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1、,Deodorization and Physical Refining 脱臭及物理精炼,AOCS Practical Short Course On Edible Oil Refining and Processing 美国油脂化学家协会食用油精炼及处理技术概要 May 8 - 9, 2004, Cincinnati 2004年5月8-9日，美国辛辛那提 Ken Carlson, Manager, Oil Processing 肯卡尔森先生，油脂加工部经理 Crown Iron Works Company 皇冠钢铁工程公司 Minneapolis, Minnesota 美国明尼苏达州明尼阿波

2、利斯市,1,Physical Refining 什么叫物理精炼,Physical (Steam) Refining: Degumming, bleaching and deodorizing； 物理精炼（蒸汽精炼） ：脱胶、脱色及脱臭； Chemical (Caustic) Refining: Neutralizing, bleaching and deodorizing 化学精炼（碱炼）：中和、脱色及脱臭； Difference: Bulk of free fatty acids (FFA) removed in deodorizing by evaporation (distillatio

3、n) instead of in neutralizing by saponification and separation； 区别：在物理精炼中，游离脂肪酸（FFA）在脱臭过程中被蒸发（蒸馏）掉，而在碱炼中，则通过酸碱中和、皂化及分离方式被去除； Removal of FFA in deodorizing also referred to as stripping or deacidification； 在脱臭过程中去除FFA的工艺也被称为“脂肪酸汽提” 或“脱酸”；,2,Physical Refining 物理精炼的优缺点,Pros 优点 Reduces refining losses f

4、or oils with over 1% FFA 如果脂肪酸含量在1%以上时，可降低炼耗； Reduces effluents (no acid water or wash water) 减少排放物（没有水洗水排放）； Reduces equipment cost，降低设备投资；(no centrifuge for oils with less than 0.3% gums) 如胶质含量低于0.3%，则无需使用离心机； Cons 缺点 Lower quality of finished oil (less forgiving) 成品油质量有所降低（工艺操作更加敏感）； Lower concen

5、tration of tocopherol in distillate 蒸馏物中Ve含量降低；,3,Objectives of Deodorization 脱臭的目的,Reduction of: 降低以下物质的含量：,Odoriferous (smelly) materials 产生嗅觉味道的物质： - Aldehydes Leakage into system: 0.5 - 3 kg/ton 系统漏气：每吨油0.5 - 3 公斤； Critical issue for packed column type designs 对填料式脱臭塔而言，漏气问题尤其关键； Seal weld as ma

6、ny connections as possible 连接部件最好焊接； Guard against air in stripping steam and N2 注意：汽提蒸汽及氮气中可能含有空气；,11,Aspects of Heating under Vacuum 有关真空状态下加热脱色油的问题,Pros - 优点: Maintains temperature as FFAs evaporate (1% FFA drops temperature about 1.3 C)； 经过真空加热后的油进入脱臭塔后，油温降低幅度减小（挥发1%的脂肪酸会使油温降低1.3度）； Eliminates n

7、eed to design oil inlet for flashing 无需在脱臭塔中安装防止进油飞溅的装置； Provides additional retention time 可增加额外的滞留时间； Helps guard against fouling 可减缓结垢现象； Cons 缺点: Increases equipment cost：增加设备造价； Increases space requirements：增加额外空间；,12,Aspects of Cooling under Vacuum 有关真空冷却的问题,Pros 优点: Insures optimum flavor for

8、 liquid oils 可使液态油具有最佳风味； Provides additional retention time：增加滞留时间； Cons 缺点: Increases energy consumption：增加能耗； Increases equipment cost：设备造价升高； Increases space requirements：需额外空间；,13,Optimizing Heat Recovery 热量回收问题,Max input (200 - 260 C) = 130,000 kCal/ton 加热所需热量 （200 260度）= 130,000 大卡/吨油； System

9、 radiation/evaporation loss: 5 - 15 C (varies with design; PC, double/single shell etc.) 系统热量挥发损耗/挥发物质挥发带走的热量：5 15度（不同种类脱臭塔（填料式、单壳层/双壳层，等等）损耗不同； Resulting driving temperature: 245 - 255 C； 最终脱臭温度：245 255度； Plate type Economizer (10 C loss, dT 20 C): Input = ：18,600 kCal/ton = 85 % heat recovery； 板式节

10、能器 （10度温度损失，温差20度）：所需额外热能 = 18,600 大卡/每吨油 = 热回收效率为85%； Vacuum Economizer (12 C loss, dT 45 C): Input = 34,700 kCal/ton = 73% heat recovery 真空节能器 （12度温度损失，温差45度）：所需额外热能 = 34,700 大卡/每吨油 = 热回收效率为73%； Double Thermosyphon (10 C loss, dT 60 C): Input = 42,200 kCal/ton = 67% heat recovery 塔内热虹吸式换热装置 （10度温度

11、损失，温差60度）：所需额外热能 = 42,200 大卡/每吨油 = 热回收效率为67%；,14,Managing Trans Fatty Acids 反式酸问题,Max 1% allowed in certain markets 在某些市场，反式酸含量不能超过1%； Natural amount as high as 0.5% 未经处理的油中反式酸含量可达0.5%; Trans created by thermal rearrangement “热重组效应”产生反式酸； Amount increases with temperature and time 随着温度的升高及处理时间的延长，反式

12、酸含量升高； “Safe” at below 230 C and max 1 hour retention 脱臭温度最好低于230度，滞留时间不能超过一个小时； When higher temperatures required, strip at high temperature in thin film device (packed column) and heat bleach at reduced temperature. 如需高温脱臭，则需用薄膜式塔（如填料塔），并减少热脱色时间；,15,Nitrogen and Oil Quality 充氮与油的质量,Always protect

13、unsaturated oils from air 避免不饱和油与空气接触； Blanket finished oil with N2 in stainless tanks 成品油应置于不锈钢罐中，并用氮气阻隔其与空气的接触； Inject N2 directly into deodorized oil (mixer) 可在已经脱臭的成品油中直接加入氮气，并用混合器混合； Sparge with high grade N2 during final cooling and, in some cases, final stage of heat bleaching 在最终冷却段中喷入高纯度氮气，

14、或在某些情况下，在最终热脱色段喷入高纯度氮气；,16,Batch versus Continuous 间歇式脱臭与连续脱臭,Pros 间歇式脱臭的优点: Easier to operate (less controls)：易于操作（控制点减少） Less product mixing with stock changes： 更换油品时，可将不同种类油品之间的污染降至最低； Lower investment cost (up to about 15 ton batch) 可降低初期投资（每批处理量不高于15吨的情况下）； Better quality control：易于控制油品质量； Cons

15、 间歇式脱臭的缺点: Higher energy consumption：能耗较高； Not suitable for physical refining unless equipped with pre-stripper (thin-film device) ； 除非增加预脱臭装置（薄膜装置），否则不适合采用物理精炼工艺；,17,Semi-Continuous versus Continuous 半连续脱臭与连续脱臭,Pros 半连续脱臭工艺的优点: Less product mixing with stock changes 减少不同油品种类之间的污染； Smaller space req

16、uirement：对车间内部空间要求较小； Cons - 半连续脱臭工艺的缺点: Higher energy consumption 能耗较高； Coils more complex than straight tubes 油品加热需要大量盘管，而连续脱臭则用直管；,18,Choice of Vacuum Systems 真空系统的选用,Normal operating range: 1 - 8 mbar 一般情况下，脱臭所需真空度为1-8 mbar; “Double Booster” systems for under 6 mbar 如所要求的真空度低于6 mbar，则需两级大型喷射器； 2

17、 - 4 mbar range considered optimal 最适宜的真空度应为2 - 4 mbar; Barometric condensers OK when odor and slightly fat contaminated effluent is no problem; 如果工厂排放物中含有的少量脂肪酸及系统 产生的“臭气”不构成环境问题，则可选用直混式大气冷凝器； Otherwise surface condensers with caustic treat 否则则需选用管壳式冷凝器，并对污水用碱进行处理； Refrigerated systems for large pl

18、ants operating under environmental restrictions and relatively low cost electric power 如果限于环保限制，则可选用冷冻真空系统；其相对优势是能耗较低；,19,Packed Column versus Tray Deodorizers 填料式脱臭塔与塔盘式脱臭塔,Pros - 填料式脱臭塔的优点: Lower energy consumption (for vacuum system) 可降低真空系统的蒸汽消耗； Facilitates control of tocopherol recovery 易于控制Ve

19、的回收； Minimizes thermal damage at high temp stripping 降低高温汽提对油品的负作用； Enables deodorization at lower temperatures 可降低脱臭温度； Cons - 填料式脱臭塔的缺点: More sensitive to air contamination 对漏气情况更加敏感； Larger amount of residual oil (25 kg/m3 packing) 塔中滞留的油量增加（每立方米填料25公斤油）； Higher cost (trays for retention still required) 增加设备