教学课件第二单元油脂加工.ppt

第二单元 油脂水化脱胶,主要内容任务一、水化脱胶任务二、酸炼脱胶任务三、其他脱胶,任务一、水化脱胶,毛油属于胶体体系，其中的磷脂、蛋白质、粘液质等，因与甘三酯组成溶胶体系而得名为油脂的胶溶性杂质。胶溶性杂质的存在不仅影响油脂的稳定性，而且影响油脂精炼和深度加工的工艺效果.应用物理、化学或物理化学的方法脱除毛油中脱溶性杂质的工艺过程称为脱胶。,概念：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、磷酸等电解质水溶液，在搅拌下加入一定温度的毛油中，使其中的胶溶性杂质吸水凝聚，然后沉降分离的一种油脂脱胶方法。分离对象：在水化脱胶过程中，能被凝聚沉降的物质以磷脂为主，还有与磷脂结合在一起的蛋白质、糖基甘油二酯、粘液质和微量金属离子等。,第一节 水化脱胶,一、水化脱胶的基本原理分子结构简介,CH2OCOR1 CHOCOR2 CH2OCOR3,磷脂是一种表面活性剂，分子由亲水的极性基团和疏水的非极性基团组成，当磷脂溶于水时，亲水基朝向水相，疏水基则远离水相，磷脂分子在水面上定向排列。二、影响水化脱胶的因素毛油中发生水化作用的磷脂胶团具有混合双分子层的结构，该结构的稳定程度以及水化胶团的絮凝状况决定了分离效果和水化油脚的含量油。（一）加水量1、水的作用：水是磷脂水化的必要条件，它在脱胶过程中的主要作用是：,润湿磷脂分子，使卵磷脂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；促使胶粒凝聚或絮凝。2、加水量：水量不足，磷脂水化不完全，胶粒絮凝不好；水量过多，则有可能形成局部的水/油或油/水乳化现象，难以分离。,工业生产中，其如水量（W）毛油含量（X）一般有如下关系：低温水化（2030）W=（0.51）X；中温水化（6065）W=（12）X；高温水化（8595）W=（23）X；具体操作中，适宜的加水量可通过下列小样试验来确定。,3、加水量的确定（1）磷脂沉淀测量法毛油样 加入不同量水 分离油脚 向油中加入丙酮 称量丙酮中的不容物 若不溶物与毛油中磷脂量相当即为最适水量。(2)显微镜观察法取20ml试管数只 分别加入同量毛油 向试管中加入不同量的水 10-20分钟后 向试管中加染色料,显微镜观察无水珠：加水量不足 大量水珠：加水量过多 少量水珠：最适加水量(3）糖液浓度法利用一定温度下的标准糖液具有定值折光指数的物理性质。取试样40克于100ml烧杯中 在一定温度下加油量3%的温水（搅拌3分钟）再加入75%浓度的糖溶液5ml（继续搅拌3分钟）在离心机中进行分 离 分层 吸取糖溶液若干 测遮光指数,上层：油脂,中层：糖溶液,下层：胶状物,加水过量：遮光指数下降,加水适量：遮光指数接近1.3722,（二）操作温度 毛油中胶体分散相在外界条件影响下，开始凝聚时的温度，称之为胶体分散相的凝聚临界温度。临界温度与分散相质点粒度有关，质点粒度越大，质点吸引圈也越大，因此，凝聚临界温度也就越高。根据水化作用情况，合理调整操作温度尤为重要。工业生产中往往是先确定工艺操作温度，然后根据油中胶质含量计算加水，最后再根据分散相水化凝聚情况，调整操作的最终温度。,（三）混合强度水化脱胶过程中，油相与水相只是在相界面上进行水化作用，往往要借助于机械混合。混合时，要求使物料既能产生足够的分散度，又不使其形成稳定的油/水或水/油乳化状态。添加水时，混合强度一般要高些，搅拌速度以6070r/min为宜，随着水化程度的加深，混合强度应逐渐降低，到水化结束阶段，搅拌速度则应控制在30 r/min以下，以使胶粒絮凝良好，有利于分离。,（四）作用时间 水化脱胶过程中，胶质从开始润湿到完成水化，需要一定的时间，除由小样试验确定外，还可由操作经验加以判断。在加水量与操作温度相应的情况下，如果分离时，重相只见乳浊水或分离出的油脚呈稀松颗粒状、色黄并拌有明水、脱胶油280加热试验不合格时，即表明水化作用时间不足，反之，当分离出的油脚呈褐色粘胶时，则表明水化时间适宜。,水化脱胶过程包括水化胶粒的絮凝，因此，当粗油胶体分散相含量较少时，为了使胶粒絮凝良好，应该适当的延长作用时间。（五）电解质油中的胶体分散相，除了亲水的磷脂外，还含有一部分非亲水的磷脂（-磷脂），对于这类胶体分散相，通过添加食盐或明矾、硅酸钠、磷酸、柠檬酸、酸酐、磷酸三钠、氢氧化钠等电解质稀溶液改变水合度、促使凝聚。,电解质在脱胶过程中的主要作用是：中和胶体分散相质点的表面电荷，促使胶体质点凝聚。磷酸和柠檬酸等促使非亲水性磷脂转变成亲水性磷脂。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，还可吸附油中色素等杂质。,磷酸、柠檬酸螯合、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、滋味和氧化稳定性的提高。促使胶粒絮凝紧密，降低絮团含油量，加速沉降速度，提高水化得率与生产率。电解质的选用水化脱胶时，电解质的选用须根据毛油品质、脱胶油的质量、水化工艺或水化操作情况来确定。,对于一般食用的脱胶油，只是当普通水水化脱不净胶质、胶粒絮凝不好或操作中发生乳化现象时，才添加电解质。如果选用食盐或磷酸三钠，其量约为油重的0.2%0.3%（解除乳化现象不在此列）。若选用明矾和食盐，其量则各占油重的0.05%。当脱胶作为精制油的前道精炼工序时，则需按油重的0.05%0.2%添加磷酸（浓度为85%）调质，以保证脱果和后续工序的处理质量。,（六）其他因素 化脱胶过程中，油中胶体分散相的均布程度影响脱胶效果的稳定。水化前粗油一定要充分搅拌，使胶体分散相分布均匀。水化时添加水的温度对脱胶效果也有影响，当水温与油温相差悬殊时，会形成稀松的絮团，甚至产生局部乳化，以致影响水化油得率，因此通常水温应与油温相等或略高于油温。,三、水化脱胶设备（一）水化锅 工作原理见书上（二）连续式水化器 工作原理见书上四、水化脱胶工艺 1、间歇式水化脱胶工艺 间歇式水化脱胶的方法较多，但其工艺程序基本相似，都包括加水（或加直接蒸汽）水化、沉降分离、水化油干燥和油脚处理等内容。,软水或盐水 过滤毛油预热水化静置沉降分离 含水脱胶油干燥（脱溶）脱胶油 水化粗磷脂浓缩浓缩粗磷脂回收油,间歇工艺水化脱胶，按操作温度及加水方式不同分为高温、中温、低温及直接蒸汽水化方法。化脱胶过程中，油中胶体分散相的均布程度影响脱胶效果的稳定。（1）高温水化法高温水化法是将粗油加热到较高的操作温度，用沸水进行水化，终温90左右，加水量为油量的23倍 预热：分三个阶段进行,第一阶段以间接蒸汽加热，根据粗油胶质含量将油温调整到4560。第二阶段改用直接蒸汽升温润湿，使油内胶质初步润湿、析出小的胶粒。操作中要注意掌握使润湿析出的胶粒不能过大，更不许形成絮状胶团。第三阶段用间接蒸汽加热，将油温调整到80左右，使第二阶段形成的胶粒分散成最小的粒子，为水化创造好条件。,加水水化 开始加水时，继续以间接蒸汽缓慢升温，先加浓度为07%左右的沸腾食盐溶液，78min后同时加注热水和盐水，加水速度要稍快些，但应视胶粒吸水情况随时调整。静置沉降、分离 沉降58 h后，由摇头管放出上层净油，由罐底截门排出似透明状的压实胶团，白糊状的胶团含油量较多，可留在水化罐里混入下批粗油脱胶。,加热干燥（或脱溶）水化净油中尚含有03%06%的水分，需转入脱水设备干燥脱水。脱水操作于真空条件下进行，温度100105，绝对压力40kPa。脱水至油面和视镜玻璃不见水汽为止。水化油脚处理 似透明状的油脚按其4%5%的比例添加粉细食盐，加热至100110，进行搅拌，然后静置放出底层盐水，撇取上浮油脂。白糊状的油脚可在加热至 100后，添加油脚量 ll5倍的沸水和 15%的细食盐搅拌加热至油脚呈粘稠状，然后静置，撇取上浮油脂。也可转入皂脚调和罐加热调和至分离稠度后泵入脱皂机进行油与油脚的分离。,（2）直接蒸汽水化法这种方法是以直接蒸汽通入粗油内，利用直接蒸汽的冷凝水使胶质润湿、水化.预热温度一般为4050。胶质含量少的粗油预热温度可高些，反这，则应控制低些。喷汽水化阶段，应根据胶质含量掌握喷汽量，使预热后的粗油经过喷汽将温度升高到80。,中温水化法(6065)水化温度通常为6065，加水量一般为粗油胶质含量的23倍，操作条件控制得适宜，亦能获得较为满意的效果。现以花生油脱胶为例对中温水化工艺的操作简述如下：a.将过滤花生油泵入水化罐内，b.以间接蒸汽加热，配合中速搅拌（40 r/min）使油温升到6065，c.加入油量12倍同油温的水，保持温度不变，继续搅拌3040 min，,d.待胶粒絮凝呈现明显分离状态时，取样用滤布滤出净油，作280加热试验，e.若无析出物即可停止搅拌，静置沉降时间不得少于6 h。f.经过静置沉降，上层水化净油经干燥或脱溶、过滤即成水化脱胶油。其余操作过程参见高温水化法。,低温水化法 低温水化法亦称简易水化法低温水化操作温度一般控制在2030，加水量为粗油胶质含量的05倍。静置沉降时间不小于10 h。a.将过滤粗油泵入水化罐内，向换热装置通入冷水冷却油脂，并配合中速搅拌，使胶质均匀分布于油中。b.待油温降到2025时，将搅拌速度调整到6070 r/min，按粗油胶质含量的05倍左右加入同油温的水进行水化，添加水于710 min内均匀淋入油中后，继续搅拌2030 min，然后停止搅拌，C.静置沉降12 h，分离水化净油和油脚。上层水化净油转入真空脱水罐脱水，下层油脚转入盐析罐回收油。d.盐析油脚时，先以蒸汽或直接火将其加热到8090，然后按油脚重量的30%50%，均匀加入浓度为5%10%的食盐水溶液（7080），并配合搅拌继续升温到100 左右，停止加热搅拌，静置沉降 24 h，撇取上浮油脂直到无油析出时为止。,2、连续式水化脱胶工艺连续式水化是一先进的脱胶工艺，包括预热、油水混合、油脚分离及油的干燥均为连续操作.含杂质小于02%过滤毛油，经计量后由泵送到板式加热器，加热油温到8085后，与一定量的热水（90）一起连续进入混合器进行充分混合。再进入连续水化反应器反应40 min完成水化作用，然后泵入碟式离心机进行油和胶质的分离。脱胶后的油中含有02%05%的水分，油经加热器升温至95左右，进入真空干燥器连续脱水后，由泵送入冷却器冷却到40后，转入脱胶油储罐。真空干燥器内操作绝对压力为4kPa。,五、酸炼脱胶 粗油中加入一定量的无机酸，使胶溶性杂质变性分离的一种脱胶方法称之为酸炼脱胶。酸炼脱胶主要用于工业用油的加工，分浓硫酸法和稀硫酸法两种工艺。（一）酸炼脱胶机理1、浓硫酸作为脱水剂作用于蛋白质、粘液质等胶杂，使它们变性和发生树脂化，从而由油内析出，溶解或悬浮于酸液中，形成软沥青油脚。2、硫酸与色素接触时，会发生磺化或酯化反应，使部分色素因反应而褪色。3、在稀硫酸的促进下，蛋白质和粘液质等胶质发生水解进而遭到破坏。4、稀硫酸作为强电解质，它能中和乳浊状和胶质状质点的电荷，使它们发生凝聚或絮凝，为沉降分离创造了条件。,（二）酸炼脱胶操作1、浓硫酸法浓硫酸脱胶法采用浓度为90%94%的工业硫酸。操作时，将粗油泵入酸炼罐中，为了避免硫酸对油产生副作用，要控制油的温度不超过 2025。在搅拌器和气流鼓泡器同时作用的强烈搅拌下，将浓硫酸以细流状均匀洒入油内，加酸前呈棕黄色，加酸后，油转变成绿色（有时是黑色），沉降分离后因油内部分色素被破坏，澄清的油即变成淡黄色。当搅拌结束后，应及时加入占油重3%4%的热水（最好用冷凝水），以冲淡未作用的硫酸，然后静置沉降23 h。罐中物料即分成三层；上层是脱胶油，底层是冲淡的酸液，中层是带有少量油的沥青状杂质（软沥青）。,2、稀硫酸法稀硫酸脱胶工艺基本上与浓硫酸酸炼相同，唯添加的硫酸不是浓酸，而是浓度为2%5%的硫酸溶液。操作时，先将油用直接蒸汽加热到100，使油内积聚的蒸汽冷凝水量约为油重的8%9%，然后在搅拌下将5060有硫酸呈细流状均匀洒入油内，添加量约为油重的1%。,三、其他脱胶法脱胶的方法还有碱炼法、吸附法、电聚法及热聚法等 电聚法脱胶又称物理脱胶，是将油脂加热到一定温度，通过高压电场使胶质发生凝聚。热凝聚脱胶工艺是利用胶体杂质对凝聚剂和温度的不安定性，使其凝聚分离的一种脱胶方法。,