武漢工業(yè)學(xué)院羅志老師經(jīng)典講義-油脂精煉-脫臭課件

油脂脫臭利用油脂內(nèi)臭味組分與甘油三酸酯之間揮發(fā)度的較大差異，在高溫、高真空條件下，借助于水蒸氣蒸餾脫除油脂中的臭味物質(zhì)的工藝方法稱為脫臭。1概述一、臭味的分類①天然氣味：低分子醛、酮、游離脂肪酸、不飽和碳?xì)浠衔锏娶谛律鷼馕叮航购丁⑷軇┪?，漂土味、氫化異味等③特有氣味：異硫氰酸酯等硫化物、芝麻酚等產(chǎn)生的異味2二、脫臭的目的①脫除油中的臭味物質(zhì)，改善食用油的風(fēng)味②提高油脂的煙點(diǎn)，降低污染③脫除微量有毒成分過氧化物及其分解物霉?fàn)€油料中蛋白質(zhì)的揮發(fā)性分解物小分子量的多環(huán)芳烴及殘留農(nóng)藥等④破壞油中的一些熱敏性色素3第一節(jié)脫臭的理論一、脫臭原理（水蒸氣蒸餾）基于游離脂肪酸與甘油三酸酯在一定條件下的揮發(fā)度(沸點(diǎn))差異。在工業(yè)脫臭操作溫度(250℃)條件下：高碳鏈脂肪酸的蒸氣壓約為：2.6-26.66kPa相應(yīng)的甘三酯的蒸氣壓約為：1.3×10-4-1.3×10-3kPa

常壓、250℃條件下，油脂分解。4蒸氣壓(mmHg)溫度(℃)假設(shè)：待脫臭油符合理想溶液，臭味組分為溶質(zhì)，則根據(jù)拉烏爾(Lavore)定律，可推導(dǎo)得：5

式中：E—汽提效率K—校正系數(shù)(K=E·A)P—系統(tǒng)總壓力(Pa)A—活動(dòng)系數(shù)Pv—臭味組分蒸氣壓(Pa)S—水蒸氣摩爾數(shù)(kmol)k—臭味組分?jǐn)U散常數(shù)O

—中性油脂摩爾數(shù)(kmol)F—汽、油接觸面積V1—脫臭前臭味組分摩爾數(shù)(kmol)t—汽、油接觸時(shí)間V2—脫臭后臭味組分摩爾數(shù)(kmol)汽提(脫臭)方程式間歇式汽提方程式：連續(xù)式汽提方程式：汽提效率方程式：6

由間歇式和連續(xù)式汽提公式可以得知脫臭罐(塔)的蒸發(fā)效率，均與設(shè)備操作溫度，壓力和水蒸氣量/油量三個(gè)主要參數(shù)有關(guān)，它們之間的關(guān)系可概括如下：①V2與操作溫度成反比在固定壓力下，隨著操作溫度的提高，PV增大，則脫臭油脂中游離脂肪酸及臭味組分的最終濃度降低。②V2與P成正比降低操作壓力P，則V2也相應(yīng)降低。③V2與(S/O)成反比也即隨著（S/O）比值的增大，脫臭油脂中游離脂肪酸及臭味組分的摩爾數(shù)V2降低。7二、脫臭損耗油脂中的氣味組分量是極少的，一般不超過油重的0.10%。但實(shí)際損耗卻遠(yuǎn)大于該數(shù)值。在先進(jìn)的設(shè)備及合理的操作條件下，對(duì)于游離脂肪酸含量小于0.10%的油脂，在操作壓力為0.4kPa、溫度為230-270℃條件下，脫臭制得的良好產(chǎn)品，其脫臭最小損耗一般為：(0.2%-0.4%)+(1.05-1.2)FFA%脫臭損耗=蒸餾損耗+飛濺損耗8（一）蒸餾損耗

1.蒸餾出低分子醛、酮、不飽和碳?xì)浠衔锛坝沃舅岬纫鸬膿p耗當(dāng)FFA%降低至0.015%-0.03%時(shí)：FFA脫除速率=水解生成FFA速率

汽提蒸汽帶出的游離脂肪酸的損耗(kg/kg)操作壓力(kPa)1.31.30.4操作溫度(℃)210238248蒸餾損耗（kg/kg）0.005-0.0120.008-0.0110.034-0.058這部分的蒸餾損耗一般不超過總損耗的20-30%。9

2.蒸餾出甾醇、生育酚等不皂化物引起的損耗盡管這部分物質(zhì)較游離脂肪酸難于揮發(fā)，但不可避免會(huì)失去一部分，若在較高的脫臭操作條件下，甚至可能占脫臭餾出物的大部分。以豆油為例，在較高的脫臭溫度下，甾醇及不皂化物蒸餾脫除率約為60%，而在一般操作條件下則脫除率較低。10

3.蒸餾出甘油三酸酯引起的損耗甘油三酸酯蒸氣壓很低，不可能構(gòu)成直接蒸餾損耗。中性油的蒸餾損耗，可認(rèn)為是甘三酯水解生成的甘二酯、甘一酯和脂肪酸被蒸餾出去所引起的損耗。汽提蒸汽帶出的中性油脂及不皂化物的損耗（kg/kg）*操作壓力（kPa）3.31.3操作溫度（℃）210238210238蒸餾損耗（kg/kg）0.0180.0570.0350.110*貝雷等人在實(shí)驗(yàn)中對(duì)棉籽油工業(yè)間歇式脫臭中性油損耗進(jìn)行測定的結(jié)果11（二）飛濺損耗

在許多脫臭裝置中，由于汽提蒸汽的機(jī)械作用及膨脹動(dòng)能而引起的油脂飛濺是構(gòu)成脫臭損耗的另一重要方面。

汽提蒸汽的速度是影響飛濺損耗的主要因素。在任何情況下，飛濺損耗率均與蒸汽的密度和速度有關(guān)，Soytter和Bolon對(duì)蒸汽帶走一定大小油滴所需的極限速度曾發(fā)表如下公式：式中：V—水蒸氣的直接速度；D—油滴的直徑；d1—油滴的密度；d2—蒸汽的密度K—常數(shù)。d1>>d2一定溫度下d1為常數(shù)12噴汽速率與操作壓力的合理配合是減少飛濺損耗的關(guān)鍵。間歇脫臭時(shí)的飛濺損耗13一、脫臭工藝條件（一）脫臭溫度在壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，脫臭越易進(jìn)行：

T↑→PV↑→臭味物質(zhì)溜出量↑→S/O↓溫度太高將引起：①部分油脂水解；②較多生育酚、甾醇等被溜出；③產(chǎn)生熱聚合，降低油脂的營養(yǎng)價(jià)值（有些有毒）。工業(yè)生產(chǎn)脫臭脫臭溫度T=230-270℃第二節(jié)影響脫臭的因素

14(二)操作壓強(qiáng)(真空度)相對(duì)真空干燥和脫色而言，脫臭對(duì)真空度的要求是最高的。一般需采用三級(jí)或四級(jí)蒸汽噴射泵來制造真空。操作壓強(qiáng)為：0.2-0.4kPa(真空度757-758mmHg)。高真空度條件可以降低油脂水解損失，且酸值下降可以縮短脫臭時(shí)間可以減少直接蒸汽的用量高真空度雖說對(duì)脫臭有利，但太高的真空度勢必會(huì)增加蒸汽噴射泵的動(dòng)力蒸汽消耗，反而使操作不經(jīng)濟(jì)。15不同油脂脫臭時(shí)的溫度及操作壓強(qiáng)油品種類脫臭系統(tǒng)間歇式連續(xù)式操作壓強(qiáng)（kPa）溫度（℃）操作壓強(qiáng)（kPa）溫度（℃）大豆油菜籽油花生油葵花子油橄欖油椰子油棕櫚油棕櫚仁油1.3~2.71.3~2.71.3~2.71.3~2.71.3~2.71.3~2.71.3~2.71.3~2.72002001901901801801801800.5~0.80.5~0.80.5~0.80.5~0.80.5~0.80.5~0.80.5~0.80.5~0.824024022022022018023023016（三）通汽速率和脫臭時(shí)間通汽速率脫臭過程中直接蒸汽的作用是：脫臭條件與蒸汽噴射量(某廠5噸間歇式脫臭)脫臭條件蒸汽噴射量（kg/h）75100125150200時(shí)間(h)169777溫度(℃)200200200200200操作壓強(qiáng)(kPa)1.61.61.61.61.6降低系統(tǒng)沸點(diǎn)、加熱、攪拌(混合)、傳質(zhì)(載體)通汽速率高能縮短脫臭時(shí)間。但太高了就有可能增大飛濺損耗，同時(shí)也不經(jīng)濟(jì)。17脫臭時(shí)間T↑、PV↑、P↓、S/O↑→t↓適當(dāng)延長脫臭時(shí)間，可以減少直接蒸汽用量。但時(shí)間太長，易產(chǎn)生油脂熱聚合、熱敏性組分分解等不利現(xiàn)象。通常,間歇式脫臭：3-8h連續(xù)式脫臭：15-120min18型式脫臭器型式不同，直接蒸汽用量不同間歇式：(5%-15%)Go

半連續(xù)式：4.5%Go

連續(xù)式：4%Go左右油層厚度深油層內(nèi)絕對(duì)壓強(qiáng)比較高，脫臭作用僅在油的淺表層進(jìn)行。間歇式：油層較厚(1000-1400mm)，時(shí)間長連續(xù)式：油層較薄(200-300mm)，時(shí)間短（四）脫臭器的結(jié)構(gòu)型式19液面以上空間大小空間大→易回流；空間小→飛濺損耗↑一般會(huì)設(shè)置折流板等阻擋飛濺油滴。材質(zhì)高溫下油脂與鐵發(fā)生反應(yīng)，色澤大幅度加深；金屬離子是油脂氧化的催化劑，降低油脂的氧化穩(wěn)定性。T≥200℃時(shí)，必須采用不銹鋼材質(zhì)。密封性嚴(yán)格密封，不漏氣，避免油脂氧化。20（五）脫臭前后油脂質(zhì)量

V1/V2對(duì)脫臭是有影響的。V1越大，油質(zhì)越差；V2越小，脫臭難度越大。

故脫臭前應(yīng)獲得質(zhì)量較好的油脂；而對(duì)成品油脂的品級(jí)不應(yīng)隨意提高。21（六）直接(汽提)蒸汽的質(zhì)量直接蒸汽由于直接與油接觸，其質(zhì)量應(yīng)為：干燥、不含氧的飽和蒸汽鍋爐水易將金屬離子帶入油脂中而影響成品油脂的氧化穩(wěn)定性。

①采用鍋爐蒸汽經(jīng)分水處理后使用②采用直接蒸汽發(fā)生器（專用）22第三節(jié)脫臭工藝一、間歇式脫臭工藝（一）工藝過程：23（二）工藝要點(diǎn)預(yù)熱(間接蒸汽)：100℃

脫臭溫度(直接蒸汽)：230-270℃（170-180℃）壓強(qiáng)(真空度)：0.27-0.40kPa(1.3kPa)脫臭時(shí)間：3-8h冷卻過濾：70℃左右加檸檬酸：濃度5%；(0.02%-0.04%)Go檸檬酸的加法：檸檬酸的作用：預(yù)熱到100℃加50%；冷卻到100℃加50%預(yù)熱到100℃全部加入提高油脂氧化穩(wěn)定性，改善油脂風(fēng)味螯合金屬離子，鈍化其促氧化作用24二、(半)連續(xù)式脫臭工藝25第四節(jié)脫臭設(shè)備一、脫臭器（一）間歇式脫臭鍋（二）半連續(xù)脫臭器（三）連續(xù)式脫臭器26間歇式脫臭鍋27半連續(xù)脫臭器（雙殼體）28連續(xù)水平式淺盤脫臭器29連續(xù)脫臭器（單殼體）30二、析氣器31三、真空設(shè)備（一）一般真空度：2.7-8kPa(20-60mmHg)機(jī)械真空泵水噴射泵水-汽串聯(lián)噴射泵二級(jí)蒸汽噴射泵（二）