Đề tài Sản xuất dầu mè tinh luyện

Thiết bị: sử dụng thiết bị Expander Cấu tạo: Thiết bị Expander được cấu tạo của máy bao gồm hệ thống trục vis dọc theo chiều dài máy, và hệ thống kênh dẫn đưa dầu thoát ra về bộ phận chứa. Hệ thống trục vis bao gồm nhiều phân đoạn có đường kính và bước vis không đổi nhưng chiều sâu rãnh khác nhau. Hình 8. Thiết bị Expaner và cấu tạo Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu dạng bột sau khi đi qua cửa nhập liệu sẽ được phun sương bổ sung ẩm. Chuyển động của trục vis sẽ đẩy nguyên liệu về cuối máy. Trong khi di chuyển bên trong lòng thiết bị, áp suất lớn sẽ nén nguyên liệu thành khối mật độ cao, tế bào bị phá vỡ cấu trúc. Khi mới ra khỏi thiết bị, khối bột dạng ống hoặc dạng viên. Do chênh lệch áp suất và nhiệt độ, ẩm bay hơi nhanh, làm phá vỡ cấu trúc hạt bột một lần nữa, liên kết của dầu với các thành phần khác trở nên lỏng lẻo hơn. Tại đầu ra, ta thu nguyên liệu ở dạng bột. Thông số kỹ thuật: Tốc độ trục vis: 500rpm. Thời gian lưu nguyên liệu trong buồng ép là 30s. Tỉ lệ L/D: 2 – 15 Áp lực: 4000 – 17000 kPa. Thông số công nghệ Nhiệt độ của quá trình ép đùn khoảng 101 – 1210C. Năng suất từ 125 – 135kg/h. Độ ẩm sản phẩm: 5 – 8% Ép dầu Mục đích: Khai thác tách dầu. Do tác dụng của lực ép, làm tách dầu thô ra khỏi bánh ép. Biến đổi: Vật lý: nhiệt độ của khối nguyên liệu có thể tăng, cấu trúc tế bào nguyên liệu bị phá vỡ. Hóa học: khi ép dầu ở áp lực cao sẽ xảy ra sự nén ép và tăng nhiệt gây biến tính protein, làm giảm tính tan của protein. Áp lực trong máy ép càng cao, nguyên liệu trong máy ép nóng lên làm cho sự biến tính thêm sâu sắc. Thiết bị: Sử dụng máy ép trục vis. Cấu tạo: Thiết bị ép trục vis bao gồm một buồng cứng nằm ngang chứa vis xoắn ốc bằng thép không rỉ. Bước vis tăng dần từ từ đến không thay đổi, để tăng áp suất lên nguyên liệu khi nó được đưa vào buồng ép. Bên dưới buồng ép có đục lổ cho phép dầu thoát ra ngoài thông qua hệ thống rãnh dẫn và chảy dồn về máng hứng. Để thu hồi dầu về bể chứa, người ta còn bố trí thêm hệ thống turbine chuyển dầu về đường ống dẫn. Bánh ép được thải ra ở lối ra buồng ép và áp suất trong buồng được điều chỉnh bằng đường kính của cửa tháo. Bộ phận điều chỉnh chiều dày bã ép còn gọi là cửa ra khô. Hình 9. Thiết bị ép dầu Một thiết bị ép trục vis còn được bố trí một số vòng tiết lưu (throttle rings) bên trong buồng ép nhằm góp phần tạo chuyển động rối loạn cho bột ép, tạo nên sự đảo trộn và tăng hiệu suất ép dầu. Hình 10. Cấu tạo bên trong máy ép trục vis Nguyên tắc hoạt động: Khi máy làm việc, trục vis quay làm cho bề mặt các gân vis tác động lên nguyên liệu, đẩy chúng di chuyển theo đường xoắn ốc. Trong quá trình chuyển động bột luôn được xáo trộn. Khi nguyên liệu được đẩy về phía trước, trong lòng ép xảy ra sự nén nguyên liệu và lực nén càng tăng khi lên khi bước vis càng ngắn, đường kính các đoạn vis càng tăng. Do bước vis càng ngắn dần về phía ra khô nên áp lực ép cũng được tăng dần. Đoạn vis đầu có bước vis dài, đường kính nhỏ nên ở đây chỉ xảy ra sự dồn nén và cuộn nguyên liệu vào, dầu hầu như chưa thoát ra. Sang các đoạn vis tiếp theo, bước vis ngắn hơn nên áp lực cao hơn, do đó dầu thoát ra nhiều. Ở đoạn cuối cùng bước vis ngắn nhất, tạo áp lực cao nhất song dầu còn lại ít nên gần như dầu không thoát ra hoặc ngừng chảy. Vì vậy, dầu chủ yếu thoát ra nhiều ở các đoạn vis giữa. Phía cuối trục có bố trí bộ phận điều chỉnh cửa ra khô nên nguyên liệu không di chuyển tự do mà bị nén lại. Lực ma sát giữa nguyên liệu, lòng ép và gân vis xuất hiện. Mặt khác, nguyên liệu được giữ lại bởi lực cản của các gờ dao gạt, các gờ mút của thanh căn lòng ép. Khi qua cửa ra khô, bột bị nén thêm lần nữa làm cho khối bột sít nhau hơn nên bã ra có hình dạng nhất định. Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất ép: Điều kiện của nguyên liệu (bột ép): độ ẩm, độ xốp… Độ phá vỡ của tế bào. Bề dày của nguyên liệu ép và khả năng chống lại sự biến dạng của nguyên liệu. Tốc độ tăng áp suất, thời gian ép và áp suất cao nhất được dùng. Nhiệt độ của nguyên liệu và độ nhớt của dịch lỏng ép. Thông số công nghệ: Tần số quay của trục vis: 4.5 – 6 rpm Năng suất: 4000 – 8000 kg/h. Bánh dầu còn sót 5 – 8% dầu Lọc Khi dầu ra khỏi thiết bị tách dầu thì bơm vào máy lọc rồi vào bể chứa lắng. Mục đích: hoàn thiện sản phẩm. Tách các thành phần không hoà tan và một số thành phần hoà tan không mong muốn trong dầu sau quá trình ép (tạp chất cơ học, bã dầu). Biến đổi: Cảm quan: dầu có màu sắc trong, sáng hơn, chất lượng dầu tốt hơn. Thiết bị: sử dụng máy lọc khung bản. Cấu tạo: Các khung và bản có cùng kích thước xếp liền nhau trên khung máy. Hình dạng của bản có thể là hình vuông, chữ nhật hoặc tròn. Bản thường đứng, nhưng trong một vài máy lọc thì khung và bản được đặt ngang. Khung rỗng bên trong và bên trên có lổ để cho dịch lọc có thể đi vào. Bản được đúc và bên trên bề mặt có bố trí các gờ có tác dụng hướng dòng cũng như tạo khe hở cho dầu sau khi lọc chảy ra. Các bản được bọc lớp vải trên bề mặt. Các khung, bản ép với nhau nhờ bơm thủy lực hoặc pittong. Hình 11. Thiết bị lọc khung bản và khung bản Thông số kỹ thuật: Kích thước bản: rộng có thể từ 6 – 56 inches, dày từ 1/4 – 2 inches. Kích thước khung: dày từ 1/4 – 8 inches. Hoạt động: Dầu sau khi được bơm vào máy, chất rắn được giữ lại trên bề mặt vải của bản. Dịch lọc qua lớp vải, xuống rãnh trên bề mặt của bản, và ra ngoài. Sau khi buồng ép đầy, bã được thổi khí (không khí hoặc khí nitơ) để tách hết dầu dư đến có thể. Sau đó bã được tháo ra ngoài. Thông số công nghệ: Thời gian lọc từ 2 – 8h tùy thuộc vào hiệu suất lọc. Nhiệt độ lọc 70 – 800C Năng suất lọc từ 10000 lb/h (khoảng 4500kg/h) Áp suất lọc thay đổi từ 0.3 – 1 MPa Thủy hóa Dầu thô được bơm từ bể chứa vào thiết bị gia nhiệt, sau đó được đưa qua thiết bị khuấy trộn có cánh khuấy. Tại đó, dầu sẽ được trộn với nước. Nước sẽ hòa tan các chất lơ lửng trong dầu, các chất nhũ hóa và các chất hòa tan trong nước. Hình 12. Quá trình thủy hóa và tách gum Mục đích: hoàn thiện Loại các chất không tan trong dầu như phospholipid và các phức chất như: phosphatidyl choline (PC), phosphatidyl ethanolamine (PE), phosphatidyl inositol (PI), phosphatidic acid. Những chất này có thể chuyển thành dạng nhũ tương trong quá trình tinh luyện, hoặc có thể bị oxy hóa tạo ra màu, mùi không mong muốn. Ngoài ra, khi dầu đã qua thủy hóa sẽ giảm nguy cơ kết lắng trong quá trình bảo quản. Mặc khác, ta có thể tận thu lecithin (phosphatidyl choline), là chất xúc tác nhũ hóa được ứng dụng nhiều trong thực phẩm và mỹ phẩm. Hình 13. Các phức chất không tan Biến đổi: Vật lý: nhiệt độ tăng do sự tương tác giữa phospholipid và nước có thể tỏa nhiệt. Hóa lý: Các phức phospholipid kết hợp với nước làm tăng độ phân cực, giảm độ hòa tan của chúng và tạo thành kết tủa gọi là cặn thủy hóa. Nhiệt độ tăng làm giảm độ nhớt. Hóa học: Phospholipid và nước kết hợp thành gums hydrate, chúng kết lắng trong dầu và dễ dàng tách bằng ly tâm. Tuy nhiên không phải tất cả các phospholipid đều dễ dàng hydrate hóa. Người ta chia thành 2 loại: phospholipids có thể hydrate hóa và phospholipids không hydrate hóa (NHPs). Phosphatidyl choline (PC), phosphatidyl inositol (PI) và phosphatidyl ethanolamine (PE) dễ dàng hydrate hóa do chúng có cấu trúc ion lưỡng tính, nhưng nếu PE hòa lẫn các ion kim loại (như Ca2+) thì mức độ hydrate hóa giảm. Vị trí của liên kết acid phosphoric trong cấu trúc phospholipid sẽ ảnh hưởng tới khả năng tác dụng của nước. Khi acid phosphoric tấn công vào các carbon xa liên kết glycerol sẽ tạo thành α-lipoid, và nếu ở trung tâm thì tạo thành β-lipoid. Trong khi α – lipoid dễ phản ứng với nước và kết lắng thì ngược lại β-lipoid không hydrate hóa. Cảm quan: cải thiện độ trong của sản phẩm. Thiết bị: Cấu tạo: thiết bị kín bằng thép không gỉ, hình trụ đáy côn, có vỏ áo, bên trong có cánh khuấy Hình 14. Thiết bị thủy hóa Hoạt động: Dầu sau khi được phối trộn với nước có bổ sung H3PO4 sẽ được làm đồng nhất khi đi qua thiết bị High Shear Mixer. Bên trong thiết bị High shear mixer có cánh khuấy đặc biệt giúp khuấy trộn và phân phối đều các giọt lỏng. Sau khi đã đồng nhất, dòng chất lỏng được đưa vào thiết bị khuấy trộn có gia nhiệt. Bên dưới thiết bị là cửa tháo sản phẩm, một phần sản phẩm sẽ được hồi lưu trở lại bồn khuấy. Dầu sau khi thủy hóa sẽ được đưa qua hệ thống ly tâm để tách gums. Các yếu tố ảnh hưởng Nhiệt độ: nhiệt độ càng cao, độ nhớt giảm quá trình tách cặn xảy ra dễ dàng hơn. Quá trình khuấy: không nên khuấy quá mạnh để tránh tạo nhũ tương. Ion bổ sung: Các ion bổ sung sẽ giúp cho quá trình tách pha dễ dàng hơn. Ở đây ta dùng ion của acid hữu cơ vì chúng ít tạo cặn, dễ tách pha. Trong quá trình thủy hóa trình bày trong phần này, ta sử dụng bổ sung H3PO4 đậm đặc 85% với hàm lượng 0.005%. Nước: Nước phải được làm mềm. Nếu lượng nước quá nhỏ khó tách hết cặn. Lượng nước dư thừa tạo thành một pha riêng và sự xuất hiện 3 pha làm quá trình ly tâm gặp khó khăn. Số lượng nước thêm vào được điều chỉnh thông qua nồng độ gums, khoảng từ 50% – 100% số lượng gums trong dầu, thường từ 1.5 – 3% dầu. Thông số công nghệ: Nhiệt độ dầu: phải được kiểm soát trong suốt quá trình thủy hóa Dầu được gia nhiệt từ 60 – 800C trong thiết bị trao đổi nhiệt. Mục đích: phá hủy hệ nhũ tương và làm giảm độ nhớt của dầu, giúp quá trình phối trộn tốt hơn, rút ngắn thời gian từ 10 – 15 phút. Áp suất: ở áp suất dư 310 – 345 KPa, dầu bị thủy hóa còn khoảng 90ppm phosphorus và cặn dầu chứa khoảng 72% phospholipids. Khi tăng áp suất dư cho chất lượng dầu tốt và giảm tổn thất dầu Ngược lại, khi áp suất dư thấp (< 310kPa) có nhiều gums còn lại trong dầu và nồng độ phospholipid trong cặn không đáng kể. Quá trình khuấy: Tốc độ khuấy: 40 rpm Thời gian khuấy: 20 – 30 phút Ly tâm Mục đích: hoàn thiện Hỗn hợp dầu sau quá trình thủy hóa gồm có: dầu, gums, acid phosphoric và các muối phosphate… Quá trình ly tâm để cặn thủy hóa, dầu sau ly tâm sẽ trong và chứa ít tạp chất hơn. Biến đổi: Hóa lý: xảy sự tách pha, cặn thủy hóa trong dầu sẽ tách ra dưới tác dụng của lực ly tâm và thải ra ngoài định kỳ. Cảm quan: Cải thiện độ trong của sản phẩm Thiết bị: sử dụng máy ly tâm đĩa Hình 15. Thiết bị ly tâm tách gums Hình 16. Cấu tạo thiết bị ly tâm Hoạt động: Dầu sau khi thủy hóa sẽ được đưa vào máy ly tâm từ bên dưới. Dưới tác động của lực ly tâm, gums và các hợp chất nặng khác sẽ được tách ra đi về phía biên. Dòng dầu đã tách tạp chất tiếp tục đi lên phía đỉnh và thoát ra ngoài. Bộ phận thu pha nhẹ (dầu) được thiết kế cố định để cho dầu chuyển động tự do. Dòng pha nặng chứa một phần lớn các hợp chất keo, huyền phù được điều chỉnh bằng cách thay đổi đường kính ống dẫn nhằm tạo bề mặt riêng thuận lợi cho quá trình tách pha. Các tạp chất không tan, cặn sẽ được tháo tự động theo chu kỳ bằng bộ phận thu hồi cặn (sludge discharge system) Thông số công nghệ: Năng suất: 54000 kg/h Dầu sau khi tách gums có hàm lượng [P] ≈ 20 – 30ppm, [Fe] < 0.05ppm Trung hòa Hóa chất sử dụng cho quá trình trung hòa: NaOH 0.35N. Hiệu quả trung hòa dầu bằng kiềm được đánh giá bằng chỉ số acid. Mục đích: hoàn thiện, bảo quản Loại acid béo trong dầu, hấp thụ các tạp chất khác như chất màu, gums, phosphatide... vào trong xà phòng. Acid béo tự do ảnh hưởng tới mùi và vị của sản phẩm. Sau trung hòa hàm lượng acid béo giảm từ 0.5 – 3% đến 0.1% từ đó sẽ tăng thời gian bảo quản. Biến đổi: Hóa học: Chỉ số AV giảm do phản ứng xà phòng hóa RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O Phosphatides và gums hấp thụ kiềm và bị đông tụ lại do tách nước. Hóa lý: Cặn xà phòng là hỗn hợp gồm có xà phòng, nước, một phần chất màu và tạp chất. Vì cặn xà phòng có khối lượng riêng lớn hơn dầu nên dễ dàng tách ra khỏi dầu. Cảm quan: cải thiện mùi sản phẩm Quy trình – thiết bị: Thiết bị sử dụng: bồn trung hòa hình trụ, đáy côn Hình 17. Thiết bị trung hòa Quá trình trung hòa tiến hành theo hai giai đoạn: Giai đoạn đầu dùng NaOH để trung hòa acid béo tự do và H3PO4 dư trong quá trình thủy hóa Giai đoạn tiếp theo là dùng acid citric để rửa dầu sau khi đi qua thiết bị trung hòa và ly tâm tách xà phòng. Nguyên tắc hoạt động: Dầu được gia nhiệt lên 900C được đưa vào đáy thiết bị dưới dạng giọt nhỏ. Trong thiết bị có chứa dung dịch kiềm 0.35N (1.5%). Sau khi trung hòa, giọt dầu (đường kính 1 – 2mm) nổi lên do sự khác nhau trọng lượng riêng, hình thành từng lớp dầu với thành phần khoảng 0.5% FFAs, 0.2 – 0.3 % ẩm và 100ppm xà phòng. Dầu được tách ra ở phía trên Tính lượng kiềm dùng để trung hòa dầu: Căn cứ vào kết quả phân tích chỉ số acid của dầu, khối lượng kiềm cần thiết đề trung hòa tính theo công thức sau: Trong đó: Kdd – khối lượng dd NaOH tính theo lý thuyết (kg) A: chỉ số acid của dầu (mg KOH) D: lượng dầu đem trung hòa (kg) a: nồng độ % của dung dịch NaOH Tuy nhiên lượng kiềm sử dụng trong thực tế thường nhiều hơn lượng tính theo lý thuyết, vì ngoài tác dụng với tạp chất cơ học có tính acid còn có nhiều tác dụng khác tùy thuộc vào thành phần và chất lượng của dầu. Lượng xút dư thường trong khoảng 5 – 50% so với lý thuyết. Yếu tố ảnh hưởng Tác nhân NaOH: Sử dụng kiềm đặc khi hàm lượng FFAs cao và ngược lại. Nếu NaOH càng đậm đặc thì nhiệt độ càng giảm để tránh sự thủy phân dầu gây tổn thất. Lượng NaOH phụ thuộc vào lượng FFAs thường được tính theo khối lượng dầu từ 0.1 – 6%. Thời gian: tỷ lệ với nhiệt độ thủy hóa. Nhiệt độ càng cao, thời gian càng thấp. Tẩy màu Dầu sau khi trung hòa sẽ được chuyển qua thiết bị tẩy màu Mục đích: hoàn thiện Loại các tạp chất gây màu, như carotenoids và chlorophyll. Loại vết xà phòng sót, gums, kim loại. Loại peroxides, aldehydes, ketones, phosphatides, các hợp chất vòng thơm và các sản phẩm oxy hóa bậc 2 của dầu (sản phẩm gây mùi) nhờ quá trình hấp phụ. Ngoài ra, có thể loại một số độc tố tự nhiên có trong hạt mè như: dư lượng thuốc trừ sâu,… Biến đổi Hóa lý: xảy ra sự tương tác giữa các chất màu tan trong dầu và chất hấp phụ. Lực hấp phụ của đất tẩy trắng và than hoạt tính được dùng để thực hiện liên kết các chất màu lên bề mặt của chất hấp phụ. Khi tăng bề mặt hấp phụ, khả năng hấp phụ chất màu cũng tăng lên. Cảm quan: cải thiện màu của sản phẩm Chất hấp phụ: sử dụng hỗn hợp đất hấp phụ và than hoạt tính Đất hấp phụ: Khả năng tẩy trắng (khả năng hấp phụ các hợp chất màu) tùy thuộc vào hàm lượng nước, pH. Thường các hợp chất màu là hợp chất phân ly, không tan tốt trong dầu, vì vậy trong dầu nên có hàm lượng nước 9 – 16%. Nếu hàm lượng nước lớn làm giảm khả năng hấp phụ. Hàm lượng xà phòng sót càng ít thì khả năng tẩy màu càng tốt do xà phòng làm giảm khả năng tẩy màu. Khả năng giữ dầu sót phụ thuộc vào độ lớn của hạt và mật độ của đất pH thấp ® trung hòa xà phòng sót ® không cho xà phòng hấp thụ vào đất ® tăng khả năng tẩy trắng của đất. Than hoạt tính: khả năng hấp thụ tốt, khó lọc, giá thành cao, tổn thất dầu lớn, thường được phối hợp với đất tẩy màu để tách một số hợp chất mà đất tẩy màu không tách được: xà phòng sót, pigments. Quy trình – thiết bị: Hình 18. Quy trình tẩy màu Dầu được gia nhiệt (70 – 900C) được bơm vào thùng đất tẩy trắng từ bể chứa hay máy ly tâm. Đất hấp phụ được thêm vào trong thùng cùng một lúc nhờ vis tải. Dầu (khoảng 0.5% ẩm) được xử lý với nước và đất tẩy trắng (8 – 15% ẩm) trong 20 phút dưới điều kiện khí quyển. Bên trong thiết bị có cánh khuấy giúp truyền nhiệt đều, đồng nhất và giữ chất hấp phụ ở trạng thái lơ lửng. Sau khi trộn, đất/dầu được đưa vào thiết bị tẩy trắng chân không. Quá trình tẩy trắng được thực hiện trong điều kiện chân không, có đảo trộn, gia nhiệt/làm lạnh dạng ống xoắn. Trên thiết bị còn có cửa bổ sung acid, kiềm, nước và chất hấp phụ. Quá trình tẩy trắng mất từ 15 – 30 phút ở nhiệt độ 80 – 1200C. Mặt dù, tăng nhiệt độ tăng hiệu suất hấp phụ, nhưng quá trình tẩy trắng ở nhiệt độ quá cao dẫn đến một số phản ứng không mong muốn. Nhiệt độ nên giữ đủ cao để giảm độ nhớt của dầu và cải thiện tốc độ khuếch tán và vận chuyển. Sau khi tẩy trắng, dầu được lọc và tách đất tẩy trắng. Quá trình lọc rất quan trọng trong quá trình tẩy trắng. Khi hệ thống có hai hoặc nhiều hơn các thiết bị phản ứng hoạt động nối tiếp nhau với hai máy lọc để hệ thống có thể hoạt động bán liên tục. Máy lọc áp suất thường được dùng để tách đất tẩy trắng. Chu trình lọc thường bao gồm các bước: Bơm đầy máy lọc và tuần hoàn để được trong suốt. Quá trình lọc Thổi hơi Nitơ thẳng vào máy lọc Thổi hơi nước Sấy bánh lọc với hơi (thường 0,3 – 0,5 kg hơi khô/kg đất ở áp suất 2 – 3 bar và nhiệt độ 140 – 1500C trong 10 phút (gồm bước 4 và 5), kết quả giảm nồng độ dầu dư từ 22 – 25% Làm sạch thiết bị lọc cho dự phòng. Thông số công nghệ: Quá trình tẩy trắng thường thực hiện dưới áp suất chân không (20 – 30 mmHg) để giảm các phản ứng oxy hóa và kiểm soát độ ẩm. Nhiệt độ dầu vào quá trình tẩy trắng là 900C. Thời gian tẩy trắng là 15 – 30 phút Phospho và glycolipids có thể được tách với silicagel với 60 – 70% ẩm. Lượng nước tối ưu nhất được dùng cho tẩy trắng ướt khoảng 50 – 100% số lượng đất tẩy trắng dùng cho quá trình. Hàm lượng chất hấp phụ phụ thuộc vào dạng chất hấp phụ, dầu và quá trình xử lý trước đó. Thông thường lượng chất hấp phụ được cho vào khoảng 0.1 – 2% dầu, nhưng trong một vài trường hợp có thể cao hơn 5%. Khử mùi Dầu trước khi đi qua thiết bị khử mùi sẽ được bài khí nhằm giảm thiểu nồng độ O2 trong dầu. Do quá trình khử mùi được tiến hành ở nhiệt độ cao nên sự xuất hiện của oxy sẽ gây ra các phản ứng oxy hóa không mong muốn, làm giảm chất lượng dầu. Mục đích: Hoàn thiện. Loại các tạp chất dễ bay hơi gồm: Các chất tự nhiên: FFA, hydrocacbon squalenne, carotenoid, sterol Các chất tạo thành trong quá trình tinh luyện: aldehide, ketone, peroxide… Biến đổi: Vật lý: có sự tăng nhiệt độ dầu Hóa lý: sự tách pha của các cấu tử dễ bay hơi. Hơi nước được sục trực tiếp có khuấy đảo làm tăng sự tiếp xúc của dầu với nguồn nhiệt để lôi cuốn theo các chất dễ bay hơi khỏi dầu. Hóa học: Trong quá trình khử mùi, dầu rất dễ bị oxy hóa ® phải bổ sung chất chống oxy hóa. Nhiệt độ cao làm tăng sự chênh lệch áp suất hơi, phá hủy carotenoid và các hợp chất không bay hơi biến chúng về dạng dễ bay hơi. Cảm quan: cải thiện mùi sản phẩm. Quy trình – thiết bị: Thiết bị chưng cất bán liên tục. Hình 19. Thiết bị khử mùi Cấu tạo: Thiết bị tháp hình trụ thẳng, đặt trước thiết bị tạo chân không, có hai vỏ (chống rò rỉ, cách nhiệt), vật liệu thường làm bằng ion chịu acid không gây oxy hóa dầu. Hệ thống gia nhiệt: dạng tấm, dạng lò xo, dạng ống xoắn ruột gà. Bộ phận ngưng tụ: làm lạnh bằng nước phun và bằng dòng hồi lưu. Thường ta làm lạnh hai cấp: dầu chưa ngưng đem trao đổi nhiệt với hơi ra để tận dụng năng lượng tăng nhiệt độ 55 – 650C, không ngưng tụ hơi nước. Hiệu suất thu hồi 92 – 95%. Hệ thống chân không: kết hợp của hệ thống hơi nước, hệ thống ống sinh hàn và bơm chân không. Hơi trong hệ thống tạo chân không bao gồm hơi nước trực tiếp và không khí do rò rỉ. Nhiệt của nước làm lạnh càng thấp thì càng đỡ tốn hơi tạo chân không. Hệ thống làm lạnh dầu: 80% năng lượng tái sử dụng. Có bộ phận tách dầu bắn, tấm cản, lưới thép. Lọc dầu: ống lọc đường kính 50µm. Hoạt động: Dầu đã qua bài khí được đưa vào thiết bị và gia nhiệt gián tiếp bằng hơi nước. Chất gia nhiệt: hơi nước thông thường, nhiệt độ thấp hơn 1850C, áp suất cao nên tốn nhiều chi phí. Ngày nay sử dụng Downtherm A để tăng nhiệt độ (nhiệt độ sôi hỗn hợp 270 – 2800C) hoặc mineral – oil (dầu sáp) làm chất gia nhiệt. Hơi nước được đưa trực tiếp vào phải khô và không có oxy (sử dụng nước đã bài khí và tạo hơi quá nhiệt) ở nhiệt độ 240 – 3000C khi sục vào dầu sẽ giảm xuống 130 – 1500C. Vì vậy, để đảm bảo nhiệt độ khử mùi dầu thường được gia nhiệt trước. Lượng hơi cần thiết và tổn thất: Lượng hơi cần thiết: Tỷ lệ thuận với khối lượng dầu Tỷ lệ thuận với áp suất trong thiết bị Tỉ lệ nghịch với áp suất hơi của tạp chất muốn khử mùi Tỷ lệ thuận với log nồng độ tạp chất trước và sau khử mùi. Phụ thuộc vào tình trạng thiết bị Tổn thất sau quá trình khử mùi: phụ thuộc Chất lượng nguyên liệu: FFA, sterol càng lớn càng tổn thất càng nhiều. Bản chất nguyên liệu Cấu trúc thiết bị Càng sục nhiều hơi càng tổn thất Tổn thất do bay hơi: Hơi nước thủy phân một phần dầu thành FFA MAG, DAG có thể bay hơi Tổn thất hiện nay 0.2 – 0.4% (1.05 – 1.2% FFA), càng nhiều FFA càng tổn thất do: dầu bắn ra, hơi nước lôi cuốn… Tổn thất thiết bị do bị bắn ra cùng với hơi: 0.1 – 0.2%. Thông số công nghệ: Nhiệt độ: 90 – 2400C ( 200 – 2750C là phổ biến). Thời gian: 1h Áp suất chân không: 1 – 6 mmHg áp suất tuyệt đối (<1KPa) Cần bài khí: giảm O2 từ 2.5% xuống nhỏ hơn 0.05% Lượng hơi: (0.4 KPa, 2600C): 0.75 – 1.5%. Lượng hơi càng nhiều không đảm bảo điều kiện chân không, tổn thất do bắn dầu, gây thủy phân. QUY TRÌNH 2 Điểm khác của quy trình 2 so với quy trình 1 là quá trình tách dầu được thực hiện bằng phương pháp trích ly dung môi. Do có sự xuất hiện của dung môi trong dầu nên sau khi trích ly và lọc sẽ có quá trình chưng cất thu hồi dung môi. Trích ly Mục đích: Khai thác tách dầu Tách trực tiếp dầu từ bột dầu ban đầu. Biến đổi: Hóa lý: Xảy ra sự chuyển pha. Dầu từ trong bột sẽ hòa tan vào trong dung môi. Xảy ra quá trình khuếch tán phân tử chuyển dầu từ tâm nguyên liệu vào dung môi, và khuếch tán đối lưu từ bề mặt nguyên liệu vào dung môi. Tuy nhiên dầu chuyển vào dung môi luôn kèm theo lượng tạp chất không có tính béo nên làm cho dung dịch miscella có tính keo. Hóa học: tác động của dung môi lên protein nguyên liệu, gây một số biến đổi hoặc gây biến tính protein nhưng ở mức độ nhẹ hơn so với biến tính trong quá trình ép đùn và ép tách dầu. Yếu tố ảnh hưởng: Tỷ lệ dung môi và dầu ảnh hưởng đến độ nhớt và sức căng bề mặt của miscella. Bản chất nguyên liệu và dung môi, đặc trưng là hệ số khuếch tán. Hệ số khuếch tán phụ thuộc vào: Độ nhớt nguyên liệu cao hệ số khuếch tán giảm. Độ nhớt dung môi cao hệ số khuếch tán giảm. Nhiệt độ trích ly tăng thì hệ số khuếch tán tăng. Độ ẩm nguyên liệu giảm thì hệ số khuếch tán tăng. Dạng nguyên liệu, hình dạng hạt nguyên liệu: càng nhỏ thì tốc độ trích ly càng lớn. Hàm lượng dầu: hàm lượng dầu ít dẫn đến dung môi ít hòa tan dầu hơn mà hòa tan tạp chất. Dung môi: thường sử dụng là n-hexan. Ưu điểm: Nhiệt độ sôi thấp nên ít tốn năng lượng. Khó tạo thành hỗn hợp đẳng phí nên chiệu suất thu hồi dung môi cao. Không gây độc, giá thành rẻ. Nhược điểm: dễ cháy nổ, ảnh hưởng môi trường. Thiết bị: Cấu tạo: Thiết bị trích ly dạng xối tưới Basket elevator có một giai đoạn lên và xuống, chứa khoảng 15 sọt liên tục nạp liệu và thải liệu của nguyên liệu chất rắn, dung môi, và tuần hoàn. Hình 20. Thiết bị trích ly dạng xối tưới Chiều cao nguyên liệu khá thấp khoảng 0.5 – 0.7m. Nguyên liệu được cấp trên cao xuống. Nguyên tắc hoạt động: Dung môi chảy từ trên xuống dưới qua nguyên liệu không chuyển động, đi qua đáy sọt ra ngoài. Dựa vào sự chênh lệch nồng độ dầu trong miscella so với nồng độ dầu trong bột nguyên liệu, sự chênh lệch này càng lớn tốc độ trích ly càng nhanh. Thời gian trích ly được quyết định bằng tốc độ đạt tới cân bằng. Ở giai đoạn đầu tốc độ trích ly nhanh hơn với giai đoạn sau do ban đầu đã có những lớp dầu đã được phá vỡ từ các hạt, dung môi vào chỉ cần hòa tan lượng dầu này nên thời gian trích ly nhanh. Ở giai đoạn cuối, tốc độ trích chậm hơn so với lý thuyết do kích thước không đồng đều của nguyên liệu, lượng dầu sót thấp dẫn đến khó hòa tan dung môi nên dầu khó trích ly. Ưu nhược điểm của thiết bị: Ưu điểm: Nguyên liệu không chuyển động nên nguyên liệu ít vỡ, ít tạo mảnh vụn, quá trình lọc dễ thực hiện, ít tốn năng lượng làm bay hơi dung môi do nồng độ dầu cao. Thiết bị phù hợp với năng suất lớn. Nhược điểm: Nguyên liệu phải bảo đảm độ xốp cho dung môi đi qua. Thông số công nghệ: Thời gian trích ly khoảng 45 – 60 phút. Nhiệt độ dung môi vào khoảng 50 – 600C, ra khoảng 28 – 300C. Hàm lượng dầu của bã dầu: 1 – 2%. Nguyên liệu sau trích ly sẽ giữ lại từ 30 – 40% dung môi. Lọc Dầu sau khi trích ly sẽ được lọc tách tạp chất trước khi đi qua thiết bị chưng cất thu hồi dung môi. Mục đích: chuẩn bị Tách các thành phần không hoà tan và cũng như các hợp chất dạng keo trong dầu sau quá trình trích ly (tạp chất cơ học, bã dầu). Biến đổi: Cảm quan: dầu có màu sắc trong, sáng hơn, chất lượng dầu tốt hơn. Thiết bị: sử dụng máy lọc khung bản. Chưng cất Mục đích: khai thác, hoàn thiện sản phẩm. Tách dung dịch dầu ra khỏi dung môi bằng bốc hơi dung môi ra khỏi dầu không bay hơi. Biến đổi: Hoá lý: có sự tách pha của dung môi, từ lỏng sang hơi. Hóa học: Protein bị biến tính do quá trình đun nóng với sự có mặt của nước, do tác động của ma sát. Tác động tương hỗ của protein với lipid tạo nên phức chất lipoprotein bền, làm cho hàm lượng dầu trong bã tăng lên. Sự biến tính của protein làm yếu mối liên