Thủy hóa dầu bằng axit photphoric để tinh luyện dầu

Thủy hóa bằng axit photphoric [20]

 Ưu điểm :Phương pháp này loại 60 – 90 % lượng chlorophyll có trong dầu và do đó giảm được hơn 50 % lượng đất tẩy màu trong quá trình tẩy màu daàu.  Loại được các tạp chất như Photpholipit, axit, hợp chất màu và các tạp chất khác (do đất hoạt tính có khả năng hấp phụ) và sau đó loại bằng phương pháp lọc.

Quá trình tẩy mùi leucithin [16]

Hỗn hợp photphatit thu được sau quá trình thuỷ hóa thường chứa rất nhiều nước, dầu do đó cần được xử lý sơ bộ như sau : Đun nóng đến 90 – 95 0C bằng hơi nước gián. Sau đó rửa cặn nhiều lần bằng nước rồi đem ly tâm tách nước và dầu sót ra khỏi cặn (hỗn hợp photphatit) [1]. Do đó photphattit cần phải đườc xử lý tiếp càng nhanh càng tốt để tránh sự phát triển của vi sinh vật.

Quá trình tẩy mùi leucithin [13]

Dưới tác dụng của kiềm các axit béo tự do và các tạp chất có tính axit sẽ tạo thành các muối kiềm, chúng không tan trong dầu mỡ nhưng có thể tan trong nước nên có thể phân ly ra khỏi dầu mỡ bằng cách lắng hoặc rửa nhiều lần. Ngoài ra, xà phòng sinh ra còn có khả năng hấp phụ nên chúng có thể kéo theo các tạp chất như 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 mỡ và loại được một số tạp chất. Người ta cũng có thể dùng Na2CO3, nhưng có nhược điểm là tạo khí CO2 trong quá trình trung hoà làm dầu mỡ bị khuấy đảo khiến xà phòng sinh ra bị phân tán và khó lắng, mặc khác nó tác dụng kém với các loại tạp chất khác ngoài axit béo tự do, nên việc sử dụng Na2CO3 rất hạn chế.

Lượng kiềm dư : tuy nhiên lượng kiềm sử dụng trong thực tế thường lớn hơn lượng kiềm tính theo lý thuyết, vì ngoài tác dụng với axit béo tự do, kiềm còn tác dụng với các tạp chất khác có tính axit (tuỳ vào phẩm chất của dầu thô). Dầu sau khi đã thuỷ hoá được bổ sung thêm khoảng 2 – 5 % (về khối lương) rượu phân tử thấp như (metanol, etanol, hoặc là butanol…. trong đó metanol cho kết quả tốt nhất), mục đích là để chuyển hóa các axit béo về dạng este dưới sự xúc tác của enzym.

Phương pháp loại axit bằng sắc ký trao đổi ion :[23]

⇒Kết quả này cho thấy khả năng xúc tác của enzym hầu như không thay đổi lắm giữa lần sử dụng thứ nhất và lần sử dụng thứ 3. Thuốc thử phenol: dung dịch dầu và thuốc thử có màu hồng thì phải rửa lại, nếu mất màu hồng thì dầu đã đạt chỉ tiêu về xà phòng. Thuốc thử Bromophenol Blue+Axeton: hỗn hợp có màu xanh đậm hoặc tím đỏ thì phải rửa lại, nếu dầu có màu xanh lá mạ thì dầu đã đạt.

 Nhiệt độ sấy : ở nhiệt độ cao, lại tiếp xúc với không khí, dầu dễ dàng bị oxy hóa làm cho dầu sẫm màu, thậm chí bị đen. Cặn luyện kiềm là phế liệu chủ yếu trong các cơ sở tinh luyện dầu mỡ trong đó gồm :xà phòng, dầu mỡ trung tính và một số tạp chất kéo theo trong qua trình lắng của xà phòng.

Thu hồi một phần dầu trung tính [1]

Chính vì vậy, sấy dầu cần tiến hành trong điều kiện chân không nhằm hạ thấp nhiệt độ sấy.  Áp suất chân không : tạo ra nhằm giảm nhiệt độ sấy và tránh hiện tượng oxy hóa daàu.  Cường độ khuấy trộn : để tăng cường tốc độ bốc hơi nước ra khỏi dầu, trong lúc sấy cần khuấy mạnh.

Tuy nhiên, ở thời gian đầu, nếu khuấy mạnh trong lúc nước còn nhiều làm cho dầu dễ bị nhũ tương hóa.  Sự phân bố hàm lượng nước trong dầu cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy.

TẨY MÀU

Dầu có màu sậm là do sự tồn tại của các chất màu có trong dầu : các carotenoit, chlorophyll, một số ít các màu được tạo thành do các phản ứng caramen, phản ứng melanoidin…Do đó ta cần tẩy màu để cải thiện giá trị cảm quan của dầu. 5 – 2 lần so với đất tẩy màu tự nhiên, có khả năng tẩy màu một số dầu khó tẩy màu như : dầu cọ,dầu nành, dầu canola…có thể ứng dụng như là một phương pháp tinh luyện vật lý để loại các ion kim loại và các photphatit …. Nhược điểm ; hấp phụ 70 dầu thô % (so với trọng lượng của đất hoạt tính), gây tổn thất dầu, là tac nhân thuỷ phân một phần các dầu trung tính làm tăng hàm lượng các axit béo tự do, và phân hủy một số các peroxit và các sản phẩm oxi hóa bậc hai từ đó làm tăng các phản ứng chuyển đồng phân trong nhóm các axit béo.

Nhược điểm : than hoạt tính được sử dụng hạn chế trong các quá trình tinh luyện dầu vì các vấn đề như : khó khăn trong quá trình lọc, chi phí cao, và gây tổn thất dầu lớn (hấp phụ 150 % dầu thô so với trọng lượng của than hoạt tính). Đối với nhà máy tinh luyện dầu lớn,khối lượng bã hấp phụ nhiều người ta tổ chức hệ thống trích ly bằng dung môi (hexan hay ete. ) trong thiết bị trích ly bã hấp phụ và dung môi trộn đều, dầu mỡ trong bã sẽ hòa tan vào dung môi, sau đó ly tâm tách bã và dung môi có chứa dầu.

KHỬ MÙI : [24]

Các chất gây mùi và vị của dầu thường là các acid béo phân tử thấp (capronic, caprinic, caprilic) và các glycerit của các acid béo này, hydrocarbon mạch thẳng, este, aldehyt, ceton, oxyt acid, các sản phẩm thủy phân của các hợp chất của lưu huỳnh và nito, các sản phẩm thủy phân hoặc phân hủy các caroteinoid, sterols, vitamin, phosphatit …. Hơi nước đưa vào tẩy mùi phải không có mùi vị lạ, lẫn càng ít không khí càng tốt để tránh cho dầu mỡ có mùi vị mới, bị oxy hóa ở nhiệt độ cao, hơi nước còn phải trung tính để tránh thủy phân dầu mỡ. Nhưng quan trọng hơn cả là hơi nước phải là hơi quá nhiệt, có nhiệt độ phù hợp, không quá thấp vì khi chưng cất bị giảm nhiệt độ trở thành hơi bão hòa ẩm hay ngưng tụ thành nước lỏng sẽ thủy phân dầu, không quá cao vì làm nâng nhiệt độ của dầu lên cao, dầu dễ bị oxy hóa dù thời gian cất có nhanh hơn.

Mô tả phương pháp : dầu trước khi vào thiết bị khử mùi được gia nhiệt sơ bộ thông qua một thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống với dầu sản phẩm sau khi đã tẩy mùi xong (quá trình tinh luyện dầu liên tục). Sau ủoự daău qua thieõt bũ gia nhieụt cuoõi dỏng oẫng chửừ U baỉng hụi nửụực ụỷ aựp suaõt raõt cao để gia nhiệt dầu đến nhiệt độ khử mùi 180 – 275 0C , đồng thời tiến hành sục khí trong suốt thời gian gia nhiệt, các khí này sẽ hòa lẫn với dầu và kéo theo hơi nước và các tạp chất mùi không mong muốn ra khỏi dầu.

CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

TÍNH CHỌN THIẾT BỊ

• Chọn thiết bị phụ

Thiết bị rửa sấy và tẩy màu có cấu tạo giống thiết bị trung hòa nhưng bên trên có nắp kín được lắp máy và nối liền với thiết bị tạo chân không. Các loại khung lọc có cấu tạo hình vuông làm bằng gang, giữa 2 khung được ép chặt với nhau bằng 1 lớp vải lọc, chất lỏng sẽ đi qua các lỗ thông vào các khung, dưới ảnh hưởng của sức nén sẽ thấm qua vải lọc rồi chảy theo rãnh trên khung bản ra vòi tập trung vào các bể chứa, còn lại các tạp chất sẽ lưu lại trên vải lọc và hình thành bã, được lấy ra theo thời gian quy định. - Dùng bơm piston hơi nước để tạo lực nén đẩy dầu vào máy vì loại này có khả năng điều chỉnh được cả áp suất và lưu lượng trong khi lọc.

Σhm : áp suất tiêu tốn để thắng toàn bộ trở lực trên đường ống hút và đẩy (kể cả trở lực cục bộ khi chất lỏng ra khỏi ống đẩy). Danh sách thiết bị tinh luyện dầu năng suất 50 tấn/ngày của 1 ca sản xuất hoàn chỉnh : STT Tên thiết bị Công suất (kW) Số lượng (cái) Kích thước (m).

TÍNH ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG

• Tính hơi và chọn nồi hơi
• Tớnh ủieọn

Trong nhà máy sử dụng cac động cơ không đồng bộ tiêu thụ thêm mạng điện công suất phản kháng để bù đắp công suất tạo nên từ trường nên hệ số công suất thấp. Với Qtt là công suất phản kháng,đối với nhà máy thực phẩm có cosφtb = 0. Để giảm tải trọng điện trên đường dây do cac thiết bị điện chạy không tải hoặc non tải và do sự không đồng bộ của các thiết bị tring nhà máy ta phải nâng hệ số cosφ.

Để sử dụng công suất hợp lý chọn 2 máy biến áp ; 1 máy lớn và 1 máy nhỏ có công suất bằng 20 % máy lớn trong trường hợp nhà máy không sản xuất.

CẤP THOÁT NƯỚC

• Nhu cầu sử dụng nước trên toàn nhà máy : 1. Nước dùng trong sản xuất

 Nguồn nước cung cấp cho sản xuất và sinh hoạt trong nhà máy có thể lấy từ hệ thống nước máy trong thành phố, phải đảm bảo các yêu cầu nhất định tùy thuộc vào mục đích sử dụng của nhà máy.  Đối với nguồn nước cung cấp cho sinh hoạt phải đảm bảo không có vi sinh vật gây bệnh,nồng độ các chất độc, các chất gây bệnh phải đạt yêu cầu.  Nước cấp cho nồi hơi yêu cầu chất lượng tùy thuộc vào áp lực làm việc của nồi hơi và yêu cầu khá nghiêm ngặt để đề phòng cháy nổ, đảm bào an toàn cho người và thiết bị, nâng cao tuổi thọ của máy.

 Đài nước có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước tiêu thụ trong nhà máy và có nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy trong thời gian cần thiết.  Để hạn chế tối đa mức hao hụt dầu, nước thải công nghệ cần được đưa vào hệ thống xử lý nước thải, đồng thời tránh gây ô nhiễm môi trường.