油脂精炼及氢化知识培训讲义

油脂精炼及氢化知识培训一、概述•1、油脂的功能提供能量调节生理功能（必须脂肪酸）工业基础原料。•2、油脂的分类：乳汁脂肪（Ｃ6：O、Ｃ8：0、Ｃ10：0、Ｃ12：0、Ｃ14：0）组织脂肪（Ｃ14：0、Ｃ16：0、Ｃ16：1、Ｃ18系列、Ｃ20）木本科：茶籽油、桐籽油、棕榈油（棕榈液油、棕榈仁油）草本科：豆油、菜子油、棉籽油、米糠油、花生油、葵花油、玉米油动物油植物油油脂•3、料油的组成油脂蛋白质碳水化合物纤维物质灰份•4、油脂的制取方法机械法水剂法浸出法二、油脂的组成不溶性固体杂质（泥沙、纤维、饼粕等）胶溶性杂质（脂肪酸、色素、磷脂、蜡、生育酚、黄曲霉素、甾醇等）挥发性杂质（水、臭味物质、烃类、芳香类物质等）甘三酯1、毛油去除不溶性杂质：采用沉降、过、离心分离等物理方法脱胶：水化、酸炼及酶法碱炼：用烧碱去除脂肪酸、酸性色素胶质水洗：去除皂脚及水溶性杂质干燥：加热、真空去除水分2、油脂精炼的内容（一）脱色：采用活性白土、活性炭等吸附剂去除色素、胶质、氧化物脱臭或物理精炼：高温及低真空去除低分子臭味物质、脂肪酸、单甘酯、甘二酯、色素等脱蜡或脱脂：采用冷冻、结晶、分提法去除油中的蜡脂或固脂过滤与精滤：采用合适的设备去除白土、氢化油中的催化剂等2、油脂精炼的内容（二）3、油脂精炼工艺过程：毛油脱胶(磷酸)碱炼干燥脱色氢化脱臭成品油水洗成品油三、工艺过程介绍•1、脱胶技术毛油中的胶质主要是磷脂，它的存在影响油的品质和储藏稳定性，使碱炼脱酸工序易产生油、水乳化，增加炼耗和用碱量，影响脱色及物理精炼效果。磷脂分为水化磷脂(HP)与非水化磷脂(NHP)。•（1）水化脱胶利用磷脂等胶溶性杂质的亲水性，加水或电解质使胶质吸水膨胀、凝聚形成相对密度较油大的“水合物”沉降或离心分离。ＯＯ‖‖ＣH2－Ｏ－Ｃ－Ｒ1ＣH2－Ｏ－Ｃ－Ｒ1｜|H2ＯＣH－Ｏ－Ｃ－Ｒ2ＣH－Ｏ－Ｃ－Ｒ2｜|ＯＣH2－Ｏ－p－ＯHＣH2－Ｏ－p－Ｏ－｜|ＯＣH2ＣH2－N（ＣH3）3ＯＣH2ＣH2－N（ＣH3）3｜ＯH疏水的内盐形式（卵磷脂）亲水的游离羟基形式配注：当磷脂与油脂之比为7：3时形成的胶团最稳定，油脚干基含油30％属于最佳指标，高于此值应考虑回收残油。•（2）、水化脱胶工艺（或7％盐水）（4～8小时）过滤毛油预热加水静置沉降净油脱水成品油（3～5％盐水）油脚加热盐析静置分层80～90℃、2小时油磷脂A、温度磷脂的凝集需要一定的温度，温度高，油脂黏度低水化后油脂与油脚容易分离。温度太高，影响油的品质且易产生乳化现象。以60～80℃最佳。B、加水量在一定范围内，水加入越多，磷脂吸水多且快易凝聚。加水太少难以保证脱胶效果。过多则乳化。一般根据磷脂含量及水化温度而定（10％±5）。C、时间及混合强度开始快速搅拌60～120rpm/min，待水加完后，慢速搅拌30rpm/min40～60min左右，最后自然沉降4～8小时。D、电解质电解质的加入有利于提高水化效果及油脂的稳定性，但对磷脂的综合利用有一定影响。常用的电解质有食盐、磷酸盐（加入量为油重的0.2～0.3％）。E、毛油的质量抑制酶的活性，使非水化性磷脂（β－磷脂）含量尽量降至最低。•（3）、酸炼脱胶采用磷酸脱胶有效去除非水化胶质和微量金属元素，使叶绿素转化成色浅的脱镁叶绿素且对降低红色也有效。使铜、铁等离子生成络合物钝化这些离子对油脂的氧化催化作用。磷酸一般为85％，加入量为0.1％左右。其工艺操作与水化类似。对磷脂含量较高的毛油一般采用先水化脱胶后酸炼脱胶工艺为佳。脱胶设备见板书。三、工艺过程介绍•2、脱酸去除游离脂肪酸，是精炼工艺中影响油脂得率及产品质量得关键工序。高酸价、低碳链宜采用物理精炼法，低酸价、劣质油宜采用碱炼法。CH2－R1CH2－OH∣∣CH－R2＋3H2ONaOHCH－OH＋3RCOONa∣∣CH2－R3CH2－OH(1)、碱炼法A、反应原理RCOOH＋NaOHRCOONa＋H2O不完全中和反应：生成饱和脂肪酸得酸性皂(RCOONa•RCOOH），很难溶于水而留在油中。与磷脂反应去除胶质。（2）、影响碱炼的因素A、加碱量理论加碱量＝油重×酸价×40/50×1/1000＝7.13×10－4×油重×酸价超碱量：超碱量的确定根据毛油品质而定，经验性很强，对间歇炼油一般取油重的0.05～0.5％，一般取0.25％左右，对连续炼油取理论碱的10～50％。总碱量＝（理论＋超碱）/碱液的浓度酸值与理论烧碱量得对照表见复印表格。（2）、影响碱炼的因素B、碱浓度酸价高色泽深的采用浓碱，酸价低色泽浅采用稀碱，浓碱皂脚的稠度大、带油多、不易分离，过稀会乳化，经验性很强，一般为高温淡碱，低温浓碱。间歇炼油经验如下：毛油酸价AV1～33～44～66～88～1010～14碱浓度/0Be10～1414～1616～1918～2020～2222～24（2）、影响碱炼的因素C、碱炼温度对间歇炼油：油与碱接触时间长，当油品较差时采用低温浓碱（初温30～45℃、碱浓度20～25波镁、终温65℃左右）。油品较好时采用高温淡碱（初温75℃左右、碱浓度15～16波镁、终温95℃左右）。为了提高效果，前者在加碱中和升温到60℃左右时加入5～7％的比油温高10℃左右的热水或稀盐水以加速皂粒沉降。对连续炼油：油与碱接触时间短，中性油皂化少，皂脚含油低，得率高，温度一般在75～90℃（2）、影响碱炼的因素D、搅拌强度目的在于使碱液均匀分散于油中，加快中和反应速度，防止碱液局部过量而引起中性油皂化。间歇炼油要求变速搅拌，先快（60r/min）后慢（30r/min）有利于开始加快反应和升温凝集时不破坏皂粒。水洗时转速不宜太快，以免引起乳化。E、毛油品质胶质较多时宜先脱胶，后碱炼。碱炼时易乳化，影响得率。（3）物理精炼毛油经脱胶、脱色预处理后，在加热和高真空下（220～270℃、1～3mmHg）,借助直接蒸汽蒸馏，将油中的游离脂肪酸去除。时间一般为45～120min.三、工艺过程介绍3、水洗碱炼结束皂脚放出后紧接着进行水洗，一般加入油重5～10％的比油温高10℃左右的热水根据油中皂脚的含量洗涤1～3次，然后进行真空脱水。真空度大于720MMHG,温度大于95℃即可。碱炼及真空干燥设备见板书示意图。碱炼得率：经验值为酸价×1.2～1.8％（损耗）。三、工艺过程介绍4、脱色油脂中含有胡萝卜素、叶绿素、棉酚及变质油中的有机降解物如蛋白质、胶质、碳水化合物等。（1）、原理利用吸附剂表面显著的选择吸附能力即对色素吸附高而对油脂吸附低。（2）、常用吸附剂：活性白土和活性炭。三、工艺过程介绍(3)、影响脱色的工艺因素a、白土用量：决定于油的色泽、白土的质量等有关，一般为1.5～3.5％，若红色偏重要适当加入活性炭0.2～0.5％。b、真空：一般为700～720mmHg)c、时间：20～40mind、温度：100～110℃e、搅拌：通过搅拌使油脂与吸附剂充分接触，缩短时间，提高脱色效果。脱色设备见板书。注意事项：过滤机的相互切换、白土的含水、过滤机操作、保险过滤等。三、工艺过程介绍5、脱臭去除油脂中低分子醛、酮、醇、芳香族等类物质，一般为油重的0.1％左右。（1）、原理利用甘三酯与臭味物质间的挥发度的差异在高温高真空下借助水蒸汽蒸馏去除臭味物质。三、工艺过程介绍(2)、影响脱臭的因素A、真空度：残压要求在1～3mmHg以下B、温度：一般为220～270℃C、直接蒸汽：过热饱和蒸汽，间歇用量为油重的2～5％，连续为油重的0.5～1％D、原料油脱气：严禁空气进入，以防油脂产生聚合反应E、真空冷却：快速降温至150～190℃以下直至60℃以下。F、原料油质量：原料油中非挥发性杂质务必除尽。G、时间：间歇为2小时左右，连续为40分钟左右。三、工艺过程介绍5、脱臭•脱臭设备•四级蒸汽喷射泵、蒙马泵、脂肪酸捕集器、屏蔽泵、螺旋板换热器等见板书。三、工艺过程介绍7、氢化•在催化剂(铜、镍)的条件下，将氢气添加到不饱和甘油酯双键上，使饱和度提高的过程。氢化是一种放热反应，碘价每降低一个单位，温度会上升1～1.7℃。三、工艺过程介绍（1）、氢化反应原理•首先氢气扩散到催化剂表面、油脂向催化剂表面扩散、氢气的化学吸附、表面反应、解吸、产物从催化剂表面扩散到油中等过程。氢化反应过程很复杂，条件不当会导致位置异构和几何异构体的产生。影响产品的质量。如两种碘价相同的油脂其熔点、固体脂肪含量、脂肪酸组成等不一定相同。催化剂－CH=CH－＋H2－CH2－CH2－三、工艺过程介绍（2）、极度氢化与选择性氢化•极度氢化即将油脂中的不饱和脂肪酸全部变成饱和脂肪酸，主要用于工业用油，如制造肥皂、各种脂肪酸等，碘价小于5即可；选择性氢化采用适当的工艺（温度、压力、搅拌及催化剂量）使油脂中各种脂肪酸的氢化反应速度具有某种选择性，取得不同需要的碘价、熔点、固体脂肪含量等的产品。三、工艺过程介绍(3)、影响氢化反应的因素A、温度的影响一定的温度范围（160～210℃），过低，反应速度慢；过高，导致脱氢，产生异构体。B、压力的影响氢气在植物油中的溶解度与压力、温度呈线性关系，压力大，反应速度快，一般为1～3公斤。C、催化剂浓度和种类在一定范围内反应速度随着用量的增加而提高，对催化剂的消耗，开始阶段磷、皂硫等使其中毒，而后再进入催化反应阶段；添加量一般根据催化剂的种类、产品的性能要求而定。常用催化剂有镍催化剂、铜催化剂、铜镍催化剂、镍铁催化剂、钯、铑催化剂等。三、工艺过程介绍（3）、影响氢化反应的因素D、搅拌的影响搅拌的目的保持催化剂的悬浮、促进氢气在油中的溶解。搅拌快，提供的氢气足，异构体产生少。等等。E、油品本身的质量油脂中的磷、皂、色素、游离脂肪酸、硫等会使催化剂中毒，因此氢化前要经精炼处理。三、工艺过程介绍(3)、影响氢化反应的因素F、氢气的品质•氢气中的一氧化碳、硫化物等均能使催化剂中毒，因此氢气的纯度要求较高，一般在99.9％以上。•氢化反应过程（从进油、加热、加催化剂、进氢、反应时间、冷却、过滤、抽真空等）见板书。•氢化反应终点判断：折光率、熔点、固体脂肪含量、脂肪酸组成等见板书。•催化剂、氢气消耗量理论值见复印参考资料。•氢化反应设备见板书。