Luận Văn Khảo sát quy trình tái chế và bảo quản dầu thực vật

TÓM LƯỢC
Dầu và các sản phẩm chứa dầu là những mặt hàng tiêu dùng hàng ngày rất
cần cho sản xuất và đời sống. Hàng năm, việc sản xuất dầu và việc mở rộng mặt hàng
có nguồn gốc từ dầu không ngừng được tăng lên.
Ngoài ý nghĩa dùng làm thực phẩm, dầu còn được dùng trong nhiều ngành
công nghiệp.Hiện nay, trong tỉnh An Giang nói riêng và cả nước nói chung, tình hình
chế biến thực phẩm có sử dụng dầu thực vật là rất lớn .Vì vậy, số lượng dầu thải ra rất
lớn. Ngoài ra, một số hộ dân sản xuất và buôn bán nhỏ họ thải ra cống, rãnh hoặc thảy
ra sông gây lãng phí và ô nhiểm môi trường. Vì vậy, đây có thể là một đề tài mới về
lảnh vực này nhằm làm giảm bớt sự lãng phí và làm giảm sự ô nhiểm do dầu phế
phẩm thải ra và đây cũng là lý do tôi thực hiện đề tài nghiên cứu này.
Đề tài “Khảo sát quy trình tái chế và bảo quản dầu thực vật ” được đặt ra để
giải quyết vấn đề này.
Thí nghiệm tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến từng công đoạn
trong quy trình tinh luyện dựa trên quy trình sản xuất lý thuyết:
- Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng nước muối sử dụng đến quá
trình hydrate hóa. Thí nghiệm được tiến hành hydrate hóa ở 3 mức nhiệt độ 70-800C,
80-900C, 90-1000C và lượng nước muối với 5 tỉ lệ: 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, so với
lượng dầu.
- Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian khuấy trộn đến quá trình hydrate hóa.
Thí nghiệm được khảo sát ở 5 mức thời gian: 0, 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút.
- Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ NaOH 0.1N đến quá trình trung hòa.
Thí nghiệm được tiến hành ở 8 mức độ: 0 ml, 2 ml, 4 ml, 5,55 ml, 6 ml, 8 ml, 10 ml,
12ml.
- Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng dung dịch NaOH sử dụng đến
quá trình trung hòa. Thí nghiệm được khảo sát ở 3 mức nhiệt độ: 50-600C, 60-700C,
70-800C và lượng dung dịch NaOH0.1N ở 4 mức: khối lượng tính theo lý thuyết, dư
0.45 ml, 2.45 ml, 4.45 ml, 6.45 ml so với lượng tính theo lý thuyết.
2
- Khảo sát sự tác động của BHA, BHT, TBHQ và hỗn hợp BHA:BHT:TBHQ
(1:1:1) đến khả năng bảo quản dầu. Thí nghiệm được tiến hành khảo sát ở 12 mức
độ: BHA 0,01%, BHA 0,02%, BHA 0,03%, BHT 0,01%, BHT 0,02%, BHT 0,03%,
TBHQ 0,01%, TBHQ 0,02%, TBHQ 0,03%, hỗn hợp 0,01%, hỗn hợp 0,02%, hỗn
hợp 0,03%.
Kết quả nghiên cứu cho thấy:
- Nhiệt độ hydrate hóa tốt nhất là 90-1000C và lượng nước muối cần dùng là
15%.
- Thời gian khuấy trộn thích hợp nhất là 20 phút.
- Nồng độ NaOH 0.1N phù hợp nhất là 8 ml.
- Nhiệt độ trung hòa cho kết quả tốt là 60-700C với lượng NaOH 0.1N sử
dụng dư 2.55 ml so với lượng tính theo lý thuyết.
- Dùng chất bảo quản TBHQ với nồng độ 0,02% cho kết quả bảo quản cao
nhất.
- Hiệu suất cho cả quy trình tái chế dầu ở quy mô phòng thí nghiệm là: 95,78
%.
3
MỤC LỤC
Nội dung Trang
LỜI CẢM TẠ------------------------------------------------------------------------------- 1
TÓM LƯỢC--------------------------------------------------------------------------------- 3
MỤC LỤC----------------------------------------------------------------------------------- 4
DANH SÁCH BẢNG---------------------------------------------------------------------- 9
DANH SÁCH HÌNH--------------------------------------------------------------------- 12
Chương I. GIỚI THIỆU----------------------------------------------------------------- 13
1.Đặt vấn đề-------------------------------------------------------------------------------- 13
2.Mục tiêu nghiên cứu------------------------------------------------------------------- 15
Chương II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU----------------------------------------------- 17
1.Tổng quan về dầu thực vật (oil cooking)------------------------------------------- 17
2.Sự oxy hoá chất béo (Quá trình hư hỏng dầu )----------------------------------- 19
2.1.Ôi hoá học------------------------------------------------------------------------------ 20
2.2.Ôi sinh hoá học-------------------------------------------------------------------------21
2.3.Quá trinh thuỷ phân tự xúc tác------------------------------------------------------- 21
3. Những khái niệm hiện đại về sự tự oxy hóa dầu thực Vật---------------------23
3.1 Đặc tính dầu mỡ là cơ chất tự oxy hoá --------------------------------------------- 23
3.2. Sự khơi mào các phản ứng mạch của sự tự oxy hoá------------------------------24
3.3. Sự tham gia cxủa các ion kim loại có hoá trị thay đổi vào sự khơi mào của phản
ứng mạch tự oxy hoá-----------------------------------------------------------------------25
4.Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ của sự tự oxy hoá dầu----------------------- 25
4.1.Ảnh hưởng của axit béo tự do đối với sự tự oxy hoá dầu------------------------ 25
4.2. Ảnh hưởng của oxy ở môi trường xung quanh đến sự tự oxy hoá dầu-------- 26
4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự tự oxy hoá dầu-----------------------------------26
4.4. Ảnh hưởng của các ion kim loại có hoá trị đến sự tự oxy hoá dầu------------- 26
4.5. Ảnh hưởng của tia năng lượng và sự bức xạ ion hoá đến sự tự oxy hoá dầu- 27
5 Những khái niệm hiện đại về cơ chế kiềm hãm sự tự oxy hoá dầu mỡ------ 28
5.1.Sự kìm hãm do các chất ức chế làm đứt mạch sự tự oxy hoá-------------------- 28
4
5.2.Kìm hãm sự tự oxy hoá do các chất ức chế làm giảm tốc độ phát sinh mạch nhánh
thái hoá-------------------------------------------------------------------------------------- 29
5.3.Khử hoạt tính xúc tác của các hợp chất của các hợp chất chứa kim loại------- 29
5.4. Tính hiệp trợ là cơ sở của việc ứng dụng sự phối hợp các chất ức chế có cơ chế
tác dụng khác nhau------------------------------------------------------------------------- 30
6. Bảo quản dầu thực vật và phương pháp tăng cường độ bền vững của chúng
trong thời gian bảo quản---------------------------------------------------------------- 31
6.1.Ảnh hưởng của quá trình tách dầu đối với độ bền vững của chúng trong thời gian
bảo quản------------------------------------------------------------------------------------- 31
6.2.Ảnh hưởng của quá trình tinh chế đối với độ bền vững của dầu trong thời gian
bảo quản----------------------------------------------------------------------------------------
6.3.Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và đóng gói đối với độ bền vững của dầu trong
thời gian bảo quản-------------------------------------------------------------------------- 34
7 Các phương pháp xác định đặc tính lí hoá của dầu----------------------------- 37
7.1.Phương pháp xác định màu sắc, mùi và độ trong - TCVN 2627 -78-----------37
7.1.1. Màu sắc : xác định màu sắc bằng phương pháp cảm quan-------------------37
7.1.2.Xác định mùi------------------------------------------------------------------------- 37
7.1.3.Xác định độ trong------------------------------------------------------------------ 37
7.2.Phương pháp xác định tỷ khối ( TCVN 2629 -78 )--------------------------------37
7.3.Phương pháp xác định hàm lượng nước và chất bay hơi ( TCVN 2631 -78)-- 39
7.4.Phương pháp xác định chỉ số peroxyt ( TCVN 2632 -78 )----------------------- 39
7.5.Phương pháp xác định chỉ số iot( TCVN 2634 -78 )------------------------------40
7.6.Phương pháp xác định chỉ số axit ( TCVN 2639 -78 )----------------------------42
8 Các đặc trưng chất lượng dầu thực vật tinh luyện ( TCVN 6047:1995)----- 43
8.1.Màu sắc : đặc trưng cho sản phẩm đã định----------------------------------------- 43
8.2.Mùì và vị ------------------------------------------------------------------------------- 43
8.3.Chỉ số axit------------------------------------------------------------------------------ 43
8.4.Chỉ số peroxit : không quá 10 mili đương lượng peroxit / kg dầu-------------- 43
9. Các phụ gia thực phẩm ( TCVN 6047:1995 )-------------------------------------43
5
9.1.Các phẩm mầu------------------------------------------------------------------------- 43
9.2 Các loại hương liệu ------------------------------------------------------------------- 43
9.3.Các chất chống oxy hoá--------------------------------------------------------------- 44
9.3.1 BHA (butylated hydroxyanisole)-------------------------------------------------- 44
9.3.2. BHT (butylated hydroxytoluene)------------------------------------------------- 45
9.3.3. TBHQ (tert-butylhydroquinone)-------------------------------------------------- 45
9.4.Cơ chế hoạt động của các chất chống oxy hoá-------------------------------------46
9.5.Các chất điều phối chống oxy hoá--------------------------------------------------- 47
9.6. Phương pháp lắng-------------------------------------------------------------------- 47
9.6.1. Phương pháp ly tâm---------------------------------------------------------------- 48
9.6.2. Phương pháp lọc------------------------------------------------------------------- 48
9.7. Các phương pháp tinh luyện hóa học-----------------------------------------------48
9.7.1. Phương pháp thuỷ hóa (hydrate hóa)------------------------------------------- 48
9.7.2. Phương pháp trung hòa bằng kiềm---------------------------------------------- 49
Chương III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU--------53
1. Phương tiên nghiên cứu-------------------------------------------------------------- 53
1.1.Thời gian và địa điểm----------------------------------------------------------------- 53
1.1.1.Thời Gian---------------------------------------------------------------------------- 53
1.1.2 Địa điểm------------------------------------------------------------------------------ 53
1.2.Quá trình tái chế----------------------------------------------------------------------- 53
1.3.Phương pháp lấy mẩu phân tích----------------------------------------------------- 53
1.4. Dụng cụ và thiết bị-------------------------------------------------------------------- 55
1.5. Hoá chất-------------------------------------------------------------------------------- 56
2. Phương pháp nghiên cứu------------------------------------------------------------- 56
2.1. Qui trình Tái chế dầu thực vật tham khảo-----------------------------------------57
2.2.Thuyết minh qui trình----------------------------------------------------------------- 57
2.2.1.Nguyên liệu-------------------------------------------------------------------------- 57
2.2.2.Trung hoà---------------------------------------------------------------------------- 57
2.2.3.Tách tạp chất lần 1,2--------------------------------------------------------------- 57
6
2.2.4.Rửa dầu lấn1, 2---------------------------------------------------------------------- 58
2.2.5.sấy------------------------------------------------------------------------------------- 58
2.3. Thí nghiệm 1-------------------------------------------------------------------------- 58
2.4. Thí nghiệm 2-------------------------------------------------------------------------- 58
2.5. Thí nghiệm 3-------------------------------------------------------------------------- 60
2.6. Thí nghiệm 4-------------------------------------------------------------------------- 61
2.7. Thí nghiệm 5-------------------------------------------------------------------------- 63
2.8. Thí nghiệm 6-------------------------------------------------------------------------- 65
3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu------------------------------------------- 67
3.1. Phương pháp phân tích -------------------------------------------------------------- 67
3.1.1. Phương pháp phân tích thành phần nguyên liệu và thành phẩm------------ 67
3.1.2. Phương pháp xác định chỉ số acid----------------------------------------------- 67
3.1.3. Phương pháp xác định chỉ số xà phòng hóa ----------------------------------- 67
3.1.4. Phương pháp xác định chỉ số peroxide ----------------------------------------- 67
3.1.5.Chỉ số iot----------------------------------------------------------------------------- 67
3.1.6. Chất không bị xà phòng hoá------------------------------------------------------ 67
3.1.7 Độ ẩm, % khối lượng--------------------------------------------------------------- 67
3.1.8 Tỷ khối ( 20oC/nước ở 20oC)------------------------------------------------------- 67
3.1.9.Chỉ số khúc xạ (n-D40oC )---------------------------------------------------------- 67
3.2. Phương pháp xử lý số liệu----------------------------------------------------------- 67
Chương IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN------------------------------------------68
1.Thành phần hóa học của nguyên liệu-----------------------------------------------68
2. Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng nước muối sử dụng đến quá
trình hydrate hóa------------------------------------------------------------------------- 68
3.Khảo sát của thời gian khuấy trộn đến quá trình hydrate hóa----------------70
4. Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ NaOH đến quá trình trung hòa------ 71
5. Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng dung dịch NaOH sử dụng đến
quá trình trung hòa---------------------------------------------------------------------- 72
6. Khảo sát lượng dung dịch NaOH sử dụng đến hiệu suất thu hồi------------73
7
7. Khảo sát sự ảnh hưởng của chỉ số xà phòng và lượng dung dịch NaOH sử
dụng đến hiệu suất thu hồi-------------------------------------------------------------- 75
8. Khảo sát sự ảnh hưởng của chỉ số axit và lượng dung dịch NaOH sử dụng đến
hiệu suất thu hồi-------------------------------------------------------------------------- 76
9. Khảo sát sự tác động của BHA, BHT, TBHQ và hỗn hợp BHA:BHT:TBHQ
(1:1:1) đến khả năng bảo quản dầu-------------------------------------------------- 77
10. Chỉ tiêu dầu thành phẩm----------------------------------------------------------- 78
Chương V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ----------------------------------------------- 80
1.Kết luận----------------------------------------------------------------------------------- 80
2. Đề nghị----------------------------------------------------------------------------------- 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO---------------------------------------------------------------83
PHỤ CHƯƠNG--------------------------------------------------------------------------- 85