油脂加工工藝學

1、第一章 毛油的組成、性質(zhì)及預(yù)處理毛油是一種以中性油脂為主要成分，且混有非甘油三酸酯組分階段的混合物。第二章水化脫膠一、 水化脫膠的概念、作用水化脫膠是利用磷脂等膠溶性雜質(zhì)的親水性，將一定量的熱水或稀堿、食鹽水溶液、磷酸等電解質(zhì)水溶液，在攪拌下加入到一定溫度的毛油中，使其中的膠溶性雜質(zhì)凝聚沉降分離的一種脫膠方式。 在水化脫膠過程中，被分離出不溶的物質(zhì)以磷脂為主，還有與磷脂結(jié)合在一起的蛋白質(zhì)、糖基甘油二酯、粘液質(zhì)和微金屬離子等。二、 水化脫膠的原理及影響因素（一）水化脫膠的原理 在水化過程中能被凝聚沉降的物質(zhì)以磷脂為主，磷脂中又以卵磷脂為代表。這種磷脂屬于“雙親媒性分子”，即在其分子結(jié)構(gòu)中，既有疏

2、水的非極性基團，又有親水的極性基團。當毛油中含水量很少時，磷脂呈內(nèi)鹽式結(jié)構(gòu)，此時極性很弱，溶于油中，不到臨界溫度，不會凝聚沉降析出。水化時，在毛油當中加入熱水之后，磷脂的親水基團則投入水相之中，水分子與成鹽的原子團結(jié)合，致使分子結(jié)構(gòu)由內(nèi)鹽式轉(zhuǎn)化為水化式。在水化式結(jié)構(gòu)中，磷脂分子中的親水基團（游離態(tài)羥基），具有更強的吸水能力，隨吸水量的增加，磷脂由最初極性基團傾入水中呈含水膠束，然后轉(zhuǎn)變成有規(guī)則的定向排列。分子中疏水基團在油相尾尾相接，親水基團伸向水相形成脂質(zhì)雙分子層（又稱液晶形式）。在脂質(zhì)分子層中，水分子進入磷脂雙分子層間，并未破壞磷脂的分子結(jié)構(gòu)，卻引起磷脂的體積膨脹，發(fā)生水合作用。有時脂質(zhì)體

3、雙分子層還能自發(fā)膨脹成多層的類似洋蔥狀的封閉球型結(jié)構(gòu)“多層脂質(zhì)體”。多層脂質(zhì)體的每個片層都是脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)，片層之間和中心部分充滿水相和油相（O/W），若經(jīng)高頻聲波處理，可變成磷脂雙分子層圍成的球狀的單層脂質(zhì)體。 水化后的磷脂和其它膠體物質(zhì)，極性基團周圍吸引了許多水分子之后，在油脂之中的溶液解度減小。吸水量逐漸增大，膨脹之后，雙分子層或多分子層的片狀和球狀膠體彼此影響，有的甚至開成膠束。小顆粒的膠體在極性力的作用下，相碰后形成絮凝狀膠團。同時水化后的磷脂能吸附油中的其它膠質(zhì)，而使其顆粒增大，比重增大，為沉降和離心分離創(chuàng)造條件。 在磷脂中除上述水化磷脂之外，還存在少量的“非水化磷脂”?！胺撬?/p>

4、磷脂”即磷脂以及鈣鎂磷脂鹽，具有疏水性，用常規(guī)的水化方法較難除去，這種“非水化磷脂”必須轉(zhuǎn)化成“水化磷脂”才能產(chǎn)生水合作用。生產(chǎn)實踐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，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而成為具有親水性的“水化磷脂”，然后再通過水化方法從油中脫除。 （二）影響水化脫膠的因素 1加水量 水的作用：潤濕磷脂分子，使其由內(nèi)鹽式轉(zhuǎn)變成水化式；使磷脂發(fā)生水化作用，改變凝聚臨界溫度；使其他親水膠質(zhì)吸水改變極化度；促使膠粒凝聚和絮凝。 加水量約為磷脂含量的3-3.5倍. 低溫水化(20-300C)：W=（0.51）X 中溫水化(60-650C)：W=（23）X高溫水化(85-950C

5、)：W=（33.5）X 2.操作溫度 毛油中膠體分散在外界條件影響下,開始凝聚時的溫度,稱之為膠體分散相的凝聚臨界溫度. 水化脫膠溫度一般與臨界溫度相應(yīng),為了有利于絮凝,操作溫度可稍高于臨界溫度. 3.混合強度與作用時間 4.電解質(zhì) 電解質(zhì)在脫膠過程中的主要作用有:一是中和膠體分散相質(zhì)點的表面電荷,消除(或降低)質(zhì)點的電位或水合度,促進膠質(zhì)點凝聚;二是使鈣,鎂復(fù)鹽式磷脂轉(zhuǎn)變成親水性磷脂;三是明礬水解出的氫氧化鋁 以及生成的脂肪酸鋁,具有較強的吸附能力,除能包絡(luò)膠體質(zhì)點外,還有吸附油中色素等雜質(zhì)的作用;四是鈍化并脫除與膠體分散相結(jié)合在一起的微量金屬離子,有利于精煉油氣味，氧化穩(wěn)定性的提高;五是促

6、使膠粒絮凝緊密,降低絮團含油量,加速沉降速度,提高水化得率. 五.其它因素 進油流量,沉降分離溫度也影響脫膠效果,操作中需要注意間歇式水化脫膠工藝流程 軟水或鹽水液過濾毛油. 預(yù)熱 水化 靜置沉降 水化脫膠油回收油濃縮水化粗磷脂脫水水分濃縮粗磷脂脫膠油第三章脫酸脫酸是脫除油脂中游離脂肪酸的工藝過程總稱。脫除油脂中游離脂肪酸的工藝過程稱為脫酸。脫酸是整個精煉過程中最為關(guān)鍵的工序，因為脫酸效果的好壞，直接關(guān)系到成品油酸價的高低，也直接影響后序過程的工藝效果，同時這個階段可能是導(dǎo)致中性油損失最高的工序。第一節(jié) 堿煉脫酸一、堿煉的概念堿煉法是用堿來中和油脂中的游離脂肪酸，所生成肥皂難溶于油脂而從油脂中

7、分離出來的一種精煉方法。肥皂是一種具有很強吸附作用的物質(zhì)，它能吸附相當數(shù)量的色素、蛋白質(zhì)、磷脂、粘液及其它雜質(zhì)，甚至是油脂中懸浮的固體雜質(zhì)也可被絮狀肥皂夾帶，一起形成皂腳從油脂中分離出來。因而堿煉法脫酸過程在脫除油脂中游離脂肪酸的同時，也在不同程度地起了脫雜、脫膠和脫色的作用。二、堿煉的原理及影響因素（一）堿煉的基本原理一般使用的堿為燒堿，也可使用一部分純堿，堿液進入油脂后，發(fā)生中和反應(yīng)。要使中和達到良好的效果，減少中性油的皂化損失必須：1 要加大堿與油的接觸面積，縮短堿與油直接接觸的時間，堿溶液濃度要適宜2 加強攪拌，增強油堿的湍動程度，控制膜結(jié)構(gòu)，避免生成厚的膠態(tài)離子膜，并使膠膜易于絮凝3

8、 是控制好堿液用量，減少中性油的皂化。（二）影響堿煉的因素1 堿和用堿量（1） 堿和種類。一般堿金屬的氫氧化物，常用燒堿。氫氧化鈉，氫氧化鉀都是強堿，反應(yīng)生成的皂腳與油脂很好地分離，對磷脂、色素等有較強的吸附作用，但由于堿性強,也容易使中性油皂化而造成中性油損失，而且堿液濃度越高，被皂化的中性越多。由于鉀皂較軟，且氫氧化鉀價格高，一般較少使用。 純堿堿性適宜，易與游離脂肪酸反應(yīng)而很少皂化中性油，有利于提高精煉油得率，但其脫色能力很差，所生成的二氧化碳氣體使皂腳松散而上浮于油面，造成分離困難，而且造成溢鍋，使用權(quán)設(shè)備的利用率降低。故常將其與氫氧化鈉配合使用。（2）用堿量。中和油脂中游離脂肪酸,使

9、用的堿稱為理論堿量，可以計算求得。另外補充的堿稱為超堿量。 理論堿。 W理=W油*AV*M NaOH/M KOH*1/1000=7.13*10-4*W油*AV 超堿量。一般控制在0.5%以內(nèi)。 堿量的換算。W=(W理+W超)/CC-固體堿的純度或液體堿的重量百分比濃度。油脂廠常用波美度表表示堿液濃度。 （三）兩次堿煉工藝采用此法一般有兩種情況：一是油料在生長過程中因氣候變化，油料的損壞或霉變，制取的毛油含游離脂肪酸很高，色澤深、雜質(zhì)多或毛油存放時間長而導(dǎo)致酸敗變質(zhì)的情況；二是為了提高成品油的品質(zhì)，而進行復(fù)煉。工藝流程示意圖： 待堿煉油脂肪管道過濾器泵加熱器混合器 磷酸 混合器脫皂離心機油加熱器

10、混合器脫皂離心機 堿液 皂腳 堿液 皂腳混合器脫水離心機油真空干燥器油冷卻器 軟水 廢水脫酸油該工藝首先用進行磷酸處理以除去膠體雜質(zhì)，加入量為油重的0.05%-0.2%,溫度為85-90oC復(fù)煉改善堿煉油的洗滌性能，對改善油的質(zhì)量和色澤、降低能量及提高成品油的風味有明顯效果，但復(fù)煉會增加一部分精煉損耗。第四章脫色第一節(jié) 吸附脫色一、 吸附脫色的概念與作用（一）吸附脫色的概念在一定條件下，利用對色素等雜質(zhì)具有選擇性吸附作用的吸附劑來吸附油脂中的色素，而達到脫色目的的脫色方法（二）吸附脫色的作用不僅能脫除油脂中的絕大部分色素，而且還能有效地脫除油脂中殘留的膠體雜質(zhì)、皂、微量金屬等極性較大的雜質(zhì)，避

11、免這些雜質(zhì)進入脫臭工序而造成油脂氧化和色素固定，為脫臭操作創(chuàng)造有利條件。二、影響吸附脫色的因素（一） 吸附劑的種類和用量1 吸附劑的種類 常用的有活性白土，活性碳等2 吸附劑的用量 吸附劑用量大，有利于色素等雜質(zhì)的脫除，而使脫色效果較好，但會增加中性油的損耗（殘留在吸附劑濾餅中），同時也會增加分離所需的時間和造成脫色油酸價升高（據(jù)測定，1%的活性白土約使油的酸價升高0.01）.(二)操作壓力為避免或減少油脂氧化,色素固定等副作用的發(fā)生,吸附脫色操作宜在負壓下進行.吸附劑活性越高,油脂不飽和程度越高,脫色溫度越高,則操作壓力應(yīng)越低.負壓脫色還可以改善油脂的風味.(三)操作溫度吸附作用是放熱反應(yīng).

12、一般而言:吸附劑活性低,則脫色溫度應(yīng)高些.一般控制液體油在70oC以下,固體油脂在熔點以上10-15oC為宜.(四)脫色時間一般為1520分鐘，不超過30分鐘。(五)攪拌(六)脫色工藝(七)毛油的品質(zhì)及前處理第五章脫嗅、脫溶第一節(jié) 脫臭一、 脫臭的作用不僅可以除去油脂中的臭味組分，提高油脂的煙點，改善油脂的風味，而且還能脫除油脂中的一些有毒，有害物質(zhì)，如：多環(huán)芳烴、殘留農(nóng)藥等通過脫臭均可達到痕跡量以下。另外，脫臭的同時還可以破壞一些色素，進一步改善油脂的色澤。所以脫臭是油脂精煉過程中的極其重要的一環(huán)，對提高油脂質(zhì)量，擴大油脂的用途，提高人民的生活水平有著重要的意義。、二、 脫臭的原理天然油脂中

13、的臭味組分是一些低分子量的醛、酮、酸及其衍生物，與中性油相比有極強的揮發(fā)性，即相同溫度下臭味組分的蒸汽壓遠大于甘三酯的蒸汽壓。就利用這種特性，在真空條件下采用水蒸汽蒸餾的方法來進行的。工業(yè)脫臭溫度一般控制在270oC，熱媒進入設(shè)備的溫度不宜超過285 oC。溫度過高會造成：1油脂會產(chǎn)生熱聚合而降低營養(yǎng)價值或產(chǎn)生新的色素，使油脂質(zhì)量降低；2.部分油脂水解或氧化分解,使蒸餾損耗增加,精煉率降低;3.天然抗氧劑被過度脫除,油脂氧化穩(wěn)定性降低. 第二節(jié) 脫溶浸出毛油經(jīng)脫膠或脫酸處理后,還有少量的殘留溶劑而達不到食用油質(zhì)量準,需除掉這部分溶劑.脫臭包含脫溶,但脫溶不可包含脫臭.第六章脫脂脫蠟第一節(jié) 脫蠟

14、一、 脫蠟的概念和作用植物油中的蠟主要來自于油料的皮殼，其含蠟量隨制油原料中的皮殼含量的增加而增加。蠟存在于油脂中，主要影響油脂在低溫條件下的透明度，降低油脂的煙點，不利油脂的消化吸收。但大多數(shù)油脂含蠟量極少而無須脫除，只有少數(shù)含蠟量高的油脂等用作高級食用油時需要脫除。通過脫蠟操作可提高油脂的煙點，增加油脂在低溫時的透明度，改善油脂的風味，提高油脂的消化吸收率，改善油脂的使用性能，擴大油脂的用途，同時還可以獲得利用價值較高的植物蠟，做到物盡其用。二，脫蠟原理 蠟是高級脂肪酸和高級脂肪醇所形成的酯，其熔點遠高于甘三酯的熔點。蠟在40oC以上時溶于油脂中，但隨時著溫度的降低其在油脂中的溶解度降低，

15、特別是在30oC以下時蠟會形成結(jié)晶而從油脂中析出，在低溫下維持一定的時間，蠟晶體相互凝聚成較大的晶粒而懸浮于油脂中。脫蠟就是根據(jù)上述特性，即根據(jù)蠟與油脂熔點的差異在油脂中的溶解度隨溫度的降低而降低的特性，通過降溫促使蠟質(zhì)結(jié)晶析出而形成懸濁液（俗稱冬化），再通過某種機械分離將其與油脂分離。第七章成品油煙點達不到要求的工藝調(diào)整一、 成品油煙點達不到要求的工藝調(diào)整煙點是指油脂在與空氣接觸的情況下受熱時肉眼能看見樣品的熱分解物或雜質(zhì)連續(xù)揮發(fā)時的最低溫度。純凈甘三醇（即中性油）本身是不揮發(fā)的，引起油脂起煙的原因是油脂中存在受熱后本身易揮發(fā)的成份、易發(fā)生分解而生成易揮發(fā)物質(zhì)的成份或能促使油脂產(chǎn)生熱分解的成

16、份。一般認為在油脂中本身易揮發(fā)的成份可能是游離脂肪酸、低碳鏈的醛、酮；易發(fā)生熱分解而生成易揮發(fā)物質(zhì)的成份是磷脂、粘液、糖類、甘一酯和甘二酯等；能促使油脂產(chǎn)生熱分解的成份是銅、鐵等微量金屬促氧化劑。1 造成油脂煙點達不到要求的原因造成油脂煙點達不到要求的原因可能有以下幾種：（1） 脫臭操作效果不好，沒有將易揮發(fā)成份脫除干凈，并使油脂發(fā)生水解或氧化；（2） 脫膠過程不徹底，油中有磷脂等膠質(zhì)存在；（3） 脫酸效果不好，使待脫臭油脂游離脂肪酸含量偏高；（4） 脫色過濾不干凈，使待脫臭中含有少量白土及其吸附物；（5） 設(shè)備中有銅、鐵溶入油脂中。2 工藝調(diào)整方法 相應(yīng)的工藝調(diào)整方法為：（1） 加強脫臭操作

17、，保證脫臭用直接蒸汽中不帶氧氣；（2） 在脫膠過程中用磷酸脫膠，以減少油中的磷脂含量；（3） 改進脫酸操作，降低堿煉后油脂的酸價；（4） 檢查脫色過濾設(shè)備及操作，特別是安全過濾的設(shè)備狀況和操作；（5） 采取措施防止銅、鐵等微量金屬溶入油脂中，并在脫臭前后加入檸檬酸等鈍化金屬活性的添加劑，以減少微量金屬的促氧化作用。二、 成品油色澤達不到要求的工藝調(diào)整1 導(dǎo)致成品油色澤達不到要求的原因?qū)е鲁善酚蜕珴蛇_不到要求的原因可能有這樣幾方面：（1） 脫色效果不理想，脫色工藝、設(shè)備及操作不當；（2） 脫色前脫膠效果不好，待脫色油含膠質(zhì)多或堿煉后水洗未將皂去除完全而導(dǎo)致的；（3） 待脫色油在脫色前經(jīng)過不適當?shù)?/p>

18、高溫產(chǎn)生色素固定引起的；（4） 脫臭過程中產(chǎn)生的色素；（5） 在某些生產(chǎn)一般要求的油品時，由于對色澤要求本身就不高，在毛油質(zhì)量還可以的情況下，只通過堿煉來降低色澤時，堿煉操作不當導(dǎo)致的。2 工藝調(diào)整方法相應(yīng)的工藝調(diào)整辦法有：（1） 改進脫色工藝操作，提高脫色效果；（2） 加強脫膠或堿煉后的水洗操作，降低待脫色油中膠質(zhì)或皂的含量；（3） 修改脫色前的油脂制取和加工工藝，避免油脂中的色素固定現(xiàn)象；（4） 調(diào)整脫臭操作溫度、真空度、操作時間等參數(shù)，檢查等脫臭油脂的各種雜質(zhì)的含量；（5） 采取提高堿煉時的堿液濃度、增加超堿量、降低堿煉溫度、調(diào)整升溫速度等措施，增強皂腳吸附色素的能力。第八章油脂精煉效果評價油脂精煉主要技術(shù)經(jīng)濟指標技術(shù)經(jīng)濟指標是表明設(shè)備、原材料、燃料、動力等利用程