Giáo trình kỹ thuật sản xuất các sản phẩm nhiệt đới

Đặc tính chung và phân loại : Nguyên liệu tinh dầu là các loại thực vật có chứa tinh dầu. Trong thực vật, tinh dầu có thể ở hoa, lá, rễ, thân, củ...Có một số thực vật trong mọi bộ phận của cây đều có chứa tinh dầu. Để khai thác chúng trong công nghiệp, người ta sử dụng bộ phận nào trong cây có chứa nhiều tinh dầu nhất và tinh dầu có chất lượng cao nhất. Hàm lượng tinh dầu trong thực vật thường không lớn lắm, có loại chứa 15 % và có loại chỉ vài phần nghìn. Những nguyên liệu chứa tinh dầu ít thường quí và đắt tiền (tinh dầu hoa hồng...). Tinh dầu là hỗn hợp các hợp chất hữu cơ có mùi thơm, mùi thơm của tinh dầu là mùi của cấu tử có nhiều trong tinh dầu (cấu tử chính). Ví dụ: mùi của tinh dầu hoa hồng là mùi của phenyl etilic (cấu tử chính), mùi của tinh dầu hoa nhài là mùi của jasmin, mùi của tinh dầu chanh là mùi của limonen (chiếm khoảng 90% trong tinh dầu chanh). Đa số tinh dầu thường rất dễ bay hơi với hơi nước, có mùi thơm, không hòa tan trong nước và khối lượng riêng thường nhỏ hơn nước. Có một vài tinh dầu có khối lượng riêng lớn hơn nước như tinh dầu quế, tinh dầu đinh hương... Vì những lý do trên người ta thường dùng phương pháp chưng cất để tách tinh dầu.

Giáo trình Kỹ thuật sản xuất các sản

phẩm nhiệt đới

Biên tập bởi:

phamngocthach

Giáo trình Kỹ thuật sản xuất các sản

Phiên bản trực tuyến:

http://voer.edu.vn/c/e17c3b73

MỤC LỤC

1 Phần 1: Kỹ thuật sản xuất tinh dầu

2 Phần 2: Kỹ thuật sản xuất dầu thực vật

2.1 Chương 1: Nguyên liệu chứa dầu và phương pháp bảo quản

2.2 Chương 2: Kỹ thuật sản xuất dầu thực vật

2.3 Chương 3: Kỹ thuật tinh chế dầu thực vật

3 Phần 3: Kỹ thuật sản xuất chè

3.1 1 Nguyên liệu sản xuất chè

3.2 2 Kỹ thuật sản xuất chè đen

3.3 3 Kỹ thuật sản xuất chè xanh

3.4 4 Kỹ thuật sản xuất chè hương

4 Phần 4: Kỹ thuật sản xuất cà phê

5 Tài liệu tham khảo

Tham gia đóng góp

Phần 1: Kỹ thuật sản xuất tinh dầu

Nguyên liệu :

Đặc tính chung và phân loại :

Nguyên liệu tinh dầu là các loại thực vật có chứa tinh dầu Trong thực vật, tinh dầu cóthể ở hoa, lá, rễ, thân, củ Có một số thực vật trong mọi bộ phận của cây đều có chứatinh dầu Để khai thác chúng trong công nghiệp, người ta sử dụng bộ phận nào trongcây có chứa nhiều tinh dầu nhất và tinh dầu có chất lượng cao nhất Hàm lượng tinh dầutrong thực vật thường không lớn lắm, có loại chứa 15 % và có loại chỉ vài phần nghìn.Những nguyên liệu chứa tinh dầu ít thường quí và đắt tiền (tinh dầu hoa hồng )

Tinh dầu là hỗn hợp các hợp chất hữu cơ có mùi thơm, mùi thơm của tinh dầu là mùicủa cấu tử có nhiều trong tinh dầu (cấu tử chính) Ví dụ: mùi của tinh dầu hoa hồng làmùi của phenyl etilic (cấu tử chính), mùi của tinh dầu hoa nhài là mùi của jasmin, mùicủa tinh dầu chanh là mùi của limonen (chiếm khoảng 90% trong tinh dầu chanh) Đa

số tinh dầu thường rất dễ bay hơi với hơi nước, có mùi thơm, không hòa tan trong nước

và khối lượng riêng thường nhỏ hơn nước Có một vài tinh dầu có khối lượng riêng lớnhơn nước như tinh dầu quế, tinh dầu đinh hương Vì những lý do trên người ta thườngdùng phương pháp chưng cất để tách tinh dầu

Khác với dầu béo, thành phần của tinh dầu là những hợp chất thuộc dãy tecpen, côngthức chung là (C10H16)n và những dẫn xuất có chứa oxy của tecpen như rượu, xêton,andehyt Còn dầu béo là các hợp chất thuộc dãy parafin, olêfin không thuộc dãytecpen Dầu béo không bay hơi với hơi nước nên không chưng cất được, dầu béo saukhi tinh chế thường không có mùi thơm đặc trưng, thường trong quá trình bảo quản dầubéo, dầu có thể có mùi do bị ôi khét, hư hỏng

Người ta phân loại nguyên liệu chứa tinh dầu ra thành các loại như sau:

* Nguyên liệu quả và hạt: hồi, mùi, màng tang

* Nguyên liệu lá, cành: sả, bạc hà, hương nhu

* Nguyên liệu rễ, củ: gừng, long não (nhiều nhất ở rễ)

* Nguyên liệu vỏ: cam, chanh, quýt

* Nguyên liệu hoa: hoa hồng, hoa nhài

Giới thiệu một số nguyên liệu chứa tinh dầu:

* Hồi: hoa có hình sao, trồng nhiều ở Lạng sơn, Cao bằng, hàm lượng tinh dầu 13 ÷15%(tính theo hoa khô), 3 ÷3,5% (tính theo hoa tươi) Tinh dầu hồi dùng để chế biến rượumùi, dùng trong y dược (cồn xoa bóp), dùng làm chất phụ gia trong kem đánh răng

* Sả: là một loại cây thân thảo, sống một vài năm, trồng bằng tép Sau khi trồng 3 ÷4tháng thì thu hoạch lá và cứ 40 ÷45 ngày thu hoạch một lứa, năng suất bình quân 50tấn lá/ha Hàm lượng tinh dầu 0,7 ÷1,5%, thành phần chính của tinh dầu sả là geraniol(23%) và xitronenlal (32 ÷ 35%) Lá sả thường được chưng cất ở dạng tươi hoặc khô

Sả trồng được ở vùng đồi núi vì chịu được khô hạn

* Bạc hà: là loại cây thân thảo sống được vài năm, sau khi trồng vài tháng có thể thuhoạch được Hàm lượng tinh dầu 1,3 ÷1,6%, cấu tử chính là mentol (70 ÷90%).Tinh dầubạc hà được dùng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm

* Quế: trồng nhiều ở Quảng ninh, Yên bái, Quảng nam, Quảng ngãi Vỏ và lá đều cóchứa tinh dầu nhưng nhiều nhất là ở vỏ Để sản xuất tinh dầu người ta thường dùng cành

và vỏ vụn Hàm lượng tinh dầu ở vỏ khô 1 ÷2,5%, ở lá 0,2 ÷0,5% Cấu tử chính củatinh dầu quế là anđêhyt xinamic (90%) Tinh dầu quế được dùng trong công nghiệp thựcphẩm (gia vị) và trong dược phẩm

Thu hoạch, bảo quản và chế biến sơ bộ:

Nguyên liệu chứa tinh dầu cần phải thu hoạch vào lúc có nhiều tinh dầu nhất và tinhdầu có chất lượng cao nhất Tùy theo dạng nguyên liệu mà người ta xác định độ chín

kỹ thuật để thu hoạch, thường thu hoạch vào lúc sáng sớm, lúc tan sương (vì trong ngàyhàm lượng tinh dầu giảm dần từ sáng đến tối) Khi thu hoạch cần tránh làm dập nát

và lẫn tạp chất Thu hoạch xong cần đưa về cơ sở sản xuất ngay Trong quá trình vậnchuyển cần cẩn thận để tránh hư hỏng nguyên liệu Các cơ sở sản xuất không nên quá xavùng nguyên liệu (<20Km) Một số nguyên liệu sau khi thu hoạch nếu chế biến ở dạngkhô cần phải phơi hoặc sấy khô Mục đích của việc phơi sấy là làm bay hơi nước để bảoquản được lâu dài Khi thu nhận nguyên liệu cần chú ý đến độ tươi của nguyên liệu, saukhi thu hoạch nếu chưa chế biến cần rải mỏng nguyên liệu, tránh chất đống để phòngngừa hiện tượng tự bốc nóng

Để chuẩn bị cho quá trình sản xuất được tốt, nguyên liệu cần phải được chế biến sơ bộ,quá trình này gồm:

* Làm sạch tạp chất: thường dùng phương pháp sàng phân loại

* Nghiền: Tinh dầu trong thực vật thường nằm trong các mô của tế bào, vì thế nghiềnnhằm mục đích để giải phóng tinh dầu ra khỏi mô để khi tiến hành sản xuất thì tinh dầu

đễ thoát ra ngoài, từ đó rút ngắn qui trình sản xuất Để nghiền người ta thường dùng máy

nghiền búa hoặc nghiền trục Nghiền càng nhỏ thì hiệu suất phá vỡ các tế bào càng caonhưng dễ gây tắc ống dẫn hơi (tinh dầu + nước) và độ xốp bé làm ảnh hưởng đến quátrình chưng cất Mức độ nghiền được biểu diễn bằng dung trọng (trọng lượng của mộtđơn vị thể tích nguyên liệu) Mỗi nguyên liệu có một dung trọng thích hợp và được xácđịnh trong phòng thí nghiệm.

Kỹ thuật khai thác tinh dầu :

Các phương pháp khai thác tinh dầu:

Tùy thuộc từng loại nguyên liệu và trạng thái của tinh dầu trong nguyên liệu (tự do hoặckết hợp) mà người ta dùng các phương pháp khác nhau để tách chúng

Các phương pháp tách tinh dầu cần phải đạt được những yêu cầu cơ bản như sau:

* Giữ cho tinh dầu thu được có mùi vị tự nhiên ban đầu,

* Qui trình chế biến phải phù hợp, thuận lợi và nhanh chóng,

* Phải tách được triệt để tinh dầu trong nguyên liệu, tổn thất tinh dầu trong quá trình chếbiến và hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu sau khi chế biến (bã) càng thấp càng tốt,

* Chi phí đầu tư vào sản xuất là ít nhất

Dựa vào các yêu cầu đã nêu trên, người ta thường dùng những phương pháp khai tháctinh dầu sau:

* Phương pháp hóa lý: chưng cất và trích ly ( trích ly có thể dùng dung môi bay hơi hoặcdung môi không bay hơi)

* Phương pháp cơ học: dùng các quá trình cơ học để khai thác tinh dầu như ép, bào nạo

* Phương pháp kết hợp: khai thác tinh dầu bằng cách kết hợp giữa quá trình hóa lý vàquá trình cơ học, hoặc sinh hóa (lên men) và cơ học, hoặc sinh hóa và hóa lý Ví dụ,trong quả vani, tinh dầu ở dạng liên kết glucozit nên dùng enzym để thủy phân, phá hủyliên kết này rồi sau đó dùng phương pháp chưng cất (hóa lý) để lấy tinh dầu

Tách tinh dầu bằng phương pháp chưng cất (hóa lý):

a Những hiểu biết cơ bản về quá trình chưng cất tinh dầu: Tinh dầu là một hỗn hợp gồmnhiều cấu tử tan lẫn vào nhau Trong quá trình chưng cất, cùng với sự thay đổi thànhphần của hỗn hợp lỏng có thể làm thay đổi thành phần của hỗn hợp hơi Trong điều kiện

áp suất không đổi, dung dịch lỏng mà ta thu được bằng cách ngưng tụ hỗn hợp hơi bay

ra sẽ có thành phần cấu tử dễ bay hơi cao hơn so với chất lỏng ban đầu, nếu tiếp tục

chưng cất thì càng ngày thành phần dễ bay hơi trong chất lỏng ban đầu càng ít và trongchất lỏng sau ngưng tụ càng nhiều Nếu ngưng tụ theo thời gian thì ta có thể thay đổithành phần của tinh dầu sau ngưng tụ so với thành phần của tinh dầu có trong nguyênliệu Việc làm này nhằm mục đích nâng cao chất lượng tinh dầu Ví dụ, yêu cầu củatinh dầu sả là hàm ượng xitronenlal phải >35% nhưng tinh dầu của ta thường chỉ đạt 32

%, do đó có thể dùng phương pháp chưng cất ngưng tụ theo thời gian để nâng cao hàmlượng xitronenlal trong tinh dầu sả

b Các dạng chưng cất tinh dầu: có 3 dạng chưng cất tinh dầu như sau:

* Chưng cất với nước: Nguyên liệu và nước cùng cho vào một thiết bị Khi đun sôi, hơinước bay ra sẽ cuốn theo tinh dầu, ngưng tụ hơi bay ra sẽ thu được hỗn hợp gồm nước

và tinh dầu, hai thành phần này không tan vào nhau nên dễ dàng tách ra khỏi nhau

Phương pháp này đơn giản, thiết bị rẻ tiền và dễ chế tạo, phù hợp với những cơ sở sảnxuất nhỏ, vốn đầu tư ít Tuy nhiên, phương pháp này còn một vài nhược điểm như hiệusuất thấp, chất lượng tinh dầu không cao do nguyên liệu tiếp xúc trực tiếp với thiết bịnên dễ bị cháy khét, khó điều chỉnh các thông số kỹ thuật như tốc độ và nhiệt độ chưngcất

* Chưng cất bằng hơi nước không có nồi hơi riêng: Nguyên liệu và nước cùng cho vàomột thiết bị nhưng cách nhau bởi một vỉ nồi Khi đun sôi, hơi nước bốc lên qua khốinguyên liệu kéo theo tinh dầu và đi ra thiết bị ngưng tụ Để nguyên liệu khỏi rơi vàophần có nước ta có thể lót trên vỉ 1 hay nhiều lớp bao tải tùy theo từng loại nguyên liệu.Phương pháp nay phù hợp với những cơ sở sản xuất có qui mô trung bình

So với phương pháp trên, phương pháp này có ưu điểm hơn, nguyên liệu ít bị cháy khét

vì không tiếp xúc trực tiếp với đáy thiết bị, các nhược điểm khác vẫn chưa khắc phụcđược Phương pháp này thích hợp cho những loại nguyên liệu không chịu được nhiệt độcao

* Chưng cất bằng hơi nước có nồi hơi riêng: Phương pháp này phù hợp với những cơ

sở sản xuất lớn, hơi nước được tạo ra từ một nồi hơi riêng và được dẫn vào các thiết bịchưng cất

Phương pháp này cùng một lúc có thể phục vụ được cho nhiều thiết bị chưng cất, điềukiện làm việc của công nhân nhẹ nhàng hơn, dễ cơ khí hóa và tự động hóa các côngđoạn sản xuất, khống chế tốt hơn các thông số công nghệ, rút ngắn được thời gian sảnxuất Ngoài ra, phương pháp này đã khắc phục được tình trạng nguyên liệu bị khê, khét

và nếu theo yêu cầu của công nghệ thì có thể dùng hơi quá nhiệt, hơi có áp suất cao đểchưng cất Tuy nhiên, đối với một số tinh dầu trong điều kiện chưng cất ở nhiệt độ và

áp suất cao sẽ bị phân hủy làm giảm chất lượng Hơn nữa, các thiết bị sử dụng trongphương pháp này khá phức tạp và đắt tiền

c Những ưu nhược điểm chung của phương pháp chưng cất:

* Ưu điểm:

- Thiết bị khá gọn gàng, dễ chế tạo, qui trình sản xuất đơn giản,

- Trong quá trình chưng cất, có thể phân chia các cấu tử trong hỗn hợp bằng cách ngưng

tụ từng phần theo thời gian,

- Thời gian chưng cất tương đối nhanh, nếu thực hiện gián đoạn chỉ cần 5-10 giờ, nếuliên tục thì 30 phút đến 1 giờ,

- Có thể tiến hành chưng cất với các cấu tử tinh dầu chịu được nhiệt độ cao

* Nhược điểm:

- Không áp dụng phương pháp chưng cất vào những nguyên liệu có hàm lượng tinh dầuthấp vì thời gian chưng cất sẽ kéo dài, tốn rất nhiều hơi và nước ngưng tụ,

- Tinh dầu thu được có thể bị giảm chất lượng nếu có chứa các cấu tử dễ bị thủy phân,

- Không có khả năng tách các thành phần khó bay hơi hoặc không bay hơi trong thànhphần của nguyên liệu ban đầu mà những thành phần này rất cần thiết vì chúng có tínhchất định hương rất cao như sáp, nhựa thơm

- Hàm lương tinh dầu còn lại trong nưóc chưng (nước sau phân ly) tương đối lớn,

- Tiêu tốn một lượng nước khá lớn để làm nhưng tụ hỗn hợp hơi

d Qui trình công nghệ chưng cất tinh dầu:

Tùy theo từng loại nguyên liệu mà qui trình chưng cất có những điểm khác nhau nhấtđịnh Nhìn chung, qui trình chưng cất tinh dầu phải có những công đoạn cơ bản sau:

Trước khi sản xuất cần kiểm tra thật cẩn thận thiết bị chưng cất, chú ý xem nắp, vòi voi

có kín không, phần ngưng tụ có bị tắc, rò rỉ không, sau đó tiến hành làm vệ sinh thiết bị

Ba công đoạn cơ bản của quá trình chưng cất tinh dầu (chưng cất gián đoạn) gồm: nạpliệu, chưng cất, tháo bả

* Nạp liệu: Nguyên liệu từ kho bảo quản được nạp vào thiết bị, có thể làm ẩm nguyênliệu trước khi nạp vào thiết bị để thuận lợi cho quá trình chưng cất Việc nạp liệu có thểthực hiện bằng thủ công hoặc cơ giới, có thể nạp trực tiếp vào thiết bị hoặc nạp giántiếp qua một giỏ chứa rồi cho vào thiết bị bằng tời hoặc cẩu Nguyên liệu nạp vào thiết

bị không được chặt quá làm cho hơi khó phân phối đều trong toàn bộ khối nguyên liệu

và không được quá lỏng, quá xốp sẽ làm cho hơi dễ dàng theo những chỗ rỗng đi ra màkhông tiếp xúc với toàn khối nguyên liệu Đối với nguyên liệu lá, cỏ khi cho vào thiết

bị có thể nén chặt, trước khi nén nên xổ tung để tránh hiện tượng rỗng cục bộ Nạp liệuxong đóng chặt mặt bích nối thiết bị với nắp, nên vặn chặt theo nguyên tắc đối nhau đểnắp khỏi chênh

* Chưng cất: Khi bắt đầu chưng cất, mở van hơi cho hơi vào thiết bị, lúc đầu mở từ từ đểđuổi không khí trong thiết bị và làm cho hơi phân phối đều trong toàn bộ khối nguyênliệu Ngoài ra, mở từ từ van hơi để nguyên liệu không bị cuốn theo hơi gây tắc ống dẫnhỗn hợp hơi.

Trong quá trình chưng cất, cần chú ý điều chỉnh nhiệt độ dịch ngưng sao cho nằm trongkhoảng 30-400C (bằng cách điều chỉnh tốc độ nước làm lạnh) vì nếu dịch ngưng quánóng sẽ làm tăng độ hòa tan của tinh dầu vào nước và làm bay hơi tinh dầu Để kiểm traquá trình chưng cất kết thúc chưa người ta có thể dùng một tấm kính hứng một ít dịchngưng, nếu thấy trên tấm kính còn váng dầu thì quá chưng cất chưa kết thúc

* Tháo bả: Tháo nắp thiết bị, tháo vỉ trên rồi dùng tời kéo giỏ chứa bã ra, kiểm tra vàchâm thêm nước nếu cần thiết (nước châm thường là nước sau khi phân ly tinh dầu) rồicất mẻ khác

Hỗn hợp tinh dầu và nước được cho vào thiết bị phân ly Sau phân ly ta được tinh dầuthô và nước chưng Tinh dầu thô được xử lý để được tinh dầu thành phẩm, nước chưngcho ra bể tiếp tục phân ly để thu tinh dầu loại II

d Hệ thống thiết bị chưng cất tinh dầu: Gồm các bộ phận sau: thiết bị chưng cất, bộphận tạo nhiệt cho TBCC, thiết bị ngưng tụ, thiết bị phân ly

> Hệ thống thiết bị chưng cất phải đảm bảo sao cho quá trình chưng cất được tiến hànhnhanh chóng và thuận lợi, hỗn hợp hơi bay ra phải đảm bảo chứa nhiều tinh dầu, vì thế

hệ thống phải có cấu tạo sao cho để hơi nước tiếp xúc đều trong toàn bộ khối nguyênliệu Thiết bị phải có cấu tạo sao cho việc thao tác được dễ dàng và tốn ít lao động.Trong thực tế sản xuất, người ta thường dùng thiết bị chưng cất có dạng hình trụ, tỉ lệgiữa đường kính và chiều cao thiết bị (D/H) phụ thuộc vào loại nguyên liệu Cụ thể nhưsau:

- D/H = 1 ÷1,7 : Đối với loại nguyên liệu lá, cành, thân nhỏ, hoa,

- D/H = 1 ÷ 2 : Đối với nguyên liệu hạt

Trong công nghệ chưng cất tinh dầu, các thiết bị chưng cất thường có các dạng sau:

Loại I : Nguyên liệu được phân bố đều, hơi ra tập trung nhưng khó cho nguyên liệu vào,

Loại II: Không phổ biến, thường dùng để chưng cất hoa hồng (do tạo bọt nên phải cóchiều cao), nguyên liệu cho vào dễ dàng nhưng diện tích đốt bé (nếu đốt ngoài trực tiếp),

Loại III: Tiện lợi khi chưng cất với nước vì diện tích sôi lớn nhưng năng suất không lớnlắm,

Loại IV: Dùng phổ biến nhất, có khả năng nâng cao năng suất thiết bị bằng cách kéo dàithiết bị, mở rộng dung tích dễ dàng

Thường thì thể tích của thiết bị chưng cất khoảng 1,5 ÷15 m3 Tuy nhiên, nếu thể tíchthiết bị lớn quá thì việc nạp liệu và tháo bả phải được cơ giới hóa để tiết kiệm thời gian

Ở nước ta, hiện nay các thiết bị chưng cất có thể tích < 3 m3 khối, do đó việc cung cấpnhiệt và vận hành khá dễ dàng

Thiết bị chưng cất thường có các bộ phận sau:

* Nắp: có thể là hình chóp (I), chỏm cầu (II) hoặc elip

Nắp phải có cấu tạo sao cho hơi thoát ra được dễ dàng và nhanh chóng Nếu hỗn hợphơi nằm lâu trong thiết bị sẽ sinh ra hiện tượng quá nhiệt làm tinh dầu giảm chất lượng.Ngoài ra, nắp phải đảm bảo kín khi ghép với thân thiết bị Giữa nắp và thân thiết bị có

thể vặn chặt bằng bu lông có đệm Tuy nhiên, cũng phải tốn thời gian để vặn khi tháo

dỡ Trong điều kiện chưng cất ở áp suất dư 20-30 mmHg thì người ta thường dùng vannước (III) là thích hợp hơn

* Cổ nồi, vòi voi: Cổ nồi và vòi voi có thể là hai bộ phận riêng biệt hay chung, cổ nồi cóhình dáng sao cho hướng hỗn hợp hơi ra nhanh Đối với những loại nguyên liệu tạo bọthoặc bụi trong khi chưng cất thì cổ nồi phải có bộ phận thay đổi tốc hơi và phải có thêmlưới chắn bụi Các loại cổ nồi thường có hình dáng sau:

Chiều dài của vòi voi thay đổi từ 1,5-3 m, nghiêng về phía thiết bị ngưng tụ với độ dốc1-3 độ, đường kính nhỏ dần để hỗn hợp hơi thoát ra dễ dàng Chiều dài của vòi voi phảithích hợp, nếu ngắn quá sẽ tạo áp suất dư trong thiết bị, dài quá sẽ có hiện tượng ngưng

tụ giữa chừng, hơi thoát ra chậm, ảnh hưởng đến tốc độ chưng cất và giảm chất lượngtinh dầu

* Đáy nồi: Có cấu tạo giống nắp nồi, đáy nồi phải có cấu tạo sao cho việc tháo nướcngưng tụ được dễ dàng (nếu chưng cất gián tiếp) Trong trường hợp chưng cất trực tiếpthì đáy nồi phải có bộ phận phun hơi

Nếu chưng cất với hơi nước mà không có nồi hơi riêng thì đáy nồi là bộ phận đốt nóngtạo hơi, do đó đáy nồi phải có cấu tạo sao cho diện tích truyền nhiệt lớn nhất

* Vỉ nồi: Để đỡ khối nguyên liệu, giữ cho nguyên liệu khỏi rơi xuống đáy nồi làm tắcống dẫn hơi, chiều dày của vỉ nồi từ 8 ÷10 mm, mặt vỉ được đột hoặc khoan lổ hoặc cóthể được làm bằng những thanh sắt đan Thường thì tiết diện các lổ vỉ bằng 1/2 diện tíchcủa bề mặt vỉ

* Ống phân phối hơi: Ống phân phối hơi thường có nhiều dạng khác nhau, có thể hìnhtròn, xoắn ốc hay chữ thập Các lổ phân phối hơi bố trí so le thành 2 hàng hướng về phíađáy nồi cất để cho hơi phân phối đều và lổ khỏi bị tắc do nguyên liệu rơi vào Tổng tiếtdiện các lổ phân phối hơi bằng 2 lần tiết diện ống phân phối hơi, tiết diện của ống phânphối hơi lấy bằng tiết diện của ống dẫn hơi vào thiết bị và được xác định theo lượng hơinước cần thiết dùng để chưng cất trong 1 giờ Tốc độ hơi ở đây thường là 20m/s.

Vật liệu làm nồi cất ảnh hưởng khá lớn đến chất lượng tinh dầu thành phẩm, nhất là vềmàu sắc, một số muối kim loại tác dụng với tinh dầu sẽ cho màu khác với màu sắc tựnhiên của tinh dầu Do đó vật liệu làm nồi cất phải không tác dụng hóa học với tinh dầunhất là ở các bộ phận tiếp xúc trực tiếp với tinh dầu như cổ nồi, vòi voi các bộ phận nàyphải được chế tạo bằng thép không rỉ hoặc sắt tráng men, các bộ phận khác (thân, đáy )

có thể làm bằng thép CT3

Ngoài ra, trong quá trình chưng cất cũng cần phải chú ý một số điểm như sau:

- Tinh dầu dễ hấp thụ mùi lạ nên thiết bị chưng cất phải được làm vệ sinh sạch sẽ, đặcbiệt khi thay đổi nguyên liệu cần phải làm vệ sinh TB thật kỹ lưỡng để không còn mùicủa nguyên liệu trước, thường thì dùng hơi để xông vào TB để đuổi hết mùi lạ Tinh dầuchứa các axit hữu cơ sẽ gây ăn mòn TB, do đó khi ngừng sản xuất phải tháo hết nướcngưng tụ và làm khô thiết bị,

- Thiết bị phải được cách nhiệt tốt để tiết kiệm năng lượng

> Thiết bị ngưng tụ: Hỗn hợp hơi tinh dầu và nước từ thiết bị chưng cất qua vòi voivào thiết bị ngưng tụ, ở đây hỗn hợp hơi sẽ truyền ẩn nhiệt bốc hơi cho nước lạnh vàngưng tụ thành nước Thiết bị ngưng tụ thực hiện hai nhiêm vụ: ngưng tụ hỗn hợp hơithành lỏng và hạ nhiệt độ hỗn hợp lỏng vừa ngưng xong đến nhiệt độ yêu cầu Hai quátrình này thường không có ranh giới rõ rệt nhưng để tiện cho việc tính toán ta xem haiquá trình này nối tiếp nhau Theo thực tế sản xuất, người ta rút ra những số liệu thựcnghiệm sau:

- 1 m3thế tích của thiết bị chưng cất cần 2 ÷2,5 m2diện tích làm lạnh,

- 1 m2diện tích làm lạnh sẽ ngưng tụ được 25 lít hỗn hợp TD + nước trong 1 giờ,

- 1 lít hỗn hợp TD + nước ngưng tụ được cần 10 ÷28 lít nước dùng làm lạnh (tính nhiệt

độ nước làm lạnh 10 ÷15C)

Trong sản xuất tinh dầu, người ta thường dùng các loại TB ngưng tụ kiểu ống xoắn ruột

gà, ống chùm, TB ngưng tụ loại đĩa

Thiết bị truyền nhiệt loại đĩa có cấu tạo như sau:

Các đĩa được thường được chế tạo bằng đồng lá hay nhôm, cách tính toán tương tự như

đã học trong QTTB Cần chú ý khi chọn nhiệt độ nước làm lạnh nên chọn nhiệtđộ nước

ở mùa nóng nhất Hỗn hợp lỏng sau ngưng tụ phải có nhiệt độ không lớn hơn 400C, nếulớn hơn nhiệt độ này thì khả năng hòa tan tinh dầu trong nước lớn, nếu nhiệt độ hỗn hợpquá thấp thì sẽ tốn nước làm nguội đồng thời một số tinh dầu sẽ bị đông đặc gây tắc ốngtruyền nhiệt, do đó nên chọn trong khoảng 35÷400C

Khi làm việc với thiết bị ngưng tụ cũng cần phải tuân thu theo những chế độ về vệ sinh

và bảo dưỡng TB như đối với TB chưng cất Ngoài ra, nước làm nguội sau khi ra khỏithiết bị ngưng tụ giảm độ cứng nên cho về nồi hơi để tiết kiệm nước

> Thiết bị phân ly: Thiết bị này dùng để phân tinh dầu và nước thành từng lớp riêngbiệt, tùy thuộc vào khối lượng riêng của tinh dầu lớn hay nhỏ hơn so với nước mà tinhdầu sẽ được lấy ra ở phần trên hay phần dưới của thiết bị phân ly Người ta thường dùngcác thiết bị phân ly như sau:

I: TBPL tinh dầu nhẹ hơn nước

II: TBPL tinh dầu nặng hơn nước

III: TBPL có nhiều ngăn

Thể tích của thiết bị phân ly thường chọn bằng 3 ÷ 10% thể tích của thiết bị chưng cất

Tỉ lệ giữa chiều cao của thiết bị phân ly với đường kính của thiết bị chưng cất thường

là 1/2 Ống tháo tinh dầu và nước cần bố trí sao cho tinh dầu và nước chảy thành dòngriêng biệt (thường theo kinh nghiệm, tùy thuộc vào hàm lượng tinh dầu trong nguyênliệu)

Khi tính toán, nếu thấy thể tích của thiết bị phân ly lớn hơn 80 lít thì nên dùng loại thiết

bị phân ly có nhiều ngăn hoặc nhiều thiết bị phân ly để quá trình phân ly được thuận tiệnhơn

e Xử lý tinh dầu thô sau khi chưng cất: Tinh dầu ra khỏi thiết bị phân ly là tinh dầu thô,còn chứa nhiều tạp chất như nước, một số các hợp chất hữu cơ như chất màu, nhựa, sáphòa tan vào nên để nâng cao chất lượng tinh dầu và tạo điều kiện thuận lợi trong quátrình bảo quản tinh dầu phải tiến hành xử lý tinh dầu, quá trình này gồm các công đoạnsau:

- Lắng: Mục đích của quá trình này là tách bớt các tạp chất vô cơ, hữu cơ và một số tạpchất khác lẫn vào tinh dầu Thời gian lắng 24 ÷48 giờ trong các thiết bị lắng có đáy hìnhcôn

- Lọc: Mục đích của quá trình lọc cũng để tách các tạp chất vô cơ, hữu cơ có kích thướcnhỏ, thường dùng thiết bị lọc khung bản để thực hiện quá trình lọc

- Sấy khô nước: Sau khi lắng lọc xong, trong tinh dầu vẫn còn lại một lượng nước ở dạngphân tán hoặc hòa tan, vì vậy cần phải sấy khô nước trong tinh dầu Người ta thườngdùng Natri sunphat khan với hàm lượng 2,5 ÷ 5,5% tùy theo hàm lượng nước có trongtinh dầu Để thực hiện việc sấy khô nước trong tinh dầu có thể dùng phương pháp giánđoạn hoặc liên tục.

I: Thiết bị làm việc gián đoạn, sau khi làm khô nước, đem lọc để tách Na2SO4

II: Thiết bị làm việc liên tục, Na2SO4nằm giữa 2 lớp lưới

Sau khi tách nước xong, Na2SO4được đem đi sấy khô để sử dụng lại

Tinh dầu sau khi lắng lọc và sấy khô nếu có màu trong sáng thì nhập kho bảo quản, nếu

có màu sẩm, xấu thì dùng than hay đất hoạt tính để hấp phụ màu Tùy thuộc vào cường

độ màu mà có thể dùng lượng than từ 1 ÷2 %

Tách tinh dầu bằng phương pháp trích ly

a Mở đầu: Trích ly là dùng những dung môi hữu cơ hòa tan các chất khác, sau khi hòatan, ta được hỗn hợp gồm dung môi và chất cần tách, đem hỗn hợp này tách dung môi ta

sẽ thu được chất cần thiết Cơ sở lý thuyết của quá trình trích ly là dựa vào sự khác nhau

về hằng số điện môi của dung môi và chất cần trích ly Những chất có hằng số điện môigần nhau sẽ dễ hòa tan vào nhau Tinh dầu có hằng số điện môi dao động từ 2 ÷5 và cácdung môi hữu cơ có hằng số điện môi dao động từ 1,5 ÷2 Trong công nghiệp sản xuấttinh dầu, phương pháp này dùng để tách tinh dầu trong các loại hoa (hàm lượng tinh dầuít) Phương pháp này có thể tiến hành ở nhiệt độ thường (khi trích ly) và có thể lấy đượcnhững thành phần quí như sáp, nhựa thơm trong nguyên liệu mà phương pháp chưng cấtkhông thể tách được Vì thế, chất lượng của tinh dầu sản xuất bằng phương pháp nàykhá cao

Bản chất của quá trình trích ly là quá trình khuếch tán nên người ta thường dựa vào cácđịnh luật khếch tán của FICK để giải thích và tính toán.

Chất lượng của tinh dầu thu được bằng phương pháp trích ly phụ thuộc rất nhiều vàodung môi dùng để trích ly, vì thế dung môi dùng để trích ly cần phải đảm bảo các yêucầu sau:

- Nhiệt độ sôi thấp để dễ dàng tách tinh dầu ra khỏi dung môi bằng phương pháp chưngcất, nhưng không được thấp quá vì sẽ gây tổn thất dung môi, dễ gây cháy và khó thu hồidung môi (khó ngưng tụ),

- Dung môi không tác dụng hóa học với tinh dầu,

- Độ nhớt của dung môi bé để rút ngắn thời gian trích ly (độ nhớt nhỏ khuếch tán nhanh),

- Dung môi hòa tan tinh dầu lớn nhưng hòa tan tạp chất bé,

- Dung môi không ăn mòn thiết bị, không gây mùi lạ cho tinh dầu và đặc biệt không gâyđộc hại,

- Dung môi phải rẽ tiền và dễ mua

Tuy nhiên, không có loại dung môi nào đạt được tất cả yêu cầu trên, ví dụ: rượu, axêtonhòa tan tinh dầu tốt nhưng hòa tan cả nước và đường có trong nguyên liệu nữa và nhưvậy tinh dầu sẽ có mùi caramen sau khi dùng nhiệt để tách dung môi Nếu sử dụng êteêtilic dùng làm dung môi trích ly thì dung môi này hòa tan nhựa và sáp tốt nhưng độc và

dễ sinh ra hỗn hợp nổ

Hiện nay, người ta thường dùng dung môi là ête dầu hỏa, nhiệt độ sôi 45 ÷700C thànhphần chủ yếu là các hidro cacbon no như pentan, hexan và lẫn một ít heptan Ête dầuhỏa cần được tinh chế trước khi sản xuất Ête dầu hỏa được đem đi cất lại để lấy nhữngphần có nhiệt độ sôi từ 45 ÷700C đưa vào trích ly Ête dầu hỏa dễ cháy nổ, độc, do đótrong sản xuất cần thực hiện nghiêm túc các qui tắc về an toàn lao động và phòng chữacháy Hiện nay, ở một số nước người ta dùng dung môi trích ly là CO2lỏng, dung môinày không độc, có độ bền hóa học cao nên đảm bảo cho tinh dầu thu được có chất lượngcao

b Sơ đồ công nghệ quá trình trích ly:

* Chuẩn bị cho quá trình trích ly:

- Chọn dung môi phù hợp với nguyên liệu và phương pháp trích ly Phương pháp trích

ly có thể là tĩnh hay động, trong phương pháp trích ly tĩnh, nguyên liệu được ngâm trong

dung môi trong một thời gian nhất định (cả hai đều không chuyển động), phương pháptrích ly động thì dung môi hoặc nguyên liệu chuyển động hoặc cả hai cùng chuyển động.

và tạp chất người ta hòa tan cancrêt bằng rượu êtilic sau đó đem làm lạnh ở -150C, sáp

và tạp chất sẽ đông đặc lại, sau đó ta lọc để tách Lúc này hỗn hợp chỉ còn lại rượu vàtinh dầu, dung phương pháp cất để tách rượu, ta thu được tinh dầu tuyệt đối, rượu đượcđem tinh chế để dùng lại Sáp là chất định hương có giá trị trong tinh dầu, nhưng khi cósáp trong tinh dầu, tinh dầu thường bị đục dođó phải tiến hành tách sáp trong tinh dầu

Thiết bị trích ly thường đắt tiền và phức tạp, do đó phương pháp trích ly chỉ được dùng

để sản xuất những loại tinh dầu quí hiếm (hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu bé)

c Thiết bị trích ly: Để thực hiện tốt quá trình trích ly, người ta tiến hành trích ly ở nhiềuthiết bị trích ly khác nhau, có thể gián đoạn hoặc liên tục, dưới đây là sơ đồ hệ thốngtrích ly gián đoạn:

Thiết bị trích ly 1 theo sơ đồ trên làm tổn thất dung môi lớn do các công đoạn tháo nạpliệu Do đó người ta đã thiết kế loại thiết bị trích ly kiểu thùng quay có sơ đồ cấu tạonhư sau:

Nguyên liệu được cho vào các giỏ chứa 4 lắp trên một khung quay ở bên trong thiết bị.Dung môi nằm cố định trong phần dưới của thiết bị, nhờ khung quay nên các giỏ chứanguyên liệu được nhúng liên tục vào dung môi, khi nguyên liệu đã hết tinh dầu, mitxenđược tháo ra ở cửa 6, sau đó cho hơi nước vào vỏ nhiệt của thiết bị theo ống 3 để táchdung môi từ bả trích ly.

Khai thác tinh dầu bằng phương pháp ngâm (trích ly bằng dung môi không bay hơi):

a Mở đầu: Phương pháp này dựa vào tính chất của một số dung môi không bay hơi nhưdầu thực vật, mỡ đông vật, vasơlin, parafin có khả năng hòa tan tinh dầu trong nguyênliệu Nếu ngâm bằng dung môi là chất béo động vật thì phải nâng nhiệt của quá trình đểdung môi ở thể lỏng Quá trình ngâm giống như quá trình trích ly nhưng chỉ khác là quátrình ngâm dùng dung môi không bay hơi Dung môi dùng để ngâm phải thật tinh khiết,không có mùi lạ, do đó dung môi cần phải được tinh chế trước khi sản xuất

b Sơ đồ và các thông số kỹ thuật ngâm:

Nguyên liệu được cho vào các túi vải rồi nhúng vào dung môi, tùy thuộc vào các loạinguyên liệu mà thời gian ngâm có thể dài hoặc ngắn, thường thì khoảng 48 giờ Nhiệt

độ ngâm nằm trong khoảng 60 ÷ 70C Sau thời gian qui định, các túi được vớt ra vàthay thế các túi chứa nguyên liệu mới vào, thường thì phải thay 25 lần mới có thể bảohòa được tinh dầu trong dung môi Bả nguyên liệu sau khi vớt ra còn chứa nhiều dungmôi cần phải thu hồi bằng phương pháp ép hoặc li tâm Nếu dung dung môi là chất béo

động vật ta được sáp thơm và dung môi là dầu thực vật ta được dầu thơm Dầu thơm vàsáp thơm có thể dùng trực tiếp trong công nghiệp mỹ phẩm như dùng làm son, dầu chảitóc Nếu không dùng trực tiếp dầu thơm và sáp thơm có thể lấy tinh dầu bằng cách táchbằng rượu êtilic rồi sau đó cất tách rượu.

Phương pháp này có ưu điểm là thu được tinh dầu ít tạp chất hơn, sản phẩm trung gian

có thể sử dụng trực tiếp trong công nghiệp nhưng có nhược điểm là chất béo dùng làmdung môi rất khó tinh chế và bảo quản, cách tiến hành thì thủ công, khó cơ giới hóa

Sơ đồ công nghệ được trình bày như sau: (xem trang sau)

Khai thác tinh dầu bằng phương pháp hấp phụ:

a Bản chất của phương pháp hấp phụ: Các chất béo động vật và thực vật ngoài khả nănghòa tan tinh dầu còn có khả năng hấp phụ tinh dầu lên bề mặt của nó, than và đất hoạttính cũng có tính chất này Phương pháp ngâm khác phương pháp hấp phụ ở phươngthức tiếp xúc pha, phương pháp ngâm được tiến hành trên toàn cả hai pha lỏng_lỏng,còn phương pháp hấp phụ thì được tiến hành ở hai pha khí _ bề mặt rắn Phương pháp

hấp phụ thường sử dụng để tách tinh dầu của các loại hoa, đặc biệt là các loại hoa có khảnăng sinh thêm tinh dầu ở dạng khí sau khi thu hái khỏi cây như hoa nhài, hoa huệ

Chất hấp phụ thường dùng là chất béo động vật Để dung môi đạt được những yêu cầunhất định, người ta pha chế theo tỉ lệ:mỡ lợn/mỡ bò:2/1 hoặc3/1 (nếu sản xuất vào mùathu hay đông) và 1/1 (nếu sản xuất và mùa hè)

b Sơ đồ kỹ thuật quá trình hấp phụ: Hấp phụ có thể tiến hành theo hai dạng: hấp phụtĩnh và hấp phụ động

* Sơ đồ kỹ thuật hấp phụ tĩnh:

Để hấp phụ người ta thường dùng các khay bằng gỗ (nếu hấp phụ bằng chất béo độngvật) có kích thước 500 * 500 mm hoặc 600 * 900 mm, cao từ 50 ÷ 80 mm Đáy của cáckhay có lắp kính, lớp chất béo có bề dày 3 ÷ 5 mm được đổ trên các mặt kính này Đểtăng bề mặt hấp phụ, người ta rạch những đường rãnh trên các lớp chất béo Nguyênliệu sau khi thu hái được làm ráo, loại bỏ tạp chất rồi xếp vào các khay, sau đó các khayđược chồng lên nhau nhưng không được cao quá đầu người để dễ dàng thao tác Thờigian hấp phụ khoảng 12 ÷ 72 giờ (tùy loại nguyên liệu) Mỗi lượt thay lớp nguyên liệumới cần lật ngược lớp chất béo lại, chú ý phải lấy thật sạch lớp nguyên liệu cũ tránh

tình trạng gây mốc trên bề mặt chất béo Nếu lớp hấp phụ đã bảo hòa tinh dầu mà chưa

có điều kiện đem đi chế biến ngay cần phải bảo quản cẩn thận bằng cách đun cho nóngchảy rồi đổ vào các thùng tráng thiếc và rải một lớp parafin mỏng lên trên để tránh tiếpxúc với không khí

* Hấp phụ động: Để khắc phục các nhược điểm của hấp phụ tĩnh người ta dùng phươngpháp hấp phụ động để khai thác tinh dầu Chất hấp phụ thường dùng là than gỗ hay thanxương Khi than đã bảo hòa tinh dầu, có thể cho tác dụng với dung môi lỏng (ví dụ rượuêtilic) để tách tinh dầu ra Sơ đồ kỹ thuật như sau:

Tốc độ không khí trong tháp hấp phụ có thể thay đổi từ 1,5 ÷ 3 lít/phút.cm2 tiết diệntháp Còn chiều cao của lớp than hoạt tính trong điều kiện như vậy là 20 ÷ 25 cm

Tách tinh dầu bằng phương pháp cơ học:

Phương pháp này chủ yếu dùng để tách tinh dầu trong các loại vỏ quả như cam, chanh,quýt Trong loại nguyên liệu này, tinh dầu nằm trong những túi tế bào ở bề mặt ngoài.Khi dùng lực cơ học tác dụng vào vỏ quả, tinh dầu sẽ thoát ra Tinh dầu sản xuất bằngphương pháp này có chất lượng cao hơn phương pháp chưng cất, có mùi thơm tự nhiêncủa nguyên liệu, tuy nhiên hiệu suất thấp Người ta thường dùng các cách như sau:

a Vắt, bóp: Quả được cắt ra làm 2 ÷3 phần, dùng thìa để tách thịt quả để riêng rồi dùngtay vắt bóp cho tinh dầu thoát ra ngoài Tinh dầu thoát ra được thấm vào bông, khi bông

đã bảo hòa tinh dầu, vắt lại cho vào cốc, đem lọc, lắng, sấy thu được tinh dầu thànhphẩm Vỏ đã vắt xong đem chưng cất để thu hết tinh dầu.

b Bào, nạo: Dùng nguyên quả rồi xát mặt ngoài của vỏ vào bề mặt nhám, tế bào vỏ quả

sẽ vỡ ra, tinh dầu thoát ra ngoài, lớp gai của bàn xát phải vừa phải để tránh đâm thủngruột quả, nếu ruột quả bị thủng sẽ gây khó khăn vì tinh dầu sẽ bị lẫn nước quả và lớpcùi bên trong bị nạo rách sẽ hút mất một ít tinh dầu Phương pháp này cũng như phươngpháp trên gây tổn thất nhiều tinh dầu Tinh dầu cam, chanh, quýt tách này bằng phươngpháp này muốn sử dụng trong thực phẩm ta phải tách bớt tecpen, chủ yếu là limonen, vìnếu không tách thì limonen sẽ bị oxy hóa thành pinen có mùi nhựa thông

c Ép: Có thể ép nguyên quả bằng những máy ép đặc biệt, trong quá trình ép có dội nước.Sau khi ép ta được hỗn hợp gồm nước quả, tinh dầu, mô và thịt quả Để tách tinh dầu ra,cần phải lọc để loại bớt tạp chất, sau đó dùng máy li tâm có tốc độ 15000 ÷20000 vòng/phút để tách tinh dầu

Một số qui trình sản xuất tinh dầu:

Qui trình sản xuất tinh dầu sả:

Nguyên liệu là lá sả tươi đạt độ chín kỹ thuật, tức là lúc đầu lá (tính từ ngoài vào) đãkhô từ 5 ÷ 10 cm thì cắt, sau khi cắt xong lá sã được phơi héo đến độ ẩm còn 50 % sovới ban đầu Ở độ ẩm này, lá sã bảo quản được một số ngày ở nơi cất, hơn nữa, cất lá sảhéo sẽ giảm được 35 % nhiên liệu và 27 % thời gian chưng cất Trước khi đưa lá sả vàonồi cất, cần chú ý loại các tạp chất như cỏ rác lẫn vào trong quá trình thu hái Nguyênliệu nạp vào nồi cất phải đảm bảo từ 180 ÷ 200 kg/m3 thể tích thiết bị, thời gian chưngcất (lá héo) từ 2 ÷2,5 giờ Bả sau khi chưng cất được đem phơi khô để làm nhiên liệu.Hơi tinh dầu và nước sẽ vào thiết bị ngưng tụ, cần khống chế nhiệt độ nước làm lạnhtrong khoảng 35 ÷ 40C Hỗn hợp tinh dầu và nước sẽ được tách ra bằng thiết bị phân ly,nước chưng sẽ được đưa vào bể xử lý để tách tinh dầu loại II Tinh dầu thô được lắng

để tách tạp chất lớn và được làm khô bằng Na2SO4khan, lượng Na2SO4 tùy thuộc vàohàm lượng nước trong tinh dầu sả, thường thì 25 ÷ 50 gam/kg tinh dầu Sau đó tinh dầuđược đem lọc để tách Na2SO4ra, Na2SO4 tách ra được đem rửa hai lần bằng nước ấmrồi cho vào túi vải bỏ vào nồi chưng cất để tận thu tinh dầu Sau đó đem sấy khô và bảoquản trong bình kín Tinh dầu sả khử hết nước có màu sáng, được đóng chai bảo quản

Sơ đồ công nghệ:

Qui trình sản xuất tinh dầu bạc hà:

Qui trình công nghệ sản xuất tinh dầu bạc hà tương tự như qui trình sản xuất tinh dầu sả,song cần chú ý một số điểm sau:

Thường thì cứ 1 m3 nồi cất nạp từ 100 ÷ 125 kg lá bạc hà khô ( đã phơi trong râm mát

từ 1 ÷ 3 ngày) Tốc độ chưng cất điều chỉnh sao cho ít nhất 5 % thể tích nồi cất trongmột giờ Thời gian chưng cất 2,5 ÷ 3 giờ cho một mẻ, nhiệt độ dịch ngưng từ 30÷350C.Tinh dầu bạc hà sau cất được đem đi lắng, làm khô sẽ có màu vàng, hơi xanh, trong suốt,không vẫn đục

Qui trình công nghệ sản xuất tinh dầu quế:

Sơ đồ công nghệ:

Nguyên liệu dùng để cất tinh dầu quế có thể cành, lá hoặc vỏ quế vụn Nếu dùng cành,

lá thì nên cất ở dạng tươi vì nố sẽ cho màu sắc sản phẩm đẹp hơn Nếu nguyên liệu là vỏquế vụn thì trước khi cất nên nghiền (lọt sàng 3 mm), nếu là cành, lá thì phải băm nhỏ.Phần nước chưng sau khi phân ly có thể cho hồi lưu trở lại nồi cất để tận thu tinh dầu.Nguyên liệu chỉ cho 1/10 đến 2/10 thể tích nồi cất, nếu không sẽ có hiện tượng trào bọtqua vòi voi Thời gian chưng cất khoảng 2,5 ÷ 3 giờ Tinh dầu quế nặng hơn nước nênphải dùng thiết bị phân ly thích hợp Tinh dầu quế thành phẩm có màu vàng nâu, trongsuốt

Qui trình công nghệ sản xuất tinh dầu cam, chanh, quýt:

a Sản xuất tinh dầu cam, chanh, quýt bằng phương pháp trích ly: Nguyên liệu là vỏ cam,chanh, quýt, nếu cần bảo quản để sản xuất lâu dài thì nghiền nhỏ (10*6 mm) và ngâmtrong dung dịch muối ăn 25 %

Nguyên liệu được ngâm trong cồn thực phẩm 80 %V trong thùng nhôm, sau 48 giờ,chiết ra và thay bằng cồn cao độ hơn (90 ÷ 94 %V), ngâm tiếp trong 24 giờ, tỉ lệ cồn

và vỏ sao cho đủ để ngập hết vỏ trong thùng, cồn ngâm xong đem cất để lấy riêng từngphần Phần đầu đục, để riêng ra để cất lại, phần kế đó trong, có mùi thơm là thành phẩm

Loại có độ cồn 60 %V trở lên trộn chung lại để pha nước ngọt, loại 15 ÷ 60%V cho vàonồi cất để cất lại.

b Sản xuất tinh dầu cam, chanh, quýt bằng phương pháp chưng cất: Cất tinh dầu cam,chanh, quýt tốt nhất là từ vỏ tươi Trước khi cất cần nghiền nhỏ (2*2 mm), thời gianchưng cất 2,5 ÷ 4 giờ

Tinh dầu cam, chanh, quýt thu được bằng phương pháp này chứa nhiều tecpen vàseckitecpen nên dễ bị oxy hóa ở điều kiện thường, do đó sau khoảng 5 tuần bảo quản đã

có mùi khó chịu Phải tách bớt tecpen và seckitecpen bằng cách hòa tan tinh dầu trongcồn cao độ (96 %V), tinh dầu sẽ hòa tan hoàn toàn, sau đó thêm nước cất vào để hạ nồng

độ cồn đến 65 %V, các dạng tecpen sẽ không hòa tan ở cồn thấp độ nổi lên trên, lọc đi

ta sẽ thu được tinh dầu không còn tecpen Loại tinh dầu này có thể sử dụng trực tiếp đểpha chế rượu mùi, nước giải khát mà không sợ đục

Tinh dầu cam, chanh, quýt đã loại tecpen cần đóng trong các chai lọ có màu, tránh tiếpxúc trực tiếp với ánh sáng, không khí

Phần 2: Kỹ thuật sản xuất dầu thực vật

Chương 1: Nguyên liệu chứa dầu và phương pháp bảo

quản

Tầm quan trọng của dầu thực vật:

Công nghiệp sản xuất dầu thực vật rất quan trọng, sản lượng về dầu thực vật nói riêng

và chất béo nói chung trên thế giới không ngừng tăng lên Trong vòng 30 năm (1960đến 1989) sản lượng này đã tăng lên 2,7 lần và đạt khoảng 77 triệu tấn (1989) Trong

số này, có đến 74 % được sản xuất từ những hạt có dầu và những trái có dầu (đậu nành,olive, lạc ) Tây Âu và Mỹ là hai khu vực có sản lượng dầu béo lớn nhất thế giới

Chất béo là thành phần rất quan trọng trong cơ thể người, về mặt y học, nếu cơ thể thiếuchất béo thì nó sẽ sử dụng chất béo có trong các mô dự trữ làm cho cơ thể sút cân, gầyyếu Dầu thực vật là một loại thức ăn cung cấp năng lượng lớn gấp hai lần so với gluxit,

nó có thể sử dụng ở dạng nguyên chất hay chế biến Ngoài ra, dầu thực vật còn đượcứng dụng trong các ngành công nghiệp như công nghiệp xà phòng, sơn, vecni, sản xuấtglyxêrin Ngoài ra, khô, bả dầu thải ra trong công nghiệp sản xuất dầu thực vật có thể

sử dụng để làm nước chấm, thức ăn gia súc, phân bón

Đặc tính và phân loại nguyên liệu:

Trong công nghiệp, nguyên liệu dầu thực vật là những loại thực vật mà ở một phần nào

đó của nó có tích tụ một lượng dầu lớn đủ để khai thác được ở qui mô công nghiệp vớihiệu quả kinh tế cao (lạc, dừa, đậu nành ) Theo phạm vi sử dụng và thời vụ thu hoạch,người ta phân loại nguyên liệu dầu thực vật thành:

- Nguyên liệu theo thời vụ thu họach: cây lâu năm (dừa, trảu ), cây hàng năm (lạc,vừng )

- Nguyên liệu theo giá trị sử dụng: Nguyên liệu dầu thực phẩm (lạc, dừa, đậu nành,nguyên liệu dầu công nghiệp (trảu, thầu dầu )

- Nguyên liệu theo thành phần axit béo có chứa trong dầu: nguyên liệu có chứa các axitbéo không no như oleic, linolenic, linolic (có trong dầu cám, dầu đậu nành), nguyên liệu

có chứa các axit béo no như panmitic, lauric (dừa) Ở nhiệt độ thường, dầu thực vật cóchứa nhiều axit béo không no thì ở thể lỏng và ngược lại

- Phân loại theo tính chất của dầu: dựa vào chỉ số iod của dầu, người ta phân loại rathành dầu khô (dầu trảu, dầu vỏ hạt điều) có chỉ số iod (I.I) 130 ÷ 246, đây là loại dầu

mà khi quét lên một bề mặt thì sau một thời gian sẽ tạo màng ; dầu bán khô, có I.I trungbình, khoảng 85 ÷ 130, qua chế biến có thể thành dầu khô hay không khô; dầu khôngkhô, có I.I bé (< 85) dùng làm thực phẩm

Chỉ số iod (I.I) nói lên số nối đôi của axit béo có trong công thức phân tử của chất béo

Số nối đôi nhiều, chỉ số iod sẽ lớn và ngược lại

(I.I là lượng gam iod kết hợp với 100 g chất béo hoặc axit béo nghiên cứu)

Quá trình tạo thành dầu (triglyxêrit) trong nguyên liệu chứa dầu

Những đặc tính về cấu trúc giải phẩu của và hạt dầu quyết định tính chất cơ lý của quả

và hạt do đó nó có ảnh hưởng rất lớn đến công nghệ chế biến Nếu các mô vỏ và hạt cócấu trúc chắc chắn, cần phải phá vỡ trước khi ép hoặc trích ly nhằm tách được dầu triệtđể

Quá trình tạo thành dầu xãy ra khi hạt chín, các hợp chất vô cơ và hữu cơ trong thiênnhiên được chuyển vào hạt từ các phần xanh của cây qua hiện tượng quang hợp của láhay là chuyển qua rễ và biến thành các chất dự trữ của hạt Các chất dự trữ này chủ yếu

là tinh bột Khi hạt chín hàm lượng tinh bột giảm dần và hàm lượng dầu tăng Ở giaiđoạn đầu khi hạt chín thì dầu chủ yếu của hạt là các axít béo tự do Sau đó, axit béo tự

do giảm dần và hàm lượng trigyxêrit tăng lên Quá trình này xãy ra theo ba giai đoạn:

• glyxêrin kết hợp với một axit béo tạo monoglyxêrit

• monoglyxêrit kết hợp với một axit béo nữa tạo ra diglyxêrit

• cuối cùng diglyxêrit kết hợp với một axit béo nữa tạo thành triglyxêrit:

Nếu glyxêrin kết hợp với ba phân tử axit béo cùng loại, ta có triglyxêrit đồng thể:

Nếu glyxêrin kết hợp với các phân tử axit béo không cùng loại, ta có triglyxêrit đối xứnghoặc không đối xứng:

Khi tiến hành sản xuất mà nguyên liệu còn non, bị bệnh thì hàm lượng triglyxêrit thấp,chất lượng dầu thu được kém Hơn nữa, nếu bảo quản nguyên liệu chứa dầu không tốt,lúc đó sẽ xãy ra quá trình ngược lại, triglyxêrit bị thủy phân, sản phẩm cuối cùng làglyxêrin và axit béo

Thành phần hóa học của hạt dầu:

Chất béo:

a Lipit:Là thành phần quan trọng và chủ yếu của nguyên liệu dầu, quyết định giá trị

sử dụng trong công nghiệp của nguyên liệu dầu Đó là những chất hòa tan tốt trongdung môi không cực và chiếm hàm lượng từ 1/4 đến 3/4 khối lượng nguyên liệu Trongnguyên liệu dầu, lipit thường kết hợp với một số chất khác như protit, gluxit để tạo thànhnhững hợp chất khác nhau và những hợp chất này rất bền vững Một số lớn lipit thuộc

dạng này bị phá vỡ khi nghiền, sau đó có thể tách ra ở dạng tự do Thành phần chủyếu của lipit là triglyxêrit, chiếm 95 ÷ 98 % trong nguyên liệu dầu Các axit béo củatriglyxêrit thường là mạch thẳng, no hoặc không no, nghĩa là các axit béo này có thểchứa 1,2,3 nối đôi và có số lượng nguyên tử cacbon từ 16 ÷ 22 Thông thường là sốcacbon từ 16 ÷ 18 Ví dụ axit oleic (C18:1), axit panmitic (C16:0) Những dầu thực vậtchứa nhiều axit béo không no dễ được cơ thể hấp thụ nhưng dễ bị oxy hóa nên dễ bị ôikhét và dễ bị polyme hóa (trùng hợp) Tính chất của dầu do thành phần các axit béo và

vị trí của chúng trong phân tử triglyxêrit quyết định, bởi vì thành phần cấu tạo thứ haitrong phân tử triglyxêrit là glyxêrin đều như nhau trong tất cả các loại dầu Triglyxêritdạng hóa học tinh khiết không có màu, không mùi, không vị Màu sắc, mùi vị khác nhaucủa dầu thực vật phụ thuộc vào tính ổn định của các chất kèm theo thoát ra từ nguyênliệu dầu cùng với triglyxêrit Dầu thực vật đa số gồm các phân tử triglyxêrit có khốilượng phân tử lớn nên không bay hơi ngay cả trong điều kiện chân không cao Dưới tácđộng của các ezym thủy phân, khi có nước và nhiệt, triglyxêrit dễ bị phân cắt ở các mốiliên kết ester và bị thủy phân tạo thành các axit béo tự do, do đó các axit này bao giờcũng có mặt trong dầu thực vật

b Photpholipit: Là một lipit phức tạp, trong thành phần cấu tạo của nó có photpho vànitơ, thường chiếm 0,25 ÷ 2 % so với tổng lượng dầu có trong nguyên liệu Công thứccủa photpholipit là:

Nếu X là hidro thì photpholipit là axit photphatit Axit photphatit có trong nguyên liệuchứa dầu ở dạng muối kim loại Tùy thuộc vào việc tác động của các giai đoạn côngnghệlên quá trình chế biến mà hàm lượng photpholipit có mặt trong dầu thay đổi trong phạm

vi tương đối lớn Ta có bảng sau:

Trích ly bằng dung

Photpholipit có khả năng dinh dưỡng cao, nhưng lại có hoạt động hóa học lớn nên rất dễdàng bị oxy hóa làm hỏng sản phẩm, do đó, trong quá trình chế biến người ta tìm cáchloại photpholipit ra khỏi dầu bằng cách xử lý với một lượng nhỏ nước (thủy hóa) Khikết hợp với nước, photpholipit mất khả năng hòa tan trong dầu nên kết tủa thành cặn.Tuy nhiên, tách photpholipit bằng phương pháp thủy hóa là biện pháp không hoàn chỉnh.Thường trong dầu đã thủy hóa còn đến 0,2 ÷ 0,4% photpholipit và chúng được gọi lànhững photpholipit không thủy hóa, ví dụ như axit photphatit Khi chế biến nguyên liệuchứa dầu, photpholipit sẽ kết hợp với gluxit tạo thành những sản phẩm có màu sẩm

c Sáp: Là một lipit đơn giản, nó là ester của các axit béo mạch cacbon dài, (số nguyên

tử cacbon từ 24 ÷ 26) và rượu một hay hai chức Công thức cấu tạo của sáp như sau:

Sáp có trong hạt và quả của hầu hết các loại nguyên liệu thực vật chứa dầu, sáp làmnhiệm vụ bảo vệ quả và hạt chống lại tác động xấu của môi trường bên ngoài Trong quátrình sản xuất, nếu có sáp trong dầu thì dầu thường bị đục do những hạt tinh thể sáp rấtnhỏ tạo thành "mạng" các hạt lơ lững, khó tách ra Ở nhiệt độ thấp sáp sẽ đông đặc Do

đó để tách sáp cần phải hạ nhiệt độ của dầu

Những chất không béo, không xà phòng hóa:

Những chất này là nhóm các hợp chất hữu cơ có cấu tạo khác nhau, hòa tan tốt trong dầu

và trong các loại dung môi của dầu Khi sản xuất dầu, các chất này sẽ tách ra theo dầulàm cho dầu có màu sắc mùi vị riêng Hàm lượng chất không béo, không xà phòng hóatrong các loại dầu dao động trong phạm vi lớn từ 0,4 ÷ 2,9 % tùy thuộc vào đặc điểmcủa từng giống hạt, vào điều kiện sinh trưởng của thực vật và vào phương pháp táchdầu Những tác động công nghệ mạnh khi tách dầu sẽ làm cho lượng các chất khôngbéo, không xà phòng hóa sẽ chuyển vào dầu nhiều lên Những chất này có thể là carotin(có màu vàng tươi đến đỏ sẩm, gồm α, β, ? carotin), clorofin (có màu xanh), các chấtgây mùi như tecpen, hidrocacbua Ngoài ra, trong dầu còn có các rượu đa vòng không

no như sterol, tocopherol Cholesterol là một sterol, có mặt trong chất béo là một trongnhững nguyên nhân gây ra bệnh tim mạch

Những hợp chất có chứa nitơ:

Các hợp chất này thường hàm lượng từ 1/5 đến 1/4 khối lượng nguyên liệu, trên 90 %hợp chất có chứa nitơ là protein Ở một số nguyên liệu chứa dầu, hàm lượng protein rấtcao (ví dụ đậu nành, protein chiếm 1/3 ÷ 1/2 khối lượng hạt), do đó trong quá trình sảnxuất, bả dầu được sử dụng để làm thức ăn cho người (nước chấm) hoặc làm thức ăn giasúc Các protein đều háo nước, do đó trong những điều kiện phối hợp về nhiệt độ và độ

ẩm nhất định, các protein sẽ trương nở tạo điều kiện cho dầu thoát ra dễ dàng Nhờ biếtđược những tính chất này, người sản xuất có thể chọn những chế độ về nhiệt, ẩm thíchhợp cho từng loại nguyên liệu nhằm đạt được hiệu suất thu hồi dầu lớn nhất

Các gluxit và dẫn xuất của nó:

Gluxit là sản phẩm ban đầu của quá trình quang hợp và được dùng làm "nguyên liệu" đểxây dựng tất cả các hợp chất có trong hạt chứa dầu Trong nguyên liệu chứa dầu, gluxit

tự nhiên chủ yếu là xenlulo và hemixenlulo Lượng xenlulo chủ yếu tập trung ở vỏ.Những loại nguyên liệu chứa dầu khác nhau sẽ có hàm lượng xenlulo và hemixenlulokhác nhau, thường dao động trong khoảng 6 ÷ 46 %

Nguyên tố khoáng (chất tro)

Là những nguyên tố còn lại trong tro sau khi đốt cháy nguyên liệu chứa dầu với khôngkhí, hàm lượng nguyên tố khoáng có trong các nguyên liệu chứa dầu nhiều hơn từ 1,8

÷ 2,2 lần so với lượng nguyên tố khoáng có trong các loại thực vật khác Thường cácnguyên tố khoáng trong các nguyên liệu chứa dầu là oxit của photpho, kali, ma-giê, baoxit này chiếm 90 % tổng lượng tro Nguyên tố khoáng đóng vai trò quan trọng trongcác hoạt động sống của hạt (có trong thành phần của các enzym, tham gia vào việc vậnchuyển năng lượng của cơ thể sống) Ngoài ra, còn có một số nguyên tố phóng xạ nhưuran, rađi hàm lượng tùy thuộc vào vùng đất canh tác

Một số nguyên liệu chứa dầu:

Lạc:

Được cấu tạo gồm ba phần:

- Vỏ ngoài: là lớp vỏ mỏng, nhám, khi khô dễ vỡ theo chiều dọc, thành phần chủ yếu

là xenlulo 68 %, chứa dầu rất ít 1%, tinh bột 12%, tro 4% lượng vỏ ngoài chiếm 24 ÷35% khối lượng toàn củ lạc

- Vỏ lụa: màu vàng hay hồng, chủ yếu chứa hemixenlulo, chiếm 3 ÷ 4% khối lượng hạt

- Nhân: tròn hay bầu dục, màu trắng, thành phần hóa học (theo % chất khô) như sau:

LIPIT PROTEIN XENLULO TRO

Protein trong khô dầu lạc gồm các axit amin không thay thế như acginin, lizin, histidin,triptophan, ngoài ra trong nhân lạc còn có các vitamin như B1, B2, PP

Tỉ trọng của dầu lạc 0,910 ÷ 0,929, chỉ số xà phòng 185 ÷ 194, I.I 82 ÷ 92, nhiệt độ đôngđặc -2,5 ÷ 30C Dầu lạc dùng trong sản xuất đồ hộp, bơ nhân tạo

Đậu nành:

Thuộc họ đậu, là một loại cây hàng năm, hạt đậu nành gồm:

- Vỏ ngoài: chiếm 50 % khối lượng hạt, khối lượng 1000 hạt dao động từ 90 ÷ 200 g,

dung trọng khoảng 600 ÷ 780 kg/m3 Thành phần của hạt đỗ tương như sau:

THÀNH PHẦN LIPIT (%) PROTEIN (%) XENLULO (%) TRO (%)

Trong dầu đỗ tương có các axit béo như axit linolic (C18:2) 51 ÷ 57 %, oleic (C18:1) 23

÷ 29 %, linolenic (C18:3) 3 ÷ 6 %, panmitic (C16:0) 3 ÷ 6 %, stearit (C18:0) 5 ÷ 7 %

Tỉ trọng của dầu đậu nành là 0,922 ÷ 0,934, chỉ số xà phòng 198 ÷ 193, I.I 120 ÷ 141,nhiệt độ nóng chảy -15 ÷ 180C Dầu đậu nành chủ yếu dùng làm thực phẩm, trong dầuđậu nành có nhiều photpholipit mà chủ yếu là lơxitin có nhiều giá trị dinh dưỡng, do đó,thành phần này sẽ được tách ra trong quá trình tinh chế dầu để dùng trong sản xuất kẹobánh và bánh mì để làm tăng giá trị dinh dưỡng của những sản phẩm đó

Dầu dừa có thành phần các axit béo chủ yếu là các axit béo no, gồm axit lauric (C12:0)

44 ÷ 52 %, axit mistiric (C14:0) 13 ÷ 19 %, axit panmitic (C16:0) 7 ÷ 10%, các axit béokhông no rất ít nên ở nhiệt độ thường, dầu dừa ở thể rắn Tỉ trọng của dầu dừa 0,925 ÷0,926, chỉ số xà phòng 251 ÷ 264, I.I 7 ÷ 10

Để khai thác dầu dừa, sau khi bổ quả dừa, người ta đem phơi nắng rồi dùng tay tách lấycùi dừa, sau đó sấy khô, bảo quản và đưa vào sản xuất Dầu dừa dùng để sản xuất bơnhân tạo và dùng làm xà phòng

Cám gạo:

Cám gạo là phụ phẩm của công nghiệp xay xát, trong cám còn lẫn trấu, tấm vụn, muốndùng cám để tách dầu cần phải tách riêng các chất ấy ra, tùy theo từng loại gạo mà hàmlượng dầu trong cám có thể khác nhau, dao động từ 20 ÷ 23 % Hàm lượng enzym lipazatrong cám gạo khá cao nên cám rất dễ bị hư hỏng, vì vậy sau khi xay xát, muốn cám bảoquản được lâu thì phải tiêu diệt enzym lipaza hoặc phải đưa đi ép dầu ngay Nhiệt độdiệt enzym 100 ÷ 1050C/10 phút Trong cám có nhiều B1 nên dầu cám được dùng trong

y học (chữa bệnh tê phù) Thành phần axit béo trong dầu cám gồm axit oleic 40 ÷ 50%,linolic 26 ÷ 42 %, panmitic 13 ÷ 18 % Do trong cám có nhiều enzym lipaza nên trongdầu cám cũng sẽ tồn tại một lượng đáng kể enzym này, vì thế dầu cám rất khó bảo quản

Tỉ trọng của dầu cám là 0,916 ÷ 0,929, chỉ số xà phòng 180 ÷ 198

Đào lộn hột (điều):

Là loại cây thân gỗ, trong hạt đào có hai loại dầu khác nhau:

- Dầu vỏ: hàm lượng dầu trong vỏ khoảng 37 ÷ 61 %, thành phần chủ yếu là epoxy,được sử dụng trong công nghiệp sản xuất sơn, vecni

-Dầu ở nhân: hàm lượng dầu trong nhân khoảng 47%, axit béo chủ yếu là axit oleic 74%,dầu nhân hạt điều được sử dụng làm thực phẩm.

Bảo quản nguyên liệu chứa dầu:

Giai đoạn chuẩn bị và thu nhận các loại nguyên liệu chứa dầu từ các cơ sở sản xuất nôngnghiệp cho tới khi tiếp quản ở nhà máy chế biến dầu thường mất một thời gian khá dài,khoảng 2 đến 3 tháng, do đó vấn đề bảo quản một khối lượng lớn nguyên liệu chứa dầucho đến lúc chế biến để không gây tổn thất và giảm chất lượng là một công việc rất phứctạp và khó khăn

Nguyên liệu chứa dầu đem bảo quản thường vẫn còn khả năng sống Bởi vậy, trong thờigian bảo quản nguyên liệu vẫn còn hô hấp, năng lượng nguyên liệu dùng để hô hấp sẽlàm tiêu hao các chất dự trữ có trong nguyên liệu Mức độ tiêu hao này phụ thuộc vàocường độ hô hấp Do sự hô hấp của nguyên liệu, lượng dầu có trong nguyên liệu giảm,hàm lượng các axit béo tự do và các sản phẩm oxy hóa tăng lên, chất lượng nguyên liệutrước khi đưa vào chế biến sẽ giảm nếu không có chế độ bảo quản thích hợp

Các quá trình xãy ra trong bảo quản nguyên liệu chứa dầu:

a Quá trình phân hủy do men: Thường do các men có sẵn trong nguyên liệu vì thế nênbảo quản nguyên liệu ở nhiệt độ và độ ẩm thấp

b Quá trình phân hủy do hô hấp: Do hoạt động sống của nguyên liệu, biểu thị bằngcường độ hô hấp tiêu hao chất dự trữ của nguyên liệu và sinh ra những chất mới không

có lợi cho chất lượng của nguyên liệu cũng như thành phẩm

c Do các yếu tố khác: Do vi sinh vật, côn trùng xâm nhập vào nguyên liệu trong thu hái,vận chuyển và bảo quản làm hư hỏng nguyên liệu

Gia công nguyên liệu trước khi bảo quản:

Để thực hiện nhiệm vụ cơ bản là bảo tồn các chất có giá trị của nguyên liệu, có thể ápdụng nhiều công đoạn khác nhau nhằm phòng ngừa sự phát sinh hoặc hạn chế các quátrình phá hủy nguyên liệu

Như các quá trình làm hỏng nguyên liệu chứa dầu đã trình bày ở trên, muốn hạn chếhoặc giảm cường độ phá hủy nguyên liệu chứa dầu, ta phải tiến hành gia công nguyênliệu trước khi bảo quản, các nhiệm vụ chủ yếu của công đoạn này là:

- Giảm độ ẩm của nguyên liệu,

- Giảm nhiệt độ của nguyên liệu,

- Tiêu diệt và loại trừ các vi sinh vật,

- Đề phòng sự phát sinh côn trùng và VSV

Như vậy các công đoạn này gồm:

a Làm sạch nguyên liệu chứa dầu: Làm sạch nhằm mục đích loại bỏ tạp chất, vì tạp chấtthường có độ ẩm cao hơn độ ẩm của nguyên liệu và tạp chất thường chứa nhiều VSV

và côn trùng Để làm sạch nguyên liệu, người ta thường dùng phương pháp sàng nên đãlàm cho nhiệt độ của khối nguyên liệu giảm do khối nguyên liệu tiếp xúc với không khítrên một phạm vi tương đối lớn

b Sấy nguyên liệu chứa dầu: Mục đích của việc sấy là làm giảm độ ẩm của nguyên liệu

để nguyên liệu đạt đến một ẩm thấp hơn độ ẩm tới hạn khoảng từ 1 ÷ 2,5 % Độ ẩmtới hạn là độ ẩm ở thời điểm có nước tự do xuất hiện Giá trị của độ ẩm tới hạn thườngphụ thuộc vào thành phần hóa học của nguyên liệu chứa dầu Nếu trong nguyên liệu cónhiều dầu, có nghĩa là không có khả năng chứa nhiều nước thì độ ẩm tới hạn sẽ nhỏ Ta

có công thức tính độ ẩm tới hạn của nguyên liệu chứa dầu như sau:

A th = 14,5(100-D h )/100

A th :độ ẩm tới hạn

D h : hàm lượng dầu của nguyên liệu ở độ ẩm bằng 0

Như vậy, đối với những loại nguyên liệu có chứa càng nhiều dầu thì độ ẩm bảo quảnphải càng thấp

Ngoài ra sấy còn làm nhiệm vụ tiêu diệt VSV, côn trùng, hạn chế sự hoạt động của cácmen, rút ngắn quá trình chín tới của nguyên liệu sau khi thu hoạch Sau khi sấy cần làmnguội bằng cách thông gió hoặc đảo trộn khối nguyên liệu

Sau khi sấy và làm nguội xong, nguyên liệu được bảo quản trong kho hoặc trong xilô,kho và xilô chứa phải đảm bảo cách nhiệt, cách ẩm tốt và tránh được sự xâm nhậpcủa VSV và côn trùng, có những nơi người ta tiến hành phun hóa chất (dicloetan,tetracloruacacbon, sunfuacacbon ) để bảo quản nguyên liệu chứa dầu, tuy nhiên, nếubảo quản có phun hóa chất thì sau 2 đến 3 tháng cần phải thông gió cho khối nguyênliệu

Chương 2: Kỹ thuật sản xuất dầu thực vật

Hiện nay, để sản xuất dầu thực vật, người ta thường sử dụng phương pháp cơ học,phương pháp trích ly hoặc kết hợp cả hai phương pháp: ép cơ học và trích ly, trongchương này chỉ trình bày công nghệ sản xuất dầu bằng phương pháp ép cơ học và tríchly

Tách dầu bằng phương pháp cơ học:

Sơ đồ công nghệ:

Tùy theo từng loại nguyên liệu, sơ đồ công nghệ có những điểm khác nhau nhất định.Nhìn chung, sản xuất dầu bằng phương pháp cơ học thường được biểu diễn bởi sơ đồcông nghệ sau:

a Bóc tách vỏ: Thành phần chủ yếu của vỏ là xenlulo và hemixenlulo hầu như khôngchứa dầu hoặc chứa rất ít, hơn nữa vỏ đảm nhiệm chức năng bảo vệ cơ học cho quả hoặchạt dầu nên độ bền của vỏ lớn hơn nhân rất nhiều (nếu để vỏ sẽ gây khó khăn cho quátrình ép) Mặt khác, muốn hiệu suất tách dầu cao, các tế bào nhân cần phải được phá vởtriệt để nhằm giải phóng dầu ra ở dạng tự do nên phải qua công đoạn nghiền, chính vìvậy bóc và tách vỏ trước khi nghiền nhằm vào các mục đích sau:

- Tạo điều kiện cho việc nghiền nhân được dễ dàng, đạt độ nhỏ mong muốn,

- Giảm tổn thất dầu trong sản xuất vì vỏ có tính hút dầu cao

Ngoài ra, vỏ là nơi tập trung nhiều chất màu, nếu không bóc vỏ trước khi ép, dưới ảnhhưởng của nhiệt độ cao chát màu tan mạnh vào dầu làm cho dầu có màu xấu

Để hiệu suất bóc vỏ cao, khối nguyên liệu phải đồng đều về kích thước do đó cần phảiphân loại trước khi bóc tách vỏ Người ta thường dùng sàng để phân loại

Ngoài ra, trong quá trình bóc tách vỏ, độ ẩm của nguyên liệu đóng vai trò rất quan trọng.Nếu nguyên liệu quá khô khi vào máy xát sẽ làm cho nguyên liệu nát nhiều, các vụn vỡnày theo quạt hút ra ngoài làm tổn thất nguyên liệu, trong trường hợp nguyên liệu quá

ẩm, vỏ không đủ độ dòn cho việc bóc tách nên hiệu suất kém Một số nguyên liệu có vỏmỏng và dai như đậu nành không cần phải bóc tách vỏ vì gây quá nhiều tổn thất Vì thếtrong sơ đồ công nghệ sản xuất dầu đậu nành không có công đoạn bóc tách vỏ cho dùlượng dầu tổn thất trong quá trình sản xuất có tăng lên

Mỗi loại nguyên liệu chứa dầu có độ bền cơ học khác nhau nên đối với mỗi loại nguyênliệu khác nhau người ta dùng các loại máy bóc vỏ có cơ cấu khác nhau Các loại máynày thường dựa vào các nguyên tắc cơ bản như sau:

- Phá vở vỏ nguyên liệu do ma sát với bề mặt nhám, phương pháp này dựa trên cơ sở

là khi nguyên liệu vào máy với vận tốc xác định, xảy ra sự tiếp xúc với giữa bề mặtnguyên liệu với bề mặt nhám của thiết bị, từ đó hình thành lực cản hảm sự chuyển độngcủa nguyên liệu làm vỏ bị tróc ra khỏi nguyên liệu

- Phá vở vỏ nguyên liệu do kết quả của sự va đập lên một bề mặt rắn, phương pháp nàydựa trên cơ sở nguyên liệu chuyển động với vận tốc nào đó va đập lên một bề mặt rắncũng đang chuyển động

- Phá vở vỏ nguyên liệu dựa vào lực cắt bằng các cơ cấu dao, nguyên lý cơ bản củaphương pháp này là khi nguyên liệu vào khe giữa của các dao chuyển động và dao tĩnh,các lưỡi dao bố trí trên các đĩa sẽ xát vỏ, giải phóng nhân

- Phá vở vỏ nguyên liệu bằng lực nén ép trong các khe của các trục quay Nguyên lý cơbản ở đây là khi nguyên liệu rơi vào khe của các trục quay, hạt bị nén, vỏ bị xé nứt vàtách ra khỏi nhân

Các thiết bị bóc tách vỏ thường kết hợp 1,2 hay 3 nguyên tắc trên Sau khi bóc vỏ, tađược một hỗn hợp gồm nhân và vỏ, để phân chia hỗn hợp này, người ta thường dùngsàng, phương pháp khí động học hoặc kết hợp cả hai phương pháp này Một số thiết bịbóc tách vỏ thường dùng như sau:

b Nghiền: Tùy thuộc vào nguyên liệu chứa dầu mà đối tượng đưa vào nghiền có thểkhác nhau: là hạt nguyên, nếu nguyên liệu chứa dầu không cần phải bóc vỏ, là nhânhạt hoặc khô dầu (nếu ép dầu hai lần, một lần từ nhân hạt và một lần từ khô dầu) hoặcnguyên liệu đưa vào nghiền có thể ở dạng mảnh như cùi dừa khô Nghiền nguyên liệunhằm các mục đích sau:

- Phá hủy triệt để những tế bào nguyên liệu nhằm giải phóng dầu ra ở dạng tự do Khikích thước các hạt bột nghiền càng nhỏ, các tế bào chứa dầu càng được giải phóng

- Tạo cho nguyên liệu có kích thước thích hợp cho các công đoạn chế biến tiếp theo,khi kích thước các hạt bột nghiền càng nhỏ, chiều dài khuếch tán của nước và thời giantruyền nhiệt vào khối bột nghiền trong quá trình chưng sấy càng ngắn, bề mặt tiếp xúcgiữa các phân tử bột nghiền với nước, hơi trực tiếp, hơi gián tiếp càng lớn, do đó hiệuquả của quá trình chưng sấy sẽ tăng lên

- Tạo cho nguyên liệu có hình dáng và kích thước đồng đều, từ đó, bột nghiền sau khichưng sấy (bột chưng sấy) sẽ có chất lượng đồng đều, khi ép dầu sẽ thoát ra dễ dàng vàđồng đều

Tuy nhiên, nếu kích thước các hạt bột nghiền quá nhỏ, khi chưng sấy bột không đủ xốplàm nhiệt, nước khó tiếp xúc nên dễ sinh ra vón cục làm cho việc chưng sấy không đồngđều và do đó hiệu quả tách dầu sẽ không cao

Nếu như nguyên liệu không đem nghiền mà đưa trực tiếp vào chưng sấy thì hiệu quảchưng sấy sẽ không cao vì 3 nguyên nhân sau:

- Trong nội tại của nguyên liệu không có những biến đổi cần thiết dưới ảnh hưởng củanhiệt (sấy),