Quy trình công nghệ sản xuất dầu thực vật

2.2 Thành phần hoá học của hạt : 2.2.1 Lipid : Là những chất hoà tan tốt trong dung môi hữu cơ không phân cực như xăng, hecxan,ete etylic, cacbon tetraclorua và những chất khác,trên thực

Chương 1:

KHÁI QUÁT VỀ SỰ PHÁT TRIỂN DẦU THỰC VẬT

Dầu béo, một thành phần không thể thiếu được trong bất kì một tế bào sống nào phổbiến trong thế giới thực vật Trong các mô và cơ quan thực vật có chứa một lượng dầu béođáng kể gọi là cây có dầu

Việc sản xuất và sử dụng dầu thực vật đã có từ thời xa xưa Lúc đó, người ta đã biếtsử dụng những loại hạt và quả chứa nhiều dầu để lấy dầu Và dầu oliu và dầu cọ là nhữngdầu đầu tiên mà người ta chỉ cần một ngoại lực rất nhỏ đã dễ dàng lấy được từ quả củachúng Khi trình độ kĩ thuật phát triển, người ta đã lấy được dầu từ những quả và hạt cócấu trúc mô bền chắc và cả những quả và hạt có hàm lượng dầu không nhiều lắm

Ngay từ thời Trung cổ, Nga và các nước Tây Âu đã iết làm sạch, tách tạp chất, bócvỏ và đem nghiền hạt để phá hủy các mô chứa dầu của hạt.Trước khi ép, bột nghiền đượcđun nóng để tách dầu ra một cách nhanh hơn và kiệt hơn

Thời kì đầu, kĩ thuật tách dầu rất thô sơ Hạt được nghiền bằng những cối chày gỗhoặc đá Dầu được ép bằng hai tấm ép gỗ hoặc đá Sau đó xuất hiện những cỗ máy rấtđơn giản kiểu đòn bẩy (nêm ép)

Dần dần, máy ép ngày càng đựơc cải tiến hiện đại hơn Năm 1818 xuất hiện máy épthủy lực và ngày nay được thay thế bằng máy ép vít liên tục

Để nâng cao hơn nữa hiệu suất tách dầu, người ta nghĩ đến phương pháp trích li dầubằng dung môi hữu cơ hòa tan dầu Phương pháp này có thể tách dầu một cách triệt để(lượng dầu còn lại trong bã < 1%) Tuy nhiên chất lượng dầu trích li kém hơn dầu ép nênxuất hiện công nghệ tách dầu hai lần, trong đó dầu chủ yếu được lấy ra bằng cách ép sơbộ rồi trích li một lượng dầu còn lại trong khô dầu

Nguyên liệu có dầu muốn trở thành nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất dầu thìphải trồng trọt theo quy mô lớn mà ít tiêu tốn sức lao động.Hiện nay, hầu hết các quátrình, từ lúc gieo trồng đến khi thu hoạch đều được cơ khí hoá hoàn toàn.Với những câyhoang dại, mặc dầu có chứa hàm lượng tương đối cao nhưng không sử dụng trong côngnghiệp được vì khâu thu hoạch quả và hạt khó khăn

Hạt đậu phộng

Hạt hướng dương

Hạt cọ dầu

Hạt oliu

Hạt cải dầu

Chương 2:

NGUYÊN LIỆU

2.1 Quá trình tạo thành dầu ở thực vật :

Quá trình tạo thành dầu – lipid dự trữ, trong hạt có dầu xảy ra khi hạt chín Các hợpchất hữu cơ và vô cơ thiên nhiên chuyển vào hạt từ các phần xanh của cây, lá và từ đấtthông qua hệ rễ, từ đó chuyển thành các chất dự trữ ở trong hạt

Quá trình tổng hợp trong hạt dầu, lúc đầu tạo ra các chất glucid, điển hình là tinh bột,sau đó khi hạt chín dần thì hạt tinh bột sẽ chuyển thành hạt lipid

Giai đoạn đầu khi hạt chín, dầu có nhiều acid béo tự do Sau đó lượng acid béo tự dogiảm xuống và hàm lượng triglyceride dạng hợp chất liên kết từ 3 phân tử acid béo vàglycerin tăng lên Việc tổng hợp acid béo diễn ra theo trật tự lần lượt từ các mảnh hợpchất hai và ba nguyên tử C dưới tác động của hai hệ enzim, với nguồn Cacbon là các chấtglucide thiên nhiên Lúc đầu từ các sản phẩm phân tử thấp tạo ra acid béo có 16 nguyêntử C (acid panmitic); sau đó, mạch acid béo sẽ được kéo dài ra thêm từng hai nguyên tử Cmột

Glycerin trong các hạt chín được tạo thành từ những nguyên tử có 3 nguyên tử C.Ngoài triglyceride, trong các hạt dầu chín còn có chất dự trữ protein Tổng hàm lượngdầu, lipide dự trữ và protein dự trữ chiếm đến 80% khối lượng hạt già

2.2 Thành phần hoá học của hạt :

2.2.1 Lipid :

Là những chất hoà tan tốt trong dung môi hữu cơ không phân cực như xăng, hecxan,ete etylic, cacbon tetraclorua và những chất khác,trên thực tế không hoà tan trong nước.Hàm lượng lipid dao động trong khoảng 25 – 75% khối lượng hạt Trong các hạt dầu,lipide thường liên kết với các chất khác, với protein, saccharide và các dẫn xuất củachúng, tạo thành các kiểu hợp chất khác nhau và bền vững

Một lượng lớn lipide thuộc các hợp chất này bị phá vỡ khi nghiền hạt, sau đó có thểlấy lipide dưới dạng tự do Để phá vỡ các hợp chất liên kết khác cần phải tăng độ nhiệt,tác động bằng dung môi sôi hoặc xử lí bằng dung dịch rượu kiềm

Trong quá trình sản xuất, khi chế biến hạt, chúng chịu nhiều tác động công nghệkhác nhau: nghiền, đun nóng, gia nhiệt, gia ẩm, áp lực khi nén, tác dụng của dung môihữu cơ khi trích li Những tác động đó nhằm phá huỷ liên kết của lipide với các cấu tửkhác, mặc dù không thể giải phóng hoàn toàn tất cả các chất lipide Tuỳ thuộc vào tínhhoá học tự nhiên và mức độ liên kết của lipide, chúng có thể chuyển một phần hay toànbộ dầu tách được từ hạt

Đồng thời với sự kiện đó không tránh khỏi xảy ra những biến đổi hoá học của lipidedưới tác động công nghệ Như vậy, một tổ hợp hoá học các chất lipide khác nhau mà tathu được tại các nhà máy sản xuất dầu chính là dầu thực vật

Triglyceride: là thành phần chiếm chủ yếu (95 – 98%) của lipide quả và hạt dầu.Phospholipide: hàm lượng dao động từ 0.25 – 2% so với số lượng dầu trong hạt.Phospholipide dễ bị oxi hoá, nhận oxi vào, vì vậy được coi là chất chống oxi hoá của dầu.Khi chế biến công nghệ hạt dầu, phospholipide sẽ kết hợp với glucide tạo thành sản phẩm

màu sẫm – Melanophosphatide, dễ kết hợp với protein và các thành phần hoá học kháccủa hạt dầu.

Sáp: trơ hoá học, không bị tách ra ngay cả khi tinh luyện dầu bằng kiềm Những hạttinh thể sáp rất nhỏ, không lắng thành cặn, tạo thành “mạng” các hạt lơ lửng, làm giảmhình thức dầu Vấn đề tách sáp hiện nay là một trong những vấn đề khó khăn nhất tronglĩnh vực công nghệ sản xuất dầu thực vật hiện đại

2.2.2 Hợp chất không béo không xà phòng hoá :

Những chất không béo không xà phòng hoá là nhóm hợp chất hữu cơ có cấu tạo hoáhọc đặc trưng khác nhau, tan tốt trong dầu và các loại dung môi của dầu Khi tách dầu,những chất này sẽ theo dầu tách ra khỏi hạt và làm cho dầu có màu sắc, mùi, vị riêngbiệt

Hàm lượng có trong dầu: 0.4 – 2.9%, tuỳ thuộc đặc điểm từng giống hạt, điều kiệnsinh trưởng của thực vật và phương pháp tách dầu Những tác động công nghệ mạnh khitách dầu sẽ làm cho lượng các chất không béo không xà phòng hoá sẽ chuyển vào dầunhiều lên

Màu sắc của dầu là do sự có mặt của các sắc tố hoà tan trong chất béo và nhữnglipide mang màu Chẳng hạn, trong các loại dầu thực vật thường gặp nhóm chấtcarotenoide, màu từ vàng tươi đến đỏ sẫm Sự có mặt của clorophile và các sản phẩmchuyển hoá của nó làm cho dầu có màu phớt xanh như dầu gai, dầu lanh, dầu đậu tương,dầu bông

Màu và vị của dầu thực vật là do sự có mặt của các tecpen, hidrocacbua mạch thẳngkhác nhau và các sản phẩm phân huỷ chúng

Tính bền không bị oxi hoá cùa dầu thực vật do sự có mặt hợp chất tocopherol trongdầu, do tocopherol có hoạt tính chống oxi hoá mạnh và chứa vitamin E Tocopherol là rượutrong thành phần cấu tạo có các vòng cacbon, các dị vòng và các mạch isopren.Tocopherol tan tốt trong dầu và các dung môi hữu cơ không phân cực, không tan trongnước Chúng không bị phân huỷ khi tác dụng với acid kiềm và cả khi đun nóng dầu đến

1200C trong thời gian ngắn Hàm lượng tocopherol trong dầu từ 40 – 280 mg trong 100g.Ngoài ra, trong dầu thực vật còn có một lượng nhỏ lipide phân cực, đó là hợp chấtcủa rượu hai chức và acid béo

2.2.3 Hợp chất có nitơ (có đặc tính protein và phi protein):

Hợp chất có nitơ trong hạt dầu chiếm từ 20 – 25% khối lượng hạt, trừ hạt đậu tươngcó protein chiếm tới 33 – 50% khối lượng hạt

Protein đơn giản có trong hạt dầu thực hiện chức năng là chất dự trữ:

- Albumin _ protein hoà tan trong nước

- Globulin _ protein hoà tan trong dung dịch NaCL 10%

- Glutelin _ protein hoà tan trong dung dịch

- Protein không tan

Trong đó protein chủ đạo là globulin

Protein phức tạp là các hợp chất của protein với các chất thiên nhiên phi protein, thựchiện chức năng kiến tạo trong hạt Gồm lipoprotein, glicoprotein và nucleoprotein

Nhóm phi protein: đồng, thiếc, mangan, magie, sắt Trong nhiều enzim, nhóm phiprotein là các vitamin hoà tan trong nước, quan trọng nhất là vitamin nhóm B _ tiamin,riboflavin, acid nicotic, piridoxin, acid pantotenic, biotin, mezoinozit, acid folic,… Căn cứ

vào vitamin có trong hạt mà người ta có thể xác định được đặc tính các hệ enzim của hạt.Những hạt thực vật có dầu đã tách dầu là nguồn giàu vitamin hoà tan trong nước.

Trong quá trình công nghệ sản xuất dầu thực vật, những enzim có ý nghĩa quan trọng:lipase thuỷ phân triglyceride thành acid béo tự do; phospholipase thuỷ phân mối liên kếteste của phospholipide; glucozidase thuỷ phân glucoside – amiodalin có trong hột của quảcây và linamarin có trong hạt lanh và các glucozid của hạt cải dầu và các hạt cải khác.Trong quá trình oxi hoá, do có sự tác động của enzim lipoxigenase (oxidoreductase)nên có sự tạo thành hidroperocide của acid béo không no linolic và linolenic Theo tínhchất của hidroperocide lại có khả năng oxi hoá carotinoide và các dẫn xuất của chúngcũng như các chất khác của hạt Lipoxigenase xúc tiến sự phân huỷ các phân tử acid béo,làm cho dầu bị đắng, hắc và bị ôi oxi hoá

Protein của hạt có tính háo nước và trương nở trong nước Trong điều kiện phối hợpđộ nhiệt và độ ẩm nhất định, protein có khả năng biến mất tính dẻo, sau khi làm lạnh tạothành vật thể rắn vẫn giữ nguyên được hình dạng cũ Tính chất này được ứng dụng rộngrãi trong quá trình tách dầu ra khỏi hạt

Tính chất công nghệ quan trọng nhất của protein là khả năng tự biến tính Sự biếntính protein xảy ra dưới sự ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ như: nhiệt, dung môi hữu

cơ, ngoại lực khi ép và nghiền, cùng những tác động bên ngoài không thuận lợi khác Biểuhiện rõ nhất của sự biến tính protein là sự thay đổi tính tan và tính dẻo, tính chất cơ lý củaprotein

Nitơ phi protein của hạt dầu nằm trong nhóm chất có nitơ của phospholipide, vitaminvà coenzim, glycoside và các chất ankaloide Khi protein bị phân huỷ trong quá trình hạt

hư hỏng, lượng nitơ phi protein sẽ tăng lên do chính nitơ của acid amin tự do

2.2.4 Glucide và các dẫn xuất của chúng :

Hàm lượng dao động: 6 – 27% tùy loại

Chủ yếu là cellulose và hemicellulose tập trung ở vỏ quả, vỏ hạt Ngoài ra còn cópectin, lignin, fitomelan

2.2.5 Chất khoáng :

Tập trung chủ yếu ở nhân hạt với hàm lượng 1.8 – 7.3% tùy loại hạt

Chủ yếu là oxid của các nguyên tố P, K, Mg (>90% lượng tro chung) Ngoài ra còn có

Ca, Fe, S, Mn, Cu,… cùng một lượng rất nhỏ các nguyên tố phóng xạ

Chương 3: QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

Chưng cấtDầu

thô

Tạp chất

Cặn mùn

Cặn mùn Dung

Thuyết minh qui trình công nghệ

3.1 Thu nhận nguyên liệu : Tuỳ thuộc tình trạng của các loại hạt mà các loại hạt sau khi

cân được đem sơ chế để bảo quản, hoặc đưa trực tiếp vào sản xuất

3.2 Làm sạch, phân loại :

a) Mục đích : tách khỏi hạt những tạp chất có hại lẫn bên trong khối hạt, phân loại

Lưu ý: đậu tương có hàm lượng protein cao và hạt lanh có hàm lượng acid béo caothì nhiệt độ tác nhân sấy không nên cao quá 60oC

d) Thông số kỹ thuật :

- Hạt:

 Độ ẩm đầu: 12-15% (có khi lên đến 20-25%)

 Độ ẩm cuối: Lạc < 9%

Đậu tương <10-11%

Thầu dầu <5,5-6,5%

 Nhiệt độ hạt sau sấy: 50 – 60oC

- Tác nhân sấy:

 Độ ẩm sau khi sấy: 70 – 80% (bão hòa hơi nước)

 Nhiệt độ đầu: 160 -180oC (hướng dương), <60oC (đậu tương), 60 – 80oC (lanh)

 Nhiệt độ cuối: 40 – 60oC

e) Thiết bị : máy sấy thùng quay.

3.4 Làm nguội :

a) Mục đích : Hạt sau khi sấy có nhiệt độ cao làm hơi nước có thể ngưng tụ trên bề

mặt lớp hạt nên không thể bảo quản ngay được mà cần phải làm nguội để điều hòađộ ẩm

b) Thiết bị : Dạng các hộp chóp và hạt thì rơi phía ngoài chóp Tác nhân làm nguội là

không khí mát cho thổi qua chóp

3.5 Xay xát vỏ :

a) Mục đích :

- Do dầu tập trung chủ yếu ở nhân hạt và rất ít ở vỏ quả, vỏ hạt nên khi chếbiến cần tách nhân ra khỏi vỏ quả, vỏ hạt

- Nâng cao năng suất thiết bị

- Tăng chất lượng dầu do đã loại bớt phần sáp ở vỏ và một số chất khác làmgiảm giá trị dầu Ngoài ra vỏ quả, vỏ hạt xốp hấp thu dầu nên cần loại bỏ đểgiảm tổn thất

b) Các biến đổi : Vỏ hạt được tách ra,lớp cám quanh nhân hạt cũng được tróc ra chỉ

còn lại nhân hạt sạch

c) Thông số kỹ thuật : mỗi loại hạt khác nhau sẽ có thông số kỹ thuật khác nhau d) Thiết bị : máy xát vỏ 2 trục.

e) Các yếu tố ảnh hưởng : độ đồng đều về kích thước hạt, tỉ lệ hài hòa giữa độ ẩm của

vỏ và của nhân (nhân cần ẩm hơn vỏ)

3.6 Nghiền hạt :

a) Mục đích : Phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệu chứa dầu để dầu dễ dàng thoát ra

khỏi phần protein khi ép cơ học hay trích ly

b) Biến đổi :

- Biến đổi vật lý: cấu trúc tế bào bị phá vỡ

- Biến đổi hóa lý: Dầu trong nội bào sau khi được giải phóng ra do việc phá vỡcấu trúc tế bào khi nghiền hấp phụ trên bề mặt các hạt bột Ngoài ra, proteincũng bị biến tính ở một mức độ nào đó

- Biến đổi hóa sinh: các quá trình oxy hoá và thuỷ phân dầu xảy ra do các hệenzyme trong tế bào được giải phóng và do có sự tiếp xúc rộng lớn giữa dầu vàkhông khí

- Biến đổi sinh học: Trên bề mặt bột, các hệ vi sinh vật phát triển mạnh

c) Thông số kỹ thuật : Lượng lọt sàng 1mm không thấp hơn 60%.

d) Thiết b ị: máy cán 5 trục.

e) Các yếu tố ảnh hưởng :

- Độ ẩm hạt: hạt ẩm sẽ tạo ra bột dẹt, hạt khô sẽ tạo ra bột tơi, mịn, nhiều cám

- Nhiệt độ: càng tăng tính dẻo của hạt càng tăng

- Hàm lượng dầu trong hạt: càng lớn thì càng khó nghiền

3.7 Gia công nhiệt ẩm bột nghiền nhân hạt (Chưng sấy) :

a) Mục đích :

- Chuẩn bị: Dầu trong bột phân bố ở dạng màng mỏng trên mặt các hạt bộtnghiền bằng lực liên kết bề mặt, về trị số lớn hơn nhiều so với áp lực do các máyép dầu tạo ra Giai đoạn này nhằm làm mất đi hoặc làm giảm rõ rệt bề mặt giữdầu có trong bột

Giai đoạn này có tính ảnh hưởng ép dầu sơ bộ và tách kiệt dầu về sau

b) Tiến hành :

Quá trình chưng sấy bột diễn ra như sau:

Bột rơi trên bề mặt đun nóng được làm nóng lên và nước trong bột khi tiếp xúcvới bề mặt đun nóng sẽ bốc thành hơi Hơi bốc ra xông vào lớp bột rồi thoát ra ngoài.Đây là quá trình chuyển dịch của các phân tử hơi nước Hơi nước khi đi qua lớp bộtsau khi truyền nhiệt cho bột sẽ bị nguội, ngưng tụ thành những hạt nước Độ ẩm củanguyên liệu ớ lớp tiếp xúc với bề mặt truyền nhiệt sẽ giảm, bột ở lớp trên và lớp giữađược tăng ẩm Aåm ngưng tụ có thể lại thấm xuống đến lớp tiếp xúc với bề mặt truyềnnhiệt, tiếp đó lại tạo thành hơi bốc lên, lớp bột thô cứ thế lại dới lên trên lớp mặt.Bằng cách đó, ẩm ở dạng hơi thấm đều vào nội tâm các hạt bột và đảo trộn đều toànbộ lớp bọt trong nồi, kể từ lớp sát mặt truyền nhiệt đến lớp trên cùng

c) Các biến đổi :

- Biến đổi vật lý:

 Ở giai đoạn đầu: ở nhiệt độ không cao ở nhiệt độ không cao, tích dẻo củabột tăng lên, các hạt liên kết với nhau thành cục vón, còn dầu thì tách ra ởdạng tự do Trong các hạt bột đã trương nở, mối liên kết giữa dầu va phần ưanước bị yếu, chiều dày màng dầu tăng dần và chuyển dần lên bề mặt bột Dophần ưa nước trương lên nên thể tích bột cũng tăng lên

 Ở giai đoạn sau: nhiệt độ tăng lên, tính dẻo của bột bị giảm xuống doprotein bị biến tính, chuyển bột từ dạng dẻo sang dạng cứng

 Khi nhiệt độ tiếp tục tăng lên: tính dẻo của bột lại được tăng lên do protein

bị biến tính sâu sắc khôi phục lại tính dẻo Nhưng khi nhiệt độ đến 180oC bộtchưng sấy trở nên chảy lỏng mặc dù protein đã bị biến đổi sâu sắc

- Biến đổi hoá học:

 Sự oxy hoá mạnh lipide làm giảm chất lượng dầu

 Thành phần philipide bị phân hủy dưới nhiệt độ cao

 Phản ứng giữa lipide với glucide và protein tạo các chất mới

 Diễn ra phức tạp làm mất đi nhiều các hợp chất và gây biến đổi sâu sắcthành phần hóa học ban đầu của nguyên liệu

- Biến đổi hóa lý:

 Protein bị biến tính sâu sắc bởi nhiệt độ cao, các enzym bị vô hoạt khi nhiệtđộ quá cao

 Có sự chuyển dịch ẩm và chuyển dịch dầu

 Có sự truyền nhiệt giữa bề mặt thiết bị với bột và trong lòng khối bột

- Biến đổi hóa sinh:

 Thủy phân mạnh mẽ: triglyceride (lipase), photpholipide (photpholipase)khi nhiệt độ khoảng 60 – 70oC (nhưng khi nhiệt độ tăng cao hơn các enzym bịức chế làm hoạt động bị ngừng trệ)

d) Thông số kĩ thuật :

- Độ ẩm bột vào nồi chưng sấy (cần phải làm ẩm) phải đạt 6 – 12%

- Độ ẩm cuối của bột chưng sấy: <4%

- Nhiệt độ của giai đoạn chưng sấy: 75 – 105oC

- Nhiệt độ cuối của bột chưng sấy: 110 – 125oC

- Thời gian: 50 – 80’

e) Thiết bị: nồi chưng sấy (Hình 1)

- Cấu tạo:Thường có 2,5,6 tầng, mỗi tầng đều có cánh khuấy (dao gạt), có ốngdẫn để xả không khí và hơi nước ra khỏi tầng, có vỏ áo gia nhiệt Mỗi tầng đềucó lắp một cánh cửa tự khép mở theo định lượng

- Nguyên tắc hoạt động: bán liên tục (nguyên liệu nạp liên tục, sản phẩm lấygián đoạn)

Bột nạp vào và được làm ẩm liên tục 6 – 12% ở tầng 1, sau đó xuống dần cáctầng dưới và luôn được gia nhiệt từ 3 5 đến 1050C Bột được gia nhiệt bằng hơinước qua lớp vỏ áo Sự chuyển động và đảo trộn nguyên liệu nhờ trục khoấy vàtrọng lực bản thân bột Nhiệt độ phân bố đều trong khối bột nhờ sự đảo trộn củacánh khuấy và sự tự xông hơi Khi tầng 1 nạp đủ mức đóng cửa thoát ở tầng dướicũng chờ cho các tầng cũng có đủ mức, mở cửa tầng này để bột chưng sấy qua trụckhoấy liên tục liên tục đẩy ra khỏi nồi theo từng luồng nhỏ

f) Các yếu tố ảnh hưởng :

- Độ ẩm đầu và cuối của bột khi làm ẩm

- Dạng liên kết của ẩm trong nguyên liệu có dầu, hàm lượng dầu trong bột

- Chiều cao lớp bột trên bề mặt đun nóng

- Thiết bị: số tầng, vật liệu chế tạo, vận tốc và phương pháp thải hơi nước, vậntốc chuyển bột chưng sấy giữa các tầng

- Yếu tố ảnh hưởng nhất: cường độ đảo trộn và chiều cao lớp bột trong nồi

3.8 Ép sơ bộ :

a) Mục đích :

- Thu được lượng dầu ép tối đa

- Giúp lượng dầu thu được với khối lượng ít, do đó giảm các chi phí có liên quanđến việc xử lý dầu bằng trích ly

b) Các biến đổi :

- Vật lý: Nhiệt độ nguyên liệu tăng lên, cấu trúc vật liệu thay đổi(mao quản bịphá vỡ)

- Hóa lý: Protein bị biến tính sâu sắc do nhiệt độ cao, áp suất cao và sự có mặtcủa hơi nước, enzym bị vô họat

- Hóa học: phân hủy protein, phản ứng Maillard, phản ứng giữa protein và lipid,phản ứng khử _COOH của protein, phản ứng giữa protein và glucid, phản ứnggiữa lipide với glucide và protein

- Cảm quan: các sản phẩm sinhra từ các phản ứng hóa học trên tạo ra màu sắc,mùi vị cho dầu (sản phẩm Melanoidin,…)

c) Thông số kỹ thuật :

- Độ ẩm bột vào máy đạt 5,5-6%

- Nhiệt độ bột vào máy 95-100C

- Aùp lực nén bột trong lòng máy phải >=25MPa

- Lượng dầu tách lấy ra được: 70-85%

- Hàm lượng dầu trong khô dầu: 12 – 18%

Dầu thoát ra từ thiết bị ép dầu sơ bộ được qua bể gạn phoi hoặc sàng rung vàqua máy lọc ép để lọc lấy tạp chất rồi đem bảo quản, ta được sản phẩm dầu thô

d) Thiết bị : Máy ép vít.(Hình 3, 4, 6, 7, 8)

- Nguyên tắc hoạt động: Khi làm việc, trục vít quay còn lòng ép cố định Do tiếtdiện tại cửa ra nhỏ hơn tất cả các điểm trên lòng ép, lại do trục vít có sự thay đổibước vít, đường kính trục, và sự thay đổi đường kính lòng ép, nghĩa là dung tíchcủa bước vít trước bé hơn dung tích của bước vít sau theo chiều chuyển động củanguyên liệu, cho nên, muốn tiếp nhận lượng nguyên liệu của đoạn sau chuyển tớiphải xảy ra sự nén, do đó áp lực được tạo thành Áp lực này giúp dầu thoát rakhỏi bột, sau đó dầu sẽ đi qua khe hở giữa các thanh căn của lòng ép rồi chảy dồnvào máng hứng dầu Để tăng thêm lực nén của nguyên liệu, tại cửa ra của dầuthô còn bố trí một bộ chắn có thể xê dịch được để thay đổi chiều dày của lớp khôdầu lọt qua

e) Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách dầu sơ bộ :

- Mức độ nghiền bột

- Độ ẩm, lượng vỏ và hàm lượng dầu trong khô dầu

- Tiết diện tự do của khe căn

- Cự ly từ gờ gân vít đến gờ các thanh căn lòng ép

- Aùp lực ép nguyên liệu

- Dạng hình không gian của các đoạn vít

3.9 Sơ chế khô dầu : Bao gồm gia công cơ và gia công nhiệt ẩm, đối với trích ly còn

thêm việc cán thành bột dẹt

3.9.1 Gia công cơ:

a) Mục đích :

- Đối với việc ép kiệt: khô dầu do các máy ép sơ bộ tạo ra có dạng nhân mảnh,hàm lượng dầu 16 – 18% không phù hợp cho việc tách kiệt dầu nếu không đượcxử lý nên cần sơ chế khô dầu trước khi ép kiệt

Với ép kiệt: khô dầu  nghiền  chưng sấy  ép kiệt

- Đối với việc trích ly: nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào của nguyên liệu tới mức tối

đa (giải phóng các ống dẫn dầu), tạo ra dạng bột có đặc tính: không dính vón, dễdàng tách khỏi dung môi, hấp thụ dung môi với lượng đáng kể, nhưng dễ dàng vànhanh chóng thấm ướt dung môi Đây là bước chuẩn bị cho việc trích ly về sau.Với trích ly: khô dầu  nghiền  chưng sấy  cán dẹt  trích ly

b) Các biến đổi :

- Vật lý: Cấu trúc vật liệu bị thay đổi từ dạng mảnh sang dạng bột, cấu trúc maoquản bị phá vỡ; nhiệt độ nguyên liệu tăng lên do ma sát, áp lực

- Hóa học: Phản ứng maillard, khử nhóm –COOH , phân rã protein do nhiệt độcao

- Hóa lý: biến tính protein sâu sắc dưới tác động của nhiệt độ và áp lực cao

c) Thông số kỹ thuật:

- Khô dầu trước gia công cơ: hàm lượng dầu 16 – 18%, hình dạng và kích thướckhông đồng đều (dài 3 – 20 cm, rộng 5 -10 cm)

- Khô dầu sau gia công cơ: dạng bột và đạt mức đồng đều cao nhất, lượng lọt qua lỗsàng đường kính 1 mm ít nhất 80%

d) Thiết bị:

- Nghiền: Máy nghiền đĩa

3.9.2 Gia công nhiệt ẩm:

a) Mục đích : tạo ra dạng bột nghiền có tính dẻo tốt, cấu trúc tế bào

được phá vỡ thêm, để dầu dễ dàng thoát ra trong máy ép kiệt hay máy trích ly

b) Các biến đổi của nguyên liệu : Tương tự giai đoạn gia công nhiệt

ẩm nguyên liệu có dầu trước khi tách dầu sơ bộ

- Độ ẩm của khô dầu trước và sau khi chưng sấy: 8 – 9% đến 3,2 – 2,25%

- Nhiệt độ bột chưng sấy: 115 – 120oC

- Thời gian chưng sấy: 70 – 75’

d) Thiết bị : Nồi chưng sấy của máy ép kiệt hoặc nồi chưng sấy riêng.

3.9.3 Cán dẹt:

a) Mục đích : tạo ra bột dẹt có chiều dày thích hợp cho trích ly (0,25 –

0,3 mm) Với kích thước này bột dẹt sẽ có độ bền cơ không bị nát vụn trong quá trìnhvận chuyển bên ngoài cũng như trong thiết bị trích ly

b) Thiết bị : máy cán dẹt 2 trục

3.10 Tách kiệt dầu:

3.10.1 Tách kiệt dầu bằng ép :

a) Mục đích : Tách kiệt dầu trong khô dầu.

b) Các biến đổi của nguyên liệu : Tương tự như ở máy ép trong

khâu ép dầu sơ bộ

- Bột khô dầu khi vào:

 Độ ẩm 4 -6% được làm ẩm đến 6 – 11%

 Hàm lượng dầu: 12 -18%

- Có thể làm việc theo nguyên lý ép đơn hoặc ép kép Ở máy ép đơn ép kiệt dầuchỉ thực hiện một bước, còn ở máy ép kép ép kiệt dầu thì thực hiện hai bước ngaytrên cùng một cỗ máy

- Cấu tạo gồm có nồi chưng sấy (thường 3 tầng dùng gia công nhiệt ẩm bột khôdầu và một máy ép vít)

- Nguyên tắc hoạt động giống như máy ép sơ bộ

3.10.1 Tách kiệt dầu bằng trích ly:

a) Mục đích : Trích ly phần dầu còn lại trong khô dầu.

 Dung môi: Dùng các loại dung môi hữu cơ có độ thẩm điện môi gần bằng độ

thẩm điện môi của dầu

Độ thẩm điện môi của các loại dầu thực vật trong khoảng 3,0-3,2

 Yêu cầu của dung môi:

- Thành phần đồng nhất, có độ tinh sạch cao

- Nhanh chóng hòa tan dầu và hỗn hợp với dầu theo bất cứ tỉ lệ nào

- Ẩn nhiệt hóa hơi và tỷ nhiệt riêng nhỏ

- Không hòa tan các chất lạ trong nguyên liệu ngoài dầu, trung tính vớinguyên liệu

- Không ăn mòn thiết bị, không gây độc cho người, không gây mùi vị lạ chosản phẩm

Trong công nghiệp trích ly dầu thực vật ta thường dùng các loại dung môisau: hydrocacbua mạch thẳng từ các sản phẩm dầu mỏ (thường là phần dầunhẹ), hydrocacbua thơm, rượu béo, hydrocacbua mạch thẳng dẫn xuất clonhưng phổ biến nhất là xăng và hexan

 Xăng: là hỗn hợp hydrocacbua

- Thành phần: hydrocacbua chưa no, naphten (polymetylen CnH2n), các dẫnxuất hexobenzen và các đồng đẳng, hydrocacbua no CnH2n+2 (Khả năng hòatan của xăng tăng lên khi tăng phần nhẹ có nhiệt độ sôi thấp)

- Khối lượng riêng: 720 -725 kg/m3

- Nhiệt độ sôi: 70 -120oC

- Nhiệt độ bắt lửa: 230-260oC

- Giới hạn hơi xăng gây nổ: nồng độ giới hạn dưới 1,2%, nồng độ giới hạntrên 7%

- Khả năng hòa tan dầu, mỡ, sáp của xăng là 1:5

 Hexan:

- Thành phần: không có lẫn hydrocacbua chưa no và thơm

- Khối lượng riêng: 663kg/m3

- Nhiệt độ sôi: 70oC

- n-hexan hỗn hợp với dầu và mỡ với bất cứ tỉ lệ nào

 Bản chất hóa lý của quá trình trích ly: Trích ly là một quá trình ngâm chiết –

làm chuyển dầu từ trong nguyên liệu vào dung môi, thực hiện bằng khuyếch tánphân tử và khuyếch tán đối lưu

 Phương pháp trích ly: Trích ly liên tục ngược chiều

Ngâm nguyên liệu trong dòng chuyển động ngược chiều chuyển động củadung môi

Dội tưới liên tục, nhiều đợt dung môi (hoặc mixen loãng) lên lớp nguyên liệuchuyển động Trên đường chuyển động của nguyên liệu ra khỏi thiết bị trích ly gặpdung môi nạp vào ngược chiều

Sau trích ly ta được mixen và bã dầu Mixen có được là do dầu tan vào dungmôi Sau đó mixen được đem đi phân ly thành dầu và dung môi bằng cách làm bốchơi dung môi, sản phẩm thu được là dầu trích ly và dung môi tái sinh Bã trích lysau khi ra khỏi khu vực trích ly đem đun nóng làm bốc hơi dung môi sẽ thu được bãdầu sạch dung môi Hơi dung môi bốc ra đem ngưng tụ-tái sinh hay phục hồi từtrạng thái lỏng thu được dung môi gọi là dung môi thu hồi hoặc dung môi hồi lưu(dùng trở lại làm dung môi).

Sản xuất dầu bằng phương pháp trích ly cần một lượng lớn hơi nước làm chấttải nhiệt (bốc hơi dung môi từ mixen và bã trích ly), điện cần dùng ít hơn so với ép

c) Các biến đổi nguyên liệu :

- Hóa lý:

 Hòa tan dầu, các chất màu, mùi, hợp chất chứa nitơ vào dung môi

 Biến tính một phần protein

d) Thông số kỹ thuật :

- Bột khô dầu khi vào:

 Nhiệt độ khi nạp vào thiết bị trích ly: 55 – 60oC

- Bã dầu khi ra:

 Độ ẩm: 25 – 40%

 Hàm lượng dầu: dưới 1%

 Hàm lượng xăng: 28 -29%

- Mixen tạo thành:

 Hàm lượng dầu: 15 -17% (tháp trích ly kiểu trục vít), 30 – 40% (tháp trích lykiểu quay) cũng tùy thuộc vào lượng dung môi sử dụng

 Hàm lượng cặn lắng chưa lọc: 0,1%

- Thời gian: 45 – 60’ (tháp trích ly kiểu trục vít), tùy thuộc vào kiểu thiết bị,lượng nguyên liệu và lượng dung môi sử dụng

 Tháp ngang trong có vít tải

 Tháp trích ly đứng trong có vít tải chở nguyên liệu Bên trong tháp có cácthanh chằng giúp cho vít tải không bị lật khi chở nguyên liệu và một hệ vòiphun đưa dung môi vào tháp Ngoài ra trong tháp còn bố trí một hệ thống hồilưu mixen theo từng đoạn trên chiều cao tháp

- Nguyên tắc hoạt động: hoạt động liên tục ngược chiều

 Bột khô dầu từ nồi chưng sấy đi từ đầu tháp tải xuống đến tháp ngang rồi đitừ cuối lên đầu tháp trích ly Sau khi bị tách kiệt dầu, bã dầu qua cửa tháo bã