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1、油脂的分提 (Fractionation),概述 油脂分提的原理 影响油脂分提的因素 油脂分提工艺 油脂分提设备,zhiluo,一、概述,(一)分提的概念 依据各种甘油三酸酯在性质上的差异，将性质不同的甘油三酸酯进行分级的工艺方法成为油脂的分提。,zhiluo,(二)分提的目的 分提作为油脂改性或油脂精炼手段，具有以下两种不同的目的： 开发利用固体脂肪，获得饱和程度较高的固体脂。 分提，特点熔点（生产起酥油、人造奶油、可可脂代用品等产品的原料油脂） 提高液态油脂的低温贮藏性能，获得饱和程度较低的液态油。 冬化，低熔点（生产食用一级油、食用二级油等高级油脂）,zhiluo,(三)分提的方法 1.
2、常规法分提 冷却结晶、固-液分离。 2.溶剂法分提 冷却结晶同时可以降低混合液粘度，使易结晶。可使固体脂中含液态油量下降，且过滤阻力变小等。 3.表面活性剂法分提 表面活性剂水溶液润湿结晶固脂，并将固脂晶体与液态油隔离开，便于分离。 4.液-液萃取法分提 利用选择性溶剂溶解分子量小、不饱和程度高的组分，使之与其它组分分离。,zhiluo,(四)甘三酯的分类 天然油脂中的甘三酯大体可以分为四大类：,G甘油（Glycerin）； S饱和脂肪酸（Saturated fatty acids); U不饱和脂肪酸（Unsaturated fatty acids ）,由于分提技术的限制，工业上尚未实现所有组
3、分的一一分离，而仅限于熔点差别较大的固体脂与液态油的分离。,zhiluo,二、分提的原理,(一)分提的基本原理 天然油脂是由多种甘油三酸酯组成的混合物，由于组成中脂肪酸的种类和分布不同（碳链长度、不饱和程度、双键构型和位置、在甘油基上的分布与排列等），形成了甘油三酸酯各组分在不同温度下相互溶解度或熔点的差异。 利用各类甘三酯性质上的差异，创造相应的冷却结晶条件，使各类性质的固体脂以较纯的状态从原溶液中结晶析出并进行分离。,zhiluo,(二)油脂的结晶类型,甘三酯的代表性晶型一般有、三种： 型：熔点最低，分子排列最疏松，最不稳定，晶粒 最小（0.5m），不易过滤。 型：熔点最高，分子排列最紧密
4、，最稳定，晶粒最 大（25-30m），容易过滤。 型：熔点及分子排列密度介于前两者之间，亚稳 定型，晶粒大小适中（1 m），过滤难易适中。 型：属于中间型，晶粒大小约为3-5m。其作 为独立晶型目前尚有疑问。 玻璃质脂体：速冷产生的细小晶体，熔点比型还低。,油脂中普遍存在 同质多晶现象。,zhiluo,(三)油脂结晶过程和冷却历程,1.结晶过程,三个阶段,晶体的成长,晶核的形成,熔融油脂的过冷、过饱和,2.冷却历程 同质多晶现象受外部热的影响，经过一段时间，结晶向着稳定性好的方向转变，排列逐渐紧密，结晶逐渐稳定。其变化过程是可逆的。,zhiluo,各种油脂形成最稳定的晶型与其固体脂的甘三酯结构
5、有关：,分子结构整齐，对称性强稳定型为型 如：极度氢化大豆油,可可脂,SOP/SOS/POS型脂 分子结构不太整齐，对称性较差稳定型为型 如：棉籽油（FA碳链长度、饱和程度不同），OPP型脂,各种极度氢化油脂的最稳定结晶型,zhiluo,各种甘三酯晶型的转化历程具有相应的冷却历程：,缓慢冷却,急剧冷却,由此可见，脂晶晶型与冷却过程有着密切的关系。,zhiluo,三、影响分提的因素,分提过程中力求获得稳定性高、易过滤的脂晶。由于结晶发生在固体脂和液态油的共熔体系中，组分的复杂性以及操作条件诸因素都直接影响着脂晶的大小和工艺特性。,zhiluo,(一)冷却温度和冷却速率,1.冷却温度,(1)过冷、
6、过饱和现象： 甘三酯分子中的三个烃基碳链都较长，往往使得其结晶温度远低于固脂的凝固点。 过冷度晶核形成系统粘度晶体成长 (2)结晶顺序： GS3GS2UGSU2其它易熔组分 (3)结晶温度： 结晶温度液态油浊点固体脂液态油 注意！初始结晶温度很重要： 先熔融(破晶20-30min)再结晶。 (4)结晶温度与分提工艺有关： 溶剂分提工艺常规分提工艺（见后表）,棕榈油常规分提工艺不同温度的分提效果（真空吸滤）,棕榈油溶剂分提工艺不同温度的分提效果（工业己烷为25%GO）,zhiluo,2.冷却速率 某种油脂最稳定晶型是由结晶温度与冷却速率的合理配合而获得的。 温差较大的急剧冷却，易形成无法分离的玻
7、璃质脂体；缓慢冷却至结晶温度，才能获得相应的晶型。,棕榈油的结晶温度与相应的晶型,zhiluo,为保证冷却速率，结晶塔的换热面积设计得比较大，以减小温差； 溶剂分提冷却速率大于常规分提冷却速率； 油品甘三酯组成不同，晶体特性各异，造成结晶温度和冷却速率上存在差异。一般需通过试验求得冷却曲线与固脂含量曲线所示的函数关系来确定。,冷却速率,温差和传热面积,分提工艺,油的品质,zhiluo,(二)结晶时间 一般需要较长的结晶时间，因为达到稳定晶型需要足够的时间。,结晶时间与以下各因素有关： 体系粘度（温度低、粘度大，晶体自由度小） 同质多晶性（晶型转换 ？） 甘三酯稳定晶型（ 或） 冷却速率及达到结
8、晶平衡的快慢 结晶塔的结构（影响结晶平衡）,zhiluo,(三)搅拌速度,结晶养晶过程应保持持续慢速搅拌： 有利于提高传热效率（速度快且均匀） 有助于脂晶的成长 n=10r/min左右 (四)辅助剂 1.溶剂 稀释()；液相比例增大(固脂自由度)；易过滤。 2.表面活性剂 润湿脂晶内外表面，将固体脂与液态油隔离。,zhiluo,(五)输送及分离方式,各种输送泵在输送流体时，所造成的紊流强弱不同： 紊流强度流体受到剪切力脂晶破碎 1.输送方式（设备） 弱紊流、低剪切力泵（往复式柱塞泵） 压缩空气（压油包） 真空吸滤（真空过滤机） 2.固脂分离 固体脂是可压缩性的滤渣，采用助滤剂能提高过滤速率。过
9、滤压强应适中（Pmax=0.2MPa)。,zhiluo,(六)油脂的品质,1.油脂品种（甘三酯组成） 饱和程度高的、结构对称、整齐的甘三酯容易离析（如：棕榈油、椰子油、棉籽油和米糠油等）； 而饱和程度相对低、结构不太整齐的甘三酯的离析度较差（如花生油等）。,zhiluo,2.油脂质量（其它类脂组分含量） 胶质影响脂晶离析(使甘三酯互溶度、体系粘度增大)；影响脂晶的分离(胶质与脂晶形成胶性共聚体)。 游离脂肪酸影响脂晶离析(在液态油中溶解度大，又易与脂晶形成共熔体)；影响脂晶的分离FFA%0.7%时，脂晶的塑性增加)。 甘二酯与甘三酯形成共熔混合物，阻碍脂晶成长。 甘一酯易使体系产生乳化而影响脂
10、晶离析和分离。 过氧化物使体系粘度增大。 分提一般在脱臭前进行。经分提后液态油中杂质减少，有利于缩短脱臭时间。,zhiluo,四、油脂分提工艺,(一)常规法分提工艺 1. Tirtiaux法(典型)分提工艺过程：,Tirtiaux法分提工艺流程图,zhiluo,zhiluo,(二)溶剂法分提工艺 1.与溶剂法脱蜡的区别 先将被分提的油脂溶解于有机溶剂中，形成混合体系；然后冷却降温，使其中的脂晶析出并成长；再进行过滤或离心分离。 2.优点 降低体系粘度，提高结晶速率(结晶时间) 提高传热效率，提高分提效率(结晶大而结实),zhiluo,3.溶剂 几种常用分提溶剂及其介电常数,zhiluo,4.正己烷分提工艺,zhiluo,5.丙酮法分提工艺,连 续 式 结 晶 塔,五、油脂分提设备,连 续 式 养 晶 罐,转 鼓 式 真 空 过 滤 机,高压膜式过滤机,
