màng gấc loại 2 ở quy mô thực nghiệm:
Mục đích thu nhận dầu loại 2 nhằm tận thu lượng dầu gấc còn lại trong khô bã sau khi ép (khoảng 12 % so với trọng lượng khô). Để tiến hành ép lại khô bã, cần thiết phải bổ sung dầu đậu tương với một tỷ lệ nhất định vào khô bã nhằm kéo nốt phần dầu gấc còn lại theo dầu đậu tương ra ngoài. Thực chất quá trình khai thác này là sự kết hợp giữa phương pháp ép và phương pháp trích ly.
Trong Đề tài R&D cấp Bộ Công nghiệp năm 2005 mã số 161.05. RD/HĐKH: “Nghiên cứu nâng cao hiệu suất và chất lượng dầu gấc”, việc thu nhận dầu màng gấc loại hai được thực hiện bằng phương pháp trích ly ở quy mô phòng thí nghiệm (Với phương pháp này cho hiệu suất khai thác đạt 60% và hàm lượng β-caroten đạt 29,2 mg%). Đối với Dự án SXTN chúng tôi tiến hành quá trình trên bằng phương pháp ép ở quy mô thực nghiệm.
3.2.1. Xác định kích thước khô bã thích hợp cho quá trình ép dầu màng gấc loại 2 2
Khô màng gấc sau ép được nghiền trên thiết bị nghiền búa tới các độ mịn khác nhau: ≤ 1, ≤ 2, ≤ 3, ≤ 4 mm và nguyên khô bã màng gấc không xay. Mẫu thực nghiệm được tiến hành với khối lượng 100kg, rồi được ép ở cùng điều kiện công nghệ như sau:
- Nhiệt độ ép: 500C.
- Tỷ lệ nguyên liệu khô bã dầu màng gấc/dầu đậu tương: 1/0,7. - Năng suất ép: 30 kg/giờ.
Sau đó, dầu gấc loại 2 được ly tâm ống ở tốc độ 2.000 vòng/phút lọc tách cặn thu được dầu màng gấc loại 2. Kết quảđược trình bày ở bảng 3.7.
Bảng 3.7. Xác định kích thước khô bã thích hợp cho quá trình ép dầu màng gấc loại 2 Độ mịn nguyên liệu (mm) Hiệu suất ép (%) Hàm lượng β- caroten (mg/100g) Nhận xét ≤ 0,5 63,0 37,1 Dầu nhiều cặn, khó lọc ≤ 1 63,3 37,2 Dầu có cặn, khó lọc
≤ 1,5 63,4 37,3 Dầu dễ lọc, dễ ép
≤ 2 62,5 36,4 Quá trình ép khó khăn
Nguyên khô bã 52,6 34,7 Quá trình ép rkhăn ất khó
Qua kết quả bảng 3.7 chúng tôi thấy độ mịn thích hợp nhất để thu hồi dầu màng gấc là ≤ 1,5 mm. Chúng tôi lựa chọn độ mịn này cho các nghiên cứu thực nghiệm tiếp theo.
3.2.2. Xác định tỷ lệ khô bã dầu màng gấc/dầu đậu tương thích hợp cho quá trình ép dầu màng gấc loại 2
Chúng tôi tiến hành các thực nghiệm khảo sát tỷ lệ khô bã dầu màng gấc/dầu đậu tương với các tỷ lệ như sau: 1/0,5; 1/0,7; 1/0,9; 1/1,1 và 1/1,3. Các thí nghiệm được thực hiện với khối lượng mỗi mẫu là 100kg, được ép trong cùng các điều kiện công nghệ. Kết quả thể hiện qua bảng 3.8. Bảng 3.8. Xác định tỷ lệ khô bã dầu màng gấc/dầu đậu tương thích hợp cho quá trình ép dầu màng gấc loại 2 Tỷ lệ dầu đậu tương: khô bã Hiệu suất ép (%) Chỉ số axit (mgKOH/g dầu) Hàm lượng β-caroten (mg/100g) 1/0,5 61,9 2,96 39,5 1/0,7 63,4 3,03 38,7 1/0,9 65,3 3,12 38,1 1/1,1 65,4 3,31 36,9 1/1,3 65,5 3,67 35,6
Qua kết quả thực nghiệm dễ dàng nhận thấy tỷ lệ khô dầu màng gấc/dầu đậu tương thích hợp cho quá trình thu nhận dầu màng gấc loại 2 là 1/0,9. Tỷ lệ này được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.2.3. Xác định nhiệt độ ép thích hợp cho quá trình ép dầu màng gấc loại 2
Một trong những yếu tố công nghệ có ảnh hưởng lớn tới hiệu suất ép và chất lượng sản phẩm dầu màng gấc loại 2 là nhiệt độ ép. Chúng tôi tiến hành
khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ép đến quá trình ép dầu màng gấc loại 2 với các mức như sau: 50; 55 ; 60; 65 và 700C. Các thí nghiệm được thực hiện với khối lượng mỗi mẫu là 100 kg, được ép trong cùng các điều kiện công nghệ như nhau. Kết quảđược thể hiện qua bảng 3.9.
Bảng 3.9. Xác định nhiệt độ ép thích hợp cho quá trình ép dầu màng gấc loại 2 Chất lượng dầu màng gấc loại 2 TT Nhiệt độ ép (0C) Hiệu suất ép dầu (%) Chỉ số axít (mgKOH/g) Hàm lượng β- caroten (mg/100g) 1 50 65,3 3,12 38,1 2 55 66,8 3,12 38,1 3 60 67,9 3,18 37,9 4 65 68,2 4,15 34,5 5 70 68,4 4,69 30,6
Theo kết quả thu được tại bảng 3.9 cho thấy rõ ràng nhiệt độ ép có ảnh hưởng đáng kể tới hiệu suát và chất lượng sản phẩm dầu màng gấc loại 2. Chúng tôi lựa chọn nhiệt độ ép thích hợp là 600C và sử dụng cho nghiên cứu tiếp theo.
3.2.4. Xác định năng suất ép thích hợp cho quá trình ép dầu màng gấc loại 2 Chúng tôi tiến hành các thực nghiệm xác định năng suất ép thích hợp tại các mức: 25, 30, 35, 40 và 45 kg/giờ. Các thực nghiệm được thực hiện với khối lượng mỗi mẫu là 100 kg và được tiến hành tại cùng các điều kiện công nghệđã được lựa chọn. Kết quả thể hiện qua bảng 3.10.
Bảng 3.10. Xác định năng suất ép thích hợp cho quá trình ép dầu màng gấc loại2
TT Nmàng găng suấất ép (kg c/giờ) Bsau ép (mm) ề dày khô gấc khô dHiệu suầu (%) ất ép Hàm lượng β- caroten (mg/100g)
1 25 3,2 70,4 35,6
2 30 3,5 67,9 36,9
4 40 4,1 66,2 37,9
5 45 4,3 65,3 38,1
Qua kết quả bảng 3.10 cho thấy năng suất ép đối với dầu màng gấc loại 2 thích hợp là 35 kg/giờ vì nếu năng suất tăng thì hiệu suất ép giảm mặc dù hàm lượng β-caroten tăng nhưng không đáng kể. Chúng tôi lựa chọn năng suất ép là 35 kg/giờ cho quá trình khai thác dầu màng gấc loại 2.
3.2.5. Quy trình công nghệ sản xuất dầu màng gấc loại 2 quy mô thực nghiệm
Từ các kết quả nghiên cứu trên chúng tôi rút ra quy trình công nghệ sản xuất khô màng gấc sau ép để tạo ra dầu gấc loại 2 quy mô thực nghiệm thể hiện qua sơđồ 3.4. Khô màng gấc Nghiền nguyên liệu (d ≤ 1,5 mm) Ép khô dầu màng gấc (Nhiệt độ ép: 600C; năng suất ép: 55kg/giờ) Khô bã Dầu màng gấc loại 2 Ly tâm ống (tốc độ: 2.000 vòng/phút; thời gian: 15 phút) Cặn Phối trộn (dầu đậu tương/khô bã: 1/0.9) Dầu đậu tương
Sơđồ 3.4. Quy trình công nghệ sản xuất dầu màng gấc loại 2 quy mô thực nghiệm
Thức ăn gia súc
Mô tả quy trình công nghệ: khô màng gấc sau ép được nghiền đến độ mịn (d ≤ 1,5 mm). Sau đó, bột khô màng gấc được đem phối trộn với dầu đậu tương theo tỷ lệ 1/0,9 rồi được đưa lên thùng tiếp liệu của máy ép GP và được gia nhiệt đến nhiệt độ 600C trước khi di vào lòng ép. Điều chỉnh bề dày của khô bã thoát ra có độ dày 3,8 mm sao cho năng suất ép ở khoảng 35 kg/giờ. Dầu màng gấc được ly tâm trên máy ly tâm ống ở tốc độ 2.000 vòng/phút, thời gian ly tâm là 15 phút. Dầu được đóng can. Khô bã sau ép và cặn sau khi ly tâm được sử dụng làm thức ăn gia súc. Với các thông số trên cho hiệu suất ép đạt: 68,5%; hàm lượng β-caroten đạt 37,2 mg%.
3.3. Nghiên cứu công nghệ khai thác dầu hạt gấc
3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng dầu hạt gấc
Hạt gấc sau khi được tách màng có độẩm 10 - 12 % được đưa vào thiết bị sấy bằng buồng sấy có đối lưu không khí. Dựa vào tài liệu tham khảo và kết quả nghiên cứu thăm dò chúng tôi tiến hành sấy đến độ ẩm 7 % với các nhiệt độ sấy được lựa chọn như sau: 50, 60, 70, 80 và 1000C. Hạt gấc sau sấy được nghiền, tách vỏ hạt và trích ly dầu bằng dung môi. Tiến hành phân tích chất lượng dầu hạt gấc. Kết quả thể hiện qua bảng 3.11.
Bảng 3.11: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng dầu hạt gấc
TT Nhisấy (ệt 0C) độ (mgKOH/g dChỉ số Axit ầu) Ch(meqOỉ số peroxyt 2/kg) Cảm quan
1 50 3,2 4,1 Dầu mđặầc tru xanh mùi ưng
2 60 3,5 4,6 Dầu mđặầc tru xanh mùi ưng
3 70 3,9 4,8 Dầu mđặầc tru xanh mùi ưng
4 80 4,5 5,7 Dầu mmùi hầu xanh sơi khét ẫm
5 100 6,6 8,3 Dầu mmùi khét ầu xanh sẫm
Qua kết quả nghiên cứu cho thấy ở nhiệt độ thích hợp cho sấy hạt gấc là 700C. Do hạt gấc có lớp vỏ hạt dày nên nhiệt độ sấy này không ảnh hưởng đến chất lượng dầu hạt gấc. Nếu sấy ở nhiệt độ thấp hơn thì thời gian sấy kéo
dài và tiêu tốn năng lượng cho quá trình sấy. Ngược lại nếu sấy ở nhiệt độ > 700C chất lượng dầu không đảm bảo.
3.3.2. Nghiên cứu lựa chọn độẩm của dầu hạt gấc sau sấy
Độẩm của hạt gấc sau khi sấy có ảnh hưởng đáng kểđến quá trình bảo quản nguyên liệu và quá trình khai thác dầu hạt gấc. Do vậy, cần xác định được độ ẩm nguyên liệu sau khi sấy sao cho vừa đảm bảo tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình bảo quản nguyên liệu và quá trình khai thác dầu hạt gấc, đồng thời tiêu tốn ít thời gian và năng lượng. Chúng tôi tiến hành sấy hạt gấc ở nhiệt độ 700C với đến các độ ẩm khác nhau: 4, 5, 6, 7 và 9%. Kết quả thể hiện qua bảng 3.12.
Bảng 3.12: Ảnh hưởng độấm hạt gấc đến chất lượng dầu và thời gian bảo quản
Chất lượng dầu hạt gấc TT
Độẩm màng gấc
sau sấy, (%) (mgKOH/g dChỉ số Axit ầu) Ch(meqOỉ số peroxyt 2/kg)
Thời gian BQ hạt gấc (tháng) 1 4 4,5 3,9 12 2 5 4,0 4,0 11 3 6 3,5 4,2 10 4 7 3,9 4,8 7 5 9 5,7 6,9 3
Qua kết quả bảng 3.12 chúng tôi thấy độ ẩm thích hợp cho quá trình khai thác và bảo quản dầu hạt gấc là 6% ở độẩm này chất lượng dầu hạt gấc đảm bảo yêu cầu và thời gian bảo quản hạt gấc đạt 10 tháng. Chúng tôi lựa chọn độẩm hạt gấc này cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.3.3. Nghiên cứu lựa chọn thiết bị tách vỏ hạt gấc
Trong công nghệ ép dầu hạt gấc quan trọng nhất là việc tách vỏ hạt ra khỏi hạt gấc. Dựa vào kinh nghiệm và qua các tài liệu tham khảo chúng tôi lựa chọn thiết bị dùng để tách vỏ hạt gấc ra khỏi hạt là thiết bị nghiền đĩa. Máy nghiền đĩa gồm một hệ thống đĩa chuyển động nhờ gắn vào trục nằm
ngang. Trên bề mặt đĩa làm việc có các rãnh hình tam giác - tăng cường mức độ nghiền, thông gió làm mát. Có thể điều chỉnh độ rộng mặt đĩa để đạt độ mịn của hạt gấc.
Loại máy này có trục ngang với 1 đĩa chuyển động và một đĩa cố định. Đĩa nghiền được chế tạo bằng thép hợp kim với các thông số kỹ thuật: Tốc độ quay 400 vòng/phút; Năng suất của máy: 50 - 70 kg/giờ; Động cơ điện không đồng bộ 3 pha: 2,5kw.
Nguyên tắc làm việc: Hạt gấc sau sấy được đưa vào máy nghiền qua phễu. Để tách triệt để vỏ hạt và thuận lợi cho quá trình ép chúng tôi tiến hành nghiền 2 lần. Lần đầu tiến hành nghiền với độ rộng giữa hai đĩa nghiền là 4mm, lần thứ 2 là 2mm.
Sau đó nguyên liệu được đưa lên máy sàng phân ly. Tần số dao động của sàng 250 lần/phút. Quạt gió tạo ra luồng gió có vận tốc 8-10 m/giây. Năng suất sàng 400-500 kg/ giờ. Động cơđiện 3 pha: 1,5kw.
Nguyên lý làm việc của máy sàng: kết hợp sàng để phân loại theo kích thước và quạt để phân loại theo trọng lượng. Máy sàng phân ly gồm 2 tầng - tầng trên sàng lỗ to dùng để tách nhân hạt gấc chưa vỡ khi nghiền - kích thước lỗ sàng φ 9 mm, tầng dưới dùng để tách hạt gấc đã nghiền.
Thực tế cho thấy thiết bị nghiền và thiết bị sàng phù hợp cho mục đích tách vỏ hạt gấc cho quá trình khai thác dầu từ hạt gấc.
3.3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ vỏ/nhân hạt gấc đến hiệu suất ép dầu
Hạt gấc có vỏ cứng chiếm từ 30-35 % so với tổng trọng lượng hạt. Vỏ hạt rất cứng cần được loại bỏ trước khi ép. Tuy nhiên, nếu loại hết vỏ sẽ gây khó khăn đến quá trình ép dầu nên cần trộn thêm một lượng vỏ nhất định. Vì vậy chúng tôi nghiên cứu khảo sát tỷ lệ vỏ/nhân hạt gấc thích hợp cho quá trình ép dầu. Các tỷ lệ vỏ/nhân hạt gấc được chúng tôi tiến hành khảo sát lần lượt là: 3, 5, 7, 9, 11%. Kết quả thể hiện qua bảng 3.13.
Bảng 3.13: Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ vỏ/nhânhạt gấc đến hiệu suất ép dầu
TT Tỷ lệ vỏ trong hạt gấc (%) Hiệu suất ép (%)
1 3 68,5 2 5 72,4
3 7 74,7
4 9 71,9 5 11 70,2 Qua kết quả nghiên cứu chúng tôi thấy tỷ lệ vỏ/nhân hạt gấc 7% cho hiệu suất ép dầu cao nhất là 74,7%. Tỷ lệ vỏ/nhân hạt gấc này được giữ nguyên trong nghiên cứu thực nghiệm tiếp theo.
3.3.5. Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ ép đến hiệu suất và chất lượng dầu hạt gấc
Chúng tôi thí nghiệm ép dầu hạt gấc với các nhiệt độ ép là 70, 75, 80, 85 và 900C đồng thời lấy các mẫu dầu gấc ép ra tương ứng với các nhiệt độ trên xác định hiệu suất ép và chất lượng dầu bằng các chỉ tiêu: chỉ số axit, chỉ số peroxit. Kết quả phân tích được trình bày qua bảng 3.14.
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ ép đến hiệu suất và chất lượng dầu hạt gấc TT Nhiệt độ ép (0C) Hiệu suất ép (%) Chỉ số Axit (mgKOH/g dầu) Chỉ số peroxyt (meqO2/kg) 1 70 73,6 2,5 3,4 2 75 74,1 3,0 3,8 3 80 75, 3 3,2 4,0 4 85 75,2 4,3 5,9 5 90 74,8 5,9 8,2
Qua kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ ép dầu hạt gấc thích hợp cho máy ép GP tại Xưởng thực nghiệm Viện Công nghiệp thực phẩm là ở 800C. Với nhiệt độ ép 800C cho hiệu suất ép cao nhất 75,3%, chất lượng dầu hạt gấc đảm bảo các chỉ tiêu về chỉ số axit, chỉ số peroxyt của dầu hạt gấc lần lượt là 3,5 mgKOH/g dầu và 4,0 meqO2/kg dầu.
Từ tất cả các kết quả nghiên cứu ở trên, chúng tôi có thể đưa ra được quy trình công nghệ ép dầu hạt gấc, được thể hiện ở sơđồ 3.5.
Mô tả sơđồ quy trình công nghệ: Hạt gấc sau khi tách màng được tiến hành sấy ở nhiệt độ 700C. Độ ẩm hạt gấc sau sấy là 6%. Sau đó tiến hành nghiền nguyên liệu nhân hạt gấc trên máy nghiền đĩa. Lần 1 điều chỉnh độ rộng giữa 2 đĩa là 4 mm và lần 2 là 2 mm. Sau đó tách vỏ hạt gấc bằng máy sàng rung với đường kính lỗ sàng Φ 9 mm. Bột hạt gấc được bổ sung 7% vỏ hạt dẫđược nghiền nhỏ rồi được đưa lên máy ép GP gia nhiệt đến nhiệt độ 800C trước khi đưa vào lòng ép. Điều chỉnh độ dày của khô bã sao cho năng suất ép đạt 40 kg/h. Với quy trình công nghệ này sẽ cho hiệu suất ép đạt 75,3%.
Sơđồ 3.5: Quy trình công nghệ ép dầu hạt gấc trên máy ép GP Hạt gấc Nghiền hạt gấc (Độ rộng 2 đĩa nghiền lần 1: 4mm; lần 2: 2mm) Sấy hạt gấc (Nhiệt độ sấy: 700C; Độẩm sau sấy 6%) Ép hạt gấc (Tỷ lệ vỏ/nhân: 7%; nhiệt độ ép: 800C, năng suất ép: 40 kg/h) Khô bã Dầu hạt gấc
Sàng trên máy sàng rung (Lỗ sàng Φ 9 mm)
3.4. Nghiên cứu và hoàn thiện phương pháp bảo quản dầu gấc màng gấc và dầu hạt gấc
Dầu màng gấc là loại dầu khó bảo quản vì trong thành phần chứa nhiều các thành phần axit béo không no và các hoạt chất sinh học có giá trị cao như: β-caroten, lycopen và vitamin E nhưng rất dễ bị tác động của các nhân tố bên ngoài như: nhiệt độ, ánh sáng, oxy không khí. Trong khi đó dầu hạt gấc sẽ dễ bảo quản hơn do trong thành phần chứa chủ yếu các axit béo no, ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài. Để tiện so sánh và tìm được phương pháp hữu hiệu cho việc bảo quản từng loại dầu chúng tôi tiến hành bảo quản dầu màng gấc và dầu hạt gấc trong các điều kiện khác nhau và cùng được đựng trong các chai nhựa PE 100ml, tối màu. Cụ thể như sau:
- Mẫu 1: Dầu màng gấc bảo quản ở nhiệt độ thường với chất bảo quản BHT