Tài liệu đề tài thiết kế phân xưởng trích ly dầu cám gạo

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí MUÏC LUÏC Chöông I : Giôùi Thieäu chung ..................................................................................2 I. Sô löôïc veà nguyeân lieäu haït coù daàu..............................................................2 II. Ñònh höôùng vaø caùc giaûi phaùt trieån nghaønh daàu thöïc vaät Vieät Nam.........3 III. Toång quan veà caùm gaïo..............................................................................5 Chöông II :Toång quan veà trích ly..........................................................................10 I.Nguyeân lyù trích ly daàu................................................................................10 II. Caùc loaïi dung moâi thöôøng söû duïng..........................................................12 III. Caùc thieát bò trích ly..................................................................................15 Chöông III: Thieát laäp quy trình coâng ngheä.........................................................19 I. Quy trình coâng ngheä...................................................................................19 II. Thuyeát minh quy trình..............................................................................21 II. Tính toaùn caân baèng vaät chaát.....................................................................24 III. Tính toaùn maùy moùc thieát bò.....................................................................30 Chöông IV: Cung caáp naêng löôïng – caáp thoaùt nöôùc..........................................39 Chöông V : Thieát keá phaân xöôûng.........................................................................41 Chöông VI: An toaøn lao ñoäng................................................................................42 I. Choáng oàn vaø choáng rung............................................................................42 II. An toaøn veà söû duïng ñieän..........................................................................42 III. An toaøn lao ñoäng.....................................................................................42 IV. Phoøng chaùy chöõa chaùy............................................................................44 Phuï luïc .....................................................................................................................45 Taøi lieäu tham khaûo..................................................................................................50 1 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí CHÖÔNG I: GIÔÙI THIEÄU CHUNG I. SÔ LÖÔÏC VEÀ NGUYEÂN LIEÄU HAÏT COÙ DAÀU Haït chöùa daàu laø loaïi saûn phaåm noâng nghieäp phoå bieán vaø ngaøy caøng ñoùng vai troø quan troïng trong neàn kinh teá. Xu höôùng chung treân theá giôùi ngaøy nay laø dieän tích troàng caây daàu thöïc phaåm ñang khoâng ngöøng ñöôïc môû roäng nhanh choùng, coøn dieän tích caây daàu coâng nghieäp ngaøy caøng bò thu heïp laïi. Ñieàu aáy moät phaàn do söï thay theá daàu coâng nghieäp baèng caùc hoaù chaát, nhöng chuû yeáu do vai troø cöïc kyø quan troïng cuûa daàu aên ñoái vôùi cô theå vaø ngaøy caøng ñöôïc khoa hoïc khaúng ñònh. ÔÛ nöôùc ta, do ñieàu kieän coù nhieàu vuøng khí haäu vaø ñaát ñai khaùc nhau, neân nhöõng haït chöùa daàu raát phong phuù. Nhieàu caây cho quaû, haït ñeå laáy daàu raát quùi ñaõ ñöôïc troàng phoå bieán nhö: ñaäu phoäng, ñaäu naønh, meø, döøa, höôùng döông, thaàu daàu, caûi daàu, caùm, oliu,... Trong coâng nghieäp eùp daàu chæ coù nhöõng loaïi haït coù haøm löôïng daàu töø 15- 20% trôû leân môùi coù giaù trò thöïc teá ñeå toå chöùc saûn xuaát vaø ñaûm baûo ñöôïc caùc hieäu quaû kinh teá kyõ thuaät trong khi saûn xuaát. Vì vaäy ngöôøi ta chia nguyeân lieäu saûn xuaát daàu laøm 3 loaïi: + Loaïi coù haøm löôïng daàu cao: töø 40% trôû leân. + Loaïi coù haøm löôïng daàu trung bình: töø 30- 40%. + Loaïi coù haøm löôïng daàu thaáp: töø 15- 30%. Theo thôøi vuï thu hoaïch vaø kyõ thuaät caây troàng coù theå chia nguoàn thöïc vaät cho haït daàu laøm hai nhoùm chính: + Nhoùm caây haøng naêm: nhö laïc, vöøng, höôùng döông, ñaäu töông… Loaïi naøy moãi naêm thu hoaïch moät vuï, naêm sau phaûi troàng laïi. Ñaây laø nhoùm thöïc vaät chuû yeáu, deã troàng quy hoaïch, tieän lôïi luaân canh, deã daøng cô giôùi hoùa kyõ thuaät chaêm boùn vaø thu hoaïch. Loaïi naøy thöôøng ñöôïc gieo troàng ôû vuøng ñoàng baèng, ñaát maøu môõ, caùc vuøng thuoäc löu vöïc soâng Hoàng, Maõ, Gianh coùnaêng suaát khaù cao. Thuoäc nhoùm naøy coøn goàm phuï phaåm cuûa caùc saûn phaåm noâng nghieäp: nhö caùm gaïo, phoâi ngoâ, hoaëc caây coâng nghieäp nhö: haït boâng, haït cao su, haït ñay, haït gai, haït thuoác phieän, caûi daàu… + Nhoùm caây laâu naêm nhö döøa, coï daàu, trấu, sôû, lai, bôøi lôøi, doïc, caây ñen, muø u… Caùc caây naøy thöôøng cho nguyeân lieäu saûn xuaát daàu ñaëc saûn vuøng nhieät ñôùi. Ñaëc ñieåm thuaän lôïi cuûa thöïc vaät loaïi naøy laø coù theå phaùt trieån maïnh ôû caùc vuøng ñaát ñai khoâng thuoäc phaïm vi saûn xuaát caây löông thöïc, nhö caùc mieàn röøng nuùi, mieàn trung du, ven soâng, keânh laïch, ven ñöôøng, ven ñeâ vaø doïc bôø bieån. Tuy nhieân vieäc thu hoaïch haït cuûa chuùng gaëp nhieàu khoù khaên, hieän taïi chæ baèng thu nhaët haït ruïng hoaëc haùi baèng tay. Tröø döøa ra, ñaïi boä phaän haït thu hoaïch do rôi ruïng neân coù phaåm chaát khoâng ñoàng ñeàu, thaäm chí raát xaáu, saâu moït nhieàu. Vì vaäy daàu saûn xuaát ra maøu xaãm, coù chæ soá acid cao (30- 40). Caàn löu yù laø loaïi naøy haàu heát coù voû cöùng, ñoä aåm lôùn neân phöông thöùc saûn xuaát ít nhieàu coù gaëp khoù khaên. 2 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Theo phaïm vi söû duïng saûn phaåm, coù theå chia nguyeân lieäu saûn xuaát daàu laøm hai nhoùm: + Nhoùm thöïc phaåm: nhö laïc, döøa, ñaäu töông, caùm gaïo, phoâi ngoâ, haït caûi, ñaïi baùi… Khoâ daàu vaø daàu thaønh phaåm chuû yeáu söû duïng cho thöïc phaåm. Khoâ daàu keùm phaåm chaát duøng laøm thöùc aên gia suùc. + Nhoùm coâng nghieäp: nhö traåu, lai, doïc, bôøi lôøi, thaàu daàu… Daàu vaø khoâ daàu chuû yeáu duøng vaøo coâng nghieäp saûn xuaát sôn daàu, xaø phoøng, y teá… Ngoaøi ra cuõng coù theå chia nguoàn nguyeân lieäu saûn xuaát daàu theo giaù trò coâng nghieäp: + Nhoùm cho daàu thoâ (chæ soá iod >130) nhö traåu, gai daàu, lanh… Coâng duïng chuû yeáu laø saûn phaåm maøng khoâ nhö sôn daàu, vecni, vaät lieäu toång hôïp cuûa caùc hôïp chaát cao phaân töû… + Nhoùm cho daàu nöõa khoâ(chæ soá iod =100- 130): nhö laïc, vöøng, ñaäu töông, sôû, höôùng döông, boâng, oâ liu… laø loaïi daàu loûng, nguoàn daàu thöïc phaåm chuû yeáu treân theá giôùi. + Nhoùm cho daàu khoâng khoâ (chæ soá iod < 100). Lôùp maøng daàu cuûa chuùng khoâng taïo thaønh maøng khoâ ngoaøi khoâng khí. Thuoäc nhoùm naøy laø daàu döøa, daàu thòt coï, daàu ca cao… Tröôùc ñaây loaïi daàu naøy chuû yeáu duøng saûn xuaát xaø phoøng raén, ngaøy nay trôû thaønh nguoàn nguyeân lieäu quan troïng trong saûn xuaát bô nhaân taïo, môõ saøo raùn, vaø duøng trong saûn xuaát baùnh keïo ôû nhieàu nöôùc Chaâu Aâu. Döï baùo nhu caàu veà daàu thöïc vaät cuûa toaøn theá giôùi khoaûng hôn 100 trieäu taán/naêm, cuûa thò tröôøng Vieät Nam naêm 2005 khoaûng treân 300 nghìn taán (hieän nay nhu caàu cuûa Vieät Nam khoaûng treân döôùi 200 nghìn taán/naêm, gaàn 3 kg/ngöôøi). Haøng naêm caùc nhaø maùy cheá bieán daàu thöïc vaät phaûi nhaäp khoaûng 90% nguyeân lieäu daàu thoâ ñeå cheá bieán. Vì vaäy phaùt trieån caùc caây coù daàu ñeå haïn cheá nhaäp khaåu laø raát caàn thieát. II. Ñònh höôùng vaø caùc giaûi phaùp phaùt trieån ngaønh daàu thöïc vaät Vieät Nam 1. Định hướng chiến lược phaùt triển ngaønh: [27] Phaùt trieån ngaønh theo höôùng ña daïng hoaù saûn phaåm, ñaùp öùng nhu caàu thò tröôøng trong nöôùc vaø xuaát khaåu, naâng cao naêng löïc caïnh tranh cuûa ngaønh, chuû ñoäng hoäi nhaäp thoâng qua aùp duïng coâng ngheä vaø kyõ thuaät tieân tieán. Ñaåy maïnh phaùt trieån caùc loaïi caây coù daàu coù hieäu quaû kinh teá cao, coù khaû naêng caïnh tranh thaønh caùc vuøng nguyeân lieäu lôùn. Nghieân cöùu tuyeån choïn caùc caây coù daàu chuû löïc cho ngaønh. Thöïc hieän vieäc xaây döïng moät soá cô sôû eùp, trích ly daàu thoâ quy moâ lôùn, hieän ñaïi taïi caùc caûng, ban ñaàu söû duïng nguyeân lieäu nhaäp khaåu sau ñoù thay daàn baèng nguyeân lieäu trong nöôùc. 3 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Baûng 1.1: Caùc mục tieâu chủ yếu phaùt triển nghaønh thời kỳ 2001-2010: [27] TT Toång chỉ tieâu Đơn vị 2005 A B C 1 Giaù trị sản xuất coâng 4.0001 nghiệp Tỷ đồng 4.500 (Giaù cố định năm 1994) Tốc độ tăng trưởng 2 %/năm 13-14 GTSXCN 3 4 5 6 7 8 Sản lượng dầu tieâu thụ - Trong đoù: để xuất khẩu Dầu thoâ sản xuất trong nước Coâng suất tinh luyện dầu Coâng suất trích ly dầu thoâ Sản lượng hạt , trích ly dầu Tỷ trọng dầu thoâ trong nước 1000 tấn 420-460 80-100 1000 tấn 70-75 1000 tấn 1000 tấn nguyeân liệu 1000 tấn nguyeân liệu 663 % 14,3-15 628,6 253,1261,9 2010 2 6.006.500 7,58,5 620660 80120 210220 783 9331.306 526675 18,333 Baûng1.2 :Quy hoạch phaùt triển nguồn nguyeân liệu: [27] I- Diện tích gieo trồng (1.000 ha); II- Khối lượng để chế biến dầu (1.000 tấn) 2005 2010 Loại caây coù dầu I II I II Đậu tương 169,10 29,17 205,00-400,00 31,40-433,20 Lạc 302,40 15,90-17,80 368,60 32,90-47,20 Vừng 49,90 10,80-17,73 58,10 18,50-358,10 Dừa (copra) 151,00 39,32 159,10 39,36-53,30 Sở 20,00 0,9 100,00 18,00-72,00 Cám gạo 150,00 300,00 Trẩu - 1,8 28,00 12,60 Bông 60 30,00 150,00 90,00 Baûng 1.3: Quy hoạch coâng suất trích ly dầu thoâ như sau: [27] 4 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Coâng suất trích ly (tấn nguyeân liệu/năm) 2005 420.000 2010 660.000-900.000 (NguồnM.O.I) Năm Coâng suaát (tấn nguyeân liệu/năm) 208.600 273.100-406.000 Tổng coâng suaát (tấn nguyeân liệu/năm) 628.600 933.100-1.306.000 2. Nhaän xeùt : Nöôùc ta laø moät nöôùc xuaát khaåu gaïo ñöùng haøng thöù hai treân theá giôùi neân nguoàn nguyeân lieäu caùm gaïo raát doài daøo. Khu vöïc ñoàng baèng soâng Cöûu Long coù theå cung caáp 800.000 taán caùm gaïo/naêm töø 16 trieäu taán luùa . Ñoàng thôøi, caùm gaïo cuõng naèm trong quy hoaïch phaùt trieån nguoàn nguyeân lieäu cuûa boä Coâng nghieâp, daàu caùm gaïo cuõng laø moät saûn phaåm coù giaù trò . Coøn baõ caùm gaïo sau trích ly daàu ñöôïc boå xung laøm thöùc aên gia suùc. Thöïc teá , hieän nay ôû nöôùc ta ñaõ coù moät soá nhaø maùy saûn xuaát daàu caùm gaïo ñeå tieâu thuï trong nöôùc vaø xuaát khaåu. Tieâu bieåu laø nhaø maùy trích ly daàu töø caùm gaïo coù quy moâ lôùn ôû ñoàng baèng soâng Cöûu Long, thuoäc lieân doanh giöõa VOCARIMEX ( Vieät Nam) vaø Siteki Investments (Singapore), ñaàu tö xaây döïng vôùi toång voán 7 trieäu USD. Nhaø maùy coù coâng suaát 100.000 taán caùm gaïo/naêm ñeå cho ra 15.000 taán daàu caùm gaïo chaát löôïng cao, ñöôïc xaây döïng ôû khu coâng nghieäp Höng Phuù, TP Caàn Thô. Döïa vaøo thöïc teá saûn xuaát, tình hình trong nöôùc, caùc ñieàu kieän khaùch quan neân em choïn nguyeân lieäu ñeå trích ly laø caùm gaïo III . TOÅNG QUAN VEÀ CAÙM GAÏO[17] 1. Cám gạo Caùm gaïo laø phuï phaåm chính thu ñöôïc töø luùa sau khi xay xaùt vaø thöôøng chieám khoaûng 10% troïng löôïng luùa. Caùm gaïo ñöôïc hình thaønh töø lôùp voû noäi nhuõ, maàm phoâi cuûa haït, cuõng nhö moät phaàn töø taám. Caùm gaïo coù maøu saùng vaø muøi thôm ñaëc tröng. Thaønh phaàn hoaù hoïc vaø giaù trò dinh döôõng cuûa caùm gaïo bieán ñoäng raát lôùn, phuï thuoäc nhieàu vaøo kó thuaät xay xaùt gaïo. 5 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Tyû leä voû traáu sau khi xay xaùt aûnh höôûng nhieàu tôùi haøm löôïng protein, beùo vaø xô cuûa caùm gaïo thaønh phaåm. Tyû leä Protein trong caùm gaïo mòn coù theå ñaït ñeán 12 – 14%. Löôïng protein thoâ ôû caùm gaïo cao hôn so vôùi baép haït. Haøm löợng chaát beùo trong khoaûng 13 – 20 % vaø xô 7- 8 % . Tuy nhieân, theo keát quaû phaân tích thì söï bieán ñoäng naøy raát lôùn. Cuï theå, haøm löôïng beùo thoâ khoaûng 110 -180 g/kg vaät chaát khoâ (VCK) vaø löôïng xô bieán ñoäng trong khoaûng 90 – 120 g/kg VCK. Theo baùo caùo cuûa Gene vaø ctv (2002) vaø Creswell ( 1987) qua phaân tích nhieàu maãu caùm gaïo thu thaäp ñöôïc töø caùc nöôùc Ñoâng Nam AÙ cho thấy thaønh phaàn dinh döôõng cuûa chuùng raát bieán ñoäng. Haøm löôïng chaát beùo trong caùc maãu caùm gaïo noùi treân biến ñoäng töø 12 -22 % . Caùm coù thaønh phaàn xô chuû yeáu nhö arabinixylan, cellulose vaø ligin. Bảng1.4: Thaønh phần xơ vaø giaù trị dinh dưỡng của caùc nguyeân lieäu [29] Chi tieâu Bắp Caùm gạo Caùm Luùa Caùm Bột gạo mì luùa mì nguyeân dầu Trích mì dầu Protein (%) 8 15 12 16 16 13 Xơ (%) 2,2 11 2,5 11 9 8 Xơ tổng số 9,5 27 10,5 44 27 19 (%) Cellulose (%) 2,0 7 2,5 11 8 5 Lignin (%) 0,5 6 1 5,8 3,5 4 Arabinoxylan 3,7 11 5,5 21 15 9 (%) (nguồn: Gene vaø ctv, 2002) Arabinoxylan laø những thaønh phần chủ yếu coù trong cấu thaønh của xơ ở caùm gạo. Đâaây laø một loại đường đa do những đường đơn arabinose vaø xylose tạo neân nhờ caùc lieân kết 1- 3, 1 - 4 glucoside, động vật coù dạ daày đơn khoâng thể tieâu hoùa được chuùng. Caùm gạo cũng như caùc nguyeân liệu coù nguồn gốc thực vật khaùc thường chứa haøm lượng phốt pho khaù cao ở dạng phytate. Mặc khaùc, gốc phốt phaùt từ phytate thường tạo lieân kết với caùc chất như axít amin vaø chất khoaùng laøm giảm sự tieâu hoaù caùc dưỡng chất naøy khi bổ sung voâ khẩu phần. Thöôøng thường coù khoảng 2/3 haøm lượng phốt pho coù trong những loại nguyeân liệu thoâ được sử dụng laøm thức ăn gia suùc, hiện diện dưới dạng phytate. Caùm gạo coù lượng phốt pho khaù cao nhưng treân 50% laø ở dạng phytate. Nghieân cứu dược lí thực nghiệm cho thấy caùm gạo coù taùc dụng bảo vệ chống vieâm daây thần kinh vaø trị caùc bệnh về da. Caùm tinh thu được sau khi chaøxaùt gạo coù taùc dụng laøm tăng huyết sắc tố trong maùu, chống thiếu maùu. Thử nghiệm laâm saøng treân 6 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí người cho thấy hoạt chất trong dầu caùm gạo coù taùc dụng laøm hạ nồng độ cholesterol trong maùu. Dầu caùm gạo vaø một hoạt chất chiết từ caùm gạo coù taùc dụng chống ung thư, coù thể do khả năng kích thích hoạt tính miễn dịch của cơ thể bệnh nhaân ung thư. Baûng1. 5: So saùnh caùc chaát choáng oxi hoaù cuûa caùc loaïi daàu [17] Loaïi daàu Caùm gaïo Olive Canola Daàu höôùng döông Daàu naønh Daàu coï VITAMIN E TOCOPHEROL (ppm*) VITAMIN E TOCOTRIENOL (ppm*) ORYZANOL (ppm*) TOTAL NATURAL ANTIOXIDANTS (ppm*) 81 336 2,000 2,417 51 650 0 0 0 0 51 650 487 0 0 487 1,000 0 0 1,000 256 149 0 405 Baûng 1.6: Hàm lượng các loại chất béo trong một số loại dầu [15] Loaïi daàu Smoke point monounsaturated fat polyunsaturated fat saturated fat Caùm gaïo 4900 47% 33% 20% Olive 3600 77% 9% 14% Canola 4500 61% 33% 7% Ñaäu phuïng 4600 48% 34% 18% Ñaäu naønh 4400 24% 61% 15% Haït nho 4850 14% 77% 9% Baûng 1.7: Haøm löôïng caùc acid beùo trong một số loại nguyên liệu có dầu [17] acid beùo(%) Caùm gaïo Ñaäu phoäng Ñaäu naønh Haït cotton Myristic (14:0) 0.2 0 0.2 0.8 Palmitic (16:0) 15.0 8.1 10.7 27.3 Stearic (18:0) 1.9 1.5 3.9 2.0 7 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Oleic (18:1) 42.5 49.9 22.8 18.3 Linoleic (18:2) 39.1 35.4 50.8 50.5 Linolenic (18:3) 1.1 0 6.8 0 Arachidic (20:0) 0.5 1.1 0.2 0.3 Behenic (22:0) 0.2 2.1 0.1 0 Hình 1.1 : Biểu đồ sử dụng cám gạo cho việc sản xuất dầu qua các năm 2. Dầu cám gạo : [16] Dầu cám gạo chứa : - 2% gadoleic acid - 30 -35% linoleic aicd - 40 – 45 % oleic acid - 18- 20 % palmitic acid - 2-3% stearic acid Chỉ số Idod : 99 – 108 Bảng 1.8 : Thành phần của dầu cám gạo [10] 8 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí 9 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí CHÖÔNG 2 : TOÅNG QUAN VEÀ TRÍCH LY Lipid ñöôïc gaén keát vôùi caùc thaønh phaàn khaùc thoâng qua caùc löïc : Van de wall, löïc tónh ñieän, lieân keát hydro. Vì theá ñeå taùch vaø thu ñöôïc lipids töø teá baøo, ta caàn tieán haønh xöû lyù hoaù hoïc vaø vaät lyù khaùc nhau. Khaû naêng khoâng tan trong nöôùc laø tính chaát quan troïng ñöôïc chuù yù khi tieán haønh phaân taùch lipid töø teá baøo. Caùc quy trình trích ly daàu beùo töø moâ teá baøo ñoäng vaät vaø thöïc vaät hieän nay bao goàm raát nhieàu caùc böôùc : a) Xöû lyù nguyeân lieäu : bao goàm caùc quaù trình saáy, laøm giaûm kích thöôùc, hay laø thuyû phaân. b) Cho nguyeân lieäu ñaõ ñöôïc xöû lyù tieáp xuùc ñeàu vôùi dung moâi. c) Söï phaân taùch cuûa pha loûng ( bao goàm lipid vaø caùc chaát tan trong nöôùc ) vaø phaàn raén. d) Loaïi boû caùc taïp chaát khoâng phaûi laø lipid. e) Loaïi dung moâi. I. Nguyeân lyù cuûa trích ly daàu : 1. Nguyeân lyù : - Trích ly daàu töø caùc nguyeân lieäu haït chöùa daàu laø moät quaù trình trích ly loûng raén. Söï di chuyeån cuûa daàu töø haït chöùa daàu ra dung moâi coù theå chia laøm ba böôùc : o Söï khueách taùn dung moâi vaøo chaát raén o Söï hoaø tan caùc gioït daàu vaøo dung moâi o Söï khueách taùn cuûa daàu töø caùc maûnh nguyeân lieäu raén vaøo dung moâi xung quanh. - Duøng dung moâi hoaø tan daàu trong nguyeân lieäu, sau ñoù taùch dung moâi ra khoûi daàu. Ñaây laø phöông phaùp thöôøng duøng ñeå taùch daàu coù haøm löôïng daàu thaáp hôn 20%. Ñoái vôùi nhöõng nguyeân lieäu chöùa nhieàu daàu, ngöôøi ta thöôøng eùp sô boä tröôùc, sau môùi trích ly. - So saùnh giöõa trích ly vaø eùp :  Öu ñieåm : taùch daàu trieät ñeå hôn , söû dung nhieät ñoä thaáp neân daàu khoâng bò oxy hoaù, protein khoâng bò oxy hoaù, chaát löôïng saûn phaåm cao hôn. Hieäu suaát cao hôn so vôùi eùp.  Nhöôïc ñieåm : Trích ly nhieàu taïp chaát khoâng phaûi laø daàu, neân khoù tinh luyeän hôn, toån thaát khi tinh luyeän cao hôn. - Söï cheânh leäch veà noàng ñoä daàu trong miscella vaø daàu trong nguyeân lieäu caøng lôùn , toác ñoä trích ly caøng cao. - Tyû leä daàu : dung moâi aûnh höôûng ñeán ñoä nhôùt vaø söùc caêng beà maët cuûa miscella - Thôøi gian trích ly ñöôïc quy ñònh baèng thôøi gian toác ñoä ñaït ñöôïc traïng thaùi caân baèng. Toác ñoä ñaït traïng thaùi caân baèng goïi laø toác ñoä trích ly. 10 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí 2. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán trích ly :[6] - Baûn chaát cuûa nguyeân lieäu vaø dung moâi. - Kích thöôùc, hình daùng, caáu truùc nguyeân lieäu. Toác ñoä trích ly tyû leä nghòch vôùi kích thöôùc haït nguyeân lieäu. - Khaû naêng hoaø tan cuûa daàu xoùt trong dung moâi. Khi haøm löôïng daàu xoùt laïi thaáp (0.5-5% daàu so vôùi haït khoâ ) dung moâi trôû neân ít hoaø tan daàu hôn, vaø hoaø tan nhieàu taïp chaát hôn. 3. Caùc bieän phaùp laøm taêng toác ñoä trích ly:  Xöû lyù nguyeân lieäu tröôùc trích ly:[5, 6, 7, 8, 9, 10 ,11] - Ñoä cöùng : quaù cöùng seõ laøm dung moâi deã chaûy traøn, quaù meàm seõ laøm taét doøng chaûy cuûa dung moâi, nguyeân lieäu bò vôõ naùt - Haøm aåm: neáu haøm aåm quaù cao se khoù khaên khi trích ly vì caùc protein haùo nöôùc seõ taïo heä keo. Neáu haøm aåm quaù thaáp seõ khieán nguyeân lieäu deã bò vôõ vuïn khi vaøo trích ly. Ñoái vôùi caùm gaïo thì aåm vaøo trích ly thích hôïp laø 8% - Kích thöôùc ngyeân lieäu : caøng nhoû caøng toát, nhöng neáu quaù nhoû seõ deã vôõ vuïn vaø dung moâi bò chaûy traøn.  Ngaâm haït trong dung moâi moät thôøi gian nhaát ñònh  Beà daøy cuûa nguyeân lieäu vaøo trích ly phaûi thích hôïp . Beà daøy caøng moûng, thôøi gian trích ly caøng nhanh. Hình 2.1 :Aûnh höôûng cuûa beà daøy nguyeân lieäu vaøo thieát bò trích ly leân hieäu quaû trích ly [11]  Nhieät ñoä trích ly: 11 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Neáu taêng nhieät ñoä trích ly, ñoä nhôùt miscella giaûm, taêng khaû naêng hoaø tan daàu, taêng khaû naêng khueách taùn cuûa daàu vaøo dung moâi. Nhöng neáu nhieät ñoä taêng quaù cao seõ aûnh höôûng ñeán chaát löôïng daàu vaø phuï phaåm, ñoàng thôøi deã gaây chaùy noå. Aùp suaát cao ñoøi hoûi maùy moùc phuø hôïp, vaø deã toån thaát dung moâi.  Vì cheânh leäch gradient noàng ñoä quyeát ñònh khaû di chuyeån cuûa daàu töø nguyeân lieäu vaøo dung moâi, neân caàn giöõ söï cheânh leäch gradient naøy cao ôû moïi ñieåm trong thieát bò trích ly. Ñieàu naøy coù theå ñaït ñöôïc nhôø söû duïng nguyeân taéc cho dung moâi di chuyeån ngöôïc chieàu chuyeån ñoäng cuûa nguyeân lieäu. Dung moâi vaø nguyeân lieäu di chuyeån ngöôïc chieàu nhau, nhôø ñoù maø nguyeân lieäu coù noàng ñoä daàu thaáp nhaát seõ ñöôïc tieáp xuùc vôùi dung moâi tinh saïch nhaát, neân ñaït ñöôïc hieäu quaû trích ly cao. Hình 2.2 :Nguyeân taéc trích ly ngöôïc doøng öùng duïng cho thieát bò "Carrousel Extractor" (Courtesy of Extractionstechnik G.A.m.b.H.) [11] II. CAÙC LOAÏI DUNG MOÂI THÖÔØNG SÖÛ DUÏNG [6, 7, 8 ,11, 18, 22 ] Dung moâi: Duøng caùc loaïi dung moâi höõu cô coù ñoä thaåm ñieän moâi gaàn baèng ñoä thaåm ñieän moâi cuûa daàu. Ñoä thaåm ñieän moâi cuûa caùc loaïi daàu thöïc vaät trong khoaûng 3,0-3,2 . Yeâu caàu cuûa dung moâi: - Thaønh phaàn ñoàng nhaát, coù ñoä tinh saïch cao. 12 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí - Nhanh choùng hoøa tan daàu vaø hoãn hôïp vôùi daàu theo baát cöù tæ leä naøo. - Deã bay hôi, coù theå loaïi dung moâi khoûi miscella vaø baõ khoâ daàu ñöôïc deã daøng baèng caùch cho bay hôi. - Ñoä nhôùt thaáp. - Aån nhieät hoaù hôi thaáp, ñeå ít toán naêng löôïng khi bay hôi dung moâi. - Khoâng hoøa tan caùc chaát laï trong nguyeân lieäu ngoaøi daàu, trung tính vôùi nguyeân lieäu. - Khoâng aên moøn thieát bò, khoâng gaây ñoäc cho ngöôøi, khoâng gaây muøi vò laï cho saûn phaåm. Giaù thaønh thaáp. Trong coâng nghieäp trích ly daàu thöïc vaät ta thöôøng duøng caùc loaïi dung moâi sau: hydrocacbua maïch thaúng töø caùc saûn phaåm daàu moû (thöôøng laø phaàn daàu nheï), hydrocacbua thôm, röôïu beùo, hydrocacbua maïch thaúng daãn xuaát clo nhöng phoå bieán nhaát laø xaêng vaø hexan. Thöôøng duøng caùc hydrocacbon: 1. Hecxane : Nhieät ñoä soâi khoaûng 69oC Öu ñieåm : - Trích ly daàu trieät ñeå. - Nhieät ñoä soâi thaáp, deã bay hôi dung moâi - Deã thu hoài vaø taùi söû duïng dung moâi - Khoâng gaây ñoäc haïi ñoái vôùi söùc khoeû con ngöôøi - Giaù thaønh töông ñoái reû Nhöôïc ñieåm : - Deã chaùy noå neân phaûi coù maùy moùc trang thieát bò phuø hôïp 2. Heptane : Nhieät ñoä soâi khoaûng 88 -89oC, thöôøng duøng ñeå trích ly daàu haït haït caûi ( do daàu haït caûi khoâng hoaø tan ôû ñieàu kieän thöôøng) Nhöôïc ñieåm : toán nhieàu naêng löôïng ñeå chöng caát dung moâi ra khoûi daàu hôn. 3. Propane : nhieät ñoä soâi taïi aùp suaát khí quyeån laø thaáp (khoaûng -42oC ). Do ñoù duøng ôû daïng khí neùn o Giaù thaønh khaù reû o Khoâng taïo ra chaát ñoäc o Aùp suaát bay hôi cuûa propane thaáp neân khoâng caàn phaûi chöng caát dung moâi. 4. Pentane : Nhieät ñoä soâi khoaûng 55-60oC, thöôøng laø metyl pentane ñeå trích ly toát hôn. Deã taùch dung moâi ra khoûi daàu, khoâng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng. 13 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí 5. Dung moâi chöùa halogen: Thöôøng duøng laø tricloroethylene, hieän nay khoâng duøng trong coâng ngheäip nöõa. Ít gaây chaùy noå hôn so vôùi caùc hydrocacbon. Coù theå taùc duïng vôùi caùc hôïp chaát chöùa S trong nguyeân lieäu taïo thaønh nhöõng hôïp chaát maø gia suùc aên vaøo khoâng tieâu hoaù ñöôïc. 6. Nöôùc : Laø dung moâi reõ tieàn Nhöôïc ñieåm laø daàu soùt nhieàu, toán nhieàu naêng löôïng ñeå laøm khoâ daàu Thöôøng ñöôïc duøng ñeå trích ly söõa döøa 7. Enzyme: Boå sung vaøo nöôùc. Thöôøng duøng caùc enzyme phaù huyû thaønh teá baøo thöïc vaät nhö cellulase, hemicellulase, glucanase… Daàu taùch ra noåi leân beà maët ( nöôùc ôû giöõa, baõ ôû ñaùy). Coù theå duøng beå laéng hay ly taâm ñeå taùch daàu thoâ. Daàu thu ñöôïc laø tinh saïch, coù theå khoâng caàn qua khaâu tinh saïch. Hieän nay chöa aùp dung cho quy moâ coâng ghieäp vì giaù thaønh enzyme ñaét. 8. Acetone : Reû tieàn, phuø hôïp vôùi trích ly daàu. Coù theå hoaø tan ñöôïc gossypol ( ñoäc toá trong haït boâng), afla toxin (ñoäc toá haït moác) ñeå söû duïng baõ khoâ daàu Khoâng hoaø tan phospholipid ( taïp chaát) Coù theå duøng acetone ñeå ñònh tính phospholipid Nhöôïc ñieåm: taïo maøu toái cho daàu ( raát khoù loaïi ñi khi tinh luyeän), coøn laïi muøi treân baõ. Hieän nay, acetone khoâng ñöôïc duøng trong coâng nghieäp. 9. Alcohols: Thöôøng duøng etanol, isopropanol Öu ñieåm : o Khoâng gaây oâ nhieãm o Coù khaû naêng hoaø tan gossypol, afla toxin o Giaù thaønh töông ñoái reû Nhöôïc ñieåm: o Ôû nhieät ñoä thöôøng khoâng hoaø tan daàu, phaûi thöïc hieän ôû nhieät ñoä cao o Röôïu taïo hoãn hôp ñaúng phí vôùi nöôùc neân khoù khaên khi taùch nöôùc ra khoûi röôïu, neân khoù thu hoài vaø taùi söû duïng Hieän nay, alcohols cuõng khoâng ñöôïc söû duïng trong coâng nghieâp 10. Chaát loûng sieâu tôùi haïn: 14 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Ñaây laø moät phöông phaùp môùi, ñang ñöôïc nghieân cöùu, chöa öùng duïng vaøo quy moâ coâng nghieäp. Thöôøng duøng laø CO2 (20-103 kPa, 50 – 80 0-C) Öu ñieåm: o Khoâng ñoäc haïi o Khoâng gaây chaùy noå o Trô veà maët hoaù hoïc o Giaù thaønh reû o Ôû ñieàu kieän sieâu tôùi haïn, hoaø tan daàu raát toát o Thu hoài daàu hoaøn toaøn tinh saïch Nhöôïc ñieåm: o Trang thieát bò ñoøi hoûi phaûi chòu ñöôïc aùp suaát cao, neân chi phí trang thieát bò ñaét tieàn 11. Keát hôïp vôùi enzyme [5] : Trong nhöõng nghieân cöùu hieän nay, daàu caùm coù theå ñöôïc trích baèng caùch duøng keát hôïp vôùi enzyme tan trong nöôùc. Theo nghieân cöùu naøy, ngöôøi ta ñaõ duøng ProtizymeTM ( protease, α- amylase,cellulase) III. CAÙC THIEÁT BÒ TRÍCH LY Phaân loaïi : Thieát bò laøm vieäc lieân tuïc, baùn lieân tuïc, hay giaùn ñoaïn. Cuõng coù theå phaân loaïi theo nguyeân lyù laøm vieäc cuûa thieát bò. 1.Theo nguyeân lyù laøm vieäc: [6, 11] Coù hai loaïi thieát bò trích ly cô baûn : thieát bò trích ly daïng ngaâm ( immerson extractor) vaø thieát bò trích ly daïng xoái töôùi ( percolation extractor) Thieát bò trích ly daïng ngaâm: Thieát bò naøy ñoøi hoûi nhieàu dung moâi hôn. Trong loaïi thieát bò naøy, nguyeân lieäu ñöôïc ngaâm hoaøn toaøn trong moät doøng dung moâi chuyeån ñoäng chaäm vaø lieân tuïc. Thieát bò daïng ngaâm thích hôïp vôùi loaïi nguyeân lieäu maø söï caûn trôû vieäc truyeàn khoái cuûa daàu lôùn. Thieát bò trích ly daïng xoái töôùi : Thieát bò daïng xoái töôùi coù naêng suaát trích ly cao hôn, ít toán dieän tích hôn, vaän haønh toát hôn so vôùi thieát bò trích ly daïng ngaâm. Trong loaïi thieát bò naøy, dung moâi ñöôïc phun leân 1 lôùp nguyeân lieäu daøy nhöng khoâng laøm ngaäp hoaøn toaøn. Moät lôùp moûng dung moâi chaûy raát nhanh qua beà maët cuûa caùc haït raén vaø laáy ñi moät caùch hieäu quaû löôïng daàu ñaõ ñöôïc khueách taùn töø trong ra ngoaøi. 2. Theo nguyeân lyù laøm vieäc : 2.1. Thieát bò laøm vieäc giaùn ñoan: Moät löôïng xaùc ñònh nguyeân lieäu ñöôïc töông taùc vôùi moät löôïng xaùc ñònh dung moâi. Miscella ñöôïc thaùo ra, chöng caát, vaø dung moâi ñöôïc hoaøn löu laïi thieát bò trích ly cho 15 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí ñeán khi haøm löôïng daàu soùt trong nguyeân lieäu ñaït ñöôïc yeâu caàu. Phöông phaùp naøy hieän nay ñaõ loãi thôøi, chæ ñöôïc xöû duïng vôùi muïc ñích thí nghieäm. 2.2. Thieát bò laøm vieäc baùn lieân tuïc : Heä thoáng baùn lieân tuïc naøy goàm nhieàu thieát bò trích ly giaùn ñoaïn noái tieáp nhau. Dung moâi hoaëc miscella ñöôïc di chuyeån töø thieát bò trích ly naøy ñeán thieát bò tieáp theo. Nguyeân lyù naøy ñöôïc aùp duïng ñoái vôùi thieát bò trích ly daïng gioû ñöùng (Stationary Basket Extractor) . Hình 2.3 : Thieát bò trích ly daïng gioû ñöùng (The FRENCH Stationary Basket Extractor ,courtesy of The FRENCH Oilmill Machinery Co.) [11] Thieát bò coù daïng bình hình truï ñöùng, ñöôïc phaân thaønh nhieàu ngaên nhoû theo phöông baùn kính. Caùc ngaên naøy ñöùng yeân. Dung moâi hay miscella ñöôïc daãn vaøo töø phía treân vaø chaûy traøn qua lôùp nguyeân lieäu raén. Nguyeân lieäu ñöôïc töông taùc vôùi dung moâi theo nguyeân taéc ngöôïc chieàu. 2.3. Thieát bò trích ly lieân tuïc: Caû nguyeân lieäu vaø dung moâi ñeàu ñöôïc ñöa vaøo thieát bò moät caùch lieân tuïc. Caùc daïng thieát bò lieân tuïc naøy khaùc nhau bôûi caáu truùc hình hoïc cuûa thieát bò vaø caùch di chuyeån dung moâi vaø nguyeân lieäu, vaãn theo nguyeân taéc ngöôïc doøng. 2.3.1 .Thieát bò trích ly daïng baêng taûi : 16 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Hình 2.4 : Thieát bò trích ly daïng baêng taûi vaø thieát bò chöng saáy dung moâi cuûa haõng De Smet [22] 2.3.2. Thieát bò trích ly daïng gioû chuyeån ñoäng ( moving basket extractor) Trong loaïi thieát bò naøy, nguyeân lieäu khoâng ñöôïc taïo thaønh moät khoái maø ñöôïc chia ra vaø ñoå ñaày vaøo caùc khoang ( gioû) . Caùc khoang naøy ñöôïc ñuïc thuûng ôû ñaùy. Caùc gioû naøy coù theå di chuyeån thaúng ñöùng (bucket elevator extractors), theo chieàu ngang ( frame belt and sliding cell extractors), hay quay quanh 1 truïc (carrousel extractors). 17 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Hình 2.5: Thieát bò trích ly cuûa haõng Lurgi [11] 18 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Hình 2.6. Thieát bò trích ly HSL basket cuûa HSL ltd. [11] Hình 2.7 : The "CARROUSEL" Extractor (Extractionstechnik G.A.m.b.H.) [11] 19 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Chöông 3: THIEÁT LAÄP QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ I. Quy trình coâng ngheä Caùm gaïo Thu nhận Laøm saïch -saøng Hơi nước Chưng sấy Dung moâi Taïp chaát Nöôùc laïnh Taùch nöôùc Nước Ngöng tuï Nöôùc Dung moâi + hôi Dung moâi Trích ly Hơi nước Baõ khoâ daàu Lọc Hơi nước Chưng cất Tạp chất Dung moâi Hôi Chöng saáy Baõ khoâ daàu Laøm nguoäi Baõ khoâ daàu Dầu thoâ 20