Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 30 (iii) Thành phần khí của không khí giữa khoảng trống của hạt Ở điều kiện không có O 2 , hoạt động của vi sinh vật giảm đáng kể. Lợi dụng tính chất này, để quá trình bảo quản hạt đạt hiệu quả, cần tạo điều kiện không có O 2 trong khối hạt. Quá trình loại oxy khỏi khối hạt có thể tiến hành bằng hai cách: - Sử dụng các chất khí: CO 2 , N 2 , khói thay thế vào các khoảng trống của khối hạt. - Phương pháp hóa học: Đưa ngay vào giữa khoảng trống của khối hạt hơi acid propionic hay các chất khí bromua metyl, diclo etan Quá trình này đạt hiệu quả nhanh tuy nhiên nó có khả năng thay đổi phẩm chất của lipid. 3.1.1.3. Bảo quản và sơ chế hạt dầu sau thu hoạch Mục đích của quá trình này nhằm khắc phục các nguyên nhân gây hư hỏng ảnh hưởng đến chất lượng h ạt dầu. Phương pháp sơ chế hạt dầu phụ thuộc vào đặc điểm, tính chất của hạt dầu cũng như quy mô và điều kiện sản xuất chế biến. Quá trình sơ chế hạt dầu tổng quát gồm các công đoạn sau: Hạt tươi ↓ Phơi sấy ↓ Làm sạch ↓ Thông gíó cưỡng bức ↓ Làm nguội ↓ Bảo quản Hình 3.1. Các công đoạn sơ chế hạt dầu sau thu hoạch (i) Làm sạch Tạp chất thường là những chất vô ích trong quá trình bảo quản, chế biến, nó còn là nguồn sản sinh ra các loại vi sinh vật phá hoại các điều kiện sống bình thường của hạt. Hỗn hợp tạp chất thường làm cho sản phẩm có mùi khó chịu. Mục đích của quá trình làm sạch hạt nhằm loại bỏ các tạp chất vô cơ có hại như đất, đá, sỏi, kim lo ại có trong hạt dầu làm tăng độ tro, giảm lượng lipid và protein trong hạt dầu, gây bẩn sản phẩm và hư hỏng máy móc trong quá trình chế biến. Ngoài ra, còn loại các tạp chất hữu cơ Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 31 như cỏ rác, thân vỏ cây tồn tại theo hạt dầu sau thu hoạch gây tăng ẩm nguyên liệu, thúc đẩy quá trình tự bốc nóng và là nguồn cung cấp vi sinh vật có hại. Các phương pháp làm sạch hạt thường sử dụng như : - Sàng - Sử dụng sức gió (khí động lực) - Sử dụng từ tính (nam châm) - Sử dụng sàng gió - Sử dụng môi trường lỏng (ii) Sấ y hạt Quá trình sấy hạt trước khi bảo quản và chế biến giúp hạt có độ ẩm an toàn, không hư hỏng trong quá trình chế biến. Ngoài ra, còn giúp diệt một phần lớn vi khuẩn, sâu bọ ký sinh nhờ nhiệt độ sấy. Dựa vào tính chất của quá trình truyền nhiệt có thể sử dụng các phương pháp như đối lưu, dẫn nhiệt hay bức xạ nhiệt để làm khô hạt. Trong đó, sấy hạt nh ờ vào quá trình đối lưu nhiệt phổ biến và mang lại hiệu quả cao. Nguồn nhiệt sử dụng là không khí đốt nóng hoặc các sản phẩm cháy của nhiên liệu đi qua lớp hạt ẩm. Tùy thuộc vào mục đích sấy, độ ẩm ban đầu của nguyên liệu, kích thước nguyên liệu có thể tiến hành sấy cùng chiều hay ngược chiều. Phương pháp sấy đối lưu cùng chiều được áp dụng nhiều. (iii) Thông gió cưỡng bức Ý nghĩa chính của quá trình thông gió cưỡng bức là hạ được độ nhiệt và làm khô một phần ẩm của các đống hạt mà không cần phải đảo trộn chúng. Ngoài ra thông gió cưỡng bức cho hạt còn có thể sử dụng tốt trong các phương án tổng hợp của các máy sấy nhằm: - Sơ bộ làm khô hạt ở kho trước khi chuyển đi sấy, - Làm nguội hạt sau khi sấy giúp tăng hi ệu suất máy sấy, - Giảm độ ẩm của hạt trong quá trình bảo quản, - Loại trừ các ổ tự bốc nóng của hạt. (iv) Làm nguội hạt Hạt khi ra khỏi thùng sấy thường có độ nhiệt cao, tiến hành bảo quản ngay thường làm tăng độ ẩm của hạt do hơi nước trong không khí ngưng tụ lại trên bề mặt lớp hạt. Ngoài ra, quá trình làm nguộ i hạt thường làm giảm thêm lượng ẩm của hạt khoảng 1%. Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 32 Nguyên tắc chính của quá trình làm nguội hạt sử dụng không khí mát thổi qua các hộp chóp và hạt thì rơi ở phía ngoài chóp. (v) Bảo quản hạt Để bảo quản hạt khô thường sử dụng các xilô chứa hạt. Trong quá trình bảo quản, cần kiểm tra thường xuyên tình trạng hạt thông qua việc xác định độ nhiệt, độ ẩm, chỉ số acid của hạt nhằm phát hiện và khắc phục kịp thời tình trạng hư h ỏng nếu có của khối hạt. 3.1.2. Giai đoạn tiền xử lý hạt dầu Các hạt có dầu thường chứa từ 1/ 4 đến 3/ 4 lipid. Thành phần lipid này không nằm ở dạng tự do mà được kết hợp chặt chẽ với các thành phần khác trong nguyên liệu như protein, glucid và được giữ lại trong nội bào hạt. Chính vì nguyên nhân này, hạt dầu trước khi được tách chiết cần phải trải qua quá trình chuẩn bị nhằ m mục đích: - Tăng hiệu suất quá trình trích ly: Dầu được di chuyển ra ngoài bề mặt hạt qua các công đoạn chuẩn bị. - Giúp nguyên liệu có cấu trúc tính chất phù hợp cho quá trình tiếp theo. - Giảm hao tốn nguyên liệu. Hai công đoạn chủ yếu trong quá trình tiền xử lý là tách vỏ hạt và nghiền hạt dầu. 3.1.2.1. Tách vỏ hạt (i) Mục đích - Tăng hàm lượng dầu c ủa nguyên liệu chế biến: Dầu trong mô tập trung chủ yếu ở nhân hạt, vỏ quả và vỏ hạt có một lượng rất ít với thành phần không giống thành phần lipid ở nhân. Vì vậy khi chế biến hầu hết các loại hạt dầu cần tiến hành tách nhân, mô chứa dầu chủ yếu khỏi lớp vỏ ngoài của hạt chứa ít dầu. Ngoài ra, vỏ quả và vỏ hạt có tính xốp, hấ p thu dầu, hình thành liên kết giữ dầu lại ở vỏ, tăng tổn thất dầu. - Nâng cao năng suất thiết bị công nghệ: Vỏ quả và vỏ hạt có độ bền cơ lớn hơn rất nhiều so với nhân sẽ gây giảm hiệu suất làm việc của máy, thiết bị, gây chóng mòn các bộ phận làm việc của máy. - Tăng chất lượng dầu: Lipid của vỏ hạt với thành phần chủ yếu là sáp và các chất tương tự lẫn vào dầu sẽ làm giảm giá trị cảm quan cũng như chất lượng dầu. (ii) Phương pháp tách vỏ hạt Quá trình tách vỏ hạt bao gồm các bước chính: phá vỡ vỏ hạt, xay xát và phân ly hỗn hợp sau xay. Tùy thuộc tính chất cơ lý của các mô hạt dầu, máy xay xát vỏ được thiết kế quy trình làm việc theo các nguyên lý khác nhau. Yêu cầu đối với các máy xát v ỏ là chỉ phá vỡ Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 33 vỏ, giữ cho nhân không xay xát. Khi xát vỏ, công được chi dùng cho phá vỡ vỏ và giải phóng nhân. Dưới tác động của tải trọng đập lên vỏ hạt, vỏ sẽ bị phá vỡ. Các phương pháp phá vỡ vỏ hạt thường được sử dụng trong công nghệ sản xuất dầu: - Phá vỡ vỏ hạt do ma sát với bề mặt nhám Sử dụng thiết bị có vành nhám trên thân hay máy xát khí động học, chuyển hạt vào máy với vận tố c xác định, tiếp xúc bề mặt hạt với bề mặt nhám hình thành lực cản hãm chuyển động của hạt, vỏ sẽ tróc ra khỏi nhân. - Phá vỡ vỏ hạt do sự va đập lên bề mặt rắn Nguyên lý: Vỏ hạt chuyển động với vận tốc nào đó (không cố định) va đập lên bề mặt rắn chuyển động, vỏ hạt vỡ ra tách khỏi nhân. Tùy thuộc loại h ạt mà vận tốc dòng hạt khác nhau. Thí dụ như trong tách quá trình tách vỏ hạt hướng dương, với vận tốc 10 m/s, vỏ bắt đầu tróc khỏi hạt, khi tăng vận tốc 65 m/s, vỏ bị phá vỡ hoàn toàn, tuy nhiên với vận tốc này, tỷ lệ hạt bể là 25%. Thiết bị sử dụng cho quá trình tách vỏ hạt theo phương pháp này có thể là máy xát kiểu cánh búa, máy xát ly tâm. - Phá vỡ vỏ hạt do cắt hạt bằng cơ cấu dao Nguyên lý: Hạt rơi vào khe giữa các dao chuyển động và dao tĩnh, các lưỡi dao bố trí trên đĩa quay sẽ xát vỏ, giải phóng nhân. Thiết bị: Máy xay dĩa, xay dao. - Phá vỡ vỏ hạt do nén ép trong khe giữa các trục quay Hạt rơi vào khe trục quay của máy cán 1 đôi trục, có 2 bề mặt nhẵn và mặt nhám, rãnh khía sẽ bị nén, vỏ bị xé nứt ra và tách khỏi nhân. (iii) Các nhân tố ảnh hưởng đến xay xát vỏ hạt - Độ ẩm Trong tr ường hợp độ ẩm vỏ < độ ẩm nhân: khi phá vỡ vỏ khô giòn, nhân ẩm dai, giữ nguyên được hình dạng nhân và dễ dàng tách khỏi vỏ. Với độ ẩm khối hạt khác nhau, vỏ sẽ tróc không đều trong quá trình xay xát. Tùy thuộc loại hạt, yêu cầu độ ẩm khác nhau. Nhìn chung, độ ẩm phù hợp nằm trong khoảng từ 7%- 8%. Độ ẩm hạt thấp, chi phí điện năng giảm nhưng hạt quá khô, dễ vỡ. Khi độ ẩm hạt tăng: Nếu cỡ hạt được chỉnh phù hợp với vận tốc, vỏ dễ bị phá vỡ, lượng nhân nguyên cao, nhưng chi phí điện năng tăng. Trường hợp cỡ hạt không phù hợp với vận tốc, lượng nhân nguyên giảm rõ rệt. - Kích thước hạt Khối hạt đồng đều về kích thước, hiệu quả xát vỏ tăng, dễ dàng đi ều chỉnh chính xác chế độ làm việc của máy xát. Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 34 Với khối hạt có cùng độ ẩm, hạt lớn dễ tróc vỏ hơn hạt bé, đồng thời việc tiêu thụ điện năng cũng ít hơn. Thí dụ: Hạt hướng dương có độ ẩm 6-7 %, với cỡ hạt 6 mm, vận tốc xát 31m/s; với cỡ hạt < 6mm, vận tốc xát 34 m/s. - Đặc điểm hạt Hạt có phẩm chất khác nhau như kích thước, độ dày vỏ, tỷ l ệ vỏ/nhân khác nhau, hiệu quả xát sẽ khác nhau. Hạt có độ bền lớn, cỡ hạt nhỏ, khối lượng nhỏ, nhân nhiều, vận tốc phá vỡ vỏ tăng. - Động lực phá vỡ vỏ hạt Vỏ hạt chịu tác dụng của ngoại lực do cánh búa của tay quay va đập lên hạt- lực nén đẩy, lực ma sát giữa các hạt với nhau, ma sát giữa hạt và thiết bị. Ngoài ra, hạt còn chị u tác động của nội lực là lực uốn cong, lực biến dạng đàn hồi của hạt. Hạt chịu nén động học mất đi mối liên hệ bền vững giữa nhân và vỏ, hạt bị rạn nứt, nhân tách khỏi vỏ hạt. Vỏ hạt còn do cạnh biên của các cánh búa làm vỡ hoặc bị vỡ trong lúc bay từ mặt cánh búa vào thành trong lòng máy. Những hạt khi búa đập không đủ lực làm vỡ v ỏ, khi văng vào mặt ráp của lòng máy sẽ bị vỡ tiếp tục. (iv) Phân ly hỗn hợp xay Thành phần hỗn hợp sau xay chủ yếu gồm: - Nhân nguyên, nhân nửa, - Mảnh nhân vỡ lớn, nhỏ, trung bình, - Vỏ nguyên, nát, - Bụi dầu (cám). 3.1.2.2. Phương pháp tách vỏ khỏi nhân Sau quá trình xay, để có thể tách riêng từng thành phần trong hỗn hợp ra khỏi nhau, quá trình phân ly bằng sàng phân loại kích thước hay sử dụng tính chất khí động học của các thành phần để phân ly nhờ quạt gió được ứng dụng. Các thiết bị phân ly thường dùng như: - Sàng quạt Nhiệm vụ chủ yếu của máy sàng quạt là loại bỏ triệt để vỏ khỏi nhân với tổn thất dầu theo vỏ ít nhất. Máy sàng quạt làm việc bình thường khi sản xuất khô dầu có độ vỏ thấp, tỷ lệ vỏ cho phép trong nhân không lớn hơn 1,6%, thông thường không vượt quá 3%. Khi dùng nhân để trích ly, tỷ lệ vỏ cho phép trong nhân không lớn hơn 8% nhằm trợ giúp cho Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 35 quá trình khuếch tán dầu. Hàm lượng dầu trong vỏ thải không vượt quá 0,5%. Năng suất: 50-60 tấn hạt/ngày. - Sàng điện Máy sàng điện gồm 2 phần: phần tĩnh điện (điện cực) và phần khung sàng phân tách nhân và vỏ dựa trên sự khác biệt tính chất vật lý và điện lý của chúng. Năng suất 200 tấn hạt/ngày. Tỷ lệ nhân lẫn theo vỏ <0,26%. Hiệu suất phân ly 97,6- 98,2%. - Sàng đập Máy sàng đậ p làm việc theo nguyên lý tác động cơ học lên hỗn hợp xay. Quá trình tách nhân khỏi vỏ, hạt nguyên vỏ, hạt bị cắt dập được thực hiện theo 2 bước: - Đầu tiên đập tung nhân ra khỏi các hạt đã bị vỡ và vỏ. - Tách riêng nhân ra khỏi vỏ bằng sàng. Lượng hạt nguyên vỏ lẫn theo vỏ thải ≤ 1%. - Sàng tinh Máy làm sạch liên hợp giữa máy sàng lắc kép và quạt gió. Hỗn hợp xay được phân đều lên mặt sàng trên. Nhân và các ph ần vỏ vụn lọt sàng rơi xuống mặt sàng dưới. Hạt nguyên vỏ, nhân nguyên và vỏ không lọt sàng rơi vào vùng hộp gió. Quạt hút lấy vỏ dẫn theo dòng không khí vào xylon, sau đó vào máy sàng đập, hạt không lọt sàng trên, rơi xuống hộc chứa, từ đó đem xay lại. Nhân và vỏ vụn rơi xuống mặt sàng dưới được chia 2 thành phần: nhân lọt sàng rơi xuống tấm hứng , vỏ không lọt sàng trượt trên bề m ặt sàng xuống hộp gió. Dòng không khí do quạt gây ra tiếp tục hút một phần vỏ, phần vỏ còn lại trên mặt sàng dưới rơi chung với dòng nhân lọt mặt sàng dưới. Năng suất máy sàng tinh 70 tấn hạt/ ngày. Nhân ra khỏi sàng dưới của máy sàng tinh có lượng vỏ không lớn hơn 10- 12%. 3.1.2.3. Nghiền nguyên liệu chứa dầu (i) Mục đích - Phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệu chứa dầu để dầu dễ dàng thoát khỏ i phần protein khi ép hoặc trích ly. - Tạo tính đồng đều cho khối bột nghiền, đây là điều kiện thuận lợi cho quá trình chưng sấy sau này. Nếu khối bột nghiền có hình dạng và kích thước không đều, hiệu suất ép tách dầu chỉ ở mức độ thấp. (ii) Kỹ thuật nghiền Muốn phá vỡ tế bào của một vật thể cứng thường phải sử dụng lự c cơ học. Tùy thuộc độ bền cơ học của từng loại nguyên liệu mà sử dụng các loại lực nghiền khác nhau. Do đó việc chọn một loại thiết bị nghiền phải dựa vào tính chất cơ học của nguyên liệu kết hợp với yêu cầu bột nghiền. Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 36 Các loại máy nghiền thường sử dụng: nghiền trục (máy cán trục), nghiền búa, nghiền đĩa Trong đó, máy nghiền trục được sử dụng phổ biến nhất. Tùy thuộc loại nguyên liệu, điều kiện nghiền khác nhau: - Đậu phộng - Độ ẩm trước khi nghiền < 8,5%. - Sử dụng máy nghiền 2 đôi trục. - Mức độ phá vỡ nhân (lượng bột lọt sàng ở các đường kính khác nhau): Với đường kính d= 1mm là 10-15%, d= 2 mm đạt 70-80%. - Dừa Cùi dừa có hàm lượng dầu cao, kích thước dày và dài. Do đó, trước khi nghiền cần cắt cùi dừa thành từng mảnh có chiều dài 20- 25 mm. Nghiền qua 2 thiết bị : - Nghiền búa đến kích thước lọt qua lỗ rây d=1 mm là 15%. - Nghiền nhỏ bằng máy nghiền 2 đôi trục. - Đậu nành (đậu tương) Đậu nành có hàm lượng dầu tương đối cao, kích thước hạt nhỏ, thường sử dụng máy nghiền 2 đôi tr ục hay 1 trục, có rãnh khía. Mức độ phá vỡ nhân ở d= 1mm xấp xỉ 60%. (iii) Sự biến đổi tính chất của nguyên liệu trong quá trình nghiền - Sự phá hủy cấu trúc tế bào Ưu điểm khi tiến hành nghiền các hạt chứa dầu là cấu trúc các mô tế bào bị phá vỡ, dầu từ bên trong nội bào giải phóng ra ngoài bề mặt, tăng hiệu suất quá trình ép hay trích ly. Tuy nhiên, quá trình này làm cho bề mặt tự do của nguyên liệu trở nên lớ n, dầu trên bề mặt nguyên liệu tiếp xúc với không khí, quá trình oxy hóa dầu (ôi hóa) diễn ra nhanh chóng. Trong quá trình nghiền, một phần dầu trong tế bào được thoát ra trên bề mặt và nằm lại đó dưới tác dụng của lực liên kết phân tử, một phần dầu còn sót lại sẽ nằm yên trong các mảnh tế bào bị phá hủy, gây tổn thất dầu. Nếu lực nghiền càng nhỏ thì hàm lượng dầu giữ lại trong nguyên liệu càng nhi ều. - Biến đổi hóa học và sinh hóa của hạt khi nghiền Dầu trong nội bào sau khi giải phóng ra do việc phá vỡ cấu trúc tế bào khi nghiền, hấp phụ trên một diện tích rộng lớn ở bề mặt các hạt bột. Trong quá trình đó, nguyên liệu nguyên liệu có những biến đổi hóa học và sinh hóa nhất định. Nguyên nhân chủ yếu do: - Tác động cơ học của lực nghiền. - Tác động c ủa nhiệt sinh ra do ma sát giữa nguyên liệu với bề mặt nghiền và giữa nguyên liệu với nguyên liệu. Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 37 Sự biến đổi sinh hóa thường xảy ra trong quá trình nghiền chủ yếu là do sự biến tính protein với mức độ khác nhau do tác động cơ cũng như tác động nhiệt. Tuy nhiên, sự biến tính này không sâu sắc do thời gian tác động của lực nghiền và nhiệt lên nguyên liệu không dài. Ngoài ra, quá trình nghiền hạt còn là nguyên nhân làm cho các hệ enzyme trong tế bào bị phá vỡ đã giảm một phần hoạt tính, sau khi bị phá vỡ cấu trúc, tạo khả năng tiếp xúc giữ a dầu và oxy, không khí ẩm của khí quyển, các quá trình oxy hóa và thủy phân dầu sẽ diễn ra, cường độ hô hấp của hạt tăng. Trên bề mặt bột, có sự phát triển mạnh các hệ vi sinh vật, gây mất dầu và các thành phần khác như protein, glucid. Cường độ các quá trình phá hủy xảy ra trong bột càng mạnh khi dầu được giải phóng ra dưới dạng một lớp màng mỏng, phủ ở bề mặt bên trong cũng như mặt ngoài hạ t bột. (iv) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền - Độ ẩm nguyên liệu Hạt ẩm dẻo hơn nhưng ít dòn hơn hạt khô, làm cho sự biến dạng dẻo tăng khi độ ẩm hạt tăng. Hạt ẩm, khi nghiền sẽ bị cán dẹp, không bị đập vỡ, dễ bết vào trục nghiền, bột nghiền thoát ra khỏi khe trục có dạng dẹt, trong khi đó từ hạt khô sẽ thu được bột tơi mịn, nhiều cám, tấm. Độ ẩm của hạt và nhân ảnh hưởng lớn đến hiệu suất nghiền: Độ ẩm thích hợp cho quá trình nghiền tùy thuộc vào loại nguyên liệu, hàm lượng dầu trong từng loại nguyên liệu. Đối với hạt có chứa hàm lượng dầu cao, độ ẩm nguyên liệu càng thấp, và ngược lại, hạt có hàm lượng dầu thấp, độ ẩm có thể cao hơn. Thí dụ : Đối với đậu phộng, độ ẩm giới hạn là 6- 7%. Đối với dừa, độ ẩm giới hạn là 7-8 %. - Hàm lượng dầu trong nguyên liệu Hạt có hàm lượng dầu cao, độ nhớt cao, khi vào khe trục, đều tiên bị các trục nén dầu thoát ra và bôi trơn bề mặt nghiền, giảm ma sát nguyên liệu và bề mặt nghiền, các trục cuốn bột vào khe rất khó, làm giảm hiệ u suất nghiền. - Nhiệt độ nghiền Khi nhiệt độ tăng, tính dẻo của nguyên liệu cũng tăng, khó nghiền đạt yêu cầu thích hợp. Với độ ẩm thích hợp, nhiệt độ nghiền không lớn hơn nhiều so với nhiệt độ không khí. Nhiệt độ nghiền thích hợp 25-45 o C. (v) Các chỉ tiêu về bột nghiền - Độ nhỏ và mỏng: Bột nghiền càng mỏng càng nhỏ, dầu trong nguyên liệu dễ dàng tách ra khi ép hay trích ly, khối bột dễ tiếp xúc với nhiệt và hơi Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 38 nước trong nồi chưng. Bột quá vụn dễ vón cục, cánh khuấy khó làm việc, hơi không thoát ra khi chưng và sấy. - Tỷ lệ vỏ lẫn trong bột: Vỏ càng nhiều tỷ lệ tổn thất dầu theo khô dầu càng lớn, chất lượng dầu và khô dầu càng kém. Tỷ lệ vỏ lẫn trong bột được xác định hàm lượng xơ trong bột nghiền và nhân hạt. - Độ acid và mùi: Đây là chỉ tiêu quan trọ ng trong trường hợp bột nghiền không được sử dụng ngay. Bột có độ acid, mùi mốc hắc cần đem chế biến riêng (thành phẩm có chất lượng xấu). Mặc dù vậy, khối bột sau khi nghiền rất khó đạt được sự đồng đều cao. Nguyên nhân chủ yếu do độ bền của bản thân vật thể phân bố không đều nhau trên toàn bộ cấu trúc của hạt. Chính vì thế, khi có ngoại lực tác độ ng vào thì sự phân hủy xảy ra ở những khu vực có sự phản kháng yếu hơn. Mặt khác, ngoại lực tác động lên vật thể cũng phân bố không đều nhau về cường độ và phương của lực. Ở những góc cạnh, vật thể rắn chịu tác dụng của lực lớn, do đó, sự phân hủy xảy ra mạnh. Ở máy nghiền trục, hiện tượng này diễn ra phức t ạp hơn vì khi hạt rơi vào giữa khe trục thì vị trí của hạt nằm ở khe trục không giống nhau nên chịu tác động của lực không đều nhau. Hơn nữa, bản thân nguyên liệu có kích thước khác nhau nên dưới tác động cơ học của lực nghiền, nguyên liệu bị vỡ thành từng mảnh có kích thước khác nhau. Ngoài ra, do những thay đổi về hóa học và sinh hóa nên bột nghiền dễ bị chua, chỉ số acid tăng cao, khó bảo qu ản. Cần tiến hành nghiền và chứng sấy song song, tránh việc thay đổi chất lượng dầu và hiệu quả tách dầu. 3.1.3. Chưng sấy bột nghiền (gia công nhiệt ẩm) 3.1.3.1. Mục đích - Chưng sấy bột nghiền là quá trình gia công nhiệt ẩm cho khối hạt nhằm mục đích chủ yếu là tạo sự đồng đều cho khối hạt và tạo điều kiện tố t cho quá trình tách chiết dầu đạt hiệu quả cao nhất. Quá trình chưng sấy sẽ phá vỡ liên kết tự nhiên giữa phần béo và phần không béo, giúp dầu thoát ra ở dạng tự do dưới tác dụng của nước và nhiệt. - Ngoài ra, nhờ vào các tác động này đã tạo cho dầu có độ nhớt thích hợp (thấp nhất), tạo tính linh động cho dầu. - Vô hoạt enzyme không mong muốn, xúc tác quá trình phân hủy dầu (lipase, lipoxygenase, phospholipase). - Làm mất tính độc c ủa nguyên liệu nếu nguyên liệu có chứa độc tố. - Mặt khác, chưng sấy còn làm thay đổi một phần về mặt hóa học theo chiều hướng tích cực cho các giai đoạn kế tiếp nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối: Protein bị biến tính nhiệt nên tính dẻo của bột ép tăng, độ tiêu hóa của khô dầu tốt hơn. Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 39 3.1.3.2 Các biến đổi bột nghiền khi chưng sấy Do ảnh hưởng của nhiệt và hơi nước khi chưng sấy, các chất trong khối bột nghiền có những thay đổi về tính chất vật lý, hoá, sinh… (i) Các biến đổi vật lý Trong giai đoạn làm ẩm, các chất phi lipid sẽ trương nở. Nhờ quá trình làm ẩm được thực hiện ở nhiệt độ không cao (50-60 0 C) nên bột chỉ ở trạng thái liên kết và trương nở nhưng không bị hồ hóa, điều này giúp cho tính dẻo của bột tăng lên. Trong các hạt bột đã trương nở mối liên hệ giữa dầu và các thành phần phi lipid bị yếu đi, chiều dày các màng dầu tăng dần và chuyển lên trên bề mặt các hạt bột. Do phần ưa nước hút nước trương nở, thể tích của bột cũng t ăng lên. Khi đó dầu từ bên trong các khe vách chuyển ra phía mặt ngoài. Tốc độ trương nở lúc mới bắt đầu hút nước lớn, sau đó giảm dần và đến cuối quá trình thì bột không còn hút nước nữa. Tốc độ thấm nước của bột phụ thuộc vào: - Điều kiện làm ẩm, chủ yếu là sự đảo trộn, - Tính chất háo nước trong nguyên liệu, - Khối lượng nước làm ẩm, - Hàm lượ ng dầu trong nguyên liệu. Ở giai đoạn sấy, nhiệt độ tăng đến 105 o C nhằm bốc thoát bớt một phần nước, điều này dẫn đến sự biến tính protein làm thay đổi đặc tính bột, bột trở nên cứng và có tính đàn hồi. Sự biến tính của protein giúp cho liên kết với dầu giảm, độ nhớt dầu giảm làm tăng tính linh động của dầu, dầu dễ dàng thoát ra khi ép Nếu nhiệt độ tiếp tục tăng đến 150-180 o C, bột chưng sấy trở nên chảy lỏng, mặc dù protein biến tính sâu sắc. (ii) Biến đổi hoá học Các chất protein trong bột chưng sấy ở nhiệt độ 75-80 o C và độ ẩm 10% đã bị biến tính sâu sắc. Mức độ biến tính của các chất protein trong thời gian gia công nhiệt ẩm phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian chưng sấy. Dưới tác dụng của nhiệt độ, các glucid và protein sẽ tương tác theo phản ứng caramel và Melanoidin. Hai phản ứng này tạo ra các sản phẩm có màu sẫm làm cho khô dầu và dầu cũng bị sẫm màu, gây ảnh hưởng đến chất lượng dầu và khô dầ u. Quá trình gia nhiệt còn làm cho liên kết của phospholipid với các thành phần khác bị cắt đứt, giải phóng phospholipid tự do. Phospholipid tự do dễ hòa tan trong dầu làm cho hàm lượng phospholipid trong dầu tăng. Nhiệt độ còn là nguyên nhân thúc đẩy các quá trình oxy hóa dầu làm giảm chất lượng dầu. (iii) Các biến đổi sinh hoá Ở giai đoạn đầu chưng sấy, nhiệt độ không cao (50-60 o C), đồng thời độ ẩm tăng nên cường độ hoạt động của các enzyme thủy phân dầu tăng. Song song đó, sự sống và hoạt động của các vi sinh vật cũng tăng làm ảnh hưởng không tốt đến chất lượng bột [...]... thường từ 8-12% 3.1 .4 Chiết tách dầu bằng quá trình ép 3.1 .4. 1 Cơ sở lý thuyết của quá trình ép dầu Khởi đầu của quá trình chiết tách dầu được tiến hành bằng biện pháp ép sử dụng hơi nước, tiến trình này được thực hiện theo biện pháp thủ công, gián đoạn (batch) Đến năm 1092, quá trình tách chiết dầu liên tục bằng thiết bị ép trục vít đã được Anderson phát minh và đưa vào sử dụng Cơ chế ép tách bằng trục.. .Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc chưng sấy Ở nhiệt độ cao hơn, trong giai đoạn sấy, hoạt động của các enzyme và các vi sinh vật bị ức chế vì protein bị biến tính 3.1.3.3.Yêu cầu đặc tính kỹ thuật của bột chưng sấy Bột chưng sấy phải có đặc tính kỹ thuật phù hợp với điều... cơ chế này được ứng dụng như một phương pháp tiêu chuẩn và phổ biến nhất cho quá trình chiết tách dầu của hầu hết nguyên liệu Thiết bị cơ bản ban đầu này đã được cải tiến và hoàn thiện dần, giúp hiệu suất tách dầu ngày càng nâng cao Nhờ thiết kế đặc biệt của vít tải, dầu được giải phóng ra khỏi bột nghiền do sự tạo thành áp lực trong máy ép - do sự nén nguyên liệu và sức phản kháng của nguyên liệu:... mức độ đồng nhất của khối bột - Mức độ đồng nhất chung: khối bột phải có tính đồng nhất về kích thước, hình dạng, độ ẩm, tính dẻo, đàn hồi - Mức độ đồng nhất nội tại: đồng nhất về đặc tính bề mặt và đặc tính bên trong của các phân tử bột Nếu bột không đạt độ đồng nhất chung cũng như đồng nhất nột tại thì hiệu quả thoát dầu sẽ giảm Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất khó đạt được cả hai độ đồng nhất này... bột có tính dẻo rất cao, dễ dàng biến dạng không phục hồi về trạng thái cũ Dầu phân bố trong các khe vách và trên mặt các hạt bột là chất lỏng, độ nhớt nhỏ ở nhiệt độ cao Khi bột bị ép trong lòng máy, áp lực hình thành giúp dầu từ các khe vách thoát ra Sự thay đổi áp lực lớn hay nhỏ phụ thuộc vào cấu tạo lòng ép, trục vít và đặc tính cơ lý của bột ép - Cấu tạo thiết b : Sự thay đổi đường kính lòng ép,... vào cấu tạo lòng ép, trục vít và đặc tính cơ lý của bột ép - Cấu tạo thiết b : Sự thay đổi đường kính lòng ép, chiều dài bước vít, thanh gạt ở cửa ra khô - Đặc tính cơ lý của bột ép: + Bột nhão, nước đặc, máy không tạo áp lực 40 . lipid và protein trong hạt dầu, gây bẩn sản phẩm và hư hỏng máy móc trong quá trình chế biến. Ngoài ra, còn loại các tạp chất hữu cơ Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 31. lượng sản phẩm cuối: Protein bị biến tính nhiệt nên tính dẻo của bột ép tăng, độ tiêu hóa của khô dầu tốt hơn. Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 39 3.1.3.2 Các biến đổi. 8% nhằm trợ giúp cho Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 35 quá trình khuếch tán dầu. Hàm lượng dầu trong vỏ thải không vượt quá 0,5%. Năng suất: 50-60 tấn hạt/ngày. -