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1、第六节 油脂精炼,一、油脂精炼的目的：去除杂质，提高产品质量，利于安全储存。要求：根据原油品质和产品质量要求不同，合理选择精炼方法和组合工艺，去除有碍于某种使用目的的非甘油三酸酯成分，并尽量减少中性油和有益 成分的损失，提高精炼得率；有利于副产物的综合利用；降低能量消耗；油脂精炼方法：机械方法、化学方法、物理方法。有时一种精炼方法会同时产生几种作用。,二、 毛油的组分及其性质,毛油（粗油、原油）组分：甘油三酸酯-中性油；多种非甘油三酸酯成分-杂质。杂质种类及含量随原料品种、制油方法不同。1、悬浮杂质 亦称机械杂质，如泥沙、饼粕屑、草杆纤维、铁屑等。可采用重力沉降、离心分离及过滤法从油脂中分离。
2、2、水分当油中游离脂肪酸、磷脂等杂质含量较高时，水在油中的溶解度增加、含量增加。水分超过0.1%，油脂透明度不好，容易导致油品酸败。采用减压干燥的方法脱水。成品油0.05%。,3、胶溶性杂质 磷脂、蛋白质、糖类等。磷脂主要包括磷脂酰胆碱（卵磷脂PC）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂PE）、磷脂酰丝氨酸（PS）、磷脂酰肌醇（PI）、磷脂酰甘油（PG）及溶血磷脂等。水化磷脂（HP)含有极性较强的基团，所形成的磷脂为PC、PE、PI、PS。非水化磷脂(NHP)含有极性较弱的基团，主要形式为磷脂酸（70%以上）和溶血磷脂的钙镁盐（30%）。水化脱胶；酸性条件下转变为水化磷脂去除,4、脂溶性杂质 游离脂肪酸：一般
3、含量为0.5%5%，米糠油或棕榈油甚至高达20%左右。刺激性气味影响油脂风味；使磷脂等胶溶性杂质和脂溶性杂质在油中的溶解度增加；是油脂、磷脂水解的催化剂。 碱炼中和法、水蒸汽蒸馏法甾醇：可在碱炼脱酸、吸附脱色、脱臭时除去。生育酚：富集于脱臭馏出物中 。 色素：影响油品外观和使用性能，且对油品安定性产生不利影响。采用吸附脱色。烃类：使油脂产生特殊气味和滋味。减压蒸馏将其脱除。,蜡和脂肪醇：影响油脂风味和透明度。采取低温结晶过滤除去。特殊杂质： 棉酚-热榨毛棉油含量0.36%；冷榨油含量0.007%；己烷浸出毛棉油含量0.23%；精炼棉籽油中含量为0.01%。游离棉酚可在油脂碱炼时随皂脚除去。芥子
4、甙有毒分解产物可在真空脱臭时除去。其他油溶性杂质： 甘一酯、甘二酯、甘油；氧化产物醛、酮、酸等；设备或包装器具污染使油脂含有微量金属离子等。5、多环芳环烃、黄曲霉素及农药可在完善的精炼过程中通过碱炼、吸附、脱臭中除去。,三、 油脂脱胶,胶溶性杂质影响油脂稳定性（吸湿水解）；影响油脂精炼工艺效果（如引起油脂碱炼时的乳化、增加脱色时吸附剂的用量、无法脱臭）；影响油品的应用（加热时起泡末）。脱胶方法有水化脱胶、酸炼脱胶、吸附脱胶、热聚脱胶及化学试剂脱胶等。（一）、 水化脱胶水化脱胶即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，搅拌加入热毛油中，使其中的胶溶性杂质吸水
5、凝聚，然后沉降与油脂分离。,1、水化脱胶的基本原理,磷脂分子有亲水的极性甘油基部分，有亲油的非极性脂肪酸部分 ；在毛油中水分含量很少时，磷脂呈内盐结构，很好地溶解在油中，不到临界温度，不会凝聚析出；在热油中加热水后，磷脂分子结构转变为水化式，具有很强的吸水能力。最终形成多层的类似洋葱状的封闭球形结构“多层脂质体”。它的每个片层都是磷脂双分子层结构，片层之间和中心是水。磷脂在形成“多层脂质体”过程中还吸附油中其他胶质，颗粒增大，再由小胶粒相互吸引絮凝成大的胶团。形成的胶粒越稳定含油量越低，越易与油脂分离。,图6-1 磷脂分子与水作用时的排列,2、影响水化脱胶的因素,水化脱胶效果很大程度上取决于形
6、成磷脂胶团的稳定性。、加水量适量的加水量才能形成稳定的多层脂质体结构。水量不足，水化不完全，胶粒絮凝不好；水量过多，容易形成水/油或油/水乳化现象，难以分离。加水量与胶质含量和操作温度有关。低温水化（2030） W=（0.51）X；中温水化（6065） W=（23）X；高温水化（8595） W=（33.5）X；水化时添加水温应与油温相等或略高,、操作温度 毛油中胶体分散相在一定条件下，开始凝聚时的温度，称其为凝聚临界温度。临界温度随分散相质点粒度而升高；而质点粒度又随水化程度及胶体分散相吸水量而增大。因此，加水量越大，质点粒度越大，凝聚临界温度就越高。、混合强度与作用时间相界面上进行的非均态反
7、应。机械混合使水滴形成足够的分散度，又不能形成稳定的油/水或水/油乳化状态。加水混合时搅拌速度60r/min，胶粒絮凝时30 r/min。混合-反应（滞留）30 min 。,、电解质的作用食盐、明矾、硅酸钠、磷酸、柠檬酸、酸酐、磷酸三钠、氢氧化钠稀溶液。 中和胶体分散相质点的表面电荷，促使胶体质点凝聚。 磷酸、柠檬酸促使非水化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，能包络胶体质点，还可吸附油中色素等杂质。 磷酸、柠檬酸可以螯合、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，
8、加速沉降速度。 如：豆油水化脱胶可加入油重的0.05%0.2%磷酸（浓度为85%），之后加入稀碱液（2B)。,3、水化脱胶工艺,、间歇式水化脱胶工艺 软水 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 回收油油脚处理富油油脚图 6-2 间歇式水化脱胶工艺流程,图6-3 连续水化脱胶工艺流程,含杂0.2的过滤毛油，计量后加热至8085后，与90的热水一起进入混合器充分混合，再进入反应器反应40 min，然后泵入碟式离心机进行油胶质的分离。含水0.20.5的脱胶油经加热器升温至95左右，进入真空干燥器脱水干燥（真空度680-700mmHg ），再送入冷却器冷却到40后，转入脱胶油储罐。
9、,4、水化脱胶设备图6-4 水化罐,图6-7 真空干燥器,1.支架 2.阀门3.恒位罐 4.液位报警器 5.下筒体 6.液面计7.折流板 8.内筒体9.上筒体 10.除泡刺 11.旋转喷头12.照明灯 13.进油管 14.上盖 15.真空表 16.液滴档板 17.视镜,5、特殊水化脱胶工艺,目的：尽可能降低脱胶油残留胶质含量，进行物理精炼，也可以改善碱炼脱酸、脱色的效果。常规水化脱胶油含磷量100200ppm，物理精炼要求含磷量15ppm。,图6-9 特殊湿法脱胶工艺流程,过滤粗油预热至6570后进入酸混合反应器，加入油重0.05%0.2%的磷酸或柠檬酸，之后将油冷却至40以下，加入油重1%-
10、3%、浓度为2%3%的絮凝剂（NaOH溶液），絮凝反应11.5 h使液晶态的磷脂水化和絮凝，反应后的体系加热至70左右进行离心分离。絮凝剂的添加量基于中和酸调质反应后的剩余酸，一般按总酸的 30计算，常用的絮凝剂为浓度2 3B的氢氧化钠水溶液，通过絮凝剂的加入，控制脱胶油的 pH 56.5。,6、其他脱胶法,、酸法脱胶 用来精炼含有大量蛋白质、粘液质的粗油或工业用油。 如：精炼米糠油、蚕蛹油及劣质鱼油等。硫酸使蛋白质、粘液质等胶杂变性和树脂化，从油中析出；硫酸使胶质发生水解；硫酸使色素发生磺化或酯化对油脂脱色；硫酸作为强电解质，中和乳浊状和胶质的电荷，使它们发生凝聚或絮凝。、碱炼法脱胶碱性条件
11、下，胶溶性杂质发生水解作用继而发生中和、凝聚、吸附等作用而脱除。、吸附法脱胶利用吸附剂的表面吸附作用将油中胶杂脱除。、热凝聚脱胶：利用胶体杂质对凝聚剂和温度的不安定性，将其凝聚脱除。如：温度210230加入油重0.05的柠檬酸和醋酸钠（重量比1：1）混合水溶液（浓度为4050），搅拌促使胶杂凝聚分离。,四、 油脂脱酸,脱除油脂中游离脂肪酸的过程称之为脱酸。碱炼脱酸、水蒸汽蒸馏脱酸。（一）、 碱炼脱酸 1、碱炼脱酸的基本原理及作用 、烧碱中和油脂中的游离脂肪酸，生成脂肪酸钠盐与油脂分离。、钠皂为表面活性物质，吸附和吸收其他杂质一起形成皂脚与油脂分离。、磷脂、棉酚也可与烧碱产生中和皂化反应形成皂脚
12、。、少量中性油皂化，引起油脂精炼损耗增加。碱炼脱酸的特点：具有脱酸、脱胶、脱固杂、脱色等综合作用，对原油的适应性强。但中性油皂化及皂脚中夹带油造成精炼损耗较高，耗碱，碱炼后水洗产生废水。,图6-10 碱炼脱酸过程示意图,界面反应使油-碱滴界面形成皂膜；皂膜里的碱滴扩散到皂膜外层，继续与游离脂肪酸反应；胶态离子膜吸附粗油中的胶质色素等杂质，并相互吸引絮凝成大的胶团即“皂脚”。,2、影响碱炼效果的因素,、碱及其用量 烧碱（NaOH）；KOH、Ca(OH)2、Na2CO3等。碱炼时的总耗碱量：中和游离脂肪酸的理论碱量；满足工艺要求而额外添加的超量碱。理论碱量按粗油酸值或游离脂肪酸百分含量计算。 GN
13、aOH理 = 0.1421 G油 FFA% 超量碱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膜包容所引起的消耗。间歇式碱炼一般为油量的0.050.25，质量劣变的粗油可控制在0.5以内；连续式的碱炼，超量碱一般为1050的理论碱量。,图6-11 超量碱与炼耗的关系（全封闭快速混合连续碱炼工艺最适超碱量曲线,、碱液浓度碱液浓度的选择依据：粗油的酸值（高酸值浓度大，反之小）； 中性油皂化损失；皂脚的稠度；操作温度（高温淡碱，低温浓碱） ；粗油的脱色程度 、操作温度初温：加碱时低温避免中性油皂化。终温：反应后油-皂粒分离时较高温度可促进皂粒加速凝聚释放出中性油并利于油-皂粒的分离。离心
14、机连续操作，分离温度一般8090。加碱混合温度一般为50左右。,、操作时间操作时间对碱炼效果的影响主要体现在中性油皂化损失和综合脱杂效果。油、碱接触时间愈长，中性油被皂化的机率愈大；但有利于其他杂质的脱除及油色的改善、混合与搅拌加碱时，混合或搅拌的强度要强烈，以使碱液在油相中高度分散。皂粒絮凝时，混合与搅拌强度要温和。、杂质的影响如胶溶性杂质可促使碱炼产生持久乳化；如棉酚及其他色素增加用碱量。配制碱溶液应使用软水。,、分离油-皂分离效果取决于皂脚的絮凝情况、皂脚稠度、分离温度和沉降时间等。连续式离心分离还受分离机性能、物料流量、进料压力以及轻相（油）出口压力等影响。 洗涤与干燥 通过热水洗涤降低碱炼油中残留皂和游离碱。洗涤操作温度一般为85左右，添加水量为油量的10%15%。第一遍洗涤用水可采用食盐和碱的混合稀溶液，并降低搅拌速度。以防乳化。碱炼油的干燥应采用真空干燥。,3、碱炼脱酸工艺,、间歇式碱炼脱酸工艺 碱液 软水 过滤毛油前处理中和静置沉降含皂脱酸油水洗 回收油 油脚处理 富油油脚 静置沉降含水脱酸油 干燥（脱溶）过滤脱酸油,
