Tổng quan về một số loại dầu có giá trị dinh dưỡng cao

Tổng quan về một số loại dầu có giá trị dinh dưỡng cao

Phần I: Nguyên liệu sản xuất dầu

I/ Thành phần hóa học của hạt dầu:

_ Thành phần của hạt dầu bao gồm: các chất lipit, các chất không béo, các chất không xà phòng hóa, các hợp chất có Nitơ (có đặc tính protein và phi protein), các chất gluxit và dẫn xuất của chúng, các nguyên tố khoáng (chất tro)

_ Trong đó thành phần lipit là cấu tử hóa học quan trọng của hạt dầu, nó quyết định giá trị sử dụng công nghiệp

_ Hàm lượng lipit dao động từ 1/4 đến 3/4 khối lượng hạt Trong các hạt dầu, lipit thường liên kết với các chất khác, với protein, sacarit và các dẫn xuất của chúng, tạo thành các kiểu hợp chất khác nhau và bền vững Trong

đó triglixerit là thành phần chiếm chủ yếu 95-98% của lipit quả và hạt dầu

II/ Các nguyên liệu dầu chủ yếu:

15,6-17,05,1-5,713,9-18,9

12,9-14,056,0-59,41,7-2,1

2,98-3,312,7-3,12,83-3,71

0,9-0,990,06-0,071,18-1,27

Hàm lượng các nhóm lipit trong các sản phẩm chế biến

(% lượng lipit chung)

1,120,010,02

0,4342,119,2

0,872,53,1

_2,815,54

0,753,874,21

2/ Bông:

Giá trị kinh tế chủ yếu của cây bông là lấy sợi bông Do phương hướng trồng bông là để thu được sợi với chất lượng cao nhất, nên đã dẫn đến tình trạng hàm lượng dầu trong hạt vẫn ở mức thấp

25,5-29,434,1-37,53,4-4,6

12,4-18,71,2-2,139,4-51,4

4,2-4,54,9-5,21,2-1,9

20-2230-341-2

4-62-517-18

4-54-63-4

5/ Đậu tương:

Đậu tương là loại cây có đạm có dầu Protein của hạt đậu có hoạt tính sinhhọc cao và có thể hỗ trợ khi thiếu protein động vật Phần lớn hạt đậu tương dùng để sản xuất dầu thực phẩm và chế phẩm protein

41,336,97,0

14,617,321,0

4,34,03,8

6/ Lạc:

Hạt lạc có nhiều protein, tiêu hóa tốt ở cơ thể người Vì vậy phần lớn hạt lạc được dùng để làm thức ăn trực tiếp hay để chế biến thành những sản phẩm thực phẩm khác nhau trong sản xuất bánh kẹo Hạt còn dùng để sản xuất dầu thực phẩm

19,8-20,28,8-9,418,9-19,76,5-7,025,3-26,9

18,0-19,230,2-34,020,1-20,667,1-68,40,6-0,9

3,9-4,08,4-9,82,9-3,12,8-3,02,4-2,7

8/ Cải dầu:

Dầu lấy từ hạt cải dầu và bột cải được dùng trong công nghiệp thực phẩm

và công nghiệp dược liệu

Công nghệ sản xuất dầu

Hiện nay trong công nghiệp sản xuất dầu được áp dụng 2 phương pháp:_ Phương pháp ép bằng các máy ép có cơ cấu khác nhau

_ Phương pháp trích ly bằng các dung môi hữu cơ

DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT DẦU

GVHD: ThS Tôn Nữ Minh Nguyệt 5

Thu nhận vận chuyển hạt

Sấy hạtLàm sạch

Khô

VỏTạp chất

Khô

Cặn dầuBã

Cặn dầuDầu thô

Phần II: Sơ chế nguyên liệu có dầu

I/ Tách nhân khỏi vỏ:

a/ Nguyên nhân:

_ Dầu có trong các mô của hạt dầu phân bố không đều, phần dầu chủ yếu ởnhân hạt, trong khi đó ở vỏ quả và vỏ hạt chỉ có một lượng rất ít với thànhphần không giống lipit của nhân

_ Vì vậy, khi chế biến hầu hết các loại hạt dầu cần tiến hành tách nhân, môchứa dầu chủ yếu khỏi lớp vỏ ngoài của hạt (vỏ hoặc hạt vỏ quả) chứa ít dầu

b/ Mục đích:

_ Tách vỏ khỏi nhân sẽ làm tăng thêm hàm lượng dầu của nguyên liệu chếbiến do được loại bỏ phần ít dầu, nâng cao năng suất thiết bị công nghệ, tăngchất luợng dầu do lipit của vỏ hạt với thành phần chủ yếu là sáp và các chấttương tự không chuyển vào dầu làm giảm giá trị mặt hàng Bởi vì:

+ Vỏ hạt và vỏ quả lại có tính xốp nên khi tiếp xúc với dầu có khả năng hấpthụ dầu, hình thành liên kết giữ dầu lại (thấm dầu), làm tăng tổn thất dầutrong sản xuất

+ Vỏ hạt và vỏ quả có độ bền cơ lớn hơn nhân rất nhiều, nên khi nhân lẫn

vỏ hạt hoặc vỏ quả sẽ làm giảm hiệu suất làm việc của các máy và thiết bị,gây chóng mòn các bộ phận làm việc của máy

_ Tỉ lệ hài hòa giữa độ ẩm của vỏ và độ ẩm của nhân ảnh hưởng quan trọngđến hiệu quả xay xát hạt và phân ly vỏ khỏi nhân Nhân cần ẩm hơn vỏ Từ

đó, khi phá vỡ vỏ khô sẽ giòn, nhân sẽ dai, giữ nguyên được hình dạng nhân

và dễ dàng tách khỏi vỏ

 Trong công đoạn sơ chế phải bao gồm các khâu phân loại hạt theo kíchthước và điều hòa độ ẩm cho hạt

SƠ ĐỒ SƠ CHẾ NGUYÊN LIỆU TRƯỚC KHI TÁCH CHIẾT DẦU

Làm sạch ra khỏi tạp chất

Sấy hạtLàm sạch hạt khỏi tạp chấtĐiều hoà độ ẩmXay,xát vỏPhân ly hỗn hợp xayNghiền nhân hạtGia công nhiệt ẩm bột nghiền

Tách dầu sơ bộNghiền khô dầuGia công nhiệt ẩm bột khô dầu

Chế biến bột dẹt

Trích ly

Ép kiệt

Hạt sạchTạp chấtHạt khôHơi nướcHạt sạchTạp chất

Hỗn hợp xay

NhânVỏBột nghiềnBột chưng sấy

DầuKhô dầu

Bột khô dầuBột khô dầu

Bột khô dầu dạngdẹt (bột dẹt)Nguyên liệu có dầu

 Tuyển lựa hạt theo kích thước và điều hòa độ ẩm:

_ Khi xát vỏ, hạt có cỡ đồng đều, nhân giữ được nguyên hình dạng, tronghỗn hợp xay ít hạt sót, ít tấm và bụi dầu so với trường hợp xát vỏ không quaphân loại theo cỡ

_ Việc phân loại hạt theo kích thước đạt hiệu quả chế biến cao khi xay xáthạt hướng dương, các loại hạt quả và hạt cải dầu

+ Phá vỡ vỏ hạt do kết quả của sự va đập lên bề mặt rắn

+ Phá vỡ vỏ hạt do cắt hạt bằng các cơ cấu dao

+ Phá vỡ vỏ hạt bằng nén ép trong khe giữa các trục quay

_ Các nhân tố ảnh hưởng đến xay xát vỏ hạt:

_ Vỏ hạt dầu là phần phế thải, làm giảm năng suất thiết bị công nghệ và làmtăng tổn thất dầu theo khô dầu

_ Phương pháp phổ biến để tách vỏ khỏi nhân là dùng các máy sàng để phân

ly theo kích thước, sau đó phân ly tiếp bằng quạt gió nhờ tính chất khí độnghọc của các thành phần

_ Các thiết bị thường dùng để phân ly hỗn hợp xay:

+ Phân ly vỏ nhân bằng máy sàng quạt MrS-50

+ Phân ly hỗn hợp xay bằng máy sàng điện

+ Tách vỏ hạt bằng máy sàng lắc kép

+ Tách nhân hạt khỏi vỏ bằng máy sàng đập

+ Tách nhân khỏi vỏ hạt bằng máy sàng tính

+ Tách nhân khỏi vỏ bằng máy sàng lắc V-120

II/ Nghiền hạt dầu và nhân hạt:

_ Nghiền nhân và hạt dầu nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệuchứa dầu để dầu dễ dàng thoát ra khỏi phần protein khi ép cơ học hoặc trích

ly Hạt hoặc nhân nguyên sau khi bị nghiền phá vỡ cấu trúc lại tạo ra cho bộtnghiền có cấu trúc mới

_ Có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để nghiền nguyên liệu códầu: mài, cán, cắt và đập

 Những biến đổi hóa học và sinh hóa học của hạt khi nghiền:

_ Dầu trong nội bào sau khi được giải phóng ra do việc phá vỡ cấu trúc tếbào khi nghiền, hấp phụ trên một diện tích rộng lớn ở bề mặt các hạt bột.Khi đó, trong dầu bắt đầu qua các quá trình oxy hóa và thủy phân, vì các hệenzym của hạt trong tế bào bị phá vỡ chỉ giảm một phần hoạt tính và sau khi

bị phá vỡ cấu trúc, tạo ra khả năng tiếp xúc rộng lớn giữa dầu và Oxy, khôngkhí ẩm của khí quyển Trên bề mặt bột, có sự phát triển mạnh các hệ vi sinhvật, vì bao giờ trong bột nghiền cũng có mặt vi sinh vật

_ Cường độ các quá trình phá hủy xảy ra trong bột càng mạnh khi dầu càngđuợc giải phóng ra dưới dạng một lớp màng mỏng, phủ ở bề mặt trong cũngnhư mặt ngoài các hạt bột

_ Khi nghiền hạt cũng có khả năng làm biến tính các chất protein với mức

độ nào đó

 Ảnh hưởng của độ ẩm hạt đến quá trình nghiền:

_ Hạt ẩm dẻo hơn nhưng ít giòn hơn hạt khô, do đó, sự biến dạng dẻo tănglên khi độ ẩm hạt tăng lên Hạt ẩm khi nghiền sẽ bị cán bẹp, không bị đập

vỡ Bột nghiền thoát ra khỏi khe trục có dạng dẹt, trong khi đó từ hạt khô sẽthu được bột tơi, mịn, nhiều cám, tấm

_ Tăng độ nhiệt cũng ảnh hưởng đến đặc tính nghiền Tăng độ nhiệt, tínhdẻo của hạt cũng tăng lên

Phần III: Tách sơ bộ dầu từ nguyên liệu có dầu

_ Khi chế biến các loại hạt có hàm lượng dầu cao, việc tách dầu được tiếnhành theo 2 bước: tách sơ bộ (vỡ) và tách kiệt (lại) từ nguyên liệu đó

_ Mục đích: Việc chế biến nguyên liệu có dầu có bước tách dầu sơ bộ sẽnâng đuợc năng suất máy ép kiệt lên 30%, giảm lượng dầu tổn thất theo khôdầu 1-1,2% , hạ giá thành dầu xuống 14-18% và thu được 50% dầu chấtlượng tốt và loại I

_ Áp dụng tách sơ bộ dầu từ nguyên liệu có dầu trong trường hợp bước táchkiệt dầu tiếp theo bằng các máy ép vít ép kiệt dầu hoặc trích ly

_ Có thể sử dụng các loại máy ép với cơ cấu khác nhau để tách sơ bộ dầu,khô dầu Ép sơ bộ được đem xử lý để ép lại hoặc trích ly trong các thiết bịtrích ly, lấy nốt lượng dầu còn lại Tách dầu sơ bộ chưa phải là giai đoạntách dầu cuối cùng, mà là một công đoạn công nghệ chuẩn bị để tách hoàntoàn lượng dầu có trong nguyên liệu.

_ Khô dầu ép sơ bộ thường có hàm lượng dầu trong phạm vi 12-18% còn ởkhô dầu ép kiệt 4,5-8%

_ Gia công bột chưng sấy trước khi tách dầu được thực hiện theo 2 giaiđoạn:

+ Giai đoạn đầu: Gia công bột chưng sấy cho ép sơ bộ

+ Giai đoạn 2: Gia công bột chưng sấy cho ép kiệt dầu bằng các máy épkiệt hoặc trích ly lượng dầu còn lại trong khô dầu ép sơ bộ

_ Thực hiện tách dầu sơ bộ ở độ nhiệt bột chưng sấy 75-1050C, độ ẩm bộtchưng sấy 6-12%, thực hiện tách kiệt dầu bằng các máy ép kiệt ở độ nhiệtbột chưng sấy 110-1250C và độ ẩm bột dưới 4%

I/ Gia công nhiệt ẩm (chưng sấy) nguyên liệu có dầu:

 Nguyên nhân:

_ Dầu trong bột phân bố ở dạng màng mỏng trên mặt các hạt bột nghiền,bám giữ bằng lực liên kết bề mặt, về trị số lớn hơn nhiều so với áp lực màcác máy ép dầu hiện đại có thể tạo ra

_ Tách dầu đạt hiệu quả một khi làm mất đi hoặc ít ra làm giảm một cách rõrệt bề mặt giữ dầu có trong bột Khi làm ẩm bột bằng nước sẽ làm yếu mốiliên kết của dầu, dầu chuyển sang trạng thái tự do Tiếp theo, thực hiện sấykhô bột bằng đun nóng Dưới tác động của ẩm và nhiệt, tính chất cơ lí củabột nghiền sẽ thay đổi, từ bột nghiền trở thành bột chưng sấy

 Mục đích:

Tạo ra cho nguyên liệu có một cấu trúc mới, thuận lợi cho việc tách kiệtdầu với chi phí điện năng ít, đồng thời, trong thời gian đó không làm biếnđổi 1 cách đáng kể các chất protein và dầu

 Quá trình chưng sấy bột:

_ Bột rơi lên bề mặt đun nóng được làm nóng lên và nước trong bột khi tiếpxúc với bề mặt đun nóng sẽ bốc thành hơi Hơi bốc ra sẽ xông vào lớp bộtrồi thoát ra ngoài Đây là quá trình chuyển dịch của các phân tử hơi nước._ Hơi nước khi đi qua lớp bột sau khi truyền nhiệt cho bột sẽ bi nguội,ngưng tụ thành những hạt nước Độ ẩm của nguyên liệu ở lớp tiếp xúc với

bề mặt truyền nhiệt sẽ giảm, bột ở lớp giữa và lớp trên được tăng ẩm

_ Ẩm ngưng tụ lại thấm xuống đến lớp tiếp xúc với bề mặt truyền nhiệt, tiếp

đó lại tạo thành hơi bốc lên, lớp bột thô cứ thế dời chỗ lên đến lớp mặt Bằngcách đó, ẩm ở dạng hơi thấm đều vào nội tâm các hạt bột và đảo trộn đềutoàn bộ lớp bột trong nồi, kể từ lớp sát mặt truyền nhiệt đến lớp trên cùng

_ Khi độ ẩm nguyên liệu đạt 3-3,5% thì phân bố ẩm theo chiều cao lớpnguyên liệu đã thỏa mãn độ đồng đều.

 Gia công nhiệt ẩm nguyên liệu co dầu, vì vậy, có tầm quan trọng đặc biệt,quyết định chất lượng công việc chuẩn bị nguyên liệu dùng để ép sơ bộ, épkiệt hoặc trích ly dầu

_ Để sự phân bố ẩm và nhiệt được đồng đều, trong lúc gia công nhiệt ẩm cầnkhuấy trộn Cường độ khuấy bột càng mạnh càng tạo điều kiện thuận lợi cho

ẩm thâm nhập vào tất cả các hạt bột trong khối

_ Mỗi loại hạt dầu được gia công nhiệt ẩm ở 1 chế độ nhiệt thích hợp riêng,không được phép làm quá ẩm cũng như quá nhiệt Bột chưng sấy quá ẩm vàquá nhiệt trở thành một khối chảy dẻo, dầu không thoát ra khi ép Khi bộtquá ẩm bị giảm độ nhiệt sẽ xảy ra đóng cứng, xuất hiện khả năng thoát 1phần dầủơ áp suất nén nhỏ (0,1-0,4 MPa)

_ Các chất protein trong bột chưng sấy ở độ nhiệt 75-800C và độ ẩm 10% đãxảy ra biến tính sâu sắc

Mức độ biến tính của các chất protein trong thời gian gia công bột chưngsấy phụ thuộc vào độ nhiệt va thời gian chưng sấy bột và cường độ lực cơhọc trong các máy ép sơ bộ tác động lên bột ép

 Những biến đổi trong phần dầu (lipit) và phần ưa nước (phi lipit) của

bột nghiền khi gia công nhiệt ẩm:

a/ Những biến đổi vật lý:

_ Ở giai đọan đầu của chưng sấy (làm ẩm) phần ưa nước (phi lipit) sẽ trươngnở.Do làm ẩm ở nhiệt độ không cao,tính dẻo của bột tăng lên.Các hạt lien kết với nhau thành cục vón.Trong các hạt bột đã trương nở,mối lien kết giữa dầu và phần ưa nước bị yếu,chiều dày các màng dầu tăng dần và chuyển lên

bề mặt các hạt bột.Do phần ưa nước trương lên,nên thể tích bột cũng tăng lên.Khi đó dầu từ bên trong các khe vách chuyển ra mặt ngoài

_ Sang giai đoạn hai của chưng sấy, bột được đun nóng, các chất protein bị biến tính làm thay đổi tính dẻo của bột nghiền.Sự biến tính của protein sẽ làm giảm tính dẻo của bột, chuyển bột dẻo dầu sang dạng cứng có cấu trúc sạn

_ Khi độ nhiệt tiếp tục tăng lên,tính dẻo của protein đã bị biến tính lại được nâng lên.Tính dẻo tiếp tục tăng khi tăng độ nhiệt lên cao nhưng đến độ nhiệt 150-1800C bột chưng sấy lại trở nên chảy lỏng, mặc dù protein đã bị biến tính sâu sắc

b/ Những biến đổi hóa học:

_ Sự biến đổi trong bột nghiền cũng như bột chưng sấy khi chưng sấy phụ thuộc vào độ nhiệt, độ ẩm và thời gian tác động của nhiệt và ẩm.Tất cả các chất phần phi lipit đều rất nhạy cảm với độ nhiệt cao.Ngoài sự biến tính vì nhiệt của protein,còn xảy ra sự tương tác hóa học giữa lipit với các chất protein và gluxit của hạt tạo ra các chất mới.Quá trình hóa học diễn ra phức tạp làm mất đi nhiều hợp chất và gây biến đổi sâu sắc thành phần hóa học ban đầu của nguyên liệu có dầu

_ Quá trình oxi hóa và các quá trình khác xảy ra mạnh trong các phức chất của lipit vá do đó làm giảm chất lượng của dầu.Cùng với các quá trình hóa học,trong giai đoạn đầu của chưng sấy còn xảy ra các quá trình hóa sinh học

ở độ nhiệt 60-700C Đáng kể nhất là quá trình thủy phân.Dưới tác động của enzyme lipaza xảy ra thủy phân triglixerit, dưới tác động của enzym

fetfelipaza thủy phân các photpholipit.Khi nhiệt độ tăng cao hơn các enzyme

bị ức chế ,sự hoạt động của chúng bị ngừng trệ

 Các phương pháp gia công nhiệt ẩm (chưng sấy) bột nghiền:

Trong công nghiệp đã sử dụng một số phương pháp sau đây để xử lí

nguyên liệu có dầu:

+ Chưng sấy khô

+ Chưng sấy ẩm

+ Chưng sấy dưới áp suất

+ Chưng sấy trong chân không

 Chưng sấy khô:

_ Không đưa nước vào làm ẩm bổ sung cho bột ở giai đoạn đầu của chưng sấy

_ Chưng sấy khô được áp dụng cho trường hợp bột nghiền có độ ẩm cao hơn

độ ẩm yêu cầu đối với bột chưng sấy khi ra khỏi giai đoạn đầu của chưng sấy Thực tế ở trường hợp này chưng sấy bắt đầu ngay từ giai đoạn 2, làm thoát ẩm từ nguyên liệu

_ Thực hiện chưng sấy khô bằng cách nâng dần độ nhiệt bột trong nồi chưngsấy lên mức độ nhiệt qui định

 Chưng sấy ẩm:

_ Làm ẩm nguyên liệu bằng phun nước rồi đun nóng bột Thông thường 2 việc này thực hiện đồng thời bằng hơi và nước hoặc chỉ bằng hơi nước._ Nâng độ ẩm của bột ở giai đoạn đầu của chưng sấy đến độ ẩm nhất định nhằm dung nước đẩy dầu ra khỏi các khe vách chứa dầu Sang giai đoạn hai của chưng sấy, bột được nâng lên độ nhiệt cao hơn Từ đây quá trình diễn ra giống như chưng sấy khô

 Trong quá trình chưng sấy khô và chưng sấy ẩm xuất hiện hiện tượng tự xông hơi Tự xông hơi lá 1 quá trình xử lí bột chưng sấy xảy ra do nước từ lớp bột phía dưới tạo thành hơi bốc lên lớp bột phía trên trong nồi chưng sấyThông thường hiện tượng tự xông hơi xuất hiện khi chưng sấy bột ở giai đoạn hai trong các nồi chưng sấy tầng lúc hãm bớt của thoát hơi nước thông

ra ống xả hơi

 Do bột trong nồi được tự xông hơi,bột chưng sấy đồng đều hơn về kích thước, nhiệt và ẩm Đồng thời cũng phá vỡ thêm cấu trúc tấ bào chứa dầu, góp phần làm tăng hiệu suất tách dầu từ bột ép

 Chưng sấy dưới áp suất:

_ Xử lí bột nghiền bằng tác động của ẩm, nhiệt và áp suất được tạo ra trong nồi chưng sấy bột

_ Thiết bị gia công nhiệt ẩm là loại nồi kín, trong đó được tạo ra áp suất dư (dưới 0,05-0,1 MPa).Thời gian xử lí nguyên liệu trong áp suất đó là 10-15 phút Ưu điểm của phương pháp là nhiệt và ẩm nhanh chóng thâm nhập vào giữa các hạt bột, đồng đều về độ nhiệt và độ ẩm nhanh nên rút ngắn thời gian gia công nguyên liệu trong nồi chưng sấy

 Chưng sấy trong chân không:

Là quá trình xử lí nguyên liệu trong thiết bị có áp suất thấp hơn áp suất khí quyển, giúp cho quá trình thoát ẩm của nguyên liệu được nhanh chóng, hạn chế sự biến tính của protein do nhiệt