KHẢO SÁT CÔNG NGHỆ TRUNG HÒA DẦU THEO PHƯƠNG PHÁP LY TÂM (LIÊN TỤC)

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
TP.HCM
KHOA: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MÔN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT

ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT CƠNG NGHỆ TRUNG HỊA
DẦU THEO PHƯƠNG PHÁP LY TÂM (LIÊN
TỤC)
GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN
Lớp: 02DHTP2_thứ 4_tiết 10
Nhóm: 08
SVTH:
1.

TP.HCM, tháng 12 năm 2014


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

1. Tổng quan về trung hòa dầu
1.1. Cơ sở lý thuyết
 Phản ứng trung hòa
-

Phản ứng trung hòa là phản ứng hóa học giữa axít và bazơ. Sản phẩm tạo thành là

muối và nước. Vì thế nó cịn được gọi là phản ứng tạo nước. Ví dụ: NaOH + HCl →

NaCl + H2O
-

Dạng phản ứng này tạo thành nền tảng của các phương pháp thử chuẩn độ để phân

tích axít, trong đó các chất chỉ thị độ pH chỉ ra điểm trung hịa.
 Mục đích trung hịa
-

Mục đích chủ yếu là loại trừ các acid béo tự do ( hạ AV của dầu xuống < 0,2).
Ngồi ra do, do xà phịng sinh ra có khả năng hấp thụ nên chúng kéo theo các tạp

chất như: protid, chất nhựa, chất màu, tạp chất cơ học vào trong kết tủa nên dầu sau trung
hịa khơng những giảm tối đa chỉ số acid mà còn loại trừ được một số tạp chất khác làm
cho dầu có màu sáng hơn.
 Ngun tắc trung hịa
-

Phương pháp chủ yếu 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 (trung hòa gián đoạn) hoặc rửa nhiều lần (dungfmays ly tâm
trung hòa liên tục). Quá trình hình thành xà phịng từ acid béo tự do theo phản ứng:
RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O
1.2. Ý nghĩa trung hịa dầu:
Mặc dầu hàm lượng tạp chất có trong dầu rất ít nhưng nó rất ảnh hưởng đến chất
lượng dầu, làm cho dầu có màu mùi xấu, khó bảo quản lâu dài. Ngồi ra, một số tạp chất
có tính độc làm hạn chế khả năng sử dụng dầu vào mục đích thực phẩm, và các acid béo
trong dầu quá nhiều cũng làm cho dầu dễ bị biến tính ảnh hưởng chất lượng dầu. Trung

hòa dầu sẽ làm giảm hoặc loại bỏ các tác nhân xấu này.
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng:
Page 2


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

Lượng kiềm cho vào: nếu lượng kiềm cho vào ít thì hiệu suất trung hòa kém,
ngược lại nếu lượng kiềm nhiều quá gây hao hụt dầu trung tính.
Nồng độ kiềm: nồng độ kiềm cao phản ứng diễn ra mạnh, hao hụt dầu, đồng thời
cặn xà phịng đóng chặt vào thiết bị, khó rửa. Nếu nồng độ thấp, nước nhiều, xà phịng ít,
lỗng dễ nhũ hóa.
Nhiệt độ trung hịa: nhiệt độ thấp làm cho khả năng tiếp xúc giữa NaOH và dầu
hạn chế, nhiệt độ quá cao sẽ gây hiện tượng keo, dẫn đến việc khi hỗn hợp qua máy ly
tâm khó tách.
Ngồi ra, tốc độ khuấy cũng ảnh hưởng khơng nhỏ. Khi choNaOH vào phải khuấy
trộn để tránh hiện tượng kiềm cục bộ. Nếu tốc độ khuấy cao, hạt xà phòng tạo thành sẽ
nhỏ, làm cho khó kết lắng, tạo nhũ tương. Nếu tốc độ khuấy cao thì trung hịa kém.
Tốc độ khuấy:
 Lúc đầu: 40 vòng/phút
 Lúc sau: 20 vòng/phút.
Cần lưu ý rằng khi trung hịa dầu, kiềm có thể xà phịng hóa cả dầu trung tính sẽ
làm giảm hiệu suất thu hồi dầu tinh luyện. Do đó, khi trung hòa cần khống chế các điều
kiện kỹ thuật để đảm bảo hai mặt: chất lượng dầu sau tinh luyện tốt nhất và mức hao hụt
dầu trung tính thấp nhất.
2. Các phương pháp trung hịa dầu
2.1. Cơng nghệ trung hịa lắng (gián đoạn)
Sơ đồ công nghệ:

Page 3


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

Dầu thơ

Dd NaOH Bé

Khử gum

Trung hịa

Xà phịng

Nước

Rửa nước
lần 1

Nước rửa (1)

Nước

Rửa nước
lần 2

PP

Dầu trung hòa

Nước rửa (2)

Bể lắng

Nước thải

Acid béo thu hồi

Page 4


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

 Ưu điểm:
•

Áp dụng cho các thiết bị có năng suất thấp, công nghệ thực hiện đơn giản, vốn đầu

tư thiết bị thấp, công nghệ sản xuất phù hợp cho các đơn vị sản xuất nhỏ và vừa.
•

Chất lượng dầu tốt.

 Nhược điểm:

•

Kéo dài thời gian.

•

Hiệu suất thu hồi thấp.

•

Diện tích mặt bằng lớn.

•

Tiêu hao ngun liệu cao.

2.2. Cơng nghệ trung hịa bán liên tục:
Sơ đồ cơng nghệ:

Page 5


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

Dầu thơ

Khử gum

Thu hồi acid béo

Trung hịa

Ly tâm

Nước

Nấu xà phịng

80 – 900C

Cặn xà phòng

Rửa nước
lần 1

Ly tâm lần 1

Nước rửa (1)

Rửa nước
lần 2

80 - 900C
Nước

Ly tâm lần 2

Dầu trung hòa

Page 6

Nước rửa (2)


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

 Ưu điểm
•

Thời gian được rút ngắn.

•

Diện tích mặt bằng nhỏ.

•

Tiêu hao nguyên liệu thấp.

 Nhược điểm
• Hạn chế về năng suất
3. Trung hòa dầu theo phương pháp ly tâm liên tục:

Page 7


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

3.1. Sơ đồ cơng nghệ:
Soude 12o Be

Dầu thơ
Lọc cặn
Thủy hóa hơi gum (tùy loại dầu)
Lưu lượng nguyên liệu vào 2000-3000 l/giờ
Nhiệt độ đâu 80-90oC

Nhiệt độ 90oC
Lượng tùy AV

Máy trộn thủy lực (Mixer)

Áp lực máy 0.5 ÷1 bar

Máy li tâm tách bã

Cặn xà phòng

Mở van nước đáy máy và van nước trên máy, để
cho máy li tâm tách bã tốt, máy lâu bị dơ
Chỉnh van ép dầu ra để dầu vừa đủ trong (P<2
bar)
(Ring regular 0= 140÷144)
Dầu đã trung hịa
Nước nóng 90oC

Máy li tâm rửa nước lần 1

Nước rửa 1
(vào bồn phân li)

Thỉnh thoảng mở van nước đáy máy
Chỉnh van ép dầu ra để dầu vừa đủ trong (P<
bar)
Ring regular 0=120÷128
Dầu đã rửa nước lần 1
Nước nóng 90oC
AV<0,2

Máy li tâm rửa nước lần 2

Nước rửa 2

Chỉnh van ép dầu ra để dầu vừa đủ
trong (P< bar)
Ring regular 0=120÷128

XP: khơng đổi màu
Phenolphtalein

Dầu đã rửa nước lần 1
Page 8

TẨY MÀU

Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

3.2. Thuyết minh quy trình cơng nghệ:
Dầu sau khi xác định chỉ số AV. Lượng soude được tính tốn, dầu và soude được
bơm theo tỉ lệ bằng bơm đến thiết bị trộn thủy lực. Sau đó dầu được đưa vào thiết bị li
tâm tách cặn xà phòng đến bồn trung gian có lượng nước nóng được thêm vào sau đó
được chuyển vào máy li tâm tách nước lần 1 và tiếp tục tách nước lần 2 cùng lượng nước
nóng và máy li tâm giống như lần 1. Cuối cùng dầu được đem thử lại cịn cặn xà phịng có
trong dầu hay không (bằng chỉ thị PP). Dầu sau 2 lần rửa nước cho phép hàm lượng cặn
xà phịng cịn sót lại trong dầu ≤ 0,0005% PPM. Có AV ≤ 0,2 mgKOH/g.
3.2.1. Trung hòa
Trước hết cần nâng nhiệt độ dầu và dung dịch kiềm lên đến mức quy định. Mở
máy khuấy và cho dung dịch xút vào từ từ, sau khi cho hết cần khuấy thêm 20 – 30 phút
và nâng nhiệt độ lên một chút. Khi xà phòng tạo thành từng hạt và nhanh chóng lắng
xuống, thì ngừng khuấy, và để lắng.
 Chế độ trung hòa:
Phun đều dung dịch kiềm lên mặt dầu trung hòa, vừa phun vừa kkhuấy trong nhiệt
độ thích hợp. Sau khi phun hết dung dịch kiềm thì cho tiếp dung dịch muối ăn với nồng
độ 3 – 4%. Dung dịch muối ăn có tác dụng xúc tiến nhanh việc phân ly cặn xà phòng ra
khỏi dầu.
 Thiết bị trung hòa dầu

Page 9


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

Hình: Cấu tạo bồn trung hòa
1 – Thân nồi

6 – Motor

2 – Lớp vỏ kém

7 – Các loa phun kiềm

3 – Máy khuấy kiểu chấn song

8 – Nhiệt kế

4 – Trục khuấy

9 – Thước đo mức dầu

5 – Bộ phận giảm tốc

10 – Van an tồn

Hóa chất: thường dùng nhất là NaOH hoặc KOH. Người ta cũng có thể dùng
Na2CO3, như nhược điểm là tạo ra khí CO2 trong q trình trung hòa làm dầu mỡ bị khuấy
đảo khiến xà phòng sinh ra bị phân tán và khó lắng, mặc khác nó tác dụng kém với các
loại tạp chất khác ngồi axit béo tự do, nên việc sử dụng Na2CO3 rất hạn chế.
 Các yếu tố ảnh hưởng:
Nồng độ dung dịch kiềm: khi nồng độ kiềm cao, lượng kiềm dư nhiều, nhiệt độ cao
thì phản ứng xà phịng hóa dầu mỡ nhanh, kiềm có thể xà phịng hóa cả dầu mỡ trung tính
làm giảm hiệu suất thu hồi dầu tinh luyện. Do đó theo kinh nghiệm thì mỗi nồng độ kiềm

đều phải tương ứng với một nhiệt độ thích hợp và phẩm chất dầu mỡ. Nồng độ kiềm càng
cao thì dùng cho các loại dầu mỡ có chỉ số axit cao và nhiệt độ khi tinh luyện phải thấp.
Page
10


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

Lượng soude sử dụng được tính theo cơng thức sau:
mddNaOH= =
Trong đó:
A: chỉ số axit của dầu mỡ (mg KOH)
D:khối lượng dầu mỡ đem đi trung hòa (kg)
a: nồng độ % của dung dịch NaOH
Lượng kiềm dư: tuy nhiên lượng kiềm sử dụng trong thực tế thường lớn hơn lượng
kiềm tính theo lí thuyết, vì ngồi tác dụng với axit béo tự do, kiềm còn tác dụng với các
tạp chất khác có tính axit (tùy vào phẩm chất của dầu thơ). Tùy thuộc vào thành phần tạp
chất và màu sắc của dầu thô mà quyết định lượng dư cụ thể, thường khoảng 5÷50% so với
lí thuyết.[1]
 Các biến đổi:
Vật lí: hàm lượng axit béo tự do trong dầu giảm, khối lượng, thể tích đều giảm.
Hóa học: xảy ra phản ứng trung hịa
NaOH + RCOOH  RCOONa + H2O
Ngồi ra cịn có phản ứng thủy phân:

Hóa lý: có sự phân lớp giữa cặn xà phịng và dầu. Mặc khác do có nước nên cũng
hình thành một phần hệ nhũ tương nước/ dầu.
 Thông số kỹ thuật:

Page
11


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

Việc tách acid béo ra khỏi dầu mỡ đòi hỏi các điều kiện sau:
-

Tác nhân cho vào để tách axit béo phải có khả năng nhanh chóng phản ứng với axit

béo tự do, khơng tác dụng với dầu trung tính.
- Hỗn hợp nhanh chống phân lớp và phân lớp triệt để.
- Dầu trung tính lẫn trong cặn dễ dàng tách ra bằng các phương pháp đơn giản.
- Không tạo thành dung dịch nhũ tương dầu.
Trong phương pháp trung hịa, kiềm ngồi việc phản ứng với axit béo tự do còn tác
dụng với dầu trung tính theo phản ứng ngược của phản ứng este hóa cho ra glycerin và xà
phịng làm hao hụt lượng dầu trung tính. Do đó, trước khi tiến hành trung hịa, ta tiến
hành thí nghiệm xác định chỉ số axit để từ đó có thể chọn chế độ trung hịa thích hợp. [1]
Chỉ số axit béo tối đa cho phép của dầu sau trung hòa là 0,2 mg KOH/g chất béo.
 Nguyên tắc hoạt động:
Trước khi cho dầu vào thiết bị trung hòa, người ta đo chỉ số acid để xác định được
lượng và nồng độ kiềm cần để trung hịa dầu. Sau khi được thủy hóa, dầu được đưa vào
thiết bị trung hòa, bơm hoạt động sẽ bơm dung dịch NaOH vào thiết bị. Tại đây, NaOH sẽ
được phun đều lên bề mặt dầu và máy khuấy hoạt động liên tục để phản ứng trung hòa
xảy ra nhanh chóng. Đồng thời lớp vỏ kép gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp cho phản ứng
tùy theo loại dầu đang xử lý. Sau đó dầu được rửa bằng dung dịch muối với nồng độ 3 –

4% để tách cặn xà phòng ra.
3.2.2. Rửa dầu
 Mục đích
Loại bỏ hết xà phịng trong dầu, ngồi ra protein và các tạp chất nhầy khi gặp nước
nóng sẽ trương nhũ ra và chuyển thành dạng khơng hịa tan và tất cả sẽ được tách ra khỏi
dầu.
Bơm thêm nước nóng vào khuấy trộn với dầu để bơm rửa những hạt xà phòng còn
lưu lại trong hỗ hợp đi vào máy ly tâm để phân ly.
Nước thải rửa xả theo đường ống vào bể xả.
Page
12


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

Dầu sau khi khử gum, keo, acid đi sang giai đoạn tẩy màu.


-

Tiến hành
Để loại bỏ hết xà phòng trong dầu, cần tiến hành rửa dầu liên tục nhiều lần.
Lượng nước rửa mỗi lần khoảng 3 – 5% so với dầu.
Số lần rửa khoảng 2 – 3 lần
Nhiệt độ nước rửa 80 – 900C.
Dùng máy ly tâm thể lỏng để phân ly nước ra khỏi dầu.
Dầu sau khi rửa phải định tính xà phịng.
u cầu dầu sau khi rửa:

Chứa tối đa 0,005% xà phịng. Có thể kiểm tra nhanh bằng thuốc thử

phenolphthalein.
- Khơng có hiện tượng nhũ hóa, tách lớp.
 Thiết bị ly tâm dĩa
Máy phân ly siêu tốc loại dĩa có nhiều loại: loại hở, loại kín, loại nửa kín, loại tháo
bã bằng tay và bằng ly tâm. Đây là nhóm có nhiều máy nhất trong các loại máy ly tâm
siêu tốc. Máy ly tâm siêu tốc loại dĩa dung để phân li huyền phù có hàm lượng pha rắn
nhỏ hoặc phân ly nhũ tương khó phân ly. Máy ly tâm siêu tốc loại dĩa dung để tách bơ
trong sữa, tinh luyện dầu thực vật và lắng trong các chất béo.
Bộ phận chủ yếu của máy là rôto gồm các dĩa chồng lên nhau với một khoảng cách
thích hợp. Nếu phân li nhũ tương trên các dĩa đều có khoan lỗ, ở dĩa giữa các lỗ phải nằm
trên đường thông thẳng đứng, qua đó sản phẩm ban đầu đi vào khe hở giữa các dĩa.
Khoảng cách giữa các dĩa 0,4÷1,5 mm. Dĩa trên được giữa nhờ các gân trên mặt ngồi của
dĩa dưới. Độ nghiêng của dĩa nón cần đủ đảm bảo để dầu trung hòa trượt xuống tự do
(thường góc nửa đỉnh nón từ 30÷50o).

Page
13


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

Hình: Máy ly tâm lắng phân ly nhũ tương kiểu dĩa
Máy có thể làm việc liên tục hoặc gián đoạn. Máy làm việc gián đoạn trong trường
hợp tháo bã bằng tay.
- Ưu điểm: của loại máy này là mức độ phân ly cao, thể tích rơto lớn.
- Nhược điểm: là cấu tạo và lắp ráp khó, nhất là với mơi trường ăn mịn.

3.2.3. Sấy dầu
 Mục đích
Chuẩn bị: cho q trình tẩy màu sau này. Vì sự có mặt của nước trong dầu sẽ ảnh
hưởng đến khả năng tẩy màu của các tác nhân hấp phụ màu.
Bảo quản: hàm ẩm sẽ giảm đáng kể, tăng khả năng bảo quản dầu.
 Tiến hành:
Ở những nhà máy hiện đại có thể sấy trong các thiết bị chân không. Với những cơ
sở thủ công thì có thể sấy ở áp suất thường với nhiệt độ 105 0C, khi sấy cần khuấy đảo để
tạo điều kiện thuận lợi cho hơi nước dễ bốc đi, cần tránh nhiệt độ cao làm cho dầu mỡ
biến chất trở thành màu thẫm.
Thời gian sấy: 45 – 60 phút, do tốc độ bốc hơi của nước trong dầu quyết định, phụ
thuộc vào:
Page
14


Công nghệ sản xuất dầu thực vật







GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

Nhiệt độ sấy (105 - 1100C)
Áp suất chân không trong nồi (do có sự hút khí tạo thành).
Bề mặt bốc hơi (khuấy mạnh hay nhẹ).
Sự phân bố trạng thái của nước trong dầu.

Sự phân bố hàm lượng nước trong dầu cũng ảnh hưởng đến q trình sấy. Hàm
lượng nước càng ít thời gian sấy càng ngắn.
Áp suất P < 10 mmHg.
Yêu cầu độ ẩm của dầu sau sấy: độ ẩm tối đa cho phép 0,05  0,1%.

 Biến đổi
Vật lý: hàm ẩm giảm đáng kể do bốc hơi nước trong quá trình sấy. Nhiệt độ tăng.
Hóa lý: xảy ra q trình bốc hơi nước.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Page
15


Công nghệ sản xuất dầu thực vật

GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

[1] Nguyễn Quang Lộc- Lê Văn Thạch- Nguyễn Nam Vinh, Kỹ thuật ép dầu và chế biến
dầu, mỡ thực phẩm, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1995

Page
16