油脂制取与加工工艺学：油脂脱酸

第三节油脂脱酸(Oildeacidification)

主要内容一、碱炼脱酸二、其他脱酸方法一、碱炼脱酸

（一）碱炼脱酸的基本原理及作用（二）影响碱炼效果的因素（三）碱炼损耗及碱炼效果（四）碱炼脱酸工艺（五）碱炼脱酸设备（一）碱炼脱酸的基本原理及作用1.中和反应：（1）烧碱中和游离脂肪酸：RCOOH+NaOH===RCOONa+H2O（2）钠皂为表面活性物质：吸附其他杂质形成皂脚与油脂分离。（3）磷脂、棉酚与烧碱中和皂化反应形成皂脚。（4）少量中性油皂化：引起油脂精炼损耗增加。

O‖CH2─O─C—R1CH2─OH

│O│R1COONa│‖│CH─O─C─R2+3NaOH======CH─OH+R2COONa│O││‖│R3COONaCH2─O─C─R3CH2─OH2.碱炼脱酸的特点（1）脱杂范围广：具有脱酸、脱胶、脱固杂、脱色等综合作用。（2）适应性强：适宜于各种油脂的精炼。（3）精炼损耗大：中性油皂化及皂脚中夹带油造成精炼损耗较高，耗碱，碱炼后水洗产生废水。3.碱炼脱酸过程（1）非均态界面反应：脂肪酸与碱液接触时，脂肪酸亲水基团定向围包在碱滴的表面，进行界面反应。（2）扩散作用：界面反应使油-碱滴界面形成皂膜。皂膜里的碱滴

由于浓度差，不断扩散到皂膜外层，逐渐形成较稳定的胶态离子膜。

（3）皂膜絮凝：

结构松散的皂粒吸附粗油中的胶质色素等杂质，并在电解质、温度及搅拌作用下，相互吸引絮凝成大的胶团即“皂脚”。碱炼脱酸过程示意图（二）影响碱炼效果的因素1.碱及其用量：

（1）碱的种类：

A、苛性钾（KOH）：钾皂软，且苛性钾较贵，少用；

B、氢氧化钙（Ca(OH)2）：容易皂化中性油，脱色能力差，且钙皂不便利用，少用；C、纯碱(Na2CO3）：纯碱的碱性适宜，不易皂化中性油，但反应过程中产生碳酸气，使皂脚松散而上浮于油面，造成分离时的困难。

D、烧碱（NaOH）：市售氢氧化钠有两种制品：隔膜法制品；水银电解法制品。应选购隔膜法制品。（2）

碱的用量：

A、碱量不足，中和不完全，对其他杂质作用不好。B、用碱过多，中性油被皂化量增大。

C、碱炼时的总耗碱量：①理论碱量—按粗油酸值或游离脂肪酸百分含量计算。

GNaOH理=7.13×10-4×G油×AV（6-5）

GNaOH理—氢氧化钠的理论加入量（kg）；

AV—油脂的酸价（mgKOH/g油）；

G油—油脂的重量(kg)

GNaOH理=0.1421×G油×FFA%（6-7）FFA%--脂肪酸含量%②超量碱：为了弥补理论碱量在分解和凝聚其他杂质、皂化中性油以及被皂膜包容所引起的消耗。a.间歇式超碱量：一般为油量的0.05％～0.25％，质量劣变的粗油可控制在0.5％以内；b.连续式的超碱量：一般为10％～50％的理论碱量。c.超量碱的确定的原则：必须根据粗油品质、精油质量、精炼工艺及精炼.损耗等综合进行平衡；可由小样试验确定。

超量碱与炼耗的关系

③碱量换算:将市售的含杂固碱（纯度94％～98％）换算成所需碱液重量百分比浓度或波美浓度的用碱量。2.碱液浓度：（1）碱液浓度的确定原则：①碱滴与游离脂肪酸有较大的接触面积；②有一定的脱色能力；③使油-皂分离操作方便。（2）碱液浓度的选择依据：①粗油的酸值与脂肪酸组成；②制油方法；③中性油皂化损失；④皂脚的稠度；⑤皂脚含油损耗；⑥操作温度：⑦粗油的脱色程度。

3.操作温度：

（1）初温：加碱时粗油温度，低温避免中性油皂化。（2）终温：反应后油-皂粒明显分离时，释放出中性油，并利于油-皂粒的分离所达到的最终油温。（3）升温速度：自油-皂粒明显分离至终温的速度。一般1℃/分为宜。（4）间歇式操作：高温淡碱，低温浓碱。（5）离心机连续操作：分离温度一般80～90℃。加碱混合温度一般为50℃左右。4.操作时间：操作时间影响主要表现在中性油皂化损失和综合脱杂效果。接触时间愈长，中性油被皂化的机率愈大；但有利于其他杂质的脱除及油色的改善5.混合与搅拌：混合或搅拌的强度要强烈，以使碱液在油相中高度分散。为增进碱液与游离脂肪酸的相对运动，使皂膜尽快脱离碱滴，同时又要避免皂膜过度分散而引起乳化，促进皂粒絮凝，混合与搅拌强度要温和。间歇式碱炼，混合时转速为60r/min，反应时30～15r/min。连续式碱炼，混合时采用高强度混合器，之后在慢速反应罐中进行反应。6.杂质的影响：胶溶性杂质、羟基化合物、色素等，对碱炼效果有重要影响，促使碱炼产生持久乳化；其他色素增加用碱量，造成中性油皂化机率。碱液中的杂质影响碱的准确用量，其中的钙、镁盐在中和时产生水不溶性的钙皂或镁皂，给洗涤操作增加困难。配制碱溶液应使用软水。7.分离：油-皂分离效果取决于皂脚的絮凝情况、皂脚稠度、分离温度和沉降时间等。在连续式工艺中，油-皂分离效果还受分离机性能、物料流量、进料压力以及轻相（油）出口压力或重相出口口径等影响。8.洗涤与干燥：通过热水洗涤降低碱炼油中残留皂和游离碱。洗涤操作温度一般为85℃左右，添加水量为油量的10%～15%。洗涤操作的搅拌强度取决于碱炼油的含皂量。当含皂量较高时，第一遍洗涤用水可采用食盐和碱的混合稀溶液，并降低搅拌速度。以防乳化。碱炼油的干燥应采用真空干燥。常压干燥油品过氧化值与干燥前相比，其增高率达1.3倍，而减压干燥的油品过氧化值几乎稳定不变。（三）碱炼损耗及碱炼效果

工艺附加损耗是皂化和皂脚包容的中性油损耗。1.酸值炼耗比或精炼指数：精炼率—粗油经碱炼脱酸后，所得碱炼成品油量与粗油量的百分比。一般94%-96%。

L%（炼耗）=1–精炼率%=（1–成品油量/粗油量）×100酸值炼耗比（L/A）或精炼指数（RF）即碱炼总损耗与脱除掉的酸值或游离脂肪酸的比值。R·F=L%/（FFAC-FFAR）%2.精炼效率：精炼效率%=精炼率%/粗油中性油含量%×100（四）碱炼脱酸工艺1.间歇式碱炼脱酸工艺：

碱液软水↓↓过滤毛油→前处理→中和→静置沉降→含皂脱酸油￪↓回收油←油脚处理←富油油脚→水洗→静置沉降→含水脱酸油→干燥（脱溶）→过滤→脱酸油（1）高温淡碱工艺：A、适宜范围：主要用作高水分蒸胚的棉籽油。

B、粗油品质：含杂不超过0.2％。

C、前处理：预热75℃左右；添加食盐溶液凝聚胶杂。

D、加碱中和：加碱量及浓度按粗油酸值及品质确定。

E、油皂分离：保温条件小静置沉降时间不小于4h。

F、加水洗涤：洗涤温度不低于85℃，每次洗涤用水量为油量的10％～15％，洗涤2～3次。第一遍也可选用淡.碱液或食盐稀溶液洗涤，搅拌强度降低或不搅拌，防止乳化。

G、干燥脱水（或脱溶）：条件同水化脱胶。

H、皂脚处理：添加中性油、食盐或食盐溶液，将皂脚调和至分离稠度送脱皂机分离中性油。（2）低温浓碱工艺：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。25～30℃，碱液浓度16～24°Ｂé，终温60℃左右。（3）“湿法”碱炼工艺：“湿法”碱炼即中和反应后添加一定量软水或电解质溶液（食盐水溶液），使皂脚吸水提高沉降速度或使皂脚稀释利于油皂分离。适宜于精炼酸值较高、杂质较少的油品。（4）脱胶-碱炼工艺：碱炼前先进行脱胶，提高碱炼效果。待脱胶油加热至60～65℃，添加油量2%～4%的热水，静置沉降1～2h分离油脚，再中和脱酸。

2.连续式碱炼脱酸工艺（1）长混碱炼工艺：油脂与碱液在低温下长时间接触的碱炼工艺。加工品质较好、酸价较低的油品，如新鲜大豆粗油。碱炼前，先进行磷酸调质脱除非水化磷脂。连续长混碱炼工艺流程（2）短混碱炼工艺

油脂与碱液高温短时间混合（1～15s）并反应，避免油、碱长时间接触而造成中性油皂化，适于高酸价粗油碱炼脱酸。短混二次碱炼工艺流程（1）混合油碱炼机理：

A、不皂化中性油：溶剂围包甘三酯分子中的烃基周围，阻碍碱液与甘三酯分子的酰氧基接触，避免了中性油的皂化。B、皂化游离脂肪酸：游离脂肪酸的烃基被溶剂包围，但其羧基比甘三酯的酰氧基受的空间阻碍要小得多，极性较大，羧基能插入碱液中发生中和反应。

C、皂化油脚与液相密度相差大：所得皂脚与混合油的密度差别很大，混合油的粘度小，故皂脚易从混合油易分离，夹带中性油少。3.混合油碱炼（2）混合油碱炼的特点：

A、中性油皂化机率低；

B、皂脚夹带中性油少；

C、精炼得率较高；

D、有利于油脂品质的提高；

E、设备均要求密封和防爆。（3）影响混合油碱炼的主要因素：

A、混合油浓度：适宜的混合油浓度一般为40％～65％。

B、碱液浓度及碱量：碱液浓度较常规低，一般为18～26°Bé。

C、用碱量中的超碱量高：

通常为油量的0.25％～0.45％。

D、操作温度低：中和温度一般为50～60℃，分离温度为40～45℃。

E、油碱比配与混合：由于油-碱液两相密度差异大，是不易形成乳化状的非均态反应，因此需要提高混合强度。混合油精炼工艺流程4.表面活性剂碱炼工艺：在碱炼过程加入表面活性剂溶液，利用其选择性溶解皂脚和脂肪酸，减少皂脚夹带油量，降低精炼损耗。常用海尔活本（HatropenOR）即二甲苯磺酸钠异构体混合物。5.泽尼斯碱炼工艺：将含有游离脂肪酸的粗油分散成油珠，使其通过呈连续相的稀碱液层进行中和。形成的皂膜不断如蝉脱壳似的离开油珠，从而减少了油脂的胶溶机率，提高了中和反应速度。(2)

泽尼斯

碱炼

工

艺

设

备

塔

式

中

和

器（五）碱炼脱酸设备1.皂脚调和罐2.油碱比配装置3.混合机：（1）浆叶混合机（2）离心混合机（3）静态混合机4.离心机：（1）管式离心机（2）碟式离心机皂脚调和罐1.轴承座2.冷凝水出口3.加热装置4.搅拌器5.罐体6.支座7、封头8.人孔9.传动装置10.接管11.温度计12.进口管13.摇头管14.蒸汽喷管15.排出口比配泵1.电机2.定位螺杆3.刻度盘4.酸泵5.碱泵6.碱泵柱塞行程可按比例调节，因而可用于物料定量比配。分单缸、双缸、多缸；普通型、耐酸型。油、碱比配机1.油泵缸体2.传动部分3.行程调节机构4.电机5.柱塞6.碱泵缸体7.双重型球阀8.填料箱立式桨叶混合机1.筒体2.进料口3.密封盖4.传动机构5.溢流管6.隔板7.搅拌叶8.搅拌轴9.出料口主要用作脱胶加水混合，碱炼水洗。离心混合器功能：混合、输送一体工作过程：待混物料由供料口连续输入工作腔，随混合转鼓高速旋转，同时与供料管末端轴向运动的料流产生强烈混合；抵达转鼓边缘的高速旋转料流在向心泵入口端由于物流方向的急速改变，产生二次强烈混合。然后被压入出料口排出。静态混合器

由扭转180度的左、右螺旋单元交替组成，螺旋边缘与管道内比壁很小缝隙。在每一螺旋单元，流体被分成两股，形成加速、减速及旋转作用，相邻单元流体转向，重复上述过程，使空间三个方向的浓度达到最均化。管式离心机特点：分离因数高达15000～60000，转速高达8000～50000r/min。管式转鼓高速旋转产生13000倍重力的离心力。但产量低。工作过程：油-皂悬浮液通过喷嘴进入转鼓，在离心力作用下，皂粒沉积于转鼓内壁汇成重相流，由轴向沿鼓壁向上运动，经出皂口排出。轻相油沿轴线上升，由转鼓上端空心轴的出油孔射出。管式脱水机1.带轮2.游轮3.电气箱4.轮轴装置5.吊轴6.旋筒7.出油管8.出水管9.机体10.喷油装置碟式离心机（1）工作原理：转速低（5000-8000转/分）处理量大，分离效率高。产生的离心力是重力的7000倍。（2）设备结构：自清式，非自清式；底部进料，顶部进料。（3）生产厂家：

A、瑞典阿尔法-拉伐（Alfa-Laval)公司最大产量PX110为1300吨/日，

B、德国威斯特伐利亚（Westfalia)公司RSA200产量为700吨/日。碟式离心机

主要由机身、转鼓、传动机构、配水装置和物料进出口装置组成。混合物从下部或顶部进入转鼓，自下部和中部碟片上的分配孔进入碟片之间，重相沿碟片下滑，甩向转鼓内壁，借助从下分配器引入的冲洗水而得到稀释（脱水时不加冲洗水），并沿转鼓内壁上升，汇入上向心泵区，在向心泵作用下至重相出口排出机外；轻相沿碟片上升汇集至下向心泵区至轻相出口排出。离心机转鼓

转鼓位于立轴顶端，由转鼓体、下分配器、上分配器、碟片、液位环、重力环、顶盖、转鼓盖和锁紧圈等组成。碟片锥角45°，蝶片间距1-2mm,蝶片厚度0.5mm。上有三个椭圆形分配孔，轻重相由此分离。碟片组装于上分配器上，组成6～8条进液通道。下分配器使进入转鼓的悬浮液和冲洗液隔开，并将冲洗液引向转鼓壁，以稀释和冲走沉积在转鼓壁上的杂质。转鼓顶端有液位环、重力环和轻、重相向心泵盖，借助于向心泵分别引出轻相和重相。配水装置位于转鼓下部

离心机排渣工作原理

转鼓工作室由上、下两部分组成。工作室下部分可以随密封室水压变化而上、下滑动。上、下部衔接处的转鼓壁上设有排渣孔。当需要排渣时，靠液体压力迫使转鼓向下，露出排渣小孔，并迅速排出积聚的固体或渣。调整水的压力来控制排出口的大小和间隔的时间。这种开启、清渣、关闭的作业仅需3-4秒。离心机工作原理图AlfaLavalPX离心机碟片4.离心机的应用及特点（1）脱胶，脱皂，脱蜡，水洗等油脂精炼过程。（2）工艺结合优良，可满足多种油品、工艺需要。（3）下进料方式，进料缓和，顺流，乳化最少。（4）进油压力要求低，出油用向心泵，省出油泵。（5）重相出口有CentriZoom，可提高分离效果。（6）具有大排渣和小排渣，排渣量可调节。（7）运转平稳，噪声低,自动化程度高，运行安全。（8）能够在防爆区域内使用。（9）操作/维护方便。规格脱胶中和，清洗54000kg/h*)脱腊:25000kg/h*)电机45kW,直接驱动转鼓l转速:约.4800rpm转鼓总容积:72liters渣腔容积:17liters压力进口:0-300kPa轻相出口:100-500kPa重相出口:0kPa重量无马达和转鼓:1075kg转鼓:1050kg马达:255kg最小起重能力1500kg.建议离心机的维护面积:3000x3000mm.*)铭牌能力.实际能力将按照实际

待处理的油脂特点而有所变化.PX110技术规格表简单、安全的设计：

PX110型离心机的电机水平驱动优点

合理设计使得小规格的电机也能够驱动离心机理想的防爆设计

由于不是皮带驱动，因此没有皮带传动特有的相对滑动或者导致产生静电变频驱动电机齿轮变速PX110（1300吨/天）的技术特点垂直驱动水平驱动维护水单元控制柜完整的PX110系统中空转轴

从转轴底部往离心机进料进料柔和加速颗粒破碎减少