江南大学油脂精炼ppt课件

油脂精炼1.精炼油是我国居民主要的食用油品种2.精炼是从油料到食用油的加工链上的最后一个工段3.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1.去杂质2.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1.储存用油，一般只脱胶、脱水（酸价超过1时脱酸）2.制皂用油，脱胶、脱色3.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物理精炼和化学精炼碱炼脱色脱臭予处理脱色脱臭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%精炼技术关键1.技术关键在于精炼率与炼耗间存在矛盾2.降低炼耗有二部分l不可避免炼耗 类脂物、伴随物，1-3l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l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杂质 毛油中甘三酯以外成分毛油中甘三酯以外成分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TG磷脂FFA不皂化物 甾醇 维E角鲨烯金属离子Fe Cu毛油精油96992.00.051 0.051.60.30.330.130.15-0.210.11-0.180.0140.011-30.1-0.30.03-0.050.02-0.06精炼中需分离的物质毛油过滤磷脂水化FFA皂化臭味蒸馏捕集色素吸附蜡冷却硬脂冬化氢化碟式离心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成品油质量指标一 脱胶1.磷脂和非水化磷脂2.非水化磷脂的产生与控制3.水化脱磷4.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0 00.50.51 11.51.52 22.52.5豆油豆油玉米胚芽油玉米胚芽油棉籽油棉籽油米糠油米糠油花生油花生油芝麻油芝麻油菜籽油菜籽油乳脂乳脂猪油猪油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转移到毛油磷脂磷磷2530磷脂磷脂磷脂四特性1.无水时，油溶性2.吸湿，成粘性，比甘油三酯大3.吸水，膨胀，形成胶体l毛油储藏中油脚析出l磷脂与油脂分离的原理4.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 1.水化磷脂（HP，含极性较强的基团）2.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1.原料成熟度2.储藏、运输3.预处理4.浸出影响磷脂的酶类1.磷脂酶2.脂氧酶脂氧酶l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l水化脱胶的磷脂得率降低，且PC比例降低40-70磷脂酶l磷脂酶D水解、生成磷脂酸l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l磷脂酸钙镁盐是主要的NHP油料成熟度影响NHP形成l未成熟的籽粒、青豆，NHP高l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预处理条件影响NHP形成l 大豆破碎或轧坯程度，影响细胞结构的破坏程度l 轧坯后酶活增加，豆坯存放停留时间、坯水分含量l 在浸出前或浸出过程中对大豆的热处理l 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软化时的温、湿度正是酶活最适条件，加之破碎软化浸出毛油磷脂%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%)400.43500.70601.05NHP控制减少NHP最有效方法是在预处理中钝化酶类1.控制存储中水分2.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l迅速提高软化温度至80以上，使酶钝化l毛油磷脂量翻倍，PC40%l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l5-10%不可避免水化脱胶原理羟基式羟基式内酯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脱胶工艺参数参数用量水75%（胶重）与胶等量 23%3%1%2%25%温度3249 5070 6575 70 95搅拌剧烈 机械搅拌时间3060min 1015min 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l两种措施1.预处理钝化酶类2.转化法，转化为HP，如酸法脱胶l前者在降低消耗和减少污染方面更具优势l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1.酸脱胶酸脱胶2.酶法酶法3.膜法膜法酸脱胶l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l转化NHP，脱磷效果 P30ppm，磷脂0.1%l络合金属离子(0.2ppmFe)l叶绿素变为脱镁叶绿素，油色浅l降低皂磷酸转化NHP的反应nNHP钙镁盐稳定性不高，可在一定条件下破坏n磷脂酸钠、钾盐，水溶，并易形成胶束或液晶磷酸脱胶表 6-6 磷酸调质处理对碱炼油品质的影响 磷脂含量(%)含皂量(ppm)项目 油品 磷酸(85%)添加量(%)粗油 水洗后 水洗前 水洗后 菜籽油-0.63 0.20 2300 1000 菜籽油 0.20 0.63 0.005 1300 30 花生油-0.84 0.14 1100 260 花生油 0.10 0.84 0.006 480 20 豆油-1.10 0.32 2700 1600 豆油 0.20 1.10 0.006 800 60 葵花籽油-0.57 0.15 2000 310 葵花籽油 0.20 0.57 0.011 1100 80 棉籽油-0.70 0.30 5000 2100 棉籽油 0.20 0.70 0.012 1100 110 磷酸脱胶1.单独作为一个工序(磷酸脱胶工艺)湿法2.与脱色结合(磷酸-漂土脱胶工艺)干法3.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l结合脱色的磷酸-漂土脱胶工艺，是一种简单的酸脱胶法l适合低含量磷脂油脂，棕榈油、棕榈仁油、椰子油和动物油l磷2-10ppm，满足物理精炼物理精炼首选的两步脱胶法l前道酸炼水化，后道白土脱色时加酸l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l长混l短混l特殊脱胶法l超级/联合脱胶法l全脱胶（TOP）lSOFT 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l为减少酶量，先水化脱磷，待脱胶油磷100ppm，Fe2ppm，FFA3l磷脂酶A2：200ppml温度：60C lpH值：5-6 l时间：3-9hl强力搅拌，少量水1-5%化学精炼与酶法精炼比较n酶解时油酸价有所上升n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UFl油损失少l无化学物l磷脂质量好l溶剂l固体杂物l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膜法组分（ppm）毛油水化法超级脱胶膜法P10002002010Ca1208055Mg1007050.1Fe1100.550.50.1胡萝卜素302520叶绿素220.5各种方法比较二 长混碱炼脱酸1.1.长混碱炼工艺长混碱炼工艺2.2.长混碱炼工艺的辅助作用长混碱炼工艺的辅助作用碱炼中的化学反应1.FFANaoHRCOONa（中和）2.如碱量不足，生成酸性皂，水溶性差RCOONa RCOOH RCOONaRCOOH3.-磷脂水水化4.-磷脂碱-磷脂水化5.磷脂碱水解6.甘油酯碱水解（皂化）7.色素碱长混碱炼工艺l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1.-磷脂水水化（1分钟即可）2.-磷脂磷酸-磷脂水化（20分钟）3.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l名为脱酸，但FFA脱去多少并不重要l去磷脂、金属离子、色素等杂质更重要l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l碱液浓度l48%液碱 0.3-0.4%l滞留时间l混合与搅拌判断l酚酞试验（2-5）l皂脚排放流畅碱液浓度酸值制油方法温度皂稠度油皂化损失皂脚带油成品油色泽碱浓度的选择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波美度波美度滞留时间1、油皂化损失l油、碱接触时间愈长，皂化机率愈大2、综合脱杂作用l皂脚的吸附l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l15分油皂化损失 综合脱杂效果 混合与搅拌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lFFAl杂质（磷脂）含量l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1.脱胶、脱金属离子2.脱色3.脱毒4.脱杂脱蜡脱胶l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FFAl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l毛油中的磷脂，用70%的理论碱可脱尽l这样做的好处是炼耗低长混炼耗（脱胶碱炼）碱炼长混炼耗（脱胶碱炼）碱炼脱胶1.磷脂一部分被水解l磷脂的夺碱能力大于脂肪酸，皂化油脂l长混碱炼的低浓、低温工艺保证了磷脂先被皂化2.另一部分(35-80%)则被初生皂粒吸附，随皂脚而除去l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）l 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l精制油没有含磷量指标，但美国 铁0.1-0.3mg/kg，铜0.02-0.06mg/kgl降低磷脂实质上也降低了金属离子含量l金属离子去除1.水化时加磷酸2.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l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l黄曲霉素l棉酚l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OOOCH3OOONaOHHClOOOCH3OHONaOCO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 七 氯-0.580.69 七氯环氧物-0.770.86综合脱杂效果l皂脚的吸附能力l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3脱色与吸附处理脱色与吸附处理为什么要脱色l 消费者喜欢色泽浅的油脂产品（Y20R1）l 改善油品稳定性l 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l油中色素的脱除贯穿于整个精炼过程l油中色素的脱除并不全靠脱色工段(叶绿素例外)l碱炼、酸炼、氢化、脱臭都有脱色作用l与脱胶、碱脱酸不同，单靠脱色不能得到精制油l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 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%10.2293.433.0577.500.2488.7520.2395.333.0177.370.3385.7530.1594.452.9578.750.2585.75脱色与脱臭脱色前置于脱臭脱色前置于脱臭化学精炼化学精炼 脱胶、脱酸、脱胶、脱酸、脱色脱色、脱臭、脱臭物理精炼物理精炼 脱胶、脱胶、脱色脱色、脱臭（脱酸）、脱臭（脱酸）脱色与脱臭l200以上高温脱臭时，以上高温脱臭时，色素分解挥发，相对减少色素分解挥发，相对减少了脱色工段负担了脱色工段负担l但脱臭不当，可产生新但脱臭不当，可产生新色素及色素固定化，难以色素及色素固定化，难以脱去脱去（磷脂磷脂）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n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n脱色,极性氧化产物n脱臭，挥发性氧化产物1.氧化产物l油氧化产物，极性物质lVe、色素等类脂氧化产物2.磷脂、糖脂3.皂类4.微量金属5.色素6.污染物农药残留多环芳烃色泽与油脂氧化有关n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n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n棉籽油 氧化棉酚n棕榈油 氧化生育酚n米糠油 氧化脂肪酸单甘酯吸附脱色对大豆油的意义l对高亚麻酸的豆油、卡诺拉油，白土的作用在于改善风味l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n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1.1.天然色素天然色素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n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n生育酚在Fe+、Cu+和高温下氧化，生成生育酮，呈红色和棕褐色