Công nghệ sản xuất dầu cá vitamin a cô đặc

1
Đồ án công nghệ chế biến thủy sản

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

LỜI MỞ ĐẦU
Công nghiệp chế biến thủy sản đang ngày càng phát triển và các sản phẩm thủy
sản ngày càng đa dạng đáp ứng nhu cầu thị trường. Trong quá trình đó, một lượng lớn
phế liệu thủy sản thải ra môi trường cần phải được nghiên cứu tận dụng để nâng cao
giá trị của nguyên liệu, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh.
Đã từ lâu người ta đã phát hiện dầu cá có nhiều công dụng trong các lĩnh vực y
học, thực phẩm và các ngành công nghiệp khác. Đặc biệt trong y học, dầu gan cá được
dùng chữa bệnh quáng gà, còi xương, khô mắt, chậm lớn, rụng tóc, gần đây dầu cá còn
được nghiên cứu sử dụng để chữa các bệnh tim mạch, ung thư, viêm, tấy… Dầu cá
cung cấp cho cơ thể vitamin A, D và các chất quan trọng khác như leuchithin, acid béo
không thay thế.
Từ những công dụng thiết yếu của dầu cá chúng em xin thực hiện đề tài: Tìm
hiểu quy trình sản xuất dầu cá vitamin A cô đặc. Bài làm còn khá nhiều thiếu sót mong
thầy góp ý giúp em hoàn thiện bài làm tốt nhất.
Chân thành cảm ơn!


2
Đồ án công nghệ chế biến thủy sản

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Chỉ số axit của một số dầu thực phẩm

Bảng 2. Chỉ số xà phòng của một số dầu thực phẩm
Bảng 3: Hàm lượng NaOH cho quá trình thủy phân
Bảng 4. Nhiệt độ đông đặc của 1 số acid béo
Bảng 5: Thành phần thu được chủ yếu khi chưng theo nhiệt độ


3
Đồ án công nghệ chế biến thủy sản

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Sơ đồ hệ thống thiết bị chế biến dầu cá y học theo phương pháp thủy
phân bằng xút loãng ở nhiệt độ cao
Hình 2. Thiết bị nồi 2 vỏ, nâng nhiệt bằng hơi nước quá nhiệt.
Hình 3. Thiết bị ly tâm lạnh
Hình 4. Máy sấy chân không đảo trộn
Hình 5. Thiết bị lọc khung bản
Hình 6. Nguyên lý cấu tạo thiết bị chưng kiểu lớp mỏng
Hình 7. Nguyên lý cấu tạo thiết bị chưng kiểu ly tâm.


4
Đồ án công nghệ chế biến thủy sản

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
I.1.

Giới thiệu dầu cá:

Dầu cá được chiết tách từ các nguyên liệu thủy sản chứa nhiều dầu, thường quá
trình tách chiết dầu gắn liền với công nghệ sản xuất bột cá.
Bởi lẽ cần tách triệt để dầu cá ra khỏi nguyên liệu trước khi sản xuất bột cá để
chất lượng bột cá tốt hơn. Dầu cá có nhiều công dụng trong các ngành công nghiệp
khác nhau và nhất là trong thực phẩm, y dược.
Dầu cá là sản phẩm chế biến từ cá luôn ở dạng lỏng, chứa nhiều acid béo không
no, có nhiệt độ nóng chảy và đông đặc thấp.
Dầu cá cung cấp cho cơ thể vitamin A, D và các chất quan trọng khác như
leuchithin, acid béo không thay thế.
Dầu cá có thành phần chủ yếu là triglyceride acid béo, glycerol, vitamin A, D,
phosphate, các chất mang màu và các chất gây sánh khác. Ngoài ra còn có sáp, seride.
Trong cơ thể cá, dầu cá tồn tại 2 dạng: tự do và liên kết
• Dạng tự do: dầu cá chứa trong các mô mỡ. Loại dầu này có thể thay đổi
theo trạng thái sinh lý, béo gầy, giai đoạn phát triển tùy từng loại cá.
• Dạng liên kết: dầu cá liên kết với protein và một số chất khác, tạo thành
các hợp chất quan trọng của tế bào. Hàm lượng lipid liên kết không thay
đổi theo trạng thái sinh lý.
Từ dạng tồn tại của lipid trong cơ thể cá, muốn tách được triệt để lipid ra khỏi
cá thì cần tác dụng của các yếu tố vật lý, hóa học để tách cả 2 loại lipid.
Dầu cá khi đốt cháy tỏa nhiệt lượng cao.
Dầu cá thường có mùi tanh khó chịu. Những chất gây mùi tanh chủ yếu là
TMA, các acid béo bậc cao không no, ngoài ra còn do tinh dầu essentian.
Ứng dụng:
o Trong y học:chữa bệnh quáng gà, khô mắt, còi xương, tim mạch, rụng tóc, ung
thư.
o Trong thực phẩm: làm dầu rán thực phẩm, dầu xào nấu thực phẩm, dùng trong
các loại đồ hộp ngâm dầu.
o Ngoài ra, dầu cá còn được dùng trong công nghệ bôi trơn trong thuộc da mỹ

nghệ.
Dầu cá vitamine A cô đặc là chế phẩm có hàm lượng vitamine A cao. Sản xuất
chế phẩm này nhằm cung cấp cho người bệnh do thiếu vitamin A là chủ yếu, không
phải uống quá nhiều dầu cá. Mặt khác chế phẩm này dùng để cân bằng vitamine A cho
những loại dầu có hàm lượng vitamine A thấp hơn. Nguyên liệu dùng để sản xuất
vitamine A cô đặc là dầu vitamine A tự nhiên.
I.2.

Nguyên liệu sản xuất dầu cá vitamin A cô đặc


5
Đồ án công nghệ chế biến thủy sản

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Nguyên liệu chính là gan của một số động vật biển như cá thu, cá mập, cá voi,
nhuyễn thể... Hàm lượng vitamin A trong dầu gan các loại cá rất khác nhau. Trong đó
gan cá nhám là nguyên liệu tiềm năng cho công nghệ sản xuất dầu cá vitamine A, D.
I.3.
I.3.1.

Các phương pháp tách dầu cá
Thủy phân trong môi trường xút loãng, nhiệt độ cao.

Dùng dung dịch xút loãng kết hợp với nhiệt độ cao để thủy phân nguyên liệu
trên cơ sở đó phá vỡ cấu trúc tế bào và mô, cắt đứt được liên kết giữa lipit với protein
thu được cả dầu và vitamin ở cả trạng thái tự do.
Ưu điểm:
Dầu cá thu được có nồng độ vitamin A, D cao, hiệu suất thu hồi lớn. Thực

nghiệm đã xác định rằng, hàm lượng vitamin E ở dạng liên kết với protein lớn
hơn ở dạng tự do.
• Dầu có màu vàng sáng, trong, chỉ số acid nhỏ <0,5.
• Tốc độ thủy phân nhanh, bã ít, năng suất dây chuyền cao.
• Có khả năng cơ giới hóa, tự động hóa.
•

Nhược điểm:
Có hiện tượng tạo nhũ tương, vì vậy cần có biện pháp kỹ thuật thích hợp để hạn
chế hiện tượng nhũ tương này.
Phương pháp ép dầu lần đầu
Phương pháp này hiệu quả tách dầu và vitamin A, D thấp. Do không tách được
dầu và vitamin A, D ở trạng thái liên kết.
I.3.2.

Phương pháp kết hợp, lạnh đông chậm và tan giá nhanh
Nguyên lý của phương pháp này là hạ nhiệt độ của nguyên liệu thấp xuống làm
lạnh đông chậm nguyên liệu các tinh thể nước đá hình thành sẽ số lượng ít nhưng kích
thước to gây hủy hoại cấu trúc tế bào và mô chứa dầu tạo ra nhiều chỗ rách khi tan giá
dầu sẽ theo các khe hở này thoát ra ngoài. Có thể tách dầu nhưng hiệu quả không cao.
I.3.3.

Phương pháp đóng hộp thanh trùng
Cũng tách được dầu ra, phương pháp này muốn hiệu quả cao phải kết hợp với
phương pháp ép.
I.3.4.

I.4.

Chỉ tiêu chất lượng của dầu cá (theo TCVN)

- Chỉ tiêu chất lượng của dầu cá được đánh giá dựa vào tiêu chuẩn Việt Nam về dầu
mỡ động thực vật.
-

Chỉ số axit theo TCVN 6127: 2010


6
Đồ án công nghệ chế biến thủy sản

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Bảng 1. Chỉ số axit của một số dầu thực phẩm
Dầu hạt
Dầu
Dầu hạt
Dầu oliu
hướng
mầm lúa
cải tinh
Mỡ
nguyên
dương
mì ép
luyện
chất
thô
lạnh

Mẫu

Chỉ số axit
(mgKOH/g
0,080
0,381
)
- Chỉ số xà phòng TCVN 6126:2007

7,48

128,1

Bảng 2. Chỉ số xà phòng của một số dầu thực phẩm
Mẫu
Dầu cải
Dầu cọ
Dầu dừa

Dầu MCT

Chỉ số xà
phòng(mgKOH/g
190,2
)
- Chỉ số iot theo TCVN 6122:2010

1,39

199,5

5,48

Axit béo
kỹ thuật

256,8

334,1

- Chỉ số peroxit theo TCVN 6121:2010

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1.

Quy trình sản xuất dầu cá y học theo phương pháp thủy phân bằng
xút loãng kết hợp nhiệt độ cao.
2.1.1.

Nguyên lý chung.

Sử dụng yếu tố nhiệt độ cao và yếu tố hóa học (xút loãng), thủy phân nhanh
màng tế bào để giải phóng dầu, vitamin A, D tự do ở dạng liên kết.
2.1.2.

Sơ đồ quy trình công nghệ


7
Đồ án công nghệ chế biến thủy sản

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Nguyên liệu

Rửa
Xay nhỏ
Trộn xút
Thủy phân
Lắng đọng
Tách dầu
Làm sạch
Khử nước
Lọc tinh

Tách mỡ cứng

Cân bằng vitamin A

Thành phẩm


8
Đồ án công nghệ chế biến thủy sản
2.1.3.

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Sơ đồ hệ thống thiết bị

Hình 1. Sơ đồ hệ thống thiết bị chế biến dầu cá y học theo phương pháp thủy phân
bằng xút loãng ở nhiệt độ cao
Ghi chú:
1. Cân
2. Bể rửa nguyên liệu
3. Băng tải để ráo và loại bỏ tạp
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

chất
Máy nghiền
Thùng chứa nguyên liệu sau khi
nghiền
Thùng chứa dầu
Máy trộn dầu
Thùng chứa xút
Thiết bị thủy phân
Thùng nước nóng hay nước
muối (để rửa dầu)

Thùng chứa dầu cần phân li
Bơm
Thùng chứa dầu đã rửa
Thiết bị phân li
Thiết bị sấy chân không

Máy lọc hút để lọc tinh
Bộ phận tinh chế lạnh
Thùng chứa chế phẩm vitamin A
cô đặc
19. Thiết bị cân bằng vitamin A
20. Thùng chứa thành phẩm
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.


2.1.4. Thuyết minh quy trình
2.1.4.1.
Nguyên liệu
2.1.5.
Gan cá nhám
hay nguyên liệu động vật thủy sản chứa nhiều dầu và vitamin A ở các dạng bảo quản
khác nhau. Nếu bảo quản đông thì phải tan băng, nếu bảo quản bằng NaCl thì phải làm
nhạt NaCl bằng cách ngâm rửa nhiều lần trong nước cho tới khi hàm lượng NaCl < 3 ÷
5 %.

Trong kỹ thuật

2.1.6.

sản xuất dầu cá, nguyên liệu được chia làm 3 loại sau:


Nguyên liệu gầy hàm lượng mỡ <8 %.



Nguyên liệu vừa hàm lượng mỡ 8 ÷ 20 %.



Nguyên liệu béo hàm lượng mỡ > 20 %.

2.1.7.
Mục đích của
việc phân loại này là để tìm biện pháp xử lý thích hợp, nhằm đạt hiệu suất thu hồi
vitamin A cao nhất.
2.1.7.1.

Rửa

2.1.8. Mục đích: Nhằm loại bỏ bùn đất, tạp chất và vi sinh vật có mặt trên
nguyên liệu sau khi tiếp nhận.
2.1.9. Thực hiện: rửa qua 3 bồn nước sạch. Có thể rửa qua 1 bồn nước muối sau
đó rửa qua 2 bồn nước sạch, nhằm loại bỏ nhớt.
2.1.10. Yêu cầu: Loại bỏ được tạp chất và phần nguyên liệu có dấu hiệu ươn

hỏng.
2.1.10.1.

Xay nhỏ

2.1.11. Mục đích: Phá vỡ tế bào làm tăng diện tích tiếp xúc với xút, giảm bớt
thời gian thủy phân, bảo vệ vitamin A.
2.1.12.
Quá trình xay
nhỏ thường thực hiện trên máy xay có kích thước lỗ sàng 4÷6 mm, nếu kích thước quá
nhỏ và mịn sẽ ảnh hưởng đến quá trình tách tạp chất sau này.

Lưu ý: nếu
nguyên liệu là loại cá gầy thì cần phải bổ sung thêm dầu, vì lượng dầu thấp sẽ không
thể hòa tan triệt để vitamin A có trong nguyên liệu.
2.1.13.

Lượng dầu trộn
thêm thường là 10 ÷ 20 % để sao cho lượng dầu đạt được giống nguyên liệu béo. Đối
với nguyên liệu béo thì không cần phải trộn thêm dầu.
2.1.14.


2.1.15. Ví dụ 1:
2.1.17. hàm lượng
2.1.16. Loại cá

2.1.19. Cá nhám

lipid trong
gan/ trọng
lượng gan
(%)

2.1.20. 40 ÷ 70

2.1.22. Cá ngừ

2.1.23. 7

2.1.18. hàm lượng

vitamin A
(UI/1g dầu)
2.1.21. 2000 ÷ 20 000
2.1.24. 40 000 ÷ 70

000

2.1.25.
2.1.26. Cá ngừ thuộc loại cá gầy, nếu không trộn thêm dầu thì rất khó khăn trong
quá trình rất khó khăn trong quá trình hòa tan vitamin A.
2.1.27. Lipid tự do trong các mô mỡ có thể thay đổi theo trạng thái cơ thể béo
hay gầy, còn lipid ở trạng thái cấu trúc trong nguyên sinh chất thường không thay đổi.
Vitamin có nhiều trong nguyên sinh chất (ở trạng thái kết hợp với protein) và ít thay
đổi theo trạng thái béo, gầy của nguyên liệu. Vì vậy hàm lượng vitamin A không tỉ lệ
thuận với lipid, do đó có nhiều loại cá có hàm lượng lipid cao nhưng hàm lượng
vitamin A thấp.
2.1.27.1.

Trộn xút

2.1.28. Tạo môi trường thực hiện các phản ứng trong quá trình thủy phân.
2.1.29. Lượng NaOH: cần dùng đủ lượng để thủy phân và nâng cao hiệu suất,

chất lượng của dầu. pH môi trường thủy phân cần đạt từ 8,5 ÷ 14 tùy thuộc vào mỗi
loại nguyên liệu. Nếu nguyên liệu là gan và ruột cá thường dùng lượng NaOH ít hơn,
còn nguyên liệu là nguyên con thì dùng nhiều hơn.
2.1.30. Bảng 3: Hàm lượng NaOH cho quá trình thủy phân
2.1.31. Dạng nguyên liệu và

phương pháp bảo quản
2.1.34. Gan có độ béo khác nhau bảo

quản tươi, lạnh đông, đóng
hộp
2.1.37. Gan + ruột cá

2.1.32.

pHth

2.1.33. Lượng NaOH

(% so với
nguyên liệu)

2.1.35.

8,5 ÷
2.1.38.

9 ÷ 10

2.1.36. 0,8 ÷ 1,2
2.1.39. 1,2 ÷ 1,3

2.1.41.
2.1.40. Cá nguyên con

12 ÷

2.1.42. 2 ÷ 2,2

2.1.43.
2.1.44. Nồng độ NaOH: cân NaOH theo hàm lượng đã tính toán, sau đó pha
thành dung dịch NaOH 20% để thủy phân, nồng độ NaOH cần thiết phải thích hợp, nếu


nồng độ quá cao thì quá trình xà phòng hóa và nhũ hóa mạnh, gây hao tổn dầu và
vitamin A.
2.1.44.1.

Thủy phân

2.1.45. Mục đích: thủy phân nhanh màng tế bào giải phóng dầu, vitamin A, D ở

dạng liên kết.
2.1.46. Thiết bị: nồi 2 vỏ, nâng nhiệt bằng hơi nước quá nhiệt, bên trong có cánh

khuấy.
2.1.47. Để tiến hành thủy phân nhanh, truyền nhiệt tốt chống oxy hóa dầu và

vitamin A… thường bổ sung 1 lượng nước gấp 5 lần lượng đạm.

2.1.48. Lượng đạm trung bình của động vật thủy sản được tính theo công thức:
2.1.49. N% = = = 2,8 ÷ 3,2
 Lượng nước cần bổ sung = 5 x 2,8 = 14% hoặc 5 x 3,2 = 16 %

2.1.50.
2.1.51.
2.1.52.
2.1.53.

2.1.54. Hình 2. Thiết bị nồi 2 vỏ, nâng nhiệt bằng hơi nước quá nhiệt.
2.1.55. Nguyên lý hoạt động:


2.1.56. Sản phẩm sau khi cắt nhỏ được đưa vào thiết bị nồi 2 vỏ. Khi thiết bị
hoạt động, khoang hơi sẽ làm nóng sản phẩm, kết hợp với sự hoạt động của động cơ
cánh khuấy, sản phẩm sẽ được làm nóng đều cùng với xút pha loãng, sản phẩm sẽ được
thủy phân nhanh chóng.
2.1.57. Các phản ứng xảy ra trong quá trình thủy phân:

Phản ứng thủy phân các liên kết hóa học: dưới tác dụng của nhiệt độ cao, NaOH
loãng thì màng tế bào bị phá vỡ, các liên kết lipid – protein, vitamin D – protein
và vitamin A – protein cũng bị phá vỡ.
• Dầu được giải phóng hòa tan vitamin A, D. Sự hòa tan vitamin A, D tuân theo
định luật khuếch tán.
•

2.1.58.

= - D.F.

Phản ứng xà phòng hóa xảy ra trong quá trình thủy phân như sau:
2.1.59.
2.1.60.
2.1.61.

2.1.62.

RCOOH

+

NaOH

RCOONa

+ H2O

2.1.63. Phản ứng xà phòng hóa có tác dụng tẩy màu cho dầu, do hiện tượng hấp

phụ các tạp chất, chất màu trên bề mặt của nó. Đồng thời phản ứng xà phòng hóa làm
cho lượng dầu giảm, nồng độ vitamin A, D tăng, làm giảm chỉ số acid của dầu thành
phẩm.
Phản ứng nhũ tương hóa: cũng xảy ra trong quá trình thủy phân và ảnh hưởng
xấu đến quá trình phân li sau này. Vì vậy, cần có biện pháp hạn chế hiện tượng
này bằng cách khuấy đảo ở mức độ hơp lý và có thể bổ sung thêm NaCl.
2.1.64.
COO-

2.1.65.
NaOH

Dầu cá 2.1.66.

2.1.67.
t0C, khuấy đảo
2.1.68.
2.1.69.

R - COOH

R

R

COO-

R

COO-

COO-

R

R

COO-

Nhũ tương tan trong nước

R

COO-


2.1.70.
2.1.71. Cách tiến hành thủy phân


Giai đoạn 1: Chuẩn bị dịch NaOH theo hàm lượng và nồng độ thích hợp. Cho
nước vào thiết bị (lượng nước (14 ÷ 16%) từ từ nâng nhiệt và cho nguyên liệu
vào (lượng nguyên liệu phải được tính toán theo thể tích nồi thủy phân). Nâng
nhiệt từ từ sao cho trong vòng 30 phút đạt được nhiệt độ 50 0C. Sau đó bổ sung
50% dịch xút loãng và nâng nhiệt lên từ từ đến 90÷95 oC trong thời gian 40
phút. Ở giai đoạn này cho phép khuấy đảo lên tục.



Giai đoạn 2: Khi nhiệt độ khối nguyên liệu đạt 90÷95 oC thì bổ sung lượng xút
còn lại và tiếp tục giữ nhiệt 90÷95 oC cho đến khi nguyên liệu nát hoàn toàn.
Giai đoạn này chỉ khuấy đảo gián đoạn.
2.1.71.1.

Lắng đọng và tách dầu

2.1.72. Sau khi kết thúc quá trình thủy phân, hỗn hợp được để lắng trong thời

gian τ = 1,5 ÷ 2 h. Khi đó hỗn hợp phân li thành 4 lớp sau:


Lớp 1: Dầu (là chủ yếu), có lẫn ít tạp chất, chất màu.



Lớp 2: Dầu chủ yếu, xà phòng (ít), nước, xút dư (ít), tạp chất (chất màu, axit
amin…).



Lớp 3: Xà phòng (chủ yếu), nước, xút dư, protein phân tử lượng trung bình, dầu
(ít), tạp chất khác.



Lớp 4: Là lớp bã nguyên liệu nhuyễn nát nằm ở đáy nồi.
2.1.73. Xử lý dịch thủy phân sau khi lắng

2.1.74. Đầu tiên rút phần bã (Lớp 4) ra qua van đáy nồi, dùng cho chăn nuôi
(sản xuất dịch đạm thủy phân cho chăn nuôi, pate gan cho chăn nuôi, bột đạm cho chăn
nuôi).
2.1.75. Sau đó mở van rút phần xà phòng: Lọc riêng phần xà phòng (Lớp 3), rửa

lại thu vitamin và dầu.
2.1.76. Phần dịch lọc đem trộn nước nóng có nhiệt độ 90÷95 oC hay nước muối

NaCl 10 %, với lượng gấp 2 lần lượng dầu cần rửa, cho cánh khuấy hoạt động đảo trộn
10 ÷15 phút, để lắng 1÷2 giờ dầu nổi lên trên, tháo bỏ phần nước, xút, tạp chất, xà
phòng qua van đáy nồi, khi nào thấy vết dầu chảy ra thì dừng lại, tiếp tục làm như vậy
cho đến khi hết dầu
2.1.77. Lớp 2 cũng xử lý tương tự, nhưng dầu nhiều hơn, xà phòng ít.

2.1.78. Lớp 1: lượng dầu nhiều và tinh khiết nhất thì ta lọc sơ bộ rồi chuyển qua

khâu tiếp theo.


2.1.78.1.

Làm sạch và khử nước

2.1.79. Sau khi thu được dầu thì trong thành phần còn 1 lượng tạp chất nhất định

như nước, protein hòa tan… Các tạp chất này sẽ làm cho dầu nhanh chóng bị hư hỏng
trong quá trình bảo quản, do đó cần được làm sạch bằng phương pháp phân li, ly tâm
để tách phần tạp chất và 1 phần nước. Sau đó đưa qua thiết bị sấy chân không để loại
triệt để nước. Ở khâu này nước và protein hòa tan được khử triệt để, nếu còn thì chúng
bị đông tụ và được loại ra bởi thiết bị lọc hút.
2.1.80.
2.1.81.
2.1.82.
2.1.83.
2.1.84.
2.1.85.


2.1.87. Hình3. Thiết bị ly tâm lạnh

2.1.88.
2.1.89. Ly tâm phần lỏng bằng máy ly tâm với tốc độ 5000 vòng/phút trong 30

phút, sau khi ly tâm có sự tách riêng của 3 phần: lipit, dịch thủy phân, cặn ly tâm.

2.1.90.
2.1.91.
2.1.92.
2.1.93.
2.1.94.
2.1.95.
2.1.96.
2.1.97.
2.1.98.
2.1.99.
2.1.100.
2.1.101.
2.1.102.
2.1.103.


Hình 4. Máy sấy chân không đảo trộn

2.1.104.
2.1.105.

Hình 5. Thiết bị lọc khung bản
2.1.106.1. Làm lạnh tách mỡ cứng
2.1.106.

Mỡ cứng là phần dầu cá có nhiệt độ đông đặc cao, khi bảo quản
thường bị đông lại. Dầu cá chứa nhiều loại triglyceride có các gốc acid béo khác nhau.
Nếu tryglyceride nào chứa nhiều acid béo có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ đông đặc
cao thì tryglyceride đó có t0nc, t0dd cao và ngược lại.
2.1.107.

2.1.108.
2.1.109.
2.1.110.

Bảng 4. Nhiệt độ đông đặc của 1 số acid béo

Tên acid
2.1.113.
Oleic (1 nối đôi)
2.1.115.
Linolic
2.1.111.

2.1.112.
2.1.114.
2.1.116.

t0dd (0C)
45
-5

2.1.119.

Linoleic
Arachidoric

2.1.120.

-11

< -11

2.1.121.

Chupadonic

2.1.122.

< -11

2.1.117.

2.1.118.

2.1.123.
Như vậy tryglyceride nào có chứa nhiều acid oleic, linolic sẽ đông
đặc ở nhiệt độ cao. Khi bảo quản dầu ở nhiệt độ 0 ÷ 5 0C có hiện tượng kết tủa vẩn đục,
do các tryglyceride có t0dd cao đông tụ. Phần đông tụ này gọi là mỡ cứng.
2.1.124.


2.1.125.
Để tách mỡ cứng người ta dùng thiết bị lạnh, làm lạnh thì mỡ
cứng đông tụ và sẽ được tách ra. Sau khi tách mỡ cứng dầu không còn vẫn đục, có hàm
lượng vitamin cao.
2.1.125.1. Cân bằng vitamin A
2.1.126.
Sản phẩm dầu cá thu được có hàm lượng Vitamin A không ổn
định và không đạt dầu cá y học. Do vậy cần phải cân bằng vitamin A.
2.1.127.

Xác lập công thức tính toán bổ sung dầu cá có vitamin A đậm đặc:

Giả sử 1 xí nghiệp sản xuất được 1 khối lượng dầu là D SX có hàm
lượng vitamin A trên 1 đơn vị khối lượng là ASX. Theo yêu cầu cần phải cân bằng sao
cho đạt dầu cá y học có hàm lượng vitamin A trên 1 đơn vị trọng lượng là A TC. Giả sử
ta có chế phẩm dầu cô đặc là D CD và hàm lượng vitamin A trên 1 đơn vị trọng lượng là
ACD.
2.1.128.

2.1.129.

Sau cân bằng ta có tổng lượng dầu đạt tiêu chuẩn dầu y học là DTC.
2.1.130.

2.1.131.

Và hàm lượng vitamin A tổng cộng sẽ là:
2.1.132.

2.1.133.

DTC . ATC = DSX. ASX + DCD.ACD (2)

Từ (1) và (2) ta có:
2.1.134.



DTC = DSX + DCD (1)

DCD = DSX .( ATC - Asx )/ (ACD - ATC)

Chú ý: ACD > ATC> Asx

2.1.135.
Ví dụ 2: Một nhà máy sản xuất dầu cá vitamin A có khối lượng
dầu sản xuất là 500kg, có hàm lượng vitamin A là 900 UI/g cần cân bằng để đạt dầu y
học 60 000 UI/g. Biết rằng nhà máy có chế phẩm vitamin A cô đặc với hàm lượng là 1
000 000 UI/g. Xác định khối lượng dầu vitamin A cô đặc cần bổ sung và số lượng viên
dầu cá thu được, cho biết trọng lượng dầu mỗi viên là 0,28g.
2.1.136.

DSX = 500kg = 500. 103 g ; d= 0,28 g

2.1.137.

ASX = 900 UI/g = 900. 0,38. 0,001. 10-3 = 3,42. 10-4 g VTMA/g

2.1.138.

ATC = 60 000 UI/g = 60 000. 0,38. 0,001. 10 -3

= 0,0228 g

VTMA/g
2.1.139.

ACD = 1 000 000 UI/g = 1 000 000. 0,38. 0,001. 10-3 = 0,38

gVTMA/g
2.1.140.

DCD = ?

; N = ? ( 1UI = 0,38 γ vitamin A ; 1γ = 0,001 mg

vitamin A)
2.1.141.

DCD = DSX .( ATC - Asx )/ (ACD - ATC)


= 500. 103. (0,0228 - 3,42. 10-4)/ (0,38 - 0,0228) = 31436,17 g

2.1.142.

N = 31436,17/ 0,28 = 112272 (viên)

2.1.143.
2.2.

Sản xuất dầu cá vitamin cô đặc
2.2.1. Phương pháp xà phòng hóa
2.2.1.1.
Nguyên lý chung

Dùng kiềm để xà phòng hóa toàn bộ hay một phần dầu để thu sản phẩm
vitamine A cô đặc.
2.2.2.

2.2.2.1.

Phương pháp xà phòng hóa toàn bộ

2.2.3.

Thực hiện xà phòng hóa toàn bộ lượng dầu, sau đó dùng dung môi chiết
vitamine A ra.

2.2.4.

Sơ đồ quy trình:

2.2.5.
2.2.6.
2.2.7.
2.2.8.
2.2.9.
2.2.10.
2.2.11.
2.2.12.Phụ liệu
2.2.13.
2.2.14.
2.2.15.Dung môi
2.2.16.
2.2.17.
2.2.18.
2.2.19.
2.2.20.

2.2.21.
2.2.22.

Dầu vitamine Atự nhiên

Xà phòng hóa toàn bộ

Chiết vitamine A
Làm lạnh

Phân li

2.2.23.
Chung đuổi dung môi

2.2.24.
2.2.25.
2.2.26.

Dầu cá

Vitamine A

2.2.27.
2.2.28.

Sấy chân không

2.2.29.
Sản phẩm

2.2.30.
2.2.31.
2.2.32.
2.2.33.
2.2.34.
2.2.35.
2.2.36.
2.2.37.
2.2.38.
2.2.39.
2.2.40.
2.2.41.
2.2.42. Thuyết minh quy trình

Cách tiến hành xà phòng hóa
2.2.43. Lượng xút sử dụng để xà phòng hóa được xác định theo công thức
2.2.44. X = M.K. (g)
2.2.45. Trong đó:
2.2.46. K: chỉ số xà phòng (mg KOH/1g chất béo)
2.2.47. M: lượng dầu cần xà phòng hóa
2.2.48. C: nồng độ % của xút (thường C = 30 – 50%)
2.2.49. : hệ số chuyển đổi KOH sang NaOH
2.2.50. Để phản ứng xà phòng hóa dễ dàng bổ sung thêm 10% C 2H5OH và 15%
H2O so với lượng dầu. Trộn đều rồi từ từ nâng nhiệt và khuấy đảo đều ở điều kiện t 0 =
40 – 600C, thời gian trong 1 giờ.
2.2.51. Việc bổ sung rượu ethylic nhằm mục đích bảo vệ vitamine A khi dầu còn
ít, hòa tan lipit, tạo điều kiện cho dầu tiếp xúc với xút và phản ứng xà phòng hóa xảy ra
nhanh và triệt để hơn. Việc bổ sung nước nhằm tăng cường cho phản ứng xà phòng hóa

và bảo vệ vitamine A. Việc thực hiện ở nhiệt độ thấp do nồng độ xút cao, nếu ở nhiệt
độ quá cao sẽ làm cho hao tổn vitamine A. Nếu thực hiện ở nhiệt độ quá thấp kéo dài
thời gian, không có lợi cho sản xuất.
2.2.52. Muốn kiểm tra xem phản ứng xà phòng hóa hoàn toàn hay chưa, dùng
công cụ lấy mẫu, lấy một ít xà phòng hóa cho vào nước nóng nếu không thấy vết dầu
nổi lên trên là được.
• Chiết vitamine A bằng dung môi
2.2.53. Dùng benzen hay dicloetan chiết vitamine A, sau đó đem làm lạnh để xà
phòng và sterol đông tụ và tách ra dễ dàng. Sau đó đem lọc được dịch chiết. Bã xà
phòng cần chiết lại lần hai để tận dụng lượng vitamine A còn sót lại. Làm lạnh ở nhiệt
•


độ t0 = -50C sterol dễ đông tụ, nếu không tách sterol thì dầu sẽ dần dần bị vẩn đục trong
thời gian bảo quản.
• Xử lý dịch chiết
2.2.54. Dịch chiết đem để lắng, tháo bỏ phần nước và glycerin ở phía dưới. Sau
đó đem chưng đuổi dung môi.
2.2.55. Hơi dung môi được thu hồi và dùng lại, phần còn lại cho một lượng dầu
nhỏ vào hòa tan. Quá trình chưng đuổi dung môi cần thực hiện trong thiết bị chân
không, cuối cùng phân ly tách nước và glycerin.
2.2.55.1. Phương pháp xà phòng hóa 1 phần
2.2.56. Sơ đồ quy trình:

2.2.57.
2.2.58.
2.2.59.
2.2.60.

Dầu vitamin A tự nhiên

2.2.61.
2.2.62.
2.2.63.

Xà phòng hóa một phần

(thời gian giảm ½ so với xà phòng hóa toàn bộ)

2.2.64.
2.2.65.

Lắng

2.2.66.
2.2.67.

Phân li

Xà phòng

2.2.68.
2.2.69.
2.2.70.

Rửa
2 ÷ 3 lần

2.2.71.
2.2.72.

Phân li

2.2.73.
2.2.74.
2.2.75.

Sấy chân không

2.2.76.
Dầu cá vitamin A cô đặc


2.2.77.
2.2.78.

2.2.79.
2.2.80.

2.2.81.
2.2.82.
2.2.83.
2.2.84.
2.2.85.
2.2.86.
2.2.87.

2.2.88.
2.2.89.
2.2.90.

2.2.91.
2.2.92.
2.2.93.
•
•
•
•

Cách tiến hành như sau:

Lượng xút và nồng độ xút được xác định như xà phòng hóa toàn bộ
Thời gian thực hiện = ½ thời gian xà phòng hóa toàn bộ
Không bổ sung C2H5OH và nước
Rửa phân li dầu còn lại từ 2 ÷ 3 lần
2.2.94. Phương pháp chưng phân tử
2.2.94.1. Nguyên lý

2.2.95. Dùng nhiệt độ cao kết hợp với chân không để chuyển các phẩn tử
vitamine A từ dạng lỏng sang dạng hơi sao cho vitamine A không bị phá hủy. Sau đó
lại cho hơi vitamine ngưng tụ thành dạng lỏng để thu được chế phẩm vitamine A cô
đặc có hàm lượng cao.
2.2.96. Phương pháp này có ưu điểm: vitamine A tổn thất không đáng kể, chế

phẩm thu được có hàm lượng từ vitamine A rất cao, có thể cô dặc vitamine A đạt tới
1.000.000 UI/g dầu cá. Phần dầu sau khi tách vitamine A vẫn có thể sử dụng làm dầu
cá thực phẩm, sản xuất dầu bôi trơn, sơn vecni, công nghiệp thuộc da.
2.2.96.1.

Cơ sở lý luận chung của phương pháp chưng cất.

2.2.97. Trong quá trình chưng cất phân tử ở dạng lỏng muốn trở thành dạng hơi
tách khỏi bề mặt chất lỏng, cần phải có một động năng đủ lớn thắng được lực hút của
các phần tử lỏng khác mới có thể bức khỏi bề mặt lỏng khác được, lúc đó quá trình bay
hơi diễn ra. Sau khi chuyển thành dạng hơi các phần tử này chuyển động hỗn loạn,
chúng có thể va đập vào nhau mất năng lượng, kết hợp với nhau bởi lực hút phân tử và
trở lại dạng lỏng. Vì vậy quá trình chưng cất cần phải thực hiện theo kĩ thuật chưng cất
cần phải thực hiện theo kĩ thuật chưng cất để đạt được hiệu quả.
2.2.98. Hành trình tự do trung bình của các phân tử dạng hơi là quãng đường của

các phần tử ở dạng hơi, không chịu bất kì một va đập nào, trong quá trình chuyển động
nhiệt hỗn loạn, kí hiệu λ.
2.2.99. Theo lý thuyết về chuyển động nhiệt phân tử thì hành động tự do trung

bình của phân tử khí được xác định theo công thức.
2.2.100.
2.2.101.

Trong đó:

2.2.102.

λ: hành trình tự do trung bình của các phân tử khí

2.2.103.

d: đường kính phân tử khí

2.2.104.

n: số phân tử khí có trong 1 đơn vị thể tích

2.2.105.

K: hệ số bozmal

2.2.106.

T: nhiệt độ tuyệt đối

2.2.107.

P: áp suất

Nếu λ nhỏ, tức là quãng đường chuyển động tự do trung bình của
các phần tử ngắn, chúng va đập vào nhau mất năng lượng trở về dạng lỏng. Do vậy, để
việc chưng cất đạt hiệu quả cao, người ta nghiên cứu tăng giá trị λ, chế tạo thiết bị
chưng dầu có khoảng cách giữa bề mặt bay hơi và bề mặt ngưng tụ là L nhỏ hơn λ, khi
đó xem như có bao nhiêu phân tử vitamine A bay hơi sẽ tìm thấy bấy nhiêu phân tử
vitamine A ở dạng lỏng tại giàn ngưng tụ.
2.2.108.

Theo công thức xác định λ ở trên, muốn kéo dài hành trình tự do
trung bình λ thì có thể tăng nhiệt độ chưng cất hoặc giảm áp suất. Nếu tăng nhiệt độ
quá mức hợp lý thì vitamine A bị phân hủy, nếu giảm áp suất quá nhỏ thì khó khăn
trong thực tế. Cho nên muốn tăng giá trị λ người ta thường kết hợp tăng nhiệt độ đến
mức hợp lý và giảm áp suất.
2.2.109.

Để xác định được nhiệt độ và áp suất chân không thích hợp, người

ta đã làm thí nghiệm chưng dầu ở áp suất chân không P CK = 10-3 ÷ 10-4 mmHg theo các
khoảng nhiệt độ khác nhau thì thu được các sản phẩm như ở bảng 3.
2.2.110.

2.2.111.

độ

Bảng 5: Thành phần thu được chủ yếu khi chưng theo nhiệt


2.2.112.

Nhiệt độ chưng (0C)

2.2.114.

80 ÷ 100

2.2.116.
2.2.118.

100 ÷ 170
170 ÷ 255

2.2.113.

Chất thu được sau khi

chưng

Tinh dầu essentian +
acid béo tự do
2.2.117.
Acid béo tự do
2.2.119.
Vitamine A + một lượng
nỏ glyceride
2.2.115.

2.2.120.

Ở nhiệt độ t0 = 80 ÷ 1000C, PCK = 10-3 ÷ 10-4 mmHg thu được tinh
dầu essentian có vị cay, mùi thối. Acid béo thu được trong điều kiện này bằng 3%
lượng acid béo tự do trong dầu.
2.2.121.

Ở nhiệt độ t0 = 100 ÷ 1700C, PCK = 10-3 ÷ 10-4 mmHg hầu hết các
acid béo tự do bay hơi và thu được trên giàn ngưng tụ.
2.2.122.

Ở nhiệt độ t0 = 170 ÷ 2550C, PCK = 10-3 ÷ 10-4 mmHg thu được 80
÷ 85% lượng vitamine A trong dầu cá và một lượng nhỏ glyceride. Lượng nhỏ dầu thu
được cùng với vitamine A dạng lỏng là chế phẩm dầu cá vitamine A cô đặc. Như vậy
sau khi chưng, lượng dầu còn lại chưa bay hơi với số lượng khá lớn. Các chuyên gia đã
chọn được điều kiện t0 = 180 ÷ 2500C, PCK = 10-3 ÷ 10-4 mmHg để chưng phân tử
vitamine A trong sản xuất chế phẩm vitamine A cô đặc.
2.2.123.

Ở nhiệt độ và áp suất chân không đó không làm thủy phân
vitamine A , bởi lẽ trong môi trường chân không vitamine A có thể bền tới nhiệt độ >

2000C.
2.2.124.


2.2.125.

Quy trình công nghệ

2.2.126.
2.2.127.

Dầu vitamine A tự nhiên

2.2.128.
2.2.129.

Bài khí

2.2.130.
2.2.131.

Chưng phân tử

2.2.132.
2.2.133.

Phân li

2.2.134.
2.2.135.

2.2.136.

Chế phẩm vitamin A và dầu cá

2.2.137.
2.2.138.
2.2.139.
2.2.140.

Giải thích quy trình công nghệ

2.2.141.

Nguyên liệu: chọn dầu cá vitamine A đã tinh chế, chứa nhiều

vitamin A.
2.2.142.
Bài khí: nhằm đuổi không khí và các hợp chất tinh dầu essentian,
acid béo tự do ra khỏi nguyên liệu bằng cách nâng nhiệt độ lên t 0 = 80 ÷ 1000C, PCK =
10-3 ÷ 10-4 mmHg để đuổi không khí, tinh dầu essentian và một phần acid béo tự do rồi
nâng nhiệt độ lên 1500C để đuổi không khí và toàn bộ acid béo tự do. Sau quá trình bài
khí hỗn hợp chỉ còn glyceride và vitamine A, được đưa sang thiết bị chưng vitamine A.


2.2.143.
Chưng phân tử được thực hiện bằng thiết bị chưng lớp mỏng và
chưng li tâm như sau.
2.2.144.

Thiết bị chưng kiểu lớp mỏng

2.2.145.
2.2.147.

Hình 6. Nguyên lý cấu tạo thiết bị chưng kiểu lớp mỏng
Điều kiện làm việc của thiết bị

2.2.148.

L<λ

2.2.149.

PCK = 10-3 ÷ 10-4 mmHg

2.2.150.

t0 = 180 ÷ 2500C

2.2.146.

Nguyên lý làm việc: Dầu đã bài khí từ thùng chứa dầu đã bài khí
(6) chảy xuống bề mặt bay hơi (2) với lưu lượng thích hợp, được điều chỉnh bằng van
điều chỉnh (8) và khe hẹp (7), dầu lan trên bề mặt bay hơi (2) thành lớp mỏng từ trên
xuống, trong quá trình đó hỗn hợp vitamine A và dầu thu nhiệt từ hệ thống gia nhiệt (1)
và bay hơi ở t0 = 180 ÷ 2500C. Hơi vitamine A chuyển động nhiệt và được ngưng tụ
ngay trên bề mặt ngưng tụ (3) (chúng va chạm vào thành bề mặt ngưng tụ (3) và mất
năng lượng nên trở thành dạng lỏng, đọng ngay trên bề mặt ngưng tụ (3)). Sau đó
vitamine A tự chảy về bình chứa (4). Phần dầu không bay hơi vẫn tiếp tục chảy theo bề
mặt bay hơi (2) và dồn vào phễu hứng và bình chứa dầu (5).

2.2.151.