CÔNG NGHỆ TRUNG HÒA DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG GIÁN ĐOẠN

LỜI MỞ ĐẦU 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DẦU, MỠ 5 1.1. Khái niệm dầu, mỡ động thực vật 5 1.2. Phân loại 5 1.2.1. Nhóm chất béo sữa 5 1.2.2. Nhóm acid lauric (dầu dừa và dầu cọ) 5 1.2.3. Nhóm bơ thực vật (bơ ca cao) 6 1.2.4. Nhóm mỡ động vật (mỡ heo) 6 1.2.5. Nhóm dầu cá (dầu cá và dầu gan cá) 6 1.2.6. Nhóm acid oleic và linoleic (dầu oliu, dầu cọ, dầu bắp, dầu hướng dương) 6 1.2.7. Nhóm acid linolenic (dầu đậu nành, dầu hạt lanh) 6 1.2.8. Nhóm acid erulic (C22:1) 6 1.2.9. Nhóm hydroxyde acid 7 1.3. Tính chất dầu, mỡ 7 1.3.1. Tính chất vật lý 7 1.3.2. Tính chất hóa học 9 1.3.2.1. Phản ứng thủy phân 9 1.3.2.2. Phản ứng hydrogen hóa 9 1.3.2.3. Phản ứng đồng phân hóa 10 1.3.2.4. Phản ứng xà phòng hóa 10 1.3.2.5. Phản ứng tự oxy hóa 10 1.3.2.6. Tác dụng ôi chua 11 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ TRUNG HÒA DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG GIÁN ĐOẠN 12 2.1. Mục đích 12 2.2. Nguyên tắc 12 2.3. Dung dịch kiềm sử dụng trong công nghệ trung hòa dầu 13 2.4. Sơ đồ quy trình công nghệ trung hòa dầu bằng phương pháp lắng gián đoạn 15 2.5. Thuyết minh quy trình 15 2.5.1. Pha kiềm 15 2.5.2. Khử gum 16 2.5.2.1. Thủy hóa 16 2.5.2.2. Ly tâm tách gum 16 2.5.3. Trung hòa 16 2.5.4. Lắng 17 2.5.5. Rửa nước 17 2.5.6. Kiểm tra dầu trung hòa 17 2.5.7. Xử lý nước rửa 18 2.6. Các biến đổi nguyên liệu trong quá trình trung hòa 18 2.7. Các yếu tố ảnh hưởng 19 2.8. Thiết bị trong công nghệ trung hòa dầu gián đoạn 20 2.8.1. Thiết bị khử gum 20 2.8.1.1. Thiết bị thủy hóa 20 2.8.1.2. Thiết bị ly tâm 21 2.8.2. Thiết bị trung hòa 22 2.8.3. Thiết bị lắng 24 2.8.4. Thiết bị rửa và sấy dầu 25 2.9. Sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục trong công nghệ trung hòa dầu 26 2.9.1. Hiện tượng nhũ dầu 26 2.9.2. Dầu lẫn cặn xà phòng 26 KẾT LUẬN 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 BIÊN BẢN ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ THAM GIA TRONG NHÓM 07 STT Họ và tên Công việc Mức độ tham gia Ký tên 1 Phạm Hoàng Bắc (2005110038) Khái niệm, phân loại dầu mỡ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trung hòa dầu gián đoạn Tích cực 2 Phan Hồng Oanh (2005110370) Các biến đổi nguyên liệu trong quá trình trung hòa Sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục trong công nghệ trung hòa dầu Tích cực 3 Nguyễn Hữu Phát (2005110374) Tính chất dầu, mỡ Thiết bị trong công nghệ trung hòa dầu gián đoạn Các biến đổi nguyên liệu trong quá trình trung hòa Tích cực 4 Nguyễn Hoàng Quốc Thống (2005110502) Quy trình công nghệ trung hòa dầu bằng phương pháp lắng gián đoạn Tích cực LỜI MỞ ĐẦU Dầu là một loại thực phẩm không thể thiếu trong bữa ăn hằng ngày của mỗi người. Vì vậy, để đảm bảo có được một chai dầu ăn tốt cho sức khỏe người tiêu dùng. Để đáp ứng nhu cầu đó, ngành công nghẹ chế biến dầu thực vật đã không ngừng cải tiến để nâng cao chất lượng của sản phẩm cho phù hợp với lợi ích của người tiêu dùng. Ngoài ra, nó cũng có giá trị về mặt cảm quan như làm tăng hương vị cho món ăn. Trong đó, dầu thực vật là nguồn cung cấp chủ yếu nguồn chất béo cho cơ thể thông qua khẩu phần ăn hàng ngày. Vì vậy, chất lượng nguồn dầu cần phải được đảm bảo. Quá trình trung hòa dầu là một bước quan trọng trong công nghiệp sản xuất dầu. Công đoạn này góp phần nâng cao chất lượng cho sản phẩm dầu. đay là một công đoạn cần thiết để giúp cho sản phẩn dầu ăn được hoàn thiện. Vì vậy, nhóm chọn đề tài: “Công nghệ trung hòa dầu thực vật bằng phương pháp lắng gián đoạn” để giúp mọi người có cái nhìn rõ hơn về công đoạn trung hòa trong công nghệ sản xuất dầu ăn. Trong quá trình chuẩn bị bài tiểu luận, chắc chắn sẽ khó tránh khỏi sai sót. Chúng em rất mong nhận được ý kiến của thầy để bài tiểu luận được hoàn chỉnh hơn. Chân thành cám ơn Thầy CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DẦU, MỠ 1.1. Khái niệm dầu, mỡ động thực vật Dầu mỡ là hỗn hợp của nhiều triglyceride khác nhau. Hỗn hợp triglyceride của đa acid béo chưa no thường ở dạng lỏng và được gọi là “dầu”. Hỗn hợp của triglyceride của đa số acid béo no thường có dạng đặc ở nhiệt độ thường, ta gọi chung là “mỡ”. Dầu mỡ là danh từ chỉ chung cho một số nhóm chất có cấu tạo triglyceride, để phân biệt với tinh dầu. Ngoià ra, trong dầu mỡ còn chứa các vitamin, tinh dầu và các sterol, chất màu…Dầu mỡ động vật có chứa cholesterol còn dầu mỡ thực vật có chứa phytóterol. Dựa vào đặc điểm này người ta dùng để phân biệt dầu và mỡ. 1.2. Phân loại Dầu và mỡ thực phẩm có thể chia làm nhiều loại dựa theo thành phần và tính chất của các acid béo. Có thể chia dầu mỡ thành 9 loại sau: 1.2.1. Nhóm chất béo sữa Chất béo này thuộc nhóm có nguồn gốc từ sữa động vật. Chất béo có cấu tạo chủ yếu từ các acid béo mạch ngắn, không có nối đôi (C4:0, C6:0, C8:0). Ngoài ra, trong acid béo sữa còn có sự hiện diện của các acid béo bão hòa mạch dài (C16:0 và C18:0) và acid béo không bão hòa có 1 nối đôi (C18:1). Do sự hiện diện đa dạng của các loại acid béo này mà chất béo sữa thường có điẻm nóng chảy thấp, khoảng nhiệt độ nóng chảy rộng và thành phần triglicerid phức tạp hơn so với dầu thực vật. Với hầu hết các động vật, acid béo chủ yếu tồn tại ở dạng trans. Chất béo sữa được chủ yếu sử dụng để làm thức ăn cho người. 1.2.2. Nhóm acid lauric (dầu dừa và dầu cọ) Nhóm chất béo này có tính chất khác biệt so với các loại dầu khác do sự hiện diện với nồng độ cao của acid lauric (40 – 50% C12:0), kế đến là acid myristic và các acid béo bão hòa có 8, 10 và 14C. Điểm đặc trưng của nhóm này là sự hiện diện ở tỉ lệ rát thấp của các acid béo không bão hòa, tương ứng với điểm nóng chảy rất thấp. Mặc dù vậy, nhóm dầu dừa và nhóm dầu cọ vẫn được sử dụng phổ biến trong công nghiệp và ứng dụng để sản xuất Magarine. 1.2.3. Nhóm bơ thực vật (bơ ca cao) Nhóm chất béo này có thành phần triglycerid và acid béo rất đặc biệt: chủ yếu từ các acid béo không no có 1 nối đôi như C18:1, C10:1, C24:3. Bơ thực vật có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao, thường được ứng dụng trong công nghệ sản xuất sôcola và các s

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM MƠN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT - - ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ TRUNG HÒA DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG GIÁN ĐOẠN Giảng viên hướng dẫn: NGUYỄN HỮU QUYỀN Nhóm: Lớp: Chiều thứ 5, tiết 10, 11, 12 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2014 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG .5 TỔNG QUAN VỀ DẦU, MƠ 1.3.2.2 Phản ứng hydrogen hóa .9 1.3.2.3 Phản ứng đồng phân hóa 10 1.3.2.4 Phản ứng xà phịng hóa 10 1.3.2.5 Phản ứng tự oxy hóa 10 1.3.2.6 Tác dụng ôi chua .10 CHƯƠNG .12 CÔNG NGHỆ TRUNG HÒA DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮNG GIÁN ĐOẠN 12 KẾT LUẬN .26 TÀI LIỆU THAM KHẢO .27 Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN BIÊN BẢN ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ THAM GIA TRONG NHĨM 07 STT Họ tên Cơng việc Mức độ tham gia Ký tên Khái niệm, phân loại dầu mỡ Phạm Hoàng Bắc Các yếu tố ảnh hưởng đến (2005110038) q trình trung hịa dầu gián Tích cực đoạn Các biến đổi nguyên liệu Phan Hồng Oanh (2005110370) q trình trung hịa Sự cớ, ngun nhân và cách Tích cực khắc phục cơng nghệ trung hịa dầu Tính chất dầu, mỡ Nguyễn Hữu Phát (2005110374) Nguyễn Hoàng Quốc Thống (2005110502) Thiết bị cơng nghệ trung hịa dầu gián đoạn Tích cực Các biến đởi ngun liệu q trình trung hịa Quy trình cơng nghệ trung hịa dầu bằng phương pháp Tích cực lắng gián đoạn Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN LỜI MỞ ĐẦU Dầu là loại thực phẩm thiếu bữa ăn hằng ngày người Vì vậy, để đảm bảo có chai dầu ăn tốt cho sức khỏe người tiêu dùng Để đáp ứng nhu cầu đó, ngành cơng nghẹ chế biến dầu thực vật không ngừng cải tiến để nâng cao chất lượng sản phẩm cho phù hợp với lợi ích người tiêu dùng Ngoài ra, có giá trị mặt cảm quan làm tăng hương vị cho ăn Trong đó, dầu thực vật là ng̀n cung cấp chủ yếu nguồn chất béo cho thể thơng qua phần ăn hàng ngày Vì vậy, chất lượng ng̀n dầu cần phải đảm bảo Q trình trung hịa dầu là bước quan trọng cơng nghiệp sản xuất dầu Cơng đoạn này góp phần nâng cao chất lượng cho sản phẩm dầu đay là công đoạn cần thiết để giúp cho sản phẩn dầu ăn hoàn thiện Vì vậy, nhóm chọn đề tài: “Cơng nghệ trung hịa dầu thực vật phương pháp lắng gián đoạn” để giúp người có nhìn rõ cơng đoạn trung hịa cơng nghệ sản xuất dầu ăn Trong trình chuẩn bị bài tiểu luận, chắc chắn khó tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận ý kiến thầy để bài tiểu luận hoàn chỉnh Chân thành cám ơn Thầy! Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ DẦU, MƠ 1.1 Khái niệm dầu, mỡ động thực vật Dầu mỡ là hỗn hợp nhiều triglyceride khác Hỗn hợp triglyceride đa acid béo chưa no thường ở dạng lỏng và gọi là “dầu” Hỗn hợp triglyceride đa số acid béo no thường có dạng đặc ở nhiệt độ thường, ta gọi chung là “mỡ” Dầu mỡ là danh từ chung cho sớ nhóm chất có cấu tạo triglyceride, để phân biệt với tinh dầu Ngoià ra, dầu mỡ chứa vitamin, tinh dầu và sterol, chất màu…Dầu mỡ động vật có chứa cholesterol cịn dầu mỡ thực vật có chứa phytóterol Dựa vào đặc điểm này người ta dùng để phân biệt dầu và mỡ 1.2 Phân loại Dầu và mỡ thực phẩm chia làm nhiều loại dựa theo thành phần và tính chất acid béo Có thể chia dầu mỡ thành loại sau: 1.2.1 Nhóm chất béo sữa Chất béo này thuộc nhóm có ng̀n gớc từ sữa động vật Chất béo có cấu tạo chủ yếu từ acid béo mạch ngắn, khơng có nới đơi (C4:0, C6:0, C8:0) Ngoài ra, acid béo sữa cịn có diện acid béo bão hòa mạch dài (C16:0 và C18:0) và acid béo khơng bão hịa có nối đôi (C18:1) Do diện đa dạng loại acid béo này mà chất béo sữa thường có điẻm nóng chảy thấp, khoảng nhiệt độ nóng chảy rộng và thành phần triglicerid phức tạp so với dầu thực vật Với hầu hết động vật, acid béo chủ yếu tồn tại ở dạng trans- Chất béo sữa chủ yếu sử dụng để làm thức ăn cho người 1.2.2 Nhóm acid lauric (dầu dừa dầu cọ) Nhóm chất béo này có tính chất khác biệt so với loại dầu khác diện với nồng độ cao acid lauric (40 – 50% C12:0), kế đến là acid myristic và acid béo bão hịa có 8, 10 và 14C Điểm đặc trưng nhóm này là diện ở tỉ lệ rát thấp acid béo khơng bão hịa, tương ứng với điểm nóng chảy thấp Mặc dù vậy, nhóm dầu dừa và nhóm dầu cọ sử dụng phổ biến công nghiệp và ứng dụng để sản xuất Magarine 1.2.3 Nhóm bơ thực vật (bơ ca cao) Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Nhóm chất béo này có thành phần triglycerid và acid béo đặc biệt: chủ ́u từ acid béo khơng no có nới đơi C18:1, C10:1, C24:3 Bơ thực vật có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao, thường ứng dụng công nghệ sản xuất sôcola và sản phẩm kẹo 1.2.4 Nhóm mỡ động vật (mỡ heo) Mỡ động vật cấu tạo chủ yếu từ acid béo C16:0, C18:0 và acid béo có mức độ bão hịa trung bình Nhóm chất béo này chứa tỉ lệ mong ḿn triglycerid bão hịa hoàn toàn, nhiên nhược điểm lón là ở diện ở mức độ thấp acid béo khơng bão hịa 1.2.5 Nhóm dầu cá (dầu cá dầu gan cá) Dầu cá tạo thành từ aicd béo khơng no có mạch cacbon dài (chứa liên kết nối đôi) Chất lượng dầu cá cao, nhiên là loại dầu có giá trị thấp khả bảo quản thấp, dầu cá khơng có tính ởn định, dễ bị biến đởi q trình oxy hóa nới đơi và phát sinh loại mùi khơng mong ḿn 1.2.6 Nhóm acid oleic linoleic (dầu oliu, dầu cọ, dầu bắp, dầu hướng dương) Đây là nhóm dầu diện phở biến Acid béo tạo nên nhóm dầu này chủ yếu là C18:1 và C148:2 Lượng acid béo bão hịa nhóm này chiếm tỉ lệ tới đa 20% 1.2.7 Nhóm acid linolenic (dầu đậu nành, dầu hạt lanh) Đặc điẻm quan trọng nhóm dầu đậu nành và dầu hạt lanh là diện ở hàm lượng cao acid linolenic (C18:3) Do mức độ khơng bão hịa cao, dầu này nhạy cảm với chất oxy hóa, điều này dẫn đến biến đổi không mong muốn mùi vị ngoại trừ dầu đạu nành, dầu hạt lanh không sử dụng phổ biến công nghệ chế biến thực phẩm 1.2.8 Nhóm acid erulic (C22:1) Dầu thuộc nhóm này có hàm lượng cao (40 – 50%) acid erulic (C22:1), diện chủ yéu hạt vải nhiên, việc nghiên cứu tìm hiểu loại dầu chứa cid erulic Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN chưa nhiều quan tâm có giả thiết cho rằng tham gia biến đổi sinh lý không mong muốn thể người 1.2.9 Nhóm hydroxyde acid Các nghiên cứu cho thấy, nhóm hydroxyde acid diện dầu hải ly (castor oil): triglycerid glicerin chủ yếu (90%) với acid ricinoleic (12-hydroxyoctadec-9-enoic acid) Dầu hải ly không sử dụng để chế biến thực phẩm 1.3 Tính chất dầu, mỡ 1.3.1 Tính chất vật lý 1.3.1.1 Điểm nóng chảy Điểm nóng chảy acid béo bị ảnh hưởng bởi chiều dài chuỗi carbon và bởi độ (khơng no) bất bão hịa Với độ tăng sớ carbon nguyên tử chuỗi làm cho điểm nóng chảy tăng Ví dụ: điểm nỏng chảy tăng dần (cho Hydrocarbon no): C4:0 < C6:0< C8:0 < C10:0 < C14:0 < C16:0 < C18:0 Điểm nóng chảy xem giảm có nhiều nới đơi phân tử Thực tế có nhiều nới đơi phân tử làm điểm nóng chảy thấp Ví dụ: MPC18:3 < MPC18:2 < MPC18:1 1.3.1.2 Độ hịa tan Phản ứng hóa sinh xảy phạm vi lớn với lượng nước trung bình và nhiều khơng tan Hợp chất quan trọng hóa sinh là độ tan nước Các acid béo triglyceride là khơng tan nước Độ hịa tan là thuật ngữ liên quan, cả acid béo bậc cao tan đến phạm vi nào và tan nhẹ và xảy phản ứng hóa học Nói chung, người ta nhận thấy rằng, chiều dài chuỗi carbon tăng độ hịa tan acid béo giảm C4:0 < C6:0< C8:0 < C10:0 < C12:0 Tuy nhiên, chuỗi carbon nếu có nhóm Hydroxyl chuỗi làm độ hịa tan tăng Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Ví dụ: dầu thầu dầu có acid Ricinoleic C18:1(OH) CH3 – (CH2)5 – CH – CH2 – CH = CH(CH2)7– COOH OH 1.3.1.3 Hoạt tính quang học Các aicd béo chứa nới đơi tờn tại hình thức đồng phân lập thể Ví dụ: Một đồng phân acid oleic là Elaidic acid có dạng trans sau: Vì vậy, với acid béo với nới đơi có đờng phân lập thể tờn tại cis – cis11, Trans1 – Trans11, cis1 – trans11, trans1 – cis11 1.3.1.4 Độ nhớt Thông thường, nhiều dầu tự nhiên khác độ nhớt độ nhớt giảm nhẹ với độ tăng, độ bất bão hòa Các loại dầu với acid béo có trọng lượng phân tử thấp có độ nhớt cấu tử có trọng lượng phân tử cao với cường độ bão hòa Bảng Độ nhớt vài loại chất béo thông thường Chất béo Tỷ trọng Độ nhớt động học 37,80C Dầu oleic 0,9158 46,68 Dầu vải 0,9187 35,88 Dầu nành 0,9228 28,49 Dầu dừa 0,9226 29,79 Dầu nhân cọ 0,9190 30,92 Mỡ heo 0,9138 44,41 (Nguồn: Formo 1979) Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Độ nhớt chất béo giảm chừng 30% cho 10 0C nâng lên (theo Timmes 1985) việc sử dụng đo độ nhớt thực tiễn là để đánh giá phạm vi polyme hóa nhiệt ở chất béo dùng để chiên Độ nhớt phải xem xét thiết kế đường ống dẫn, loại pump và thiết bị khác trình chế biến dầu 1.3.1.5 Tỷ trọng Tất cả aicd béo tìm thấy chất béo thực phẩm có trọng lượng riêng nhỏ Tỷ trọng cả acid béo lẫn glyceride tăng với độ giảm trọng lượng phân tử và tăng độ bất bão hòa 1.3.2 Tính chất hóa học 1.3.2.1 Phản ứng thủy phân Quá trình thủy phân diễn nước có mặt dầu chiên Sản phẩm tạo là Di, monoglyceride, glycerol và acid béo Khi chiên đến nhiệt độ nào đó, phần glycerol bị tách nước tạo thành acrolein là aldehyde dễ bay hơi, gây ngạt thở và tích tụ lâu ngày gây ung thư Nhiệt độ gọi là điểm bớc khói Bảng Điểm bốc cháy điểm chảy dầu Loại dầu Dầu cải Dầu đậu phộng Dàu hạt Dầu đậu nành Dầu hướng dương Dầu dừa Dầu cọ Điểm bốc khói 218 207 223 213 209 194 223 Điểm chảy 317 315 322 317 316 288 314 1.3.2.2 Phản ứng hydrogen hóa Hydro hóa là q trình gắn hydro vào nối đôi acid béo không no glyceride – C=C– + H2  – CH – CH – Khi kết hợp hydro vào nối đôi aicd béo làm cho dầu thực vật trở nên giống với chất béo động vật (giồng mỡ cừu) Có trường hợp: • Hydro hóa chọn lọc số dầu thực vật để làm giảm hàm lượng acid linolenic để tăng độ bền dầu Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGŨN HỮU QÙN • Hydro hóa phần hay toàn nhằm mục đích tạo chất béo rắn làm để sản xuất margarine sản xuất mỡ nhũ hóa Để hydro hóa người ta dùng bột xúc tác Nickel (hoặc đồng paladium) ở nhiệt độ và áp suất cao: • Tiến hành hydro hóa chọn lọc thường tiến hành ở nhiệt độ 195 0C và áp suất 2500 PSI (150 at) thời gian ngắn 30 phút • Tiến hành hydro hóa phần thực ở nhiệt độ và áp suất thấp thời gian lâu 1.3.2.3 Phản ứng đồng phân hóa Dưới tác dụng bazo hòa tan rượu xảy đờng phân hóa nới kép dây carbon, làm tăng tính khơ dầu Sự đờng phân hóa thực với chất xúc tác Niken, nhiệt độ 2500C, Al2O3 tăng hoạt tính 1.3.2.4 Phản ứng xà phịng hóa Dưới tác dụng enzyme lipase, acid kiềm liên kết este phân tử glyceride bị thủy phân tạo thành glycerine acid béo muối acid béo (xà phòng) CH2OCOR1 CHOCOR2 CH2OH + 3NaOH  CH2OCOR3 CHOH CH2OH R1COONa + R2COONa R3COONa Xà phòng là hỗn hợp muối natri acid béo 1.3.2.5 Phản ứng tự oxy hóa Những dầu mỡ có chứa nhiều acid béo không no dễ bị oxy hóa bởi oxy khơng khí Sự dầu phản ứng oxy hóa hóa học bắt ng̀n từ phản ứng cộng oxy hóa vào nới đơi để tạo hydroperoxide Các hydroperoxide này tiếp tục bị phân hủy cho sản phẩm sau carbonyl, aldehyd, acetone, alcohol 1.3.2.6 Tác dụng ôi chua Dầu mỡ khai thác từ nguyên liệu điều kiện cơng nghệ bình thường có đặc trưng riêng mùi vị, thay đởi q trình bảo quản: mùi vị ban đầu, xuất mùi vị khó chịu, làm thay đởi màu sắc Những tượng này gọi là ôi chua dầu mỡ Sự ôi chua thường dẫn tới tăng số acid Ngun nhân dẫn đến tích 10 Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Các loại kiềm thường sử dụng công nghệ trung hịa dầu là sodium hydroxyt (NaOH), dùng potat (KOH) Khi dùng loại này cần lưu ý khả xà phịng hóa cả dầu mỡ trung tính ở điều kiện nờng độ và nhiệt độ cao Người ta dùng Na2CO3, có nhược điểm là tạo khí CO2 trung hịa làm khuấy đảo dầu mỡ khiến cho xà phòng sinh bị phân tán và khó lắng; mặt khác có tác dụng với tạp chất khác ngoài acid béo tự sử dụng hạn chế Trong trung hòa dầu bằng kiềm, điều kiện kỹ thuật có tính chất qút định chủ ́u là nồng độ dung dịch kiềm, lượng kiềm dư so với tính tốn lý thút, nhiệt độ trung hòa Ngoài ra, phụ thuộc vào điều kiện khuấy trộn, thời gian, … Nồng độ dung dịch kiềm sử dụng phụ thuộc vào số acid dầu Khi nồng độ kiềm cao, lượng dư nhiều, nhiệt độ cao xúc tiền nhanh q trình xà phịng hóa dầu mỡ làm giảm hiệu suất tinh luyện dầu mỡ Thông thường nờng độ kiềm càng cao sử dụng cho loại dầu, mỡ có sớ acid cao và nhiệt độ tinh luyện phải thấp Bảng 2.3 Quy định nồng độ dung dịch kiềm tương ứng với nhiệt độ chỉ số acid dầu, mỡ Loại nồng độ Nồng độ NaOH Nhiệt độ tinh luyện Phạm vi chỉ số acid Nờng độ lỗng Nờng độ vừa Nờng độ cao (g/l) 35 – 45 85 – 105 120 – 200 tương ứng (0C) 90 – 95 50 – 55 20 – 40 dầu mỡ (mg KOH) Dưới 5–7 Trên  Tính toán lượng soude cần trung hòa Lượng soude cần để trung hòa acid béo tự dầu mỡ thường tính tốn theo cơng thức sau: Trong đó: % soude tinh khiết: nờng độ soude có 100g dung dịch 0,2 lượng soude dư cần thêm vào q trình trung hịa SV: sớ mg KOH cần dùng để xà phịng hóa hoàn toàn 1g chất béo 13 Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Tuy nhiên tùy theo loại dầu, mỡ người ta sử dụng hệ số “a” acid béo loại dầu, mỡ phù hợp với loại dầu trung hòa Ví dụ: a dầu dừa ( tính theo acid lauric) = 0,185 và a dầu phộng (tính theo acid oleic) = 0,135 … Ngoài ra, vào kết quả phân tích sớ acid dầu, mỡ sớ lượng kiềm cần thiết để trung hịa tính theo cơng thức sau: Trong đó: Kdd: lượng dung dịch NaOH tính theo lý thuyết (kg) A: số acid dầu, mỡ đem trung hịa (mgKOH/g) D: khới lượng dầu đem trung hịa (kg) A: nờng độ % dung dịch NaOH Theo thực tế, lượng kiềm sử dụng thường nhiều khoảng – 10% so với lý thuyết ngoài tác dụng với tạp chất có tính acid cịn có nhiều tác dụng khácNaOH, phụ thuộc vào thành phần và phẩm chất dầu, mỡ TùyDầu thuộc sắc dầu, nước thôvào thành phần tạp chất và màu mỡ mà quyết định lượng kiềm dư cụ thể Khử gum Pha kiềm Trung hòa Lắng ( 60 – 650C ) Xà phòn g Rửa nước lần Lắng lần 2.4 Nước rửa lần Rửa nước lần Dầu lắng Sơ đồ quy trình cơng nghệ trung hịa dầu bằng phương pháp lắng gián đoạn Lắng lần KCS 14 Dầu trung hòa Nước rửa lần Nước thải Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 2.5 Thuyết minh quy trình 2.5.1 Pha kiềm Thường pha thùng đặt cân để xác định trọng lượng lần cho vào Việc xác định nờng độ dùng tỷ trọng kế Bome kế xác định rời đới chiếu bảng tra tìm nờng độ cần thiết pha nờng độ xác, tốt là pha trước điều chỉnh, khoảng vài ngày với nồng độ gần đúng, sau dung dịch nguội tiền hành xác định và hiệu chỉnh với nồng độ quy định Nồng độ kiềm tốt thường sử dụng là dung dịch NaOH 160Bé 2.5.2 Khử gum  Mục đích Loại chất gum, sáp, photphatit và phần nhỏ vết kim loại có sớ loại dầu thơ ban đầu bằng nước acid Citric, acid Photphoric ở nhiệt độ thích hợp 15 Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Đây là hợp chất mà nếu không tách loại làm cho dầu thành phẩm khơng śt và có hại cho sức khỏe người Q trình khử gum gờm có thủy hóa và ly tâm tách gum 2.5.2.1 Thủy hóa  Mục đích Loại chất không tan photpholipid và phức chất khác  Tiến hành Dầu thô bơm từ bồn chứa vào thiết bị gia nhiệt, sau đưa qua thiết bị khuấy trộn có cánh khuấy Tại đó, dầu trộn với nước Nước hòa tan chất lơ lửng dầu, chất nhũ hóa và chất hịa tan nước 2.5.2.2 Ly tâm tách gum  Mục đích Hỗn hợp dầu sau thủy hóa gờm: dầu, gums, acid photphoric và ḿi photphate… Q trình ly tâm để tách cặn thủy hóa  Tiến hành Dầu sau thủy hóa bơm vào thiết bị ly tâm từ bên Dưới tác động lực ly tâm, gums và chất nặng khác tách phía biên Dịng dầu tách tạp chất tiếp tục lên phía đỉnh và ngoài Các tạp chất không tan, cặn tháo tự động theo chu kỳ bằng phận thu hồi cặn 2.5.3 Trung hòa  Mục đích Loại bỏ acid béo tự có dầu thơ, làm giảm sớ acid có dầu, mỡ  Tiến hành Dầu thơ sau khử gums bơm đến thiết bị trung hòa Tiếp tục nâng nhiệt độ dầu lên 68 – 750C và mở máy khuấy và cho dung dịch xút (dung dịch NaOH 16 0Bé) vào từ từ, sau cho hết cần khuấy thêm 20 – 30 phút 2.5.4 Lắng  Mục đích Phân tiêng cặn xà phòng và dầu trung hịa, tạo thuận lợi cho q trình tách xà phịng khỏi dầu 16 Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN  Tiến hành Khi xà phòng tạo thành hạt và nhanh chóng lắng x́ng, ngừng khuấy và để lắng Thời gian lắng cặn xà phòng khoảng – 8h Kiểm tra số acid AV dầu Lưu ý: Nếu xà phòng tạo thành ở dạng nhỏ li ti hay nhũ tương khó phân ly trước lúc kết thúc trình cần cho thêm vào lượng nhỏ khoảng – 3% dung dịch muối NaCl 10% để tăng tớc độ lắng xà phịng Để n hỗn hợp dung dịch tạo thành lớp: là dầu trung tính, là xà phịng, lớp là ḿi Tiến hành tháo bỏ dung dịch muối, dùng máy ly tâm để phân ly xà phịng thu hời dầu 2.5.5 Rửa nước  Mục đích Tách xà phòng lơ lửng dầu  Tiến hành Đầu tiên phải rửa bằng dung dịch muối NaCl 10%, nhiệt độ khoảng 90 – 95 0C sau đó, dùng nước nóng 80 – 900C trộn trực tiếp vào dầu để rửa: - Lượng nước rửa: – 7% so với dầu (tính cho lần rửa) - Rửa – lần Cần thiết khuấy liên tục, sau để n cho lắng cặn xuống Tiến hành tháo nước, tách lấy xà phịng và thu lấy dầu trung tính 2.5.6 Kiểm tra dầu trung hòa  Mục đích Kiểm tra dầu sau trung hòa đạt yêu cầu tiêu chất lượng hay chưa  Tiến hành Dầu sau trung hòa nhân viên phòng KCS dùng thị PP để kiểm tra lại xem cặn xà phịng có dầu hay khơng Nếu dầu chưa đạt chuẩn quay để tiếp tục trung hòa cho đến đạt yêu cầu Dầu sau trung hịa có sớ AV ≤ 0,2 mgKOH/g 2.5.7 Xử lý nước rửa  Mục đích Loại bỏ nước thải và thu hời lượng dầu cịn sót lại  Tiến hành 17 Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Sau tháo nước và tách lấy xà phịng ta tập trung nước rửa dầu ở giai đoạn lằng lần và lần và tiến hành lắng để thu hời lượng dầu cịn sót lại và loại bỏ nước thải ngoài 2.6 Các biến đổi nguyên liệu quá trình trung hịa  Biến đởi hóa học Chỉ sớ AV giảm, xảy phản ứng trung hịa acid béo tự bằng kiềm Khi trung hòa, phân tử acid béo sử dụng phân tử kiềm Sản phẩm phản ứng là xà phòng natri và nước: RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O Khi thực q trình trung hịa, xảy nhựng phản ứng phụ khác, ví dụ phản ứng saponin hóa (saponification) triglyceride và NaOH tạo nên xà phòng và glycerol Phản ứng làm giảm hàm lượng triglyceride sản phẩm, làm tăng độ tởn thất dầu quy trình sản xuất Để hạn chế phản ứng phụ bất lợi trên, nhà sản xuất cần tới ưu hóa hàm lượng NaOH cần sử dụng và thơng sớ cơng nghệ q trình trung hịa  Biến đởi hóa lý Khi trung hịa acid béo tự dầu thô bằng NaOH, sản phẩm xà phòng xuất và hấp phụ phần dầu xà phòng Sự hấp phụ này làm tăng tỷ lệ tổn thất dầu quy trình sản xuất Ngoài ra, mơi trường kiềm, sớ phosphatide và gum hydrate hóa và động tụ Cặn xà phịng là hỗn hợp gờm có xà phịng, nước, phần chất màu và tạp chất học Vì cặn xà phịng có khới lượng riêng lớn dầu nên dễ dàng tách khỏi dầu  Cảm quan Cải thiện mùi sản phẩm 18 Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN  Hóa chất sử dụng cho trình trung hịa: dùng nhiều loại base và muối base mạnh, bao gồm NaOH, Ca(OH) 2, natri carbonate, amoniac, natri silicat và số chất khác  Hiệu quả trung hòa dầu bằng kiềm đáng giá bằng số acid dầu sau trung hòa 2.7 Các yếu tố ảnh hưởng Tất cả q trình hóa học bị ảnh hưởng bởi yếu tố hàm lượng chất tham gia phản ứng, nhiệt độ, thời gian, mức độ khuấy trộn hỗn hợp bình phản ứng, …  Hàm lượng hóa chất sử dụng Cần xác định bằng phương pháp thực nghiệm cho vừa đủ tham gia phản ứng Lượng hóa chất q q nhiều ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm Ví dụ: trung hòa acid béo tự dầu thơ, nếu lượng NaOH q thấp phản ứng khơng xảy triệt để Kết quả là hàm lượng acid béo dầu cịn, sớ acid dầu thành phẩm cao Ngược lại, nếu lượng NaOH cao dễ xảy phản ứng phụ saponin hóa, từ làm giảm hiệu suất thu hời dầu thành phẩm Trong sản xuất công nghiệp, người ta dựa vào sớ acid dầu thơ để tính tốn lượng NaOH cần sử dụng q trình trung hịa acid béo tự có dầu  Nhiệt Khi tăng nhiệt độ tớc độ phản ứng hóa học diễn nhanh hơn, từ rút ngắn thời gian thực trình Tuy nhiên cần ý là phản ứng phụ xảy dễ dàng nhiệt độ tăng Các nhà sản xuất cần tới ưu hóa nhiệt độ phản ứng tùy theo đối tượng nguyên liệu sử dụng Nhiệt độ tới ưu để trung hịa acid béo tự dầu thường là 68 – 75 0C  Thời gian Theo lý thuyết, kéo dài thời gian phản ứng hàm lượng sản phẩm tạo thành gia tăng Tuy nhiên, cần lưu ý đến mức độ tăng nói để lựa chọn thời gian thích hợp cho phản ứng Trong điều kiện thực tế, hiệu suất phản ứng hóa học khơng thể đạt 100%, tức là khơng thể chuyển hóa toàn lượng chất ban đầu có nguyên liệu Nếu thời gian q dài hiệu suất chuyển hóa tăng chậm Các nhà sản xuất cần xác định thời gian thích hợp cho q trình phản ứng  Mức kh́y trơn 19 Nhóm TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Sự khuấy trộn hỗn hợp bình phản ứng xảy nhanh và triệt để Tùy theo trường hợp cụ thể mà nhà sản xuất sử dụng phương pháp khuấy trộn khác nhau, ví dụ như: dùng cánh khuấy sục khí vào bình phản ứng, … 2.8 Thiết bị cơng nghệ trung hòa dầu gián đoạn 2.8.1 Thiết bị khử gum 2.8.1.1 Thiết bị thủy hóa  Cấu tạo Thiết bị kín bằng thép khơng gỉ, hình trụ đáy cơn, có vỏ áo, bên có cánh khuấy Hình 2.6.1.1 Thiết bị thủy hóa  Nguyên lý hoạt động Dầu sau phới trộn với nước có bở sung H 3PO4 làm đồng qua thiết bị High Shear Mixer Bên thiết bị High Shear Mixer có cánh khuấy đặc biệt giúp khuấy trộn và phân phối giọt lỏng Sau đồng nhất, dòng chất lỏng đưa vào thiết bị khuấy trộn có gia nhiệt Bên thiết bị là cửa tháo sản phẩm, phần sản phẩm hồi lưu trở lại bờn khuấy Dầu sau thủy hóa đưa qua hệ thống ly tâm để tách gums  Thông số công nghệ Nhiệt độ dầu: phải kiểm sốt śt q trình thủy hóa • Dầu gia nhiệt lên 60 – 800C thiết bị trao đởi nhiệt • Mục đích: phá hủy hệ nhũ tương và làm giảm độ nhớt dầu, giúp trình phới trộn tớt hơn, rút ngắn thời gian từ 10 – 15 phút Áp suất: ở áp suất dư 310 – 345 kPa 20 Nhóm TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM GVHD: NGŨN HỮU QÙN • Khi tăng áp suất dư cho chất lượng dầu tốt và giảm tởn thất dầu • Ngược lại, áp suất dư thấp (