油脂制取与加工工艺学：油脂精炼

第五章油脂精炼（OilRefining)

本章主要内容第一节毛油的组分及其性质第二节油脂脱胶第三节油脂脱酸第四节油脂脱色第五节油脂脱臭第六节油脂脱蜡1.油脂精炼的目的：A、除去杂质；B、提高产品质量；C、利于安全储存。2.油脂精炼要求：A、确定油脂精炼深度；B、组合精炼工艺合理；C、减少中性油和有益成分的损失；D、有利于副产物的综合利用；E、降低能量消耗。3.油脂精炼方法：A、机械方法；B、化学方法；C、物理方法。油脂加工的基本过程毛油脱胶脱酸脱色脱臭脱蜡四级油三级油二级油一级油（二级油）（一级油）（高烹油）（色拉油）CrudeoildegummingdeacidificationbleachingdeodorizationdewaxingStepsinrefiningandconvertingedibleoils第一节毛油的组分及其性质毛油定义：（粗油或原油Crudeoil)从天然油料中用压榨、浸出等方法提取的没经过处理的油脂。其主要成分：一、悬浮杂质：1.无机杂质：如：泥、沙、铁屑等。2.有机杂质：如：饼或粕屑、草杆纤维等。3.分离方法：A、重力沉降；B、离心分离；C、过滤分离。二、水分：1.水的存在：在油中随两性物质的存在其含量增加。2.水的危害：油脂透明度差，易导致油品酸败。3.去水方法：减压干燥，成品油<0.05%。三、胶溶性杂质（一）磷脂：1.磷脂种类（1）磷脂酰胆碱（卵磷脂PC）；（2）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂PE）；（3）磷脂酰肌醇（PI）；（4）磷脂酰丝氨酸（PS）；（5）磷脂酰甘油（PG）。

2.磷脂的性质：（1）吸水和吸水膨胀：形成乳浊胶体；（2）易氧化：保护油脂，作抗氧剂；（3）内盐磷脂（NHP）：非水化磷脂。第一节毛油的组分及其性质非水化磷脂产生的过程

H2COOR1

H2COOR1|磷脂酶D|R2OOCHO+H2O————→R2OOCHO+XOH|‖|‖H2C—-O—--P—OXH2C—O—P—OH||OHOH

H2COOR1

H2COOR1||R2OOCHO+M2+———→R2OOCHO+H+|‖|‖H2C—O—P—OHH2C—O—P—OM+||OHO-

第一节毛油的组分及其性质

4.非水化磷脂有组分：主要形式为磷脂酸和溶血磷脂的钙镁盐。如肌醇磷酸（2%）、甘油磷酸（15%）、溶血磷脂酸（28%）、磷脂酸（55%）。5.非水化磷脂转移水化磷脂方法：A、酸化处理；磷酸、乙酸酐；B、钝化磷脂酶；C、活性化处理：柠檬酸活化两性物质。（二）蛋白质、糖类、黏液质：1.蛋白质及其水解产物；2.糖及其聚合物质；3.黏液物质。第一节毛油的组分及其性质四、脂溶性杂质(一)游离脂肪酸：1.含量：一般为0.5%～5%，高者达20%左右。2.影响油脂质量：（1）油脂风味；（2）胶溶性杂质溶解度增加；（3）油脂、磷脂水解的催化剂。3.除去方法：A、碱炼中和；B、蒸汽蒸馏法。(二)甾醇：在碱炼脱酸、吸附脱色、脱臭时除去。(三)生育酚：富集于脱臭馏出物中。(四)色素：影响外观和使用、油品安定性不利；采用吸附脱色。第一节毛油的组分及其性质甾醇分子式第一节毛油的组分及其性质生育酚的分子式第一节毛油的组分及其性质(五)烃类：1.危害：A、产生特殊气味和滋味；

B、降低油脂氢化时镍催化剂的活性。2.脱除方法：减压蒸馏将其脱除。(六)蜡和脂肪醇：1.危害：影响油脂风味和透明度；2.脱除方法：采取低温结晶过滤除去。(七)特殊杂质：1.棉酚：热榨毛棉油含量0.36%；冷榨油含量0.007%；己烷浸出毛油含量0.23%；精炼油中含量为0.01%。2.芥子甙：有毒分解产物可在真空脱臭时除去。分解产物中的硫形成硫化氢对设备腐蚀性很强。并且硫造成金属油脂氢化时催化剂中毒失效。

第一节毛油的组分及其性质（八）其他油溶性杂质：甘一酯、甘二酯、甘油；氧化产物醛、酮、酸等；设备或包装器具污染使油脂含有微量金属离子等。五、多环芳环烃、黄曲霉素及农药：（一）多环芳烃自然界约有200多种，其中很多都具有致癌性；（二）黄曲霉毒素（三）农药

这些杂质可在完善的精炼过程中通过碱炼、吸.附、脱臭中除去。第一节毛油的组分及其性质本节内容1、油脂精炼的目的2、油脂精炼的要求3、毛油中杂质种类及性质第一节毛油的组分及其性质思考题1.压榨毛油和浸出毛油中含哪些机械杂质？2.浸出毛油中的磷脂有哪几种？3.毛油中的磷脂有哪些性质？4.毛油中的胶溶性杂质有哪几种？各有何特点？5.毛油中的脂溶性杂质有哪几种？如何脱除？6.毛油中的脂肪酸如何产生？生产中如何脱除？第一节毛油的组分及其性质第二节油脂脱胶（degumming)一、水化脱胶二、酸化脱胶三、其他脱胶方法脱胶的目的和方法1.胶溶性杂质的危害：（1）影响油脂稳定性（吸湿水解）；（2）影响精炼工艺效果（如引起乳化、增加脱色剂的用量、脱臭后回色等）；（3）影响油品的应用（加热时起泡末）。2.脱胶方法：（1）水化脱胶；（2）酸炼脱胶；（3）吸附脱胶；（4）热聚脱胶；（5）化学试剂脱胶。第二节油脂脱胶一、

水化脱胶（一）水化脱胶的基本原理：1.水化开始前：水分少，磷脂呈内盐结构，完全溶解在油中，不到临界温度，不会凝聚析出；2.在油中加热水后：磷脂分子结构转变为水化式，具有很强的吸水能力。（1）单分子层：如图6-1b、c所示，含水量少时，磷脂分子的极性基团朝向水相定向排列;（2）多分子层：如图6-1d，随着水量增加，磷脂分子定向排列成烃链尾尾相接的双分子层，一个磷脂双分子层与另一个磷脂双分子层之间被一定数量的水分子隔开，成为片（层）状结晶体；第二节油脂脱胶（3）分子囊泡层：如图6-1e，当水量增至很大时，磷脂分子就形成单分子层囊泡。（4）多层脂质体：如图6-1f，最终膨胀成多层的类似洋葱状的封闭球形结构——“多层脂质体”它的每个片层都是磷脂双分子层结构，片层之间和中心水。（5）絮凝胶团：如图6-1g，磷脂在形成“多层脂质体”过程中还吸附油中其他胶质，颗粒增大，再由小胶粒相互吸引絮凝成大的胶团。形成的胶粒越稳定含油量越低，越易与油脂分离。第二节油脂脱胶磷脂分子与水作用时的排列第二节油脂脱胶多分子层单分子层囊泡单分子层多分子层脂质体Milkfatglobulemembrane（二）影响水化脱胶的因素

1.加水量

2.操作温度3.混合强度与作用时间4.电解质的作用5.其它因素第二节油脂脱胶1.加水量（1）加水量对絮凝的影响：适量的加水量才能形成稳定的多层脂质体结构。水量不足，水化不完全，胶粒絮凝不好；水量过多，容易形成水/油或油/水乳化现象，难以分离。（2）加水量与胶质含量和操作温度有关：低温水化（20～30℃）W=（0.5～1）X；中温水化（60～65℃）

W=（2～3）X；高温水化（85～95℃）W=（3～3.5）X；（3）小样试验：

适宜的加水量通过小样试验确定。第二节油脂脱胶2.操作温度（1）凝聚临界温度：毛油中胶体分散相在一定条件下，开始凝聚的温度。（2）临界温度的变化：分散相质点粒度大而升高；而质点粒度又随吸水量而增大；加水量越大，质点粒度越大，凝聚临界温度就越高。（3）工艺操作温度：先确定操作温度，再根据胶质含量计算加水量。再根据分散相水化凝聚情况调整最终温度。第二节油脂脱胶3.混合强度与作用时间（1）非均相水化：胶质絮凝是在相界面上进行的非均态反应；机械混合强可使水滴形成足够的分散度，形成稳定的油/水或水/油乳化状态；当加水量大、温度低时更应注意。（2）水化混合的强度：加水混合时搅拌速度60r/min，胶粒絮凝时30r/min。水化脱胶过程需要一定的时间，使其反应完全。混合-反应（滞留）一般30min

。水化初始时提高搅拌速度便于水分散到油样中，之后降低搅拌速度便于胶粒絮凝第二节油脂脱胶4.电解质的作用（1）电解质的品种：食盐、明矾、硅酸钠、磷酸、柠檬酸、酸酐、磷酸三钠、氢氧化钠稀溶液。（2）电解质主要作用：A、中和胶体分散表面电荷，使胶体质点凝聚。

B、促使非水化磷脂转变成水化磷脂。

C、（明矾）助絮凝剂；且吸附油中色素等。

D、螯合、钝化并脱除微量金属离子。

E、促使胶粒絮凝紧密，降低絮团含油量。当油脚作食用磷脂或药用磷脂时，不能加磷酸。

第二节油脂脱胶5.其他因素（1）油脂的均匀性：水化前粗油要充分搅拌，使胶体分散相分布均匀（2）加水的温度：水化时添加水温应与油温相等或略高（3）毛油的含悬浮杂质量（4）计量的准确性（5）加水的水质（6）操作稳定性

第二节油脂脱胶（三）水化脱胶工艺1、间歇式水化脱胶工艺

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←富油油脚第二节油脂脱胶（1）高温水化法A、适用范围：胶质含量高的豆油。B、预热：毛油加热至80℃左右C、加水水化：加水量为胶质含量3.5倍D、静置沉降：

保温沉降5～8h后，放出上层净油，含有较多油的絮凝胶团留在水化罐里混入下批粗油脱胶。E、加热干燥脱水：脱胶油含0.3～0.6％水分，需真空干燥。温度100～105℃，真空度680-700mmHg。第二节油脂脱胶F、加热干燥脱溶：浸出毛油脱胶后成品油需脱除残溶。温度140℃，真空度680-700mmHg，直接蒸汽通量不低于30kg／h·t油，脱溶时间20～60min。G、水化油脚处理：加热搅拌条件下按4％～5％的比例添加粉细食盐，静置放出底层盐水，撇取上浮油脂。白糊状油脚加热至100℃后，添加油脚量l～l.5倍的沸水和1.5％的细食盐搅拌加热至油脚呈粘稠状，然后静置，撇取上浮油脂。第二节油脂脱胶（2）中温水化法：水化温度60～65℃，按粗油胶质含量2～3倍加入同油温水，水化后，沉降时间不少于6h，之后对脱胶油进行干燥脱水或脱溶。常用于花生油脱胶（3）低温水化法：水化温度20～30℃，加水量为粗油胶质含量的0.5倍。沉降时间不小于10h。仅用于小企业，低胶质毛油。（4）直接蒸汽法：预热温度40～50℃，根据胶质含量掌握喷汽量，使预热后的粗油升温至80℃，一般直接蒸汽量为3％～4％（0.3Mpa表压水蒸汽），当温度达到70～75℃时，可将约占油重0.2％的细食盐均匀撒入油面，以促使胶粒絮凝。第二节油脂脱胶2.连续式水化脱胶工艺（1）毛油过滤：含杂0.2％的过滤毛油；（2）毛油计量：（3）毛油加热：至80～85℃后；（4）与水混合：与90℃的热水一起充分混合；（5）充分反应：在反应器中反应40min；（6）离心分离：进入碟式离心机进行分离；（7）加热干燥：含水0.2％～0.5％的脱胶油加热升温至95℃左右，进入真空干燥器脱水干燥；（8）成品油冷却：干燥后的油进入冷却器冷却到40℃后，转入脱胶油储罐。第二节油脂脱胶连续水化脱胶工艺流程第二节油脂脱胶（四）水化脱胶设备1.水化罐：（1）结构：A、筒体B、加热装置C、搅拌装置D、直接汽管（2）特点：A、结构简单B、适宜性强C、操作方便第二节油脂脱胶水化罐第二节油脂脱胶2.连续水化器（1）结构：A、筒体B、外加热系统C、蒸汽搅拌循环装置（2）特点：A、结构简单B、体积小C、操作连续第二节油脂脱胶连续水化设备第二节油脂脱胶3.真空干燥和脱溶塔（1）结构：A、喷雾，薄膜板B、外加热系统C、搅拌循环装置

D、真空系统（2）特点：A、结构简单B、体积小C、操作连续第二节油脂脱胶真空干燥器1.支架2.阀门3.恒位罐4.液位报警器5.下筒体6.液面计7.折流板8.内筒体9.上筒体10.除泡刺11.旋转喷头12.照明灯13.进油管14.上盖15.真空表16.液滴档板17.视镜第二节油脂脱胶4.脱溶器1.真空接管2.挡板3.视镜4.进油管5.中央格6.导流管7.加热盘管8.排油管9.喷嘴10.直接蒸汽管11.直接蒸汽分配器12.温度计插管13.周围格14.挡罩15.人孔第二节油脂脱胶（五）特殊水化脱胶工艺

目的：降低脱胶油残胶质量，进行物理精炼，也可以改善碱炼脱酸、脱色的效果。常规水化脱胶油含磷量100～200ppm，物理精炼要求含磷量<15ppm。1.超级脱胶工艺：（1）加热：未脱胶或水化脱胶油加热至70℃左右；（2）加酸：加入油重0.05%～0.2%的磷酸或柠檬；（3）冷却：酸化后油脂冷却至40℃以下；（4）加水：加水使磷脂在慢速状态下形成稳定的液态晶囊，这些晶囊会有效地束缚糖及金属离子，含磷量可降至30ppm以下。第二节油脂脱胶2.特殊湿法脱胶/联合脱胶工艺（1）过滤粗油：（2）毛油加热：脱胶油预热至65～70℃（3）加酸酸化：加入油重0.05%～0.2%的磷酸或柠檬酸（4）混合冷却：将油冷却至40℃以下（5）加絮凝剂：加入油重1%-3%、浓度为2%～3%的絮凝剂（NaOH溶液），絮凝反应1～1.5h使液晶态的磷脂水化和絮凝；控制脱胶油的pH5～6.5。（6）加热分离：反应后加热至70℃左右进行离心分离。脱胶油中的含磷量降至8ppm以下。第二节油脂脱胶特殊湿法脱胶工艺流程第二节油脂脱胶3.全脱胶工艺

水化脱胶过程中，不同磷脂组分的水化速率不同。卵磷脂（PC）水化速率最快，而且能吸附自身重量80%的PA、PE和PI等组分。即PC具有自我吸