khảo sát quy trình tái chế và bảo quản dầu thực vật

luận văn về khảo sát quy trình tái chế và bảo quản dầu thực vật

TRƯỜNG ðẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN BỘ MÔN KHOA HỌC ðẤT - TNTN ðỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG KHẢO SÁT QUY TRÌNH TÁI CHẾ VÀ BẢO QUẢN DẦU THỰC VẬT Chủ nhiệm ñề tài: NGUYỄN VĂN CHƯƠNG Long Xuyên, tháng 05 năm 2007 LỜI CẢM TẠ Để hoàn thành đề tài nghiên cứu này tôi đã nhận được sự giúp đỡ chân thành của Ban Giám Hiệu Trường Đại học An Giang, Phòng Quản lý Khoa học và Hợp tác Quốc tế Trường Đại học An Giang, Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp – TNTN và các anh chị trong Phòng Thí Nghiệm của Khoa Nông Nghiệp và Tài Nguyên Thiên Nhiên. Tôi xin chân thành cám ơn ♣ Trung Tâm Y Tế Dự Phòng Tỉnh An Giang ♣ Chi Cục Tiêu Chuẩn - Đo Lường - Chất Lượng An Giang ♣ Ban Giám Hiệu Trường Đại học An Giang ♣ Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp – TNTN ♣ Phòng Quản lý Khoa học và Hợp tác Quốc tế Trường Đại học An Giang ♣ Phòng Tài vụ Trường Đại học An Giang ♣ Công ty Liên Doanh Công Nghiệp Thực Phẩm An Thái ♣ Các anh chị trong Phòng Thí Nghiệm của Khoa Nông Nghiệp và Tài Nguyên Thiên Nhiên. Đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu và công tác. 1 TÓM LƯỢC Dầu và các sản phẩm chứa dầu là những mặt hàng tiêu dùng hàng ngày rất cần cho sản xuất và đời sống. Hàng năm, việc sản xuất dầu và việc mở rộng mặt hàng có nguồn gốc từ dầu không ngừng được tăng lên. Ngoài ý nghĩa dùng làm thực phẩm, dầu còn được dùng trong nhiều ngành công nghiệp.Hiện nay, trong tỉnh An Giang nói riêng và cả nước nói chung, tình hình chế biến thực phẩm có sử dụng dầu thực vật là rất lớn .Vì vậy, số lượng dầu thải ra rất lớn. Ngoài ra, một số hộ dân sản xuất và buôn bán nhỏ họ thải ra cống, rãnh hoặc thảy ra sông gây lãng phí và ô nhiểm môi trường. Vì vậy, đây có thể là một đề tài mới về lảnh vực này nhằm làm giảm bớt sự lãng phí và làm giảm sự ô nhiểm do dầu phế phẩm thải ra và đây cũng là lý do tôi thực hiện đề tài nghiên cứu này. Đề tài “Khảo sát quy trình tái chế và bảo quản dầu thực vật ” được đặt ra để giải quyết vấn đề này. Thí nghiệm tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến từng công đoạn trong quy trình tinh luyện dựa trên quy trình sản xuất lý thuyết: - Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng nước muối sử dụng đến quá trình hydrate hóa. Thí nghiệm được tiến hành hydrate hóa ở 3 mức nhiệt độ 70-80 0 C, 80-90 0 C, 90-100 0 C và lượng nước muối với 5 tỉ lệ: 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, so với lượng dầu. - Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian khuấy trộn đến quá trình hydrate hóa. Thí nghiệm được khảo sát ở 5 mức thời gian: 0, 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút. - Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ NaOH 0.1N đến quá trình trung hòa. Thí nghiệm được tiến hành ở 8 mức độ: 0 ml, 2 ml, 4 ml, 5,55 ml, 6 ml, 8 ml, 10 ml, 12ml. - Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng dung dịch NaOH sử dụng đến quá trình trung hòa. Thí nghiệm được khảo sát ở 3 mức nhiệt độ: 50-60 0 C, 60-70 0 C, 70-80 0 C và lượng dung dịch NaOH0.1N ở 4 mức: khối lượng tính theo lý thuyết, dư 0.45 ml, 2.45 ml, 4.45 ml, 6.45 ml so với lượng tính theo lý thuyết. 2 - Khảo sát sự tác động của BHA, BHT, TBHQ và hỗn hợp BHA:BHT:TBHQ (1:1:1) đến khả năng bảo quản dầu. Thí nghiệm được tiến hành khảo sát ở 12 mức độ: BHA 0,01%, BHA 0,02%, BHA 0,03%, BHT 0,01%, BHT 0,02%, BHT 0,03%, TBHQ 0,01%, TBHQ 0,02%, TBHQ 0,03%, hỗn hợp 0,01%, hỗn hợp 0,02%, hỗn hợp 0,03%. Kết quả nghiên cứu cho thấy: - Nhiệt độ hydrate hóa tốt nhất là 90-100 0 C và lượng nước muối cần dùng là 15%. - Thời gian khuấy trộn thích hợp nhất là 20 phút. - Nồng độ NaOH 0.1N phù hợp nhất là 8 ml. - Nhiệt độ trung hòa cho kết quả tốt là 60-70 0 C với lượng NaOH 0.1N sử dụng dư 2.55 ml so với lượng tính theo lý thuyết. - Dùng chất bảo quản TBHQ với nồng độ 0,02% cho kết quả bảo quản cao nhất. - Hiệu suất cho cả quy trình tái chế dầu ở quy mô phòng thí nghiệm là: 95,78 %. 3 MỤC LỤC Nội dung Trang LỜI CẢM TẠ------------------------------------------------------------------------------- 1 TÓM LƯỢC--------------------------------------------------------------------------------- 3 MỤC LỤC----------------------------------------------------------------------------------- 4 DANH SÁCH BẢNG---------------------------------------------------------------------- 9 DANH SÁCH HÌNH--------------------------------------------------------------------- 12 Chương I. GIỚI THIỆU----------------------------------------------------------------- 13 1.Đặt vấn đề-------------------------------------------------------------------------------- 13 2.Mục tiêu nghiên cứu------------------------------------------------------------------- 15 Chương II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU----------------------------------------------- 17 1.Tổng quan về dầu thực vật (oil cooking)------------------------------------------- 17 2.Sự oxy hoá chất béo (Quá trình hư hỏng dầu )----------------------------------- 19 2.1.Ôi hoá học------------------------------------------------------------------------------ 20 2.2.Ôi sinh hoá học-------------------------------------------------------------------------21 2.3.Quá trinh thuỷ phân tự xúc tác------------------------------------------------------- 21 3. Những khái niệm hiện đại về sự tự oxy hóa dầu thực Vật---------------------23 3.1 Đặc tính dầu mỡ là cơ chất tự oxy hoá --------------------------------------------- 23 3.2. Sự khơi mào các phản ứng mạch của sự tự oxy hoá------------------------------24 3.3. Sự tham gia cxủa các ion kim loại có hoá trị thay đổi vào sự khơi mào của phản ứng mạch tự oxy hoá-----------------------------------------------------------------------25 4.Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ của sự tự oxy hoá dầu----------------------- 25 4.1.Ảnh hưởng của axit béo tự do đối với sự tự oxy hoá dầu------------------------ 25 4.2. Ảnh hưởng của oxy ở môi trường xung quanh đến sự tự oxy hoá dầu-------- 26 4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự tự oxy hoá dầu-----------------------------------26 4.4. Ảnh hưởng của các ion kim loại có hoá trị đến sự tự oxy hoá dầu------------- 26 4.5. Ảnh hưởng của tia năng lượng và sự bức xạ ion hoá đến sự tự oxy hoá dầu- 27 5 Những khái niệm hiện đại về cơ chế kiềm hãm sự tự oxy hoá dầu mỡ------ 28 5.1.Sự kìm hãm do các chất ức chế làm đứt mạch sự tự oxy hoá-------------------- 28 4 5.2.Kìm hãm sự tự oxy hoá do các chất ức chế làm giảm tốc độ phát sinh mạch nhánh thái hoá-------------------------------------------------------------------------------------- 29 5.3.Khử hoạt tính xúc tác của các hợp chất của các hợp chất chứa kim loại------- 29 5.4. Tính hiệp trợ là cơ sở của việc ứng dụng sự phối hợp các chất ức chế có cơ chế tác dụng khác nhau------------------------------------------------------------------------- 30 6. Bảo quản dầu thực vật và phương pháp tăng cường độ bền vững của chúng trong thời gian bảo quản---------------------------------------------------------------- 31 6.1.Ảnh hưởng của quá trình tách dầu đối với độ bền vững của chúng trong thời gian bảo quản------------------------------------------------------------------------------------- 31 6.2.Ảnh hưởng của quá trình tinh chế đối với độ bền vững của dầu trong thời gian bảo quản---------------------------------------------------------------------------------------- 6.3.Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và đóng gói đối với độ bền vững của dầu trong thời gian bảo quản-------------------------------------------------------------------------- 34 7 Các phương pháp xác định đặc tính lí hoá của dầu----------------------------- 37 7.1.Phương pháp xác định màu sắc, mùi và độ trong - TCVN 2627 -78-----------37 7.1.1. Màu sắc : xác định màu sắc bằng phương pháp cảm quan-------------------37 7.1.2.Xác định mùi------------------------------------------------------------------------- 37 7.1.3.Xác định độ trong------------------------------------------------------------------ 37 7.2.Phương pháp xác định tỷ khối ( TCVN 2629 -78 )--------------------------------37 7.3.Phương pháp xác định hàm lượng nước và chất bay hơi ( TCVN 2631 -78)-- 39 7.4.Phương pháp xác định chỉ số peroxyt ( TCVN 2632 -78 )----------------------- 39 7.5.Phương pháp xác định chỉ số iot( TCVN 2634 -78 )------------------------------40 7.6.Phương pháp xác định chỉ số axit ( TCVN 2639 -78 )----------------------------42 8 Các đặc trưng chất lượng dầu thực vật tinh luyện ( TCVN 6047:1995)----- 43 8.1.Màu sắc : đặc trưng cho sản phẩm đã định----------------------------------------- 43 8.2.Mùì và vị ------------------------------------------------------------------------------- 43 8.3.Chỉ số axit------------------------------------------------------------------------------ 43 8.4.Chỉ số peroxit : không quá 10 mili đương lượng peroxit / kg dầu-------------- 43 9. Các phụ gia thực phẩm ( TCVN 6047:1995 )-------------------------------------43 5 9.1.Các phẩm mầu------------------------------------------------------------------------- 43 9.2 Các loại hương liệu ------------------------------------------------------------------- 43 9.3.Các chất chống oxy hoá--------------------------------------------------------------- 44 9.3.1 BHA (butylated hydroxyanisole)-------------------------------------------------- 44 9.3.2. BHT (butylated hydroxytoluene)------------------------------------------------- 45 9.3.3. TBHQ (tert-butylhydroquinone)-------------------------------------------------- 45 9.4.Cơ chế hoạt động của các chất chống oxy hoá-------------------------------------46 9.5.Các chất điều phối chống oxy hoá--------------------------------------------------- 47 9.6. Phương pháp lắng-------------------------------------------------------------------- 47 9.6.1. Phương pháp ly tâm---------------------------------------------------------------- 48 9.6.2. Phương pháp lọc------------------------------------------------------------------- 48 9.7. Các phương pháp tinh luyện hóa học-----------------------------------------------48 9.7.1. Phương pháp thuỷ hóa (hydrate hóa)------------------------------------------- 48 9.7.2. Phương pháp trung hòa bằng kiềm---------------------------------------------- 49 Chương III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU--------53 1. Phương tiên nghiên cứu-------------------------------------------------------------- 53 1.1.Thời gian và địa điểm----------------------------------------------------------------- 53 1.1.1.Thời Gian---------------------------------------------------------------------------- 53 1.1.2 Địa điểm------------------------------------------------------------------------------ 53 1.2.Quá trình tái chế----------------------------------------------------------------------- 53 1.3.Phương pháp lấy mẩu phân tích----------------------------------------------------- 53 1.4. Dụng cụ và thiết bị-------------------------------------------------------------------- 55 1.5. Hoá chất-------------------------------------------------------------------------------- 56 2. Phương pháp nghiên cứu-------------------------------------------------------------56 2.1. Qui trình Tái chế dầu thực vật tham khảo-----------------------------------------57 2.2.Thuyết minh qui trình----------------------------------------------------------------- 57 2.2.1.Nguyên liệu-------------------------------------------------------------------------- 57 2.2.2.Trung hoà---------------------------------------------------------------------------- 57 2.2.3.Tách tạp chất lần 1,2--------------------------------------------------------------- 57 6 2.2.4.Rửa dầu lấn1, 2---------------------------------------------------------------------- 58 2.2.5.sấy------------------------------------------------------------------------------------- 58 2.3. Thí nghiệm 1-------------------------------------------------------------------------- 58 2.4. Thí nghiệm 2-------------------------------------------------------------------------- 58 2.5. Thí nghiệm 3-------------------------------------------------------------------------- 60 2.6. Thí nghiệm 4-------------------------------------------------------------------------- 61 2.7. Thí nghiệm 5-------------------------------------------------------------------------- 63 2.8. Thí nghiệm 6-------------------------------------------------------------------------- 65 3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu------------------------------------------- 67 3.1. Phương pháp phân tích -------------------------------------------------------------- 67 3.1.1. Phương pháp phân tích thành phần nguyên liệu và thành phẩm------------ 67 3.1.2. Phương pháp xác định chỉ số acid----------------------------------------------- 67 3.1.3. Phương pháp xác định chỉ số xà phòng hóa ----------------------------------- 67 3.1.4. Phương pháp xác định chỉ số peroxide ----------------------------------------- 67 3.1.5.Chỉ số iot----------------------------------------------------------------------------- 67 3.1.6. Chất không bị xà phòng hoá------------------------------------------------------ 67 3.1.7 Độ ẩm, % khối lượng--------------------------------------------------------------- 67 3.1.8 Tỷ khối ( 20 o C/nước ở 20 o C)------------------------------------------------------- 67 3.1.9.Chỉ số khúc xạ (n- D 40 o C )---------------------------------------------------------- 67 3.2. Phương pháp xử lý số liệu----------------------------------------------------------- 67 Chương IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN------------------------------------------68 1.Thành phần hóa học của nguyên liệu-----------------------------------------------68 2. Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng nước muối sử dụng đến quá trình hydrate hóa------------------------------------------------------------------------- 68 3.Khảo sát của thời gian khuấy trộn đến quá trình hydrate hóa----------------70 4. Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ NaOH đến quá trình trung hòa------ 71 5. Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng dung dịch NaOH sử dụng đến quá trình trung hòa---------------------------------------------------------------------- 72 6. Khảo sát lượng dung dịch NaOH sử dụng đến hiệu suất thu hồi------------73 7 7. Khảo sát sự ảnh hưởng của chỉ số xà phòng và lượng dung dịch NaOH sử dụng đến hiệu suất thu hồi-------------------------------------------------------------- 75 8. Khảo sát sự ảnh hưởng của chỉ số axit và lượng dung dịch NaOH sử dụng đến hiệu suất thu hồi-------------------------------------------------------------------------- 76 9. Khảo sát sự tác động của BHA, BHT, TBHQ và hỗn hợp BHA:BHT:TBHQ (1:1:1) đến khả năng bảo quản dầu-------------------------------------------------- 77 10. Chỉ tiêu dầu thành phẩm----------------------------------------------------------- 78 Chương V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ----------------------------------------------- 80 1.Kết luận----------------------------------------------------------------------------------- 80 2. Đề nghị----------------------------------------------------------------------------------- 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO---------------------------------------------------------------83 PHỤ CHƯƠNG--------------------------------------------------------------------------- 85 8 DANH SÁCH BẢNG Bảng số Tựa bảng Trang 1 Thành phần hoá học trong dầu thực phẩm--------------------------------14 2 Thành phần hóa học của dầu thực vật ------------------------------------ 17 3 Lượng ion kim loại (mg/kg) làm giảm độ bền vững của dầu---------- 27 4 Hàm lượng kim loại trong dầu--------------------------------------------- 32 5 Hàm lượng kim loại ở trong các giai đoạn của quá trình tinh chế-----33 6 Sự phụ thuộc trực tiếp giữa hàm lượng axit béo tự do và sự tăng nồng độ của sắt ở trong dầu qua thời gian bảo quản 8 tháng rưỡi ở nhiệt độ 18-20 o C trong bể thí nghiệm có dung tích 250 cm 3 ---------------------25 7 Thời gian phản ứng và lượng mẫu thử phụ thuộc vào chỉ số iot ------41 8 Những qui định về mức độ sử dụng phẩm mầu--------------------------43 9 Những qui định về mức độ sử dụng chất chống oxy hoá--------------- 44 10 Những qui định về mức độ sử dụng chất điều phối chống oxy hoá--- 47 11 Quy định nồng độ dung dịch kiềm tương ứng với nhiệt độ và chỉ số acid của dầu mỡ------------------------------------------------------------------- 50 12 Quan hệ giữa hàm lượng acid béo tự do và nồng độ NaOH----------- 51 13 Tương tác giữa % NaOH và 0 Bé------------------------------------------- 52 14 Cách lấy mẫu dầu dự theo khối lượng------------------------------------ 54 15 Cách lấy mẫu dầu dự theo khối lượng------------------------------------ 54 16 Kết quả phân tích thành phần của dầu trước khi tái chế---------------- 68 17 Sự biến đổi chỉ số acid theo nhiệt độ và nồng độ muối sử dụng sau khi hydrate hóa------------------------------------------------------------------- 69 18 Sự biến đổi chỉ số acid theo thời gian khuấy ---------------------------- 70 19 Sự thay đổi chỉ số acid và xà phòng hóa theo nồng độ NaOH -------- 71 9 [...]... về dầu thực vật, cho các môn học về chế biến và bảo quản dầu thực vật 3 Tóm tắt Đã từ lâu rồi công việc tái chế dầu thực vật trong một số nhà máy chế biến mì ăn liền theo kinh nghiệm và không có một qui trình tái chế nào hoàn chỉnh Tuy nhiên việc xem xét quá trình tái chế trên góc độ khoa học thì chưa có tài liệu nào nói đến, chỉ có một số tài liệu mang tính chất giới thiệu chung về dầu tái chế và. .. qui trình tái chế dầu hoàn chỉnh 2♣ Phân tích các chỉ tiêu về chất lượng 3♣ Sử dụng chất bảo quản và khảo sát sự thay đổi chất lượng theo thời gian và các loại hoá chất bảo quản 4♣ Tính hiệu suất thu hồi và tính toán hiệu quả kinh tế của đề tài 5♣ Lý giải, phân tích qui trình trên cơ sở khoa học ♣ Phân tích sự biến đổi về mặt hoá sinh học trong quá trình tái chế và bảo quản 6♣Là tài liệu tham khảo. .. chúng đối với quá trình đồng hoá ở trong cơ thể đã được nghiên cứu rất tỷ mỉ Các phương pháp bảo quản dầu mỡ khỏi oxy hoá đang được kiện toàn và hoàn thiện, quá trình tái chế dầu thực vật nhằm loại bỏ các sản phẩm độc hại do sự oxy hoá gây ra, tái sử dụng và góp phần tăng thêm hiệu quả của sự bảo quản dầu là vô cùng mới và thiết thực 3 Những khái niệm hiện đại về sự tự oxy hóa dầu thực vật Phản ứng oxy... thời gian bảo quản Như chúng ta đã biết rằng dầu thực vật là loại dầu không bền vững đối với quá trình tự oxy hoá Vì vậy kỹ thuật tách, chiết, tái chế dầu phải tiến hành như tế nào để có thể loại trừ được các yếu tố thúc đẩy quá trình oxy hoá phát triển ở trong dầu. Trong một số loại hạt có dầu và một số loại thực vật dùng để điều chế dầu thực vật thì trong thành phần của chúng ngoài hàm lượng dầu còn... suất thu hồi theo chỉ số axit và NaOH0.1N 76 16 Sản phẩm dầu sau tái chế - 79 17 Sản phẩm dầu trước và sau tái chế - 79 18 Qui trình Tái chế dầu thực vật - 81 12 Chương I PHẦN MỞ ĐẦU 1.Đặt vấn đề Dầu thực vật là nguồn thực phẩm không thể thiếu trong khẩu phần ăn của tất cả mọi người trên toàn thế giới Dầu là thành phần lipide chính... ) Do đó, dầu hướng dương nhất là dầu đã tinh chế rất không bền vững trong thời gian bảo quản Để tăng độ bền vững của loại dẩu hướng dương này Người ta cho phép thêm vào trong dầu một lượng BHT hoăc BHA không quá 0.02% , với photphat 0.1% và axit citric 0.005 % 6.3.Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và đóng gói đối với độ bền vững của dầu trong thời gian bảo quản Để bảo quản lâu dài, dầu thực vật được... bằng hydro ) của dầu thực vật là một phương pháp để chế biến dầu thực vật dạng lỏng sang dạng rắn, hiện nay cũng được áp dụng 2.Sự oxy hoá chất béo (Quá trình hư hỏng dầu ) Dầu thực vật cần đáp ứng những yêu cầu về cảm quan như màu sắc, mùi vị, độ đặc, có độ bền vững cao khi bảo quản và chế biến nấu nướng Tất cả những chỉ tiêu này đều có mối liên quan khắng khít với nhau Dầu có đủ giá trị thực phẩm tức... chất ức chế tự nhiên, tăng cường khả năng chống oxy hoá trong dầu 6.2.Ảnh hưởng của quá trình tinh chế đối với độ bền vững của dầu trong thời gian bảo quản Phần lớn các loại dầu thực vật sau khi sản xuất ra đều phải qua quá trình tinh chế Đặc biệt có một số loại dầu như dầu hạt bông, dầu đậu tương càng phải tiến hành tinh chế rất thận trọng Có nhiều loại dầu là nguyên liệu để sản xuất các loại mỡ thực. .. chế và các sản phẩm về dầu 15 Việc nghiên cứu, khảo sát qui trình tái chế dầu đã qua sử dụng chẳng những cho chúng ta có những hiểu biết về các ngành chế biến có sử dụng dầu của địa phương, mà còn có khả năng đánh giá, bảo quản, cải tiến qui trình kỹ thuật trong chế biến, định hướng việc tiết kiệm nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến thực phẩm có sử dụng dầu thực vật Bên cạnh việc đi sâu... nhau thì các loại dầu thực vật lỏng do có chứa một lượng lớn axit béo chưa no nên kém bền vững hơn các loại dầu mỡ khác Như vậy vấn đề cung cấp dầu thực phẩm đảm bảo chất lượng tốtđến tận tay người tiêu dùng chỉ có thể giải quy t được khi thực hiện một loạt biện pháp liên hoàn để cho dầu mỡ khỏi bị oxy hoá trong các khâu sản xuất, tái chế và bảo quản 6.1.Ảnh hưởng của quá trình tách dầu đối với độ bền