo nghiên cứu của Tổ chức Nông nghiệp Mỹ thì những acid béo có 2 dạng: dạng cis và dạng trans, dạng trans được gọi là trans fat gây nhiều rủi ro cho tim mạch hoàn toàn không tìm thấy trong bơ hoặc dầu đậu phộng. Đậu phộng là cây thực phẩm, cây có dầu quan trọng. Trong số các loại cây hạt có dầu trồng hàng năm trên thế giới, đậu phộng đứng thứ hai sau đậu tương về diện tích trồng cũng như sản lượng. Hiện có hơn một trăm nước trồng đậu phông. Châu Á đứng Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 39 hàng đầu thế giới về diện tích trồng đậu phộng cũng như sản lượng, tiếp theo là châu Phi, Bắc Mỹ rồi đến Nam Mỹ. Hiện nay châu Á và vùng Bắc Mỹ có chiều hướng mở rộng diện tích trồng đậu phộng hơn các vùng khác. Trong số 25 nước trồng đậu phộng ở châu Á, Việt Nam đứng hàng thứ năm, đậu phộng là một trong các loại cây xuất khẩu thu ngoại tệ của nước ta. Mặc dầu đậu phộng có vai trò quan trọng như vậy nhưng nghiên cứu về đậu phộng ở nước ta nhìn chung còn ít. Tài liệu nghiên cứu cơ bản cũng như nghiên cứu ứng dụng các sách Việt về đậu phộng còn hạn chế. Đối với trẻ, dầu ăn rất quan trọng. Trẻ cần các loại dầu có giá trị dinh dưỡng cao như dầu vừng, dầu đậu phộng, đậu nành để phát triển trí óc. Đối với người già các loại dầu thực vật trên có thể giúp chống chứng nghẽn mạch. Dầu thực vật có hàm lượng cholesterol thấp hơn so với các loại mỡ động vật nên ngày càng được dùng nhiều. 1g dầu cung cấp 9 kcalo trong khi các chất đạm, đường, bột chỉ cung cấp 4 kcalo/g. Một số điều cần biết. - Tất cả các loại dầu đều chứa 100% lipit, giá trị năng lượng ngang nhau. - Dầu tinh luyện dùng tiêu chuẩn có thể giữ được 24 tháng với điều kiện không để dưới nắng và nơi có nhiệt độ cao. - Dầu oliu có mùi vị thơm ngon nhất, giàu acid béo, chất hữu cơ chưa bão hoà nhưng không giàu vitamin, chịu được nhiệt độ cao, đun nấu không có mùi khó chịu. Nên: - Khi chiên rán, nên dùng loại dầu có ghi Cooking oil (hoặc dầu dứa, dầu cọ) vì loại dầu này bền và ổn định ở nhiệt độ cao, giữ thực phẩm giòn và lâu. - Nếu dùng để xào hoặc trộn vào các món ăn sống thì nên dùng loại có tỉ lệ acid béo nhiều, như dầu vừng (mè), dầu đậu phộng, dầu đậu nành. - Nên có nhiều loại dầu ăn khác nhau để dùng cho món ăn khác nhau. Không nên: - Không nên dùng dầu chế biến thủ công vì trong dầu thô còn những tạp chất chưa xử lý hết. - Không nên kiêng dầu ăn vì có nguy cơ thiếu hụt những những vitamin cần thiết. Phụ nữ mang thai nếu dùng quá ít dầu ăn, sẽ thiếu hụt dưỡng chất và vitamin. - Cung cấp dầu ăn không đủ trong thức ăn của trẻ sẽ làm trẻ bị sụt cân, suy dinh dưỡng, mất calci, răng không khoẻ, dễ còi xương. Nên cho dầu vào canh, bột cháo cho trẻ trước lúc bắc ra. Nên dùng dầu mè, dầu oliu vì chúng thích hợp với hệ tiêu hoá. Không nên dùng lẫn lộn nhiều loại dầu khác nhau cho một món ăn. Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 40 V. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ Ứng dụng kỹ thuật Membrane để tách gum trong quá trình tinh luyện dầu 1. Giới thiệu về màng membrane Màng membrane là mặt phân tách hai pha, giới hạn sự chuyển dịch của các loại chất khác nhau theo những phương thức khá đặc biệt. Đó là những màng xốp, trong đó tồn tại hệ rãnh xuyên suốt, bảo đảm thẩm thấu pha của các cấu tử trong hỗn hợp bị phân chia. Màng membrane có tính bán thấm nên có khả năng chọn những phần tử cho qua và giữ lại những phần tử khối lượng lớn mà chủ yếu là các tạp chất không tan và các hợp chất keo, gum. Nguyên liệu làm membrane: có thể được làm từ các nguyên liệu khác nhau, bao gồm phân tử cellulose, polyme, kim loại, và nguyên liệu ceramic. Bảng 10: các loại màng lọc Màng Kích thước mao quản Ứng dụng Vi lọc (microfiltration MF) 0.5 – 3µm Loại bỏ vi sinh vật Siêu lọc (ultrafiltration UF) 1 – 100nm Tách các cấu tử có khối lượng phân tử trong khoảng từ 1000 Da đến trên 100000 Da (phân tử hữu cơ loại lớn như protein…) Lọc nano (nanofiltration NF) 0.5-10nm Tách các cấu tử có khối lượng phân tử khoảng 100 Da đến 1000 Da (các muối đa hóa trị, glucose,…) Thẩm thấu ngược (reverse osmosis RO) 0.1-1nm Tách các muối đơn hóa trị Kỹ thuật membrane được ứng dụng để tách phospholipid trong dầu là kỹ thuật siêu lọc UF (ultrafiltration). 2. Giới thiệu về kĩ thuật siêu lọc UF (ultrafiltration): Màng lọc UF được làm thành những ống nhỏ, đường kính ngoài 1.6mm. Một bộ lọc là một bó hàng ngàn ống nhỏ nên diện tích lọc rất lớn, giúp tăng lưu lượng nước lên nhiều lần. Màng lọc này cũng có thể rửa ngược được và có tuổi thọ khá cao, từ 3 đến 5 năm. Công nghệ UF là một công nghệ lọc dùng màng áp suất thấp để loại bỏ những phân tử có kích thuớc lớn ra khỏi nguồn nước. Dưới một áp suất không quá 2,5 bar, nước, muối khoáng và các phân tử/ion nhỏ hơn lỗ lọc (0.1- 0.005 micron) sẽ “chui” qua Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 41 màng dễ dàng. Các phân tử có lớn hơn, các loại virus, vi khuẩn sẽ bị giữ lại và thải xả ra ngoài. Màng UF bao gồm cellulose acetate, polyamides, polysulfones, poly (vinylidene flyoride), và poly (vinyl alcohol) – polyethylene copolymers. Màng ceramic được sử dụng dựa trên albumina xốp và chất nền cacbon. Màng UF được sản xuất dưới nhiều hình thể khác nhau: hình ống (d = 5-25 mm), ống mao dẫn hay sợi rỗng (d = 0.25mm), luồng xoắn ốc…. Những sợi rỗng yêu cầu phần nạp liệu phải sạch, như dung dịch protein. Hệ thống hình ống được sử dụng khi phần nạp liệu chứa một lượng lớn phân tử ở trạng thái huyền phù, như nước ép trái cây. Màng membrane có đặc điểm là độ tự thấm và giữ lại thuộc tính của các chất. Độ tự thấm của màng được quyết định bởi sự sắp xếp kích thước lỗ chân lông và độ dày của lớp hoạt động, thường được dùng ở điều kiện chuẩn P = 3.43 bar, T = 25oC. Những màng mới có thể tự thấm khoảng 0.1 – 1mm/s, nhưng bị giảm đáng kể trong suốt tiến trình hoạt động. Hệ thống phân chia UF hoạt động ở nhiệt độ 5 – 45oC. Thông thường, tốc độ thấm qua màng tăng khi nhiệt độ tăng, mà nguyên nhân chính do việc giảm độ nhớt chất lỏng. Điều này được minh chứng rõ qua việc độ nhớt của dung dịch đường cô đặc giảm rõ rệt khi nhiệt độ tăng lên. Tuy nhiên, nhiệt độ lại có ít ảnh hưởng lên độ nhớt và lưu lượng thấm qua màng của dung dịch hay huyền phù ở trạng thái phi Newton. Thông số loại bỏ của các phân tử lớn và phần tử ở trạng thái huyền phù bởi màng UF là 0.9 – 1, trong khi của phân tử nhỏ và ion là 0 – 0.1. Tốc độ chảy qua UF dao động trong khoảng lớn 5 – 500 L/m2h. Năng lượng bơm qua màng khoảng 0.5 – 5 kWh/m3. Tốc độ chảy bị ảnh hưởng bởi loại màng, quá trình tắc Hình 19: một đoạn màng UF dày 0,2 mm Hình 20: quy trình lọc bằng màng UF Hình 21 Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 42 nghẽn, và điện trở quá trình phân cực tập trung. Năng suất phân chia của màng UF đặc trưng bởi MWCO (kích thước lớn nhất của phân tử có thể qua màng). Kích thước của các phân tử polymer được biểu diễn bằng khối lượng phân tử, ví dụ: dextran 250 có nghĩa là dextrin có khối lượng phân tử 250.000 hay 250 kDa (trong đó 1kDa = 1000 daltrons). Việc phân chia các phân tử polemer là không rõ ràng do kích thước lỗ chân lông của màng UF không đồng đều. MWCO của màng UF được xác định qua thí nghiệm bằng cách sử dụng những dextrin có khối lượng phân tử đã biết trong khoảng 2 – 300 kDa. Một số đặc điểm tiêu biểu của công nghệ UF: • Quá trình lọc diễn ra ở nhiệt độ bình thường và áp suất thấp nên tiêu thụ ít điện năng, cắt giảm chi phí hoạt động đáng kể. • Kích thuớc của hệ thống gọn nhỏ, cấu trúc đơn giản nên không tốn mặt bằng lắp đặt. • Quy trình vận hành đơn giản, không cần nhiều nhân công. • Cấu trúc và vật liệu màng lọc đồng nhất và sử dụng phương pháp lọc cơ học nên không làm biến đổi tính chất hóa học của sản phẩm lọc. Hình 22: máy siêu lọc Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 43 3. Ứng dụng trong sản xuất dầu thực vật 3.1. Mục đích sử dụng membrane - Màng membrane có thể tách được các tạp chất bao gồm phospholipid, một số acid béo, hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh, sáp, các hợp chất màu, và một số chất khác mà không cần sử dụng NaOH hay NaCl. - Trong quá trình này dầu cũng được gia nhiệt trong môi trường chân không nên các hợp chất mùi dễ bay hơi cũng được loại bỏ. 3.2. Hiệu quả - Thay thế các quá trình thủy hóa, luyện kiềm, tẩy mùi - Giảm ít nhất 50% yêu cầu của quá trình tẩy màu - Giảm chi phí năng lượng, quá trình xử lý nước thải 3.3. Thông số - Kích thước mao quản 50 – 200 Ao Sản xuất dầu đậu phộng GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] V.P. Kitgirin, người dịch: Lê Văn Thạch, Nguyễn Năng Vinh, Lê Trọng Hoàng, Phạm Sương Thu ”CHẾ BIẾN HẠT DẦU”, NXB nông nghiệp, 1977, 223 trang. [2] T.S Lê Ngọc Thụy, “Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm”, NXB Bách khoa Hà Nội, 2009,138 trang. [3] T.S Lê Ngọc Thụy, “Máy và thiết bị sản xuất thực phẩm”, NXB Bách khoa Hà Nội, 2009,209 trang. [4]Lê Văn Việt Mẫn, “Công nghệ chế biến thực phẩm”, NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2010, 1020 trang.