Quy trình sản xuất tại doanh nghiệp tư nhân sản xuất thương mại Tuấn Thành

ộ oxy hoá của dầu. Chỉ số peroxide càng cao tức là dầu càng bị oxy hoá. Chỉ số acid: là chỉ tiêu quan trọng về tính chất và trạng thái của chất béo. Khi bảo quản dầu cá không tốt thì chỉ số acid tăng lên nhanh chóng, có nghĩa là chất lượng của dầu cá bị giảm xuống rõ rệt. Chỉ số xà phòng hoá: cho biết số lượng acid báo tự do và kết hợp trong chất béo nhiều hay ít. Chỉ số xà phòng hoá càng cao biểu thị dầu mỡ càng chứa nhiều acid béo phân tử thấp và ngược lại . Trong dầu cá, hàm lượng acid béo không bão hoà chứa nhiều nối đôi chiếm 84%, vì vậy có chỉ số iod cao hơn các loại dầu khác, do đó rất dễ bị oxy hoá, bị ôi. Qúa trình oxy sản sinh ra rất nhiều chất thuộc loại aldehyd, ceton, các acid béo cấp thấp làm cho dầu cá có mùi khó chịu. 2.7.2. Thành phần hoá học của dầu cá : Acid béo : Thành phần acid béo của động vật thuỷ sản khác với động vật trên cạn. Acid béo của động vật thuỷ sản thuộc loại mạch thẳng có một gốc carboxyl, chuỗi cacbon trong chất béo dài từ 12 đến 26 cacbon. Chất béo động vật thuỷ sản chủ yếu là acid béo không no , loại C14 – C16 rất ít, loại C18 – C20 không bão hoà rất nhiều, đặc bịêt là loại C18 không bão hoà. Thành phần dầu cá của các loại cá khác nhau cũng khác nhau. Trong cá nước ngọt C16 – C18 tương đối nhiều, C20 trở lên ít. Trong cá biển thì dưới C16 ít nhưng C20 – C22 tương đối nhiều. Điều này có lẽ do ảnh hưởng của động vật phù du ở biển và ở vùng nước ngọt gây nên. Người ta đã nghiên cứu và thấy thành phần acid béo của thực vật phù du ở biển và ở sông có thành phần acid béo tương tự. Trong chất béo động vật thuỷ sản, đối với mỗi chuỗi của mạch cacbon thường có vài acid béo tồn tại, có khi có một acid béo no và một vài acid béo không no hỗn hợp nhưng cũng có chuỗi toàn là các acid béo không no hỗn hợp với nhau. Chuỗi cacbon càng dài thì mức độ không no càng cao và các chất hỗn hợp lại càng phức tạp. Thành phần của chúng thường biến đổi theo mùa vụ, thời tiết, giống loài, đực cái, hoàn cảnh sống… Thành phần acid béo của động vật thuỷ sản được tóm tắt như sau : Acid béo bão hoà : CnH2nO2 hoặc CnH2n+1COOH Bảng 2.4 : Acid béo bão hoà trong động vật thuỷ sản Tên acid béo CTPT Điểm nóng chảy Phân bố Lauric Myristic Palmitic Stearic Arachidic A. Behenic C12H24O2 C14H28O2 C16H32O2 C18H36O2 C20H40O2 C22H44O2 430C 540C 630C 710C 750C 810C Dầu và sáp cá voi Rộng rãi Rất rộng và nhiều Rộng rãi Rộng rãi Rộng rãi Acid béo không bão hoà: - Thuộc dãy acid oleic : CnH2n-2O2 ( có 1 nối đôi) - Thuộc dãy acid linoleic: CnH2n-4O2 ( có 2 nối đôi) - Thuộc dãy acid linolenic : CnH2n-6O2 ( có 3 nối đôi) Hai dãy sau có nhiều trong dầu thực vật, trong dầu động vật thuỷ sản hầu như không có hoặc có rất ít. Bảng 2.5: Acid béo thuộc dãy acid oleic trong động vật thuỷ sản Tên acid béo CTPT Điểm nóng chảy Chỉ số Iod Phân bố Acid Physeteric A.Zoomaric A. Oleic A. Gadoleic A. Cetoleic A.Selacholeic C14H26O2 C16H30O2 C18H34O2 C20H38O2 C22H42O2 C24H46O2 - 20C 70C 240C 330C 430C 107 100 90 82 75 69 Dầu não cá voi Rộng rãi Rộng rãi và nhiều Rộng rãi Rộng rãi Rộng, ít Acid không bão hoà cao độ : C18 – C24 Thuộc các dãy: - CnH2n-8O2 - CnH2n-10O2 - CnH2n-12O2 Bảng 2.6: Acid béo không bão hoà cao độ trong động vật thuỷ sản Tên acid béo Công thức phân tử Chỉ số iod Phân bố Acid Moroertinic A. Arachidonic A. Clupadonic A. Nisinic A. Scoliodonic A. Sibic A. Thynic C18H28O2 C20H32O2 C22H34O2 C24H36O2 C24H38O2 C26H42O2 C28H40O2 367 - 384 - - 221 272 Dầu cá trích Ở cá trích Rộng và nhiều Dầu cá trích Đầu cá nhám - - Mùi tanh của dầu cá là do các chất tanh của cá ( trimetylamin – TMA ) hoặc phần lớn do các acid béo không no cao phân tử có mùi tanh hôi, ure, amoniac, sản phẩm oxy hoá, sản phẩm phân huỷ trong quá trình bảo quản nguyên liệu và chế biến gây nên. Những loại acid béo không no có trong dầu động vật thuỷ sản thường ở dạng kết hợp với glycerin, khi thối rữa hoặc tự phân giải thì nó bị phân ly ra làm cho chỉ số acid của chất béo tăng cao đồng thời dễ bị oxy hoá làm cho sản phẩm bị ôi khét. Bảng 2.7: Tỷ lệ a.béo no và không no có trong nguyên liệu khác so với cá basa thô TT Nguyên liệu % acid béo loại 1 nối đôi % acid béo loại nhiều nối đôi % acid béo bão hoà 1 Dầu dừa 5 1 94 2 Dầu cọ 40 10 50 3 Bơ 30 4 66 4 Mỡ heo 50 3 47 5 Mỡ bò 43 2,6 44,4 6 Mỡ cá Basa thô 31,52 12,72 44,35 Qua bảng 2.7, nhận thấy hàm lượng acid không bão hoà của mỡ cá basa, đặc biệt acid béo nhiều nối đôi nhiều hơn hẳn bơ, mỡ bò, mỡ heo. Tỷ lệ acid béo no và không no cân đối 1:1 tương ứng với dầu cọ, hơn hẳn so với dầu dừa. Sterol: Trong thành phần không xà phòng hoá của dầu cá do sterol, vitamin A, D, sáp ... Ngoài ra còn có phosphatid ( có trong dầu trứng cá). Cacbon hydro: Bình thường trong dầu động vật hàm lượng cacbon hydro tương đối ít nhưng trong một số gan cá nhám có nhiều, có thể đến 80% của chất béo, tác dụng sinh lý của chúng chưa rõ lắm. Sắc tố: Trong dầu động vật thuỷ sản phần lớn là carotenoit tức là astaxin (C4H48O4), carotene, xanthophylls, fucoxanthin và các chất màu melanoidin, quinonamin tạo nên. Bên cạnh đó màu sắc của dầu cá còn phụ thuộc vào nguồn gốc nguyên lịêu, phương pháp và điều kiện chế biến, phương pháp bảo quản. 2.7.3. Sản lượng dầu cá trên thế giới : Các nước công nghiệp sản xuất dầu cá lớn là: Chilê, Nhật, Peru, Mỹ, Nga ... Tổng sản lượng dầu cá trên thế giới (1991) là 1.268.000 tấn . Bảng 2.8: Sản lượng sản xuất dầu cá trên thế giới (1000 tấn/năm) Quốc gia 1987 1988 1989 1990 1991 Achentina Brazil Canada Chilê Đan Mạch Ecuado Faroe Islands Đức Iceland Indonesia Ireland Nhật Triều Tiên Mexico Marocco Na Uy Panama Peru Ba Lan Bồ Đào Nha Tây Ban Nha Nam Tư Thụy Điển Anh Mỹ Nga 4 3 10 172 86 9 7 8 79 1 4 447 1 15 7 76 14 109 1 2 6 83 3 7 134 111 4 3 22 188 103 16 13 7 92 3 5 447 - 10 7 90 6 203 1 2 8 33 4 8 102 112 4 3 11 260 65 11 8 7 50 4 4 440 1 15 7 75 18 318 1 2 4 3 4 7 102 119 4 3 9 188 77 7 3 8 72 7 4 411 1 13 5 55 8 192 - 2 4 4 4 7 128 127 4 3 10 193 105 11 5 8 32 3 4 300 1 14 7 90 8 173 - 3 8 12 4 7 126 109 Tổng 26 nước 1402 1519 1583 1343 1240 Các nước khác 13 6 19 25 28 Tổng của thế giới 1415 1525 1602 1368 1268 2.7.4. Ảnh hưởng của dầu cá đến sức khoẻ và dinh dưỡng : Các kết quả nghiên cứu cho thấy, cá luôn là thực phẩm có ích cho não. Kết quả cuộc nghiên cứu kéo dài bảy năm trên hơn 800 người già từ 65 tuổi trở lên của nhóm nghiên cứu thuộc trung tâm Y khoa Sait-Luke Chicago thuộc bang Illinois (Mỹ) cho thấy những người an cá ít nhất một lần/tuần có khả năng giảm 60% nguy cơ mắc bệnh Alzheimer so với người khôn hề ăn hay rất ít dùng cá trong thực đơn hàng ngày. Khi cuộc nghiên cứu bắt đầu (1993-2000), không ai trong số những người tham gia bị mắc hội chứng bệnh thần kinh nào. Nhưng theo thời gian, 131 người có những rối loại tri thức và một dạng mất trí nhớ thường gặp ở người cao tuổi, đa phần rơi vào trường hợp những người không dùng đến cá trong buổi ăn. Các thí nghiệm trên động vật cũng chứng minh một chế độ dinh dưỡng giàu acid béo này có tác dụng cải thịên các chức năng thần kinh, khả năng rèn luyện và trí nhớ. Lipid và đặc bịêt là acid béo chưa no trong một thời gian được biết là thành phần cần thiết cho sự tăng trưởng và dinh dưỡng. Vào năm 1929, người ta báo cáo rằng bệnh thiếu vitamin có liên quan đến bữa ăn thiếu lipid. Acid béo cần thiết sau đó được xác định là acid linoleic, linolenic. Nghiên cứu về ảnh hưởng của dầu cá đối với sức khẻo của con người được đẩy mạnh vào năm 1952. Các nghiên cứu cho thấy lượng cholesterol trong máu được kiềm chế bởi loại lipid( động vật hay thực vật) hơn là được kìm hãm bởi lipid an kiêng. Điều này đã chứng minh rằng tổng tính không no của acid béo là yếu tố quan trọng hơn là nguồn sẵn có. Một vài nghiên cứu của Bang và Dyerberg đã chỉ ra rằng dầu cá ăn kiêng hữu hiệu hơn là dầu bắp trong việc giảm serum cholesterol. Vào những năm 1970 nhiều xuất bản khoa học mang tính phổ biến đã nói rằng bệnh tóc bạc sớm, bệnh nghẽn động mạch là dịch bệnh ở nước Mỹ và bệnh này có thể do acid béo no và cholesterol trong cơ thể cao. Kết quả nghiên cứu của Bang và Dyerberg vào năm 1972 cho thấy dầu cá có tác dụng làm giảm bệnh tim mạch. Kết quả này nói về mức độ bị bệnh tim của người dân Eskimos ở Greenland và mối quan hệ của bệnh này với việc tiêu thụ dầu cá cao về acid béo – 3. Nhiều bản báo cáo và tài liệu được xuất bản vào những năm 1980 đã cho biết việc tiêu thụ acid béo – 3 có tác dụng giảm bệnh tim và những bệnh khác. Lipid rất cần thiết như là nguồn cung cấp năng lượng, al2 môi trường chuyển hoá các vitamin hoà tan trong chất béo và là nguồn cung cấp một số acid béo cần thiết. Các loại acid có trong dầu cá gồm acid béo – 3, đặc bịêt là acid Eicosapentaenoic (thường gọi là EPA) và acid Docosa hexaenoic (còn gọi là DHA). Cholesterol là sterol trong động vật là yếu tố ảnh hưởng nhiều đến hormone, vitamin D và acid có trong mật. Dưới dạng không tan trong nước, cholesterol chỉ vận chuyển trong máu bằng cách tác dụng với protein tan trong nước (protein myofibrilar) để hình thành nên hợp chất lipoprotein. Có một vài loại lipoprotein có sự phân bố khác nhau. Những loại này được phân loại là lipoprotein phân bố cao (High Density Lipoprotein – HDL), lipoprotein phân bố thấp ( Low Density Lipoprotein – LDL ), lipoprotein phân bố rất thấp ( Very Low Density Lipoprotein – VLDL). Mức độ cao về cholesterol LDL và VLDL có thể gây nên sự tích tụ cholesterol trên thành mạch máu. Sự tích tụ này được gọi là plaque, có thể gia tăng theo thời gian cho đến khi kích thước mạch máu bị giới hạn. Sự tổ hợp các huyết tố hình đĩa có thể làm tắc nghẽn động mạch và điều này là nguyên nhân gây ra bệnh tim. Mặc dù hiện nay người ta có khuynh hướng dùng những thực phẩm có hàm lượng cholesterol thấp để giảm bệnh tim nhưng hợp chất lipoprotein trong cholesterol là nguyên nhân gây bệnh tim. Thật vậy, sự tổng hợp trong cơ thể được gia tăng bởi các chất dinh dưỡng cần thiết trong khẩu phần ăn. Tuy nhiên, sự tích tụ cholesterol trong cơ thể chủ yếu là do acid béo no. Ở những kết quả nghiên cứu về dầu cá và cholesterol cho thấy sự tiệu thụ về dầu cá káhc nhau từ 1,6 đến hơn 100g/ngày, lượng tiệu thụ acid béo – 3 từ 0,5 – 25g/ngày. Nhìn chung mức độ HDL tăng cùng với việc cung cấp dầu cá . Những nghiên cứu qua phân tích hoá học và trên thực nghiệm cho thấy ăn cá sẽ giúp con người phòng ngừa được các bệnh về tim mạch, bởi vì chất béo trong cá có chứa loại acid béo không no, có vai trò thíêt yếu trong toàn bộ cấu trúc của cơ thể từ tế bào não đến cấu trúc phân tử. Riêng về tim mạch, acid béo – 3 làm giảm nguy cơ sinh ra các cục đông trong lòng động mạch, giảm nồng độ triglyceride – là chất gây ra các bệnh về tim mạch. Thuyết phục hơn cả là kết quả công trình nghiên cứu lớn và chính xác nhất được công bố năm 2001 trên tờ Lancet (một tờ báo nghiên cứu của Anh), acid béo – 3 có tác dụng điều hoà huyết áp và nhịp đập của tim. Acid béo của cá giúp triệt tiêu tế bào ung thư: nhà khoa học người Na Uy, bà Helde Hemili thuộc Viện Dinh Dưỡng tại trường đại học Olso cho biết các tế bào ung thư trong cơ thể sẽ tự triệt tiêu khi hấp thụ phải các acid béo từ dầu cá. Các tế bào lymphô hay bạch cầu khác nhau khi hấp thụ loại acid béo – 3 sẽ không có khả năng sản sinh ra cholesterol. Theo nghiên cứu do một nhóm các nhà khoa học Pháp tiến hành, dầu cá có tác dụng giảm nguy cơ mắc chứng bệnh mất trí nhớ, bao gồm cả bệnhAlzheiner. Nghiên cứu này được đăng trên tạp chí British Medican. 2.7.5. Tiêu chuẩn dầu mỡ dùng trong thực phẩm : Dầu mỡ sử dụng làm thực phẩm phải có đủ một số điều kiện sau đây: Khả năng dinh dưỡng cao và không chứa độc tố. Chất béo có chứa một số các tryglyceride chưa no cấu tạo bởi acid béo cần thiết có nhiều nối đôi, rất cần thiết cho sự phát triển của cơ thể. Tuy nhiên, hệ số tiêu hoá cũng phải khá cao mới đảm bảo khả năng dinh dưỡng. Lý do quan trọng quyết định sự hấp thu dầu mỡ là độ nóng chảy. Độ nóng chảy trên 500C làm giảm khả năng hấp thu. Dầu mỡ không được chứa acid béo tự do: Lượng acid béo tự do cho phép đối với dầu chiên xào khoảng 0,5% là tối đa và thấp hơn nữa cho dầu trộn xà lách. Dầu mỡ thô nói chung thường chứa một lượng acid béo tự do nhiều hay ít là tuỳ theo loại nguyên lịêu, phương thức khai thác và điều kịên chế độ bảo quản. Nguyên nhân chủ yếu là sự thuỷ phân của tryglyceride dưới tác dụng của men lipase giải phóng acid béo tự do. Dầu mỡ không màu hoặc có màu vàng nhạt, trong suốt, không có mùi vị khó chịu và ít tạp chất. Các màu sậm của dầu thô là do các sắc tố carotene, chlorophyll... có mặt trong dầu. Trong công nghiệp thực phẩm, dầu mỡ phải được loại trừ hoàn toàn các chất màu và một số hợp chất không có lợi. Trong dầu mỡ nguyên chất không có mùi, trừ một vài loại có sẵn mùi trong dầu. Mùi sinh ra là do sự thuỷ phân, oxy hoá trong quá trình chế biến và tồn trữ. Những chất này phần lớn là các hydrocarbon và một số dẫn xuất có chứa oxy khác. Do đó, cần loại trừ mùi vị và tìm bịên pháp có hịêu quả để phòng trừ sự biến mùi. Dầu tinh chế phải bảo quản được lâu không bị ôi, không trở mùi: Dầu trở mùi có mùi tnah cá. Acid béo không no, đặc biệt là các acid béo có nhiều nối đôi được xem là nguyên nhân quan trọng của sự trở mùi dầu đã tinh chế. Sự trở mùi này đã thấy xuất hiện dù chỉ số peroxyde cao hơn nhìêu. Như vậy sự trở mùi dầu đã xuất hiện ngay từ những lúc đầu của phản ứng oxy hoá. Những loại dầu mỡ có chứa nhiều acid béo không no rất dễ bị oxy hoá . Dầu có chứa nhiều acid béo no có ưu điểm là dễ bảo quản, ít biến đổi nhưng hệ số đồng hoá thấp. Để đạt được những tiêu chủân phải có trong dầu ăn, cần phải tinh luyện dầu bằng các phương pháp thích hợp . Thành phần hóa học và tính chất mỡ cá basa Theo kết quả nghiên cứu của Viện Nghiên cứu và nuôi trồng Thuỷ sản II gần đây, mỡ cá basa có tỷ trọng trung bình từ 0,114 – 0,915, điểm nóng chảy 30 – 360C . Ở nhiệt độ thường, mỡ thường có pha lỏng 60%, pha rắn 15%, bán lỏng rắn 20%, chỉ số Iod 78, chỉ số acid 0,19 mgKOH/g, chỉ số peroxyde 1,8ml Na2S2O3, 75% là acid béo không no, các acid béo mạch dài (4 – 22 nguyên tử carbon) không no cao hơn so với mỡ lợn. Mỡ cá có chứa acid béo không no không thay thế như acid linoleic và linolenic. Arachidonic đặc biệt cao hơn so với mỡ lợn (14,5% so với 4,4 – 4,9%). Hàm lượng cholesterol trong mỡ cá basa là 85 mg%, thấp hơn nhiều so với mỡ lợn tiêu chuẩn 126 mg% và thấp hơn cá biển 100 mg % . Bảng 2.9: Thành phần acid béo của mỡ cá basa TT Thành phần acid béo Đơn vị tính Kết quả 1 C14:0 (Myristic acid) % 2,69 2 C16:0 (Palmitic acid) % 35,3 3 C18:0 (Stearic acid) % 6,36 4 C18:1 (Oleic acid) % 31,52 5 C18:2 (Linoleic acid) % 11,06 6 C18:3 (Linolenic acid) % 1,66 CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT Sơ đồ quy trình công nghệ Nguyên liệu Làm nóng chảy Trung hòa Rửa Tẩy màu Lọc Khử mùi Lọc Dung dịch NaOH Nước, nước muối Than hoạt tính Hơi nước Dầu bán thành phẩm Dầu tinh luyện Cặn xà phòng Bã hấp phụ Cặn Hình 3.1: Sơ đồ quy trình công nghệ Thuyết minh quy trình: 3.2.1. Làm nóng chảy: Mục đích: Chuyển trạng thái của nguyên liệu từ dạng rắn sang dạng lỏng để chuẩn bị cho quá trình trung hòa Nguyên tắc: Nâng nhiệt độ của khối nguyên liệu từ nhiệt độ phòng lên đến nhiệt độ nóng chảy của từng loại nguyên liệu. Biến đổi: Vật lý: nhiệt độ của nguyên liệu tăng lên. Hoá học: giảm hàm lượng của một số hợp chất dễ bay hơi có trong nguyên liệu. Có thể xảy ra các phản ứng thuỷ phân, oxy hoá. Hoá lý: nguyên liệu chuyển từ pha rắn sang pha lỏng, một số chất chuyển thành trạng thái hơi. Vi sinh: giảm hàm lượng vi sinh vật. Thiết bị: Nguyên liệu được gia nhiệt làm nóng chảy ngay trong thiết bị trung hòa (trình bày ở quá trình sau) hoặc được làm nóng chảy ở một thiết bị gia nhiệt chuyên dụng nếu trường hợp đơn hàng nhiều. Thông số công nghệ: Nhiệt độ đối với mỡ cá: 55 – 60oC. Nhiệt độ đối với mỡ bò: 70oC. 3.2.2. Trung hòa – Rửa dầu: Mục đích: Quá trình trung hoà chủ yếu là loại bỏ các acid béo tự do. Ngoài ra, trong quá trình trung hoà thì chất xà phòng hoá sinh ra. Chất này có khả năng hấp phụ và kéo theo một số tạp chất như: chất màu, chất nhựa, protid và một số tạp chất khác. Do đó dầu sau trung hoà đã loại bỏ được phần lớn tạp chất và có màu sáng hơn. Nguyên tắc: Dựa vào phản ứng trung hòa acid bằng bazơ. Dưới tác dụng của dung dịch kiềm các acid béo tự do và các tạp chất có tính acid sẽ tạo thành muối kiềm, chúng không tan trong dầu mỡ nhưng có thể tan trong nước nên có thể phân ly ra khỏi dầu bằng cách lắng hay rửa nhiều lần. Quá trình xà phóng hóa các acid béo tự do theo phản ứng: RCOOH + NaOH à RCOONa + H2O Trong thực tế, khi trung hòa dầu, kiềm có thể xà phòng hóa cả dầu mỡ trung tính sẽ làm giảm hiệu suất thu hồi dầu mỡ tinh luyện nên khi tinh luyện cần khống chế các điều kiện để luôn đảm bảo hai mặt: chất lượng dầu mỡ sau khi tinh luyện tốt nhất và mức hao hụt dầu mỡ trung tính là thấp nhất. Biến đổi: Chủ yếu xảy ra các phản ứng hoá học: Phản ứng trung hoà các acid béo tự do và các thành phần có tính acid trong dầu. Phản ứng thuỷ phân triglyceride. Hàm lượng acid béo tự do và các thành phần có tính acid giảm. Dầu trung tính cũng bị hao hụt. Sơ đồ trung hòa: Mỡ nóng chảy Trung hòa Lắng, tách xà phòng Rửa nước lần 1 Lắng, xả nước lần 1 Rửa nước lần 2 Lắng, xả nước lần 2 Rửa nước lần 3 Lắng, xả nước lần 3 Kiểm tra Tẩy màu Nước Nước Nước muối Cặn xà phòng Nước, cặn xà phòng Nước, cặn xà phòng Nước, cặn, tạp chất Dung dịch NaOH Hình 3.2: Sơ đồ trung hòa Thiết bị: Mỡ sau khi bơm vào bồn trung hòa được gia nhiệt đến 50 - 60oC, sau đó mở cánh khuấy và cho từ từ lượng xút (đã được định lượng, pha sẵn và nồng độ sử dụng là 20oBe) vào cho đến hết. Khuấy đến khi quá trình xà phòng hóa xảy ra hoàn toàn, tắt cánh khuấy, để lắng trong 2h. Xả cặn xà phòng, sau đó tiến hành rửa để loại hết xà phòng và tạp chất ra khỏi dầu. Tiến hành rửa bằng cách phun dung dịch nước, nước muối có nồng độ 10-12oBe vào bồn, để lắng 10-15’, mở van xả nước để tách loại xà phòng. Nếu sau khi khuấy thấy xà phòng hình thành dưới dạng nhũ tương thì trước khi lắng cho thêm dung dịch muối vào để phá vỡ hệ nhũ tương, tăng tốc độ lắng cho xà phòng. Hiệu quả của quá trình trung hòa được đánh giá bằng chỉ số AV. Nếu AV trong khoảng 0.5 > AV > 0.1 thì dầu đã đạt yêu cầu. Nếu AV > 0.5 thì ta thêm xút vào tiến hành trung hòa tiếp cho đến khi AV đạt yêu cầu. Thông số công nghệ: Nhiệt độ: khoảng 55 – 80oC tùy từng loại nguyên liệu Thời gian: khoảng 2 giờ Loại kiềm doanh nghiệp thường sử dụng là NaOH có nồng độ 200Be, được pha từ dung dịch NaOH có nồng độ 400Be bằng cách cho thêm nước ở nhiệt độ thường. Dung dịch xút được pha trong các thùng và xác định nồng độ bằng Baume kế. Lượng xút cho vào tính theo công thức: Trong đó: Kdd: lượng NaOH theo lý thuyết (kg) A: chỉ số acide (AV) của dầu (mg KOH) D: số lượng dầu đem trung hòa (kg) a: nồng độ phần trăm NaOH sử dụng (%) Lượng xút sử dụng trong thực tế lớn hơn rất nhiều so với lượng xút lý thuyết. Sau khi KCS xác định AV dầu, công nhân sẽ đưa vào AV và kinh nghiệm của mình cho lượng xút thực tế vào trung hòa. 3.2.3. Tẩy màu Dầu đã trung hòa Tẩy màu Lọc Khử mùi Than hoạt tính Dầu bán thành phẩm Cặn, bã hấp phụ Hút chân không Hình 3.3: Sơ đồ tẩy màu Mục đích Loại các sắc tố và một số tạp chất khác ra khỏi dầu để tạo màu như mong muốn và tăng chất lượng của dầu: Loại các hợp chất màu (đỏ, vàng, xanh). Loại vết xà phòng sót, gum, kim loại. Loại peroxide và các sản phẩm oxy hóa bậc 2 của dầu. Nguyên lý: Là phương pháp hóa lý để tinh luyện dầu, dựa vào khả năng hấp phụ của các chất có tính hấp phụ bề mặt để loại bỏ các hợp chất không mong muốn. Tác nhân tẩy màu: Đặc tính của đất hấp phụ bao gồm: khả năng tẩy trắng, khả năng lọc và khả năng giữ dầu sót. Khả năng tẩy trắng phụ thuộc vào hàm lượng nước, pH. Hàm lượng nước trong đất tẩy màu từ 9-16% là tối ưu. Nếu hàm lượng nước lớn hơn sẽ làm giảm khả năng tẩy trắng của đất hấp phụ. pH càng thấp, khả năng hấp thụ càng cao do có khả năng trung hoà xà phòng sót là nguyên nhân làm giảm khả năng hấp phụ của đất hoạt hoá. Khả năng giữ dầu sót và khả năng lọc phụ thuộc vào độ lớn của hạt và mật độ của đất. Yêu cầu chất hấp phụ: Có khả năng hấp phụ lớn nhất. Có khả năng hấp phụ chọn lọc các chất màu và chỉ hấp phụ rất ít dầu. Khi sử dụng không gây ra những biến đổi hóa học và không mang thêm các mùi vị khác nhau vào dầu. Sau khi hấp phụ dễ dàng tách ra bằng các phương pháp lọc. Nguồn cung cấp dễ tìm. Các chất hấp phụ thường sử dụng: Đất hấp thụ tự nhiên: “fuller’s earth” khả năng hấp thụ không lớn tuy nhiên không gây thủy phân xà phòng sót làm tăng FFA, không làm oxy hóa các PUFA. Đất hoạt hóa: có hàm lượng montmorillonite cao (aluminum silicate). Kích thước hạt càng nhỏ khả năng tẩy màu càng lớn nhưng sẽ gây khó khăn trong quá trình lọc. Đất hoạt hóa có thể làm thủy phân xà phòng làm tăng FFA, làm oxyhóa dầu. Có khả năng loại chlorophyll tốt. Than hoạt tính: khó lọc, giá thành cao, tổn thất dầu lớn, thường được dùng phối hợp với đất tẩy mầu để tách một số hợp chất mà đất tẩy màu không tách được: xà phòng sót, pigments. Trong các nhà máy tẩy dầu hiện đại thường sử dụng phối hợp giữa than hoạt tính và đất hoạt tính tạo thành hỗn hợp chất hấp phụ. Với tác dụng hấp phụ chung của chúng hiệu quả tẩy màu sẽ tốt hơn so với sử dụng riêng từng loại. Nhà máy dầu Tuấn Thành chỉ sử dụng than hoạt tính làm chất hấp phụ. Biến đổi: Hóa lý: xảy ra sự tương tác giữa các chất màu tan trong dầu và chất hấp phụ. Lực hấp phụ của 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. Thiết bị: Hình 3.4: Thiết bị tẩy màu Vị trí lắp đặt và cấu tạo: Thiết bị tẩy màu được lắp đặt ở giữa dây chuyền tinh luyện: Bồn tẩy màu: là bồn đứng được chế tạo bằng thép không rỉ, kín hoàn toàn để đảm bảo độ chân không trong lúc làm việc, phía trên có lắp một motor để hoạt động cánh khuấy. Bên trong bồn có hệ thống gia nhiệt dạng ống xoắn ruột gà. Bồn chứa than hoạt tính: được bố trí ngay bên dưới bồn tẩy màu. Bồn này nối với bồn tẩy màu bằng ống có van lớn Bình ngưng tụ: cũng được cấu tạo bằng thép không rỉ, kín. Khí được lôi cuốn từ bồn tẩy màu được hút sang và ngưng tụ do bồn có nhiệt độ thấp. Nguyên tắc hoạt động: Dầu đem tẩy màu được bơm từ thiết bị trung hoà lên nhờ bơm ly tâm. Quá trình tẩy màu được thực hiện ở chế độ chân không. Trong thiết bị tẩy màu, cánh khuấy làm nhiệm vụ khuấy trộn đều dầu với chất hấp phụ. Việc khuấy trộn giúp cho chất hấp phụ ở trạng thái lơ lửng và phân phối đều trong khối dầu, giúp quá trình hấp phụ đạt hiệu quả hơn. Khuấy trộn được thực hiện ở nhiệt độ thấp, không khí do dầu và than hoạt tính mang theo được loại bỏ và do vậy ngăn ngừa được sự oxy hóa của oxy không khí. Các chất nhầy, protein, nhựa, xà phòng sẽ làm giảm khả năng hấp phụ của chất hấp phụ nên cần loại bỏ những chất đó ra khỏi dầu trước khi cho chất hấp phụ. Độ ẩm của dầu cũng làm giảm tính chất hấp phụ của than hoạt tính, vì vậy độ ẩm của dầu cần ở mức 0,05 - 0,1%. Sau quá trình tẩy màu, than hoạt tính được lọc tách bỏ. Cách vận hành thiết bị: Dầu sau khi được đưa vào bồn tẩy màu, ta tiến hành tạo chân không cho bồn bằng cách mở van chân không để độ chân không trong nồi đạt tới 5 – 8mmHg. Đồng thời mở van hơi gia nhiệt trong ống xoắn ruột gà để tăng và duy trì nhiệt độ của dầu trong bồn lên đến 90 - 950C. Bật công tắc cho cánh khuấy hoạt động. Khi độ chân không trong bồn đạt 5 – 8mmHg, nhiệt độ đạt 90 - 950C, thì khoá van chân không, mở van nối với bồn chứa than hoạt tính và dùng chân không hút than đưa vào bồn. Sau đó, ngay lập tức mở lại van chân không để duy trì chân không ổn định trong thiết bị. Tiếp tục gia nhiệt và tạo chân không ổn định để quá trình hấp phụ màu của than hoạt tính được triệt để. Sau khi quá trình khử màu hoàn thành (30 phút), ta khoá van chân không, mở van xả chân không, khóa van hơi và đồng thời mở van nước tiến hành quá trình giải nhiệt. Khi nhiệt độ còn khoảng 750C, mở bơm đưa dầu vào bồn chứa trung gian rồi đưa qua hệ thống lọc khung bản. Quan sát dầu chảy ra từ các van ở bản lọc, nếu dầu trong suốt đạt yêu cầu thì đưa vào bồn chứa và tiến hành quá trình khử mùi, còn dầu chưa đạt thì cho hồi lưu tẩy màu lại. Thông số công nghệ: Lượng than sử dụng: 0.5kg/mẻ 5 tấn. Nhiệt độ tẩy màu: 90 - 95oC. Độ chân không bồn tẩy màu 5 - 8mmHg. Thời gian tẩy màu 1,5h/mẻ, không nên kéo dài làm cho dầu biến đổi. 3.2.4. Lọc: Mục đích: Chuẩn bị cho quá trình khử mùi. Dầu sau khi tẩy màu, ngoài thành phần dầu hòa tan còn chứa các chất hấp phụ như than hoạt tính, hạt rắn, các hạt phân tán, một lượng nhỏ các chất gây mùi, vị và một số tạp chất cơ học khác. Để quá trình khử mùi được diễn ra hiệu quả nhất, ta phải lọc bỏ chất hấp phụ sau tẩy màu trước khi đem khử mùi. Quá trình lọc: thường sử dụng bột trợ lọc. Trong thực tế, người ta trộn chung bột trợ lọc vào với than hoạt tính và cho vào ngay từ khâu tẩy màu, chứ trong quá trình lọc không bổ sung bột trợ lọc vào. Biến đổi: Hóa học: quá trình lọc không là quá trình kín, dầu tiếp xúc trực tiếp với không khí trong suốt quá trình lọc khung bản có thể gây oxy hóa dầu. Cảm quan: Dầu trở nên trong hơn, cặn bã cơ học đã được loại bỏ. Thiết bị: Sử dụng máy lọc ép khung bản. Cấu tạo Gồm 1 loạt bản lọc xếp thẳng đứng trên khung máy và được ép chặt với nhau bởi 1 trục cái. Các loại khung lọc có cấu tạo hình vuông làm bằng gang, giữa 2 khung được ép chặt với nhau bằng 1 lớp vải lọc. Nguyên tắc hoạt động Chất lỏng sẽ đi qua các lỗ thông vào các khung, dưới ảnh hưởng của sức nén sẽ thấm qua vải lọc rồi chảy theo rãnh trên khung bản ra vòi tập trung vào các bể chứa, còn lại các tạp chất sẽ lưu lại trên vải lọc và hình thành bã, được lấy ra theo thời gian quy định. Dầu trước khi đưa vào máy lọc được gia nhiệt gián tiếp bằng hơi nước. Dùng bơm piston hơi nước để tạo lực nén đẩy dầu vào máy vì loại này có khả năng điều chỉnh được cả áp suất và lưu lượng trong khi lọc. Hình 3.5: Sơ lược cấu tạo máy ép lọc Hình 3.6: Các loại khung lọc Thông số công nghệ: Áp suất bơm: 0.25 - 0.35MPa. Nhiệt độ dầu vào máy lọc khoảng: 55 - 60°C. Dầu qua lọc xong có tỉ lệ cặn mùn: nhỏ hơn 0.1%. Hàm lượng dầu của cặn mùn: 1.25 – 1.60%, độ ẩm dưới 8 – 8.5%. Mức độ sạch của mixen: 99.0%. Xử lý bã thải: Than hoạt tính sau khi sử dụng thường còn chứa 25-75% dầu sót. Các hướng xử lý: Sục hơi qua bã khi còn trên màng lọc có thể giảm lượng dầu sót xuống dưới 20%. Bán bã cho nông dân làm phân bón. 3.2.5. Khử mùi: Sự có mùi của dầu có thể hình thành do những nguyên nhân sau: Do thủy phân triglyceride (dưới tác dụng của enzyme lipase có sẵn trong dầu). Do phản ứng oxy hóa khử phản ứng rất dễ xảy ra với các trigyceride có nhiều nối đôi, dưới tác dụng của enzyme lipoxidase tạo peroxide với oxi. Ngoài ra có một số hợp chất gây mùi khác là các terpen, hydrocacbon mạch thẳng và các sản phầm phân hủy của chúng như ceton, andehyde... Mục đích: Loại bỏ mùi lạ và các chất gây mùi cho dầu mà các quá trình trước không loại được. Nguyên tắc: Dùng hơi khô hoặc hơi quá nhiệt tiếp xúc trực tiếp với dầu trong điều kiện chân không và nhiệt độ cao, các chất gây mùi có trong dầu sẽ được hơi nước kéo ra khỏi dầu. Biến đổi: Vật lý: nhiệt độ của dầu tăng Hóa lý: xảy ra sự bay hơi của một số thành phần dễ bay hơi trong dầu. Hóa học: hàm lượng các chất gây mùi trong dầu bị giảm, độ ẩm thay đổi trong suốt quá trình khử mùi, ngoài ra dầu còn có thể bị oxy hóa. Cảm quan: cải hiện mùi của sản phẩm. Thiết bị: Cấu tạo: Hình 3.7: Thiết bị khử mùi Tháp khử mùi làm bằng inox, sử dụng hơi nước trực tiếp, tháp nhiều tầng, mỗi tầng giữ một nhiệm vụ khác nhau: Tầng sấy và đuổi khí Ở đây dầu được gia nhiệt bằng điện trở, hơi quá nhiệt được phun trực tiếp vào giúp nhiệt có thể được phân bố đều trong dầu, ẩm và các khí bị loại đi một phần. Tầng khử mùi: Gồm nhiều mâm, mỗi mâm có ống chảy tràn từ trên xuống dưới, dầu đi bên trên và hơi đi trong ống nằm sát mâm, bên trên ống có các lỗ phun hơi trực tiếp vào trong dầu. Ở các tầng này xảy ra quá trình khử mùi mạnh, được sục thẳng vào dầu (dầu chảy từ trên xuống theo ống chảy tràn) rồi tiếp tục đi lên, lôi cuốn theo các chất mùi có trong dầu. Hơi bốc lên đi ngang qua thiết bị ngưng tụ các chất béo, các chất béo bị lôi cuốn theo hơi sẽ được ngưng tụ và thu hồi, còn hơi và các chất mùi đi lên đỉnh thiết bị và ra ngoài. Tầng đáy: Mâm cuối cùng trong thiết bị khử mùi là một mâm rỗng, bên trong có lắp đặt hệ thống ống xoắn ruột gà đóng vai trò như một thiết bị làm nguội. Nguyên tắc hoạt động: Dầu sau khi tẩy màu được đưa vào tháp khử mùi dựa vào sự chênh lệch áp suất. Tại tầng 5 của tháp dầu sẽ được gia nhiệt bằng điện trở lên nhiệt độ 270oC. Hơi quá nhiệt được phun trực tiếp vào để tạo nên sự xáo trộn giúp nhiệt phân bố đều trong dầu. Sau đó dầu sẽ được cho chảy tràn lần lượt xuống các tầng dưới. Tại tầng 3, dầu được gia nhiệt từ 170oC lên 200oC, và giữ ổn định ở 200oC. Khi xuống tới tầng 1, ở đây nhiệt độ của dầu sẽ được làm nguội xuống dưới 70oC và được đưa vào bồn chứa sản phẩm. Thông số công nghệ: Nhiệt độ: 270 – 280oC. Độ chân không khoảng 5 - 8mmHg. Thời gian: 5 giờ. Trong quá trình khử mùi, nhiệt độ cao có thể làm biến tính và kết tủa một số chất, do đó có thể lọc lại dầu sau khử mùi để loại trừ các cặn và tạp chất còn sót lại trước khi chuyển vào bồn chứa. Yếu tố ảnh hưởng: Điều kiện chân không Đủ thấp để làm các tạp chất sôi lên từ dầu. Đủ thấp để cho phép nhiệt độ thấp làm bay hơi nước. Được duy trì ổn định nhờ một giàn hơi nước nhiều pha. Nhiệt độ Đủ cao để áp suất của các hợp chất có mùi cao. Nhiệt độ cao: đồng phân các polymer, bốc hơi tocopherol (2750C). Phân hủy các sắc tố, các phức hợp kim loại, chất oxy hóa (carotenoid 2600C). Chất béo có chuỗi ngắn: dầu dừa, dầu cọ nhân, nhiệt độ xử lý thấp hơn. Nhiệt độ thông thường: 204-2460C. Hơi nước Phân phối đều , tạo khuấy đảo. Phụ thuộc vào chiều sâu lớp dầu xử lý. 5 – 15% trọng lượng dầu đối với pp gián đoạn. 1 – 5% đối với pp bán liên tục & liên tục. Thôøi gian Đủ để loại bỏ các chất có mùi đến mức yêu cầu. Tùy thuộc vào kiểu thiết bị. Phương pháp gián đoạn với chiều sâu lớp dầu 2.5 – 3m cần thời gian (3 – 8h) lâu hơn phương pháp bán liên tục & liên tục xử lý với lớp dầu mỏng (15 – 20 phút). Bảng 3.1: một số thông số công nghệ của các phương pháp khử mùi khác nhau Áp suất chân không mmHg 1 – 6 Nhiệt độ 0C 210 - 274 Hạ nhiệt 0C 37,8 – 48,9 Thời gian giữ nhiệt PP gián đoạn (h) 3 – 8 PP liên tục (min.) 15 – 120 PP bán liên tục (min.) 15 – 120 Lượng hơi nước (% trọng lượng dầu) PP gián đoạn 5 – 15 PP liên tục 1 – 5 PP bán liên tục 1 – 5 Hàm lượng acid béo tự do (%) Trước khi khử mùi 0,05 – 6 Sau khi khử mùi 0,02 – 0,03 Chỉ số peroxide (meq/g) Trước khi khử mùi 2,0 Sau khi khử mùi 0 CHƯƠNG 4: SẢN PHẨM Sản phẩm chính – phụ và phế phẩm Sản phẩm chính của doanh nghiệp hiện nay là mỡ bò, mỡ cá tinh luyện. Các sản phẩm của doanh nghiệp chủ yếu cung cấp cho các nhà máy sản xuất mì ăn liền, nhà máy chế biến thức ăn gia súc… Phụ phẩm: Cặn xà phòng từ phế liệu tinh luyện, bán cho cơ sở sản xuất xà phòng. Gum: cung cấp cho công ty sản xuất kẽm. Bột than: cung cấp cho công ty sản xuất phân bón hoặc dùng làm phân bón sử dụng tại khu trồng trọt trong khuôn viên của nhà máy. Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm Dầu, mỡ thực phẩm dù được sử dụng dưới hình thức nào thì cũng phải được đồng hóa trong cơ thể. Do đó dầu mỡ thực phẩm cần phải được đảm bảo các yêu cầu sau: Không gây độc đối với người. Có hệ số đồng hóa cao và đạt giá trị dinh dưỡng cao. Có mùi vị thơm đặc trưng của dầu Có tình ổn định cao, ít biến đổi trong quá trình chế biến, bảo quản. Hạn chế tối đa các chất không có giá trị dinh dưỡng. Chỉ tiêu cảm quan: Màu sắc đặc trưng cho từng loại dầu. Trong suốt không vẩn đục. Mùi vị đặc trưng của dầu, không có mùi vị khác lạ. Chỉ tiêu hóa lý: Độ ẩm: 0.2-0.3% Độ chua ≤ 7 AV < 0.5 nhưng không thấp hơn 0.1 PV ≤ 5 Chỉ tiêu vi sinh vật: Tổng vi sinh vật hiếu khí: khoảng 100.000 CFU/1g. Vi sinh vật gây hại và nấm mốc: không được phép có. E.Coli: không được phép có. Điều kiện bảo quản: Sản phẩm được chiết rót và bảo quản trong can (30 lít) hoặc thùng phuy (190kg) ở nhiệt độ thường. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm: Chất lượng của dầu thô, mỡ thô. Kỹ thuật tinh luyện. Trang thiết bị. Nhiệt độ quá trình. Áp suất chân không. Hóa chất. Oxy không khí. Độ ẩm của môi trường. Điều kiện bảo quản sản phẩm . Xử lý phế phẩm: Sản xuất xà phòng từ phế liệu tinh luyện: Trong công thức dầu mỡ nấu xà phòng cần đảm bảo một tỷ lệ thích đáng giữa các dầu mỡ thể rắn và thể lỏng (càng nhiều dầu mỡ thể rắn, xà phòng càng cứng) Cặn xà phòng khi luyện kiềm có thể xem như là thành phần dầu lỏng tính theo tổng lượng chất béo có trong cặn. Than hoạt tính → thổi dầu mỡ trên máy ép lọc → làm phân bón. Phương pháp kiểm tra sản phẩm và xử lý phế phẩm Đối với dầu mỡ cần kiểm tra các thứ tự chủ yếu sau đây: Cảm quan: màu, mùi vị, độ trong. Vật lý: tỷ trọng, độ nhớt, chỉ số chiết quang, nhiệt độ nóng chảy và đông đặc, nhiệt độ bốc cháy, độ ẩm… Hóa học: chỉ số axit, chỉ số peroxyt, chỉ số xà phòng, chỉ số iod, hàm lượng xà phòng trong dầu tinh luyện, hàm lượng photphatide… Phương pháp xác định chỉ số acid và hàm lượng acid béo tự do trong dầu Khái niệm: Dưới tác dụng của enzyme thuỷ phân khi có nước và nhiệt độ, triglyceride sẽ bị phân cắt, các acid béo không no hoặc có mạch ngắn dễ bị thuỷ phân, oxi hoá tạo các acid béo tự do có khối lượng phân tử nhỏ gây mùi khó chịu. Thông qua chỉ số acid người ta có thể đánh giá được chất luợng của dầu, chỉ số acid càng cao thì dầu càng chứa nhiều acid béo tự do. Định nghĩa: Chỉ số acid là số mg KOH cần thiết để trung hoà hết các acid béo tự do có trong 1g dầu. Hàm lượng acid béo tự do: là tỷ lệ phần trăm acid tự do có trong dầu, tuỳ theo bản chất của từng loại dầu thì hàm lượng acid béo tự do được biểu thị theo các acid tương ứng như sau: Dầu dừa, dầu nhân cọ: biểu thị theo acid Lauric Dầu cọ: biểu thị theo acid Palmitic Các loại dầu khác: biểu thị theo acid Oleic Nguyên tắc: Định phân hàm lượng acid béo tự do có trong dầu bằng cách hoà tan dầu trong cồn đã trung hoà. Sau đó chuẩn độ bằng dung dịch KOH chuẩn với chỉ thị phenolphtalein. Dụng cụ-hoá chất: Bếp điện. Cân phân tích. Bình nón 250ml. Buret 25ml. Dung dịch KOH 0.1N. Chỉ thị phenolphtalein 0.1%. Cách tiến hành và kết quả: Cách tiến hành: Cân chính xác m (g) mẫu khoảng 4 – 5g. Hòa tan mẫu bằng 100ml cồn nóng (đã trung hòa). Dùng dung dịch KOH 0.1N chuẩn trực tiếp xuống dung dịch mẫu cho đến khi dung dịch có màu hồng nhạt (và bền trong 30 giây). Đọc kết quả trên Buret. Tính kết quả: Trong đó: 5.61: số mg KOH trong 1ml dung dịch KOH 0.1N V: thể tích đo được trên Buret (ml) m: lượng mẫu thí nghiệm (g) T: hệ số hiệu chỉnh nồng độ của dung dịch KOH sử dụng. Hàm lượng acide béo tự do (FFA%) được tính: Trong đó: M: khối lượng phân tử của acid béo. Nếu: - FFA tính theo acid Lauric: M = 200 - FFA tính theo acid Oleic: M = 282 - FFA tính theo acid Panmatic: M = 256 Đối với các loại dầu màu sẫm ta dùng các chỉ thị sau thay thế cho chỉ thị PP: + Dung dịch Thimol xanh 1% dùng cho dầu có màu đỏ (dung dịch đổi từ không màu sang màu xanh). + Dung dịch Ankali Blue 6B 0,75% cho màu sẫm (dung dịch đổi từ màu cam sang màu vàng nhạt). 4.3.2. Phương pháp xác định chỉ số Peroxide trong dầu: Khái niệm: Dầu có chứa nhiều loại acide béo không no dễ bị oxy hóa. Đa số các phản ứng xảy ra ở những nối đôi trong mạch, tùy thuộc vào bản chất oxy hóa và điều kiện phản ứng mà tạo ra các sản phẩm không hoàn toàn một trong những sản phẩm đó là peroxide (PV)… Chỉ số peroxide (PV) đặc trưng cho mức độ ôi hóa của dầu, thường xảy ra trong quá trình bảo quản của dầu. Nếu dầu bị ôi chua nhiều nghĩa là hàm lượng peroxide có trong dầu cao. Các chất peroxide là chất độc đối với cơ thể của con người cần phải được loại bỏ trong quá trình tinh luyện dầu. Định nghĩa: Chỉ số peroxide là lượng chất có trong mẫu thử, được tính bằng mili đương lượng của oxy hoạt tính làm oxy hóa Kali iodua (KI) trên 1g mẫu dưới điều kiện thao tác đã qui định. Nguyên tắc: Dựa vào tác dụng của peroxide với dung dịch KI giải phóng ra I2 tự do (trong môi trường acid acetic và chloroform). Sau đó chuẩn độ Iod tự do bằng dung dịch chuẩn Natrithisulfat với chỉ thị hồ tinh bột. Dụng cụ – hóa chất: Cân phân tích Buret 25ml chia vạch 0,1ml Cloroform Acid acetic Dung dịch hồ tinh bột 1% Dung dịch Na2S2O3 Dung dịch KI bão hòa Nước cất Cách tiến hành và kết quả: Phép thử được tiến hành trong ánh sáng ban ngày khuếch tán hay ánh sáng nhân tạo (với cường độ nhẹ). Thuốc thử dung dịch KI 20% pha trong cồn 90%, chỉ thị hồ tinh bột. Cách thử: hòa tan 1g dầu mỡ vào 1ml Hexan, cho vào 2ml dung dịch KI, lắc 1 phút rồi thêm vào 15ml nước cất và tiếp tục lắc cho tan hết trong nước, sau đó cho hồ tinh bột vào, nếu như trong dung dịch có xuất hiện màu xanh lam, biểu hiện trong dầu mỡ đã có những thành phần bị oxy hóa tạo thành hợp chất peroxide. Định lượng: Bảng 4.1: Khối lượng mẫu được tính như sau: Chỉ số peroxit dự kiến Khối lượng mẫu thử 0 – 12 5 - 2 12 – 20 2 – 1,2 20 – 30 1,2 – 0,8 30 – 50 0,8 – 0,5 50 - 90 0,5 – 0,3 Cân m(g) mẫu thử vào bình nón, hòa tan mẫu thử bằng 10ml Cloroform, 15ml acid acetic. Thêm 1ml KI bão hòa, đậy kín bình và lắc đều khoảng 1 phút, để yên trong bóng tối 5 phút. Sau đó thêm 80ml nước cất, lắc mạnh, rồi cho vài giọt hồ tinh bột 1% làm chỉ thị, chuẩn độ Iod tự do bằng dung dịch Na2S2O3 0,1N đến khi mất màu xanh tím đặc trưng của hồ tinh bột. Tiến hành thử mẫu trắng song song, nếu kết quả mẫu trắng vượt quá 0,1ml Na2S2O3 thì phải thay đổi hóa chất (do không tinh khiết). Tính kết quả: Chỉ số peroxide tính bằng mili đương lượng oxy hoạt tính trên 1g mẫu thử: Trong đó: V1: thể tích dung dịch Na2S2O3 dùng cho mẫu thử (ml) V2: thể tích dung dịch Na2S2O3 dùng cho mẫu trắng (ml) N: nồng độ dung dịch Na2S2O3 (N) T: hệ số hiệu chỉnh nồng độ của Na2S2O3 m: khối lượng mẫu thí nghiệm. Kết quả cuối cùng là trung bình cộng của hai phép thử cùng một lúc hoặc kế tiếp. Bảng 4.2: Độ chênh lệch cho phép của hai phép thử: Chỉ số peroxyde (Meq/kg) Độ lặp lại < 1 0,1 1 – 6 0,2 6 – 12 0,5 > 12 1,0 Phương pháp xác định chỉ số Iod trong dầu: Khái niệm: Chỉ số Iod cho biết mức độ chưa no của dầu, chỉ số Iod càng cao thì tryglyceride càng chứa nhiều nối đôi. Tuy nhiên nhược điểm của chỉ số Iod là chỉ cho biết mức độ chưa no mà không cho biết chi tiết cấu trúc của dầu và thành phần acid béo chưa no, hai tính này rất quan trọng, nếu muốn sử dụng tính chưa no của dầu cho mục đích công nghiệp (sơn, vecni, mực in…). Chỉ số Iod còn được sử dụng để phân loại dầu. Định nghĩa: Chỉ số Iod của dầu (IV) là số gam Iod cần thiết để cộng vào các nối kép có chứa trong 100g dầu béo dưới các điều kiện theo qui định. Nguyên tắc: Xác định chỉ số Iod theo phương pháp Kaufmann: dựa trên phản ứng của Br2 và NaBr lên các nối đôi của acid béo chưa no. Dung dịch này được pha trong rượu metylic. Dùng KI để giải phóng I2 từ lượng NaBr. Br2 dư, sau đó chuẩn độ I2 tạo thành bằng Na2S2O3 như sau: Dụng cụ: Erlen 250ml có nút mài, pipet 5ml, buret 25ml. Hóa chất: Chloroform khan, dung dịch KI 15%, hồ tinh bột 1%. Dung dịch Na2S203 0.1N pha từ ống chuẩn Thuốc thử Kaufmann: 1l methanol + 150g NaBr khuấy kỹ đến bão hòa. Lọc và thêm vào đó 5.5ml brom lỏng. Cách tiến hành và kết quả: Cân vào erlen khoảng 100 – 150mg chất béo. Thêm vào 5ml chloroform khan để hòa tan chất béo và 10ml thuốc thử Kaufmann. Đậy nắp, lắc đều và để chỗ tối 30 phút, lấy ra thêm vào 10ml KI 15%, lắc đều và thêm 20ml chất béo đã phản ứng, lắc đều. Định phân lượng iod bằng Na2S2O3 0.1N cho đến khi có màu vàng nhạt, thêm vài giọt hồ tinh bột, dung dịch có màu xanh sẫm, định phân tiếp cho đến khi có mất màu. Lắc kĩ để tránh iod còn nằm trong chloroform. Thực hiện hai mẫu thí nghiệm (mẫu thử) và mẫu kiểm chứng (mẫu trắng) Bảng 4.3: Lượng mẫu thay đổi theo chỉ số Iod dự kiến được qui định như sau: Chỉ số Iod dự kiến Khối lượng mẫu thử < 5 3 5 – 20 1 21 – 50 0,4 51 – 100 0,2 101 – 150 0,13 151 – 200 0,1 Khối lượng mẫu cho từng loại dầu như: Dầu mè, nành, cải: 0,3 – 0,4g Dầu dừa: 1 – 1,5g Short, Palon Olein: 0,7 – 0,8g Cân m (g) mẫu thử cho vào bình nón, thêm 10ml Cloroform để hòa tan dầu mỡ, thêm chính xác 25ml dung dịch Wijis. Đậy nắp, lắc mạnh rồi để vào nơi tối. + Với mẫu có chỉ số Iod < 150 thì để trong bóng tối 1 giờ + Với mẫu có chỉ số Iod > 150 thì để trong bóng tối 2 giờ. Sau đó thêm vào 20ml dung dịch KI 10%, 100ml nước cất rồi lắc mạnh cho đều. Chuẩn độ bằng Na2S2O3 0,1N cho đến khi dung dịch có màu vàng rơm nhạt. Cho khoảng 1ml dung dịch hồ tinh bột 1%, tiếp tục chuẩn cho đến khi dung dịch mất màu xanh đặc trưng của tinh bột. Thực hiện hai mẫu song song và một mẫu trắng. Tính kết quả: Chỉ số Iod (IV) được tính theo công thức: Trong đó: V1: thể tích dung dịch Na2S2O3 0,1N dùng cho mẫu trắng (ml) V2: thể tích dung dịch Na2S2O3 0,1N dùng cho mẫu thật (ml) N: nồng độ dung dịch Na2S2O3 0,1N m: khối lượng mẫu thử (g) 0,01269: số gam Iod ứng với 1ml dung dịch Na2S2O3 0,1N Bảng 4.4: Trị số trung bình của hai lần thử với điều kiện sai số tối đa là: Chỉ số Iod Sai số 1 – 50 0,4 50 – 100 0,8 10 - 200 1,0 Kết quả chỉ được chấp nhận với điều kiện các phép thử phải được tiến hành liên tiếp nhau, cùng một người phân tích, sử dụng trên cùng các thiết bị Phương pháp xác định màu, mùi và độ trong: Xác định màu bằng phương pháp cảm quan: Cho dầu vào cốc thủy tinh có đường kính 50mm, chiều cao của lớp dầu không được thấp hơn 50mm. Đặt cốc trước một màn chắn, dựa vào ánh sáng phản xạ của màn chắn để quan sát. Dùng các từ thích hợp để diễn tả: vàng nhạt, vàng đỏ, vàng có ánh xanh, đỏ sẫm, vàng nâu… Xác định mùi vị: Xác định mùi vị để phân biệt các loại dầu có các mùi đặc trưng, mặt khác nhau có thể đánh giá sơ bộ chất lượng dầu mỡ. Cho dầu vào cốc thủy tinh, đun nóng đến khoảng 500C dùng đũa thủy tinh khuấy và ngửi mùi dầu. Có thể cho dầu vào một ít nước và đun nóng, nước bay hơi mang theo dầu giúp ta ngửi chính xác hơn. Nếu không có điều kiện đun nóng thì có thể phết một ít dầu trên mặt kính, xoa vào lòng bàn tay rồi ngửi mùi để đánh giá. Xác định độ trong: Xác định độ trong suốt sơ bộ nhằm xác định xem dầu có lẫn nước và tạp chất trong dầu thô cũng như dầu tinh luyện. Sự có mặt của các tạp chất làm cho dầu bị vẫn đục. Dầu phải trộn đều trước khi xác định độ trong. Đối với dầu đông đặt phải đun nóng sơ bộ cho tan rồi mới xác định độ trong. Rót 100ml dầu cho vào ống thủy tinh không màu (đường kính 300mm) để yên quan sát với ánh sáng phản chiếu trên nền trắng. Sản phẩm mỡ cá basa Hình 4.1: Dầu cá basa Mỡ cá tra, cá basa chứa 90 – 98 % triglyceride, là ester của các acid béo và glycerin. Ngoài ra còn có các màu, chất mùi, các vitamin tan trong dầu như A, E, D… Mỡ cá gồm có lipid và lipoid, Trong lipid của cá chủ yếu là axit béo không no có hoạt tính sinh học cao: linoleic, axit lioneic, axit arachodonic. Vai trò sinh học của các axit béo chưa no rất quan trọng đối với gan, não, tim, các tuyến sinh dục.Tỷ lệ acid béo không no và no cân đối, tương ứng với dầu cọ, hơn hẳn so với dầu dừa. Hiện nay mỡ cá được bán cho khách hàng với mục đích sử dụng là nguyên liệu để: bổ sung vào thức ăn gia súc, làm dược phẩm, làm thực phẩm (dầu ăn). Bảng 4.5: Thông số của sản phẩm mỡ cá basa tinh luyện của công ty Chỉ tiêu Thông số Triglyceride (%) 90 – 98 Acid béo tự do (%) 0.2 – 3.0 Ẩm (%) 0 – 1 Chỉ số acid tối đa (mg KOH/g) 5 Chỉ số Iod (g Iod/100g) 62.1 Độ ẩm (%) 0 – 1 Chỉ số xà phòng hoá (mg KOH/g) 192.45 Nhiệt độ nóng chảy (oC) 21 – 30 Tạp chất Không có Màu sắc Vàng đặc trưng, không mùi hôi CHƯƠNG 5: SỰ CỐ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC Sự cố về an toàn lao động: 5.1.1. Sự cố: Nguồn nguyên liệu là các loại dầu dễ gây trơn trợt trong phân xưởng. Phân xưởng chính, các thiết bị được bố trí trên 2 tầng. Dầu mỡ bám nhiều vào những cầu thang sắt và cả 2 bên tây cầm. Hơn nữa kích thước cầu thang nhỏ hẹp và khá dốc nên sẽ gây khó khăn cho người công nhân trong việc di chuyển hoặc thậm chí có thể gây tai nạn (ngã, té, trơn, trượt,..) khi đi lên xuống. Ở tầng 2, có 1 phần hàng lang không có thanh chặn để bảo vệ người công nhân. Sàn sắt chứa nhiều dầu rơi vãi rất dễ trơn trượt. Nên khu vực này đặc biệt rất nguy hiểm nếu công nhân không chú ý sẽ có thể bị tai nạn. Trong sản xuất còn sử dụng những hóa chất gây độc hại gây nguy hiểm cho cơ thể con người như: NaOH, KOH, đất, than hoạt tính,… Các khâu phục vụ cho sản xuất như: lò hơi, trạm điện, phòng thí nghiệm,.. còn thiếu những điều kiện bảo quản an toàn cũng gây nguy hiểm đến tính mạng con người. Một số khâu sản xuất có hệ thống đường ống phức tạp, nhiều van điều khiển, vận hành phức tạp đòi hỏi người vận hành có kỹ năng làm việc với độ chính xác cao. 5.1.2. Cách khắc phục: Bắt buộc người công nhân, những người vận hành máy phải dùng găng tay vải và giầy có đế đinh để giảm khả năng trơn trượt khi làm việc. Cầu thang lên xuống và sàn nhà máy phải được vệ sinh sau mỗi ngày làm việc nhằm giảm thiểu tới mức thấp nhất các sự cố mà người công nhân có thể gặp phải Những người vận hành máy phải đeo khẩu trang khi tiếp xúc với các hóa chất độc hại hay trong quá trình điều khiển nồi phản ứng. Nên bố trí một thanh sắt di động để thuận tiện cho việc lấy dầu ở tầng 2, đồng thời tạo an toàn cho người công nhân. Thường xuyên kiểm tra lại máy móc, các chỗ nối (1 tuần/1 lần ) Tuân thủ các quy định còn lại của an toàn lao động. Sự cố về công nghệ: Trung hòa: Lượng NaOH cho vào phải vừa đủ. Nhiệt độ trung hòa phải thích hợp. Nếu nhiệt độ quá thấp làm cho khả năng tiếp xúc với NaOH và dầu hạn chế. Nhiệt độ quá cao sẽ gây hiện tượng keo lại dẫn đến khi đưa qua máy li tâm sẽ khó tách. Khi cho NaOH vào phải khuấy trộn để tránh hiện tượng kiềm cục bộ. Khâu tẩy màu: Dầu sau khi tẩy màu còn lẫn nước do chân không không đạt yêu cầu, nhiệt độ sây không đủ. Sau khi tẩy màu dầu có hiện tượng không đạt tiêu chuẩn do tỷ lệ và hàm lượng than đất chưa phù hợp. Lọc: Bảng 5.1: Sự cố và cách khắc phục trong quá trình lọc Sự cố Nguyên nhân Cách khắc phục Nghẹt lọc Lượng đất hấp phụ và than lọc nhiều. - Điều chỉnh lượng đất hấp phụ và than hoạt tính phù hợp - Nếu áp lực lọc giảm thì tháo lưới để rửa băng NaOH rồi lọc tiếp. Dầu đục Thiết bị lọc bị rò rỉ đất lọc, than hoạt tính do lưới lọc hỏng. - Thay lưới lọc. - Cho hồi lưu về bồn tẩy màu, lọc lại. Áp lực lọc yếu Áp suất hơi không đủ. - Tăng áp suất hơi. Khử mùi Chân không Chân không không đạt yêu cầu dẫn đến không lôi cuốn kéo mùi triệt để Nguyên nhân sự cố chân không thường gặp Cung cấp thiếu hơi không đủ lực đẩy không khí. Lượng nước ngưng tụ ở các thiết bị quá nhiều. Sử dụng lượng hơi khô lớn hơn yêu cầu. Thiết bị khử mùi bị hở. Ống khếch tán của Ejector bị nghẹt. Cúp điện, nước. Xử lý Điều chỉnh lượng hơi nước cung cấp. Điều chỉnh lượng hơi nước ngưng tụ hơi. Sử dụng hơi nước đúng yêu cầu. Dò tìm chỗ xì. Thông lỗ của ống khếch tán Ejector. Nhiệt độ Nhiệt độ khử mùi giảm. Nguyên nhân Dầu Dowthern trong lò hơi thiếu. Bề mặt trao đổi giữa dầu Dowthern và dầu khử mùi bị bẩn, do đó khả năng trao đổi nhiệt kém. Xử lý Châm dầu Dowthern đúng yêu cầu. Vệ sinh tháp khử mùi. Dầu sau khử mùi tăng chỉ số AV, PV Nguyên nhân Lượng hơi stripping chưa đủ. Lượng acid citric bơm vào không đúng. Xử lý Sục hơi stripping theo đúng yêu cầu. Kiểm tra lượng acid citric. Kiểm tra độ ẩm hơi stripping (8 kg/cm2). CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN & NHẬN XÉT. Doanh Nghiệp tư nhân sản xuất – thương mại Tuấn Thành đã và đang nhanh chóng ứng dụng những công nghệ mới và hiện đại. Điển hình là công ty đang tiến hành lắp đặt hệ thống máy li tâm tách dầu hiện đại để phục vụ cho nhu cầu sản xuất ngày càng gia tăng. Sản phẩm của công ty đã và đang được khách hàng tín nhiệm với chất lượng cao, giá thành rẻ và nhận được nhiều đơn đặt hàng của các công ty như Masan Food, Tiến Vua.... Đội ngũ công nhân viên nhiều năm kinh nghiệm, hoạt động theo định hướng chung, gắn bó với công ty. Những thành tựu đạt được trong những năm qua là do sự chỉ đạo đúng hướng của ban lãnh đạo và sự làm việc tận tình của các cán bộ công nhân viên nhà máy. Các phụ phẩm chưa được tận dụng và xử lý tốt, phần lớn bán thô cho công ty sản xuất xà phòng, thức ăn gia súc Tuy nhiên, nhà máy cũng còn có một số nhược điểm: Một vài hệ thống thiết bị ít được sử dụng, chưa phát huy hết năng suất thật sự của nhà máy Điều khiển hệ thống theo phương pháp thủ công là chính. Công nhân tiếp xúc trực tiếp với NaOH, than, đất, các chất mùi nên ảnh hưởng đến sức khỏe. Diện tích nhà máy sử dụng chưa hiệu quả. TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thị Mai Hương – Công nghệ sản xuất dầu thực vật – NXB Đại Học Công Nghiệp TP.HCM – 2005. Lê Văn Thạch, Nguyễn Nam Vinh, Lê Trọng Hoàng, Phạm Sương Thu – Chế biến hạt có dầu – NXB nông nghiệp. Nguyễn Quang Lộc, Lê Văn Thạch, Nguyễn Nam Vinh – Kỹ thuật ép dầu và chế biến dầu béo thực phẩm – NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội – 1993. Trần Bích Lam (chủ biên), Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Đình Nhật Thu – Thí nghiệm Hoá sinh – NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM – 2004. Lê Ngọc Tú – Hoá sinh công nghiệp – NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội – 2000.