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文档简介

油脂精炼课件第1页,共107页,2023年,2月20日,星期一油脂精炼精炼油是我国居民主要的食用油品种精炼是从油料到食用油的加工链上的最后一个工段综合利用和油脂二次产品开发对精炼提出了特别要求第2页,共107页,2023年,2月20日,星期一油脂精炼目的去杂质得到高价值的副产品前者为主要目的,前提是低消耗、高保留后者只是在特定的情况下才要考虑如,制谷维素时,为更好地捕集谷维素,允许适当降低精炼率第3页,共107页,2023年,2月20日,星期一精炼工序根据成品油的用途与质量要求不同,不同程度地去杂储存用油,一般只脱胶、脱水(酸价超过1时脱酸)制皂用油,脱胶、脱色食用油,应按产品质量等级和卫生要求除去杂质大多数油品,四脱含蜡高油品,五脱第4页,共107页,2023年,2月20日,星期一物理精炼和化学精炼在工艺上共同点很多,设备也基本相同,引进成套精炼设备都可进行化学精炼和物理精炼有各自的特点毛油中和脱胶蒸馏脱臭(酸)脱色脱胶脱色脱臭精油物理精炼化学精炼脱蜡第5页,共107页,2023年,2月20日,星期一磷脂FFA金属色素物理精炼和化学精炼化学精炼碱炼脱色脱臭物理精炼予处理脱色脱臭氧化产物残磷残皂金属色素FFA异味色素第6页,共107页,2023年,2月20日,星期一物理精炼和化学精炼

化学精炼美国

物理精炼欧洲中性油25-335-10脂肪酸33-5080-85不皂化物(甾醇和Ve)25-335-10臭味馏出物组成%第7页,共107页,2023年,2月20日,星期一精炼技术关键技术关键在于精炼率与炼耗间存在矛盾降低炼耗有二部分不可避免炼耗类脂物、伴随物,1-3%可避免损耗油脚、皂脚、白土夹带、因操作不当被皂化、乳化和真空吸出可避免损耗往往占较大的比例,其高低反映了工艺的先进与否及操作水平,应设法降低,如少夹带,破坏乳化第8页,共107页,2023年,2月20日,星期一油脂成分杂质毛油中甘三酯以外成分第9页,共107页,2023年,2月20日,星期一精炼过程中油脂成分的变化工序生成或增加成分除去或减少成分浸出残留溶剂脱胶部分磷脂和部分中性油蛋白质和糖部分叶绿素(用磷酸)脱酸游离脂肪酸残余磷脂色素、棉酚、谷维素脱色少量共轭酸类胡萝卜素素叶绿素棉酚色素多环芳烃脱臭异构脂肪酸聚合甘油酯游离脂肪酸POV、小分子臭味物甾醇、VE色素毒素第10页,共107页,2023年,2月20日,星期一精制过程中杂质量的变化毛油Crudeoil中和Neutr.脱色Bleached脱臭Dosed脱胶Degel.第11页,共107页,2023年,2月20日,星期一大豆油精炼前后成分含量TG磷脂FFA不皂化物

甾醇

维E角鲨烯金属离子FeCu毛油精油96>992.0<0.051<0.051.60.30.330.130.15-0.210.11-0.180.0140.011-30.1-0.30.03-0.050.02-0.06第12页,共107页,2023年,2月20日,星期一精炼中需分离的物质毛油—过滤→机械杂质磷脂—水化→油脚FFA—皂化→皂脚臭味—蒸馏→捕集→馏出物色素—吸附→废白土蜡—冷却→蜡晶硬脂—冬化→硬脂晶氢化→废催化剂碟式离心过滤第13页,共107页,2023年,2月20日,星期一食用油脂产品新标准

旧普通油高级油二级一级高烹油色拉油

新四级三级二级一级第14页,共107页,2023年,2月20日,星期一原油质量指标项目指标气味滋味具有该植物油固有的气味滋味、无异味水分及挥发物%0.20不溶性杂质%0.20酸值mgKOH/g4.0过氧化值mmol/kg7.5溶剂残留mg/kg100第15页,共107页,2023年,2月20日,星期一成品油质量指标第16页,共107页,2023年,2月20日,星期一一脱胶磷脂和非水化磷脂非水化磷脂的产生与控制水化脱磷新脱胶工艺第17页,共107页,2023年,2月20日,星期一脱胶目的脱胶是化学精炼或物理精炼的预处理工序脱胶毛油,适合储藏和运输制取磷脂第18页,共107页,2023年,2月20日,星期一毛油中磷脂平均含量油料中磷脂与蛋白共生毛油磷脂量随制油方法不同而变化,一般,油料的1/2转移到毛油第19页,共107页,2023年,2月20日,星期一磷脂α磷×25~30=磷脂第20页,共107页,2023年,2月20日,星期一磷脂四特性无水时,油溶性吸湿,成粘性,比甘油三酯大吸水,膨胀,形成胶体毛油储藏中油脚析出磷脂与油脂分离的原理磷脂中多不饱和酸为主,较油脂更不稳定第21页,共107页,2023年,2月20日,星期一磷脂粘性曲线水分%第22页,共107页,2023年,2月20日,星期一

磷脂分类

水化磷脂(HP,含极性较强的基团)非水化磷脂(NHP,含极性较弱的基团)主要是磷脂酸和溶血磷脂的钙镁盐第23页,共107页,2023年,2月20日,星期一磷脂的水化速率HP极性较强,可水化析出,但水化速率有差别NHP不能水化第24页,共107页,2023年,2月20日,星期一第25页,共107页,2023年,2月20日,星期一非水化磷脂产生与控制原料成熟度储藏、运输预处理浸出第26页,共107页,2023年,2月20日,星期一影响磷脂的酶类磷脂酶D脂氧酶第27页,共107页,2023年,2月20日,星期一脂氧酶氧化磷脂中不饱和脂肪酸,并结合蛋白,磷脂的油溶性降低,残留在粕中成为己烷不溶物,从而降低毛油总磷脂(主要是PC)量,使水化不好水化脱胶的磷脂得率降低,且PC比例降低第28页,共107页,2023年,2月20日,星期一40-70℃磷脂酶D磷脂酶D水解、生成磷脂酸磷脂酸与油中的0.2-0.3%钙、镁离子形成钙、镁复盐,这种盐不吸水膨胀磷脂酸钙镁盐是主要的NHP第29页,共107页,2023年,2月20日,星期一油料成熟度影响NHP形成未成熟的籽粒、青豆,NHP高某年东北霜降早,早收获,青豆率5%,成品油“返色”第30页,共107页,2023年,2月20日,星期一储藏运输条件影响NHP形成大豆储藏水分%水化脱胶油中NHP%大豆A110.80.16280.11大豆B111.80.3229.30.10第31页,共107页,2023年,2月20日,星期一预处理条件影响NHP形成大豆破碎或轧坯程度,影响细胞结构的破坏程度轧坯后酶活增加,豆坯存放停留时间、坯水分含量在浸出前或浸出过程中对大豆的热处理平板烘干代替蒸炒,延长了与空气接触不同预处理产品浸出油含磷量mg/kg破碎豆软化豆豆胚膨化豆毛油5104804601200脱胶油48586543第32页,共107页,2023年,2月20日,星期一软化时的温、湿度正是酶活最适条件,加之破碎软化第33页,共107页,2023年,2月20日,星期一浸出毛油磷脂%脱胶油P/mg/kg磷脂含量%PC占磷脂%生胚浸出2.1018465.834.2膨化浸出2.466774.339.8毛油四级油二级油(高烹油)磷脂%P/mg/kg出油率%P/mg/kg出油率%生胚浸出2.2125096.72-394.8膨化浸出2.312097.11-295.6浸出温度水化脱胶油中NHP%豆胚(水分12.4%)400.43500.70601.05第34页,共107页,2023年,2月20日,星期一NHP控制减少NHP最有效方法是在预处理中钝化酶类控制存储中水分预处理微波加热处理料坯挤压膨化料坯湿热处理ALCON工艺

第35页,共107页,2023年,2月20日,星期一ALCON工艺迅速提高软化温度至80℃以上,使酶钝化毛油磷脂量翻倍,PC↑40%此法最简单经济,适用于优质大豆原料,当然,软化温度提高,副作用如蛋白变性、影响轧坯效果5-10%不可避免第36页,共107页,2023年,2月20日,星期一水化脱胶原理羟基式内酯式第37页,共107页,2023年,2月20日,星期一磷脂胶束与双(多)分子层形成水水3、毛油含多量水时,卵磷脂强烈亲水,吸引水分子插入双分子层间,产生膨胀,吸水量增加,磷脂多分子层膨胀加剧,形成比比油重得多的胶粒,胶粒凝聚沉降,与油分离,同时吸附蛋白、粘质和微量金属

1、毛油含水很少时,卵磷脂为内酯式,极性很弱,在油中溶解2、毛油含一定量水时,卵磷脂吸水变为游离羟基式,极性增大,呈现出强的表面活性,在水油界面上定向排列,形成胶束,进一步形成双(多)分子层,将水围在中间第38页,共107页,2023年,2月20日,星期一影响磷脂水化因素毛油种类和品质(内因HP/NHP)木本油脂,较易大豆油、花生油、葵花籽油、棉籽油,较难,亚麻籽油、菜籽油,更难变质、未成熟油料或蒸炒不好油料制得的毛油,不易加工条件(外因)1、加水量2、混合强度3、温度4、电解质第39页,共107页,2023年,2月20日,星期一脱胶工艺参数参数用量水75%(胶重)

与胶等量

2~3%

3%

1%

2%

2~5%温度32~49℃

50~70℃

65~75℃

70℃

95℃搅拌剧烈

机械搅拌时间30~60min

10~15min1~2.5%第40页,共107页,2023年,2月20日,星期一脱胶效果二级油标准

磷脂0.15~0.45%(据不同油品和要求)贸易标准

180ppm(0.45%)第41页,共107页,2023年,2月20日,星期一非水化磷脂脱除新收获油料(新菜籽)、储藏不好原料制得的毛油,常脱胶不尽,即水化油280℃加热试验不合格,即使重新加水处理,水洗16次也无明显效果水化或常规碱炼,能除去90%磷脂,剩余NHP难除去一般,豆油中约有55-224ppmNHP(0.56%磷脂)NHP与FFA相伴,正常毛油FFA在1%内,高于1%时,NHP大都过高(磷脂1%,NHP0.79%)物理精炼和高级油品对脱NHP的特殊要求:磷≤5ppm,磷脂≤0.015%,铁≤0.1ppm,铜≤0.01ppm

第42页,共107页,2023年,2月20日,星期一非水化磷脂脱除两种措施预处理钝化酶类转化法,转化为HP,如酸法脱胶前者在降低消耗和减少污染方面更具优势实际措施是在传统水化脱胶基础上,对不同毛油原料开发新脱胶工艺第43页,共107页,2023年,2月20日,星期一转化法脱除非水化磷脂第44页,共107页,2023年,2月20日,星期一新脱胶工艺酸脱胶酶法膜法第45页,共107页,2023年,2月20日,星期一酸脱胶毛油中加无机酸:磷酸、柠檬酸、草酸>溶血磷脂酸>磷脂酸,使NHP转化而被分离转化NHP,脱磷效果P≤30ppm,磷脂≤0.1%络合金属离子(0.2ppmFe)叶绿素变为脱镁叶绿素,油色浅降低皂第46页,共107页,2023年,2月20日,星期一磷酸转化NHP的反应NHP钙镁盐稳定性不高,可在一定条件下破坏磷脂酸钠、钾盐,水溶,并易形成胶束或液晶第47页,共107页,2023年,2月20日,星期一磷酸脱胶第48页,共107页,2023年,2月20日,星期一磷酸脱胶单独作为一个工序(磷酸脱胶工艺)湿法与脱色结合(磷酸-漂土脱胶工艺)干法与碱炼结合(酸炼工艺)第49页,共107页,2023年,2月20日,星期一湿法脱胶单独作为一个工序间歇,加酸后需快速搅拌充分后才加水水化,否则,酸数量太少未能与油充分接触连续,因加酸量太少,需控制酸与油的流量平衡磷50ppm第50页,共107页,2023年,2月20日,星期一干法脱胶结合脱色的磷酸-漂土脱胶工艺,是一种简单的酸脱胶法适合低含量磷脂油脂,棕榈油、棕榈仁油、椰子油和动物油磷2-10ppm,满足物理精炼第51页,共107页,2023年,2月20日,星期一物理精炼首选的两步脱胶法前道酸炼水化,后道白土脱色时加酸脱色段加酸:用酸鳌合金属,同时将残磷借白土除去第52页,共107页,2023年,2月20日,星期一结合碱炼的脱胶法长混短混特殊脱胶法超级/联合脱胶法全脱胶(TOP)SOFT脱胶法第53页,共107页,2023年,2月20日,星期一酶法(生物)脱胶Lugi鲁奇公司,8mg/kgNovozymes诺唯信磷脂酶磷脂酶A1LacitaseNOVO米曲霉磷脂酶A2Lacitase10L胰脏160美圆/kg第54页,共107页,2023年,2月20日,星期一酶法脱胶为减少酶量,先水化脱磷,待脱胶油磷100ppm,Fe<2ppm,FFA<3%磷脂酶A2:200ppm温度:60CpH值:5-6时间:3-9h强力搅拌,少量水1-5%第55页,共107页,2023年,2月20日,星期一化学精炼与酶法精炼比较酶解时油酸价有所上升酶法脱胶和化学法脱胶中都有加酸加碱操作,酸碱量有区别第56页,共107页,2023年,2月20日,星期一膜法UF油损失少无化学物磷脂质量好溶剂固体杂物膜成本在混合油中磷脂易形成胶束,胶束分子量20000,18-200nm甘油酯1.5nm磷脂胶束也束缚金属离子、游离或结合的糖类浓香型或清香型花生油10ppm第57页,共107页,2023年,2月20日,星期一膜法组分(ppm)毛油水化法超级脱胶膜法P10002002010Ca1208055Mg1007050.1Fe1—100.5—50.50.1胡萝卜素302520叶绿素220.5第58页,共107页,2023年,2月20日,星期一各种方法比较第59页,共107页,2023年,2月20日,星期一二长混碱炼脱酸长混碱炼工艺长混碱炼工艺的辅助作用第60页,共107页,2023年,2月20日,星期一碱炼中的化学反应FFA+NaoH→RCOONa(中和)如碱量不足,生成酸性皂,水溶性差RCOONa+RCOOH→RCOONa●RCOOHα-磷脂+水→水化β-磷脂+碱→α-磷脂→水化磷脂+碱→水解甘油酯+碱→水解(皂化)色素+碱→第61页,共107页,2023年,2月20日,星期一长混碱炼工艺低浓、低温、长时间接触,降低皂化,用于品质高、FFA低毛油,如新鲜大豆毛油第62页,共107页,2023年,2月20日,星期一加酸加磷酸调质,除去非水化磷脂α-磷脂+水→水化(1分钟即可)β-磷脂+磷酸→α-磷脂→水化(20分钟)磷脂金属盐+磷酸+水→水化的磷脂金属胶体加酸量P≤100ppm,0.1%油量P100-200ppm,0.15%P≥200ppm,0.2%第63页,共107页,2023年,2月20日,星期一加碱

碱液浓度和碱量名为脱酸,但FFA脱去多少并不重要去磷脂、金属离子、色素等杂质更重要加磷酸后,要测酸价,确定用碱量(0.2%对应3个酸价)影响因素碱液浓度48%液碱0.3-0.4%滞留时间混合与搅拌判断酚酞试验(2-5’)皂脚排放流畅第64页,共107页,2023年,2月20日,星期一碱液浓度适宜的碱液浓度的确定,需综合平衡诸多因素,通过小样试验确定,7-10波美度第65页,共107页,2023年,2月20日,星期一滞留时间1、油皂化损失油、碱接触时间愈长,皂化机率愈大2、综合脱杂作用皂脚的吸附过量碱液对杂质的脱除作用在综合平衡中性油皂化损失的前提下,适当延长碱炼时间,有利于杂质的脱除和油色的改善时间15分油皂化损失

综合脱杂效果

第66页,共107页,2023年,2月20日,星期一混合与搅拌混合搅拌过程促使NHP→HP,FFA→皂既保证碱液在油中高度分散,又要避免皂膜过度分散引起乳化加碱时,混合须强烈,增进碱液与FFA的相对运动,提高反应速率,并使反应生成的皂膜尽快地脱离碱滴但滞留时,混合应缓慢第67页,共107页,2023年,2月20日,星期一离心分离影响因素加碱量重相出口口径(向心泵刻度)轻相出口压力进口压力皂脚含油≤18%残皂≤200ppm磷≤20ppm,一般10ppmFFA1次/小时第68页,共107页,2023年,2月20日,星期一洗涤干燥残皂过高,100-150ppm白土中毒白土过滤时过粘硅吸附剂酸处理影响因素温度水质、水量搅拌混合时间20分水中含油≤2000ppm1次/班残皂≤50ppm磷≤5ppmFFA≤0.05%

水≤0.1%乳化原因温度过低前道离心不够过多钙、镁皂搅拌过激第69页,共107页,2023年,2月20日,星期一酸处理破乳无酸处理水中含油≥3000ppm酸处理水中含油≤1000ppm第70页,共107页,2023年,2月20日,星期一长混碱炼70%理论碱FFA杂质(磷脂)含量脱臭器能力0.8%FFA,2%胶质,2500g/T第71页,共107页,2023年,2月20日,星期一长混碱炼第72页,共107页,2023年,2月20日,星期一3.碱炼的辅助作用脱胶、脱金属离子脱色脱毒脱杂脱蜡第73页,共107页,2023年,2月20日,星期一脱胶长混碱炼加碱目的主要是调节液相pH值,使磷脂酸成为钠盐,并非是常规碱炼中的中和FFA长混碱炼工艺中的加碱量,与普通碱炼工艺比是不足的,FFA并不要求脱尽毛油中的磷脂,用70%的理论碱可脱尽这样做的好处是炼耗低长混炼耗(脱胶+碱炼)<碱炼第74页,共107页,2023年,2月20日,星期一脱胶磷脂一部分被水解磷脂的夺碱能力大于脂肪酸,皂化>油脂长混碱炼的低浓、低温工艺保证了磷脂先被皂化另一部分(35-80%)则被初生皂粒吸附,随皂脚而除去吸附需要时间,低浓、低温、长混使皂胶束不至于迅速聚集而沉淀,保证了皂对磷脂的充分吸附(短混不适合

)非水化磷脂、金属离子第75页,共107页,2023年,2月20日,星期一碱炼油中胶质与超碱量、碱液浓度关系稀碱,显著脱胶第76页,共107页,2023年,2月20日,星期一铁离子和磷脂关系精制油没有含磷量指标,但美国铁0.1-0.3mg/kg,铜0.02-0.06mg/kg降低磷脂实质上也降低了金属离子含量金属离子去除水化时加磷酸脱色时加白土第77页,共107页,2023年,2月20日,星期一铁离子和磷脂关系第78页,共107页,2023年,2月20日,星期一磷酸和白土去除金属离子第79页,共107页,2023年,2月20日,星期一脱色白土量(%)脱胶油碱炼油葵花籽油0.3-0.40.1-0.2菜籽油0.6-0.80.4-0.5玉米油0.7-0.90.4-0.6脱色时的白土用量,碱炼油要比磷酸脱胶油为少碱炼油色泽比碱炼前降低30%左右皂脚吸附碱对酚类发色基团的破坏磷酸破坏叶绿素第80页,共107页,2023年,2月20日,星期一烧碱溶液浓度(°Be′)粗油酸值操作温度(℃)备注初温终温4-65以下75-8090-95浅色油精制12-145-750-5560-65浅色油精制16-247以上25-3045-50深色油精制24以上9以上20-3020-30劣质棉油精制碱液浓度与毛油色泽的关系碱液浓度过低,皂脚受水膜的影响,对发色基团的作用弱过浓,皂脚表面积过小,也影响色素吸附第81页,共107页,2023年,2月20日,星期一脱毒黄曲霉素棉酚硫甙,硫甙降解物溶于水,挥发性又大,菜籽油在碱炼后,含硫化合物可脱除50%以上,脱色脱臭后降至5mg/kg以下第82页,共107页,2023年,2月20日,星期一农药油品农药毛油碱炼油脱色油脱臭油豆油茵蒽滴0.620.590.51均低于0.03茵蒽滴0.480.300.35茵蒽滴0.400.640.48茵蒽滴0.220.300.29

茵蒽滴-0.420.65BDL

滴滴伊-0.920.83

艾氏剂-0.550.65

狄氏剂-0.720.64

氯-0.580.69

七氯环氧物-0.770.86第83页,共107页,2023年,2月20日,星期一综合脱杂效果皂脚的吸附能力过量碱液对杂质的脱除作用在综合平衡中性油皂化损失的前提下,适当地延长碱炼操作时间,有利于其他杂质的脱除和油色的改善第84页,共107页,2023年,2月20日,星期一三合一法脱蜡第85页,共107页,2023年,2月20日,星期一脱色与吸附处理最昂贵的精炼工序白土成本(0.1%,200吨/日,30万/年)油损耗废白土处理第86页,共107页,2023年,2月20日,星期一脱色与吸附处理1.脱色目的2.吸附剂3.影响吸附脱色因素4.脱色工艺第87页,共107页,2023年,2月20日,星期一为什么要脱色消费者喜欢色泽浅的油脂产品(Y20R1)改善油品稳定性对物理精炼或脱臭十分重要(最后一关)第88页,共107页,2023年,2月20日,星期一吸附脱色与其它精炼工序油中色素的脱除贯穿于整个精炼过程油中色素的脱除并不全靠脱色工段(叶绿素例外)碱炼、酸炼、氢化、脱臭都有脱色作用与脱胶、碱脱酸不同,单靠脱色不能得到精制油脱色是不可以省略的,即使毛油色泽很浅第89页,共107页,2023年,2月20日,星期一色素脱除贯穿于整个精炼过程工序色泽降低中和7-8red脱色2-2.5red氢化取决氢化程度脱臭0.3-0.6red第90页,共107页,2023年,2月20日,星期一

叶绿素的脱去工序降低程度毛油100-200ppb中和25%脱色,0.25%白土75%脱色,0.75%白土90%氢化取决氢化程度脱臭少量

RBD油10-20ppb50ppb即有绿、灰色脱臭前可能不明显第91页,共107页,2023年,2月20日,星期一脱色在精炼中的位置罗维朋比色红罗维朋比色黄脱胶中和脱酸吸附脱色脱臭1.715脱胶吸附脱色中和脱酸脱臭3.922脂肪酸钝化白土,对脱色有一定影响第92页,共107页,2023年,2月20日,星期一酸值对脱色油品的影响白土号菜油(AV0.2)菜油(AV3)豆油(AV0.2)酸值脱色率%酸值脱色率%酸值脱色率%10.2293.433.0577.500.2488.7520.

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