植物油脂精炼技术

1、 油脂精炼 1.精炼油是我国居民主要的食用油品种 2.精炼是从油料到食用油的加工链上的最后一个工段 3.综合利用和油脂二次产品开发对精炼提出了特别要 求 油脂精炼目的 1.去杂质 2.得到高价值的副产品 前者为主要目的，前提是低消耗、高保留 后者只是在特定的情况下才要考虑 如，制谷维素时，为更好地捕集谷维素，允许适 当降低精炼率 精炼工序 根据成品油的用途与质量要求不同，不同程度地去杂 1. 储存用油，一般只脱胶、脱水（酸价超过1时脱酸） 2. 制皂用油，脱胶、脱色 3. 食用油，应按产品质量等级和卫生要求除去杂质 大多数油品，四脱 含蜡高油品，五脱 物理精炼和化学精炼 在工艺上共同点很多，设

2、备也基本相同，引进成套 精炼设备都可进行化学精炼和物理精炼 有各自的特点 毛油 中和 脱胶 蒸馏脱臭（酸） 脱色 脱胶 脱色 脱臭 精油 物理精炼 化学精炼 脱蜡 物理精炼和化学精炼 碱炼 脱色 脱臭 予处理 脱色 脱臭 物理精炼和化学精炼 化学精炼 美国 物理精炼 欧洲 中性油25-335-10 脂肪酸33-5080-85 不皂化物 （甾醇和Ve） 25-335-10 臭味馏出物组成% 精炼技术关键 1.技术关键在于精炼率与炼耗间存在矛盾 2.降低炼耗有二部分 l不可避免炼耗 类脂物、伴随物，1-3 l可避免损耗 油脚、皂脚、白土夹带、因操作不当被皂化、 乳化和真空吸出 l可避免损耗往往占较

3、大的比例，其高低反映了工艺 的先进与否及操作水平，应设法降低，如少夹带， 破坏乳化 油 脂 成 分 杂质杂质 毛油中甘三酯以外成分毛油中甘三酯以外成分 精炼过程中油脂成分的变化 工序生成或增加成分除去或减少成分 浸出残留溶剂 脱胶部分磷脂和部分中性油 蛋白质和糖 部分叶绿素（用磷酸） 脱酸游离脂肪酸 残余磷脂 色素、棉酚、谷维素 脱色少量共轭酸类胡萝卜素素 叶绿素 棉酚色素 多环芳烃 脱臭异构脂肪酸 聚合甘油酯 游离脂肪酸 POV、小分子臭味物 甾醇、VE 色素 毒素 精制过程中杂质量的变化 毛油 Crude oil 中和 Neutr. 脱色 Bleached 脱臭Dosed 脱胶 Degel

4、. 大豆油精炼前后成分含量 TG磷脂FFA不皂 化物 甾 醇 维E角鲨烯金属离子 Fe Cu 毛油 精油 96 99 2.0 0.05 1 0.05 1.6 0.3 0.33 0.13 0.15-0.21 0.11-0.18 0.014 0.01 1-3 0.1-0.3 0.03-0.05 0.02-0.06 精炼中需分离的物质 毛油过滤 磷脂水化 FFA皂化 臭味蒸馏捕集 色素吸附 蜡冷却 硬脂冬化 氢化 碟式离心 食用油脂产品新标准 旧 普通油 高级油 二级 一级 高烹油 色拉油 新 四级 三级 二级 一级 原油 质量指标 项目指标 气味滋味具有该植物油固有的气味滋味、无异 味 水分及挥发

5、物%0.20 不溶性杂质%0.20 酸值mgKOH/g4.0 过氧化值mmol/kg7.5 溶剂残留mg/kg100 成品油质量指标 一 脱胶 1.磷脂和非水化磷脂 2.非水化磷脂的产生与控制 3.水化脱磷 4.新脱胶工艺 脱胶目的 脱胶是化学精炼或物理精炼的预处理工序 脱胶毛油，适合储藏和运输 制取磷脂 0 0 0.50.5 1 1 1.51.5 2 2 2.52.5 豆油豆油 玉米胚芽油玉米胚芽油 棉籽油棉籽油 米糠油米糠油 花生油花生油 芝麻油芝麻油 菜籽油菜籽油 乳脂乳脂 猪油猪油 毛油中磷脂平均含量 油料中磷脂与蛋白共生 毛油磷脂量随制油方法不同而变化，一般，油料的1/2转移到 毛油

6、 磷脂 磷磷2530磷脂磷脂 磷脂四特性 1.无水时，油溶性 2.吸湿，成粘性，比甘油三酯大 3.吸水，膨胀，形成胶体 l毛油储藏中油脚析出 l磷脂与油脂分离的原理 4.磷脂中多不饱和酸为主，较油脂更不稳定 磷脂粘性曲线 水分% 磷脂分类 1. 水化磷脂（HP，含极性较强的基团） 2. 非水化磷脂（NHP，含极性较弱的基团） 主要是磷脂酸和溶血磷脂的钙镁盐 磷脂的水化速率 HP极性较强，可水化析出，但水化速率有差别 NHP不能水化 非水化磷脂产生与控制 1.原料成熟度 2.储藏、运输 3.预处理 4.浸出 影响磷脂的酶类 1.磷脂酶 2.脂氧酶 脂氧酶 l氧化磷脂中不饱和脂肪酸，并结合蛋白，磷

7、脂的油 溶性降低，残留在粕中成为己烷不溶物，从而降低 毛油总磷脂（主要是PC）量，使水化不好 l水化脱胶的磷脂得率降低，且PC比例降低 40-70 磷脂酶 l磷脂酶D水解、生成磷脂酸 l磷脂酸与油中的0.2-0.3%钙、镁离子形成钙、镁复盐，这种盐不吸水膨胀 l磷脂酸钙镁盐是主要的NHP 油料成熟度影响NHP形成 l未成熟的籽粒、青豆，NHP高 l某年东北霜降早，早收获，青豆率5，成品油 “返色” 储藏运输条件影响NHP形成 大豆储藏水分 % 水化脱胶油中NHP % 大豆A 110.80.16 280.11 大豆B 111.80.32 29.30.10 预处理条件影响NHP形成 l 大豆破碎或

8、轧坯程度，影响细胞结构的破坏程度 l 轧坯后酶活增加，豆坯存放停留时间、坯水分含量 l 在浸出前或浸出过程中对大豆的热处理 l 平板烘干代替蒸炒，延长了与空气接触 不同预处理产品浸出油含磷量 mg/kg 破碎豆软化豆豆胚膨化豆 毛油5104804601200 脱胶油48586543 软化时的温、湿度正是酶活最适条件，加之破碎 软 化 浸 出 毛油磷脂%脱胶油 P/mg/kg 磷脂含量 % PC占磷脂 % 生胚浸出2.1018465.834.2 膨化浸出2.466774.339.8 毛油四级油二级油（高烹油） 磷脂%P/mg/kg出油率%P/mg/kg 出油率% 生胚浸出2.2125096.72

9、-394.8 膨化浸出2.312097.11-295.6 浸出温度水化脱胶油中NHP % 豆胚 (水分 12.4 %) 400.43 500.70 601.05 NHP控制 减少NHP最有效方法是在预处理中钝化酶类 1.控制存储中水分 2.预处理 微波加热处理 料坯挤压膨化 料坯湿热处理 ALCON工艺 ALCON工艺 l迅速提高软化温度至80以上，使酶钝化 l毛油磷脂量翻倍，PC40% l此法最简单经济，适用于优质大豆原料，当然，软化温 度提高，副作用如蛋白变性、影响轧坯效果 l5-10%不可避免 水化脱胶原理 羟基式羟基式 内酯式内酯式 磷脂胶束与双（多）分子层形成 水 水 3、毛油含多量

10、水时，卵磷脂强 烈亲水，吸引水分子插入 双分子层间，产生膨胀， 吸水量增加，磷脂多分子 层膨胀加剧，形成比比油 重得多的胶粒，胶粒凝聚 沉降，与油分离，同时吸 附蛋白、粘质和微量金属 1、毛油含水很少时，卵磷脂为内酯式，极性很 弱，在油中溶解 2、毛油含一定量水时，卵磷脂吸水变为游离羟 基式，极性增大，呈现出强的表面活性， 在水油界面上定向排列，形成胶束，进一 步形成双(多)分子层，将水围在中间 影响磷脂水化因素 脱胶 工艺 参数 参数用量 水75%（胶重） 与胶等量 23% 3% 1% 2% 25% 温度3249 5070 6575 70 95 搅拌剧烈 机械搅拌 时间3060min 101

11、5min 12.5% 脱胶效果 二级油标准 磷脂 0.150.45 （据不同油品和要求) 贸易标准 180ppm(0.45) 非水化磷脂脱除 新收获油料(新菜籽)、储藏不好原料制得的毛油，常脱胶不尽， 即水化油280加热试验不合格，即使重新加水处理，水洗16次 也无明显效果 水化或常规碱炼，能除去90%磷脂，剩余NHP难除去 一般，豆油中约有55-224 ppm NHP（0.56%磷脂） NHP与FFA相伴，正常毛油FFA在1%内，高于1%时, NHP大都过高 （磷脂1%，NHP0.79%） 物理精炼和高级油品对脱NHP的特殊要求：磷5ppm，磷脂 0.015%，铁 0.1ppm，铜 0.01

12、ppm 非水化磷脂脱除 l两种措施 1.预处理钝化酶类 2.转化法，转化为HP，如酸法脱胶 l前者在降低消耗和减少污染方面更具优势 l实际措施是在传统水化脱胶基础上，对不同毛油原 料开发新脱胶工艺 转化法脱 除非水化 磷脂 新脱胶工艺 1. 酸脱胶酸脱胶 2. 酶法酶法 3. 膜法膜法 酸脱胶 l毛油中加无机酸：磷酸、柠檬酸、草酸溶血磷脂酸 磷脂酸，使NHP转化而被分离 l转化NHP，脱磷效果 P30ppm，磷脂0.1% l络合金属离子(0.2ppmFe) l叶绿素变为脱镁叶绿素，油色浅 l降低皂 磷酸转化NHP的反应 nNHP钙镁盐稳定性不高，可在一定条件下破坏 n磷脂酸钠、钾盐，水溶，并易

13、形成胶束或液晶 磷酸脱胶 表 6-6 磷酸调质处理对碱炼油品质的影响 磷脂含量(%) 含皂量(ppm) 项目 油品 磷酸(85%)添加 量(%) 粗油 水洗后 水洗前 水洗后 菜籽油 - 0.63 0.20 2300 1000 菜籽油 0.20 0.63 0.005 1300 30 花生油 - 0.84 0.14 1100 260 花生油 0.10 0.84 0.006 480 20 豆油 - 1.10 0.32 2700 1600 豆油 0.20 1.10 0.006 800 60 葵花籽油 - 0.57 0.15 2000 310 葵花籽油 0.20 0.57 0.011 1100 80

14、棉籽油 - 0.70 0.30 5000 2100 棉籽油 0.20 0.70 0.012 1100 110 磷酸脱胶 1.单独作为一个工序(磷酸脱胶工艺) 湿法 2.与脱色结合(磷酸-漂土脱胶工艺) 干法 3.与碱炼结合(酸炼工艺) 湿法脱胶 单独作为一个工序 间歇，加酸后需快速搅拌充分后才加水水化，否则， 酸数量太少未能与油充分接触 连续, 因加酸量太少，需控制酸与油的流量平衡 磷50ppm 干法脱胶 l结合脱色的磷酸-漂土脱胶工艺，是一种简单的酸脱胶法 l适合低含量磷脂油脂，棕榈油、棕榈仁油、椰子油和动物油 l磷2-10ppm，满足物理精炼 物理精炼首选的两步脱胶法 l前道酸炼水化，后道

15、白土脱色时加酸 l脱色段加酸：用酸鳌合金属，同时将残磷借白土除去 结合碱炼的脱胶法 l长混 l短混 l特殊脱胶法 l超级/联合脱胶法 l全脱胶（TOP） lSOFT 脱胶法 酶法 （生物）脱胶 Lugi鲁奇公司，8mg/kg Novozymes 诺唯信磷脂酶 磷脂酶A1 Lacitase NOVO 米曲霉 磷脂酶A2 Lacitase10L 胰脏160美圆/kg 酶法脱胶 l为减少酶量，先水化脱磷，待脱胶油磷 100ppm，Fe2ppm，FFA3 l磷脂酶A2：200ppm l温度：60C lpH值：5-6 l时间：3-9h l强力搅拌，少量水1-5% 化学精炼与酶法精炼比较 n酶解时油酸价有

16、所上升 n酶法脱胶和化学法脱胶 中都有加酸加碱操作,酸 碱量有区别 膜法UF l油损失少 l无化学物 l磷脂质量好 l溶剂 l固体杂物 l膜成本 在混合油中磷脂易形成胶束，胶 束分子量20000，18-200nm 甘油酯1.5nm 磷脂胶束也束缚金属离子、游离 或结合的糖类 浓香型或清香型花生油 10ppm 膜法 组分（ppm）毛油水化法超级脱胶膜法 P10002002010 Ca1208055 Mg1007050.1 Fe1100.550.50.1 胡萝卜素302520 叶绿素220.5 各种方法比较 二 长混碱炼脱酸 1.1.长混碱炼工艺长混碱炼工艺 2.2.长混碱炼工艺的辅助作用长混碱炼

17、工艺的辅助作用 碱炼中的化学反应 1.FFANaoHRCOONa（中和） 2.如碱量不足，生成酸性皂，水溶性差 RCOONa RCOOH RCOONaRCOOH 3.-磷脂水水化 4.-磷脂碱-磷脂水化 5.磷脂碱水解 6.甘油酯碱水解（皂化） 7.色素碱 长混碱炼工艺 l低浓、低温、长时间接触，降低皂化，用于 品质高、FFA低毛油，如新鲜大豆毛油 加酸 加磷酸调质，除去非水化磷脂 1.-磷脂水水化（1分钟即可） 2.-磷脂磷酸-磷脂水化（20分钟） 3.磷脂金属盐磷酸水水化的磷脂金属胶体 加酸量 P100ppm，0.1% 油量 P 100-200ppm，0.15% P200ppm，0.2%

18、加碱 碱液浓度和碱量 l名为脱酸，但FFA脱去多少并不重要 l去磷脂、金属离子、色素等杂质更重要 l加磷酸后，要测酸价，确定用碱量 （ 0.2% 对应3个酸价） 影响因素 l碱液浓度 l48%液碱 0.3-0.4% l滞留时间 l混合与搅拌 判断 l酚酞试验（2-5） l皂脚排放流畅 碱液浓度 酸值 制油方法 温度 皂稠度 油皂化损失皂脚带油成品油色泽 碱浓度的选择 适宜的碱液浓度的确定，需综合平衡诸多因素，通 过小样试验确定，7-10波美度波美度 滞留时间 1、油皂化损失 l油、碱接触时间愈长，皂化机率愈大 2、综合脱杂作用 l皂脚的吸附 l过量碱液对杂质的脱除作用 在综合平衡中性油皂化损失

19、的前提下，适当延 长碱炼时间，有利于杂质的脱除和油色的改善 时间 l15分 油皂化损失 综合脱杂效果 混合与搅拌 既保证碱液在油中高度分散，又要避免皂膜过度分散引起乳化 加碱时，混合须强烈，增进碱液与FFA的相对运动，提高反应速 率，并使反应生成的皂膜尽快地脱离碱滴 但滞留时，混合应缓慢 离心分离 影响因素 加碱量 重相出口口径（向心泵刻度） 轻相出口压力 进口压力 皂脚含油18% 残皂200ppm 磷20ppm，一般10ppm FFA 1次/小时 洗涤干燥 残皂过高，100-150ppm 白土中毒 白土过滤时过粘 硅吸附剂 酸处理 影响因素 温度 水质、水量 搅拌混合时间 20分 水中含油

20、2000ppm 1次/班 残皂 50ppm 磷5ppm FFA 0.05% 水 0.1% 乳化原因 温度过低 前道离心不够 过多钙、镁皂 搅拌过激 酸处理破乳 无酸处理 水中含油 3000ppm 酸处理 水中含油 1000ppm 长混碱炼 70%理论碱 lFFA l杂质（磷脂）含量 l脱臭器能力 0.8%FFA，2%胶质，2500g/T 长混碱炼 3. 碱炼的辅助作用 1.脱胶、脱金属离子 2.脱色 3.脱毒 4.脱杂脱蜡 脱胶 l长混碱炼加碱目的主要是调节液相pH值，使磷脂酸成为钠盐，并非 是常规碱炼中的中和FFA l长混碱炼工艺中的加碱量，与普通碱炼工艺比是不足的，FFA并不要 求脱尽 l

21、毛油中的磷脂，用70%的理论碱可脱尽 l这样做的好处是炼耗低 长混炼耗（脱胶碱炼）碱炼长混炼耗（脱胶碱炼）碱炼 脱胶 1. 磷脂一部分被水解 l磷脂的夺碱能力大于脂肪酸，皂化油脂 l长混碱炼的低浓、低温工艺保证了磷脂先被皂化 2. 另一部分(35-80%)则被初生皂粒吸附，随皂脚而除去 l吸附需要时间，低浓、低温、长混使皂胶束不至于迅速聚集而 沉淀，保证了皂对磷脂的充分吸附（短混不适合 ） l 非水化磷脂、金属离子 碱炼油中胶质与超碱量、 碱液浓度关系 稀碱，显著脱胶 铁离子和磷脂关系 l精制油没有含磷量指标，但美国 铁0.1-0.3mg/kg，铜0.02- 0.06mg/kg l降低磷脂实质

22、上也降低了金属离子含量 l金属离子去除 1.水化时加磷酸 2.脱色时加白土 铁离子和磷脂关系 磷酸和白土去除金属离子 脱色 白土量（%）脱胶油碱炼油 葵花籽油0.3-0.40.1-0.2 菜籽油0.6-0.80.4-0.5 玉米油0.7-0.90.4-0.6 脱色时的白土用量，碱炼油要比磷酸脱胶油为少 碱炼油色泽比碱炼前降低30左右 皂脚吸附 碱对酚类发色基团的破坏 磷酸破坏叶绿素 烧碱溶液浓度 （Be） 粗油酸 值 操作温度（） 备 注 初温终温 4-65以下75-8090-95浅色油精制 12-145-750-5560-65浅色油精制 16-247以上25-3045-50深色油精制 24以

23、上9以上20-3020-30劣质棉油精制 碱液浓度与毛油色泽的关系 l碱液浓度 过低，皂脚受水膜的影响，对发色基团的作用弱 过浓，皂脚表面积过小，也影响色素吸附 脱毒 l黄曲霉素 l棉酚 l硫甙，硫甙降解物溶于水，挥发性又大，菜籽油在碱炼后，含硫 化合物可脱除50以上，脱色脱臭后降至5mgkg以下 OOOCH3 OO O NaOH HCl OOOCH3 O HO NaOC O 农药 油品农药毛油碱炼油脱色油脱臭油 豆油 茵蒽滴0.620.590.51 均低于0.03 茵蒽滴0.480.300.35 茵蒽滴0.400.640.48 茵蒽滴0.220.300.29 茵蒽滴-0.420.65 BDL

24、 滴滴伊-0.920.83 艾氏剂-0.550.65 狄氏剂-0.720.64 七 氯-0.580.69 七氯环氧物-0.770.86 综合脱杂效果 l皂脚的吸附能力 l过量碱液对杂质的脱除作用 在综合平衡中性油皂化损失的前提下，适当地延长碱炼 操作时间，有利于其他杂质的脱除和油色的改善 三合一法脱蜡 3脱色与吸附处理 脱色与吸附处理 为什么要脱色 l 消费者喜欢色泽浅的油脂产品（Y20R1） l 改善油品稳定性 l 对物理精炼或脱臭十分重要（最后一关） 吸附脱色与其它精炼工序 l油中色素的脱除贯穿于整个精炼过程 l油中色素的脱除并不全靠脱色工段(叶绿素例外) l碱炼、酸炼、氢化、脱臭都有脱色

25、作用 l与脱胶、碱脱酸不同，单靠脱色不能得到精制油 l脱色是不可以省略的，即使毛油色泽很浅 色素脱除贯穿于整个精炼过程 工序色泽降低 中和7-8red 脱色2-2.5red 氢化取决氢化程度 脱臭0.3-0.6red 叶绿素的脱去 工序降低程度 毛油100-200ppb 中和25% 脱色，0.25%白土75% 脱色，0.75%白土90% 氢化取决氢化程度 脱臭少量 RBD油10-20ppb 50ppb即有绿、灰色 脱臭前可能不明显 脱色在精炼中的位置 罗维朋比色 红 罗维朋比色 黄 脱胶 中和脱酸 吸附脱色 脱臭 1.715 脱胶 吸附脱色 中和脱酸 脱臭 3.922 脂肪酸钝化白土，对脱色有

26、一定影响 酸值对脱色油品的影响 白 土 号 菜油(AV0.2)菜油(AV3)豆油(AV0.2) 酸值脱色率%酸值脱色率%酸值脱色率% 10.2293.433.0577.500.2488.75 20.2395.333.0177.370.3385.75 30.1594.452.9578.750.2585.75 脱色与脱臭 脱色前置于脱臭脱色前置于脱臭 化学精炼化学精炼 脱胶、脱酸、脱胶、脱酸、脱色脱色、脱臭、脱臭 物理精炼物理精炼 脱胶、脱胶、脱色脱色、脱臭（脱酸）、脱臭（脱酸） 脱色与脱臭 l200以上高温脱臭时，以上高温脱臭时， 色素分解挥发，相对减少色素分解挥发，相对减少 了脱色工段负担了脱色工段负担 l但脱臭不