đồ án thiết kế phân xưởng sản xuất dầu hướng dương

dàu ăn hướng dương là dầu thưc vật có chất lương cao.... Dầu hướng dương được sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại bằng công nghệ ép lạnh và chiết xuất. Vì vậy, đã giữ nguyên được những dưỡng chất vốn có từ hạt hướng dương nên rất tốt và an toàn cho sức khỏe người dùng. Một số thương hiệu dầu hướng dương nổi tiếng hiện nay như: dầu hướng dương Nga dầu hướng dương Zachia.Trong dầu hướng dương có hai axít béo không bão hòa rất quan trọng cho cơ thể đó là: omega3 và omega6, hai thành phần này có tác dụng làm giảm cholesterol. Hàm lượng vitamin E có trong dầu cao nhất so với các loại dầu thực vật, do đó, nó là một chất chống ôxy hóa cực mạnh, có tác dụng chống lão hóa

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển, đời sống con người ngày càng được nâng cao

Vì thế con người ngày càng có sự đòi hỏi và lựa chọn khắt khe đối với các sảnphẩm thực phẩm có mặt trên thị trường Sản phẩm ngoài việc phải đảm bào điềukiện dinh dưỡng mà còn phải tốt cho sức khỏe con người Để đáp ứng nhu cầu đó,ngành công nghệ thực phẩm đã không ngừng nghiên cứu, cải thiện, hoàn chỉnh vàphát triển các công nghệ mới tiên tiến phục vụ một cách tốt nhất cho cuộc sốnghàng ngày của con người

Trong số các ngành sản xuất chế biến thực phẩm thì công nghệ sản xuất dầuthực vật tinh luyện là một công nghệ đã được nghiên cứu và ứng dụng thành côngvào thực tiễn cuộc sống Dầu thực vật được các chuyên gia dinh dưỡng khuyêndùng vì có chứa nhiều thành phần không no oleic, linoleic chuyển hóa trong cơ thểthành vitamin F có tác dụng điều chỉnh và làm giảm hàm lượng cholesterol Hiệnnay trên thị trường có rất nhiều chủng loại dầu thực vật khác nhau như dầu đậunành, dầu đậu phộng, dầu cọ, dầu oliu…và những năm gần đây một sản phẩm mớimang tên dầu ăn hướng dương đã có mặt trên thị trường Việt Nam Mặc dù đượcđịnh hướng và phát triển muộn, tuy nhiên ngành công nghiệp chế biến dầu ănhướng dương lại có những bước phát triển rất mạnh mẽ Sỡ dĩ được như vậy là vìdầu ăn hướng dương ngày càng được nhiều người tin tưởng và ưa chuộng bởinhững chức năng, lợi ích tuyệt vời mà nó mang lại cho người sử dụng

Và để hiểu rõ hơn về những vấn đề đã nêu trên kỳ này em được giảng viêngiao cho đề tài “ Thiết kế phân xưởng sản xuất dầu tinh luyện từ hạt hướng dươngnăng suất 1 triệu tấn dầu thành phẩm/năm” Nhằm hiểu được tính chất của nguyênliệu, và sản phẩm cũng như quy trình công nghệ sản xuất, cách thiết kế một nhàmáy sản xuất dầu tinh luyện hướng dương là như thế nào

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1.Tổng quan về nguyên liệu

Hình 1.1 Hoa hướng dương Hướng dương là cây thuộc họ Asteraceae, có nguồn gốc từ Mexico. Đây làloài cây thảo sống khoảng một năm, thân to thẳng có lông cứng, thường có đốm,cao 1-3m Lá to thường mọc so le, có cuống dài, phiến lá hình trứng đầu nhọn, phíadưới hình tim, mép có răng cưa, hai mặt đều có lông trắng Cụm hoa đầu lớn, đườngkính 7-20 cm, bao chung hình trứng; Hoa hình lưỡi, ngoài màu vàng; các hoa lưỡngtính ở giữa màu tím hồng Cây ra hoa vào mùa đông, mùa xuân

Trong những cây có dầu ở Liên xô, cây hướng dương có giá trị kinh tế hơn

cả, hiện nay đã trồng dược hơn 50 loại hướng dương có hàm lượng dầu cao và cókhả năng chịu được những tác hại xấu của đồng ruộng Loại hướng dương tốt nhấtcho năng suất 35 – 36 tạ/ha có hàm lượng dầu trên 50 %, chống được các bệnh vànhững sâu mọt hướng dương, có khả năng cơ khí hóa được khâu thu hoạch

Hướng dương là cây một năm, cao 120 – 150 cm, hoa tập trung vào mộtcuống hoa theo kiểu giỏ Quả chín là hạt, vỏ quả là vỏ trấu, được giữ lại cho đến khisản xuất Quả hướng dương còn được gọi là hạt hướng dương Nói một cách chínhxác thì ở hướng dương nhân – phôi với những chất dự trữ có phủ một lớp vỏ mỏng

dính liền nhân là hạt Khi chúng chuẩn bị hạt để tách dầu thì nhân và vỏ hạt đượctách ra khỏi vỏ trấu, vỏ chiếm 19 – 26% khối lượng hạt.

Kích thước trung bình của hạt hướng dương: dài 5 -14 mm, rộng 4 - 8 mm,dày: 2-5 mm Khối lượng 1000 hạt khô: 44 – 98 g Khối lượng riêng 340 – 440kg/m3

1.1.1 Thành phần hóa học của hạt hướng dương [1]

Thành phần hóa học của hạt hướng dương ( bảng 1)

Bảng 1: Thành phần hóa học của hạt hướng dương ( tính theo % chất khô )

15,6–175,1 – 5,713,9 – 18,9

12,9 – 14

56 – 59,41,7 – 2,1

2,98 – 3,312,7 – 3,12,83 – 3,71

0,9 – 0,990,06 – 0,071,18 – 1,27

Lipit của nhân, vỏ hạt thực tế rất khác nhau giữa thành phần các nhóm,thành phần axit béo tạo nên trilixerit Vì vậy, những sản phẩm thu được khi chếbiến hạt hướng dương trong các nhà máy, dĩ nhiên cũng còn do việc phân ly khôngtriệt để (trên bề mặt nhân thường vẫn có dính vỏ lụ và một ít vỏ hạt, còn trong vỏhạt thải ra thường có lẫn một ít nhân và vỏ lụa, và vỏ lụa thì lại lẫn nhân nát và vỏhạt vụn) Giữa chúng có sự khác nhau về thành phần các chất lipit thiên nhiên Trong lipit của vỏ lụa và vỏ hạt có nhiều chất sáp, còn trong nhân lại có rất ít,trong vỏ cũng có nhiều axit béo tự do Photpholipit có trong nhân hạt Sự có mặtcủa sáp và các axit béo tự do làm giảm chất lượng dầu: Dầu bị đục, tổn thất dầu khitinh luyện tăng lên, chất lượng dầu bị giảm, khi nhân đưa vào sản xuất có lẫn vỏ

Axit béo chủ yếu có trong triglixerit của nhân chủ yếu là linoleic, hàm lượng

từ 46 – 62 %, oleic: 24 – 40 % Trong nhân có axit béo no: Axit panmitic 3,5 – 6,4

%, axit stearit 1,6 – 4,6 % Hàm lượng axit béo khác 1 % Khô dầu hướng dương làthức ăn cho gia súc rất quý có 44 - 47 % protein Protein của hướng dương về mặt

thành phần giống protein trứng gà.

Bảng 2: Hàm lượng các nhóm lipit trong các sản phẩm chế biến hạt hướng dương

(theo % lượng lipit chung có trong sản phẩm)[1].

Sản phẩm Trigl

xerit

i-Axitbéotựdo

Photpho-lipit Sáp

Mono-glixerit

Sterola

Caroti-noit

Nhân

Vỏ hạt

Vỏ lụa

96,832,430,6

0,7816,337,3

1,120,010,02

0,4342

119,2

2,815,54

-0,753,874,21

0,21

Vỏ được sử dụng làm nguyên liệu trong công nghiệp thủy phân và làm nhiênliệu Việc tách sáp tử vỏ cũng có nhiều triển vọng

1.1.2 Thành phần hóa học của dầu thô hướng dương [3]

Dầu thô là bán thành phẩm thu được từ nguyên liêu là hạt hướng dương Quaquá trình ép hoặc trích ly

Dầu thô là nguyên liệu mới chỉ qua làm sạch sơ bộ lọc cặn tạp, ngoài thànhphần chính là glycerit còn có lẫn các thành phần hòa tan khác nhau có thể gọi làtạp chất

Triglyxerit: Là thành phần chiếm chủ yếu trong dầu, chiếm hơn 90 % trong

dầu thô là este của rượu 3 chức gliceril và axit béo Triglyxerit dạng hóa học tinhkhiết không màu, không mùi không vị ở nhiệt độ trên 240 – 250 °C, triglyxeritmới bị phân hủy thành các sản phẩm bay hơi

 Glicerin: chiếm 10 % khối lượng hợp chất glixerit.

 Axit béo:

Chiếm 90 % khối lượng trong hợp chất glyxerin tính chất vật lý hóa họccủa axit béo do nối đôi và số nguyên tử cacbon tạo ra, trong dầu thô hướng dươngchủ yếu là các axit béo không bão hòa.

- Axit palmitic (bão hòa) 5 %

- Axit stearic (bão hòa) 6 %

- Axit oleic (omega-9) 30 %

- Axit linoleic (omega-6) 59 %

 Sterols:

Chiếm 1-2% khối lượng trong dầu thô, không có tác hại trong quá trình chếbiến và bảo quản dầu nhưng cũng không làm tăng thêm giá trị nên loại bỏ khi sảnxuất

 Các chất màu:

Bản chất glycerit không có màu nhung dầu sản xuất ra lại có màu, đó là do

sự có mặt của các sắc tố hòa tan trong chất béo và các lipit mang màu

- Chlorophyll: (diệp lục tố) làm dầu có màu vàng xanh, làm tăng các quá trình oxi

hóa xảy ra trong qúa trình chế biến và bảo quản

- Caroten: làm dầu chuyển từ vàng sang đỏ sẫm, mang bản chất là chứa các

provitamin Các thành phần chất màu này không có lợi mà có hại cho quá trình sảnxuất dầu.

 Vitamin:

Chủ yếu là vitamin có thể tan trong dầu, A,E,D,K…có lợi cho người sử dụngđặc biệt là hàm lượng vitamin E trong hạt hướng dương khá cao so với các loai hạtdầu khác

 Các chất mùi

Ngoài một số loại mùi có sẵn trong dầu, đại bộ phận các chất có mùi là sảnphẩm phân hủy của dầu trong quá trình chế biến Anhydrit, ceton thường là nhữngchất gây mùi khó chịu cho sản phẩm, một số chất có độc tính với người và động vậtkhi nồng độ của chúng đáng kể trong thức ăn Ngoài ra trong thành phần dầu còn có

lẫn các axit béo tự do, các chất protein sẽ giảm chất lượng dầu.

1.2 Tổng quan về sản phẩm dầu tinh luyện [10,11]

1.2.1 Dầu tinh luyện.

Dầu tinh luyện là dầu được loại bỏ các tạp chất cơ học, không màu, không

mùi, không vị, lượng axit béo tự do ở mức thấp theo quy định Dầu sau khi tinhluyện hoàn chỉnh hầu như chỉ còn triglixerit thuần khiết

Dầu thu được từ nguyên liệu có dầu bằng các phương pháp khác nhau ( ép,trích ly, chưng dầu) mới chỉ qua làm sạch sơ bộ và được gọi là dầu thô Trong thànhphần của dầu thô còn có mặt nhiều loại tạp chất khác nhau, thông thường khôngphù hợp với các mục đích thực phẩm hoặc kỹ thuật Dầu thô này cần được loại bỏcác tạp chất cơ học và hóa học không mong muốn đó chính là mục đích của quátrình tinh chế dầu

Thành phần tạp chất có trong dầu thô là các chất photphotit, sáp, hidocacbua,axit béo tự do, tạp chất vô cơ, các chất protein, gluxit, các hợp chất gây mùi và vị.Các hợp chất có trong dầu được chia ra: Tạp chất hạng một và tạp chất hạng hai.Chúng có trong dầu ở dạng dung dịch thực, dung dịch keo và trạng thái huyền phù Thuộc tạp chất hạng một là các chất chuyển theo vào dầu trong quá trình ép,

trích ly từ nguyên liệu Số lượng và chất lượng các tạp chất này phụ thuộc vào chế

độ công nghệ và phương pháp chế biến nguyên liệu và phẩm chất nguyên liệu banđầu

Sáp: Không phải là tạp chất gây hư hỏng trong bảo quản và chế biến nhưng nógây đục ở nhiệt độ thường vì ở nhiệt độ thường nó ở trạng thái rắn, nhiệt độ nóngchảy cao Nó không có giá trị dinh dưỡng không gây hại, không có lợi nên phải loại

bỏ đi

Photphotit: Tính chất tạo nhũ cho nên sự có mặt của nó làm dầu khó tinhluyện, gây thất thoát cao trong quá trình tinh luyện cho nên phải loại

Các chất màu: Phần lớn là carotenoid tùy nguồn gốc mà có màu xanh đến màu

đỏ, nhưng đa số có màu vàng

Các chất mùi: Thường dễ tan trong chất béo bản thân là các terpenoid Mỗiloại dầu thường có mùi đặc trưng của nguyên liệu khó bị mất và ít có loại dầu cómùi trung tính

Các acid béo tự do: Là nguyên nhân dẫn đến các phản ứng oxy hóa dâychuyền, gây khó khăn trong quá trình bảo quản và có hại cho sức khỏe nên cần loại

bỏ triệt để trong quá trình tinh luyện

Các vết kim loại: Là các ion kim loại thường gây màu, gây vẫn dầu màu dâùkhông được trong và có hại cho sức khỏe

Thuộc tạp chất hạng hai là tất cả các chất xuất hiện do kết quả của các phảnứng xảy ra trong dầu trong khi bảo quản, lưu trữ Các tạp chất này là các sản phẩmcủa sự biến đổi hóa học của glixerit và các chất khác có trong dầu

Nhìn chung các tạp chất đều có hại đến quá trình tinh luyện Tuy nhiên một sốchất rất có lợi trong quá trình tinh luyện có thể mất đi, đó là các vitamin tan trongchất béo E, F, carotenin đây là chất chống oxy hóa tự nhiên rất tốt với sức khỏe conngười

1.2.2 Các quá trình chế biến tạp chất của sản xuất dầu tinh luyện

1.2.2.1 Quá trình thu hồi phế liệu của quá trình thủy hóa

 Quá trình chế biến cặn dầu.

Cặn dầu là những chất phân ly từ dầu qua quá trình lắng, lọc, ly tâm…thànhphần chủ yếu của chúng chủ yếu là dầu trung tính, các photphatic, sáp, và các chấtnhầy

Để thu hồi dầu thông thường đem đun cặn với nước vài giờ ở nhiệt độ 105°C dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, phần lớn phophotic và sáp, các chat nhầy bịngưng kết và tách ra khỏi dầu Người ta cũng có thể xử lý cặn bằng cách đun vớiH2SO4 hoặc xử lý bằng muối ăn

100-Với dầu có hàm lượng sáp cao có thể thu hồi sáp trong cặn bằng dung môi cótính hòa tan chọn lọc Sáp thu đượclà một nguồn nguyên liệu quý trong sản xuất vậtliệu cách điện, văn phòng phẩm

 Thu hồi leucithin.

Leucithin là tên thương mại của hỗn hợp phophatic nhưng với ý nghĩa hóahọc là leucithin là tên đặc biệt của hợp chất photphotyl choline, photphatidylethanol…hỗn hỗn photphatit sau quá trình thủy hóa chứa rất nhiều nước, dầu do đócần được xử lý sơ bộ như sau: Đun nóng đến 90 -95 °C bằng hơi nước gián tiếpkhuấy đều để phân tách cặn có thể thêm 7 % muối ăn để thúc đẩy nhanh quá trìnhtách cặn, để lắng khoảng 2 - 3 giờ ta hút lấy phần dầu phía trên ra Sau đó rữa cặnnhiều lần bằng nước rồi đem ly tâm tách nước và dầu sót ra khỏi cặn (hỗn hơpphotphatic)

Quá trình ly tâm photphatic thường chứa khoảng 25 – 30 % nước, do đóleucithin cần được xử lý tiếp càng nhanh can tốt để tránh sự lây nhiễm vi sinh vật

 Quá trình khử mùi leucithin.

Hỗn hợp photphatic sau khi ly tâm được đưa vào thiết bị sấy khô bằng hơinước áp suất chân không nhỏ hơn 50 mmHg và nhiệt độ bé hơn 100 °C Thực hiệnquá trình sấy kết hợp tầy mùi và loại các tạp chất dễ bay hơi đến khi leucithin thuđược có hàm ẩm bé hơn 0,5 %

1.2.2.2 Chế biến cặn xà phòng sau quá trình trung hòa

Cặn luyện kiềm là phế liệ chủ yếu trong các cơ sở tinh luyện dầu trong đó

gồm: Xà phòng, dầu trung tính và một số tạp chất kèm theo trong quá trình lắng của

xà phòng

Mục đích của quá trình chế biến cặn xà phòng như sau:

 Cải tiến chất lượng cặn trên cơ sở loại bớt nước và tạp chất

 Thu hồi một phần dầu trung tính

 Điều chế axit béo công nghiệp

 Thu hồi một phần dầu trung tính.

Đun nóng cặn đến 85 – 90 °C vừa khuấy vừa cho dung dịch muối, nồng độ

10 - 12 % Để yên trong 8 phút dầu sẽ nổi lên, hút lấy dầu này dùng trong côngnghiệp xà phòng hoặc đem đi tinh luyện lại

 Cải tiến chất lượng trên cơ sở loại bớt nước và tạp chất.

Lấy dầu xong tiếp tục cho muối ăn vào sao cho nước tách ra đạt đến nồng

độ của muối bão hòa Sau đó ủ trong 3 – 4h Tháo bỏ nước ở dưới và lấy xà phòng

ở trên đem cung cấp cho các cơ sở sản xuât bột giặt

 Điều chế axit béo công nghiệp

Đem cặn xà phòng pha loãng thành hỗn hơp nhuyễn và đung nóng, cho axitsunfuric vào nồng độ 1/1 theo thể tích cho đến khi thử bằng chất chỉ thị xanh metylthấy xuất hiện màu vàng, cuối cùng đem sấy khô Hỗn hợp thu được là axit béo vadầu trung tính có thể trực tiếp đem nấu xà phòng Nếu muốn thu hồi axit béo hoàntoàn, ta kiềm hóa cặn xà phòng để biến toàn bộ dầu trung tính trong cặn thành xà

phòng, sau đó tiến hành phân hủy bằng axit như trên Sản phẩm thu được là axitbéo, có thể đem chưng cất để thu được sản phẩm có chất lượng tốt hơn.

1.2.3 Tình hình sản xuất dầu hướng dương hiện nay [13]

Ngành công nghiệp chế biến dầu hướng dương phát triển tương đối muộn

hơn nhiều so với các ngành công nghiệp chế biến dầu khác ( đậu nành, oliu, dừa,cọ…) tuy nhiên ngành công nghiệp chế biến và xuất – nhập khẩu dầu ăn hướngdương lại đang cố những bước phát triển tương đối mạnh mẽ Hàng năm ngànhcông nghiệp sản xuất dầu béo của Liên xô chế biến khoảng 10 triệu tấn nguyên liệu

có dầu, trong đó hương dương chiếm gần 5 triệu tấn, chứng tỏ ngành công nghiệpchế bến dầu hướng dương là chiếm chủ yếu Theo số liệu được công bố bởi FAOvào tháng 7/2013, tính từ năm 2011 đến 2013, sản lượng dầu hướng dương trêntoàn thé giới đa tăng lên đáng kể và dự báo con số này còn tiếp tục tăng mạnh hơntrong những năm tiếp theo

Hình 1.2 Dầu hướng dương

1.2.4 Lợi ích của dầu hướng dương.

Lý do chính khiến cho người tiêu dùng quyết định bỏ qua các loại dầu ănkhác (dầu hạt cải, đậu tương, vừng ) để lựa chọn dầu ăn hương dương đó là:

Dầu ăn hướng dương được chiết xuất từ loại thực vật không biến đổi gen: Đây làđiểm mấu chốt, quan trọng nhất trong xu hướng tiêu dùng hiện nay Mặc dù chưa cómột bằng chứng khoa học xác đáng nào cho thấy thực vật biến đổi gen sẽ gây hạicho sức khỏe con người, tuy nhiên thì việc sử dụng các sản phẩm này cũng chưatừng được khuyến khích Do đó, để đảm bảo sự an toàn tuyệt đối thì các sản phẩm

tự nhiên vẫn là ưu tiên lựa chọn hàng đầu của những người nội trợ

Dầu hướng dương được sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại bằngcông nghệ ép lạnh và chiết xuất Vì vậy, đã giữ nguyên được những dưỡng chất vốn

có từ hạt hướng dương nên rất tốt và an toàn cho sức khỏe người dùng Một sốthương hiệu dầu hướng dương nổi tiếng hiện nay như: dầu hướng dương Nga dầuhướng dương Zachia

Trongdầu hướng dươngcó hai axít béo không bão hòa rất quan trọng cho cơthể đó là: omega-3 và omega-6, hai thành phần này có tác dụng làm giảmcholesterol Hàm lượng vitamin E có trong dầu cao nhất so với các loại dầu thựcvật, do đó, nó là một chất chống ô-xy hóa cực mạnh, có tác dụng chống lão hóa,tăng cường hệ tuần hoàn nên có lợi cho hệ tim mạch, giảm thiểu tối đa nguy cơ mắccác bệnh tim mạch và đột quỵ

Hình 1.3 Lợi ích của dầu hướng dương

Thành phần vitamin A có trong dầu hướng dương tốt cho thị lực, giảm thiểucác bệnh về mắt Bên cạnh đó, nó còn cung cấp lượng Protein, duy trì hệ miễn dịchcủa cơ thể, giúp cơ thể khỏe mạnh và tiêu hóa tốt

Ngoài những tác dụng rất tốt có lợi cho sức khỏe người dùng, dầu hướngdương còn được xem là một trong những phương pháp làm đẹp an toàn và hữu hiệugiúp chị em cải thiện vẻ đẹp bằng những công thức làm đẹp hoàn hảo trong việcchăm sóc da, chăm sóc tóc

Đối với người có nguy cơ mắc bệnh tim mạch, các bệnh ung thư Dầu

hướng dương chứa vitamin E dồi dào và cao hơn bất cứ loại dầu thực vật nào Cácaxit choline, axit phenolic và chứa ít chất béo bão hòa nên rất có lợi cho hệ timmạch, ngăn ngừa hen suyễn và ung thư đại tràng Đồng thời, chất carotenoid giúpngừa ung thư tử cung, phổi và da

Bên cạnh đó, hàm lượng vitamin E và tocopherols là một chất chống oxyhóa tuyệt vời, làm chậm quá trình lão hóa và giúp trung hòa các gốc tế bào tự dogây ung thư, làm tổn hại đến hệ miễn dịch

Dầu hướng dương rất giàu chất béo không bão hòa, giúp duy trì tỉ lệcholesterol lý tưởng trong máu

Đối với trẻ em Trẻ sinh non rất dễ nhiễm trùng vì hệ miễn dịch kém và làn

da rất mỏng manh, dầu hướng dương đóng vai trò như một hàng rào bảo vệ bé khỏi

sự tấn công của vi khuẩn có hại, ngừa nhiễm trùng cho trẻ sơ sinh

Trẻ đang ở độ tuổi phát triển, nhu cầu chất béo trong cơ thể khá lớn chiếm 15-30% năng lượng mang lại từ trong khẩu phần ăn hàng ngày Sử dụng dầu hướng dương sẽ giúp bổ sung chất béo, năng lượng lớn cho cơ thể, các vitamin tự nhiên A,

B, D, E, omega 3-6-9 đặc biệt là lượng calo trong dầu ăn cung cấp cho cơ thể cao hơn các loại bột, đường, đạm khác.

Thành phần vitamin B của dầu hướng dương giúp hệ thần kinh khỏe mạnh,lànguồn năng lượng tuyệt vời cho cơ thể và giúp trẻ tiêu hóa tốt

Đối với phụ nữ Chị em phụ nữ sử dụng dầu hướng dương thường xuyêntrong khẩu phần ăn hàng ngày sẽ làm chậm quá trình lão hóa da, phòng ngừa cácbệnh về tim mạch, xơ vữa động mạch

Thành phần vitamin E trong dầu hướng dương rất cao, có tác dụng chống lạitác hại của tia cực tím UV, giúp làn da trở nên khỏe khoắn và giảm nếp nhăn

Dầu hướng dương có khả năng làm mềm mượt mái tóc của bạn, giúp cho cácmái tóc khô, gãy rụng trở bóng mượt hơn

Hiện nay, thủ phủ của những cánh đồng hoa hướng dương cũng như các nhàmáy tinh chế dầu hướng dương đang được đặt tại ba quốc gia đó là Nga, Ukraine vàArgentina

Ngoài ra, một số nước thuộc khu vực EU cũng đang bắt đầu phát triển ngànhcông nghiệp nhiều triển vọng này Trong số các nước kể trên thì Nga được xem làcái nôi của hoạt động trồng, chế biến và xuất khẩu dầu hướng dương ra toàn thếgiới Tính đến năm 2015, tổng diện tích gieo trồng hoa hướng dương ở Nga hiệnđang nhìn thấy ở mức 6,8 triệu ha, cao hơn một phần ba so với trong những năm

2000 (Số liệu của Bộ Nông nghiệp Nga) Cũng theo Andrei Sizov - người đứng đầuSovEkon, một trong những trung tâm phân tích hàng đầu của Nga trong lĩnh vựcnông nghiệp, các ngành công nghiệp của Nga hướng dương và dầu hướng dương sẽtiếp tục phát triển trong vài năm tới Bên cạnh đó, hai quốc gia là Nga và Argentina

cũng liên tục tăng sản lượng chế biến và xuất khẩu sản ra thị trường nước ngoàicũng như có những bước cạnh tranh khá mạnh mẽ với các thương hiệudầu ăn Nga

Như vậy có thể thấy, cùng với sự thay đổi rõ rệt trong xu hướng lựa chọndầu ăn của người tiêu dùng thì việc tăng sản lượng liên tục cũng là điều kiện mạnh

mẽ thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp dầu hướng dương Dự báo trongtương lai không xa, dầu hướng dương sẽ là sản phẩm chủ đạo trên bàn ăn của hầuhết các gia đình, nhà hàng

1.2.5 Chỉ tiêu chất lượng dầu tinh luyện [14]

- Không tồn tại các loại vi sinh vật hiếm khí

- Không tồn tại nấm men, nấm mốc

1.2.5.3 Chỉ tiêu hóa lý

- Hàm lượng nước dưới 0.2 – 0.3 %.

- Chỉ số KOH dưới 0.4 mg KOH/g dầu

- Chỉ số peroxit dưới 0.01mg peroxit oxygen/g dầu

Bảng 4: Hàm lượng các kim loại cho phép.

Phương pháp vật lý và phương pháp hóa học:

2.1.1 Lựa chọn phương pháp tinh luyện [1,14]

tinh luyện hóa học để loại các tạp chất này Ngoài ra phương pháp này cũng không

sử dụng đối với loại dầu có hàm lượng photpholipit không hydrat hóa cao thườngchỉ số này lớn hơn 0.1 % và có hàm lượng sắt > 2ppm

So với phương pháp hóa học thì phương pháp vật lý đơn giản và ít tổn thấtdầu hơn

• Nhược điểm:

Có quá trình trung hòa tạo xà phòng làm tổn thất dầu nhiều Phương phápnày có quy trình công nghệ phức tạp hơn phương pháp tinh luyện dầu bằng vật lý

Ngoài ra trước quá trình xử lý vật lý hay hóa học, dầu tường được xử lý sơ

bộ bằng các phương pháp cơ học lắng, lọc, ly tâm… để tách ra khỏi dầu các hạt rắn,các hạt phân tán, một lượng nhỏ các chất gây mùi vị…

• Lựa chọn phương pháp tinh luyện

Trong hai phương pháp phương pháp tinh luyện dầu phương pháp vật lý đơngiản hơn Ít tổn hao dầu hơn phương pháp hóa học Nhưng đối với dầu hướngdương trong thành phần chứa hàm lượng axit béo tự do khá cao, cùng với hàmlượng phopholipit không hydrat hóa được Nếu sử dụng phương pháp vật lý thìkhông thể loại bỏ được Ảnh hưởng đến chất lượng dầu và quá trình bảo quản Nênlựa chọn phương pháp hóa học.

2.1.2 Chọn phương pháp thủy hóa [10]

 Nguyên tắc:

Quá trình này dựa vào phương pháp hydrat hóa để làm tăng độ phân cực củacác tạp chất keo hòa tan trong dầu Do đó làm giảm độ hòa tan các chất keo trongdầu

 Các biện pháp thủy hóa:

Có nhiều phương pháp thủy hóa khác nhau như thủy hóa bằng nước, thủyhóa bằng axit, thủy hóa khô, thủy hóa bằng enzyme…Lựa chọn phương pháp thủyhóa thích hợp phụ thuộc vào tính chất và hàm lượng tạp chất của dầu thô

2.1.2.1 Thủy hóa bằng nước

Mục đích chính của quá trình thủy hóa là sản xuất dầu mà không bị đóng cặnsuốt quá trình vận chuyển và tồn trữ

Lượng nước dung thủy hóa thường bằng 2 % so với lượng dầu hoặc bằng

75 % lượng photpholipit có trong dầu Nếu lượng nước dùng ít thì độ nhớt của dầulớn, vì vậy hiệu suất thủy hóa thấp Nhưng lượng nước quá lớn xẽ gây phản ứngthủy phân dầu, dẫn đến tổn thất dầu

• Ưu điềm:

- Rẻ hơn các phương pháp thủy hóa khác, đơn giản.

- Quy trình sản suất Leucithin đơn giản hơn ít tạp chất hơn

• Nhược điểm:

Không loại hết hoàn toàn photpholipit mà chỉ có thể loại được cácphotpholipit có khả năng hydrat hóa mà không loại được các photpholipit không cókhả năng hydrat hóa như các muối Ca và Mg của axit photphatidic và photphatidylethanolamin Do đó dầu sau thủy hóa thường chứa 80 – 200 ppm photpholipit Tùythuộc vào loại và chất lượng dầu thô nói chung và mức độ hoạt động của enzymephospholipase nói riêng (enzyme xúc tác cho phản ứng tạo axit phophatidic từphotphatic có thể hydrat hóa )

Phương pháp thủy hóa này thường không hợp cho dầu có hàm lượngphotpholipit không thể hydrat hóa như dầu đầu nành, dầu hướng dương…

2.1.2.2 Thủy hóa bằng axit

Bản chất giống quá trình thủy hóa bằng nước, mà trong đó có sự hoạt độngcủa cả axit và nước

• Ưu điểm:

Axit có thể chuyển các photpholipit không hydrat hóa được thành dạng cóthể hydrat hóa bằng cách phân hủy muối của axit photphatidic giải phóng axitphotphatidic và photphatidyl ethanolamine và tạo một dạng phức với Ca và Mg cóthể hòa tan trong pha nước và loại ra khỏi dầu

Phương pháp axit dầu sau khi thủy hóa có hàm lượng photpholipit dưới5ppm, dành cho sản xuất dầu có chất lượng cao

• Nhược điểm:

Gum thu được sau quá trình thủy hóa bằng axit không thích hợp cho quátrình sản xuất Leucithin bởi vì thành phần photpholipit của chúng thu được khác vớithành phần photphatic thu được ở quá trình thủy hóa bằng nước do chứa nhiều axitphotphatic và axit trong quá trình thủy hóa.

Axit thường dùng là axit citric hoặc axit photphoric vì các axit này có chấtlượng tốt, hoạt tính axit tương đối mạnh, trong đó axit citric được dùng nhiều hơn vìkhông làm tăng hàm lượng phophotic trong dầu

2.1.2.3 Phương pháp thủy hóa khô

Phương pháp này không sử dụng nước mà chỉ sử dụng axit và than hoạt tính

để thủy hóa dầu thô

2.1.2.4 Phương pháp thủy hóa bằng enzyme

Thường sử dụng các loại enzyme: enzyme phospholipase, được sản xuấtbằng phương pháp lên men vi sinh vật

Vai trò của enzyme này là chuyển hóa photpholipit thành lisophotpholipit vàaxit béo tự do

• Ưu điểm:

- Quá trình được thực hiện ở điều kiện ôn hòa

- Phản ứng enzyme rất đặc hiệu và có một tốc độ phản ứng chấp nhận được

- Chỉ một lượng nhỏ enzyme để thục hiện phản ứng này

- Dầu sau thủy hóa có hàm lượng photpholipit dưới 10 ppm và hàm lượngion kim loại dưới 0.5 ppm

- Có khả năng loại được cả photpholipit không hydrat hóa được

• Nhược điểm:

- Có thể dùng cho tất cả các loại dầu trừ loại dầu co chất gossypol trong dầubông Vì có hàm lượng gossypol cao

 Chọn phương pháp thủy hóa.

Thủy hóa dầu trong tinh luyện dầu có nhiều phương pháp Mỗi phương pháp

có mỗi ưu và nhược điểm riêng Đối với dầu hướng dương thì phương pháp thủyhóa bằng axit là thích hợp nhất Bởi vì phương pháp thủy hóa bằng axit có thểhydrat hóa được photpholipit không hydrat được bằng phương pháp nước Mặt khác

phương pháp thủy hóa bằng axit mang lại chất lượng dầu cao hơn các phương phápkhác.

2.1.3 Chọn phương pháp trung hòa

- PTPƯ: R’OH + RCOOH RCOOR’+ H2O

Phương pháp trung hòa là sử dụng trực tiếp những loại bazơ và các muối củabazơ mạnh bao gồm: Natri hidroxit, kali hidroxit, natri cacbonat, kali cacbonat…

2.1.3.1 Trung hòa bằng NaOH (natri hydroxit)

Nồng độ dung dịch kiềm sử dụng tùy thuộc vào chỉ số axit của dầu

Hiệu quả trung hòa dầu bằng kiềm được đánh giá bằng chỉ số axit béo saukhi trung hòa

Axit béo phản ứng với kiềm, tạo ra muối axit béo của kim loại kiềm hòa tankhông đáng kể trong dầu Phương pháp này thu được dầu có hàm lượng axit béo sau

kh trung hòa chỉ có 0.2 %

Bảng 4: Nồng độ NaOH và nhiệt độ trung hòa theo chỉ số axit béo tự do.

Nồng độ NaOH (g/l) Nhiệt độ tinh luyện (°C) Chỉ số KOH (mg/l)

35 – 45 90 – 95 < 5

2.1.3.2 Trung hòa bằng KOH (kali hydroxit)

Phương pháp sử dụng KOH cũng tương tự như sử dụng NaOH chỉ thay sảnphẩm là xà phòng kali

PTPƯ: KOH + RCOOH RCOOK + H2O

2.1.3.3 Trung hòa bằng Na 2 CO 3 (Natri cacbonat)

Khi trung hòa axit béo bằng nati cacbonat, phản ứng xà phòng hóa xảy ratheo hai giai đoạn: giai đoạn đầu xảy ra sự thủy phân xôđa trong nước và kết quảcủa sự tương tác giữa Na2CO3 với nước tạo ra natri hidroxit NaOH và natrihidrocacbonat NaHCO3

Khi đung dầu trên 60 °C, natri hidrocacbonat sẽ bị phân hủy thành khí cacbonatCO2, natri cacbonat Na2CO3 và nước.

NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O

Phương pháp này tạo ra CO2 trong quá trình trung hòa làm dầu bị khuấy đảo,khiến xà phòng sinh ra bị phân tán và khó lắng, mặt khác nó tác dụng kém với cácloại tạp chất khác ngoài axit béo tự do, nên việc sử dụng Na2CO3 là rất ít

2.1.3.4 Trung hòa bằng K 2 CO 3 (kali cacbonat)

Khi có sự tương tác giữa axit béo và kali cacbonat phản ứng xãy ra tương tựnhư giữa natri cabonat Nhưng chỉ khác là tạo ra muối kali

PTPƯ: K2CO3 + RCOOH RCOOK + CO2 + H2O

• Chọn phương pháp trung hòa:

Có nhiều phương pháp trung hòa khác nhau, nhưng xét về mặt ưu điểm thìphương pháp sử dụng kiềm NaOH, hoặc KOH mang lại là cao hơn phương phápdùng muối cacbonat của chúng Vì thế chọn phương pháp trung hòa bằng dung dịchNaOH

2.1.4 Chọn phương pháp tẩy màu

Hiện nay có hai phương pháp tẩy màu dầu Phương pháp liên tục và phươngpháp gián đoạn Tuy nhiên tẩy màu theo phương pháp liên tục có ý nghĩa lớn hơn sovới phương pháp tẩy màu gián đoạn: tiết kiệm được sức lao động và diện tích sảnxuất, giảm chi chí dùng chất hấp phụ Ngoài ra theo phương pháp liên tục liên tụccòn tạo ra khả năng ổn định và nâng cao chất lượng sản phẩm

Quá trình tẩy màu sử dụng các chất có khả năng hấp phụ màu Bản chất củacác chất hấp phụ là trong quá trình hấp phụ xảy ra sự tương tác giữa chất màu tan

trong dầu và chất hấp phụ được đưa từ ngoài vào Lực hấp dẫn được dùng để thựchiện liên kết các chất màu lên bề mặt các chất hấp phụ.

Khi tăng bề mặt hấp phụ, khả năng hấp phụ các chất màu cũng tăng lên Mỗiloại chất hấp phụ chỉ hấp phụ một số chất màu nhất định vì khả năng liên kết vớicác dạng chất màu lên bề mặt chất hấp phụ là khác nhau

Một số chất tẩy màu hiện nay là đất hoạt tính, than hoạt tính, silicagel…

2.1.4.1 Đất hoạt tính

• Ưu điểm:

Hoạt tính tẩy màu cao, có khả năng tẩy màu một số chất khó tẩy màu nhưhương dương, dầu cọ, dầu nành, dầu lanh…có thể ứng dụng như là một phươngpháp tinh luyện vật lý để loại các kim loại và các photphatit

• Nhược điểm:

Hấp thụ 70 % dầu thô ( so với lượng đất hoạt tính), gây tổn thất dầu, tác nhânthủy phân một phần dầu trung tính làm tăng hàm lượng các axit béo tự do, và phânhủy một số peroxit và các sản phẩm oxy hóa bậc hai từ đó làm tăng các phản ứngchuyển đồng phân trong nhóm các axit béo

Than hoạt tính sử dụng hạn ché trong quá trình tinh luyện dầu vì các vấn đềnhư: khó khăn trong quá trình lọc, chi phí cao và gây tổn thất dầu lớn ( hấp thụ 150

% dầu thô so với lượng than hoạt tính

2.1.4.3 Silicagel

• Ưu điểm:

Có diện tích hoạt động bề mặt tương đối lớn (500g/m2), nên khả năng hấp phụ rấtcao, và có khả năng hấp thụ các sản phẩm oxy hóa bậc hai của dầu như là (andehyt,xeton…), photphatit và xà phòng…

Hiện nay để tẩy màu dầu trong quá trình tinh luyện dầu thương dùng phổbiến là hỗn hợp giữa đất hoạt tính và than hoạt tính là 3 – 5 % so với lượng dầu Tỷ

lệ giữa than hoạt tính và đất hoạt tính là ( 1 : 2 ) Ưu điểm của việc sử dụng hỗn hợpnày là tổng hợp các ưu khuyết của hai loại chất hoạt tính trên

2.1.5 Chọn phương pháp khử mùi

Khử mùi là quá trình tách ra khỏi dầu các chất mùi Khử mùi là khâu cuốicùng của quá trình tinh luyện dầu

2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ

Sơ đồ quy trình công nghệ hình 2.2

2.3 Thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ

2.3.1 Thủy hóa

Hình 2.2 Sơ đồ quá trình thủy hóa

• Mục đích:

Loại các tạp chất có thể hydrat hóa thành dạng không hòa tan trong dầu như

photphatit, sáp, protein và phức chất…Ngoài ra quá trình thủy hóa còn mang lạinhiều lợi ích tiềm năng như:

Gia nhiệt

Cần thiết cho quá trình sản xuất Leucithin từ các gum đã hydrat hóa.

Giảm độ nhớt của dầu thô trong quá trình tinh luyện sau này

 Phospholipit sẽ phản ứng với nước, tính tan trong dầu giảm

Do đó có thể dễ dàng tách ra khỏi nguyên liệu

 Ngoài ra còn xảy ra phản ứng thủy phân dầu trung tính tạo thành cácdiglyxerit, monoglyxerit, glycerin và axit béo

Hóa lý:

 Phospholipid trở nên háo nước, tạo thành các hạt keo đông tụ

Yêu cầu: Dầu sau khi thủy hóa hàm lượng photpholipit dưới 30 ppm.

- Thời gian thủy hóa là 3 giờ

 Hóa lý: xảy ra sự tách pha cặn thủy hóa trong dầu sẽ tách ra dưới tác dụng

của lực ly tâm và thải ra định kỳ

Hơi quá nhiệt

Dầu thô

Tạp chất photpholipit Tách sáp (8 -12 °C)

Nước (2%), axit citric

 Cảm quan: cải thiện độtrong của sản phẩm.

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ

Thủy hóa

2.3.2 Tách sáp [1]

Mục đích: tách sáp ra khỏi dầu, để làm dầu trong hơn.

Phương pháp tiến hành:

Dựa vào sự kết tinh của sáp đối với dầu hướng dương sau khi thủy hóa là

10 °C Ở nhiệt độ này sáp kết tinh thành tinh thể có kích thước lớn Sau đó táchtinh thể sáp bằng phương pháp lọc

Như vậy, muốn tách sáp hoàn toàn ra khỏi dầu, phải có biện pháp riêng, dựatrên cơ sở tách các tinh thể sáp và được gọi là quá trình tách sáp hay đông hóa dầu.Đông hóa là quá trình công nghệ làm sạch sáp khỏi dầu bằng cách làm lạnh dầu đếnnhiệt độ tạo ra tinh thế sáp

• Biến đổi:

 Vật lý: hàm lượng sáp trong dầu giảm

 Hóa lý: có sự kết tinh các tinh thể sáp trong dầu

 Cảm quan: tăng độ trong của dầu

Yêu cầu:

Dầu sau khi đã tách sáp bằng phương pháp đông hóa vẫn giữ được độ trong

ở nhiệt độ bình thường (18 – 20 °C), dù có làm lạnh xuống 0 °C vẫn không xuấthiện vẫn đục, mà vẫn trong suốt

2.3.3 Trung hòa

Sử dụng trong tinh luyện dầu bằng phương pháp hóa học

Mục đích:

Chủ yếu là loại trừ các axit béo tự do gợi là quá trình trung hòa dầu Ngoài ra

xà phòng sinh ra còn có khả năng hấp phụ nên chúng có thể kéo theo các tạp chấtnhư protein, chất nhựa, các chất màu và cả những tạp chất cơ học vào trong kết tủa,

do đó làm giảm chỉ số axit của dầu và loại trừ một số tạp chất

Phương pháp thực hiện:

Dầu thô

Gia nhiệt 55ᵒC Khuấy 30 phút

NaOH (85-105g/l)

(

Lắng 3-6 h

Dầu đã trung hòa

Quá trình chủ yếu dựa vào phản ứng trung hòa bằng dung dịch NaOH Dưới

tác dụng của kiềm các axit béo tự do và các tạp chất có tinh axit sẽ tạo thành cácmuối kiềm, chúng không tan trong dầu mỡ nhung có thể tan trong nước nên có thểphân ly ra khởi dầu bằng cách lắng hoặc rữa nhiều lần

- Phương trình phản ứng: RCOOH + NaOH RCOONa + H2O

Hình 2.3 Sơ đồ quá trình trung hòa

Các yếu tố ảnh hưởng:

Nồng độ dung dịch kiềm cao, lượng kiềm dư nhiều, nhiệt độ cao thì phảnứng xà phòng hóa dầu mở nhanh, kiềm có thể xà phòng hóa cả dầu trung tính làmgiảm hiệu suất thu hồi dầu tinh luyện Đối với dầu hướng dương thì chỉ số axit củadầu 5 - 7 (mg KOH) nên dùng nồng độ NaOH tử 85 - 105 (g/l) ở nhiệt độ 50-55 °C

Các biến đổi trong quá trình trung hòa:

 Vật lý: Hàm lượng acid béo tự do trong dầu giảm, khối lượng thể tích đều

giảm

 Hóa học: Xảy ra phản ứng trung hòa giữa NaOH và axit béo tạo ra muối

kiềm và nước

 Hóa lý: Có sự phân lớp giữa cạn xà phòng và dầu Mặt khác do có nước nên

cũng hình thành một hệ nhũ tương nước trong dầu

Yêu cầu về kỹ thuật: Việc tách axit béo ra khỏi dầu đòi hỏi các điều kiện sau:

Tác nhân tách axit béo phải có khả năng phản ứng nhanh chóng với axit béo

tự do, hạn chế tác dụng với dầu trung tính

 Hỗn hợp nhanh phân lớp rõ ràng

 Dễ tách cặn ra khỏi dầu bằng các phương pháp đơn giản

 Không tạo thành thể nhũ tương dầu

 Chỉ số axit tối đa cho phép của dầu sau khi trung hòa la 0,2 mg KOH/g chấtbéo

 Dầu sau khi trung hòa lượng xà phòng trong dầu chỉ còn 0,2 %

 Thời gian trung hòa là 9 giờ

2.3.4 Quá trình rửa và sấy dầu [1]

2.3.4.1 Quá trình rửa dầu

Mục đích: để loại hết xà phòng trong dầu

Phương pháp tiến hành: Rửa dầu liên tục nhiều lần, lượng nước rửa mỗi lầnkhoảng 15 – 20% so với dầu, số lần rửa 3 - 6 lần

Trước tiên rữa bằng nước muối có nồng độ 10 % ở 90 – 95%, sau dùng nướcnóng 95 – 97 °C Mỗi lần rữa đều phải khuấy đều rồi để yên khoảng 40 – 60 phút,rồi tháo nước rửa ở dưới Nước rửa có thể tập trung lại để thu hồi dầu và xà phòng

 Hóa lý: xuất hiện hệ nhũ tương nước trong dầu.

Yêu cầu kỹ thuật:

- Nhiệt độ tiến hành ở 90 – 95 °C.

- Thời gian kết lắng: Thời gian phân lớp xà phòng – lớp dầu

- Dầu sau khi rửa phải có hàm lượng xà phòng dưới 0,005 %

- Dầu sau khi sấy có độ ẩm khoảng 1 %

Thiết bị: sử dụng thùng gia nhiệt có cánh khuấy

2.3.4.2 Quá trình sấy dầu

Mục đích

Giảm hàm ẩm trong dầu đến tiêu chuẩn bảo quản Chuẩn bị cho quá trìnhtẩy màu Vì sự có mặt của nước trong dầu sẽ ảnh hưởng đến khả năng tẩy màu củacác tác nhân hấp thụ màu

Phương pháp tiến hành:

Dầu sau khi rữa có độ ẩm vào khoảng 1 % Để tách nước trong dầu phảidùng phương pháp sấy để chuyển lượng nước trong dầu từ trạng thái lỏng sangtrạng thái hơi ra ngoài

Dầu hướng dương trong thành phần cấu tạo có hàm lượng axit béo không nocao, ở nhiệt độ cao lại tiếp xúc với không khí nên rất dễ dàng bị oxy hóa làm chodầu sẫm màu

Vì thế sấy trong điều kiện chân không nhằm hạ thấp nhiệt độ hay hơi củanước hạn chế sự oxy hóa của dầu, sấy chân không còn hạn chế sự trào bọt do ở thời

kỳ đầu của quá trình sấy không khí trong dầu bốc lên rất mạnh, làm cho dầu trào rakhỏi nồi Quá trình sấy dầu được tiến hành theo trình tự sau

Vừa sấy vừa tạo độ chân không và nâng nhiệt độ lên khống chế nhiệt độ sấy

ở 90 – 95 °C trong điều kiện áp suất chân không 30 – 60 mmHg

Biến đổi:

 Vật lý:

- Nước bốc hơi khỏi dầu, kéo theo giảm hàm ẩm

- Nhiệt độ sấy giảm trong môi trường chân không

 Hóa lý:

- Tách ẩm ra khỏi hệ dầu nước