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油脂工程综综述 动科1101 0101110106 刘迁义油脂是油和脂肪的统称。从化学成分上来讲油脂都是高级脂肪酸与甘油形成的酯。油脂是烃的衍生物，自然界中的油脂是多种物质的混合物，其主要成分是一分子甘油与三分子高级脂肪酸脱水形成的酯，称为甘油三酯。其中，油是不饱和高级脂肪酸甘油脂，脂肪是饱和高级脂肪酸甘油脂，都是高级脂肪酸甘油脂，是一种有机物。植物油在常温常压下一般为液态，称为油，而动物脂肪在常温常压下为固态，称为脂。油脂均为混合物，无固定的熔沸点。油脂不但是人类的主要营养物质和主要食物之一，也是一种重要的工业原料。 油脂是脂肪族羧酸与甘油所形成的酯，在室温下呈液态的称为油，呈固态的称为脂肪。从植物种子中得到的大多为油，来自动物的大多为脂肪。油脂中的脂肪酸大多是正构含偶数碳原子的饱和的或不饱和的脂肪酸 ，常见的有肉豆蔻酸（C14）、软脂酸（C16）、硬脂酸( C18 )等饱和酸和棕榈油酸（C16，单烯）、油酸（C18 ，单烯）、亚油酸（C18 ，二烯） 、亚麻酸（C18，三烯）等不饱和酸。某些油脂中含有若干特殊的脂肪酸，如桐油中的桐油酸，菜油中的油菜酸，蓖麻油中的蓖麻酸，椰子油中的橘酸等。油脂根据其饱和程度可分为干性油、半干性油和非干性油。不饱和程度较高，在空气中能氧化固化的称为干性油，如桐油；在空气中不固化的则为非干性油，如花生油；处于二者之间的则为半干性油。 液态油类可根据它们在空气中能否干燥的情况分为：干性油、半干性油和非干性油三类。除三甘油酯外，并含有少量游离脂肪酸、磷脂、甾醇、色素和维生素等。化合态的或游离态的脂肪酸，有饱和的如月桂酸、软脂酸、硬脂酸等。有不饱和的如油酸、亚油酸、亚麻酸等。油脂不溶于水，溶于有机溶剂如烃类、醇类、酮类、醚类和酯类等。在较高温度，有催化剂或有解脂酵素存在时，经水解而成脂肪酸和甘油。与钙、钾和钠的氢氧化物经皂化而成金属皂和甘油。并能起其他许多化学反应如卤化、硫酸化、磺化、氧化、氢化、去氧、异构化、聚合、热解等。主要用途是供食用，但也广泛用于制造肥皂、脂肪酸、甘油、油漆、油墨、乳化剂、润滑剂等。油脂分布十分广泛，各种植物的种子、动物的组织和器官中都存在一定数量的油脂，特别是油料作物的种子和动物皮下的脂肪组织，油脂含量丰富。人体中的脂肪约占体重的10%20%。他们是维持生命活动的备用能源。当人进食量小，摄入食物的能量不足以支付机体消耗的能量时，此时人就会消瘦。 油脂有很多作用，油脂可以提供能量，脂肪的能量密度是每公克37000焦耳，亦即9大卡。相对于糖类的每公克17000焦耳和乙醇的每公克29000焦耳，脂肪是密度最高的食物营养素。脂肪酸。一些脂肪酸是人体保持健康必需的。例如-3脂肪酸（烃基上第一个双键位于从末端数第三个碳原子处）有维持免疫和心血管功能的作用。油脂可以改善口感，促成细腻，润滑的口感。缺乏脂肪的菜肴则经常被形容为“清汤寡水”。另外脂肪还促进进食后的饱胀感。但过多食用会增加癌症患病率。油脂同时也是传热媒介，用来直接煎炸食物（主要是用沙拉油），可以在表面达到高温（摄氏100度）。炒菜中用来均匀传热和防止沾锅。另外，食物原料中的一些气味分子和营养分子不易溶于水而易溶于油脂，因此一定量的脂肪有助于食物的香味和营养。例如要充分利用胡萝卜中的胡萝卜素，则最好将之与一定的脂肪或含脂肪成分烹调。同时，一些脂肪如辣油、芝麻油被用来做调味料。 制法有压榨法、溶剂提取法、水代法和熬煮法等四类。所得的油脂可按不同的需要，用脱磷脂、干燥、脱酸、脱臭、脱色等方法精制。动物的脂肪组织和油料植物的籽核是油脂的主要来源，在室温下呈固态或半固态的叫脂肪，呈液态的叫油。脂肪中含高级饱和脂肪酸的甘油酯较多，油中含高级不饱和脂肪酸甘油酯较多，天然油脂大都是混合甘油酯（即R、R和R不相同或不完全相同）。各种油脂都是多种高级脂肪酸甘油酯的混合物。一种油脂的平均分子量可通过它的皂化值（1g油脂皂化时所需KOH的毫克数）反映。皂化值越小，油脂的平均分子量越大。油脂的不饱和程度常用碘值（100g油脂跟碘发生加成反应时所需I2的克数）来表示。碘值越大，油脂的不饱和程度越大。油脂中游离脂肪酸的含量常用酸值（中和1g油脂所需KOH的毫克数）表示。新鲜油脂的酸值极低，保存不当的油脂因氧化等原因会使酸值增大。有些油类在空气中能形成一层硬而有弹性的薄膜，有这种性质的油叫干性油（碘值大于130），例如桐油和亚麻油。蜡跟油脂一样，也是广泛存在于自然界中的酯类。蜡的主要成分一般是含有偶数碳原子的高级饱和脂肪酸跟高级一元醇组成的酯，例如，白蜡的主要成分是蜡酸蜡酯，蜂蜡的主要成分是软脂酸蜂蜡酯，鲸蜡的主要成分是软脂酸鲸蜡酯。由于习惯的原因，有些称蜡的不是酯类。例如石蜡是高级烷烃，高聚乙二醇是合成蜡。由于脂肪酸为一种酸,因此可用显碱性的肥皂洗去。油脂是人体重要的供能物质，并能在人体内储存起来，成为维持生命活动的备用能源物质。 在食用时，不饱和脂肪酸”较多的油类：包括大豆油、葵花油、玉米油、红花油、胡麻油等；适合膳食荤素搭配的各类人群食用，特别是吃动物性食品较多、植物性食品较少的人。“单不饱和脂肪酸”较多的油类：包括橄榄油和茶籽油，适合膳食荤素搭配的各类人群食用，因其降血脂效果较好，特别适合中老年人和高血脂症患者。各类不饱和脂肪酸较为均衡的油类：包括花生油和芝麻油；适合各类人群食用。“饱和脂肪酸”较多的油类：包括棕榈油、猪油、牛油、羊油、奶油、植物奶油、椰子油等。适合素食者或很少食用动物性食品的人食用。油脂精炼技术有脱脂，脱酸，脱色，脱臭等。 脱脂 毛油中绝大部分为混酸甘油脂的混合物，即油脂，只含有极少量的杂质。这些杂质虽然量小，但在影响油脂品质和稳定性上却“功不可没”。 悬浮杂质有泥沙、料胚粉末、饼渣等。胶溶性杂质有磷脂、蛋白质、糖以及它们的低级分解物脂溶性杂质。油脂胶溶性杂质不仅影响油脂的稳定性，而且影响油脂精炼和深度加工的工艺效果。油脂在碱炼过程中，会促使乳化，增加操作困难，增大炼耗和辅助剂的耗用量，并使皂脚质量降低；在脱色过程中，增大吸附剂耗用量，降低脱色效果。脱除毛油中胶溶性杂质的过程称为脱胶。 我们在实际生产中使用的方法是特殊湿法脱胶，是水化脱胶方法的一种。 油脂水化脱胶的基本原理是利用磷脂等胶溶性杂质的亲水性，将一定量电解质溶液加入油中，使胶体杂质吸水、凝聚后与油脂分离。其中胶质中以磷脂为主。在水分很少的情况下，油中的磷脂以内盐结构形式溶解并分散于油中，当水分增多时，它便吸收水分，体积增大，胶体粒子相互吸引，形成较大的胶团，由于比重的差异，从油中可分离出来。 脱酸 植物油脂中总是有一定数量的游离脂肪酸，其量取决于油料的质量。种籽的不成熟性，种籽的高破损性等，乃是造成高酸值油脂的原因，尤其在高水分条件下，对油脂保存十分不利，这样会使得游离酸含量升高，并降低了油脂的质量，使油脂的食用品质恶化。脱酸的主要方法为碱炼和蒸馏法。蒸馏法又称物理精炼法，应用于高酸值、低胶质的油脂精炼。 脱色 植物油中的色素成分复杂，主要包括叶绿素、胡萝卜素、黄酮色素、花色素以及某些糖类、蛋白质的分解产物等。油脂脱色常用吸附脱色法。吸附脱色法原理是利用吸附力强的吸附剂在热油中能吸附色素及其他杂质的特性，在过滤去除吸附剂的同时也把被吸附的色素及杂质除掉，从而达到脱色净化的目的。吸附剂有漂土，活性白土，活性炭 ，凹凸棒土等。 脱臭 各种植物油都有它本身特有的风味和滋味，经脱酸，脱色处理的油脂中还会有微量的醛类、酮类、烃类、低分子脂肪酸、甘油酯的氧化物以及白土、残留溶剂的气味等，除去这些不良气味的工序称脱臭。脱臭的方法有真空汽提法、气体吹入法、加氢法等。最常用的是真空汽提法，即采用高真空、高温结合直接蒸汽汽提等措施将油中的气体成分蒸馏除去。 脱臭的机理是基于相同条件下，臭味小分子组分的蒸汽压远大于甘三酯的蒸汽压，即臭味物质更容易挥发。因此应用水蒸气蒸馏的原理进行汽提脱臭。水蒸气蒸馏脱臭的原理，系水蒸气通过含有臭味组分的油脂时，汽-液表面相接触，水蒸气被挥发的臭味组分所饱和，并按其分压的比率逸出，从而达到了脱除臭味组分的目的。 影响精炼油得率主要因素有很多。 1、碱炼损耗即为脱除毛油中存在的胶质、游离脂肪酸、水分、杂质等形成的损耗以及在处理过程中由于中性油皂化、乳化引起的损耗； （3）理论计算公式：碱炼损耗 = 0.2 + 1.25（FFA%+磷脂含量%+水分%+杂质%+0.3%）2、脱色损耗主要为吸附脱色时废白土吸油所引起的损耗，应尽量降低废白土含油率。脱色损耗=废白土废白土干基含油率。 精炼主要设备： 1、离心机 离心机是油脂精炼的主要设备之一，目前国外主要是阿法-拉伐和韦斯伐利亚两家公司独占鳌头，也许是受中国引进第一套50t/d阿法-拉伐离心机及配套碱炼设备的影响，几乎所有的同行都对阿法-拉伐离心机感兴趣。但随着对国外技术的进一步了解，人们发现同样具有优越的性能, 对于质量较差毛油用韦斯伐利亚离心机处理效果更好。 2、过滤机 。 在油脂加工工艺中，过滤是实现固、液分离的一种必要手段。在现代油脂加工中用立式叶片过滤机。 世界公认的立式叶片过滤机当属荷兰Ama公司生产的产品。其实，世界上几乎所有知名的油脂精炼成套设备公司选用的都是该公司的产品。国内已有数家公司消化吸收了该公司的设备并生产出了类似的产品，经过若干年的实际应用与改进，质量已接近Ama公司产品的水平。 3、蒸汽喷射泵 油脂脱臭所要求的真空残压通常在200-600Pa，这一点国内生产的真空泵完全可以达到,但是蒸汽耗量大。世界上油脂精炼行业应用最多的真空泵品牌当属德国的Korting。其产品以真空稳定，蒸汽耗量低而倍受业内人士的青睐。4、脱臭塔 国内最早用于植物油连续脱臭的脱臭塔为多层盘式脱臭塔，后又设计了卧式脱臭塔，目前在一定范围内仍有应用。但随着油脂设备的不断更新、规模的不断扩大，多层立式脱臭塔以其浅料层结构和各层真空不会互串、能适用于不同处理量的特点，得