04第四章 植物油制取.ppt

第四章植物油制取 精炼及加工 一 植物油脂的种类 油料 凡是油脂含量达10 以上 具有制油价值的植物种子和果肉等均称油料 1分类根据植物油的植物学属性 可将植物油料分成4类 草本油料 大豆 花生 葵花籽木本油料 棕榈 椰子 油茶籽野生油料 野茶籽 松籽农产品加工副产品油料 米糠 玉米胚 根据含油率高低可分为两类 高含油率油料 花生 芝麻等含油率大于30 的油料低含油率油料 大豆 米糠等含油率在20 左右的油料油料作物的主要成分 油脂 蛋白质 碳水化合物及其他多种微量成分 如磷脂 灰分 色素 有机酸以及蜡质等 2油籽的形态结构种皮最外层保护胚和胚乳含有大量纤维物质基本结构胚油脂存于其中胚乳脂肪蛋白糖类维生素微量物质 二 植物油脂制取的主要方法 一 机械法 二 浸取法 三 水代法 一 机械法凡利用机械外力的挤压作用将榨料中的油脂提取出来的方法 基本原理 在压榨过程中 榨料坯的粒子受到强大的压力作用 致使其中油脂的液体部分和凝胶部分发生不同的变化 既油脂从榨料空隙中被挤压出来和其他部分变形成坚硬的油饼 压榨法的特点 工艺简单 配套设备少 色泽浅 风味纯正 但压榨后的饼残油量高 出油效率较低 动力消耗大 零件易损耗 液体静压力传递原理 立式液压榨油机 卧式自动液压榨油机 卧式自动液压榨油机 ZX10型螺旋榨油机 二 浸出法属于固液萃取 是利用一定的溶剂使油料中的油脂萃取出来的方法溶剂浸出法的特点 出油率高 采用浸出法制油 粕中残油可控制在1 以下 出油率明显提高 溶剂对油脂有很强的浸出能力 浸出法不需要高温加工而浸出其中的油脂 使大量水溶性蛋白得到了保护 加工成本低 劳动强度小 但一次性投资较大 浸出溶剂一般为易燃 易爆和有毒的物质 基本原理 油脂浸出的过程是油脂从固相转移到液相的传质过程 这一传质过程是借助分子扩散和对流扩散实现的 分子扩散 是指单个分子的形式进行的物质转移 是由于无规则热运动引起的 对流扩散 是物质溶液以较小体积的形式进行的转移 单个料坯中油脂浸出过程示意图 根据扩散途径的特性 油脂浸出的过程可划分为三个阶段 I 油脂从料坯内部到它外表面的分子扩散 通过介面层的分子扩散 油脂从介面层到移动混台油的对流扩散 简易浸出罐的结构图 浸出溶剂 有较强溶解能力的 既要容易汽化 又要容易冷凝回收 具有较强的化学稳定性 在水中的溶解度小 在生产过程中 溶剂不可避免要与水接触 油料本身含有水 要求溶剂与水互不相溶 便与溶剂与水分离 1轻汽油6号抽提溶剂油优点能以任何比例溶解油脂具有较高的挥发性和化学稳定性价格低缺点易燃易爆蒸汽对人体中枢神经系统有毒害作用沸点范围较宽溶剂回收相对较难 2正己烷缺点价格高我国较少使用3超临界流体超临界流体是指气体在达到它的临界温度和临界压力后表现出来的具有液体性质的一种状态 三 水代法利用油料中非油成分对水和油的亲和力不同以及油水之间的密度差 将油脂和亲水蛋白质 碳水化合物等分开 三 大豆是我国的主要制油原料 大豆结构 双子叶植物籽粒由胚 包括胚芽和子叶 占种子重的92 种皮 第一节大豆油提取一 大豆在制油前原料的预处理原料的预处理是从原料到提取油脂的所有准备工序 包括清理 破碎 软化 轧坯 蒸炒等具体操作 预处理的好坏将直接影响制油的好坏 一 大豆的清理 清理就是情除原料大豆中夹带的泥土 石子 茎叶 铁质等杂质 分离出原料中的杂 瘪 霉变籽粒常用的方法有筛选 风选 磁选 比重分选等 二 大豆的破碎 破碎要求 大豆 花生要求破碎成6 8瓣经过清理的大豆如果含水量低于13 可直接破碎 如果含水量高于13 须经过烘干后才能破碎 三 软化 目的 调节油料的水分和温度 质地变软增加油料的可塑性软化要求 水分 温度 时间根据经验 大豆软化后 水分在15 16 温度在95 左右 最适宜轧胚 设备 叠式软化锅 卧式蒸汽绞笼 软化箱等 四 轧坯 料坯 生坯 目的 是通过压辊的碾压和油料细胞之间的相互作用 使油料细胞壁破坏 同时使料坯成为片状 缩短油脂从油料中排除的路程 提高出油率 1 轧坯对压榨法制油的作用对于压榨法制油 压出的料坯在压榨前还要进行蒸炒 蒸炒对于压榨制油具有重要作用 而轧坯对于取得蒸炒效果 亦重要作用 尽量破坏细胞组织 减少物料厚度 增加物料表面积 蒸炒效果好 油料各个部分的物理性质趋于一致 蒸炒时 成熟快 均匀一致 2 轧坯对浸出法制油的作用经碾压的生坯 不经蒸炒可直接浸取 细胞组织破坏彻底 从中浸出油脂的速度就越快 料坯被碾压的越薄 油脂和溶剂分子的扩散路程短 有利于浸出 料坯大小接近一致 浸出效果完全 五 蒸炒 目的 使物料在微观状态 化学组成 物理状态等方面发生变化 提高出油率及产品质量 方法 湿炒法 干炒法 直接火炒法 先炒后蒸法等 蒸炒要求设备 蒸炒锅 立式 卧式 二 压榨法提取大豆油 一 压榨法制油的基本原理1 压榨制油的物理化学本质2 压榨制油的必要条件 1 物料条件 2 压榨外部条件合适的压力 压料受压状态 施压速度及压力变化规律 足够的压榨时间 压榨过程的保温 二 螺旋榨油机制油 压榨制油的基本过程 三个阶段 1 进料段 预压段 形成松饼 开始出油 2 主压榨段 出油段 3 成饼段 重压沥油 三 浸出法制取大豆油 一 浸出法制油的基本原理及要素原理基本要素 溶剂 料坯 浸出方式 工艺参数1 溶剂的选择 应符合基本要求 2 对料坯的要求 二 浸出制油工艺 浸出 油料 溶剂 混合油 油脂 湿粕 粕 溶剂回收 1 常规工艺总体流程 溶剂浸出 混合油分离 湿粕脱溶烘干 溶剂回收等 2 浸出工序 浸出法制油的主体工序 1 浸出方式 油脂浸出过程中溶剂与料坯的接触方式 浸出方式 浸泡式 渗滤式 浸泡 喷淋混合式 按浸出器的类型 间歇式 浸泡罐 连续式 均采用逆流浸出的过程 三 湿粕脱溶 脱溶与烤粕 从浸出器出来的湿粕通常含有20 40 的溶剂 必须经过脱溶与烘最后回收粕中的溶剂与降低水分 回收溶剂的过程为脱溶过程 烘干去水的过程为烤粕 1 脱溶烤粕的基本过程2 脱溶烤粕的基本方法 1 高温脱溶法 2 闪蒸脱溶法 用旋风分离器和蒸烘冷却器 3 机械脱溶法脱溶烤粕设备 多段卧式烘干机 高料层烘干机 蒸烘冷却器 四 混合油蒸发和汽提 从浸出工序得到的混合油中含油一般为10 30 从混合油中脱出溶剂是利用溶剂的沸点比油脂沸点低的特性 在一定的压力或真空的条件下 溶剂的沸点有随着混合油浓度的增加而提高的趋势 常用混合油的分离步骤 1 混合油蒸发 分两步 2 汽提是指混合油的水蒸气蒸馏 可以使混合油的沸点降低 从而使混合油中残留的少量溶剂在较低温度除去常用蒸发设备 长管式蒸发器 汽提设备 升膜式汽提塔 五 溶剂回收 通过溶剂脱溶烤粕和混合油蒸发汽提工序 同时尽量回收尾气 常用设备 冷凝器 分水器 蒸水罐 尾气回收装置等 第三节油脂的精炼 毛油中成分 甘油三酯 磷脂 游离脂肪酸 色素 过氧化物 蜡质 各种机械杂质等 机械杂质 泥土草沫等 水分 水分的存在 使油脂颜色变深 产生异味促使酸败一般用减压加热脱水除去 胶溶性杂质 这类杂质以极小的微粒状态存在 与油一起构成胶体溶液主要是磷脂蛋白质糖类 脂溶性杂质 主要有游离脂肪酸色素酮类 微量杂质 主要包括微量金属农药含量少 但对人体有毒 一 毛油中机械杂质的去除 1 沉降法2 过滤法设备 板框过滤机 圆盘过滤机 真空叶滤机等 3 离心分离法 二 脱胶 除掉油中胶体杂质的工艺过程称为脱胶 脱胶的方法有水化法 加热法 加酸法及吸附法等 现在工厂里常用水化法 水化法脱胶是利用磷脂等类脂物分子中含有的亲水基 将一定量的热水或稀的酸 碱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凝聚 从油中沉降析出与油脂分离的一种精炼方法 1 水化法脱胶2 加酸脱胶 1 磷酸脱胶 2 浓硫酸脱胶 3 其他脱胶 三 脱酸 碱炼法是利用加碱中和油脂中的游离脂肪酸生成脂肪酸盐 肥皂 和水 肥皂吸附部分杂质而从油中沉降分离的一种精炼方法 形成的沉降物称皂脚 用于中和游离脂肪酸的碱有氢氧化钠 碳酸钠和氢氧化钙等 现在普遍采用氢氧化钠 1 碱炼脱酸的作用 碱能够中和粗油中绝大部分的游离脂肪酸 生成的脂肪酸钠盐在油中不易溶解 成为絮凝胶状物而沉降 中和生成的钠皂为一表面活性物质 吸附和吸收能力强 可将相当数量的其他杂质带入沉降物内 甚至悬浮杂质也可被絮状皂团携带下来 因此碱炼本身具有脱酸 脱胶 脱杂质和脱色等综合作用 2 基本原理 中和的化学反应 RCOOH NaOH RCOONa H2ORCOOH Na2CO3 RCOONa NaHCO32RCOOH Na2CO3 2RCOONa CO2 H2O不完全中和反应 2RCOOH NaOH RCOOH RCOONa H2O水解反应 2RCOONa H2O RCOOH RCOONa NaOH 四 脱色 纯净的甘油三酸脂呈液态时无色 固态时为白色 但常见的油脂都带有不颜色 影响油脂的外观和稳定性 这是因为油脂中含有数量和品种不相同的色素物质所致 植物油中的色素 叶绿素 胡萝卜素 黄酮色素 花色素 某些糖类 蛋白质的分解产物等 脱色方法 吸附脱色 萃取脱色 氧化加热 氧化还原 氢化 离子交换树脂吸附常用吸附脱色法 常用吸附剂 天然白土 漂土 活性白土 活性炭 硅藻土 吸附脱色就是利用某些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的色素及其它杂质 经过滤除去吸附剂及杂质 达到油脂脱色净化目的的过程 吸附剂的表面性 吸附剂的颗粒较小 可获得大的表面能 物理吸附 依靠分子间的范德华力 化学吸附 即吸附剂与被吸附物质之间发生了化学反应 五 脱臭 定义 除去醛类 酮类 烃类 低分子脂肪酸 甘油酯的氧化物及白土 残留溶剂的气味等 方法 真空汽提法 气体