Danh pháp quốc tế là 1,3,7trimethylpurin2,6dioneThuộc nhóm các chất metylxantin, là chất kích thích tự nhiên có nhiều trong lá chè, hạt cà phê, hạt coca và các loài thực vật khác. Đối với mỗi một chất đang ở trạng thái khí, khi bị nén đẳng nhiệt với một áp suất đủ cao, chất khí sẽ hóa lỏng và ngược lại và tồn tại một giá trị nào đó mà tại đó , nếu tăng nhiệt độ lên thì chất lỏng cũng không hóa hơi trở lại mà trở thành một dạng đặc biệt gọi là trạng thái siêu tới Lưu chất siêu tới hạn mang tính chất trung gian giữa chất lỏng (hòa tan chất khác) và chất khí ( dễ khuếch tán).Lưu chất có tỷ trọng tương đương như tỷ trọng ở pha lỏngSự linh động các phần tử rất lớn, sức căng bề mặt nhỏ, hệ số khuếch tán cao như đang ở trạng thái khí.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BỘ MÔN: TRÀ, CÀ PHÊ VÀ CA CAO GVHD: ThS Dương Thị Ngọc Diệp Nhóm: Tiết: Thứ tiết 1,2,3 CHIẾT TÁCH CAFFEIN TRONG TRÀ VÀ CÀ PHÊ Nhóm Họ tên MSSV Võ Văn Tân 15125199 Nguyễn Thị Thanh Thảo 15125212 Hà Thị Phượng Thắm 15125203 Nguyễn Thị Ái Thi 15125214 Nguyễn Quốc Thái 15125200 Hà Tấn Tài 15125194 Cao Hữu Thắng 15125204 Nguyễn Thị Phương Thanh 15125206 CAFEIN( Danh pháp quốc tế 1,3,7-trimethylpurin2,6-dione Thuộc nhóm chất metylxantin, chất kích thích tự nhiên có nhiều chè, hạt cà phê, hạt coca loài thực vật khác Cafein kích thích hệ thần kinh trung ương, làm cho tinh thần minh mẫn, tăng cường nhận biết não bộ, kích thích hoạt động tim, thận, phổi Chiếm 2-4% khối lượng chất khơ chè TÍNH CHẤT CỦA CAFFEIN • Là chất kiềm yếu, khơng có tính acid Tinh thể màu trắng, vị đắng, không mùi, Nhiệt độ nóng chảy từ đến thăng hoa Caffeine bền nhiệt độ Tan nước, ete dễ tan clorofom Caffeine tác dụng với tannin trà tạo thành váng để nguội, gọi hợp chất tanat-caffeine Các phương pháp tách caffein Các phương pháp chiết thông thường Phương pháp ngâm miệt Phương pháp đun hồn lưu Phương pháp lơi nước Phương pháp ngâm dầm Phương pháp soxhlet Các phương pháp đại Hỗ trợ vi sóng Trích ly cách nén chất lỏng Trích ly pha rắn SPE (solid phase extraction) Kĩ thuật trích ly CO2 siêu tới hạn Các thiết bị chiết tách hóa chất sử dụng 1.1 Thiết bị chiết phương pháp trạng thái siêu tới hạn ( Đối với chất trạng thái khí, bị nén đẳng nhiệt với áp suất đủ cao, chất khí hóa lỏng ngược lại tồn giá trị mà , tăng nhiệt độ lên chất lỏng khơng hóa trở lại mà trở thành dạng đặc biệt gọi trạng thái siêu tới hạn • siêu tới hạn gì? Lưu chất siêu tới hạn mang tính chất trung gian chất lỏng (hòa tan chất khác) chất khí ( dễ khuếch tán) Lưu chất có tỷ trọng tương đương tỷ trọng pha lỏng Sự linh động phần tử lớn, sức căng bề mặt nhỏ, hệ số khuếch tán cao trạng thái khí Ưu điểm Nhược điểm chất áp dụng công nghiệp nên dễ Thiết bị chuyên dụng, đắt tiền tìm, chi phí thấp tái sử dụng Là chất trơ, có phản ứng với chất Khơng thích hợp với mẫu chiết dạng lỏng cần tách chiết Giá trị điểm tới hạn khơng cao so Khó lường chiết mẫu với chất khác (P = 73.8 bar, T = ) Cần có nhiều nghiên cứu để tìm Khả khuếch tán cao so với lúc thông số tối ưu để chiết thành công trạng thái lỏng Khi sử dụng thương phẩm để chiết tách không tồn dư lượng độc hại chế phẩm chiết Hòa tan chất hữu thể rắn, lỏng, đồng thời hòa tan chất thơm dễ bay khơng hòa tan kim loại nặng điều chỉnh thông số trạng thái áp suất, nhiệt độ để thay đổi chọn lọc dung môi Đồ thị biểu diện vùng siêu tới hạn CO2 Quy trình chiết tách CO2 siêu tới hạn Các phương pháp tách cafein khỏi cà phê Phương pháp khử cafein nước (Water Solvent method), Phương pháp khử cafein CO2 siêu tới hạn(Supercritical Carbon Dioxide method) Phương pháp khử cafein dung môi (Solvent method) Phương pháp khử cafein nước (Water Decafeination) Tank thứ Cưa lấy caffe khử cafein Ống tuần hoàn nước Cột lọc cafein Giai đoạn Đầu tiên cà phê chuẩn bị từ công đoạn trước ( xay vỏ thịt, rửa nhớt) cho vào tank đầu tiên, nước gia nhiệt lên 80 – 90oC dẫn vào tank Tại trình khử cafein sơ diễn Cafein số ankaloid khác trích ly với nước tuần hoàn tank qua cột lọc (4) Cột lọc cấu tạo từ mạng phân tử Cacbon cho ankaloid qua cafein giữ lại Nước sau qua cột lọc dẫn qua tank thứ hai Giai đoạn thực khoảng 2.5 – 3.5 Giai đoạn Cà phê sau qua giai đoạn khử phần cafein dẫn qua tank thứ hai với nước tank thứ Tại trình lặp lại giai đoạn Giai đoạn thực khoảng 2.5 – 3.5 Giai đoạn Trong giai đoạn trình lặp lại hai giai đoạn trước Nhưng cần ý đến hàm lượng cafein lại sau q trình trích ly Khi 97% hàm lượng cafein trích ly chu kỳ dừng lại Tồn hạt cà phê chuyển qua giai đoạn làm khơ, dòng nước nóng dùng để trích ly cafein dẫn qua giai đoạn thu hồi hương Giai đoạn thực – 2.5 Phương pháp khử cafein dung mơi (Solvent Decafeination) + Nhiệt độ nước trích ly : 80 – + Tổng thời gian trình : – 10 + Hàm lượng cafein lại : ≤ 3% Các bước thực trình này: + Dung môi (solvent) methylene chloride ethyl acetate-nước Hạt cà phê sau làm đưa vào ngâm nước cho hạt cà phê trương nở (water) + Sau đưa vào ngâm dung mơi (extractors) + Trích cafein sau cho vào bồn rửa dung môi (cafeine extraction) - Tẩy nước (steam stripping) + Làm khô (drying) + Sau làm khô hạt cà phê đưa vào silo tịnh hàng để đóng bao (storage in finished product silo) + Dung môi sau thu hồi phục hồi, làm chân không cô đọng + Thu hồi cafein thô (crude cafeine recovery) Phương pháp khử cafein (Supercritical Carbon Dioxide decaffeination • Nhiệt độ áp suất cao sử dụng để biến thành dung môi Bằng cách sử dụng , chất hoá học bền vững, cafein chứa cà phê bị loại bỏ 97-99% cafein tách khỏi hạt cà phê Phương pháp không để lại chất độc hại có khả đe doạ sức khỏe người Sự biến đổi: Có khuếch tán caffeine từ hạt vào dung môi sCO2 Qui trình Cà phê ngâm nước tinh khiết, cà phê hấp thụ nước hạt nở ra, phân tử cafein lúc nằm nước Tại thời điểm lượng khí cacbon dioxide thêm vào áp suất cao, lúc nước carbon dioxide hỗn hợp, carbon dioxide hoạt động nam châm hút phân tử cafein nước tiến hành loại bỏ carbon dioxide Sau carbon dioxide tái chế lấy cafein để sử dụng cho nhiều mục đích khác Hạt cà phê xanh nước tăng gấp đơi kích thước chúng, cho phép cafein hòa nước Q trình khử cafein khỏi cà phê thực trước thực trình rang nghiền nhằm hạn chế thất hương số hợp chất khác Các yếu tố ảnh hưởng q trình trích ly caffein từ caffein Nguyên liệu: Kích thước hạt cà phê lớn tốc độ trích ly nhỏ Nhiệt độ dung mơi q trình trích ly cao tốc độ khuếch tán chất hòa tan vào nước cao, tốc độ trích ly nhanh Trong sở sản xuất nhỏ nhiệt độ trích ly cà phê thường thực 1000C, qui mơ sản xuất lớn lên đến 1800C Tỷ lệ dung mơi trích ly so với nguyên liệu: Thông thường, tỷ lệ nước : tỷ lệ cà phê dao động từ 1:2 đến 1:10, tùy theo phương pháp thực trích ly Thời gian trích ly: Thời gian trích ly phụ thuộc vào nhiệt độ trích ly tỷ lệ dung mơi/ nước ... vùng siêu tới hạn CO2 Quy trình chiết tách CO2 siêu tới hạn Các phương pháp tách cafein khỏi cà phê Phương pháp khử cafein nước (Water Solvent method), Phương pháp khử cafein CO2 siêu tới hạn( Supercritical... tanat-caffeine Các phương pháp tách caffein Các phương pháp chiết thông thường Phương pháp ngâm miệt Phương pháp đun hồn lưu Phương pháp lơi nước Phương pháp ngâm dầm Phương pháp soxhlet Các phương. .. Phương pháp soxhlet Các phương pháp đại Hỗ trợ vi sóng Trích ly cách nén chất lỏng Trích ly pha rắn SPE (solid phase extraction) Kĩ thuật trích ly CO2 siêu tới hạn Các thiết bị chiết tách hóa