L ỜI NÓI ĐẦU
3.3. Xác định tỷ lệ than hoạt tính
Tiến hành 4 mẫu thí nghiệm, mỗi mẫu 100g dầu đựng trong cốc 1000ml. Tiến hành nâng nhiệt cho dầu lên 80oC. Khi nhiệt độ đạt cho than hoạt tính đã được xử lý bằng HCl 1N và đã được sấy khô vào với các tỷ lệ như đã bố trí là: 1%, 2%, 3%, 4% so với trọng lượng dầu. Than hoạt tính được cho vào 2 lần: đầu tiên cho 1/2 lượng than hoạt tính vào và khuấy đảo trong 10 phút; sau đó cho tiếp lượng còn lại vào và khuấy đảo 10 phút nữa.Tiến hành làm nguội dầu rồi đem ly tâm trong 30 phút với tốc độ 3000 vòng/phút. Sau đó tách chiết dầu và tiến hành so sánh đánh giá mầu sắc của dầu sau tẩy mầu. Kết quả được thể hiện ở bảng 3.9.
Bảng 3.9. Bảng so sánh mầu sắc của dầu sau tẩy mầu Tỷ lệ than hoạt tính so với trọng
lượng dầu Mầu của dầu
1% Dầu có mầu vàng chanh, trong.
2% Dầu có mầu vàng chanh nhưng nhạt hơn so với mẫu 1%, có ánh xanh lá
cây
3% Dầu có mầu nhạt hơn chút ít so với mẫu 2%, có ánh xanh.
4% Dầu cũng có mầu vàng chanh nhạt nhưng không khác nhiều so với mẫu
3%
Nhận xét: Kết quả phân tích ở bảng trên cho thấy khi tẩy mầu với tỷ lệ than hoạt tính bằng 2% so với trọng lượng dầu cho ta kết quả tẩy mầu tương
nhau này thể hiện không rõ nét nếu nhìn thoáng qua thì mầu sắc của ba tỷ lệ này là như nhau. Do đó chọn tỷ lệ than hoạt tính so với trọng lượng dầu 2%
là thông số tốt nhất cho quá trình nghiên cứu.
3.4. Đề xuất quy trình tinh chế dầu gốc thô và đánh giá chất lượng dầu gốc sau tinh chế
Từ các kết quả nghiên cứu ở trên cho phép đề xuất quy trình tinh chế dầu gốc thể hiện ở hinh 3.7.
Hình 3.7. Sơ đồ quy trình tinh chế dầu gốc
Hỗn hợp sau chuyển vị ester
Tách pha Khử acid béo Rửa dầu Sấy khử nước Tẩy mầu Ly tâm Dầu gốc tinh chế 1 lần nước muối 10%. 3 lần nước cất trửa=80900C, lắng 40 phút Đặt trong môi trường đông sâu
T: 60 phút
Sấy ở áp suất thường
Khuấy đảo
to= 110oC T: 75 phút
Thuyết minh quy trình
Tách pha
Đặt hỗn hợp sau chuyển hóa vào môi trường đông sâu để cho quá trình tách pha diễn ra. Sau thời gian 60 phút lấy ra và tiến hành rã đông nhanh bằng nước nóng, quan sát thấy hai pha tách ra một cách rõ rệt. Pha nặng hơn nằm ở dưới chủ yếu là glycerin, pha nhẹ hơn nằm ở trên chủ yếu là methyelster thô. Tách riêng pha nhẹ đem rửa, pha nặng được để riêng bảo quản và sử dụng vào mục đích khác.
Rửa dầu
Mục đích: loại methanolxide và glycerin dư ra khỏi dầu.
Tiến hành: Dầu được rửa qua một lần nước muối 10% và 3-4 lần nước cất. Lượng nước rửa mỗi lần băng 20% so với dầu thô. Dầu và nước khi rửa đều được gia nhiệt đến 80oC. Mỗi lần rửa cần khuấy đều trong 10 phút, để lắng 40 phút rồi chiết lấy dầu ở trên. Có thể kiểm tra chất lượng dầu sau rửa bằng cách sử dụng giấy đo pH. Kết quả kiểm tra pH có môi trường trung tính thì quá trình rửa đạt yêu cầu.
Khử acid béo
Mục đính: để khử các acid béo tự do có trong dầu gốc thô làm giảm chỉ số acid của dầu gốc. Tiến hành: khử acid béo bằng các hạt anionit. Đổ các hạt anionit vào phễu chiết, cho dầu chảy qua phễu chiết. Acid béo sẽ bị các hạt anion hấp phụ và dầu được chiết xuống dưới.
Sấy khử nước
Mục đích: Dầu sau rửa, lắng và tách nước xong trong dầu vẫn còn nước dưới dạng những hạt phân tán nhỏ do đó cần phải sấy để tách nước tạo điều kiện tốt cho quá trình tẩy màu tiếp theo.
Tiến hành: tiến hành sấy ở áp suất thường tại nhiệt độ 110oC trong 75 phút kết hợp khuấy đảo.
Tẩy mầu
Dùng than hoạt tính 2% đã xử lý và sấy khô đến khối lượng không đổi để tăng hiệu quả khử mầu của than hoạt tính. Nhiệt độ khử mầu thích hợp là 80 ÷ 90oC, thời gian 20 phút. Sau đó ly tâm với tốc độ 3000 vòng/phút, thời gian 30 phút.
* Đánh giá chất lượng dầu gốc sau tinh chế
Tiến hành chuyển ester để sản xuất dầu gốc, sau khi tinh chế dầu gốc theo quy trình đã để xuất. Đánh giá dầu gốc sau tinh chế. Kết quả thể hiện ở bảng 3.9.
Bảng 3.10. Kết quả kiểm tra dầu sau tinh chế
Thí nghiệm
Chỉ tiêu Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Trung bình
Chỉ số acid 0.3 0.31 0.29 0.3
Mầu sắc Mầu vàng chanh nhạt, có ánh xanh lá cây
Mùi Có mùi của dầu nhờn, không còn mùi tanh khét.
Độ trong Rất trong
Hàm lượng nước và cặn
0,14% thể tích
Nhận xét:
So sánh kết quả kiểm tra với bảng chỉ tiêu của ASTM D 6751 (phụ lục) cho thấy dầu gốc sau tinh chế có hàm lượng nước vẫn còn cao. Các chỉ tiêu về chỉ số acid, màu, mùi độ trong đã đạt tiêu chuẩn dùng để pha trộn với dầu diesel và dùng cho sản xuất mỡ bôi trơn hay dầu DO.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 1. Kết luận
Từ những kết quả nghiên cứu ở trên cho phép rút ra những kết luận sau: 1) Đã tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu của dầu gốc thô và nhận thấy dầu gốc thô còn chứa một số tạp chất nên mầu sắc và trạng thái chưa tốt.
2) Đã tiến hành nghiên cứu chế độ tách pha cho hỗn hợp sau phản ứng chuyển vị ester và nhận thấy tách pha trong điều kiện làm đông sâu với thời gian 60 phút thì hiệu suất tách glycerin là cao nhất.
3) Đã tiến hành nghiên cứu chế độ rửa dầu sau khi tách hai pha riêng biệt và nhận thấy rửa bằng nước có gia nhiệt cho chất lượng dầu tốt nhất và rút ngắn được thời gian rửa.
4) Đã tiến hành nghiên cứu khử acid béo bằng anion và nhận thấy rửa dầu trước khi xử lý qua anion cho hiệu quả khử acid béo tốt nhất.
5) Đã tiến hành nghiên cứu loại nước ra khỏi dầu gốc và nhận thấy khi sấy dầu gốc trong điều kiện chân không ở 55oC trong thời gian sấy 75 phút ở áp suất 80Pa cho hiệu quả khử nước tốt nhất.
6) Đã tiến hành nghiên cứu tách nước ra khỏi dầu gốc ở áp suất thường có khấy đảo và không khuấy đảo trong 75 phút ở các nhiệt độ khác nhau cho thấy sấy ở áp suất thường có khuấy đảo ở nhiệt độ 110oC cho hiệu quả khử nước cao nhất.
7) Đã tiến hành so sánh chất lượng của dầu sấy chân không và dầu sấy ở áp suất thường có khuấy đảo và nhận thấy dầu sấy ở chế độ sấy thường có khuấy đảo trong thời gian 75 phút ở 110oC cho ta kết quả khử nước cao nhất mà vẫn đảm bảo chất lượng của dầu về mầu sắc, mùi, độ trong.
8) Đã tiến hành nghiên cứu xác định tỷ lệ than hoạt tính so với trọng lượng dầu khi tẩy mầu. Kết quả so sánh cho phép ta chọn tỷ lệ 2% là thông số
2. Đề xuấy ý kiến
Từ những kết quả nghiên cứu ở trên cho phép đề xuất ý kiến sau:
1) Cần tiếp tục nghiên cứu chế độ sấy để cho kết quả khử nước triệt để hơn.
2) Cần thử nghiệm sử dụng dầu gốc tinh chế trong sản xuất mỡ cho máy bôi trơn và đánh giá hiệu quả sử dụng mỡ này để làm cơ sở cho việc sản xuất mỡ bôi trơn từ mỡ cá.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đặng Văn Hợp, Đỗ Minh Phụng, Nguyễn Thuần Anh, Vũ Ngọc Bội (2006), Phân tích kiểm nghiệm thực phẩm thủy sản, Nhà xuất bản Nông Nghiệp, Thành phố Hồ Chí Minh.
2. Nguyễn Quang Lộc, Lê Văn Thạch, Nguyễn Nam Vinh (1993), Kỹ
thuật ép dầu và chế biến dầu mỡ thực phẩm, Nxb.Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
3. Trần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng (1996), Chế biến tổng hợp thủy sản, Tập 2, Công nghệ chế biến bột cá dầu cá, ĐH Thủy Sản, Nha Trang.
4. Nguyễn Thị Thức (2006), Hoàn thiện quy trình chế biến mỡ cá basa
và đề xuất biện pháp bảo quản dầu cá thành phẩm, Đồ án tốt nghiệp chuyên
ngành Công nghệ Chế biến, Trường Đại học Nha Trang, Nha Trang.
5. Nguyễn Thị Vân (2007), Nghiên cứu chế biến phế liệu mỡ cá tra, cá
basa thành dầu nguyên trong sản xuất dầu biodiesel và dầu bôi trơn, Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nha Trang, Nha Trang. 6. http://congnghebiodiesel.blogspot.com/ 7. http://khaiquatbiodiesel.blogspot.com/2007/03/tiu-chun-cht-lng-cho- biodiesel.html 8. http://www.sinhhocvietnam.com/vn/modules.php?name=New&file=a rticle&sid=1098 9. http://vietbao.vn/O-to-xe-may/Nhien-lieu-moi-uu-va-nhuoc-cua- biodiesel/30165940/350/ 10. http://nhienlieu.blogspot.com/2007/12/tiu-chun-cht-lng-cho- biodiesel-b100.html
PHỤ LỤC
Bảng 1. Các chỉ tiêu chất lượng cho Biodiesesl (B100) theo ASTM D 6751 [9] Chỉ tiêu Phương pháp thử Giới hạn Đơn vị Nhiệt độ chớp cháy cốc kín (một
trong hai yêu cầu sau) 1. Hàm lượng methanol 2. Chớp cháy ASTM D 93 EN 14110 ASTM D 93 93 min 0,2 max 130 min 0 C % khối lượng 0 C
Hàm lượng nước và cặn ASTM D 2709 0,05 max % thể tích Hàm lượng cặn cacbon (100%)
mẫu
ASTM D 4530 0,05 max % khối lượng
Hàm lượng tro sunphat ASTM D 874 0,02 max % khối lượng Độ nhớt động học ở 400C ASTM D 445 1,9 – 6,0 cSt(mm2/s) Hàm lượng lưu huỳnh
S500 Grade S15 Grade ASTM D 5453 500 max 15 max mg/kg mg/kg Ăn mòn mảnh đồng ASTM D 130 No. 3 max
Trị số acid ASTM D 664 0,5 max mgKOH/g
Hàm lượng glycerin tự do ASTM D 6854 0,02 max % khối lượng Tổng hàm lượng glycerin ASTM D 6854 0,24 max % khối lượng
Trị số cetane ASTM D 613 47 min
Điểm mây ASTM D 2500 Báo cáo 0C
Nhiệt độ cất, 90% thể tích, T90 AET
ASTM D 1160 360 max 0C
Hàm lượng P ASTM D 4951 10 max mg/kg
Tổng hàm lượng Ca, Mg EN 14538 5 max mg/kg Tổng hàm lượng Na, K EN 14538 5 max mg/kg
Phụ lục 2. Các phương pháp xác định chỉ tiêu dầu cá 1. Phương pháp kiểm tra độ trong:
Để xác định độ trong của dầu cá, tiến hành đổ lượng dầu mẫu thử bình quân vào cốc thuỷ tinh 500ml đặt nơi có nhiều ánh sáng, sau 10 phút quan sát ánh sáng xuyên qua bình và ánh sáng phản xạ, nếu không có hiện tượng lờ đục hoặc những vật lơ lửng thì dầu trong suốt.
2. Phương pháp kiểm tra màu sắc:
Dùng phương pháp quan sát trực tiếp bằng cách nâng nhiệt độ dầu lên khoảng 40 – 500C, đặt ở nơi nhiều ánh sáng, quan sát và ghi lại kết quả bằng các từ: vàng chanh, vàng nhạt, vàng, vàng cam, vàng nâu, vàng sẫm, nâu sẫm. Căn cứ vào các tiêu chuẩn của loại chất béo đó mà kết quả tốt hay xấu.
3. Phương pháp xác định tỷ trọng:
Đong chính xác 1lit dầu (dùng bình định mức) rồi cân lên. Khi đó tỷ trọng của dầu chính bằng tỷ số giữa lượng cân và thể tích đã đong.
4. Phương pháp kiểm tra về mùi:
Lấy 100ml dầu vào bình thuỷ tinh đặt lên bình chưng cách thuy nâng nhiệt độ dầu lên 500C. Trong khi đun ngửi mùi các chất bay ra. Nếu mùi thơm nguyên thì kết luận là phẩm chất tốt. Nếu mùi ôi khét kết luận phẩm chất kém.
5. Phương pháp xác định chỉ số acid
Nguyên lý:
Dựa vào phản ứng trung hoà giữa acid béo tự do và kiềm trong môi trường hỗn hợp gồm rượu etylic và ete etylic.
Tiến hành:
Cân 5gam dầu cho vào bình nón 250ml. Thêm vào 50ml hỗn hợp dung môi cồn – ete (tỷ lệ 3:1) để hào tan chất béo, lắc cẩn thận.Nếu chất béo chưa tan hết có thể đun nhẹ hỗn hợp trên nồi cách thuỷ , lắc đều, làm nguội. Cho 2
hiện màu hồng nhạt bền trong 30 giây. Đọc thể tích KOH đã dung. Chỉ số acid tính theo công thức:
A = × f
Trong đó:
A:Chỉ số acid của dầu (mgKO/1g). V: Số ml KOH 0.1N dùng chuẩn độ m: khối lượng mẫu tính bằng gam.
f: hệ ssố điều chỉnh của KOH 0.1N (f = 0.88)
6. Xác định chỉ số xà phòng
Nguyên lý:
Tiến hành xà phòng hoá một lượng dầu xác định bằng một lượng kiềm dư, sau đó chuẩn độ lượng kiềm dư đó bằng acid và tính ra lượng kiềm đã xà phòng hoá dầu.
Tiến hành:
Cân 1 gam chất béo cho vào bình cầu. Thêm vào 10ml KOH 0.5N và 50ml cồn. Lắp ống làm lạnh không khí, đun cách thuỷ 1 giờ. Sự xà phòng hoá kết thúc khi dung dịch ở trong bình trở nên trong suốt. Làm nguội hỗn hợp, thêm vài giọt phenolphtalein vào bình, chuẩn độ bằng dung dịch HCL 0.5N. Song song, làm thí nghiệm kiểm tra với nước cất thay cho chất béo. Chỉ số xà phòng tính theo công thức sau:
Xp= Trong đó: 5.611 xV m (a – b) x 28,05 m (a – b) x 28,05
a: số ml dung dịch HCL 0.5N dùng để chuẩn độ bình kiểm tra, b: số ml dung dịch HCL 0.5N dùng để chuẩn độ bình thí nghiệm m: số gam chất béo (g).
28.05: số miligam KOH có trong 1ml KOH 0.5M
7. Xác định chỉ số Iod bằng phương pháp cồn Iod: Nguyên lý:
Dựa vào khả năng tạo thành acid HOI do sự thuỷ phân Iod có thể gây phản ứng cộng trên nối đôi của acid béo trong chất béo xác định.
Tiến hành:
Cân chính xác 0.1 – 0.15g dầu cho vào bình tam giác 250ml, thêm 15ml cồn 96o, lắc đều để hoà tan chất béo, tiếp tục thêm 20ml dung dịch cồn Iod 0.3N. Đậy bình lại, để yên 5 phút, thêm 1ml hồ tinh bột chỉ thị 1%, Dùng Na2S2O3 0.1N để chuẩn độ đến khi mất màu xanh. Làm song song một mẫu kiểm tra.
Kết quả được tính theo công thức: XI = {(a-b) x 0.001269.100}/m
Trong đó:
a: số ml dung dịch Na2S2O3 0.1N dùng để chuẩn độ dung dịch kiểm tra b: số ml dung dịch Na2S2O3 0.1N dùng để chuẩn độ dung dịch mẫu thử m: số gam mẫu thử dầu cá (g).
0.01269: số gam Iod tương đương với 1ml dung dịch Na2S2O3 0.1N.
8. Xác định chỉ số peroxyt: Nguyên Tắc:
Dựa vào khả năng hợp chất peroxyt phản ứng với HI được tạo nên từ muối KI trong môi trường acid để giải phóng Iod tự do. Lượng Iod sinh ra chuẩn độ bằng Na2S2O3 0.01N.
Tiến hành:
Cân chính xác 2 -3 g mẫu thử chất béo cho vào bình tam giác 250 ml, cho thêm 10ml dung dịch hỗn hợp acid acetic – cloroform (tỷ lệ 2:1), một ít tinh thể KI. Đậy nút, lắc hỗn hợp và đặt vào bóng tối 10 phút. Sau đó cho thêm 25ml nước cất, 0.5ml chỉ thị hồ tinh bột 1% và chuẩn độ Iod tạo thành bằng dung dịch Na2S2O3 0.01N cho đến khi mất màu xanh.
Kết quả tính như sau:
P =
Trong đó:
a: số ml dung dịch Na2S2O3 0.01N dùng để chuẩn độ bình thí nghiệm b: số ml dung dịch Na2S2O3 0.01N dung để chuẩn độ bình kiểm tra. m: trọng lượng chất béo (g)
100 - hệ số quy chuẩn cho 100g chất béo
0.01269 - số gam Iod tương ứng với 1ml dung dịch Na2S2O3 0.01N. (a-b).0.01269.100
HỖN HỘP DẦU TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA