(糧油加工課件)油脂精煉

第四章

油脂提取與精煉一、目的二、方法三、精煉工藝第二節(jié)

油脂的精煉2023/6/3一、油脂精煉的目的主要針對利用壓榨法和浸出法制得油脂（毛油）。雜質(zhì)主要包括水分、機械雜質(zhì)、膠質(zhì)、蠟、有嗅物質(zhì)、色素等雜質(zhì)，以及少量外來的污染物質(zhì)，如3、4—苯并芘、黃曲霉毒素、殘留農(nóng)藥等。精煉的目的：除去上述雜質(zhì)，保證油脂的色澤、透明度、滋味、脂肪酸組成和營養(yǎng)成分等項均能符合規(guī)定的油脂產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。2023/6/3水分：使油脂渾濁，油中含水量超過0.1%時，油就變得不透明，同時油中含水分還容易引起油脂水解。游離脂肪酸：使油具有微辣澀口的味道，同時能促使酸敗。膠質(zhì)：包括磷脂、脂蛋白、樹脂等，膠質(zhì)易吸水，使油渾濁，有絮狀沉淀，另外，帶膠質(zhì)的油在炒菜時冒煙，起泡沫，炒出的菜上面有黑色沉淀物。蠟：是使油不透明的物質(zhì)，油中含有蠟加熱時發(fā)煙，產(chǎn)生嗆人的氣味，并影響油脂的消化吸收率。色素和有嗅物質(zhì)：它們使油的外觀和氣味受到影響，色素含量過多，油就出現(xiàn)一種可惡的深綠色、深褐色，影響油的外觀，有嗅物質(zhì)能使油脂出現(xiàn)糠臭（米糠油）和其它氣味。污染物質(zhì)：對人體有毒害。3、4—苯并芘、黃曲霉毒素、殘留農(nóng)藥和酸敗的油被認(rèn)為是世界上四種致癌物質(zhì)。2023/6/3磷脂分子與水作用時表現(xiàn)的特殊排列2023/6/33．脫酸：既可利用物理方法，也可利用化學(xué)方法。用物理方法脫酸是在一定溫度下，用真空蒸餾的方法使游離脂肪酸從油中被蒸餾出來。用化學(xué)方法脫酸是在油中加入堿或在堿中加入油，利用皂化反應(yīng)來脫酸，并與油分離。2023/6/3堿煉脫酸過程示意圖2023/6/34．脫色：是利用吸附劑吸附油中的色素，是一個物理過程。5．脫臭：是利用有嗅物質(zhì)易揮發(fā)的原理，用真空把有嗅物質(zhì)從油中提出去（是物理過程）。2023/6/36．脫蠟：在較低溫度下，蠟結(jié)晶與油分離，用離心或過濾的方法將兩者分開（物理過程）。7．冬化：是分離固體脂和液體脂的過程。原理與脫蠟相同，利用冷卻降溫，使固體脂肪與液體脂肪分開。某些油，如花生油和棉籽油固體脂肪含量較多，不經(jīng)冬化在冬季油就凝固。2023/6/32023/6/32023/6/3三、精煉工藝的確定原則

1．充分利用原料使精煉率最高、煉耗最低，工藝過程力求完善，注意各到工序下腳中盡量回收油脂。

2．注意按不同用途及產(chǎn)品規(guī)格選擇合理的工藝，確保達(dá)到高質(zhì)量的成品油。

3．工藝流程簡單、合理，設(shè)備少而先進(jìn)。

4．生產(chǎn)過程機械化、連續(xù)化或自動化程度高，勞動強度低。5．工藝與設(shè)備的配置適應(yīng)性要強。2023/6/3四、油脂精煉工藝（一）機械雜質(zhì)的去除毛油中的機械雜質(zhì)可利用沉淀法、過濾法和離心分離法來去除。1．沉淀法（沉降法）凡是利用油和雜質(zhì)之間比重的不同并借助于它們自然分開的方法稱為沉降法。常用設(shè)備：沉降池、暫存罐和澄油箱。2023/6/3澄油箱1—螺旋輸送機2—篩網(wǎng)板3—凈油池4—毛油和渣螺旋輸送機5—刮板輸送器6—油箱2023/6/32．過濾法所謂過濾，即借助重力、壓力、真空或離心力的作用，在一定的溫度條件下，使用濾布過濾，油能通過濾布而渣則留在濾布表面或濾室內(nèi)，從而達(dá)到分離的目的。常用的設(shè)備：廂式壓濾機、板框式壓濾機、立式葉片過濾機和圓盤過濾機。2023/6/3廂式壓濾機

1—壓縮端板2—橫梁3—手柄4—緊固螺桿

5—排油嘴6—進(jìn)油孔2023/6/3板框式壓濾機1—尾板2—濾框3—濾板4—主梁5—頭板6—壓緊裝置2023/6/3立式葉片過濾機1—進(jìn)油口2—出油口3—罐體4—工作腔5—振動器6—濾葉7—卸渣碟閥2023/6/33．離心分離法凡是利用離心力的作用進(jìn)行過濾分離或沉降油渣的方法稱為離心分離法。它與過濾法相比，具有分離效果好，濾渣含油少（10%以下），生產(chǎn)連續(xù)化，處理能力大等優(yōu)點。但設(shè)備成本較高，用于毛油分渣時，局限于選用離心分渣篩或螺旋式離心機等少數(shù)幾種設(shè)備。2023/6/3臥式螺旋卸料沉降式離心機1，8—軸承2—螺旋葉片3—內(nèi)筒4—轉(zhuǎn)鼓5—固相卸出孔6—固相出口管7—螺旋鼓樞軸9—變速箱10，11—三角皮帶輪12—液相出口管13—進(jìn)料管2023/6/3（二）脫膠脫膠對油脂進(jìn)一步精煉的影響較大。脫膠的方法有很多種，最常用的是水化法，此外，還有加酸脫膠法、加熱脫膠法、吸附脫膠法等。1．水化脫膠水化即利用加熱水或稀的堿、鹽或其它電解質(zhì)溶液處理毛油。使毛油中的磷脂等膠質(zhì)吸水膨脹，凝集沉淀而從油中分離出來。在沉淀膠質(zhì)的同時，也能使機械雜質(zhì)一起沉淀出來。水化工藝有間歇式、半連續(xù)式和連續(xù)式。2023/6/3（1）間歇式水化各操作步驟均在同一水化罐中間歇進(jìn)行。按操作條件有直接噴汽法、高溫、中溫與低溫水化法四種，它們的操作步驟基本相同，僅操作條件上的差別。2023/6/3油脂水化工序操作條件比較2023/6/3現(xiàn)以高溫水化為例，其基本流程如下：過濾毛油→預(yù)熱（80~90℃）→加水（或7%鹽水）→靜置沉淀（保溫80℃，8小時）→油腳分離→得成品油和鹽析磷脂2023/6/3（2）半連續(xù)水化其特點是：前道水化過程在罐內(nèi)分階段間歇式操作，后道工序?qū)⑺痛蛉氲诫x心分離機中將磷脂油腳連續(xù)地分離，這就代替了落后的沉淀分離，提高了處理量和分離效果。（3）連續(xù)水化指水化和分離兩道工序采用連續(xù)化生產(chǎn)設(shè)備。其中連續(xù)水化設(shè)備有噴射式混合與攪拌式混合兩種形式，油腳分離采用連續(xù)式離心機。其優(yōu)點是精煉率高、磷脂腳含油少、而處理量大，缺點是耗汽量大，離心機維修要求高，且油腳中含稀鹽水回收磷脂困難。2023/6/3連續(xù)式水化脫膠工藝流程2023/6/3水化罐示意圖2023/6/3真空干燥器2023/6/32．加酸脫膠法加酸脫膠法即先在毛油中加入一定量的酸（無機酸和有機酸），使不能水化的膠質(zhì)轉(zhuǎn)化為能水化的膠質(zhì)，再加水進(jìn)行水化。常用的酸有：磷酸、硫酸、稀鹽酸、無水醋酸、草酸、酒石酸、檸檬酸、順丁烯二酸等，最常用的是磷酸。2023/6/3（1）濃硫酸脫膠法這是一種有效的傳統(tǒng)脫膠法。它利用濃硫酸具有脫水的作用，并使蛋白質(zhì)變性和粘液質(zhì)樹脂化而沉淀，同時又能破壞部分色素。具體操作：在油溫30℃以下加入油重0.5~1.5%的濃硫酸，強烈均勻攪拌，待油色變淡，膠質(zhì)開始凝聚時再添加1~4%的熱水稀釋，以防與油發(fā)生磺化反應(yīng)，然后靜置2~3小時，便可分離出油脂，再經(jīng)2~3次水洗（用水量為油重的15~20%），便可得到精制脫膠油。2023/6/3（2）稀硫酸脫膠法基本操作與濃硫酸法相同，不同點是利用的硫酸濃度較低，操作時先用直接蒸氣加熱使油的溫度升到100℃，油內(nèi)可積聚的冷凝水約8%~9%，然后注入1%的30%~45%的硫酸，攪拌，靜置分層。因為稀硫酸是一種電解質(zhì)，易使蛋白質(zhì)和粘液質(zhì)水解后起凝聚作用而沉淀，將沉淀物從下部放出，并加熱水洗滌至洗滌水不呈酸性為止。2023/6/3（3）磷酸脫膠法這是一種廣泛應(yīng)用的方法，所用磷酸的濃度為85%，用量為油重的0.05%~0.5%。具體操作：將油加熱到50℃左右，加入油重0.05%~0.5%的磷酸，攪拌升溫至80℃，反應(yīng)15~25分鐘，加入油重2%的水?dāng)嚢?5分鐘，保溫沉淀，磷脂和水沉淀在底部，幾小時后將磷脂和水與油分開。2023/6/3磷酸脫膠的工藝流程2023/6/33．其他脫膠方法（1）吸附脫膠法：利用吸附劑的表面吸附作用，也能將油中的膠溶性雜質(zhì)分離，但成本較高，生產(chǎn)中很少采用。（2）電聚法：即物理脫膠法。是將油脂加熱到一定的溫度，通過高壓電場使膠質(zhì)發(fā)生凝聚。（3）混合油脫膠法：將浸出得到的混合油直接加水進(jìn)行脫膠，然后在進(jìn)行油脂和溶劑的分離。2023/6/3（三）脫酸脫酸即脫去油里所含的游離脂肪酸。但脫酸工序中還能脫去一部分色素，全部脫去油中的殘留膠質(zhì)，并能脫掉一部分殘留農(nóng)藥、黃曲霉毒素和硫，這對提高油的食用品質(zhì)大有益處。脫酸的方法有很多種：堿煉法、蒸餾脫酸法、澤尼斯脫酸法、海爾沃本法和混合油脫酸法等。2023/6/31．堿煉法可分為間歇式、半連續(xù)式和連續(xù)式三種方式。（1）間歇式堿煉法按加堿濃度與油溫的不同，可分為低溫濃堿和高溫淡堿法。前者應(yīng)用較普遍，后者主要適用于酸價低色澤淺而雜質(zhì)少的毛油。主要設(shè)備：中和鍋；輔助設(shè)備：油池、化堿池、堿泵、堿液罐、水罐等。2023/6/3酸價和堿液濃度的對應(yīng)關(guān)系毛油酸價＞33~55~77~1010堿液濃度（°Be）10111214162023/6/3①低溫濃堿法（以棉籽油為例）先將毛油泵入鍋中，調(diào)整溫度至20~30℃，通常加入量不超過鍋容量的2/3，取樣化驗酸價確定加堿量，然后將20~25°Be的堿液在5~10分鐘內(nèi)加完，并在60轉(zhuǎn)/分條件下攪拌20~60分鐘，當(dāng)皂粒形成時，開始升溫（1℃/分），并減速攪拌（30轉(zhuǎn)/分），當(dāng)溫度達(dá)60℃時，靜置10~16小時，放出有腳，將油冷卻到20~25℃，經(jīng)過濾后得脫酸油。2023/6/3②高溫淡堿法先化驗酸價確定加堿濃度，操作時，先將毛油攪拌均勻（60轉(zhuǎn)/分）升溫到75℃，加入70~75℃的稀鹽水溶液脫膠（鹽量為油重的0.1%），待出現(xiàn)微粒時，再加入堿液繼續(xù)攪拌40~50分鐘，減速（20~50轉(zhuǎn)/分）持續(xù)10分鐘，并升溫到90~95℃，當(dāng)皂粒明顯沉淀時，靜止沉淀2~3小時，放出油腳，凈油經(jīng)過1~2次水洗，真空干燥得脫酸油。2023/6/3應(yīng)注意的問題：由于油中除了游離脂肪酸以外，尚有一些雜質(zhì)妨礙皂化的進(jìn)行，加入適當(dāng)?shù)某瑝A量才能保證油中的游離脂肪酸完全與堿反應(yīng)，超堿量一般為油重的0.05%~0.35%。間歇堿煉法的優(yōu)缺點：優(yōu)點：操作穩(wěn)定可靠，適應(yīng)性強。缺點：生產(chǎn)周期長，設(shè)備處理量小，由于使較濃的堿液會皂化一部分中性油，同時皂腳也會夾帶中性油（約為皂腳的30%）。2023/6/3（2）連續(xù)式堿煉法與間歇式相比，它是在完全封閉設(shè)備中進(jìn)行連續(xù)性操作，因而可得到質(zhì)量穩(wěn)定的脫酸油，而且處理量顯著提高，但此法設(shè)備投資高，對毛油質(zhì)量變化的適應(yīng)性較差。（3）半連續(xù)式堿煉是指前道采用數(shù)臺間歇式精煉鍋進(jìn)行脫酸，而后代油、皂與水的分離均采用連續(xù)式離心分離機進(jìn)行生產(chǎn)。該工藝具有兩者的共同特點，適合于中小規(guī)模的精煉油生產(chǎn)。2023/6/32．表面活性劑脫酸——海爾沃本法此法是1963年由瑞典人發(fā)明的，海爾沃本是一種易溶于水，對酸和堿都很穩(wěn)定的表面活性劑，學(xué)名為二甲基苯磺酸鈉，白色粉末或片狀固體。海爾沃本溶液對堿煉時生成的皂腳比對中性油有更大的溶解能力，因此，在堿煉時可優(yōu)先溶解皂腳，減少了中性油的損失，此法對精煉高酸價油尤為有利。2023/6/3油脂在脫酸前，需先用磷酸或水化法脫去膠質(zhì)，脫膠后的油經(jīng)計量后，加熱到70~90℃，然后與計量的海爾沃本NaOH溶液一起送入快速混合器，只需幾秒鐘中和反應(yīng)即可完成。海爾沃本溶液加入的量與油中游離脂肪酸的比例為（1~2）：1，一般液體油為1：1，固體油為2：1，海爾沃本溶液的濃度為25%，加入的超堿量為理論值的105%~110%。2023/6/33．澤尼斯（Zenith）脫酸法此法是瑞典人倍格曼在50年代發(fā)明的，適合于酸價不高的油脂進(jìn)行脫酸。工藝：第一步將毛油用濃磷酸處理進(jìn)行脫膠和除去部分色素，第二步利用分散器將油分散成0.5~2mm大小的油滴，由中和塔底部自下而上的通過充滿0.1~0.5N的堿液層（2米/分），第三步為水洗干燥或干燥脫色處理。此法的優(yōu)點：第一，利用弱堿脫酸，只能中和油里的游離脂肪酸而不能中和中性油，減少了中性油的損失。第二，由于游離脂肪酸和堿作用生成的皂腳完全溶解在弱堿溶液中，因而皂腳中不夾帶中性油。第三，這種方法不需攪拌，百秒之內(nèi)可完成，溫度也不高，因而能源很節(jié)省。2023/6/34．蒸餾脫酸法（物理精煉）它不用堿液中和，而是借助直接蒸氣加熱，在真空條件下使游離脂肪酸和低分子氣味物質(zhì)隨著蒸氣一起排除，即汽提脫酸。此方法尤其適合于酸價高于10的毛油，如椰子油、棕櫚油和米糠油。2023/6/35．混合油精煉法將浸出混合油直接處理脫酸。將浸出法得到的混合油或外來毛油加溶劑配成濃度為30%~70%（常用40%~58%）的混合油，加入堿液（濃度為7~26°Be），超堿量為0.2%~0.6%，在50~58℃和強烈攪拌下進(jìn)行中和反應(yīng)，待生成肥皂后升溫到65~70℃，稀釋皂腳放出中性油，然后降溫到45℃，接著用泵打入離心機內(nèi)分離皂腳與混合油，最后用常規(guī)蒸發(fā)汽提法回收溶劑取得脫酸凈毛油。此法的特點：（1）由于溶劑的存在，油與堿不易皂化，故中性油損失少。（2）因具有較強的吸附作用，一般不經(jīng)脫色也能得到較淺的油脂，尤其棉籽油中未變性的游離棉酚色素會溶解于堿液生成皂腳而脫色。（3）混合油的粘度與比重均比油脂小得多，因而易分離也不需加水水洗，可減少油脂乳化損失。2023/6/3左圖為封閉式堿煉罐右圖為皂腳調(diào)和罐2023/6/3左圖為立式槳葉混合器右圖為管式脫皂機2023/6/3連續(xù)長混堿煉的典型工藝流程2023/6/3短混二次堿煉工藝流程2023/6/3（四）脫色1．脫色的目的是除去油脂中的色素，改善色澤，清除雜質(zhì)和有利于后道脫臭工序的操作。2023/6/32．脫色的方法其方法有很多種，按作用原理分為：吸附脫色、萃取脫色、氧化加熱法脫色、氧化還原法脫色、氫化法、離子交換樹脂吸附法等。按生產(chǎn)工序及用途又有預(yù)脫色、主脫色和后脫色之分。應(yīng)用最普遍的是吸附脫色法，其它方法均有一定的局限性。所以，主要介紹吸附脫色法。2023/6/33．吸附脫色和吸附劑的選擇吸附脫色是利用某些強有力的吸附劑，如天然白土、活性白土、活性炭和硅藻土等在熱油中能吸附色素及其它不純雜質(zhì)（過氧化物、二次氧化產(chǎn)物、殘皂、部分金屬離子和硫）的特性進(jìn)行脫色凈化的過程。對吸附劑的要求是：吸附能力強，選擇性好，吸油率低，對油脂不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無特殊氣味和滋味，以及價格低廉，來源豐富。上述吸附劑中以活性白土應(yīng)用最廣泛（經(jīng)鹽酸和硫酸處理，脫色能力強）。2023/6/34．吸附脫色的一般條件影響脫色的因素除油脂種類、色澤、雜質(zhì)含量、脫色劑性質(zhì)以外，脫色溫度、時間、油脂水分、真空度、白土用量使及攪拌條件等均須嚴(yán)格掌握。（1）脫色溫度溫度低有利于表面吸附作用；溫度高雖然能產(chǎn)生化學(xué)吸附，但卻使皂質(zhì)分解成脂肪酸，油溫高于160℃，還會產(chǎn)生分解作用。最高脫色溫度：常壓時104~110℃，真空時（52mm汞柱）為82℃。（2）脫色時間間歇操作15~30分鐘（攪拌40轉(zhuǎn)/分），連續(xù)操作為5~10分鐘。（3）油脂水分不超過0.2%，達(dá)到0.3%時就會影響白土吸附。（4）真空度為加快脫色，避免油脂氧化，通常真空度為650~710mm汞柱。（5）白土用量以達(dá)到規(guī)定脫色效果為限。2023/6/3脫色鍋（左邊為結(jié)構(gòu)圖

右邊為實物圖）2023/6/3單罐間歇脫色工藝流程1—儲油罐2—脫色罐3—吸附劑罐4—捕集器5—噴射泵6—汽液分離器7—泵8—板框過濾機9—凈油池10—齒輪泵2023/6/3油脂常規(guī)連續(xù)脫色工藝流程2023/6/3（五）脫臭1．目的經(jīng)過脫酸、脫色處理的油中還含有微量的醛類、酮類、烴類、低分子脂肪酸、甘油脂的氧化物以及白土氣味、溶劑氣味等，必須除去令人不愉快的氣味，改善油的風(fēng)味，提高油的質(zhì)量。2023/6/32．方法主要有真空汽提法、氣體吹入法、加氫法、聚合法等，最常用的是真空汽提法。該法和前面提到的蒸餾脫酸的原理相同。真空減壓的目的是為加快汽提脫臭的速度和防止油在高溫下氧化、聚合和水解變質(zhì)的可能性。2023/6/33．脫臭的工藝條件（1）溫度溫度是脫臭中的最重要的工藝條件，脫臭溫度高，揮發(fā)性物質(zhì)的蒸氣壓大，脫臭的速度快，而且脫臭也較徹底，但同時也會導(dǎo)致油脂的變質(zhì)。（2）真空度脫臭時真空度越高，需要的時間就越短，對于連續(xù)脫臭裝置，殘壓應(yīng)控制在3~6mm汞柱、半連續(xù)5mm汞柱，間歇式為1~6mm汞柱。另外，脫臭時，真空度越高，油層越薄，揮發(fā)性物質(zhì)越易逸出，所以，今年來。脫臭時使用高真空、薄油層、低溫、短時間，既可達(dá)到脫臭的目的，又可盡量避免油的氧化變質(zhì)。（3）水蒸氣水蒸氣的吹入量，間歇式為油量的20%~30%，連續(xù)式為油量的4%。2023/6/3各種類型的脫臭罐

A，B為間歇式C—F為連續(xù)式2023/6/3脫臭罐實物圖2023/6/3間歇式脫臭工藝流程2023/6/3半連續(xù)式脫臭工藝流程2023/6/3連續(xù)式脫臭工藝流程2023/6/3（六）脫蠟脫蠟是指從液體油中除去高熔點蠟質(zhì)的過程。其目的是在于制取色拉油、改善油脂低溫貯藏性能。脫蠟適合于米糠油、葵花籽油與紅花油等含蠟較多的植物油。脫蠟的方法主要有袋濾法、溶劑脫蠟法、表面活性劑法以及離心分離法等。2023/6/31．溶劑脫蠟法是根據(jù)蠟與油脂在某些溶劑中的溶解性不同，在已經(jīng)冷凍析出蠟晶的油中加入非極性溶劑