粮油加工学(第6章3 农大教材).ppt
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1、第三节第三节 油脂的精炼油脂的精炼一、毛油中的杂质种类一、毛油中的杂质种类 又称又称粗油粗油,一般是指经压榨或,一般是指经压榨或浸出法得到的、未经精炼的植物油脂。浸出法得到的、未经精炼的植物油脂。毛毛 油油毛毛油油的的成成分分混合脂肪酸甘油三酯混合脂肪酸甘油三酯非甘油三酯成分非甘油三酯成分杂质杂质主要主要成分成分中性油中性油(一)机械杂质(一)机械杂质杂质杂质 是指在制油或储存过程中混入油中的泥沙、料是指在制油或储存过程中混入油中的泥沙、料坯粉末、饼渣、纤维、草屑及其他固态杂质,这类坯粉末、饼渣、纤维、草屑及其他固态杂质,这类杂质不溶于油脂,可采用过滤、沉降等方法除去。杂质不溶于油脂,可采用过
2、滤、沉降等方法除去。(二)水分(二)水分 水分杂质的存在,使油脂颜色较深,产生异水分杂质的存在,使油脂颜色较深,产生异味,促进酸败,降低油脂的品质及使用价值,不味,促进酸败,降低油脂的品质及使用价值,不利于其安全储存,工业上常采用常压或减压加热利于其安全储存,工业上常采用常压或减压加热法除去。法除去。杂质杂质(三)胶溶性杂质(三)胶溶性杂质 这类杂质以极小的微粒状态分散在油中,与油这类杂质以极小的微粒状态分散在油中,与油一起形成胶体溶液,主要包括磷脂、蛋白质、糖类、一起形成胶体溶液,主要包括磷脂、蛋白质、糖类、树脂和黏液物等,其中树脂和黏液物等,其中最主要的是磷脂最主要的是磷脂。磷脂是一。磷脂
3、是一类营养价值较高的物质,但混入油中会使油色变深类营养价值较高的物质,但混入油中会使油色变深暗、混浊。磷脂遇热(暗、混浊。磷脂遇热(280)会焦化发苦,吸收)会焦化发苦,吸收水分促使油脂酸败,影响油品的质量和利用。水分促使油脂酸败,影响油品的质量和利用。易受水分、温度、电解质的影响而改变其在油易受水分、温度、电解质的影响而改变其在油中的存在状态,生产中常采用水化、加入电解中的存在状态,生产中常采用水化、加入电解质进行酸炼或碱炼的方法将其从油中除去。质进行酸炼或碱炼的方法将其从油中除去。(四)脂溶性杂质(四)脂溶性杂质杂质杂质 主要有游离脂肪酸、色素、甾醇、生育酚、主要有游离脂肪酸、色素、甾醇、
4、生育酚、烃类、蜡、酮,还有微量金属和由于环境污染带烃类、蜡、酮,还有微量金属和由于环境污染带来的有机磷、汞、多环芳烃、曲霉毒素等。来的有机磷、汞、多环芳烃、曲霉毒素等。游离脂肪酸游离脂肪酸影响油品的风味和食用价值,促使影响油品的风味和食用价值,促使油脂酸败。生产上常采用油脂酸败。生产上常采用碱炼、蒸碱炼、蒸馏馏的方法将其从油脂中除去。的方法将其从油脂中除去。色色 素素能使油脂带较深的颜色,影响油能使油脂带较深的颜色,影响油脂的外观,可采用脂的外观,可采用吸附脱色吸附脱色的方的方法将其从油中除去。法将其从油中除去。(五)微量杂质(五)微量杂质杂质杂质棉子油中含棉子油中含棉酚棉酚,菜子油中含,菜子
5、油中含芥子甙芥子甙,不,不仅影响油品品质,还危害人体健康,也须仅影响油品品质,还危害人体健康,也须在精炼过程中除去。在精炼过程中除去。主要包括微量金属、农药、多环芳烃、黄曲霉主要包括微量金属、农药、多环芳烃、黄曲霉 毒素等毒素等,虽然含量极微,但对人体有一定的毒,虽然含量极微,但对人体有一定的毒性,因此须从油中除去。性,因此须从油中除去。杂质杂质油脂中的油脂中的杂质杂质并非对人体都并非对人体都 有害,如有害,如生育生育酚酚和和甾醇甾醇都是营养价值很高的物质。生育都是营养价值很高的物质。生育酚是合成生理激素的母体,有延迟人体细酚是合成生理激素的母体,有延迟人体细胞衰老、保持青春等作用,它还是很好
6、的胞衰老、保持青春等作用,它还是很好的天然抗氧化剂。甾醇在光的作用下能合成天然抗氧化剂。甾醇在光的作用下能合成多种维生素多种维生素D。油脂精炼的目的油脂精炼的目的根据不同的用途与要求,根据不同的用途与要求,除去油脂中的有害成分,并尽量减少中性油除去油脂中的有害成分,并尽量减少中性油和有益成分的损失。和有益成分的损失。二、毛油中机械杂质的去除二、毛油中机械杂质的去除(一)沉降法(一)沉降法凡利用油和杂质之间的密度不同并凡利用油和杂质之间的密度不同并借助重力将它们自然分开的方法称借助重力将它们自然分开的方法称为沉降法。沉降时间长、效率低,为沉降法。沉降时间长、效率低,生产实践中已很少使用。生产实践
7、中已很少使用。(二)过滤法(二)过滤法借助重力、压力、真空或离心力借助重力、压力、真空或离心力的作用,在一定温度条件下使用的作用,在一定温度条件下使用滤布过滤的方法。油能通过滤布滤布过滤的方法。油能通过滤布(三)离心分离法(三)离心分离法是利用离心力的作用过滤分离或是利用离心力的作用过滤分离或沉降分离油渣的方法。效果好、沉降分离油渣的方法。效果好、生产连续化、处理能力大、滤渣生产连续化、处理能力大、滤渣中含油少、设备成本高中含油少、设备成本高 三、脱胶三、脱胶脱脱 胶胶是脱除油中是脱除油中胶体杂质胶体杂质的工艺过程。的工艺过程。磷脂磷脂水化法水化法加酸法加酸法吸附法吸附法脱磷脱磷 利用磷脂等类
8、脂物分子中含有的亲水基,利用磷脂等类脂物分子中含有的亲水基,将一定数量的热水或稀的酸将一定数量的热水或稀的酸、碱碱、盐及其他电解盐及其他电解质水溶液加到油脂中,使胶体杂质吸水膨胀并质水溶液加到油脂中,使胶体杂质吸水膨胀并凝聚,从油中沉降析出而与油脂分离的一种精凝聚,从油中沉降析出而与油脂分离的一种精炼方法,沉淀出来的胶质称为油脚。炼方法,沉淀出来的胶质称为油脚。(一)水化脱胶(一)水化脱胶基本原理基本原理 R1 R2 H2O PO-OCH2CH2N(CH3)3 O R1 R1 R2 R2 PO-OCH PO-OCH2 2CHCH2 2N(CHN(CH3 3)3 3 OH OH OH OH 内盐
9、式水化式影响因素影响因素1、加水量的影响、加水量的影响在有适量水的情况下,在有适量水的情况下,才能形成稳定的水化脂才能形成稳定的水化脂质双分子层结构,坚实质双分子层结构,坚实如絮凝胶颗粒。如絮凝胶颗粒。加水量(加水量(m)与粗油胶质含量(与粗油胶质含量(W)的关系的关系低温水化(低温水化(2030)m(0.51)W中温水化(中温水化(6065)m(23)W高温水化(高温水化(8595)m(33.5)W2、操作温度、操作温度3、混合强度、混合强度 水化时,磷脂等胶体吸水膨胀为胶粒之后,水化时,磷脂等胶体吸水膨胀为胶粒之后,胶粒分散相在诸因素影响之下开始凝聚时的温度,胶粒分散相在诸因素影响之下开始
10、凝聚时的温度,称为凝聚的临界温度。加水量越大,胶体颗粒越称为凝聚的临界温度。加水量越大,胶体颗粒越大,要求的凝聚临界温度亦越高。大,要求的凝聚临界温度亦越高。由于水比油重,油水不相溶,水化作用发由于水比油重,油水不相溶,水化作用发生在油相和水相的界面上,水化开始时,必须生在油相和水相的界面上,水化开始时,必须有较高的混合强度,造成水有足够高的分散度,有较高的混合强度,造成水有足够高的分散度,使水化均匀而完全,但也要防止乳化。使水化均匀而完全,但也要防止乳化。5、粗油的质量、粗油的质量4、电解质、电解质 粗油本身含水量过大,难以准确确定加水粗油本身含水量过大,难以准确确定加水量,水化效果难以控制
11、。粗油含饼沫量过多,一量,水化效果难以控制。粗油含饼沫量过多,一定要过滤后再进行水化,否则因机械杂质含量过定要过滤后再进行水化,否则因机械杂质含量过多,会导致乳化或油脚含中性油过多。多,会导致乳化或油脚含中性油过多。对于胶质物中分子结构对称而不亲水的部分对于胶质物中分子结构对称而不亲水的部分磷脂、磷脂、钙、镁复盐式磷脂等物质,同水发生水合作用而成为被水钙、镁复盐式磷脂等物质,同水发生水合作用而成为被水包围着的水膜颗粒,具有较大的电斥性,导致水化时不易包围着的水膜颗粒,具有较大的电斥性,导致水化时不易凝聚。应添加食盐、明矾、硅酸钠、磷酸、氢氧化钠等电凝聚。应添加食盐、明矾、硅酸钠、磷酸、氢氧化钠
12、等电解质或电解质的稀溶液,中和电荷,促进凝聚。解质或电解质的稀溶液,中和电荷,促进凝聚。水化设备:炼油锅主要用于油脂精炼油锅主要用于油脂精炼过程中的水化、碱炼、脱水。炼过程中的水化、碱炼、脱水。型号LYL120LYL160LYL180LYL220生产能力(t/d)1.53510加热面积(m2)3.305.909.8017.05设备高度(mm)366042245130设备重量(kg)157822153130主轴速度(rpm)6030/6030/6030/60配备功率(kw)2.23/44/5.55.5/7.5过滤毛油过滤毛油预热预热(65-72)静置沉淀静置沉淀3-4h分离分离水化油水化油加水水
13、化加水水化80水,水,10-15min加热脱水加热脱水脱胶油脱胶油粗磷脂粗磷脂油脚油脚回收中性油回收中性油粗磷脂粗磷脂60r/min30r/min加水量为加水量为磷脂的磷脂的3倍倍间歇式水化工艺间歇式水化工艺110-120或真空90-100,真空度700mmHg 四、脱酸四、脱酸脱酸方法脱酸方法碱炼脱酸碱炼脱酸蒸馏脱酸蒸馏脱酸(一)碱炼脱酸(一)碱炼脱酸 利用加碱中和油脂中的游利用加碱中和油脂中的游离脂肪酸,生成脂肪酸盐(肥离脂肪酸,生成脂肪酸盐(肥皂)和水,肥皂吸附部分杂质皂)和水,肥皂吸附部分杂质从油中沉降析出。从油中沉降析出。基本原理基本原理沉淀物沉淀物皂脚皂脚碱的种类碱的种类碳酸钠碳酸
14、钠氢氧化钙氢氧化钙氢氧化钠氢氧化钠加碱量加碱量=理论碱量理论碱量+超碱量超碱量理论碱量理论碱量=毛油重毛油重(kg)0.713AV10-3超量碱:油重的超量碱:油重的0.10.3%影响碱炼的因素影响碱炼的因素1、中和碱及其用量、中和碱及其用量烧碱烧碱2、碱液浓度、碱液浓度3、碱炼温度、碱炼温度4、混合搅拌、混合搅拌5、杂质的影响、杂质的影响粗油的酸值及色泽是决定碱液浓度的最主要依据。酸值粗油的酸值及色泽是决定碱液浓度的最主要依据。酸值高、色深的应选用浓碱;酸值低、色浅的则选用淡碱。高、色深的应选用浓碱;酸值低、色浅的则选用淡碱。终温终温 控制到油与皂脚明显分离时的温度。升温速度体控制到油与皂脚
15、明显分离时的温度。升温速度体现加速皂化反应、促进皂脚絮凝过程的快慢。温度与粗油现加速皂化反应、促进皂脚絮凝过程的快慢。温度与粗油品质、碱炼工艺及碱液浓度有关。品质、碱炼工艺及碱液浓度有关。混合搅拌的作用在于使碱液在油相中高度地分散混合搅拌的作用在于使碱液在油相中高度地分散 胶溶性杂质、羟基化合物、色素等都会影响碱炼效果胶溶性杂质、羟基化合物、色素等都会影响碱炼效果间隙式碱炼工艺间隙式碱炼工艺过滤毛油过滤毛油精炼精炼中和中和静置沉降静置沉降含皂脱酸油含皂脱酸油洗涤洗涤静置沉降静置沉降净油净油干燥干燥废水废水脱酸油脱酸油废水废水富油皂脚富油皂脚皂角处理皂角处理回收油回收油皂脚皂脚碱液碱液高温淡碱:
16、初温高温淡碱:初温75,终温,终温9095低温碱炼:初温低温碱炼:初温3035,终温,终温6065(二)蒸馏脱酸(二)蒸馏脱酸蒸馏脱酸法又称为物理精炼,不用碱中和,而是借蒸馏脱酸法又称为物理精炼,不用碱中和,而是借甘油三酯和游离脂肪酸相对挥发度的不同,在高温、甘油三酯和游离脂肪酸相对挥发度的不同,在高温、高真空下进行水蒸汽蒸馏,使游离脂肪酸与低分子高真空下进行水蒸汽蒸馏,使游离脂肪酸与低分子物质随着蒸汽一起排出,这种方法适合于高酸价油物质随着蒸汽一起排出,这种方法适合于高酸价油脂。脂。不用碱中和,中性油损失少;辅助材料消耗少,降不用碱中和,中性油损失少;辅助材料消耗少,降低废水对环境的污染;工
17、艺简单,设备少,精炼率低废水对环境的污染;工艺简单,设备少,精炼率高;同时具有脱臭作用;成品油风味好。但由于高高;同时具有脱臭作用;成品油风味好。但由于高温蒸馏难以去除胶质与机械杂质,所以蒸馏脱酸前温蒸馏难以去除胶质与机械杂质,所以蒸馏脱酸前必先经过过滤、脱胶程序。对于高酸价毛油,也可必先经过过滤、脱胶程序。对于高酸价毛油,也可采用蒸馏与碱炼相结合的方法。采用蒸馏与碱炼相结合的方法。优点优点利用某些具有吸附能力强的表面活性物质加入利用某些具有吸附能力强的表面活性物质加入油中,在一定的工艺条件下吸附油脂中色素及油中,在一定的工艺条件下吸附油脂中色素及其他杂质,经过滤除去吸附剂及杂质,达到油其他杂
18、质,经过滤除去吸附剂及杂质,达到油脂脱色净化目的的过程。脂脱色净化目的的过程。五、脱色五、脱色 油脂的脱色方法很多,工业生产中应用的油脂的脱色方法很多,工业生产中应用的最广泛的是最广泛的是吸附脱色法吸附脱色法,此外还有加热脱色法、,此外还有加热脱色法、氧化脱色法、化学试剂脱色法等。氧化脱色法、化学试剂脱色法等。吸附脱色法的原理吸附脱色法的原理(一)吸附剂(一)吸附剂1、对吸附剂的要求、对吸附剂的要求吸附力强,选择性好,吸油率低,对油脂不发生化吸附力强,选择性好,吸油率低,对油脂不发生化学反应,无特殊气味和滋味以及价格低,来源丰富学反应,无特殊气味和滋味以及价格低,来源丰富2、吸附剂种类、吸附剂
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