Acid béo tự do (%) Nồng độ NaOH (0Bé)
0,03-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20
8-9
9-10 20-2121-22
Nguồn: Nguyễn Quang Lộc-Lê Văn Thạch-Nguyễn Nam Vinh. 1993
Việc xác định nồng độ NaOH có thể dùng Bome kế xác định, rồi đối chiếu bảng 12 tra tìm ra nồng độ NaOH cần thiết.
Bảng 13:Tương tác giữa % NaOH và 0Bé
0Bé % NaOH 0Bé % NaOH 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 0,93 2,17 4,00 5,29 6,55 8,00 9,42 10,97 12,64 14,37 15,91 17,67 19,58 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 21,42 23,67 25,80 27,80 29,39 32,47 34,96 37,53 39,99 42,83 46,15 49,02
“Nguồn: Nguyễn Quang Lộc-Lê Văn Thạch-Nguyễn Nam Vinh. 1993”
Tuy nhiên, lượng kiềm sử dụng trong thực tế thường nhiều hơn lượng tính theo lý thuyết, vì ngoài tác dụng với các tạp chất có tính acid còn có nhiều tác dụng khác phụ thuộc vào thành phần và phẩm chất dầu mỡ. Tuỳ thuộc vào thành phần tạp chất và màu sắc của dầu mỡ mà quyết định lượng dư cụ thể, thông thường khoảng 5– 50% so với lý thuyết
Chương III
PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Phương tiên nghiên cứu 1.1.Thời gian và địa điểm:
1.1.1.Thời Gian
* Từ Tháng 6/2005-7/2005 Tham khảo các tài liệu liên quan * Từ Tháng 08/2005-11/2005 lấy mẫu và tái chế
* Từ Tháng 11/2004- 02/2006 bảo quản và phân tích * Từ tháng 02/2006 – 06/2007 xử lý số liệu viết báo cáo.
1.1.2 Địa điểm
* Quá trình tiến hành lấy mẫu tại nhà máy Mì An Thái.
1.2.Quá trình tái chế
* Tiến hành tái chế tại phòng thí nghiệm của Khoa Nông Nghiệp và Tài Nguyên Thiên Nhiên - Trường Đại học An Giang
* Phân tích và ghi nhận kết quả.
* Tham quan các cơ sở khác nhau làm cơ sở so sánh đối chiếu các thông tin thu nhập được.
1.3.Phương pháp lấy mẩu phân tích.
* Tham khảo số liệu thống kê.
* Mẩu được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2625-78
* Tiêu chuẩn này quy định phương pháp lấy mẫu dầu thực vật dùng trong thực phẩm và công nghiệp.
* Tiến hành lấy mẫu từ lô hàng đồng nhất, lô hàng đồng nhất là lượng sản phẩm cùng tên gọi, cùng loại chất lượng, đựng trong bao bì cùng kiểu, cùng kích thước, cùng một đơn vị sản xuất.
* Mẫu trung bình là lượng dầu lấy được từ tất cả các đơn vị bao gói của lô hàng đồng nhất, theo qui định trong tiêu chuẩn.
* Chất lượng của dầu được đánh giá qua việc phân tích mẫu trung bình.
* Lấy mẫu đồng thời kiểm tra bao bì, dụng cụ chứa, ký hiệu, nhãn hiệu và khối lượng hoặc thể tích dầu.
* Tuỳ thuộc vào dạng bao bì, chọn phương pháp lấy mẫu cho phù hợp. * Lấy mẫu dầu chứa trong chai , can, hộp….
* Dầu chứa trong chai, can , hộp… xếp trong hòm ( kiện) thì lấy mẫu từ những vị trí khác nhau của lô hàng, mỗi kiện mỡ ra lấy từ 1 đến 2 chai sao cho thỏa mãn điều kiện: cứ 1 tấn có ít nhất 1 chai, và tổng số chai không ít hơn 4 trong mỗi lô.
* Lắc trộn đều dầu chứa trong chai, can, hộp….., sau đó lấy từ mỗi chai, can, hộp…một lượng dầu bằng nhau vào dụng cụ chứa mẫu khô, sạch, sao cho lượng mẫu trung bình là 2 lít.
* Trước khi lấy mẫu, phải tiến hành kiểm tra nước và tạp chất ở đáy thùng, bằng cách bịt kín một đầu ống thuỷ tinh, cắm xuống sát đáy, mở ống cho phần dưới đáy thùng vào ống, bịt kín đầu trên, rút ống ra, tiến hành quan sát.
* Tiến hành lấy mẫu dầu từ 10% đơn vị chứa đựng mỗi lô, nhưng không ít hơn 4 đơn vị. Trộn tất cả mẫu từ các đơn vị lấy mẫu để thành lập mẫu trung bình.
Bảng 14 : Cách lấy mẫu dầu dự theo khối lượng
Khối lượng dầu ( tấn) Mẫu trung bình( tính theo lít) không ít hơn Dưới 16 Từ 16-50 Từ 50-500 1 5 10
Trên 500 20
Nguồn : Dầu thực vật 1, TCVN 2625-78÷TCVN2642-78,1980
Đối với bể kiểu đứng, tiến hành lấy mẫu từ các lớp trên giữa và dưới theo tỉ lệ sau :
Bảng 15:Phương pháp lấy mẫu
Vị trí lấy mẫu Mức lấy mẫu Số thể tích mẫu
Phần trên Lấy ở 10% cách mặt dầu 1
Phần giữa Lấy ở chính giữa mức chiều cao của dầu 3
Phần dưới Lấy ở mức cao hơn ống tháo 1
Nguồn: Dầu thực vật 2, TCVN 2625-78÷TCVN2642-78,1980
* Mẫu thí nghiệm phải được niêm phong và đậy kín có nhãn ghi số hiệu biên bản và số thứ tự mẫu.
* Khi lấy mẫu phải làm biên bản với những nội dung sau: - Số hiệu của biên bản và số thứ tự của mẫu.
- Tên dầu và loại dầu
- Ký hiệu và số hiệu tiêu chuẩn sản phẩm, điạ chỉ nơi lấy mẫu, ngày tháng lấy mẫu, cách lấy mẫu, trình trạng mẫu, số lượng và khối lượng mẫu.
- Tên và chử ký của người lấy mẫu
* Mẫu thứ nhất cùng với biên bản lấy mẫu được đưa đến phòng thí nghiệm để phân tích cảm quan và hoá lý.Mẫu thứ hai lưu lại làm mẫu đối chứng được lưu giử nơi tối, nhiệt độ không lớn hơn 15-20oC và không quá 2 tháng.
* Mẫu dầu được phân tích ngày 15/08/2005 sau đó cách 15 ngày lấy mẩu phân tích 1 lần, ngày hoàn thành phân tích là 15/12/2005. Các chỉ tiêu lý hoá được phân tích tại phòng thí nghiệm khoa Nông nghiệp trường Đại Học An Giang trước và sau khi tái chế, sau đó tính toán lượng hoá chất dùng để tái chế và tiến hành tái chế tại Phòng Thí Nghiệm của Khoa Nông Nghiệp trường Đại học An Giang.
1.4. Dụng cụ và thiết bị
Dụng cụ thủy tinh dùng chứa mẫu và phân tích. Phễu chiết.
Cân điện tử. Bếp gas.
Máy khuấy từ có gia nhiệt. Máy ly tâm. Tủ sấy, tủ ủ. Máy Soxhlet. Nồi cách thuỷ. 1.5. Hoá chất KOH 0,1N, KOH 0,5N. HCl 0,5N, Na2S2O3 0,01N. BHA, BHT, TBHQ. NaOH tinh thể. KI tinh thể. Ether ethylic. Acid acetic. Cloroform.
Cồn tuyệt đối, cồn 960. Hồ tinh bột.
Phenolphtalein 1%.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Qui trình Tái chế dầu thực vật tham khảo
Dầu phế phẩm Bảo quản
Hydrate hoá 105oC Bổ sung chất bảo quản
Trung hoà Dung dịch NaOH Thành phẩm
Tách tạp chất lần 1 Dung dịch NaCl Sấy
Rửa dầu lần 1 Tách tạp chất lần 2 Rửa dầu lần 2
Nước sạch Dung dịch NaCl Nước sạch
2.2.Thuyết minh qui trình
2.2.1.Nguyên liệu: Dầu phế phẩm đã qua sử dụng nhiều lần, các chỉ số về chất lượng không đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn cho phép của TCVN 6047:1995. Dầu sau khi phân tích các chỉ tiêu lý hoá, cảm quan trước khi tiến hành tái chế. Nhằm xác định các chỉ tiêu không đạt để tìm phương pháp tái chế thích hợp.
2.2.2.Trung hoà: có tác dụng trung hoà các axit béo không no, loại bỏ các màu sắc và mùi vị lạ, đưa các chỉ tiêu cảm quan, axit ...từ không đạt trở về đạt tiêu
chuẩn.trong quá trình trung hoà ta dùng dung dịch NaOH loãng và gia nhiệt đến nhiệt độ 80oC nhằm giúp cho quá trình phản ứng xảy ra nhanh hơn. Thời gian trung hoà khoảng 1 giờ, khuấy trộn kỹ và cho NaOH xuống từ từ.
2.2.3.Tách tạp chất lần 1,2: Khi quá trình trung hoà kết thúc, chúng ta cho
dung dịch muối vào nhằm tách lớp giữa dầu và tạp chất, trong quá trình này phải gia nhiệt đến nhiệt độ sôi và khuấy đều liên tục. khi ngừng khuấy dầu phân thành hai lớp là ngừng gia nhiệt và tách bỏ phần tạp chất phía dưới và giử lại phần dầu đạ tái chế phía trên( Quá trình này thực hiện 3 lần)
2.2.4.Rửa dầu lấn1, 2 : Mục đích rửa dầu là loại bỏ phần muối khi sử dụng cho quá trình tách lớp. Ngoài ra, sau mỗi lần rửa dầu thì chúng ta loại bỏ được màu, mùi lạ làm cho dầu đẹp, và có màu sắc tự nhiên. Khi trong quá trình rửa dầu ta thêm nước sạch vào và khuấy trộn, gia nhiệt đến sôi thời gian rửa khoảng 20 phút. Sau quá trình tách lớp đều phải thực hiện quá trình rửa.
2.2.5. Sấy: Là quá trình làm bay hơi nước có trong dầu giúp cho quá trình bảo quản tốt hơn. Thực hiện quá trình này chúng ta gia nhiệt đến nhiệt độ sôi (105oC) đến khi nào trên mặt dầu không còn sôi ( khoảng 3-6 giờ) là được .
2.2.6.Thành phẩm : sau khi quá trình sấy đã đạt yêu cầu, chúng ta đem dầu đã
tái chế đi phân tích các chỉ tiêu hoá lý, cảm quan và so sánh với tiêu chuẩn cho phép
2.3. Thí nghiệm 1: Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng nước muối sử
Mục đích: Xác định nhiệt độ và lượng dung dịch muối thích hợp đưa vào dầu để làm kết tủa các tạp chất keo hòa tan có trong dầu tạo thuận lợi cho quá trình trung hòa tiếp theo.
Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố, 3 lần lặp lại.
Nhân tố A: Nhiệt độ khi hydrate hóa (0C): A1: 70 - 800C
A2: 80 - 900C A3: 90 - 1000C
Nhân tố B: nồng độ muối (% so với khối lượng mẫu): B1: 0% B2: 5% B3: 10% B4: 15% B5: 20% B6: 25%
Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 Dầu phế phẩm Hydrate hóa A1 A2 A3 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B1 B2 B3 B4 B5 B6 Để yên tĩnh 0.5 giờ Tháo cặn Dầu sau thuỷ hoá
Hình 4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1
Tiến hành thí nghiệm:Dầu và nước muối được đun nóng đến các khoảng nhiệt độ cần khảo sát, khuấy liên tục bằng máy khuấy từ. Cho lượng nước muối vào từ từ ở các khoảng khác nhau và khuấy mạnh trong 20 phút. Khi gần kết thúc, tốc độ khuấy cần chậm lại. Để yên tĩnh 30 phút, sau đó tiến hành tháo cặn, tháo dầu.
Chỉ tiêu theo dõi: Sự biến đổi của chỉ số acid.
2.4. Thí nghiệm 2: Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian khuấy trộn đến quá trình hydrate hóa
Mục đích:Chọn khoảng thời gian thích hợp và đủ để cho các tạp chất bị hydrate hoá phân cực mạnh tách hẳn ra khỏi dầu.
Bố trí thí nghiệm:Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 1 nhân tố, 2 lần lặp lại.
Nhân tố C: Thời gian hydrate hóa (phút) C : 10 phút
Cặn thuỷ hóa
C2: 20 phút C3: 30 phút Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Chuẩn bị mẫu: Tương tự như thí nghiệm 1, chia dầu phế phẩm làm 3 mẫu, mỗi mẫu 100g dầu.
Tiến hành thí nghiệm:Các thao tác thực hiện tương tự như thí nghiệm 1. Nước muối được cho vào từ từ và thay đổi thời gian khuấy ở những mức độ khảo sát khác nhau.Các thông số tối ưu của thí nghiệm trước là thông số cơ sở cho thí nghiệm này.
Chỉ tiêu theo dõi: Sự biến đổi của chỉ số acid.
2.5. Thí nghiệm 3: Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ NaOH đến quá trình trung hòa
Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 1 nhân tố, 2 lần lặp lại. Nhân tố D: số ml NaOH 0.1N / 100 gam dầu :
D1: 0 ml D5: 6 ml D2: 2 ml D6 : 8 ml D3: 4 ml D7: 10 ml D4:LT * D8:12 ml Dầu phế phẩm Hydrate hóa C1 C2 C3
Để lắng 30 phút, tháo cặn Cặn thuỷ hóa
Dầu
Tái chế
LT* : thể tích ml NaOH 0.1N tính theo lí thuyết Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Chuẩn bị mẫu: Sau khi hydrat hóa dầu, để lắng trong 0.5 giờ và tiến hành tháo cặn. Chia dầu làm 5 mẫu (100g dầu/mẫu), tiến hành trung hòa.
Tiến hành thí nghiệm: Dầu được nâng nhiệt, khuấy liên tục và thay đổi nồng độ NaOH cho vào dầu ở các mức khảo sát. Khi xà phòng tạo thành từng hạt dạng nhỏ li ti, cho tiếp dung dịch muối ăn (nồng độ 5%) để tăng tốc độ lắng của các hạt xà phòng, để yên 0.5 giờ trong phễu chiết. Sau đó tháo bỏ dung dịch muối và xà phòng, thu hồi dầu trung tính. Các thông số tối ưu của các thí nghiệm trước là thông số cơ sở cho thí nghiệm này.
Chỉ tiêu theo dõi : Sự biến đổi của chỉ số acid, sự biến đổi của chỉ số xà phòng hóa.
2.6. Thí nghiệm 4: Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng NaOH sử dụng đến quá trình trung hòa
Mục đích:Lựa chọn khoảng nhiệt độ và lượng NaOH sử dụng thích hợp để trung hòa acid béo tự do có trong dầu mà không làm giảm hiệu suất thu hồi dầu. Dầu phế phẩm Hydrate hóa Trung hòa D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 Để yên tĩnh 0.5 giờ Tháo cặn Dầu Phân tích Hình 6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 Cặn xà phòng, nước muối
Bố trí thí nghiệm:Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố, 2 lần lặp lại.
Nhân tố E: Nhiệt độ khi trung hoà (0C): E1: 50 – 600C
E2: 60 – 700C E3: 70 – 800C
Nhân tố : F1: hiệu suất thu hồi ở thể tích 10 ml NaOH 0.1N . F2: hiệu suất thu hồi ở thể tích 15 ml NaOH 0.1N. F3: hiệu suất thu hồi ở thể tích 20 ml NaOH 0.1N F4: hiệu suất thu hồi ở thể tích 25 ml NaOH 0.1N F5: hiệu suất thu hồi ở thể tích 30 ml NaOH 0.1N
Cặn xà phòng, nước muối Dầu phế phẩm Hydrade hoá Trung hòa E1 E2 E3 F1 F2 F3 F4 F5 F1F2 F3 F4 F5 F1F2 F3 F4 F5 Tách lớp 30 phút Tháo cặn Dầu thành phẩm Hình 7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4
Chuẩn bị mẫu: Sau khi hydrat hóa dầu, để lắng trong 0.5 giờ và tiến hành tháo cặn. Chia dầu làm 15 mẫu (100g dầu/mẫu), tiến hành trung hòa.
Tiến hành thí nghiệm:
Dầu được nâng lên các mức nhiệt độ cần khảo sát. Tiến hành khuấy trộn mẫu bằng máy khuấy từ và cho từ từ lượng dung dịch NaOH vào ở 4 mức độ khác nhau, tiếp tục khuấy. Khi xà phòng tạo hạt, cho tiếp 10% dung dịch muối ăn (nồng độ 3-4%). Để yên tĩnh 0.5 giờ. Sau đó tháo bỏ dung dịch muối và xà phòng, thu hồi dầu trung tính. Các thông số tối ưu của các thí nghiệm trước là thông số cơ sở cho thí nghiệm này.
Chỉ tiêu theo dõi
- Sự biến đổi của chỉ số acid. - Hiệu suất thu hồi.
2.7. Thí nghiệm 5: Khảo sát sự ảnh hưởng của thể tích NaOH0.1N, chỉ số xà phòng, chỉ số axit đến quá trình trung hòa
Mục đích:Tìm thể tích NaOH 0.1N thích hợp mang lại hiệu suất thu hồi cao nhất cho quá trình trung hòa .
Bố trí thí nghiệm:Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 1 nhân tố, 2 lần lặp lại. Nhân tố D: số ml NaOH 0.1N / 100 gam dầu :
D1: 0 ml D5: 6 ml
D2: 2 ml D6 : 8 ml
D3: 4 ml D7: 10 ml
D4:LT * D8:12 ml
LT* : thể tích ml NaOH 0.1N tính theo lí thuyết Sơ đồ bố trí thí nghiệm Dầu phế phẩm Hydrate hóa Trung hòa D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 Để yên tĩnh 0.5 giờ Tháo cặn Dầu Phân tích Hình 10: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5 Cặn xà phòng, nước muối
Chuẩn bị mẫu: Sau khi hydrat hóa dầu, để lắng trong 0.5 giờ và tiến hành tháo cặn. Chia dầu làm 5 mẫu (100g dầu/mẫu), tiến hành trung hòa.
Tiến hành thí nghiệm: Dầu được nâng nhiệt, khuấy liên tục và thay đổi nồng độ NaOH cho vào dầu ở các mức khảo sát. Khi xà phòng tạo thành từng hạt dạng nhỏ li ti, cho tiếp dung dịch muối ăn (nồng độ 5%) để tăng tốc độ lắng của các hạt xà phòng, để yên 0.5 giờ trong phễu chiết. Sau đó tháo bỏ dung dịch muối và xà phòng, thu hồi dầu trung tính. Các thông số tối ưu của các thí nghiệm trước là thông số cơ sở cho thí nghiệm này.
Chỉ tiêu theo dõi : Sự biến đổi của chỉ số acid, sự biến đổi của chỉ số xà