江南大学油脂精炼ppt课件.ppt

植物油精炼技术,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,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,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,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,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,物理精炼和化学精炼,臭味馏出物组成%,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,油脂成分,杂质 毛油中甘三酯以外成分,精炼过程中油脂成分的变化,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.,大豆油精炼前后成分含量,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,食用油脂产品新标准,原油 质量指标,成品油质量指标,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,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,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,磷脂,磷2530磷脂,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,磷脂粘性曲线,水分%,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,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,非水化磷脂产生与控制,原料成熟度储藏、运输预处理浸出,影响磷脂的酶类,磷脂酶脂氧酶,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,40-70,磷脂酶,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,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”,储藏运输条件影响NHP形成,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,软化时的温、湿度正是酶活最适条件，加之破碎,软化,浸出,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,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，PC40%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,水化脱胶原理,羟基式,内酯式,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,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,脱胶工艺参数,12.5%,脱胶效果,二级油标准 磷脂 0.150.45（据不同油品和要求)贸易标准 180ppm(0.45),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55-224 ppm NHP（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,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,转化法脱除非水化磷脂,新脱胶工艺,酸脱胶酶法膜法,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 P30ppm，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,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,磷酸脱胶,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),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,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,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,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,酶法（生物）脱胶,Lugi鲁奇公司，8mg/kgNovozymes 诺唯信磷脂酶 磷脂酶A1 Lacitase NOVO 米曲霉磷脂酶A2 Lacitase10L 胰脏160美圆/kg,酶法脱胶,为减少酶量，先水化脱磷，待脱胶油磷100ppm，Fe2ppm，FFA3磷脂酶A2：200ppm温度：60C pH值：5-6 时间：3-9h强力搅拌，少量水1-5%,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,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,膜法,各种方法比较,二 长混碱炼脱酸,长混碱炼工艺长混碱炼工艺的辅助作用,碱炼中的化学反应,FFANaoHRCOONa（中和）如碱量不足，生成酸性皂，水溶性差RCOONa RCOOH RCOONaRCOOH-磷脂水水化-磷脂碱-磷脂水化磷脂碱水解甘油酯碱水解（皂化）色素碱,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,加酸,加磷酸调质，除去非水化磷脂-磷脂水水化（1分钟即可）-磷脂磷酸-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P100ppm，0.1%油量P 100-200ppm，0.15%P200ppm，0.2%,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,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,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,混合与搅拌,混合搅拌过程促使NHPHP，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,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10ppmFFA 1次/小时,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 2000ppm 1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,酸处理破乳,无酸处理 水中含油 3000ppm酸处理 水中含油 1000ppm,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,长混碱炼,3.碱炼的辅助作用,脱胶、脱金属离子脱色脱毒脱杂脱蜡,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,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,碱炼油中胶质与超碱量、碱液浓度关系,稀碱，显著脱胶,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,铁离子和磷脂关系,磷酸和白土去除金属离子,脱色,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,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,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5mgkg以下,农药,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,三合一法脱蜡,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,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,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）,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,色素脱除贯穿于整个精炼过程,叶绿素的脱去,RBD油10-20ppb50ppb即有绿、灰色脱臭前可能不明显,脱色在精炼中的位置,脂肪酸钝化白土，对脱色有一定影响,酸值对脱色油品的影响,脱色与脱臭,脱色前置于脱臭化学精炼 脱胶、脱酸、脱色、脱臭物理精炼 脱胶、脱色、脱臭（脱酸）,脱色与脱臭,200以上高温脱臭时，色素分解挥发，相对减少了脱色工段负担但脱臭不当，可产生新色素及色素固定化，难以脱去（磷脂）,脱色与脱臭,脱臭时的热脱色作用比脱色工段更为有效,吸附脱色,吸附脱色,吸附脱色,吸附脱色目的,脱色主要并非“脱色素”，而是去氧化产物、残皂、磷、微量金属、芳烃和农残脱色，更恰当说是吸附可见，脱色并非理论性地脱尽所有色素，而在于获得色泽的改善，满足人们对食用油安全卫生的需求和为油脂的进一步加工（脱臭、氢化）提供条件因此，评定脱色效果，应根据原料油脱色油的质量要求，力求在最低损耗下，获得油色在最大程度上的改善为度,吸附脱色除去的物质,脱色前，部分原料油空气氧化生成氢过氧化物；白土催化氧化使氢过氧化物断裂成醛、酮、醇等低分子极性氧化产物，极易被吸附脱色,极性氧化产物脱臭，挥发性氧化产物,氧化产物油氧化产物，极性物质Ve、色素等类脂氧化产物磷脂、糖脂皂类微量金属色素污染物农药残留多环芳烃,色泽与油脂氧化有关,油脂自动氧化时出现的颜色变化主要是生育酚发生了氧化，尤其是深红色的生育醌氧化生成稳定性更强的新色素，用吸附法很难脱除，精炼油色泽主要与酚类色素有关棉籽油 氧化棉酚棕榈油 氧化生育酚米糠油 氧化脂肪酸单甘酯,吸附脱色对大豆油的意义,对高亚麻酸的豆油、卡诺拉油，白土的作用在于改善风味色泽事小，风味事大,脱氧化产物,氧化产物,脱磷皂,脱微量金属,脱色提高了油脂的风味及抗氧化性,色素分类,2.新生色素加工色素油料贮藏和制油过程中新生蛋白质、糖类、磷脂降解、聚合、氧化产物，一般呈棕褐色，难吸附除去,1.天然色素,3.金属离子复合物4.色原体本无色，氧化或特定试剂作用下呈颜色,色原体,无色先躯物受氧化后生成色素，如还原糖类物质的分解产物(如糖、醇、糠醇等)与氨基酸及蛋白质化合而成黑色素生育酚在Fe+、Cu+和高温下氧化，生成生育酮，呈红色和棕褐色,