Chương 3 KHÁI QUÁT CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THƠ
3.2. Sản xuất dầu từ thịt quả chứa dầu (fruit flesh oil, pulp oil)
OIL)
Quá trình chiết tách dầu từ thịt quả chứa dầu khá khác biệt so với việc chiết tách từ hạt dầu. Nguyên nhân chủ yếu cĩ lẽ do sự khác biệt về tính chất và thành phần nguyên liệu. Nguyên liệu thơ là thịt quả chứa nhiều nước, điều này làm cho thời gian bảo quản trước khi chế biến giới hạn, thơng thường quả được tách chiết dầu ngay sau thu hoạch. Trong quá trình xử lý, các mức độ khác nhau về cơ học và tự động hĩa đều được sử dụng. Ngồi ra, việc áp dụng phương pháp sản xuất thủ cơng rất khác biệt so với sản xuất lớn. Hai loại dầu được chế biến phổ biến từ thịt quả là dầu cọ và dầu olive.
3.2.1. Dầu cọ
Dầu cọ được sản xuất và sử dụng rất rộng rãi ở các quốc gia chuyên trồng cọ như các nước thuộc Châu Phi, ước tính cĩ hàng ngàn cơ sở trích ly dầu cọ ở những vùng này. Cho đến ngày nay, việc chiết tách dầu cọ vẫn chủ yếu thực hiện theo các phương pháp ép truyền thống. Hiệu suất tách ép dầu theo các phương thức này thường dao động trong khoảng từ 40-65%. Việc trích ly dầu theo quy mơ cơng nghiệp bị hạn chế do quả cọ dễ bị biến đổi, sinh độc tố và khơng đảm bảo chất lượng khi vận chuyển xa. Về mặt lý thuyết, quá trình trích ly dầu được thực hiện theo phương pháp cổ điển. Tuy nhiên, trên thực tế sản xuất, hầu hết các bước thực hiện đều được cơ giới hĩa. Ở thời điểm thu hoạch, lượng acid béo tự do trong dầu cọ thường nhỏ hơn 1%. Giá trị này sẽ gia tăng nhanh chĩng, do đĩ yêu cầu phải cĩ sự kết hợp thật nghiêm ngặt giữa quá trình thu hoạch và chế biến dầu. Các bước chủ yếu trong quá trình ép tách dầu từ thịt quả cọ bao gồm:
- Quá trình tiệt trùng: mục đích của tiến trình này là làm mềm phần cuống nối giữa quả cọ trong buồng lớn, đồng thời tạo khoảng trống giữa phần thịt quả và hạt, nhằm tách loại dễ dàng phần hạt cọ ở bước tiếp theo. Quá trình tiệt trùng cịn nhằm vơ hoạt các enzyme và vi sinh vật cĩ mặt trong quả, cĩ khả năng gây ơi hĩa, làm tăng lượng acid béo tự do trong dầu. Tiến trình xử lý này đều cĩ thể được thực hiện trong thiết bị tiệt trùng với dung tích khác nhau: từ nhỏ đến lớn, tùy vào cơng suất của nhà máy.
- Phân tách: Buồng cọ sau quá trình tiệt trùng được đưa qua thiết bị phân tách kiểu trống (trục quay thẳng đứng) nhằm tách riêng phần quả ra khỏi quầy.
- Giai đoạn “chưng” (digestion): nhằm mục đích phân tách thịt quả từ hạt và phá vỡ màng tế bào để giải phĩng dầu, giúp quá trình ép tách dầu được dễ dàng. Điều kiện chưng phù hợp cho quả cọ là 20 phút ở nhiệt độ 90-100oC. Thiết bị chưng thường được thiết kế là thiết bị gia nhiệt hai vỏ hình trụ thẳng đứng cĩ cánh khuấy; nhiệt cung cấp chủ yếu là hơi nước.
- Giai đoạn ép: Bột nghiền (hay cháo - mash) thu được sau giai đoạn chưng được chuyển qua thiết bị ép trục vít liên tục. Giống như quá trình ép thu dầu từ hạt dầu,
ống hình trụ thẳng đứng, hoạt động theo cơ chế áp suất tạo thành trong lịng ống tăng dần theo sự gia tăng bước vít sẽ tác động lên nguyên liệu, nhờ đĩ dầu được giải phĩng ra khỏi nguyên liệu. Sản phẩm của quá trình ép được phân tách thành hai phần: phần rắn là chất xơ và hạt cọ (khơ dầu); phần lỏng bao gồm dầu và nước. Với quá trình chưng phù hợp (90-100oC, 20 phút), lượng dầu cịn sĩt lại trong phần khơ dầu cĩ thể giảm cịn 5%, đồng thời tỷ lệ hạt cọ bị phá vỡ cĩ thể giảm thấp dưới 15%. Điều này cĩ nghĩa là, chỉ một phần trong tiến trình xảy ra sự trộn lẫn của dầu cọ từ thịt quả với dầu từ hạt cọ. Lượng dầu hỗn hợp này hầu như khơng đáng kể, chiếm tối đa 3% tổng lượng dầu tách chiết được.
- Giai đoạn lọc (gạn) dầu thơ: trong thành phần dầu thơ thu được sau giai đoạn đầu quá trình gạn lọc vẫn kèm theo sự hiện diện với một tỷ lệ đáng kể chất xơ, cát, sạn. Các tạp chất này sẽ được tách khỏi dầu thơ dựa vào sự khác biệt về trọng lượng riêng của mỗi thành phần.
- Sấy dầu: Dầu cọ sau lọc cịn chứa một tỷ lệ rất nhỏ phospholipid hay dạng gum. Nếu dầu khơng được làm khơ, các thành phần này sẽ hút nước cĩ trong dầu. Quá trình này diễn ra chậm, đến một thời điểm nhất định sẽ trở nên khơng hịa tan, đây chính là nguyên nhân tạo nên các cặn kết tủa trong thiết bị bảo quản dầu thơ.
3.2.2. Dầu olive
Trong quá trình chiết tách dầu olive từ thịt quả olive, 2 phương pháp cơ bản cĩ thể được áp dụng là ép và phân tách bằng ly tâm. Phụ thuộc vào cách thức phân tách dầu được chọn lựa, quả olive sẽ được tiến hành tiền xử lý theo các kiểu khác nhau. Trên thực tế, phương pháp thu hái là cơ sở quan trọng nhất cho việc chọn lựa kiểu chiết tách. Trong trường hợp thu hái tự nhiên (hái quả bằng tay), rất ít tạp chất như lá cây, đất, đá…lẫn vào nguyên liệu khi so sánh với thu hái quả bằng thiết bị cơ học.
- Làm sạch và loại tạp chất: cơng đoạn này khơng cần thiết đối với ép tách dầu do lượng lá cây và tạp chất lẫn vào khơng gây ảnh hưởng đến quá trình ép, đồng thời khơng cĩ tác hại đến thiết bị ép. Trong trường hợp tách chiết dầu bằng ly tâm, việc loại tạp chất rất quan trọng do chúng dễ dàng làm hỏng thiết bị. Các tạp chất này cĩ thể được loại ra bằng thiết bị tự động khi quả olive được rửa với nước luân lưu.
- Nghiền quả “Oil crushing”: Mục đích chính của cơng đoạn này là sử dụng lực cơ học để phá vỡ màng tế bào, giúp dầu giải phĩng ra ngồi bề mặt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tách kiệt dầu. Hai thiết bị cơ bản được sử dụng là nghiền bằng kim loại và nghiền đá. Ở thiết bị nghiền bằng kim loại, quả olive được ném đập vào tường kim loại, quá trình này tiêu tốn ít năng lượng hơn nghiền đá. Tuy nhiên, ưu điểm của nghiền đá là khơng lẫn vết kim loại vào trong dầu sau tách chiết. Mặc dù vậy, khơng
cĩ sự khác biệt đáng kể về chất lượng dầu khi nghiền với các phương pháp khác nhau. Quá trình nghiền quả cĩ thể tiến hành liên tục hay gián đoạn.
- Sau khi nghiền, khối bột nghiền (paste) sẽ được trộn lẫn, giúp các giọt dầu kích thước nhỏ kết hợp thành giọt lớn, dầu được tách ra dễ dàng hơn. Quá trình này được tiến hành bằng thiết bị khuấy.
- Chiết tách dầu: Quá trình ép hay trích ly bằng ly tâm đều được sử dụng.
• Đối với phương pháp ép, dầu được chiết tách bằng thiết bị ép khung bản khơng liên tục. Trong trường hợp này, vẫn cịn một lượng dầu olive dính trên khung lọc. Dầu thơ được phân tách khỏi phần bã dầu lẫn kèm trong dầu (mush) bằng thiết bị ly tâm.
• Khi sử dụng ly tâm để phân tách dầu, dầu sau ly tâm được đưa qua hệ thống lọc gạn để phân tách (i) phần rắn từ pha lỏng, (ii) dầu và nước trong pha lỏng.