(粮油加工课件)油脂精炼

第四章

油脂提取与精炼一、目的二、方法三、精炼工艺第二节

油脂的精炼2023/7/27一、油脂精炼的目的主要针对利用压榨法和浸出法制得油脂（毛油）。杂质主要包括水分、机械杂质、胶质、蜡、有嗅物质、色素等杂质，以及少量外来的污染物质，如3、4—苯并芘、黄曲霉毒素、残留农药等。精炼的目的：除去上述杂质，保证油脂的色泽、透明度、滋味、脂肪酸组成和营养成分等项均能符合规定的油脂产品质量指标。2023/7/27水分：使油脂浑浊，油中含水量超过0.1%时，油就变得不透明，同时油中含水分还容易引起油脂水解。游离脂肪酸：使油具有微辣涩口的味道，同时能促使酸败。胶质：包括磷脂、脂蛋白、树脂等，胶质易吸水，使油浑浊，有絮状沉淀，另外，带胶质的油在炒菜时冒烟，起泡沫，炒出的菜上面有黑色沉淀物。蜡：是使油不透明的物质，油中含有蜡加热时发烟，产生呛人的气味，并影响油脂的消化吸收率。色素和有嗅物质：它们使油的外观和气味受到影响，色素含量过多，油就出现一种可恶的深绿色、深褐色，影响油的外观，有嗅物质能使油脂出现糠臭（米糠油）和其它气味。污染物质：对人体有毒害。3、4—苯并芘、黄曲霉毒素、残留农药和酸败的油被认为是世界上四种致癌物质。2023/7/27二、油脂精炼的方法及原理油脂精炼的方法大体上可分为机械法、化学法和物理化学法三大类。具体可分为除机械杂质、脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱蜡及冬化等工序。2023/7/271．除机械杂质：利用机械法，用过滤或离心法使机械杂质与油分离。2．脱胶：是并用物理和化学方法。胶质的成分主要是磷脂，它溶于油，但与水结合后又不溶于油。因此，简单的方法就是加水使胶质与水结合从油中沉淀，利用物理学上两种物质密度的不同，把油和吸水后的胶质分开。缺点是：只能除去能水化的胶质。新方法：加磷酸处理。2023/7/27磷脂分子与水作用时表现的特殊排列2023/7/273．脱酸：既可利用物理方法，也可利用化学方法。用物理方法脱酸是在一定温度下，用真空蒸馏的方法使游离脂肪酸从油中被蒸馏出来。用化学方法脱酸是在油中加入碱或在碱中加入油，利用皂化反应来脱酸，并与油分离。2023/7/27碱炼脱酸过程示意图2023/7/274．脱色：是利用吸附剂吸附油中的色素，是一个物理过程。5．脱臭：是利用有嗅物质易挥发的原理，用真空把有嗅物质从油中提出去（是物理过程）。2023/7/276．脱蜡：在较低温度下，蜡结晶与油分离，用离心或过滤的方法将两者分开（物理过程）。7．冬化：是分离固体脂和液体脂的过程。原理与脱蜡相同，利用冷却降温，使固体脂肪与液体脂肪分开。某些油，如花生油和棉籽油固体脂肪含量较多，不经冬化在冬季油就凝固。2023/7/272023/7/272023/7/27三、精炼工艺的确定原则

1．充分利用原料使精炼率最高、炼耗最低，工艺过程力求完善，注意各到工序下脚中尽量回收油脂。

2．注意按不同用途及产品规格选择合理的工艺，确保达到高质量的成品油。

3．工艺流程简单、合理，设备少而先进。

4．生产过程机械化、连续化或自动化程度高，劳动强度低。5．工艺与设备的配置适应性要强。2023/7/27四、油脂精炼工艺（一）机械杂质的去除毛油中的机械杂质可利用沉淀法、过滤法和离心分离法来去除。1．沉淀法（沉降法）凡是利用油和杂质之间比重的不同并借助于它们自然分开的方法称为沉降法。常用设备：沉降池、暂存罐和澄油箱。2023/7/27澄油箱1—螺旋输送机2—筛网板3—净油池4—毛油和渣螺旋输送机5—刮板输送器6—油箱2023/7/272．过滤法所谓过滤，即借助重力、压力、真空或离心力的作用，在一定的温度条件下，使用滤布过滤，油能通过滤布而渣则留在滤布表面或滤室内，从而达到分离的目的。常用的设备：厢式压滤机、板框式压滤机、立式叶片过滤机和圆盘过滤机。2023/7/27厢式压滤机

1—压缩端板2—横梁3—手柄4—紧固螺杆

5—排油嘴6—进油孔2023/7/27板框式压滤机1—尾板2—滤框3—滤板4—主梁5—头板6—压紧装置2023/7/27立式叶片过滤机1—进油口2—出油口3—罐体4—工作腔5—振动器6—滤叶7—卸渣碟阀2023/7/273．离心分离法凡是利用离心力的作用进行过滤分离或沉降油渣的方法称为离心分离法。它与过滤法相比，具有分离效果好，滤渣含油少（10%以下），生产连续化，处理能力大等优点。但设备成本较高，用于毛油分渣时，局限于选用离心分渣筛或螺旋式离心机等少数几种设备。2023/7/27卧式螺旋卸料沉降式离心机1，8—轴承2—螺旋叶片3—内筒4—转鼓5—固相卸出孔6—固相出口管7—螺旋鼓枢轴9—变速箱10，11—三角皮带轮12—液相出口管13—进料管2023/7/27（二）脱胶脱胶对油脂进一步精炼的影响较大。脱胶的方法有很多种，最常用的是水化法，此外，还有加酸脱胶法、加热脱胶法、吸附脱胶法等。1．水化脱胶水化即利用加热水或稀的碱、盐或其它电解质溶液处理毛油。使毛油中的磷脂等胶质吸水膨胀，凝集沉淀而从油中分离出来。在沉淀胶质的同时，也能使机械杂质一起沉淀出来。水化工艺有间歇式、半连续式和连续式。2023/7/27（1）间歇式水化各操作步骤均在同一水化罐中间歇进行。按操作条件有直接喷汽法、高温、中温与低温水化法四种，它们的操作步骤基本相同，仅操作条件上的差别。2023/7/27油脂水化工序操作条件比较2023/7/27现以高温水化为例，其基本流程如下：过滤毛油→预热（80~90℃）→加水（或7%盐水）→静置沉淀（保温80℃，8小时）→油脚分离→得成品油和盐析磷脂2023/7/27（2）半连续水化其特点是：前道水化过程在罐内分阶段间歇式操作，后道工序将水化油打入碟片式离心分离机中将磷脂油脚连续地分离，这就代替了落后的沉淀分离，提高了处理量和分离效果。（3）连续水化指水化和分离两道工序采用连续化生产设备。其中连续水化设备有喷射式混合与搅拌式混合两种形式，油脚分离采用连续式离心机。其优点是精炼率高、磷脂脚含油少、而处理量大，缺点是耗汽量大，离心机维修要求高，且油脚中含稀盐水回收磷脂困难。2023/7/27连续式水化脱胶工艺流程2023/7/27水化罐示意图2023/7/27真空干燥器2023/7/272．加酸脱胶法加酸脱胶法即先在毛油中加入一定量的酸（无机酸和有机酸），使不能水化的胶质转化为能水化的胶质，再加水进行水化。常用的酸有：磷酸、硫酸、稀盐酸、无水醋酸、草酸、酒石酸、柠檬酸、顺丁烯二酸等，最常用的是磷酸。2023/7/27（1）浓硫酸脱胶法这是一种有效的传统脱胶法。它利用浓硫酸具有脱水的作用，并使蛋白质变性和粘液质树脂化而沉淀，同时又能破坏部分色素。具体操作：在油温30℃以下加入油重0.5~1.5%的浓硫酸，强烈均匀搅拌，待油色变淡，胶质开始凝聚时再添加1~4%的热水稀释，以防与油发生磺化反应，然后静置2~3小时，便可分离出油脂，再经2~3次水洗（用水量为油重的15~20%），便可得到精制脱胶油。2023/7/27（2）稀硫酸脱胶法基本操作与浓硫酸法相同，不同点是利用的硫酸浓度较低，操作时先用直接蒸气加热使油的温度升到100℃，油内可积聚的冷凝水约8%~9%，然后注入1%的30%~45%的硫酸，搅拌，静置分层。因为稀硫酸是一种电解质，易使蛋白质和粘液质水解后起凝聚作用而沉淀，将沉淀物从下部放出，并加热水洗涤至洗涤水不呈酸性为止。2023/7/27（3）磷酸脱胶法这是一种广泛应用的方法，所用磷酸的浓度为85%，用量为油重的0.05%~0.5%。具体操作：将油加热到50℃左右，加入油重0.05%~0.5%的磷酸，搅拌升温至80℃，反应15~25分钟，加入油重2%的水搅拌15分钟，保温沉淀，磷脂和水沉淀在底部，几小时后将磷脂和水与油分开。2023/7/27磷酸脱胶的工艺流程2023/7/273．其他脱胶方法（1）吸附脱胶法：利用吸附剂的表面吸附作用，也能将油中的胶溶性杂质分离，但成本较高，生产中很少采用。（2）电聚法：即物理脱胶法。是将油脂加热到一定的温度，通过高压电场使胶质发生凝聚。（3）混合油脱胶法：将浸出得到的混合油直接加水进行脱胶，然后在进行油脂和溶剂的分离。2023/7/27（三）脱酸脱酸即脱去油里所含的游离脂肪酸。但脱酸工序中还能脱去一部分色素，全部脱去油中的残留胶质，并能脱掉一部分残留农药、黄曲霉毒素和硫，这对提高油的食用品质大有益处。脱酸的方法有很多种：碱炼法、蒸馏脱酸法、泽尼斯脱酸法、海尔沃本法和混合油脱酸法等。2023/7/271．碱炼法可分为间歇式、半连续式和连续式三种方式。（1）间歇式碱炼法按加碱浓度与油温的不同，可分为低温浓碱和高温淡碱法。前者应用较普遍，后者主要适用于酸价低色泽浅而杂质少的毛油。主要设备：中和锅；辅助设备：油池、化碱池、碱泵、碱液罐、水罐等。2023/7/27酸价和碱液浓度的对应关系毛油酸价＞33~55~77~1010碱液浓度（°Be）10111214162023/7/27①低温浓碱法（以棉籽油为例）先将毛油泵入锅中，调整温度至20~30℃，通常加入量不超过锅容量的2/3，取样化验酸价确定加碱量，然后将20~25°Be的碱液在5~10分钟内加完，并在60转/分条件下搅拌20~60分钟，当皂粒形成时，开始升温（1℃/分），并减速搅拌（30转/分），当温度达60℃时，静置10~16小时，放出有脚，将油冷却到20~25℃，经过滤后得脱酸油。2023/7/27②高温淡碱法先化验酸价确定加碱浓度，操作时，先将毛油搅拌均匀（60转/分）升温到75℃，加入70~75℃的稀盐水溶液脱胶（盐量为油重的0.1%），待出现微粒时，再加入碱液继续搅拌40~50分钟，减速（20~50转/分）持续10分钟，并升温到90~95℃，当皂粒明显沉淀时，静止沉淀2~3小时，放出油脚，净油经过1~2次水洗，真空干燥得脱酸油。2023/7/27应注意的问题：由于油中除了游离脂肪酸以外，尚有一些杂质妨碍皂化的进行，加入适当的超碱量才能保证油中的游离脂肪酸完全与碱反应，超碱量一般为油重的0.05%~0.35%。间歇碱炼法的优缺点：优点：操作稳定可靠，适应性强。缺点：生产周期长，设备处理量小，由于使较浓的碱液会皂化一部分中性油，同时皂脚也会夹带中性油（约为皂脚的30%）。2023/7/27（2）连续式碱炼法与间歇式相比，它是在完全封闭设备中进行连续性操作，因而可得到质量稳定的脱酸油，而且处理量显著提高，但此法设备投资高，对毛油质量变化的适应性较差。（3）半连续式碱炼是指前道采用数台间歇式精炼锅进行脱酸，而后代油、皂与水的分离均采用连续式离心分离机进行生产。该工艺具有两者的共同特点，适合于中小规模的精炼油生产。2023/7/272．表面活性剂脱酸——海尔沃本法此法是1963年由瑞典人发明的，海尔沃本是一种易溶于水，对酸和碱都很稳定的表面活性剂，学名为二甲基苯磺酸钠，白色粉末或片状固体。海尔沃本溶液对碱炼时生成的皂脚比对中性油有更大的溶解能力，因此，在碱炼时可优先溶解皂脚，减少了中性油的损失，此法对精炼高酸价油尤为有利。2023/7/27油脂在脱酸前，需先用磷酸或水化法脱去胶质，脱胶后的油经计量后，加热到70~90℃，然后与计量的海尔沃本NaOH溶液一起送入快速混合器，只需几秒钟中和反应即可完成。海尔沃本溶液加入的量与油中游离脂肪酸的比例为（1~2）：1，一般液体油为1：1，固体油为2：1，海尔沃本溶液的浓度为25%，加入的超碱量为理论值的105%~110%。2023/7/273．泽尼斯（Zenith）脱酸法此法是瑞典人倍格曼在50年代发明的，适合于酸价不高的油脂进行脱酸。工艺：第一步将毛油用浓磷酸处理进行脱胶和除去部分色素，第二步利用分散器将油分散成0.5~2mm大小的油滴，由中和塔底部自下而上的通过充满0.1~0.5N的碱液层（2米/分），第三步为水洗干燥或干燥脱色处理。此法的优点：第一，利用弱碱脱酸，只能中和油里的游离脂肪酸而不能中和中性油，减少了中性油的损失。第二，由于游离脂肪酸和碱作用生成的皂脚完全溶解在弱碱溶液中，因而皂脚中不夹带中性油。第三，这种方法不需搅拌，百秒之内可完成，温度也不高，因而能源很节省。2023/7/274．蒸馏脱酸法（物理精炼）它不用碱液中和，而是借助直接蒸气加热，在真空条件下使游离脂肪酸和低分子气味物质随着蒸气一起排除，即汽提脱酸。此方法尤其适合于酸价高于10的毛油，如椰子油、棕榈油和米糠油。2023/7/275．混合油精炼法将浸出混合油直接处理脱酸。将浸出法得到的混合油或外来毛油加溶剂配成浓度为30%~70%（常用40%~58%）的混合油，加入碱液（浓度为7~26°Be），超碱量为0.2%~0.6%，在50~58℃和强烈搅拌下进行中和反应，待生成肥皂后升温到65~70℃，稀释皂脚放出中性油，然后降温到45℃，接着用泵打入离心机内分离皂脚与混合油，最后用常规蒸发汽提法回收溶剂取得脱酸净毛油。此法的特点：（1）由于溶剂的存在，油与碱不易皂化，故中性油损失少。（2）因具有较强的吸附作用，一般不经脱色也能得到较浅的油脂，尤其棉籽油中未变性的游离棉酚色素会溶解于碱液生成皂脚而脱色。（3）混合油的粘度与比重均比油脂小得多，因而易分离也不需加水水洗，可减少油脂乳化损失。2023/7/27左图为封闭式碱炼罐右图为皂脚调和罐2023/7/27左图为立式桨叶混合器右图为管式脱皂机2023/7/27连续长混碱炼的典型工艺流程2023/7/27短混二次碱炼工艺流程2023/7/27（四）脱色1．脱色的目的是除去油脂中的色素，改善色泽，清除杂质和有利于后道脱臭工序的操作。2023/7/272．脱色的方法其方法有很多种，按作用原理分为：吸附脱色、萃取脱色、氧化加热法脱色、氧化还原法脱色、氢化法、离子交换树脂吸附法等。按生产工序及用途又有预脱色、主脱色和后脱色之分。应用最普遍的是吸附脱色法，其它方法均有一定的局限性。所以，主要介绍吸附脱色法。2023/7/273．吸附脱色和吸附剂的选择吸附脱色是利用某些强有力的吸附剂，如天然白土、活性白土、活性炭和硅藻土等在热油中能吸附色素及其它不纯杂质（过氧化物、二次氧化产物、残皂、部分金属离子和硫）的特性进行脱色净化的过程。对吸附剂的要求是：吸附能力强，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，以及价格低廉，来源丰富。上述吸附剂中以活性白土应用最广泛（经盐酸和硫酸处理，脱色能力强）。2023/7/274．吸附脱色的一般条件影响脱色的因素除油脂种类、色泽、杂质含量、脱色剂性质以外，脱色温度、时间、油脂水分、真空度、白土用量使及搅拌条件等均须严格掌握。（1）脱色温度温度低有利于表面吸附作用；温度高虽然能产生化学吸附，但却使皂质分解成脂肪酸，油温高于160℃，还会产生分解作用。最高脱色温度：常压时104~110℃，真空时（52mm汞柱）为82℃。（2）脱色时间间歇操作15~30分钟（搅拌40转/分），连续操作为5~10分钟。（3）油脂水分不超过0.2%，达到0.3%时就会影响白土吸附。（4）真空度为加快脱色，避免油脂氧化，通常真空度为650~710mm汞柱。（5）白土用量以达到规定脱色效果为限。2023/7/27脱色锅（左边为结构图

右边为实物图）2023/7/27单罐间歇脱色工艺流程1—储油罐2—脱色罐3—吸附剂罐4—捕集器5—喷射泵6—汽液分离器7—泵8—板框过滤机9—净油池10—齿轮泵2023/7/27油脂常规连续脱色工艺流程2023/7/27（五）脱臭1．目的经过脱酸、脱色处理的油中还含有微量的醛类、酮类、烃类、低分子脂肪酸、甘油脂的氧化物以及白土气味、溶剂气味等，必须除去令人不愉快的气味，改善油的风味，提高油的质量。2023/7/272．方法主要有真空汽提法、气体吹入法、加氢法、聚合法等，最常用的是真空汽提法。该法和前面提到的蒸馏脱酸的原理相同。真空减压的目的是为加快汽提脱臭的速度和防止油在高温下氧化、聚合和水解变质的可能性。2023/7/273．脱臭的工艺条件（1）温度温度是脱臭中的最重要的工艺条件，脱臭温度高，挥发性物质的蒸气压大，脱臭的速度快，而且脱臭也较彻底，但同时也会导致油脂的变质。（2）真空度脱臭时真空度越高，需要的时间就越短，对于连续脱臭装置，残压应控制在3~6mm汞柱、半连续5mm汞柱，间歇式为1~6mm汞柱。另外，脱臭时，真空度越高，油层越薄，挥发性物质越易逸出，所以，今年来。脱臭时使用高真空、薄油层、低温、短时间，既可达到脱臭的目的，又可尽量避免油的氧化变质。（3）水蒸气水蒸气的吹入量，间歇式为油量的20%~30%，连续式为油量的4%。2023/7/27各种类型的脱臭罐

A，B为间歇式C—F为连续式2023/7/27脱臭罐实物图2023/7/27间歇式脱臭工艺流程2023/7/27半连续式脱臭工艺流程2023/7/27连续式脱臭工艺流程2023/7/27（六）脱蜡脱蜡是指从液体油中除去高熔点蜡质的过程。其目的是在于制取色拉油、改善油脂低温贮藏性能。脱蜡适合于米糠油、葵花籽油与红花油等含蜡较多的植物油。脱蜡的方法主要有袋滤法、溶剂脱蜡法、表面活性剂法以及离心分离法等。2023/7/271．溶剂脱蜡法是根据