Quy trình công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn Chế biến dầu thô Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ SỰ PHÁT TRIỂN DẦU THỰC VẬT Dầu béo, thành phần thiếu tế bào sống phổ biến giới thực vật Trong mô quan thực vật có chứa lượng dầu béo đáng kể gọi có dầu Việc sản xuất sử dụng dầu thực vật có từ thời xa xưa Lúc đó, người ta biết sử dụng loại hạt chứa nhiều dầu để lấy dầu Và dầu oliu dầu cọ dầu mà người ta cần ngoại lực nhỏ dễ dàng lấy từ chúng Khi trình độ kó thuật phát triển, người ta lấy dầu từ hạt có cấu trúc mô bền và hạt có hàm lượng dầu không nhiều Ngay từ thời Trung cổ, Nga nước Tây Âu iết làm sạch, tách tạp chất, bóc vỏ đem nghiền hạt để phá hủy mô chứa dầu hạt.Trước ép, bột nghiền đun nóng để tách dầu cách nhanh kiệt Thời kì đầu, kó thuật tách dầu thô sơ Hạt nghiền cối chày gỗ đá Dầu ép hai ép gỗ đá Sau xuất cỗ máy đơn giản kiểu đòn bẩy (nêm ép) Dần dần, máy ép ngày đựơc cải tiến đại Năm 1818 xuất máy ép thủy lực ngày thay máy ép vít liên tục Để nâng cao hiệu suất tách dầu, người ta nghó đến phương pháp trích li dầu dung môi hữu hòa tan dầu Phương pháp tách dầu cách triệt để (lượng dầu lại bã < 1%) Tuy nhiên chất lượng dầu trích li dầu ép nên xuất công nghệ tách dầu hai lần, dầu chủ yếu lấy cách ép sơ trích li lượng dầu lại khô dầu Nguyên liệu có dầu muốn trở thành nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất dầu phải trồng trọt theo quy mô lớn mà tiêu tốn sức lao động.Hiện nay, hầu hết trình, từ lúc gieo trồng đến thu hoạch khí hoá hoàn toàn.Với hoang dại, có chứa hàm lượng tương đối cao không sử dụng công nghiệp khâu thu hoạch hạt khó khăn Trang GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn Chế biến dầu thô Hạt đậu phộng Hạt hướng dương Hạt cọ dầu Hạt oliu Hạt cải dầu Trang GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn Chế biến dầu thô Chương 2: NGUYÊN LIỆU 2.1 Quá trình tạo thành dầu thực vật: Quá trình tạo thành dầu – lipid dự trữ, hạt có dầu xảy hạt chín Các hợp chất hữu vô thiên nhiên chuyển vào hạt từ phần xanh cây, từ đất thông qua hệ rễ, từ chuyển thành chất dự trữ hạt Quá trình tổng hợp hạt dầu, lúc đầu tạo chất glucid, điển hình tinh bột, sau hạt chín dần hạt tinh bột chuyển thành hạt lipid Giai đoạn đầu hạt chín, dầu có nhiều acid béo tự Sau lượng acid béo tự giảm xuống hàm lượng triglyceride dạng hợp chất liên kết từ phân tử acid béo glycerin tăng lên Việc tổng hợp acid béo diễn theo trật tự từ mảnh hợp chất hai ba nguyên tử C tác động hai hệ enzim, với nguồn Cacbon chất glucide thiên nhiên Lúc đầu từ sản phẩm phân tử thấp tạo acid béo có 16 nguyên tử C (acid panmitic); sau đó, mạch acid béo kéo dài thêm hai nguyên tử C Glycerin hạt chín tạo thành từ nguyên tử có nguyên tử C Ngoài triglyceride, hạt dầu chín có chất dự trữ protein Tổng hàm lượng dầu, lipide dự trữ protein dự trữ chiếm đến 80% khối lượng hạt già 2.2 Thành phần hoá học hạt: 2.2.1 Lipid: Là chất hoà tan tốt dung môi hữu không phân cực xăng, hecxan, ete etylic, cacbon tetraclorua chất khác,trên thực tế không hoà tan nước Hàm lượng lipid dao động khoảng 25 – 75% khối lượng hạt Trong hạt dầu, lipide thường liên kết với chất khác, với protein, saccharide dẫn xuất chúng, tạo thành kiểu hợp chất khác bền vững Một lượng lớn lipide thuộc hợp chất bò phá vỡ nghiền hạt, sau lấy lipide dạng tự Để phá vỡ hợp chất liên kết khác cần phải tăng độ nhiệt, tác động dung môi sôi xử lí dung dòch rượu kiềm Trong trình sản xuất, chế biến hạt, chúng chòu nhiều tác động công nghệ khác nhau: nghiền, đun nóng, gia nhiệt, gia ẩm, áp lực nén, tác dụng dung môi hữu trích li Những tác động nhằm phá huỷ liên kết lipide với cấu tử khác, giải phóng hoàn toàn tất chất lipide Tuỳ thuộc vào tính hoá học tự nhiên mức độ liên kết lipide, chúng chuyển phần hay toàn dầu tách từ hạt Đồng thời với kiện không tránh khỏi xảy biến đổi hoá học lipide tác động công nghệ Như vậy, tổ hợp hoá học chất lipide khác mà ta thu nhà máy sản xuất dầu dầu thực vật Triglyceride: thành phần chiếm chủ yếu (95 – 98%) lipide hạt dầu Phospholipide: hàm lượng dao động từ 0.25 – 2% so với số lượng dầu hạt Phospholipide dễ bò oxi hoá, nhận oxi vào, coi chất chống oxi hoá dầu Khi chế biến công nghệ hạt dầu, phospholipide kết hợp với glucide tạo thành sản phẩm Trang GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn Chế biến dầu thô màu sẫm – Melanophosphatide, dễ kết hợp với protein thành phần hoá học khác hạt dầu Sáp: trơ hoá học, không bò tách tinh luyện dầu kiềm Những hạt tinh thể sáp nhỏ, không lắng thành cặn, tạo thành “mạng” hạt lơ lửng, làm giảm hình thức dầu Vấn đề tách sáp vấn đề khó khăn lónh vực công nghệ sản xuất dầu thực vật đại 2.2.2 Hợp chất không béo không xà phòng hoá: Những chất không béo không xà phòng hoá nhóm hợp chất hữu có cấu tạo hoá học đặc trưng khác nhau, tan tốt dầu loại dung môi dầu Khi tách dầu, chất theo dầu tách khỏi hạt làm cho dầu có màu sắc, mùi, vò riêng biệt Hàm lượng có dầu: 0.4 – 2.9%, tuỳ thuộc đặc điểm giống hạt, điều kiện sinh trưởng thực vật phương pháp tách dầu Những tác động công nghệ mạnh tách dầu làm cho lượng chất không béo không xà phòng hoá chuyển vào dầu nhiều lên Màu sắc dầu có mặt sắc tố hoà tan chất béo lipide mang màu Chẳng hạn, loại dầu thực vật thường gặp nhóm chất carotenoide, màu từ vàng tươi đến đỏ sẫm Sự có mặt clorophile sản phẩm chuyển hoá làm cho dầu có màu phớt xanh dầu gai, dầu lanh, dầu đậu tương, dầu Màu vò dầu thực vật có mặt tecpen, hidrocacbua mạch thẳng khác sản phẩm phân huỷ chúng Tính bền không bò oxi hoá cùa dầu thực vật có mặt hợp chất tocopherol dầu, tocopherol có hoạt tính chống oxi hoá mạnh chứa vitamin E Tocopherol rượu thành phần cấu tạo có vòng cacbon, dò vòng mạch isopren Tocopherol tan tốt dầu dung môi hữu không phân cực, không tan nước Chúng không bò phân huỷ tác dụng với acid kiềm đun nóng dầu đến 1200C thời gian ngắn Hàm lượng tocopherol dầu từ 40 – 280 mg 100g Ngoài ra, dầu thực vật có lượng nhỏ lipide phân cực, hợp chất rượu hai chức acid béo 2.2.3 Hợp chất có nitơ (có đặc tính protein phi protein): Hợp chất có nitơ hạt dầu chiếm từ 20 – 25% khối lượng hạt, trừ hạt đậu tương có protein chiếm tới 33 – 50% khối lượng hạt Protein đơn giản có hạt dầu thực chức chất dự trữ: - Albumin _ protein hoà tan nước - Globulin _ protein hoà tan dung dòch NaCL 10% - Glutelin _ protein hoà tan dung dòch - Protein không tan Trong protein chủ đạo globulin Protein phức tạp hợp chất protein với chất thiên nhiên phi protein, thực chức kiến tạo hạt Gồm lipoprotein, glicoprotein nucleoprotein Nhóm phi protein: đồng, thiếc, mangan, magie, sắt Trong nhiều enzim, nhóm phi protein vitamin hoà tan nước, quan trọng vitamin nhóm B _ tiamin, riboflavin, acid nicotic, piridoxin, acid pantotenic, biotin, mezoinozit, acid folic,… Căn Trang GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn Chế biến dầu thô vào vitamin có hạt mà người ta xác đònh đặc tính hệ enzim hạt Những hạt thực vật có dầu tách dầu nguồn giàu vitamin hoà tan nước Trong trình công nghệ sản xuất dầu thực vật, enzim có ý nghóa quan trọng: lipase thuỷ phân triglyceride thành acid béo tự do; phospholipase thuỷ phân mối liên kết este phospholipide; glucozidase thuỷ phân glucoside – amiodalin có hột linamarin có hạt lanh glucozid hạt cải dầu hạt cải khác Trong trình oxi hoá, có tác động enzim lipoxigenase (oxidoreductase) nên có tạo thành hidroperocide acid béo không no linolic linolenic Theo tính chất hidroperocide lại có khả oxi hoá carotinoide dẫn xuất chúng chất khác hạt Lipoxigenase xúc tiến phân huỷ phân tử acid béo, làm cho dầu bò đắng, hắc bò ôi oxi hoá Protein hạt có tính háo nước trương nở nước Trong điều kiện phối hợp độ nhiệt độ ẩm đònh, protein có khả biến tính dẻo, sau làm lạnh tạo thành vật thể rắn giữ nguyên hình dạng cũ Tính chất ứng dụng rộng rãi trình tách dầu khỏi hạt Tính chất công nghệ quan trọng protein khả tự biến tính Sự biến tính protein xảy ảnh hưởng yếu tố công nghệ như: nhiệt, dung môi hữu cơ, ngoại lực ép nghiền, tác động bên không thuận lợi khác Biểu rõ biến tính protein thay đổi tính tan tính dẻo, tính chất lý protein Nitơ phi protein hạt dầu nằm nhóm chất có nitơ phospholipide, vitamin coenzim, glycoside chất ankaloide Khi protein bò phân huỷ trình hạt hư hỏng, lượng nitơ phi protein tăng lên nitơ acid amin tự 2.2.4 Glucide dẫn xuất chúng: Hàm lượng dao động: – 27% tùy loại Chủ yếu cellulose hemicellulose tập trung vỏ quả, vỏ hạt Ngoài có pectin, lignin, fitomelan 2.2.5 Chất khoáng: Tập trung chủ yếu nhân hạt với hàm lượng 1.8 – 7.3% tùy loại hạt Chủ yếu oxid nguyên tố P, K, Mg (>90% lượng tro chung) Ngoài có Ca, Fe, S, Mn, Cu,… lượng nhỏ nguyên tố phóng xạ Trang GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn Chế biến dầu thô Chương 3: QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ Nguyên liệu Thu nhận Làm sạch, phân loại Tạp chất Sấy Làm nguội Xay xát Làm Vỏ hạt Nghiền Gia công nhiệt ẩm Ép dầu sơ Nước Khô dầu Khô dầu Làm Sơ chế Dầu thô Cặn Ép kiệt Trích ly Làm Làm mùn Dung môi Cặn mùn Dầu thô Trang Chưng cất Dung môi Dầu thô GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn Chế biến dầu thô Thuyết minh qui trình công nghệ 3.1 Thu nhận nguyên liệu: Tuỳ thuộc tình trạng loại hạt mà loại hạt sau cân đem sơ chế để bảo quản, đưa trực tiếp vào sản xuất 3.2 Làm sạch, phân loại: a) Mục đích: tách khỏi hạt tạp chất có hại lẫn bên khối hạt, phân loại hạt b) Thiết bò: Máy sàng kết hợp với khí động 3.3 Sấy hạt: a) Mục đích: - Bảo quản: vừa làm giảm hàm lượng ẩm hạt xuống đến độ ẩm an toàn vừa tiêu diệt sâu bọ có hại - Chuẩn bò: sau sấy, độ ẩm hạt đạt giá trò đònh để trình bóc vỏ hạt thuận lợi giúp nâng cao suất, giảm chi phí lượng, tăng hàm lượng phẩm chất dầu b) Biến đổi: - Vật lý: độ dẫn điện giảm, nhiệt dung giảm, khối lượng riêng tăng, độ bền học tăng… - Hóa lý: trình sấy làm chuyển dòch ẩm từ bên hạt bề mặt bốc ẩm bề mặt không khí c) Tiến hành: Có thể sấy dẫn nhiệt, đối lưu hay xạ Trong công nghiệp ta thường dùng phương pháp sấy đối lưu Nhiệt độ sấy tăng tốc độ sấy tăng Nhưng nhiệt độ hạt cao ẩm bên hạt không kòp chuyển dòch ngoài, lớp vỏ bò sấy nhiệt, vỏ hạt bò nứt Ngoài để tránh phân hủy protein lipide hạt ta cần sấy nhiệt độ tương đối thấp Lưu ý: đậu tương có hàm lượng protein cao hạt lanh có hàm lượng acid béo cao nhiệt độ tác nhân sấy không nên cao 60oC d) Thông số kỹ thuật: - Hạt: + Độ ẩm đầu: 12-15% (có lên đến 20-25%) + Độ ẩm cuối: Lạc < 9% Đậu tương [...]... quá trình ép dầu Quá trình trích ly dầu chỉ hoàn toàn được thực hiện bằng phương pháp cơ học Người ta khống chế nhiệt độ của quá trình 40-60°C bằng cách làm lạnh bằng nước Quá trình ép được thực hiện trong môi trường không có ánh sáng và oxy để dầu không bò oxyhoá Vì vậy sản phẩm giữ được những giá trò dinh dưỡng và những hương vò tự nhiên vốn có của dầu Trang 22 GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn Chế biến dầu. .. tan các chất lạ trong nguyên liệu ngoài dầu, trung tính với nguyên liệu - Không ăn mòn thiết bò, không gây độc cho người, không gây mùi vò lạ cho sản phẩm Trong công nghiệp trích ly dầu thực vật ta thường dùng các loại dung môi sau: hydrocacbua mạch thẳng từ các sản phẩm dầu mỏ (thường là phần dầu nhẹ), hydrocacbua thơm, rượu béo, hydrocacbua mạch thẳng dẫn xuất clo nhưng phổ biến nhất là xăng và hexan... Mẫn Chế biến dầu thô 3.10.1 a) b) Tách kiệt dầu bằng trích ly: Mục đích: Trích ly phần dầu còn lại trong khô dầu Tiến hành:  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... 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 được xử lý nên cần sơ chế khô dầu trước khi ép kiệt Với ép kiệt: khô dầu → nghiền → chưng sấy → ép... dầu Trang 22 GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn Chế biến dầu thô Tuy nhiên hiệu suất quá trình không cao (75-85%)vì ở nhiệt độ thấp lượng dầu thoát ra tương đối ít, nên giá thành của sản phẩm cao hơn so với sản phẩm thông thường Sản phẩm có màu nhạt hơn so với dầu thông thường  Thiết bò ép lạnh:  Thiết bò ép dùng trong quy mô sản xuất nhỏ Thiết bò có thể ép được nhiều loại hạt khác nhau: đậu nành, đậu phộng,... không bò nát vụn trong quá trình vận chuyển bên ngoài cũng như trong thiết bò trích ly b) Thiết bò: 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 c) Thông số kỹ thuật: - Bột khô dầu khi vào: + Độ ẩm 4 -6% được làm ẩm đến 6 – 11% + Hàm lượng dầu: 12 -18% + Nhiệt độ:... vàng, mè trưng trưng đen, mè hai vỏ) Trang 18 GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn Chế biến dầu thô Chương 5: THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ 5.1 Thay đổi dung môi trích ly dầu: Từ năm 1940, hexane được xem là một dung môi quy ước dùng cho việc trích ly dầu Nhưng trong 30 năm trở lại đây, do nhiều yếu tố tác động như sự thiếu hụt xăng dầu, những quy tắc được đặt ra để bảo vệ môi trường, những nghiên cứu cho thấy hexane có ảnh... lớp Trang 21 GVHD: TS Lê Văn Việt Mẫn Chế biến dầu thô vỏ hạt, phân huỷ những thành phần rắn trong hạt, phá vỡ liên kết giữa dầu và polysaccharide, dầu và protein Nhờ vậy dầu được thoát ra ở dạng tự do  Cách thực hiện:  Chế phẩm enzyme có thể được cho vào bột hạt sau khi đã qua nghiền Phương pháp này đã được thực hiện để tách dầu dừa Hiệu suất thu hồi dầu sẽ tăng 12-13% so với phương pháp cổ điển... khô dầu khi ra: + Độ ẩm: 3,2 – 2,5% + Hàm lượng dầu: 4,5 – 6% + Nhiệt độ: 120 – 127oC - Thời gian: 55 – 60’ a) Thiết bò: Máy ép kiệt (Hình 2) - Có thể làm việc theo nguyên lý ép đơn hoặc ép kép Ở máy ép đơn ép kiệt dầu chỉ thực hiện một bước, còn ở máy ép kép ép kiệt dầu thì thực hiện hai bước ngay trên cùng một cỗ máy - Cấu tạo gồm có nồi chưng sấy (thường 3 tầng dùng gia công nhiệt ẩm bột khô dầu. .. này giúp dầu thoát ra khỏi bột, sau đó dầu sẽ đi qua khe hở giữa các thanh căn của lòng ép rồi chảy dồn vào máng hứng dầu Để tăng thêm lực nén của nguyên liệu, tại cửa ra của dầu thô còn bố trí một bộ chắn có thể xê dòch được để thay đổi chiều dày của lớp khô dầu 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