精炼：脱胶脱酸ppt课件

1 第三章油脂精制 2 第一节毛油中的杂质 3 杂质种类 杂质种类和含量 随油料品种 产地 制油方法 贮藏条件而变依据在毛油中的原始分散状态 分为悬浮性杂质 机械杂质水溶性杂质油溶性杂质挥发性杂质 包括水胶溶性杂质 毛油中的蛋白 糖类 磷脂等胶性物质 4 一机械杂质 以悬浮状态存在于毛油中的杂质 10 6m泥沙 饼粕碎屑 草杆 纤维 铁屑等不能被轻汽油 乙醚 石油醚溶解含量0 5 1 5 5 机械杂质的分离原理 比重及力学性质与油脂有较大差异沉降法 少用过滤法 常用离心分离法 工业上最容易连续化生产 6 毛油过滤设备 7 毛油连续过滤 二台并联 8 二水分 水在油脂中的溶解度很小 一般 1 水分存在状态游离状 与磷脂 蛋白 糖乳化形成w o体系 悬浮在油中结合状 与亲水基团 如磷脂 结合去水分的必要性水分超过0 1 油脂透明度不好水分活化解脂酶 分解油脂 导致酸败脱水的方法常压加热 氧化减压干燥 9 三胶溶性杂质 在毛油中形成胶溶性物质的杂质 10 6 10 9m 磷脂 蛋白质 糖类 树脂 粘液 10 毛油属于胶体体系 溶胶在热力学上不稳定 但长时间相对稳定动力学稳定性胶粒Brown运动 使溶胶不致因重力而沉降电学稳定性 溶胶稳定的最重要原因 胶团双电层结构 胶粒带相同电荷 相互排斥水化膜胶团双电层中反离子都是水化的 胶粒外面有一层水化膜 阻止胶粒互相碰撞和胶粒结合变大 11 磷脂 磷酸甘油脂鞘磷脂 12 毛油中磷脂含量 随油料品种 产地 成熟程度不同而异油料蛋白越丰富 磷脂含量越高磷脂从油料中提取率随制油方法而变 20 90 磷 25 磷脂 13 磷脂特性 吸水性 在油中 磷脂吸湿 吸水膨胀 形成胶体溶液吸水膨胀磷脂可与油脂分离毛油储藏中油脚析出 14 磷脂分类 水化磷脂 HP 含极性较强基团 与水接触形成水合物 且在水中析出非水化磷脂 NHP 极性较弱磷脂酸和溶血磷脂的钙镁盐 磷脂 磷脂酸羟基在2位形成机理 15 水化速率 16 非水化磷脂形成 磷脂酶D水解磷脂 生成不易水化的磷脂酸磷脂酸与钙 镁金属离子结合形成钙 镁复盐影响因素 原料成熟度 储藏 运输 加工条件 避免措施杀磷脂酶D控制存储水分蒸炒条件5 10 不可避免 17 磷脂脱除必要性 磷脂富有营养 抗氧化 应保留在油中 但它在油中存在 影响油的储藏 精炼 加工存储时 油色深暗 浑浊 沉淀碱炼时 乳化脱色时 增加吸附剂消耗脱臭时 高温焦化 发苦 油色固定氢化时 催化剂中毒热加工时 起泡磷脂常与微量金属共存 促进氧化 18 磷脂水法脱除 水化时 不仅可用水 也可用稀的盐液 酸液 碱液水化或碱炼能除去80 磷脂HP易除去NHP难除去 100ppmNHP的油 经16次水洗也不能脱除如何脱NHP 转化为HP 水化酸炼碱炼 19 蛋白质糖粘质 蛋白质存在形式与糖 磷酸 脂肪复合成糖朊 磷朊 脂朊胨糖存在形式与蛋白 磷脂 甾醇等复合 多缩戊糖 戊糖胶 硫甙 糖基甘油酯粘质存在形式单糖 半乳糖 阿拉伯糖 葡萄糖 和半乳糖酸的复合物 脱除必要性亲水性 使油水解酸败梅拉德反应成棕黑色素 白土无效无水高温下 糖类脱水聚合成糖酐 焦糖 苦味黑色素 油色变深措施蒸炒 混合油蒸发除去 水化 碱炼 20 四脂溶性杂质 呈真溶液状态存在于油脂内的一类杂质 10 9m游离脂肪酸甾醇维生素E色素烃类蜡和脂肪醇特殊杂质其他油溶性杂质 甘一酯和甘二酯多环芳环烃 黄曲霉素及农药 21 游离脂肪酸FreeFattyAcids FFA 脱除必要性低级FFA 刺激性气味 影响油脂风味是油脂 磷脂水解催化剂 促水解酸败对热和氧稳定性差 促氧化酸败增加磷脂等胶溶物 水在油中溶解度妨碍油脂氢化 并腐蚀设备 来源 不成熟油籽 制油时甘三酯受热 解脂酶分解产生含量 一般0 5 5 陈米糠油 棕榈油可达20 除去方法 化学中和法 物理法 甾醇 存在形态 游离态 甾醇酯 蜡 配糖体 苷 1 10 23 甾醇含量 24 甾醇特性 无色 无味 高熔点晶体化学惰性 对热 碱和酸都较稳定 不皂化溶解度不溶于水 难溶于乙醇 丙酮 溶于非极性溶剂在油中溶解度也不高 但甾醇酯在油中溶解度 油加工中无多大影响精炼中甾醇去向碱炼时 皂脚吸附脱色时 白土吸附脱臭时 蒸馏出 25 油脂中生育酚类型及含量 mg 100g油 26 特性 淡黄色到无色 无味的油状物 生育酚轻微氧化 部分转变为红色的生育醌较长侧链 溶于非极性溶剂 油 难溶于乙醇和丙酮 不溶于水对酸 碱都较稳定 化学处理时损失不大富集于脱臭馏出物中在精炼过程中应尽力保留 27 精炼对生育酚影响 mg kg 28 色素 天然色素叶红素 胡萝卜素 高度不饱和 较油脂更易氧化 保护油脂 但氧化到一定程度后 成为氧的载体 促进氧化叶黄素 胡萝卜素的二羟衍生物叶绿素 绿色光敏物质 抗氧化剂对油脂光氧化反应无法终止加工色素由霉变及蛋白质与糖类的分解产物而产生由美拉德反应产生由油脂及类脂物 如磷脂 棉酚 氧化 异构化产生脱色必要性影响油品的外观和使用性能影响油品安定性 29 脱色方法 吸附法高温裂解法化学法 如氢化加成 双氧水精炼过程各单元都有不同程度的脱色作用 30 蜡和脂肪醇 蜡酯 高级脂肪酸和高级脂肪醇形成的酯游离脂肪醇 C8 44直链偶碳伯醇为主米糠油 棉油 芝麻油 胚芽油中含量较高 4 常温下呈结晶固体 熔点70 80 油中溶解 常温时结晶 油混浊而透明度差 影响外观脂肪醇和蜡对热 碱较稳定 难皂化或不皂化低温结晶法除去 31 特殊杂质 棉油 棉酚热榨0 36 冷榨0 007 浸出0 23 精炼油0 01 抗氧化 毒 色除去 碱炼芝麻油芝麻酚 强抗氧化 毛油0 1 脱臭油1ppm以下芝麻酚林 0 3 0 6 无机酸可水解成芝麻酚芝麻素 0 4 1 1 油菜籽硫代葡萄糖甙 芥子甙 1 2 硫化氢腐蚀设备 氢化分解成异硫氰酸酯 硫氰酸酯 腈 硫化氢 脱臭逸出蓖麻油蓖麻碱茶油皂甙 32 其他 水解产物 甘一 二酯和甘油 脱臭除去氧化产物 白土吸附 脱臭除去微量金属离子 磷酸络合 白土吸附法去除多环芳烃 PAH 如苯并芘 活性炭吸附 脱臭脱除黄曲霉毒素 碱炼水洗除去农药 完整的精炼工艺 尤其是脱臭可以完全脱除 33 农药卫生标准 34 第二节脱胶DEGUMMING 一 水化脱胶原理二 水化脱胶影响因素三 水化脱胶工艺四 酸炼脱胶工艺五 新脱胶工艺 35 一水化脱胶原理 胶是什么 36 1毛油含水很少时 卵磷脂以内盐式存在 极性很弱 呈溶解态 H2O不破坏磷脂分子结构 原理 37 磷脂胶束与水化磷脂形成 水滴 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 呈双亲性 在油水界面上定向排列磷脂达到一定浓度时 形成胶态集合体 胶束 进一步形成双 多 分子层 整体表现为亲水性 38 磷脂双 多 分子层 3毛油含多量水时 加水于热油 卵磷脂的极性基强烈亲水 吸引水分子插入双分子层间 产生膨胀随吸水量增加 磷脂膨胀加剧 成为比重比油脂大得多的胶粒胶粒凝聚沉降 与油分离同时 与磷脂结合的蛋白 糖 粘质和微量金属也一起沉降 39 影响水化因素 毛油种类和品质木本油脂 较易大豆油 花生油 葵花籽油 棉籽油 较难亚麻籽油 菜籽油 难变质 未成熟或蒸炒不好油料制得毛油 难 40 三水化脱胶工艺 软水 过滤毛油 预热 水化 静置沉降 分离 含水脱胶油 干燥 脱溶 脱胶油 回收油 油脚处理 盐析 富油油脚 磷脂 油脚组成取决于水化工艺流程水分55 75 磷脂15 30 油脂15 20 41 一些脱胶工艺参数 42 水化工艺 43 脱胶 脱金属效果 达四级油标准 磷脂 0 15 0 45 贸易标准 0 45 44 四新脱胶工艺 针对高级食用油生产中NHP难题 脱NHP效果直接影响精炼效果磷 5mg kg磷脂 0 015 铁 0 1mg kg铜 0 01g kg 45 磷酸脱胶 磷酸 柠檬酸 草酸解离NHP络合金属离子叶绿素变为脱镁叶绿素 油色浅 46 磷酸脱胶 47 第三节脱酸 4物理精炼 1离心机连续碱炼 2混合油碱炼 3泽尼斯法 碱炼 化学精炼 四大先进食用油精炼脱酸技术 48 食用油酸值标准 49 碱炼法 原理影响因素碱炼损耗及碱炼效果碱炼工艺连续碱炼设备废水和皂脚处理 50 1碱炼法原理 碱中和FFA 生成肥皂肥皂不溶于油 从油中分离析出肥皂析出的同时 吸附相当数量色素 胶质 固杂及其它杂质分离物总称为皂脚 51 碱炼法原理 52 习题 请写出碱炼中可能发生的化学反应方程 说明主次 哪些是期望的写出磷脂 棉酚 黄曲霉毒素与碱的反应方程分析影响碱炼化学反应速度的因素以及对生产实践的指导作用 动力学V1 K1CAmCBn界面接触V2 K2F分子扩散V3 D C1 C2 L 菲克定律对流扩散V4 KV 53 碱炼中和过程 皂膜围碱 皂膜在碱滴表面生成 在摩擦力作用下以膜的形式落下落下的膜成小袋状 局部地捕获油脂肥皂膜在油中连续不断地运动 碰撞 并絮凝成胶团 由小而大 形成皂脚 从油中沉降胶膜是表面活性物质 能吸附杂质 54 2影响碱炼因素 碱量 碱液浓度操作温度操作时间混合与搅拌脱胶油质量杂质影响 碱炼过程是典型的胶体化学反应 胶膜结构决定碱炼效果态离子膜必须易于形成 薄而均匀 并易与碱滴脱离 如果粗油中混有磷脂 蛋白和粘质等 胶膜就会吸附它们而形成较厚的稳定结构 搅拌时就不易破裂 挟带在其中的游离碱和中性油也就难以分离出来 从而影响碱炼效果碱炼操作时 必须力求做到以下两点 一 增大碱液与FFA接触面积 缩短碱液与中性油接触时间 降低中性油损耗二 控制胶膜结构 避免生成厚的胶态离子膜 并使胶膜易于絮凝 55 1碱及用量 碱品种碱用量碱总用量 理论碱量 超量碱酸量表示酸价AV FFA 大多数油脂 FFA AV 2 酸来碱挡 56 理论碱量 中和毛油中游离脂肪酸酸量所需理论NaOH量毛油酸量以AV表示时GNaOH理 7 13 10 4 G油 AV毛油酸量以FFA 给出时GNaOH理 0 1418 G油 FFA 57 超量碱 其它伴随物 如磷脂与碱相互作用而消耗的碱量 叫超量碱超量碱可能皂化中性油 但取决于中和条件超量碱的表示间歇式 毛油的0 05 0 25 劣质油在0 5 内连续式 理论碱的10 50 油 碱接触时间长的工艺应偏低选取 58 碱量换算 总碱量 理论碱 G理 超量碱 G超 工业固体总碱量 总碱量 碱纯度液碱量G液碱 固体碱量 液碱浓度C G理 G超G液碱 C 59 质量分数与波美度关系 60 某企业精炼一批酸值为7的毛棉油 超量碱选用0 2 试求碱炼每吨油所需纯度95 的工业固体碱 16 Be 及20 Be 烧碱溶液的重量 习题 61 2碱液浓度 碱液浓度的确定需综合平衡诸因素由小样试验确定 62 碱液浓度与毛油色泽的关系 碱脱色机理皂脚吸附碱破坏酚类发色基团 63 3碱炼温度 1初温加碱时的毛油温度 2终温加快吸附色素等杂质促进皂粒进一步絮凝呈皂团有利油皂分离 3升温速度1 min愈快愈好避免皂粒胶溶和被吸附组分解吸 中性油被皂化的机率与操作温度正比间歇碱炼 取低温 64 4操作时间 1 油皂化损失时间愈长 皂化机率愈大 间歇式炼耗高于连续式 2 综合脱杂效果包括皂脚吸附和过量碱液的脱杂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 有利于其他杂质脱除和油色改善 碱炼时间 油皂化损失 综合脱杂效果 65 5混合与搅拌 加碱时 混合须强烈 使碱液在油中高度分散增进碱液与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滞留时 温和搅拌 以免皂膜过度分散引起乳化间歇式工艺中 中和反应后 搅拌在于促进皂膜絮凝 提高皂脚对色素等杂质的吸附 为避免皂团因搅拌而破裂 搅拌更应缓慢 一般30 15r min为宜 66 6杂质的影响 油 碱 水中都有杂质磷脂 蛋白质 增大炼耗 要先脱胶 磷脂 0 15 一酯 二酯 促乳化棉酚及其他色素 深色油脂 因脱色而增大中性油皂化碱液中杂质 1 影响碱计量 2 钙 镁盐类在中和时形成不溶性钙镁皂 洗涤难应该用软水配碱液 67 7油皂分离过程 分离过程 直接影响碱炼油的得率和质量连续式离心分离效果的影响因素皂脚絮凝情况皂脚稠度分离温度沉降时间分离机性能物料通量进料压力轻相 油 出口压力或重相出口口径 68 8洗涤与干燥 洗涤 要求残皂100mg kg影响因素 温度 水质 水量 搅拌 69 三碱炼损耗与碱炼效果 炼耗L 1 精炼率 1 成品油量 粗油量 100 70 碱炼损耗 碱炼损耗L 碱炼脱酸的最低炼耗绝对损耗理论损耗D Wesson损耗W A I A FFA I 其他杂质 威W FFA phos moisture impurites 0 3 工艺附加损耗中性油皂化皂脚夹带 乳化 碱炼是整个精炼过程最容易引起损耗 最精细 最难操作的单元 71 精炼得率目标值 72 超量碱与炼耗关系 总炼耗 中性油皂化 皂脚带油 炼耗 超量碱 理论碱 25 稀碱 超量碱大浓碱 超量碱小 四碱炼工艺 间歇式 连续式 高温淡碱 2 低温浓碱 短混碱炼 长混碱炼 3 二次碱炼 74 碱液软水废水 毛油 前处理 中和 静置沉降 含皂脱酸油 水洗 脱水 干燥 脱溶 回收油 皂脚处理 富油皂脚脱酸油 贫油皂脚 分三步 中和脱酸 皂脚分离 碱炼油洗涤和干燥 间歇式 75 低温浓碱法 又称干法碱炼工艺适用于酸值较高 色泽较深油品的精炼浓碱 有利于色泽的改善低温 控制了中性油的皂化损失 76 高温淡碱法 此法充分运用了碱炼理论中和前 用电解质凝聚磷脂等胶质 减弱表面活性作用 可降低中性油乳化损失高温 提高中和反应速率淡碱 减少中性油皂化机率 77 二次碱炼法 步骤1 加理论碱2 加超量碱 对象高酸价油脂米糠油中提取谷维素 78 连续式 79 长混与短混 长混技术油脂与碱液在低温下长时间接触在美国 长混技术是标准过程油与碱液混合前 加一定量磷酸调质 以除去非水化磷脂常用于品质高 FFA含量低的毛油 如新鲜大豆制毛油短混技术高温下 油脂与碱液短时间 1 15s 混合与反应可避免因油 碱长时间接触 而造成中性油脂的过多皂化适用FFA含量高 易乳化的油脂 80