Tẩy trắng là một khâu quan trọng trong quá trình tinh luyện dầu cả bằng phương pháp vật lý và hĩa học. Tẩy trắng khơng chỉ di chuyển ra khỏi dầu các hợp chất tạo màu khơng mong muốn mà cịn cĩ khả năng tách loại khỏi dầu lượng phosphoslipid, các sản phẩm oxy hĩa và xà phịng cịn sĩt lại trong dầu. Trong giai đoạn hiện nay, khi quá trình tinh luyện dầu theo phương pháp vật lý ngày càng được ưa chuộng, tẩy trắng trở thành quá trình được sử dụng phổ biến hơn do đây là giai đoạn cuối cĩ khả năng di chuyển lượng dư của phospholipid, xà phịng, kim loại và các sản phẩm oxy hĩa trước khi chuyển qua khâu khử mùi. Việc di chuyển các hợp chất khơng tinh khiết này cĩ vai trị rất quan trọng do nĩ cĩ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cảm quan và sự ổn định với các tác nhân oxy hĩa của dầu sau khử mùi.
Quá trình tẩy trắng dầu cĩ thể tiến hành theo 4 phương pháp chủ yếu: - Sự hấp phụ chất rắn,
- Tác dụng nhiệt,
- Do quá trình hydrogen hĩa cĩ xúc tác, - Sử dụng chất tẩy trắng hĩa học.
4.2.5.1. Tẩy trắng bằng chất hấp phụ
Phương pháp này dựa vào khả năng hấp phụ của các chất cĩ tính chất bề mặt. Sự hấp phụ này cĩ cĩ tính chất chọn lọc, đối với dầu mỡ chủ yếu là hấp phụ các chất màu, sau khi hấp phụ xong tiến hành tách chất hấp phụ ra khỏi dầu.
Mỗi loại chất hấp phụ cĩ một khả năng hấp phụ riêng và cĩ một giới hạn nhất định. Quá trình hấp phụ khơng thể tách rời sự tồn tại của các bề mặt hoạt động hấp phụ cĩ hiệu lực.
Các chất hấp phụ thường cĩ cấu tạo xốp ở dạng bột, tuy nhiên mức độ mịn của chất hấp phụ cần cĩ một giới hạn nhất định, vì nếu quá mịn sau khi khử màu khĩ tách ra khỏi dầu mỡ. Các chất hấp phụ thường sử dụng trong tinh luyện dầu mỡ là đất tẩy trắng, than hoạt tính, silicagel... Trong đĩ đất tẩy trắng và than hoạt tính được sử dụng rộng rãi do khả năng khử màu cao rất cao và tỷ lệ hút dầu tương đối thấp.
Than hoạt tính cĩ cấu tạo rỗng xốp cả bên trong và bên ngồi hạt than, độ rỗng này cĩ liên quan đến khả năng hấp phụ màu và mùi trong dầu mỡ. Các chất bị hấp phụ sẽ bám vào bề mặt và bên trong những chỗ rỗng đĩ cho đến khi đạt trạng thái cân bằng. Nguyên liệu để làm than hoạt tính là những vật liệu cĩ chứa carbon như antraxit, than
bùn, xương động vật… Tính chất của than hoạt tính phụ thuộc vào tính chất của
µm) hay dạng hạt kích thước từ 1 - 7 mm. Bề mặt hoạt động biểu diễn bằng m2/g; 1gram than hoạt tính cĩ thể đạt từ 600 - 1700 m2.
Thơng thường nhiệt độ khi khử màu bằng than hoạt tính khoảng 40 - 500C, lượng chất hấp phụ vào khoảng 0,5 - 5% so với trọng lượng dầu mỡ, thời gian khử màu khoảng 20 - 30 phút. Khơng nên kéo dài hơn làm cho dầu mỡ biến đổi và sinh mùi do tiếp xúc quá lâu với chất hấp phụ. Trường hợp tẩy màu bằng đất tẩy trắng cũng được tiến hành trong thời gian 20 - 30 phút với hàm lượng đất tẩy trắng từ 0,5-2% ở nhiệt độ 80- 100oC. Do nhiệt độ tối ưu để kích thích hoạt độ của đất sét tẩy trắng khá cao nên giai đoạn này thường được tiến hành ở áp suất thấp nhằm giảm tác động của nhiệt độ cao và oxy khơng khí đến khả năng oxy hĩa dầu khi đất tẩy trắng cĩ thể đĩng vai trị chất xúc tác. Các yếu tố xác định hiệu quả của quá trình tẩy trắng vật lý là:
- Loại chất hấp phụ, - Nhiệt độ phản ứng,
- Nồng độ thành phần cần được hấp thụ (cường độ chất màu trong dầu).
Việc tẩy trắng cĩ thể tiến hành theo cả hai phương pháp gián đoạn và liên tục. Quá trình tẩy trắng gián đoạn vẫn được sử dụng rất phổ biến trong nhiều hệ thống tinh luyện dầu do phương pháp và dụng cụ đơn giản. Cĩ thể sử dụng thiết bị trung hịa cho tẩy trắng dầu. Thêm vào đĩ, khi tẩy trắng gián đoạn theo từng mẻ, lượng dầu nhập liệu cĩ thể thay đổi rất linh động, dễ dàng. Mặc dù vậy, tẩy trắng liên tục vẫn rất được ưu chuộng do rút ngắn thời gian và giảm thấp sự gia tăng nhiệt độ quá trình xử lý nhằm hạn chế thấp nhất các biến đổi khơng mong muốn và các phản ứng phụ làm thay đổi chất lượng dầu. Chất hấp phụ sau phản ứng cĩ thể tách loại ra khỏi dầu bằng hệ thống lọc: lọc dĩa, lọc khung bản…
Chất hấp phụ đã được phân tách khỏi dầu nhờ lọc vẫn cịn chứa một lượng lớn dầu (khoảng ± 50%). Lượng dầu này cĩ thể thu hồi lại bằng biện pháp xử lý với nước hay trích ly bằng dung mơi. Dầu thu được nhờ phản ứng với nước thường cĩ chất lượng kém do quá trình thu hồi này đã hịa lẫn các hợp chất hấp thụ cĩ cực - thường là chất cĩ tính oxy hĩa vào trong dầu. Chất hấp phụ sau khi tách loại dầu chỉ chứa tối đa 5% các hợp chất hữu cơ khơng được tái sử dụng tiếp tục.
Các nghiên cứu cho thấy, ba phản ứng phụ cần quan tâm trong quá trình tẩy trắng bằng chất hấp phụ bề mặt là:
- Sự đồng phân hĩa vị trí (sự hốn đổi nối đơi trong mạch) và cấu tạo (cis/trans). - Biến đổi hợp chất hydroperoxid thành các hydroxy acid béo.
4.2.5.2. Tẩy trắng do tác động nhiệt
Tẩy trắng bằng nhiệt được sử dụng phổ biến nhất trong tinh luyện dầu cọ với mục đích tách loại các hợp chất carotene ra khỏi dầu. Tiến trình này cĩ thể thực hiện theo hai phương pháp chủ yếu:
- Tẩy trắng sơ bộ bằng chất hấp phụ, kế tiếp ứng dụng tẩy trắng ở nhiệt độ cao - Kích thích hoạt động của chất tẩy trắng nhờ vào quá trình tẩy trắng ở nhiệt độ
trung bình.
Quá trình tẩy trắng ở nhiệt độ cao cĩ thể được tiến hành theo từng mẻ (3 giờ - 220oC) hay liên tục (20 phút – 270oC).
4.2.5.3. Tẩy trắng bằng phương pháp hydro hĩa
Biện pháp này cũng được ứng dụng chủ yếu trong tinh luyện dầu cọ. Cơ sở lý thuyết cho quá trình tẩy trắng theo phương thức này dựa trên việc hydro hĩa cĩ chọn lọc các liên đơi trung tâm của carotene nhằm phá hủy đặc tính tạo màu của chúng. Tuy nhiên, biện pháp này cũng là nguyên nhân làm thay đổi các acid béo cĩ nối đơi trong dầu do chúng sẽ cùng hydro hĩa với các hợp chất carotene.
4.2.5.4. Tẩy trắng hĩa học
Phương pháp này dựa trên khả năng phá hủy các hợp chất tạo màu nhạy cảm với chất oxy hĩa (carotene trong dầu cọ) bằng các tác nhân oxy hĩa hĩa học như hydrogen và benzoyl peroxide. Tuy nhiên, đây khơng phải là phương pháp được sử dụng phổ biến do các acid béo đa nối đơi cũng cĩ thể bị tấn cơng.
Tĩm lại, tẩy trắng là một trong những quá trình tinh luyện quan trọng và cĩ tác động rất lớn đến hiệu quả kinh tế của dầu. Hợp chất hấp phụ cĩ giá thành khá cao, đồng thời lượng dầu mất mát vào chất tẩy trắng khá lớn. Chính vì thế, việc nghiên cứu tìm ra một quy trình tẩy trắng phù hợp cho từng loại dầu vẫn đang được các nhà khoa học quan tâm.