油脂加工工艺学

1、第一章 毛油的组成、性质及预处理毛油是一种以中性油脂为主要成分，且混有非甘油三酸酯组分阶段的混合物。第二章水化脱胶一、 水化脱胶的概念、作用水化脱胶是利用磷脂等胶溶性杂质的亲水性，将一定量的热水或稀碱、食盐水溶液、磷酸等电解质水溶液，在搅拌下加入到一定温度的毛油中，使其中的胶溶性杂质凝聚沉降分离的一种脱胶方式。 在水化脱胶过程中，被分离出不溶的物质以磷脂为主，还有与磷脂结合在一起的蛋白质、糖基甘油二酯、粘液质和微金属离子等。二、 水化脱胶的原理及影响因素（一）水化脱胶的原理 在水化过程中能被凝聚沉降的物质以磷脂为主，磷脂中又以卵磷脂为代表。这种磷脂属于“双亲媒性分子”，即在其分子结构中，既有疏

2、水的非极性基团，又有亲水的极性基团。当毛油中含水量很少时，磷脂呈内盐式结构，此时极性很弱，溶于油中，不到临界温度，不会凝聚沉降析出。水化时，在毛油当中加入热水之后，磷脂的亲水基团则投入水相之中，水分子与成盐的原子团结合，致使分子结构由内盐式转化为水化式。在水化式结构中，磷脂分子中的亲水基团（游离态羟基），具有更强的吸水能力，随吸水量的增加，磷脂由最初极性基团倾入水中呈含水胶束，然后转变成有规则的定向排列。分子中疏水基团在油相尾尾相接，亲水基团伸向水相形成脂质双分子层（又称液晶形式）。在脂质分子层中，水分子进入磷脂双分子层间，并未破坏磷脂的分子结构，却引起磷脂的体积膨胀，发生水合作用。有时脂质体

3、双分子层还能自发膨胀成多层的类似洋葱状的封闭球型结构“多层脂质体”。多层脂质体的每个片层都是脂质双分子层结构，片层之间和中心部分充满水相和油相（O/W），若经高频声波处理，可变成磷脂双分子层围成的球状的单层脂质体。 水化后的磷脂和其它胶体物质，极性基团周围吸引了许多水分子之后，在油脂之中的溶液解度减小。吸水量逐渐增大，膨胀之后，双分子层或多分子层的片状和球状胶体彼此影响，有的甚至开成胶束。小颗粒的胶体在极性力的作用下，相碰后形成絮凝状胶团。同时水化后的磷脂能吸附油中的其它胶质，而使其颗粒增大，比重增大，为沉降和离心分离创造条件。 在磷脂中除上述水化磷脂之外，还存在少量的“非水化磷脂”。“非水化

4、磷脂”即磷脂以及钙镁磷脂盐，具有疏水性，用常规的水化方法较难除去，这种“非水化磷脂”必须转化成“水化磷脂”才能产生水合作用。生产实践中往往事先添加少量磷酸或棕檬酸到油中，使磷脂等在酸的作用下，分子结构发生变化，而成为具有亲水性的“水化磷脂”，然后再通过水化方法从油中脱除。 （二）影响水化脱胶的因素 1加水量 水的作用：润湿磷脂分子，使其由内盐式转变成水化式；使磷脂发生水化作用，改变凝聚临界温度；使其他亲水胶质吸水改变极化度；促使胶粒凝聚和絮凝。 加水量约为磷脂含量的3-3.5倍. 低温水化(20-300C)：W=（0.51）X 中温水化(60-650C)：W=（23）X高温水化(85-950C

5、)：W=（33.5）X 2.操作温度 毛油中胶体分散在外界条件影响下,开始凝聚时的温度,称之为胶体分散相的凝聚临界温度. 水化脱胶温度一般与临界温度相应,为了有利于絮凝,操作温度可稍高于临界温度. 3.混合强度与作用时间 4.电解质 电解质在脱胶过程中的主要作用有:一是中和胶体分散相质点的表面电荷,消除(或降低)质点的电位或水合度,促进胶质点凝聚;二是使钙,镁复盐式磷脂转变成亲水性磷脂;三是明矾水解出的氢氧化铝 以及生成的脂肪酸铝,具有较强的吸附能力,除能包络胶体质点外,还有吸附油中色素等杂质的作用;四是钝化并脱除与胶体分散相结合在一起的微量金属离子,有利于精炼油气味，氧化稳定性的提高;五是促

6、使胶粒絮凝紧密,降低絮团含油量,加速沉降速度,提高水化得率. 五.其它因素 进油流量,沉降分离温度也影响脱胶效果,操作中需要注意间歇式水化脱胶工艺流程 软水或盐水液过滤毛油. 预热 水化 静置沉降 水化脱胶油回收油浓缩水化粗磷脂脱水水分浓缩粗磷脂脱胶油第三章脱酸脱酸是脱除油脂中游离脂肪酸的工艺过程总称。脱除油脂中游离脂肪酸的工艺过程称为脱酸。脱酸是整个精炼过程中最为关键的工序，因为脱酸效果的好坏，直接关系到成品油酸价的高低，也直接影响后序过程的工艺效果，同时这个阶段可能是导致中性油损失最高的工序。第一节 碱炼脱酸一、碱炼的概念碱炼法是用碱来中和油脂中的游离脂肪酸，所生成肥皂难溶于油脂而从油脂中

7、分离出来的一种精炼方法。肥皂是一种具有很强吸附作用的物质，它能吸附相当数量的色素、蛋白质、磷脂、粘液及其它杂质，甚至是油脂中悬浮的固体杂质也可被絮状肥皂夹带，一起形成皂脚从油脂中分离出来。因而碱炼法脱酸过程在脱除油脂中游离脂肪酸的同时，也在不同程度地起了脱杂、脱胶和脱色的作用。二、碱炼的原理及影响因素（一）碱炼的基本原理一般使用的碱为烧碱，也可使用一部分纯碱，碱液进入油脂后，发生中和反应。要使中和达到良好的效果，减少中性油的皂化损失必须：1 要加大碱与油的接触面积，缩短碱与油直接接触的时间，碱溶液浓度要适宜2 加强搅拌，增强油碱的湍动程度，控制膜结构，避免生成厚的胶态离子膜，并使胶膜易于絮凝3

8、 是控制好碱液用量，减少中性油的皂化。（二）影响碱炼的因素1 碱和用碱量（1） 碱和种类。一般碱金属的氢氧化物，常用烧碱。氢氧化钠，氢氧化钾都是强碱，反应生成的皂脚与油脂很好地分离，对磷脂、色素等有较强的吸附作用，但由于碱性强,也容易使中性油皂化而造成中性油损失，而且碱液浓度越高，被皂化的中性越多。由于钾皂较软，且氢氧化钾价格高，一般较少使用。 纯碱碱性适宜，易与游离脂肪酸反应而很少皂化中性油，有利于提高精炼油得率，但其脱色能力很差，所生成的二氧化碳气体使皂脚松散而上浮于油面，造成分离困难，而且造成溢锅，使用权设备的利用率降低。故常将其与氢氧化钠配合使用。（2）用碱量。中和油脂中游离脂肪酸,使

9、用的碱称为理论碱量，可以计算求得。另外补充的碱称为超碱量。 理论碱。 W理=W油*AV*M NaOH/M KOH*1/1000=7.13*10-4*W油*AV 超碱量。一般控制在0.5%以内。 碱量的换算。W=(W理+W超)/CC-固体碱的纯度或液体碱的重量百分比浓度。油脂厂常用波美度表表示碱液浓度。 （三）两次碱炼工艺采用此法一般有两种情况：一是油料在生长过程中因气候变化，油料的损坏或霉变，制取的毛油含游离脂肪酸很高，色泽深、杂质多或毛油存放时间长而导致酸败变质的情况；二是为了提高成品油的品质，而进行复炼。工艺流程示意图： 待碱炼油脂肪管道过滤器泵加热器混合器 磷酸 混合器脱皂离心机油加热器

10、混合器脱皂离心机 碱液 皂脚 碱液 皂脚混合器脱水离心机油真空干燥器油冷却器 软水 废水脱酸油该工艺首先用进行磷酸处理以除去胶体杂质，加入量为油重的0.05%-0.2%,温度为85-90oC复炼改善碱炼油的洗涤性能，对改善油的质量和色泽、降低能量及提高成品油的风味有明显效果，但复炼会增加一部分精炼损耗。第四章脱色第一节 吸附脱色一、 吸附脱色的概念与作用（一）吸附脱色的概念在一定条件下，利用对色素等杂质具有选择性吸附作用的吸附剂来吸附油脂中的色素，而达到脱色目的的脱色方法（二）吸附脱色的作用不仅能脱除油脂中的绝大部分色素，而且还能有效地脱除油脂中残留的胶体杂质、皂、微量金属等极性较大的杂质，避

11、免这些杂质进入脱臭工序而造成油脂氧化和色素固定，为脱臭操作创造有利条件。二、影响吸附脱色的因素（一） 吸附剂的种类和用量1 吸附剂的种类 常用的有活性白土，活性碳等2 吸附剂的用量 吸附剂用量大，有利于色素等杂质的脱除，而使脱色效果较好，但会增加中性油的损耗（残留在吸附剂滤饼中），同时也会增加分离所需的时间和造成脱色油酸价升高（据测定，1%的活性白土约使油的酸价升高0.01）.(二)操作压力为避免或减少油脂氧化,色素固定等副作用的发生,吸附脱色操作宜在负压下进行.吸附剂活性越高,油脂不饱和程度越高,脱色温度越高,则操作压力应越低.负压脱色还可以改善油脂的风味.(三)操作温度吸附作用是放热反应.

12、一般而言:吸附剂活性低,则脱色温度应高些.一般控制液体油在70oC以下,固体油脂在熔点以上10-15oC为宜.(四)脱色时间一般为1520分钟，不超过30分钟。(五)搅拌(六)脱色工艺(七)毛油的品质及前处理第五章脱嗅、脱溶第一节 脱臭一、 脱臭的作用不仅可以除去油脂中的臭味组分，提高油脂的烟点，改善油脂的风味，而且还能脱除油脂中的一些有毒，有害物质，如：多环芳烃、残留农药等通过脱臭均可达到痕迹量以下。另外，脱臭的同时还可以破坏一些色素，进一步改善油脂的色泽。所以脱臭是油脂精炼过程中的极其重要的一环，对提高油脂质量，扩大油脂的用途，提高人民的生活水平有着重要的意义。、二、 脱臭的原理天然油脂中

13、的臭味组分是一些低分子量的醛、酮、酸及其衍生物，与中性油相比有极强的挥发性，即相同温度下臭味组分的蒸汽压远大于甘三酯的蒸汽压。就利用这种特性，在真空条件下采用水蒸汽蒸馏的方法来进行的。工业脱臭温度一般控制在270oC，热媒进入设备的温度不宜超过285 oC。温度过高会造成：1油脂会产生热聚合而降低营养价值或产生新的色素，使油脂质量降低；2.部分油脂水解或氧化分解,使蒸馏损耗增加,精炼率降低;3.天然抗氧剂被过度脱除,油脂氧化稳定性降低. 第二节 脱溶浸出毛油经脱胶或脱酸处理后,还有少量的残留溶剂而达不到食用油质量准,需除掉这部分溶剂.脱臭包含脱溶,但脱溶不可包含脱臭.第六章脱脂脱蜡第一节 脱蜡

14、一、 脱蜡的概念和作用植物油中的蜡主要来自于油料的皮壳，其含蜡量随制油原料中的皮壳含量的增加而增加。蜡存在于油脂中，主要影响油脂在低温条件下的透明度，降低油脂的烟点，不利油脂的消化吸收。但大多数油脂含蜡量极少而无须脱除，只有少数含蜡量高的油脂等用作高级食用油时需要脱除。通过脱蜡操作可提高油脂的烟点，增加油脂在低温时的透明度，改善油脂的风味，提高油脂的消化吸收率，改善油脂的使用性能，扩大油脂的用途，同时还可以获得利用价值较高的植物蜡，做到物尽其用。二，脱蜡原理 蜡是高级脂肪酸和高级脂肪醇所形成的酯，其熔点远高于甘三酯的熔点。蜡在40oC以上时溶于油脂中，但随时着温度的降低其在油脂中的溶解度降低，

15、特别是在30oC以下时蜡会形成结晶而从油脂中析出，在低温下维持一定的时间，蜡晶体相互凝聚成较大的晶粒而悬浮于油脂中。脱蜡就是根据上述特性，即根据蜡与油脂熔点的差异在油脂中的溶解度随温度的降低而降低的特性，通过降温促使蜡质结晶析出而形成悬浊液（俗称冬化），再通过某种机械分离将其与油脂分离。第七章成品油烟点达不到要求的工艺调整一、 成品油烟点达不到要求的工艺调整烟点是指油脂在与空气接触的情况下受热时肉眼能看见样品的热分解物或杂质连续挥发时的最低温度。纯净甘三醇（即中性油）本身是不挥发的，引起油脂起烟的原因是油脂中存在受热后本身易挥发的成份、易发生分解而生成易挥发物质的成份或能促使油脂产生热分解的成

16、份。一般认为在油脂中本身易挥发的成份可能是游离脂肪酸、低碳链的醛、酮；易发生热分解而生成易挥发物质的成份是磷脂、粘液、糖类、甘一酯和甘二酯等；能促使油脂产生热分解的成份是铜、铁等微量金属促氧化剂。1 造成油脂烟点达不到要求的原因造成油脂烟点达不到要求的原因可能有以下几种：（1） 脱臭操作效果不好，没有将易挥发成份脱除干净，并使油脂发生水解或氧化；（2） 脱胶过程不彻底，油中有磷脂等胶质存在；（3） 脱酸效果不好，使待脱臭油脂游离脂肪酸含量偏高；（4） 脱色过滤不干净，使待脱臭中含有少量白土及其吸附物；（5） 设备中有铜、铁溶入油脂中。2 工艺调整方法 相应的工艺调整方法为：（1） 加强脱臭操作

17、，保证脱臭用直接蒸汽中不带氧气；（2） 在脱胶过程中用磷酸脱胶，以减少油中的磷脂含量；（3） 改进脱酸操作，降低碱炼后油脂的酸价；（4） 检查脱色过滤设备及操作，特别是安全过滤的设备状况和操作；（5） 采取措施防止铜、铁等微量金属溶入油脂中，并在脱臭前后加入柠檬酸等钝化金属活性的添加剂，以减少微量金属的促氧化作用。二、 成品油色泽达不到要求的工艺调整1 导致成品油色泽达不到要求的原因导致成品油色泽达不到要求的原因可能有这样几方面：（1） 脱色效果不理想，脱色工艺、设备及操作不当；（2） 脱色前脱胶效果不好，待脱色油含胶质多或碱炼后水洗未将皂去除完全而导致的；（3） 待脱色油在脱色前经过不适当的

18、高温产生色素固定引起的；（4） 脱臭过程中产生的色素；（5） 在某些生产一般要求的油品时，由于对色泽要求本身就不高，在毛油质量还可以的情况下，只通过碱炼来降低色泽时，碱炼操作不当导致的。2 工艺调整方法相应的工艺调整办法有：（1） 改进脱色工艺操作，提高脱色效果；（2） 加强脱胶或碱炼后的水洗操作，降低待脱色油中胶质或皂的含量；（3） 修改脱色前的油脂制取和加工工艺，避免油脂中的色素固定现象；（4） 调整脱臭操作温度、真空度、操作时间等参数，检查等脱臭油脂的各种杂质的含量；（5） 采取提高碱炼时的碱液浓度、增加超碱量、降低碱炼温度、调整升温速度等措施，增强皂脚吸附色素的能力。第八章油脂精炼效果评价油脂精炼主要技术经济指标技术经济指标是表明设备、原材料、燃料、动力等利用程