SẢN XUẤT BỘT CÁ DẦU CÁ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT
3.1.KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG QUÁ TRÌNH CHIẾT.
Quá trình dung môi hòa tan dầu trong nguyên liệu trên cơ sở là quá rình khuếch tán. Do cấu tạo của tế nguyên liệu khá phức tạp nên quá trình chiết chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố.
Trong quá trình chiết dầu trong nguyên liệu tồn tại hai trạng thái: + Dạng tự do: Khi tế bào vỡ dầu tự do dễ dàng chảy ra và hòa tan vào dung môi.
+ Dạng liên kết: Việc hòa tan là khó khăn hơn cần phải có yếu tố công nghệ hỗ trợđể hiệu quả chiết cao hơn.
Về lý thuyết khuếch tán người ta thường nghiên cứu hai quá trình khuếch tán phân tử và khuếch tán đối lưu.
Khuếch tán phân tử: khuếch tán phân tử là sự di chuyển lẫn nhau giữa các phân tử khác nhau. Cường độ về lực phân tử của dầu tương tự như
cường độ lực của phân tử dung môi, do đó bề mặt phân cách giữa chúng khó tồn tại. Khi dầu vừa tiếp xúc với dung môi thì lập tức bắt đầu hỗn hợp vào nhau. Chuyển động nhiệt của bản thân phân tử dầu cho là di chuyển vào dung môi, mặt khác phân tử của dung môi vào trong dầu.
Quá trình di chuyển lẫn nhau đó do sự chuyển động nhiệt của phân tử
dầu và dung môi, trước hết là ở bề mặt của hai loại dịch thể. Ở hai bên của mặt tiếp xúc, số phân tử bên dầu tương đối nhiều (vùng đậm đặc) và phân tử ở bên dầu tưong đối ít (vùng tương đối loãng), lúc này tạo ra sự chênh lệch nồng độ dầu.
Sự chênh lệch về nồng độ càng lớn thì lực khuếch tan của phân tử dầu từ vùng nồng độ cao tới nồng độ thấp càng lớn. Bề mặt khuếch tán càng lớn lượng vật chất khuếch tán theo hướng này trong một đơn vị thời gian càng nhiều.
Do đó phương trình khuếch tán cơ bản như sau:
τ d dx dc F D dS =− . . . D: là hệ số khuếch tán.
Công thức này chính xác đối với quá trình khuếch tán ổn định, tức là quá trình khuếch tán trong trường hợp Gradien nồng độ không thay đổi.
Trong thực tế, quá trình khuếch tán khi chiết không ổn định (nồng độ
có thay đổi) do đó công thức này phản ảnh sự ảnh hưởng của các nhân tố
trong quá trình khuếch tán. Hệ số khuếch tán D là lượng vật chất đi qua một
đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian Gradien nồng độ = 1. Nói một cách chính xác, hệ số khuếch tán của vật chất là đặc tính vật lý do khả năng
thẩm thấu của chất đó trong môi trường khuếch tán (ở điều kiện nhiệt độ
nhất định)
Hệ số khuếch tán trong dung dịch lơn hay nhỏ do nhiệt độ, độ nhớt của môi trường khuếch tán, độ lớn của phân tử chất khuếch tán quyết định.
Nâng cao nhiệt độ có thể làm tăng chuyển động của phẩn tử. Do nguyên nhân đó, nhiệt độ càng cao hệ số khuếch tán càng lớn, đồng thời tăng cao nhiệt độ có thể làm độ nhớt của môi trường. Độ nhớt càng thấp thì sức cản do sự vận động của các phân tử chất khuếch tán càng nhỏ do đó, hệ số
khuếch tán càng lớn. Từ đó ta thấy rằng tăng nhiệt độ ảnh hưởng tới tốc độ
khuếch tán là có liên quan tới 2 nhân tố sau:
1. Làm mạnh sự chuyển động nhiệt của phân tử. 2. Hạ thấp độ nhớt của chất môi giới.
Phân tử của chất khuếch tán càng lớn, sức cản đối với môi trường càng lớn, tốc độ chuyển động nhiệt của có càng thấp. Do đó phân tử của chất khuếch tán càng nhỏ, hệ số khuếch tán càng lớn.
Tóm lại, hệ số khuếch tán thay đổi theo nhiệt độ, độ nhớt của dung môi và độ lớn của phân tử. Có thể dùng công thức biểu thị như sau:
pM KT D π 6 = Trong đó: K: hằng số. T: Nhiệt độ tuyệt đối.
M: Độ dính của chất môi giới (dung môi) p: Bán kính phân tử của chất khuếch tán.
Khuếch tán đối lưu: là hình thái chuyển di vật chất trong dung dịch
ở các phạm vi nhỏ.
Sự chênh lệch về nồng độ rất quan trọng đối với sự khuếch tán đối lưu và khuếch tán phân tử: nồng độ chênh lệch càng lớn thì hiệu suất chuyển di từ vùng nồng độ cao tới nồng độ thấp càng cao. Như vậy ta có thể thấy rõ ràng phương trình khuếch tán đối lưi cũng giống như khuếch tán phân tử có liên quan tới chênh lệch về nồng độ, trạng thái bề mặt.v..v…
Phương trình cơ bản khuếch tán đối lưu như sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
τ βFdcd dS =− .
dS, F, dc và dτ cũng có ý nghĩa giống như trong công thức khuếch tán phân tử, β là biểu thị hằng số tốc độ khuếch tán đối lưu.
Phương trình này cũng giống như phương trình khuếch tán phân tử, nó chỉ chính xác trong quá trình khuếch tán ổn định. Thực tế quá trình chiết không phải là một quá trình khuếch tán ổn định. Do đó, công thức trên đât cũng chỉ chính xác trong từng thời điểm nhỏ cảu quá trình chiết.
Hằng số tốc độ khuếch tán là biểu thị lượng vật chất chuyển di khi sự
chênh lệch về nồng độ một đơn vị diện tích bề mặt và trong một đơn vị thời gian (ởđây là lượng dầu) hằng số này do cường độ của đối lưu quyết định.
Trong khuếch tán phân tử, sự chuyển di của vật chất nhờ vào động năng của chuyển động nhiệt phân tử. trong khuếch tán đối lưu sự di chuyển vật chất là nhờ năng lượng bên ngoài dẫn tới. Trong quá trình khuếch tán đối lưu cũng xảy ra với khuếch tán phân tử.