第九章油脂精练与氢化.ppt
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第九章第九章油脂精炼与氢化油脂精炼与氢化9-1油脂的精炼概述:
油脂精炼技术的发展油脂精炼方法及分类一、毛油中机械杂质的去除
(一)沉降法:
利用油与杂质之间的比重不同并借助于重力将它们分开,特点:
时间长强度大设备:
连续式沉油箱ll
(二)过滤法:
借助动力,压力真空或离心作用在一定的温度下,使用滤布过滤,油能够通过滤布而渣留在滤布表面或室内,从而达到分离的目的。
ll特点:
多属间歇操作,劳动强度大,过滤效率不高,且滤饼中残油较多(3080%)ll设备:
箱式、板框式压滤机,压力式叶片过滤机、真空连续式过滤机。
ll滤布材料:
帆布、不锈钢丝、密织尼龙丝网布。
ll(三)离心分离法:
利用离心作用进行过滤分离或沉淀分离油渣的方法。
ll特点:
生产连续化,分离效果好。
处理能力大。
设备成本高。
ll衡量离心效果的特性参数为分离因素(),即离心力与重力之比,一般在不等。
大则分离效果好。
设备有蓝框式、管式、螺旋沉降卸料式和碟片式等。
ll二、脱胶ll目的:
使P脂含量降到0.03%以下。
另有蛋白质及其分解产物、黏液质以及胶质与多种微量金属形成的配位化合物和盐类。
ll方法:
水化法,加酸脱胶法,加热脱胶与吸附脱胶法ll
(一)水化脱胶ll胶质吸水膨胀,凝聚形成水合物,再重力沉降或离心分离。
ll不同磷脂其水化速率差别很大。
以的水化速率对比,结果见下表(以作为来衡量,其它均可称为非水化性磷脂或磷脂)。
磷脂酰胆碱(),磷脂酰乙醇胺(),磷脂酰肌醇(),磷脂酰丝氨酸()磷脂复磷脂复合物类合物类型型钙盐钙盐钙盐钙盐水化速水化速率率1001004444161685850.90.90.60.6ll水化影响因素:
ll)温度和水量:
加水量越大,凝聚的临界温度越高ll)混合强度与时间:
在水化开始阶段需要较高的水化强度,确保水化充分分散均匀,过高易形成稳定乳浊液。
当胶粒开始凝聚后要立即降低强度。
间歇式罐炼水化min,沉降h;连续式仅需min。
ll)电解质:
加入电解质有利于提高水化效果与油脂的稳定性,常用食盐、磷酸盐(占油重.)和明矾(.)ll)毛油质量:
磷脂含量多会严重影响脱胶效果。
水化方法预热温度热水量(占磷含量)终温转速rrminmin应用特点高温水化70-803.5倍80-85-油脚含水多含油少能耗大中温水化40-502-3倍50-6040水化较完全油脚含水多低温水化20-300.5-1倍40-6070能耗低油脚两次回收质量差喷汽水化40-50油重的3-4%80-炼率略低于高温法脚含水ll1、间歇式水化脱胶工艺ll过滤粗油预热水化静置沉降含水脱胶油干燥脱胶油。
ll富油油脚富油油脚油脚处理油脚处理贫油油脚贫油油脚ll回收油回收油ll按操作温度和加水方式分高温、中温、低温及直接蒸汽水化方法,例:
大豆油直接蒸汽水化方法ll预热:
用间接蒸汽加热,若毛油中磷脂少预热至50,反之预热至40即可。
ll直接蒸汽水化:
喷入压力为3kg/cm左右的直接蒸汽,使油温每增加10,增加水分为油重的1%,终温为80,当油温距终温尚差5-10时,把约0.2%左右的食盐洒在油表面,促使P脂凝聚,防乳化。
ll静置沉淀:
10h左右ll分离油脚:
用摇头管吸出上层净油,转入脱水锅,油脚静置撇出上层乳油后转入盐析锅。
ll加热脱水:
用间接蒸汽加热净油105-110,并不断搅拌,直至小样检验即将油冷却至20左右仍澄清透明为止。
ll加热盐析:
用间接和直接蒸汽同时加热90-110,再加入4-5的细食盐,静置沉淀16h,撇出上层乳油,放出底部水分,再将P脂装桶。
ll、连续水化法:
ll毛油水化离心油脂真空脱水脱胶油ll80-90llP脂真空浓缩粗P脂产品ll
(二)酸炼脱胶工艺:
一般用磷酸,硫酸很少用于植物油脱胶。
ll能有效去除非水化性胶质和微量金属元素,使油脂稳定。
ll(三)特殊脱胶:
ll、干法脱胶:
与脱色相结合,适于磷脂含量很低的毛油,可以采用稀酸处理,适当加入少量盐溶液(如碳酸钠),而后直接进行白土脱色。
ll、特殊湿法脱胶:
酸调节,碱中和凝聚。
ll、超级联合脱胶:
也称低温脱胶,利用浓酸使非水化磷脂转化为水化性磷脂,然后加水使形成晶粒易于分离。
ll、硅法脱胶:
采用高纯度的硅胶体作为胶质吸附材料对极性杂质有很高的吸附能力。
ll此外还有膜过滤脱胶法、酶法脱胶工艺(德国鲁奇公司利用磷脂酶)等。
ll三、脱酸ll脱去游离脂肪酸的过程称为脱酸,其方法有碱炼,蒸馏,溶剂萃取及脂化等方法。
ll
(一)碱炼ll、原理:
用碱中和油脂中的游离脂肪酸,所生成的皂吸附部分其他杂质,而从油中沉降或离心分离的精炼方法。
ll)与中和:
最希望的反应ll)与油脂皂化:
产生甘油和肥皂,力求避免ll)与磷脂皂化ll)不完全中和,生成饱和脂肪酸的酸性皂,很难溶于水而留于油中。
ll、影响因素:
)碱液浓度和加碱量ll浓碱皂脚稠度大,带油多,不易分离;过稀会油水乳化。
反应温度较高,接触时间长用淡碱合适,反之亦反。
ll理论碱量=油重酸价405611000ll=7.1310-4油重酸价毛油酸价毛油酸价1-31-33-43-44-64-66-86-88-108-1010-1410-14碱浓度碱浓度10-1410-1414-1614-1616-1916-1918-2018-2020-2220-2222-2422-24ll超碱量:
为了弥补理论碱量在分解和凝聚其他杂质,皂化中性油以及被皂化膜包容所引起的消耗,需要超出理论值而额外增加一些碱量。
ll超量碱的确定:
间歇式占油重0.05-0.25%连续式占理论碱量10-15%此外还有温度、混合强度、毛油品质等的影响ll、工艺ll)间歇式碱炼:
ll特点:
投资低,操作稳定可靠,适应性强ll缺点:
炼耗大,质量不稳定,废水多,一般小规模生产ll方法:
低温浓碱(属于干法,应用普遍)ll高温淡碱(适合于酸价低,色泽浅而杂质少的毛油)ll实例:
ll毛油脱胶加碱中和升温加水静置沉淀油皂分离净油水洗加热干燥碱炼油ll皂脚ll加碱中和:
将油泵入中和锅ll加碱时间:
5-10minll搅拌速度:
60-70R/minll40-60min后开始升温ll升温加水:
升速度1/min搅拌速度30-40r/min至终温60左右时,为使皂粒更好地与油层分离,可加与油或同温或略低的清水或食盐水,(占油重5-7%)加水时搅拌速度25r/min。
ll静置沉淀:
6-8hll水洗:
转入水洗锅,加入与油同温或略高5-10的水进行水洗,加水量10%,并搅拌再静置2h,放出废水。
ll加热干燥:
常压110,数小时,真空100以内。
ll干燥后的净油经沉淀冷却并经过滤后得精炼油。
ll2)连续碱炼ll特点:
自动调节设备,操作简便,处理量大,精炼率高,费用低,环境卫生好,油品质量高,经济效益显著。
ll方法:
直接加碱和瞬时混合法,在加碱前都加磷酸或柠檬酸处理非水化性磷脂ll
(二)蒸馏法精炼能直接脱去利用蒸汽汽提可直接取得浓度很高的混合脂肪酸、生育酚等,减少酸碱消耗、废水排放和环境污染问题。
对高酸价毛油总精练率高于碱炼法,且风味良好。
脱酸与脱臭在同一台设备完成,节省投资一般适合于低胶质油脂,如橄榄油、棕榈油毛油预处理要求高,生产成本在某种意义上抵消了中性油产率高的优点ll(三)泽尼斯(Zenith)精炼ll脱胶油经加热器预热()后到脱气器,然后泵入塔底部,经多孔分布盘形成无数直径约mm油滴,由下而上穿过塔内的稀碱液层,时间s能完成中和反应,过程中由于中性油滴密度小,上升到塔顶(扩大段)凝聚,汇合(.h),最后通过环行堰连续溢流进入净油罐去进一步加热和真空干燥。
ll特点:
接触时间短,精练率达93-99%;设备简单,连续分离不用离心机,投资省。
ll缺点:
受原料油品质变化和污染的影响,须定期停产更换碱液;仅限于的有限油品(菜油、大豆油等);油滴分布盘孔径小,开孔多,易堵塞,制作要求高。
(四)碱炼技术的发展ll1、节水、节能的逆向水洗工艺的推广ll2、溶剂法脱酸工艺的应用:
尤其对高酸价毛油,所用溶剂:
己烷、异丙醇和水,与碱液混合精炼ll3、尝试采用氨作中和剂,试图解决环境污染ll4、酯化脱酸技术和酶促酯化的可行性:
针对高酸价毛油,用甘油和脂肪酸反应生成甘三酯ll四、脱色ll定义:
脱去油脂中的色素,改善油脂色泽的工艺过程。
ll方法:
吸附脱色,加热脱色,化学试剂脱色,光能脱色,空气脱色(利用氧气针对胡萝卜素较高的棕榈油辅助脱色),离子交换树脂脱色ll应用最广是吸附脱色:
利用某些具有较强选择性吸附作用的物质,在一定条件下吸附油脂中色素及其他杂质,从而达到脱色的目的。
ll吸附剂:
物质在粗界面上浓度自动发生变化的现象称为吸附作用。
能于表面吸附容量达到具有实际价值的固体物质。
ll设备:
间歇式-脱色罐ll连续式-脱色塔ll脱色工艺:
ll常规间歇式脱色工艺:
油脂与吸附剂在间歇状态下通过一次吸附平衡而完成脱色过程的工艺。
ll常规连续脱色工艺:
油脂与吸附剂在连续接触状态下通过一次吸附平衡饿完成脱色工程的工艺。
ll五脱臭脱去油脂中臭味组成的精炼过程称之为脱臭。
机理:
在相同条件下,臭味组分的蒸汽压远大于甘油的蒸汽压,用水蒸汽蒸馏原理汽提脱臭,当水蒸气通过含有臭味组成的油脂时,气-液表面相接触,水蒸汽被挥发的臭味组分所饱和,并按其分压比率逸出,从而达到脱臭目的。
间歇式:
脱臭锅,真空泵和蒸汽喷射泵,大气冷凝器连续式:
脱臭塔,除气预热罐,脂肪酸捕集器,热交换器和油抽出泵等。
ll六油脂分提ll
(一)定义:
将液态或熔化的甘三酯进行冷却、析出结晶、固液两相分离以及分别提纯的过程,称为油脂的分提。
ll
(二)基本原理:
ll、结晶过程:
降温形成过饱和,高熔点成分开始析出。
搅拌促使小晶核的形成继续降温到目的温度,静置使晶体增大,待分离(稳定的型晶体粒径为20m)ll、同质多晶:
型晶粒分子排列最紧密,最稳定、熔点最高,晶粒粗大容易过滤。
ll、结晶条件:
ll结晶温度:
低于固脂的凝固点ll冷却速度:
直接影响到晶体的形成和增大,一般范围hll结晶时间:
hll、分离方式:
过滤、离心、倾析等。
ll压力式叶片过滤机效果最好。
ll(三)分提方法ll、干法:
不增加任何其他措施,将油脂直接进行冷却、结晶与晶液分离的最简单经济的分提方法。
ll、溶剂分提:
在油脂中掺进一定比例的溶剂形成混合油后,再进行冷却、结晶、分离的一种工艺。
选用溶剂:
丙酮、己烷、异丙醇等。
存在安全问题,仅限于代可可脂的生产。
ll、表面活性剂分提:
采用水溶性的表面活性剂溶液添加到已经冷却结晶的油脂中,使结晶的固脂润湿,在液体油中呈分散相后,进行离心分离的工艺。
润湿剂为:
十二烷基硫酸盐,并掺入电解质硫酸镁以利于离心。
ll成本高,有污染问题,应用有限ll(四)脱蜡:
ll原理:
根据蜡与油脂的熔点差及蜡在油脂中的溶解度随温度降低而变小的特性,冷却析出晶体蜡。
经过滤或离心而达到蜡油的分离。
ll蜡在40以上的高温下溶解于油脂ll方法:
、袋滤法:
先冷再连袋加热到过滤hll、冷冻过滤法:
冷却到,结晶h熟化h,然后升温压滤即可。
ll、溶剂脱蜡法:
以正己烷作溶剂得率达ll(五)脱脂:
分离不同甘三酯的过程称为分提,以分离固态脂,提高液态油清晰度为宗旨的工艺过程为脱脂。
ll方法:
常规法,溶剂法,液-液萃取法,界面活性剂法。
可以有目的地进行一步分提,或二步分提甚至三步分提得到各种不同用途的组分。
ll原理:
根据不同类型甘三酯的熔点差异及溶解度不同应用冷却结晶或液-液萃取法而达到分离目的。
ll(六)冬化:
专门脱去油脂中的少量蜡脂或饱和脂的一种干法分提过程。
ll进行冬化操作时先将脱色油脂加热到,然后用冷却介质(乙二醇、冷冻盐水或冷却水)将油脂缓慢冷却到。
为保证结晶,必须控制不同阶段的降温速率,开始时温差为后降到,大约需h,搅拌速度为转分。
结晶完毕后,利用膜式压滤机或真空回转式过滤机,将液体脂或固体脂分离。
l七典型油脂精
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