Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT TINH LUYỆN

CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT TINH LUYỆN

Tải bản đầy đủ - 0trang

2.2. Thuyết minh quy trình

2.2.1. Ly tâm

2.2.1.1. Mục đích

Tách dầu ra khỏi các tạp chất như hạt rắn, các hạt phân tán, một lượng nhỏ các chất

gây mùi, vị. Chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo (quá trình thủy hóa và trung hòa).

2.2.1.2. Ngun tắc

Sử dụng lực ly tâm thay cho trọng lực ở phương pháp lắng để phân ly dầu và tạp chất,

do đó làm tăng được tốc độ phân ly đồng thời phân ly được các cặn có kích thước bé

2.2.1.3. Phương pháp tiến hành

Dựa trên cơ sở tác động của trường ly tâm tới hệ không đồng nhất gồm 2 hoặc nhiều

pha. Ly tâm các hệ chất lỏng không đồng nhất được thực hiện bằng 2 phương pháp:

• Lọc ly tâm qua tường đột lỗ của rotor, vách lọc được đặt ở phần trong của rotor

(máy ly tâm lọc).

• Lắng ly tâm qua rotor lắng có đoạn ống liền (máy ly tâm lắng)

Ly tâm dầu được tiến hành như sau: Dầu theo ống tiếp liệu vào phần dưới của rotor và

theo mức độ chuyển động lên, trên được phân ra thành những cấu tử nặng và nhẹ. Cấu

tử nặng sẽ qua các lỗ được phân bổ ở tường rotor rồi vào đĩa rót ở dưới và tiếp tục qua

đoạn ống để đưa ra ngồi.

2.2.1.4. Thiết bị





Hình 2.2. Sơ lược cấu tạo máy ly tâm siêu tốc



1. Động cơ

2. Đỉnh dẫn động



3. Phớt chắn



4. Bộ phận tháo,

nạp chất lỏng



17



5. Cánh quạt

6. Bộ hãm



7. Ống nhập liệu

• Mơ tả cấu tạo



8. Bệ



9. Vỏ



10. Con lăn ép



Máy ly tâm có cấu tạo thân hình trụ, đáy hình cầu có lắp bộ phận cánh quạt kết hợp

với tường và sử dụng lực ly tâm để tách tạp chất ra khỏi dầu.

• Nguyên lý hoạt động

Khi máy hoạt động, dầu sẽ đi qua vòi phun của ống nạp liệu (7) đi vào phần dưới của

rotor và khi quay cùng rotor (5), dầu sẽ chảy theo tường của nó theo hướng dọc trục.

Theo mức độ chuyển động dọc theo rotor, dầu bị phân lớp tương xứng với tỷ trọng của

các phần trong thành phần chất lỏng. Khi đó, tạp chất rắn sẽ bị tách ra khỏi dầu, và bị

lắng trên tường rotor, còn chất lỏng qua lỗ trên ở đầu rotor được đưa vào ngăn rót và

sau đó vào thùng chứa. Khi kết thúc sự phân chia, máy được dừng lại nhờ bộ phận

hãm (6), tháo rotor cùng cặn, thiết lập sự an tồn và lặp lại chu kỳ hoạt động.

• Thơng số kỹ thuật

Tốc độ ly tâm: 12500÷45000 vòng/phút.

2.2.2. Thủy hóa

2.2.2.1. Mục đích

Mục đích của phương pháp thủy hóa là loại tạp chất có thể hydrate hóa thành dạng

khơng hòa tan trong dầu như: photphotide, sáp, protein và phức chất,…

Giảm chỉ số acid của dầu mỡ do các tạp chất keo có tính acid (protein lưỡng tính) phát

sinh kết tủa và do tác dụng hấp phụ của kết tủa cũng kéo theo một số acid béo tự do ra

khỏi dầu.

Mục đích chính của q trình thủy hóa bằng nước là sản xuất dầu mà khơng bị đóng

cặn suốt q trình vận chuyển và tồn trữ.

Ngồi ra q trình thủy hóa còn mang lại nhiều lợi ích tiềm năng như:

Cần thiết cho quá trình sản xuất leucithin vì các gum đã hydrate hóa là ngun liệu thơ

cho quy trình sản xuất leucithin.

Giảm lượng dầu thất thốt vì các gum nếu khơng được loại bỏ sẽ hoạt động như những

chất tạo độ nhớt trong q trình trung hòa, do đó làm tăng lượng dầu sót trong cặn xà

phòng.

Giảm lượng phế liệu của q trình tinh luyện dầu (vì giảm lượng cặn dầu và sự tái sử

dụng phosphatide,…)



18



2.2.2.2. Nguyên tắc

Phương pháp này dựa vào phản ứng hydrate hóa để làm tăng độ phân cực của các tạp

chất keo hòa tan trong dầu mỡ, do đó làm giảm được độ hòa tan của chúng trong dầu

mỡ.

Dầu mỡ là một loại dung môi không cực nên có khả năng hòa tan một số loại tạp chất

khơng phân cực hoặc phân cực yếu. Vì vậy cần phải biến đổi các tạp chất thành có

phân cực hoặc phân cực mạnh thì độ hòa tan của tạp chất trong dầu sẽ giảm xuống và

tách ra khỏi dầu.

Có nhiều phương pháp thủy hóa khác nhau như: thủy hóa bằng nước. thủy hóa bằng

dung dịch nước muối lỗng, thủy hóa bằng dung dịch điện ly (NaCO 3,…), thủy hóa

bằng acid (phosphoric, citric,…) hoặc thủy hóa bằng enzyme,… Lựa chọn phương

pháp thủy hóa thích hợp dựa vào tính chất và hàm lượng tạp chất của dầu thô.

Trong kỹ thuật tinh luyện dầu mỡ, tác dụng hydrate hóa được thực hiện bằng cách sử

dụng một lượng nhất định nước nóng hoặc dung dịch loãng các chất điện ly (NaOH,

NH4Cl, BaCl2, NaCl, natri silicac, các acid vô cơ,…) trộn với dầu mỡ ở một nhiệt độ

thích hợp để phân cực hóa và kết tủa các tạp chất.

Thường là quá trình bắt buộc đối với quy trình tinh luyện dầu bằng phương pháp vật lý

vì giảm hàm lượng các tạp chất, đặc biệt là cac photphatide và kéo theo các tạp chất

khác trong đó có các kim loại có khả năng xúc tác cho quá trình oxy hóa dầu.

Để dầu tinh luyện bằng phương pháp vật lý đạt chất lượng tốt thì hà lượng photpho

trong dầu phài nhỏ hơn 5ppm trước quá trình khử mùi bằng hơi nước bão hòa.



19



2.2.2.3. Phương pháp tiến hành

Dầu thơ

Nước (2%)



Gia nhiệt

(60 – 71oC)

Khuấy trộn

(30 phút)

Ly tâm



Gum đã

hydrate

hóa



Bốc hơi chân khơng

(50 mmHg – 82,2oC)

Làm nguội

(49 - 55oC)



Dầu đã

thủy hóa

Hình 2.3. Sơ đồ q trình thủy hóa bằng nước



Q trình thủy hóa được thực hiện như sau: Đầu tiên đun nóng dầu đến nhiệt độ 4550oC, sau đó vừa khuấy trộn vừa cho nước nóng vào. Lượng nước cho vào tùy từng

loại dầu nhưng thường chiếm 0,5–2% (so với khối lượng dầu). Sau khi cho nước vào

tiếp tục khuấy trộn thêm 10 phút nữa, sau đó để n trong vòng 1 giờ. Cặn lắng xuống

dưới đáy, tháo cặn ra trước và tháo dầu ra sau.

Q trình thủy hóa là cơng đoạn khơng thể thiếu đối với việc tinh chế dầu vì

photpholipid có dinh dưỡng cao nên dễ tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển làm ảnh

hưởng đến chất lượng của dầu thành phẩm. dầu sau khi thủy hóa có chỉ số acid nhỏ

hơn dầu trước khi thủy hóa khoảng 0,1 – 0,4%, do các thành phần háo nước có tính

acid đã được loại ra.



20



Nhiệt độ rất quan trọng trong q trình thủy hóa vì nhiệt độ tăng cao sẽ làm giảm tốc

độ q trình hydrate hóa và tăng tính hòa tan của photpholipid trong dầu, tuy nhiên

nhiệt độ quá thấp sẽ làm tăng độ nhớt của dầu, làm cho các tạp chất khó kết tủa.

Ưu điểm:

• Rẻ tiền hơn các phương pháp thủy hóa khác, đơn giản.

• Quy trình sản xuất leucithin đơn giản hơn, ít tạp chất hơn.

Nhược điểm:

• Khơng loại hết hồn tồn photpholipid mà chỉ loại được các photpholipid có thể

hydrate hóa được mà khơng loại được các phospholipid khơng thể hydrate hóa

được như: các muối Ca và Mg của acid phosphatidyl ethanolamine. Do đó, dầu sau

thủy hóa thường chứa 80 – 200 ppm phospholipid, tùy thuộc vào loại và chất lượng

dầu thơ nói chung và mức độ hoạt động của enzyme phospholipase nói riêng

(enzyme xúc tác cho phản ứng tạo acid phosphatide từ các phosphatide có thể

hydrate hóa). Phương pháp thủy hóa này thường khơng thích hợp cho dầu có hàm

lượng phospholipid khơng thể hydrate hóa cao như dầu đậu nành, dầu hướng

dương.

2.2.2.4. Các yêu cầu kỹ thuật

Hàm lượng nước đưa vào: Lượng nước dùng thủy hóa thường khoảng 2% so với lượng

dầu hoặc bằng 75% lượng phosphatide có trong dầu. nếu lượng nước dùng q ít thì

độ nhớt của dầu lớn, vì vậy hiệu suất thủy hóa thấp. nhưng nếu lượng nước quá lớn sẽ

gây phản ứng thủy phân dầu, dẫn đến tổn thất dầu.

Nhiệt độ thực hiện quá trình: Nhiệt độ tối ưu là 40-50oC.

Cường độ khuấy trộn và thời gian khuấy trộn cũng ảnh hưởng đến q trình thủy hóa.

2.2.2.5. Các biến đổi của dầu sau q trình thủy hóa

• Biến đổi vật lý

Giảm đi đáng kể hàm lượng các tạp chất trong dầu: phospholipid, protein,… Dưới tác

đụng hydrate hóa, chỉ số acid trong dầu sẽ giảm. do các tạp chất keo có tính acid (các

protein lưỡng tính) phát sinh kết tủa và một số acid béo cũng bị lôi cuốn theo kết tủa,

khối lượng và thể tích của nguyên liệu giảm. Đồng thời hàm ẩm cũng tăng lên.

• Biến đổi hóa học



21



Phospholipid sẽ phản ứng với nước, tính tan trong dầu giảm. do đó ta có thể dễ dàng

tách ra khỏi ngun liệu.

Ngồi ra còn xảy ra phản ứng thủy phân dầu trung tính tạo thành các diglyceride,

monoglyceride, glycerin và acid béo tự do.

• Biến đổi hóa lý

Phospholipid trở nên háo nước, tạo thành các hạt keo đơng tụ.

2.2.2.6. Thiết bị



Hình 2.4. Sơ lược cấu tạo nồi thủy hóa dầu



1. Cửa cho nước vào

2. Bộ phận khuấy trộn

3. Ống dẫn hơi

• Mô tả cấu tạo



4. Cửa tháo dầu

5. Cửa nạp dầu

6. Cửa tháo cặn



Thiết bị thủy hóa có cấu tạo thân hình trụ đáy cơn có lắp bộ phận gia nhiệt và có cánh

khuấy. Có thể dùng ngay nồi luyện kiềm (còn gọi là nồi trung hòa). Trong những năm

gần đây, người ta đã tiền hành nghiên cứu thiết bị thủy hóa kiểu ống, dầu mỡ và hơi

nước được tạo ra dòng đối lưu và trên cơ sở đó thực hiện q trình thủy hóa liên tục.

• Ngun lý hoạt động

Dầu được đưa vào thiết bị thủy hóa và được nâng lên đến nhiệt độ 45 – 50 oC nhờ bộ

phận gia nhiệt vỏ áo (3). Sau đó động cơ sẽ truyền động đến bộ phận khuấy trộn (2)

tiến hành thủy hóa, đồng thời nước được cho vào từ từ ở cửa cho nước vảo (1). Sau khi



22



cho nước vào tiếp tục khuấy trộn thêm 10 phút nữa, sau đó để yên trong vòng 1 giờ.

Cặn lắng xuống dưới đáy (6), tháo dầu ra sau ở cửa tháo dầu (4).

• Thơng số kỹ thuật

Nhiệt độ dầu: 60 – 70oC.

Tần số quay của cánh khuấy: 3 vòng/phút.

Thời gian thủy hóa: 30 phút.

2.2.3. Trung hòa

2.2.3.1. Mục đích

Mục đích chính của q trình trung hòa là loại trừ các acid béo tự do. Ngồi ra, xà

phòng sinh ra còn có khả năng hấp phụ nên chúng có thể kéo theo các tạp chất như

protein, chất nhựa, các chất màu và cả nhưng tạp chất cơ học vào trong kết tủa, do đó

làm giảm chỉ số acid của dầu mỡ và loại được một số tạp chất khác làm cho dầu sáng

màu hơn.

2.2.3.2. Nguyên tắc

Phương pháp này chủ yếu dựa vào phản ứng trung hòa acid bằng kiềm. Dưới tác dụng

của dung dịch kiềm, các acid béo tự do và các tạp chất mang tính acid sẽ tạo thành các

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 và rửa nhiều lần.

Ví dụ như q trình hình thành xà phòng từ các acid béo tự do:

RCOOH + NaOH  RCOONa + H2O

Ngồi ra trong một số điều kiện khác có thể tạo thành xà phòng acid:

2RCOOH + NaOH  RCOONa.RCOOH + H2O



23



2.2.3.3. Phương pháp tiến hành

Dầu đã thủy hóa



Gia nhiệt

(80–100oC)



NaOH



2–3% NaCl

10%



Khuấy trộn

(30 phút)

Lắng

(3–6h)

Gạn cặn



Cặn xà

phòng



Dầu đã

trung hòa

Hình 2.5. Sơ đồ của q trình trung hòa



Q trình trung hòa được thực hiện như sau: Trước hết cần phải nâng nhiệt độ dầu và

nhiệt độ dung dịch kiềm đến mức quy định. Mở máy khuấy trộn và cho dung dịch

kiềm vào từ từ, sau khi cho hết cần phải khuấy thêm 20 -30 phút và có thể nâng nhiệt

độ lên một ít đến khi xà phòng tạo thành từng hạt và lắng xuống, đồng thời chỉ số acid

còn lại khơng q 0,3mg KOH thì ngừng khuấy và để yên khoảng 3 – 6 giờ để lắng xà

phòng. Nếu như xà phòng tạo thành ở dạng nhỏ li ti hoặc dạng nhũ tương khó phân ly

thì trước lúc kết thúc cần cho thêm khoảng 2 – 3% dung dịch muối ăn có nồng độ

10%, hay có thể cho khoảng 0,1 – 0,2% dung dịch natri silicac nồng độ 35 – 38 oBé để

có thể tăng tốc độ lắng của xà phòng.

Sau khi để yên trong thiết bị sẽ phân ra 3 lớp: trên là lớp dầu trung tính, giữa là xà

phòng, dưới là nước muối. Tháo bỏ dung dịch muối, còn cặn xà phòng cho vào một

dụng cụ riêng để xử lý thu hồi dầu trung tính.



24



2.2.3.4. Các yêu cầu kỹ thuật

Pha dung dịch kiềm: Thường pha trong thùng đặt trên cân để xác định trọng lượng mỗi

lần cho vào. Việc xác định nồng độ có thể dùng tỷ trọng kế để xác định rồi đối chiếu

bảng tra tìm ra nồng độ cần thiết khi pha nồng độ chính xác.

Xử lý sơ bộ: Trước khi trung hòa, nếu dầu có nhiều cặn có thể lắng hoặc lọc trước, nếu

như nhiều nước thì có thể xử lý bằng muối ăn bằng cách cho muối hạt hoặc nước muối

vào dầu đã đun nóng ở 80 – 90oC rồi để lắng và tháo bỏ lớp dưới.

2.2.3.5. Các biến đổi của dầu sau q trình trung hòa

• Biến đổi vật lý

Hàm lượng acid béo tự do trong dầu giảm nên thể tích, khối lượng dầu đều giảm.

• Biến đổi hóa học

Xảy ra phản ứng trung hòa:

RCOOH + NaOH  RCOONa + H2O

Ngồi ra còn xảy ra phản ứng thủy phân:



• Biến đổi hóa lý

Có sự phân lớp giữa cặn xà phòng và dầu. Mặc khac do có nước nên cũng hình thành 1

phần hệ nhũ tương dầu/nước.



25



2.2.3.6. Thiết bị



5



6



8

9



4

3

1



10



2



Hình 2.6. Sơ lược cấu tạo thiết bị trung hòa



1. Thân nồi

2. Lớp vỏ kép để đun nóng

3. Máy khuấy kiểu chấn song

4. Trục khuấy

5. Bộ phận giảm tốc

• Mô tả cấu tạo



6. Motor

7. Các loa phun

8. Nhiệt kế

9. Thước đo mức dầu

10. Van an tồn



Thiết bị trung hòa có cấu tạo hình trụ, đáy hình nón, phía trên có nắp. Các chi tiết kèm

theo có máy khuấy, vòng ống phun kiềm, dưới đáy có cấu tạo 2 lớp vỏ để đun nóng

bằng hơi nước, nếu như nồi lớn còn có thêm hệ thống ống xoắn đun nóng gián tiếp ở

phía trong nồi.

• Thơng số kỹ thuật

Nhiệt độ dầu: 60 – 70oC.

Nồng độ dung dịch kiềm: 9,5%.

Nồng độ muối ăn: 10%.

Nhiệt độ trung hòa: 55 - 60 oC.



26



• Ngun lý hoạt động

Thiết bị trung hòa làm việc gián đoạn (nhập liệu vào liên tục, dầu được tháo ra theo

chu kì).

Dầu đã được gia nhiệt trước theo mức quy định sẽ vào thiết bị trước bằng cửa nạp dầu

ở phía trên. Dung dịch kiềm nóng được đưa vào từ từ nhờ bộ phận ống phun kiềm (7).

Động cơ truyền động cho bộ phận khuấy (3,4) để tiến hành trung hòa dầu. Kết thúc

quá trình, ngưng hoạt động bộ phận khuấy, tiến hành cho dung dịch muối ăn vào thiết

bị và đợi lắng. Tháo dung dịch nước muối và dầu ở cửa tháo dầu, cặn xà phòng tháo ở

đáy thơng qua cửa tháo cặn.

2.2.4. Rửa dầu

2.2.4.1. Mục đích

Dầu sau khi thủy hóa, trung hòa vẫn còn một số tạp chất tan trong dầu như cặn xà

phòng, một số cặn lơ lửng chưa tách được như phosphatide.

Mục đích của q trình rửa dầu là để loại hết xà phòng cũng như các tạp chất còn sót

lại trong dầu sau trung hòa.

2.2.4.2. Ngun tắc

Dựa vào khả năng phản ứng với xà phòng làm mất tính gây nhũ hóa của chúng, tạo

thành tủa và lắng xuống đáy thiết bị của dung dịch nước muối.

2.2.4.3. Phương pháp tiến hành

Tiến hành rửa dầu nhiều lần, lượng nước rửa mỗi lần khoảng 15 – 20% so với dầu, số

lần rửa khoảng 3 – 6 lần.

Trước tiên dùng nước muối nồng độ 10% ở nhiệt độ 90 – 95 oC, sau đó dùng nước

nóng 95 - 97 oC. Mỗi lần rửa đều phải khuấy đều rồi để yên khoảng 40 – 60 phút, rồi

tháo nước rửa ở dưới, nước rửa có thể tập trung để thu hồi đầu và xà phòng.

2.2.4.4. Các yêu cầu kỹ thuật

Nhiệt độ tiến hành quá trình: 90 – 95oC.

Thời gian kết lắng: Thời gian phân lớp xà phòng – dầu.

Hàm lượng nước: Phụ thuộc vào thể tích mẻ dầu tinh luyện và lượng cặn trong dầu.

Dầu sau khi rửa phải có hàm lượng xà phòng nhỏ hơn 0,005%.



27



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT TINH LUYỆN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×