Sản xuất dầu mè tinh luyện

MỤC LỤC Phần I. NGUYÊN LIỆU 3 I. GIỚI THIỆU 3 II. CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG 6 1. Chỉ tiêu chất lượng của hạt mè đưa sản xuất 6 2. Chỉ tiêu chất lượng của dầu mè thô 6 Phần II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU MÈ TINH LUYỆN 7 I. Quy trình 1: Tách dầu bằng phương pháp ép 7 II. Quy trình 2: Tách dầu bằng phương pháp trích ly 8 Phần III. THUYẾT MINH QUY TRÌNH 9 I. QUY TRÌNH 1 9 1. Phân loại và tách tạp chất 9 2. Sấy 11 3. Nghiền 12 4. Expander 14 5. Ép dầu 16 6. Lọc 19 7. Thủy hóa 20 8. Ly tâm 24 9. Trung hòa 25 10. Tẩy màu 27 11. Khử mùi 30 II. QUY TRÌNH 2 33 1. Trích ly 33 2. Lọc 35

MỤC LỤC Phần I NGUYÊN LIỆU I GIỚI THIỆU II CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG Chỉ tiêu chất lượng hạt mè đưa sản xuất Chỉ tiêu chất lượng dầu mè thô Phần II QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU MÈ TINH LUYỆN I Quy trình 1: Tách dầu phương pháp ép II Quy trình 2: Tách dầu phương pháp trích ly Phần III THUYẾT MINH QUY TRÌNH I QUY TRÌNH Phân loại tách tạp chất Sấy 11 Nghiền 12 Expander 14 Ép dầu 16 Lọc 19 Thủy hóa 20 Ly tâm 24 Trung hòa 25 10 Tẩy màu 27 11 Khử mùi 30 II QUY TRÌNH 33 Trích ly 33 Lọc 35 Chưng cất 36 Phần IV SO SÁNH ƯU NHƯỢC ĐIỂM HAI QUY TRÌNH 38 Sản xuất dầu mè tinh luyện I Quy trình 1: tách dầu phương pháp ép 38 Ưu điểm 38 Nhược điểm 38 II Quy trình 2: tách dầu phương pháp trích ly 38 Ưu điểm 38 Nhược điểm 38 Phần V ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ 39 I ỨNG DỤNG KỸ THUẬT MEMBRANE ĐỂ TÁCH GUM TRONG QUÁ TRÌNH TINH LUYỆN DẦU 39 II QUÁ TRÌNH TÁCH PHOSPHOLIPID BẰNG ENZYME 41 Phần VI sản phẩm dầu mè 44 Dầu thực vật cao cấp – Hảo vị 44 Dầu thực vật tinh luyện – Cooking oil 44 Dầu thực vật tinh luyện - Hương mè 44 Dầu mè thơm nguyên chất – Nakydaco 44 Dầu thực vật tinh luyện – Vị gia 44 Dầu mè thơm – Lạc vị 45 Một số sản phẩm dầu mè thế giới 45 Phần I NGUYÊN LIỆU I GIỚI THIỆU − Cây mè loại khổ rộng trồng vào vụ mùa hè, tḥc họ Pedaliaceae, có hoa hình chng đối Scientific classification Kingdom: Plantae Division: Magnoliophyta Class: Magnoliopsida Order: Lamiales Family: Pedaliaceae Genus: Sesamum Species: S indicum Binomial name Sesamum indicum L − Mè trồng năm, thân thẳng đứng cao từ – feet (50 – 100 cm) Hình Cây mè Sản xuất dầu mè tinh luyện GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn − Hoa xuất hiện khoảng 38 – 45 ngày sau trồng, với hoa một ćng có sau 35 – 40 ngày Mợt vài loại có khoảng hoa mợt ćng có sau 25 – 40 ngày Hạt mè vơ định hình Mợt nơi thế giới, tiếp tục trổ hoa từ cắt − Hầu hết nang tách trưởng thành Trên một nang thường chứa khoảng chừng 50 – 80 hạt Với nang đầu tiên có đợ cao từ – 2.5 feet từ mặt đất, phụ tḥc vào đợ ẩm, phân bón, nhiệt đợ nhiều ́u tớ khác Hình Hạt mè vàng hạt mè đen − Hạt mè chủ yếu trồng để lấy dầu, hạt có màu sắc thay đổi từ trắng kem đến màu đen tuyền Những hạt mè nhỏ thường dùng toàn bộ nấu ăn giúp cho việc làm tăng mùi thơm thức ăn chế tạo dầu mè Hạt mè đơi dùng làm bánh mì, bao gồm bánh mì nướng kiểu vòng tròn rắc mặt bánh mì Hạt mè, nướng bên bánh quy giòn, thường dạng que − Mè trồng phổ biến quốc gia vùng nhiệt đới (nhất Ấn Đợ) Có nhiều loại mè: mè đen, mè vàng, mè một vỏ mè hai vỏ Dầu ép từ hạt có màu vàng nhạt đến vàng (đới với mè vàng), có mùi thơm đặc trưng − Hạt mè chứa khoảng 44– 52.5% dầu, 18 – 23.5% protein, 13.5% carbohydrate, 5.3% khoáng, 5.2 – 6% ẩm (Johnson, Suleiman & Lucas, 1979; Kahyaoglu & Kaya, 2006) − Các acid béo hạt mè, tính theo phần trăm tổng acid béo, sau: 45.3 – 49.4% oleic, 37.7 – 41.2% linoleic 12 – 16% acid béo bão hòa (SFAs) Bảng Thành phần acid béo hạt mè Sản xuất dầu mè tinh luyện − Hạt mè giàu mangan, đồng calcium (90mg/1 muỗng súp hạt chưa bóc vỏ, 10mg bóc vỏ) chứa vitamine B1 (Thiamine) vitamine E (chứa chủ yếu loại: α-tocopherol 50 – 373ppm γ-tocopherol 90 – 390ppm) Chúng chứa đựng mợt sớ chất có khả chớng oxy hố lignans – có khả chớng ung thư − Hạt mè chứa phytosterols hàm lượng tổng 900 – 3000ppm Những phytosterols chủ yếu gồm có: β-sitosterol (>80% tổng phytosterols), campesterol (khoảng 10%) stigmasterol (<5%) − Chất dinh dưỡng hạt mè hấp thụ tốt nếu chúng nghiền nghiền thành bột trước sử dụng Hình Cấu trúc lignans hạt mè II CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG Chỉ tiêu chất lượng hạt mè đưa sản xuất Sản xuất dầu mè tinh luyện − Hạt mè đưa vào sản xuất phải chứa 98% hạt mè vàng − Cảm quan: khơng có lẫn sạn, đá, cát, khơng có sâu mọt, khơng vón cục − Đợ ẩm: khơng q 6% − Tạp chất: không 2% − Hàm lượng dầu: tối thiểu 44% − Acid béo tự (FFAs): không 2% tính theo acid oleic Chỉ tiêu chất lượng dầu mè thô − Vật lý: + Tỷ khối: 0.91 – 0.92 g/ml + Chỉ số khúc xạ 30 C: 1.4665 – 1.472 − Hóa học: + Acid béo tự (FFAs): khơng q 3% tính theo acid oleic + Thành phần acid béo no (chủ yếu acid palmitic): 12 – 15% + Thành phần acid béo không no (chủ yếu oleic linoleic): 75 – 78% + Độ ẩm: tối đa 0.5% + Chỉ số Iod: 103 – 120 mg I /g + Chỉ sớ xà phòng: 186 – 196 mg KOH/g + Hàm lượng chất khơng xà phòng hóa: 0.8% − Cảm quan: có mùi thơm đặc trưng dầu mè, khơng có mùi chua mùi lạ Phần II QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU MÈ TINH LỤN I Quy trình 1: Tách dầu phương pháp ép II Quy trình 2: Tách dầu phương pháp trích ly Sàng, Phân Loại Expander Ép dầu Hạt mè Tạp chất Sản phẩm Nghiền Lọc Thủy hóa Trung hòa Ly tâm Tẩy trắng Lọc Khử mùi Lọc Cặn Nước, H3PO4 đđ NaOH Tạp chất Đất tẩy màu Đất tẩy màu Hơi nước Sàng, Phân Loại Expander Trích ly Hạt mè Tạp chất Sản phẩm Nghiền Lọc Chưng cất Trung hòa Ly tâm Tẩy trắng Lọc Khử mùi Lọc Cặn Nước, H PO đđ NaOH Tạp chất Đất tẩy màu Đất tẩy màu Hơi nước Thủy hóa Hexane Phần III THUYẾT MINH QUY TRÌNH I QUY TRÌNH 1 Phân loại tách tạp chất a Mục đích: Chuẩn bị cho trình nghiền − Tạp chất thường gặp thân, vỏ, lá, hạt vỏ, bụi, đá nhỏ loại hạt khác lẫn vào − Do kích thước hạt có liên quan đến hàm lượng dầu hạt nên để khống chế tiêu kỹ thuật trình dễ dàng yêu cầu nguyên liệu đưa vào sản xuất phải đồng về kích thước − Mặt khác, q trình sản xuất u cầu mợt đợ định, tạp chất làm giảm suất tách dầu, ảnh hưởng bất lợi đến chất lượng dầu, tăng đợ mài mòn gây nguy hiểm đến thiết bị b Biến đổi − Vật lý: loại tạp chất, trọng lượng khối hạt giảm − Cảm quan: chất lượng khối hạt đồng đều c Thiết bị: sàng rung − Cấu tạo: + Bộ phận chủ yếu máy sàng lưới sàng kích thước lỗ khác đặt nghiêng 10 – 12 , bộ phận tạo rung gắn với đợng + Ngồi ra, máy sàng kết hợp thêm nam châm điện để tách kim loại, bợ phận hút khí để tách bụi − Ngun tắc hoạt động: + Khi cho nguyên liệu vào máy sàng, dưới tác động lực rung, nguyên liệu trải đều bề mặt lưới + Lưới có kích thước lỗ lớn giữ lại tạp chất lớn cây, đất đá hạt khác lẫn vào + Lưới kích thước nhỏ đủ để giữ lại hạt mè bụi tạp chất nhỏ qua + Mè thu hồi ngăn − Trong chất thải tách từ nam châm bỏ đi, vật liệu khác dùng làm chất đớt, thêm vào thức ăn gia súc Hình Thiết bị sàng rung Hình Cấu tạo thiết bị sàng rung − Thông số kỹ thuật: Sấy d Mục đích: Chuẩn bị cho q trình tiếp theo Hạt mè có đợ ẩm cao làm giảm hiệu suất q trình nghiền gây khó khăn cho tách dầu e Biến đổi: − Vật lý: trọng lượng khới hạt giảm, làm co thể tích hạt − Hóa học: + Giảm hàm ẩm Trong q trình bảo quản, đợ ẩm hạt mè tăng lên đến khoảng – 13% Quá trình sấy làm giảm độ ẩm xuống đến độ ẩm cần thiết cho nghiền (6 – 8%) + Khi nhiệt độ 63 C làm tăng đặc biệt màu bã dầu dầu, làm biến tính protein, tăng nồng đợ nonhydratable phosphatide dầu thơ − Hóa lý: có chuyển pha nước nguyên liệu sang dạng − Hóa sinh: (khơng đáng kể) góp phần vơ hoạt enzyme − Sinh học: ức chế một số vi sinh vật f Thiết bị: thiết bị sấy tầng sôi − Cấu tạo + Quá trình sấy thực hiện tháp đứng, dùng khí tác nhân gia nhiệt Khi tăng nhiệt đợ sấy làm q trình sấy diễn nhanh không gần nhiệt độ nguy hiểm cho hạt Hình Thiết bị sấy tầng sơi + Hệ thớng gồm thiết bị sấy có kết cấu phức tạp; bợ lọc thơ, lọc tinh khơng khí 2; bợ lọc khí thải 9; calorifer 4; quạt 10; guồng tải 11 để vận chuyển hạt dạng bụi từ phễu bộ lọc túi 8; cyclone đầu xoay − Nguyên tắc hoạt đợng: + Khơng khí nóng thổi vào qua hai mức Ở mức đầu tiên, khơng khí gia nhiệt calorifer quạt thổi qua bộ phận nhập liệu, lôi cuốn theo khối hạt vào buồng sấy Tại đây, khơng khí nóng từ mức hai thổi vào sấy khới hạt Với vận tớc thổi thích hợp, dòng khí đưa khới hạt qua cyclone thu hồi + Hạt thu hồi bồn chứa bên dưới cyclone Bụi theo khơng khí ngồi theo đường khí thải − Thơng sớ kĩ thuật: + Năng suất, kg/h: ▫ Theo sản phẩm ban đầu: 660 ▫ Theo ẩm bốc hơi: 330 + Độ ẩm sản phẩm, %: ▫ Ban đầu: 13% ▫ Cuối: – 8% + Nhiệt đợ cho phép để đun nóng: 55 – 60 C + Đường kính buồng xốy: 1500 mm + Công suất động cơ: 22 kW Nghiền a Mục đích: Chuẩn bị cho q trình tách dầu − Dầu chủ yếu tập trung nhân phân bố khe vách tế bào ống mao quản nhỏ, liên kết chặt chẽ với lực liên kết bề mặt vào hàm lượng nước, pH Thường hợp chất màu hợp chất phân ly, không tan tớt dầu, dầu nên có hàm lượng nước – 16% Nếu hàm lượng nước lớn làm giảm khả hấp phụ Hàm lượng xà phòng sót khả tẩy màu tớt xà phòng làm giảm khả tẩy màu + Khả giữ dầu sót phụ tḥc vào đợ lớn hạt mật độ đất + pH thấp  trung hòa xà phòng sót  khơng cho xà phòng hấp thụ vào đất  tăng khả tẩy trắng đất − Than hoạt tính: khả hấp thụ tớt, khó lọc, giá thành cao, tổn thất dầu lớn, thường phối hợp với đất tẩy màu để tách một số hợp chất mà đất tẩy màu không tách được: xà phòng sót, pigments f Quy trình – thiết bị: Hình 18 Quy trình tẩy màu − Dầu gia nhiệt (70 – 90 C) bơm vào thùng đất tẩy trắng từ bể chứa hay máy ly tâm Đất hấp phụ thêm vào thùng một lúc nhờ vis tải Dầu (khoảng 0.5% ẩm) xử lý với nước đất tẩy trắng (8 – 15% ẩm) 20 phút dưới điều kiện khí Bên thiết bị có cánh khuấy giúp truyền nhiệt đều, đồng giữ chất hấp phụ trạng thái lơ lửng Sau trộn, đất/dầu đưa vào thiết bị tẩy trắng chân khơng − Q trình tẩy trắng thực hiện điều kiện chân không, có đảo trợn, gia nhiệt/làm lạnh dạng ớng xoắn Trên thiết bị có cửa bổ sung acid, kiềm, nước chất hấp phụ Quá trình tẩy trắng từ 15 – 30 phút nhiệt độ 80 – 120 C Mặt dù, tăng nhiệt độ tăng hiệu suất hấp phụ, q trình tẩy trắng nhiệt đợ cao dẫn đến một số phản ứng không mong muốn Nhiệt độ nên giữ đủ cao để giảm độ nhớt dầu cải thiện tốc độ khuếch tán vận chuyển − Sau tẩy trắng, dầu lọc tách đất tẩy trắng Quá trình lọc quan trọng q trình tẩy trắng Khi hệ thớng có hai nhiều thiết bị phản ứng hoạt động nối tiếp với hai máy lọc để hệ thớng hoạt đợng bán liên tục Máy lọc áp suất thường dùng để tách đất tẩy trắng Chu trình lọc thường bao gồm bước: + Bơm đầy máy lọc tuần hoàn để śt + Q trình lọc + Thổi Nitơ thẳng vào máy lọc + Thổi nước + Sấy bánh lọc với (thường 0,3 – 0,5 kg khô/kg đất áp suất – bar nhiệt độ 140 – 150 C 10 phút (gồm bước 5), kết giảm nồng độ dầu dư từ 22 – 25% + Làm thiết bị lọc cho dự phòng g Thơng sớ cơng nghệ: − Quá trình tẩy trắng thường thực hiện dưới áp suất chân không (20 – 30 mmHg) để giảm phản ứng oxy hóa kiểm sốt đợ ẩm − Nhiệt đợ dầu vào q trình tẩy trắng 90 C − Thời gian tẩy trắng 15 – 30 phút − Phospho glycolipids tách với silicagel với 60 – 70% ẩm − Lượng nước tối ưu dùng cho tẩy trắng ướt khoảng 50 – 100% số lượng đất tẩy trắng dùng cho trình − Hàm lượng chất hấp phụ phụ tḥc vào dạng chất hấp phụ, dầu trình xử lý trước Thơng thường lượng chất hấp phụ cho vào khoảng 0.1 – 2% dầu, một vài trường hợp cao 5% Khử mùi Dầu trước qua thiết bị khử mùi khí nhằm giảm thiểu nồng đợ O dầu Do trình khử mùi tiến hành nhiệt độ cao nên xuất hiện oxy gây phản ứng oxy hóa khơng mong ḿn, làm giảm chất lượng dầu a Mục đích: Hồn thiện Loại tạp chất dễ bay gồm: + Các chất tự nhiên: FFA, hydrocacbon squalenne, carotenoid, sterol + Các chất tạo thành trình tinh luyện: aldehide, ketone, peroxide… b Biến đổi: − Vật lý: có tăng nhiệt đợ dầu − Hóa lý: tách pha cấu tử dễ bay Hơi nước sục trực tiếp có khuấy đảo làm tăng tiếp xúc dầu với nguồn nhiệt để lôi cuốn theo chất dễ bay khỏi dầu − Hóa học: + Trong trình khử mùi, dầu dễ bị oxy hóa  phải bổ sung chất chớng oxy hóa + Nhiệt độ cao làm tăng chênh lệch áp suất hơi, phá hủy carotenoid hợp chất không bay biến chúng về dạng dễ bay − Cảm quan: cải thiện mùi sản phẩm c Quy trình – thiết bị: Thiết bị chưng cất bán liên tục Hình 19 Thiết bị khử mùi − Cấu tạo: + Thiết bị tháp hình trụ thẳng, đặt trước thiết bị tạo chân khơng, có hai vỏ (chớng rò rỉ, cách nhiệt), vật liệu thường làm ion chịu acid không gây oxy hóa dầu + Hệ thớng gia nhiệt: dạng tấm, dạng lò xo, dạng ớng xoắn ṛt gà + Bộ phận ngưng tụ: làm lạnh nước phun dòng hồi lưu Thường ta làm lạnh hai cấp: dầu chưa ngưng đem trao đổi nhiệt với để tận dụng lượng tăng nhiệt độ 55 – 65 C, không ngưng tụ nước Hiệu suất thu hồi 92 – 95% + Hệ thống chân không: kết hợp hệ thống nước, hệ thống ống sinh hàn bơm chân không Hơi hệ thống tạo chân không bao gồm nước trực tiếp khơng khí rò rỉ Nhiệt nước làm lạnh thấp đỡ tớn tạo chân không + Hệ thống làm lạnh dầu: 80% lượng tái sử dụng + Có bợ phận tách dầu bắn, cản, lưới thép + Lọc dầu: ống lọc đường kính 50µm − Hoạt đợng: + Dầu qua khí đưa vào thiết bị gia nhiệt gián tiếp nước Chất gia nhiệt: nước thông thường, nhiệt độ thấp 185 C, áp suất cao nên tớn nhiều chi phí Ngày sử dụng Downtherm A để tăng nhiệt độ (nhiệt độ sôi hỗn hợp 270 – 280 C) mineral – oil (dầu sáp) làm chất gia nhiệt + Hơi nước đưa trực tiếp vào phải khơ khơng có oxy (sử dụng nước khí tạo nhiệt) nhiệt độ 240 – 300 C sục vào dầu giảm xuống 130 – 150 C Vì vậy, để đảm bảo nhiệt đợ khử mùi dầu thường gia nhiệt trước d Lượng cần thiết tổn thất: − Lượng cần thiết: + Tỷ lệ thuận với khối lượng dầu + Tỷ lệ thuận với áp suất thiết bị + Tỉ lệ nghịch với áp suất tạp chất muốn khử mùi + Tỷ lệ thuận với log nồng độ tạp chất trước sau khử mùi + Phụ thuộc vào tình trạng thiết bị − Tổn thất sau trình khử mùi: phụ thuộc + Chất lượng nguyên liệu: FFA, sterol lớn tổn thất nhiều + Bản chất nguyên liệu + Cấu trúc thiết bị + Càng sục nhiều tổn thất − Tổn thất bay hơi: + Hơi nước thủy phân một phần dầu thành FFA + MAG, DAG bay − Tổn thất hiện 0.2 – 0.4% (1.05 – 1.2% FFA), nhiều FFA tổn thất do: dầu bắn ra, nước lôi cuốn… − Tổn thất thiết bị bị bắn với hơi: 0.1 – 0.2% e Thông số công nghệ: − Nhiệt độ: 90 – 240 C ( 200 – 275 C phổ biến) − Thời gian: 1h − Áp suất chân không: – mmHg áp suất tuyệt đối (<1KPa) − Cần khí: giảm O từ 2.5% x́ng nhỏ 0.05% − Lượng hơi: (0.4 KPa, 260 C): 0.75 – 1.5% Lượng nhiều không đảm bảo điều kiện chân không, tổn thất bắn dầu, gây thủy phân II QUY TRÌNH Điểm khác quy trình so với quy trình trình tách dầu thực hiện phương pháp trích ly dung mơi Do có xuất hiện dung mơi dầu nên sau trích ly lọc có q trình chưng cất thu hồi dung mơi Trích ly a Mục đích: Khai thác tách dầu Tách trực tiếp dầu từ bột dầu ban đầu b Biến đổi: − Hóa lý: Xảy chuyển pha Dầu từ bợt hòa tan vào dung mơi Xảy q trình kh́ch tán phân tử chuyển dầu từ tâm nguyên liệu vào dung môi, khuếch tán đối lưu từ bề mặt nguyên liệu vào dung môi Tuy nhiên dầu chuyển vào dung môi kèm theo lượng tạp chất khơng có tính béo nên làm cho dung dịch miscella có tính keo − Hóa học: tác động dung môi lên protein nguyên liệu, gây mợt sớ biến đổi gây biến tính protein mức đợ nhẹ so với biến tính trình ép đùn ép tách dầu c Yếu tố ảnh hưởng: − Tỷ lệ dung môi dầu ảnh hưởng đến độ nhớt sức căng bề mặt miscella − Bản chất nguyên liệu dung môi, đặc trưng hệ số khuếch tán Hệ số khuếch tán phụ thuộc vào: + Độ nhớt nguyên liệu cao hệ số khuếch tán giảm + Độ nhớt dung môi cao hệ sớ kh́ch tán giảm + Nhiệt đợ trích ly tăng hệ sớ kh́ch tán tăng + Đợ ẩm ngun liệu giảm hệ sớ kh́ch tán tăng + Dạng nguyên liệu, hình dạng hạt nguyên liệu: nhỏ tớc đợ trích ly lớn + Hàm lượng dầu: hàm lượng dầu dẫn đến dung mơi hòa tan dầu mà hòa tan tạp chất d Dung môi: thường sử dụng n-hexan − Ưu điểm: + Nhiệt đợ sơi thấp nên tớn lượng + Khó tạo thành hỗn hợp đẳng phí nên chiệu suất thu hồi dung môi cao + Không gây độc, giá thành rẻ − Nhược điểm: dễ cháy nổ, ảnh hưởng môi trường e Thiết bị: − Cấu tạo: + Thiết bị trích ly dạng xới tưới Basket elevator có mợt giai đoạn lên x́ng, chứa khoảng 15 sọt liên tục nạp liệu thải liệu nguyên liệu chất rắn, dung mơi, t̀n hồn Hình 20 Thiết bị trích ly dạng xới tưới + Chiều cao nguyên liệu thấp khoảng 0.5 – 0.7m Nguyên liệu cấp cao xuống − Nguyên tắc hoạt động: + Dung môi chảy từ xuống dưới qua nguyên liệu khơng chuyển đợng, qua đáy sọt ngồi + Dựa vào chênh lệch nồng độ dầu miscella so với nồng độ dầu bột nguyên liệu, chênh lệch lớn tớc đợ trích ly nhanh + Thời gian trích ly quyết định tốc độ đạt tới cân ▫ Ở giai đoạn đầu tớc đợ trích ly nhanh với giai đoạn sau ban đầu có lớp dầu phá vỡ từ hạt, dung môi vào cần hòa tan lượng dầu nên thời gian trích ly nhanh ▫ Ở giai đoạn ći, tớc đợ trích chậm so với lý thuyết kích thước khơng đồng đều ngun liệu, lượng dầu sót thấp dẫn đến khó hòa tan dung mơi nên dầu khó trích ly − Ưu nhược điểm thiết bị: + Ưu điểm: Nguyên liệu không chuyển động nên nguyên liệu vỡ, tạo mảnh vụn, trình lọc dễ thực hiện, tớn lượng làm bay dung môi nồng độ dầu cao Thiết bị phù hợp với suất lớn + Nhược điểm: Nguyên liệu phải bảo đảm độ xốp cho dung môi qua f Thơng sớ cơng nghệ: − Thời gian trích ly khoảng 45 – 60 phút − Nhiệt độ dung môi vào khoảng 50 – 60 C, khoảng 28 – 30 C − Hàm lượng dầu bã dầu: – 2% − Nguyên liệu sau trích ly giữ lại từ 30 – 40% dung môi Lọc Dầu sau trích ly lọc tách tạp chất trước qua thiết bị chưng cất thu hồi dung mơi a Mục đích: chuẩn bị Tách thành phần khơng hồ tan hợp chất dạng keo dầu sau q trình trích ly (tạp chất học, bã dầu) b Biến đổi: Cảm quan: dầu có màu sắc trong, sáng hơn, chất lượng dầu tốt c Thiết bị: sử dụng máy lọc khung Chưng cất a Mục đích: khai thác, hoàn thiện sản phẩm Tách dung dịch dầu khỏi dung môi bốc dung môi khỏi dầu khơng bay b Biến đổi: − Hố lý: có tách pha dung môi, từ lỏng sang − Hóa học: + Protein bị biến tính q trình đun nóng với có mặt nước, tác động ma sát + Tác động tương hỗ protein với lipid tạo nên phức chất lipoprotein bền, làm cho hàm lượng dầu bã tăng lên Sự biến tính protein làm ́u mới liên kết dầu protein Mối liên kết glyceride với protein yếu so với acid béo với protein nên tách chiết dầu, lớp glyceride tách đầu tiên, sau mới đến lớp acid béo Do giai đoạn ći q trình, dầu thu có nhiều acid béo tự + Tác đợng tương hỗ glucid với chất hạt dầu acid amin, protein, phospholipid Tác dụng tương hỗ tạo nên hợp chất melanoid với cường độ màu khác nhau, ngồi mợt lượng lớn đường chuyển về dạng liên kết với protein hạt − Cảm quan: dầu có màu sậm hơn, sánh c Thiết bị: − Sử dụng thiết bị chưng cất theo cấp: + Cấp I: gồm thiết bị truyền nhiệt nằm ngang, thiết bị phân ly, bơm nạp mixen vào chưng cất bơm hồi lưu hệ + Cấp II: gồm thiết bị bớc ớng chùm bớ trí thẳng đứng thiết bị phân ly + Cấp III: gồm thiết bị đun nóng miscella đặt kiểu ớng chùm đứng tháp cất kiệt dung môi kiểu màng, bơm nạp miscella từ thiết bị đun nóng vào thiết bị chưng cất bơm dầu khỏi thiết bị − Dầu nặng không bay thu hồi đáy Dung môi nước lôi cuốn ngưng tụ nhờ hệ thống làm lạnh ống xoắn − Tách nước khỏi dung môi: sau chưng cất, nước dung môi ngưng tụ Thiết bị mợt bể lắng có đáy cơn, thường nước lắng phía dưới đáy đem tháo bỏ Nước lẩn mợt dung mơi dung mơi phải tinh khiết d Thông số công nghệ: − Nhiệt độ dầu khỏi thiết bị khoảng 100 – 105 C − Miscella trước chưng cất phải đạt tiêu: nhiệt độ 35 – 45 C, nồng độ dưới 30%, cặn lắng không lớn 0.007% − Nhiệt độ nước 180 – 200 C − Cấp I: dầu cô đặc: 60 – 70% − Cấp II: dầu cô đặc: 93 – 95% − Cấp III: dầu làm hoàn toàn Phần IV SO SÁNH ƯU NHƯỢC ĐIỂM HAI QUY TRÌNH I Quy trình 1: tách dầu phương pháp ép Ưu điểm − Quy trình thiết bị đơn giản − An tồn cho sản phẩm: khơng cho hóa chất vào để trích ly − Chất lượng sản phẩm dầu thơ tớt không tách hợp chất không mong muốn hạt dầu − Chi phí thiết bị thấp, lượng cho q trình thấp − Thích hợp cho hạt dầu có hàm lượng dầu cao 25% Nhược điểm − Hiệu suất khơng trích ly, nếu ép kiệt đạt 95% xuất hiện hợp chất khơng có lợi cho dầu − Dầu thơ có nhiều bã dầu − Bã dầu sau ép hàm lượng dầu lớn, cần trích ly để tận thu II Quy trình 2: tách dầu phương pháp trích ly Ưu điểm − Hiệu suất cao, tách kiệt dầu − Hàm lượng dầu bã không nhiều − Dầu thơ lẫn bã dầu − Có thể có lợi cho trình tinh luyện tinh luyện membrane, có chứa dung mơi hexane Nhược điểm − Quy trình thiết bị phức tạp, giá thành cao − Chất lượng sản phẩm không ép, q trình trích ly trích ly thành phần khơng có lợi cho dầu − Tớn dung mơi, cần thu hồi dung mơi − Chi phí lượng cao − Hexane xem dung môi an tồn, cần thêm q trình chưng cất thu hồi dung mơi Phần V ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ I ỨNG DỤNG KỸ THUẬT MEMBRANE ĐỂ TÁCH GUM TRONG QUÁ TRÌNH TINH LỤN DẦU − Mơ tả: Màng membrane có tính chất bán thấm nên có khả chọn phần tử cho qua giữ lại phần tử khối lượng lớn mà chủ yếu tạp chất không tan hợp chất keo, gums − Nguyên liệu làm membrane: làm từ nguyên liệu khác nhau, bao gồm phân tử cellulose, polymer, kim loại, nguyên liệu ceramic − Kỹ thuật membrane ứng dụng để tách phospholipids dầu kỹ thuật siêu lọc UF (ultrafiltration) − Cơ sở khoa học: + Các trình xử lý membrane thực phẩm thường sử dụng áp suất để lọc Tùy vào kích thước lổ membrane mà chất có kích thước thích hợp thấm qua Kích thước lổ UF membrane tương tự kích thước đại phân phân tử, UF membrane đặc trưng kích thước phân tử lớn mà qua nó, giới hạn khối lượng phân tử (MWCO) + Mặt dù phospholipids triglyceride tương tự nhau, khối lượng phân tử thấp (900Da) Nhưng tách phospholipids UF vẫn mang lại hiệu quả, cấu trúc tự nhiên gồm hai đầu kỵ nước ưa nước, hình thành miscella lớn nghịch đảo một dung dịch không ưa nước dầu hexan, hình sau: Hình 22 Sự hình thành micelle nghịch đảo hexane + Hạt miscella có kích thước tương đương với phân tử có khới lượng từ 20.000 đến vài triệu Da nên bị giữ lại trình siêu lọc − Do triglyceride có tính nhớt nên khó sử dụng hệ thống membrane dạng ống mao quản hay xoắn ốc Để khắc phục, kỹ thuật tách membrane tiến hành với miscella (hệ nhũ tương dầu – hexane) Hexane giúp giảm đáng kể đợ nhớt cho q trình xảy − Trong quy trình sản xuất dầu phương pháp trích ly với hexane, sau tiến hành chưng cất thu hồi dung môi Người ta sử dụng kỹ thuật xử lý membrane thực hiện hai trình tách dầu thu hồi dung mơi, loại phospholipid từ tiết kiệm lượng cho trình chưng cất bỏ qua giai đoạn thủy hóa − Tiêu chuẩn chọn lọc membrane cho tách gums kị nước, không giữ hexane chất có phân tử lượng 20000 Da nhỏ − Để cải thiện dòng chảy, nguyên liệu miscella gia nhiệt 40 – 50 C Hexane, triglyceride phân tử tạp chất có khới lượng nhỏ FFA qua màng membrane thẩm thấu, phospholipids dạng miscella nghịch đảo bị giữ lại Với membrane thích hợp, loại bỏ phospholipid 95% Ưu điểm so với phương pháp tách gums dùng cơng nghiệp: sử dụng membrane khơng dùng hóa chất, điều kiện ơn hòa, tiết kiệm lượng, giảm tổn thất dầu,… − Ngoài ứng dụng để tách gums, kĩ thuật membrane sử dụng q trình tiếp theo công đoạn xử lý dầu, bao gồm thu nhận dung môi từ miscella, khử acid tách FFA, tách sáp, tách phân đoạn lecithin, tẩy màu, xử lý nước rửa Nó nghiên cứu Texas A&M University có khả tiết kiệm 15 – 22 nghìn tỷ kJ năm Tuy nhiên cấu tạo màng phức tạp đòi hỏi cơng nghệ cao nên kỹ thuật tách membrane chưa ứng dụng rợng rãi sản xuất II Q TRÌNH TÁCH PHOSPHOLIPID BẰNG ENZYME Quá trình tách phospholipids (PLs) enzyme đưa Mannheim, Germany Phospholipases (PLase) enzyme thủy phân PLs chia làm loại: PLA , PLA , PLB, PLC, PLD Vị trí phản ứng loại enzyme thể hiện hình : Để tách gums từ dầu thực vật, PLC lựa chọn tới ưu phá hủy liên kết phospholipid tạo thành DAG không sinh acid béo tự Tuy nhiên, hiện enzyme Phospholipase A1, A2 ứng dụng sản xuất Hai enzyme sản xuất lên men vi khuẩn Thermomyces lanuginosus Fusarium oxysporum Các bước trình: + Thêm acid citric để tách kim loại có dầu + Thêm natri hydroxit để điều chỉnh pH + Thêm Lecitase Ultra để tạo thành lysolecithin có khả hòa tan nước + Ly tâm để tách phosphatide tan nước Trong sản xuất trình thực hiện sơ đồ sau: Hình 23 Quy trình tách gums liên tục enzyme Thơng sớ kỹ thuật: STT Thiết bị Thông số Thiết bị trao đổi nhiệt Nhiệt độ: 70 C Bồn chứa acid citric 650l Bơm acid citric 20L/h Shear mixer Bồn chứa 12,5m Thiết bị trao đổi nhiệt Nhiệt độ: 50 C Bồn chứa xút 3m Bơm xút 95L/h Thêm nước – 3% 10 Bồn chứa Lecitase ultra 38l 11 Bơm enzyme 7,8mL/phút 12 High-shear mixer 13 Thiết bị chứa sau cho Enzyme 85m − Sau dầu gia nhiệt đến 70 C, dung dịch acid citric 50% thêm vào dầu với tốc độ 650 ppm, hỗn hợp làm đồng highshear mixer Hệ nhũ tương khuấy trộn từ 15 -30 phút − Mặc dù, dung dịch acid citric thường bổ sung với hàm lượng 50%, nhiên nồng độ thay đổi tùy theo hàm lượng PL Từ đó, tổng lượng nước hỗn hợp tăng lên, thuận lợi nồng độ PL cao − Sau cô lập ion kim loại, natri hidroxide thêm vào để chỉnh pH pH tối ưu cho enzyme 5.0 − Sau thêm xút, nhiệt độ hỗn hợp giảm xuống 50 – 55 C, bổ sung dung dịch enzyme 50ppm lượng nước vừa đủ Hỗn hợp làm đồng high-shear mixer giữ nhiệt độ vài giờ Lượng Lecitase Ultra khoảng 50 ppm đủ để tác động tất lượng PL dầu Tuy nhiên với loại dầu chất lượng tốt, liều lượng sử dụng cần 30ppm Tổng lượng nước dao đợng khoảng từ 0,5% đến 5% Thông thường, lượng nước nhiều lượng enzyme sử dụng phosphorus ći thấp hơn, phân pha dễ Nhưng lượng nước vào khoảng 2% đảm bảo chất lượng hạn chế lượng nước sót sản phẩm − Sau trợn, dầu nên giữ h điều kiện khuấy liên tục Sau giai đoạn phản ứng, hỗn hợp ly tâm để tách PL Nhiệt đợ dầu q trình ly tâm khoảng 70 C − Sau dầu xử lý với silica đất tẩy trắng khử mùi nếu cần Nồng độ phosphorus khoảng 10mg/kg nồng độ sắt khoảng 0.5mg/kg Ưu điểm trình là: − Phản ứng enzyme thường thực hiện điều kiện ơn hòa − Enzyme có tính đặc hiệu cao − Tớc đợ phản ứng q trình phù hợp − Chỉ cần lượng nhỏ enzyme dùng cho phản ứng − Dầu thủy hóa với nồng đợ phosphorus sắt thấp sản xuất từ dầu ban dầu có chất lượng thấp ... dưỡng hạt mè hấp thụ tốt nếu chúng nghiền nghiền thành bột trước sử dụng Hình Cấu trúc lignans hạt mè II CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG Chỉ tiêu chất lượng hạt mè đưa sản xuất Sản xuất dầu mè tinh luyện... Binomial name Sesamum indicum L − Mè trồng năm, thân thẳng đứng cao từ – feet (50 – 100 cm) Hình Cây mè Sản xuất dầu mè tinh luyện GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn − Hoa xuất hiện khoảng 38 – 45 ngày... (nhất Ấn Đợ) Có nhiều loại mè: mè đen, mè vàng, mè một vỏ mè hai vỏ Dầu ép từ hạt có màu vàng nhạt đến vàng (đới với mè vàng), có mùi thơm đặc trưng − Hạt mè chứa khoảng 44– 52.5% dầu,