一、油脂精煉意義

1.增強油脂儲藏穩(wěn)定性

2.改善油脂風味

3.改善油脂色澤

為油脂深加工制品提供原料

二、毛油組成成分

毛油中絕大部分為混酸甘油脂的混合物，即油脂，只含有極少量的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)雖然量小，但在影響油脂品質(zhì)和穩(wěn)定性上卻“功不可沒”。

懸浮雜質(zhì)：泥沙、料胚粉末、餅渣

水分

膠溶性雜質(zhì)：磷脂、蛋白質(zhì)、糖以及它們的低級分解物

脂溶性雜質(zhì)：游離脂肪酸（FFA）、甾醇、生育酚、色素，脂肪醇，蠟

其它雜質(zhì)：毒素、農(nóng)藥  

三、脫  膠

油脂膠溶性雜質(zhì)不僅影響油脂的穩(wěn)定性，而且影響油脂精煉和深度加工的工藝效果。油脂在堿煉過程中，會促使乳化，增加操作困難，增大煉耗和輔助劑的耗用量，并使皂腳質(zhì)量降低；在脫色過程中，增大吸附劑耗用量，降低脫色效果。

脫除毛油中膠溶性雜質(zhì)的過程稱為脫膠。

我們在實際生產(chǎn)中使用的方法是特殊濕法脫膠，是水化脫膠方法的一種。

油脂水化脫膠的基本原理是利用磷脂等膠溶性雜質(zhì)的親水性，將一定量電解質(zhì)溶液加入油中，使膠體雜質(zhì)吸水、凝聚后與油脂分離。其中膠質(zhì)中以磷脂為主。在水分很少的情況下，油中的磷脂以內(nèi)鹽結(jié)構(gòu)形式溶解并分散于油中，當水分增多時，它便吸收水分，體積增大，膠體粒子相互吸引，形成較大的膠團，由于比重的差異，從油中可分離出來。

影響水化脫膠的因素

水量

操作溫度

混合強度與作用時間

電解質(zhì)

電解質(zhì)在脫膠過程中的主要作用

中和膠體分散相質(zhì)點的表面電荷，促使膠體質(zhì)點凝聚。

磷酸和檸檬酸可促使非水化磷脂轉(zhuǎn)化為水化磷脂。

磷酸、檸檬酸螯合、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、滋味和氧化穩(wěn)定性的提高。

使膠粒絮凝緊密，降低絮團含油，加速沉降。

四、 脫    酸

植物油脂中總是有一定數(shù)量的游離脂肪酸，其量取決于油料的質(zhì)量。種籽的不成熟性，種籽的高破損性等，乃是造成高酸值油脂的原因，尤其在高水分條件下，對油脂保存十分不利，這樣會使得游離酸含量升高，并降低了油脂的質(zhì)量，使油脂的食用品質(zhì)惡化。脫酸的主要方法為堿煉和蒸餾法。蒸餾法又稱物理精煉法，應用于高酸值、低膠質(zhì)的油脂精煉。這里主要介紹堿煉法。

堿煉脫酸的作用

燒堿能中和粗油中的絕大部分游離脂肪酸，生成的鈉鹽在油中不易溶解，成為絮狀物而沉降。

生成的鈉鹽為表面活性劑，可將相當數(shù)量的其他雜質(zhì)也帶入沉降物，如蛋白質(zhì)、粘液質(zhì)、色素、磷脂及帶有羥基和酚基的物質(zhì)。甚至懸浮固體雜質(zhì)也可被絮狀皂團攜帶下來。因此，堿煉具有脫酸、脫膠、脫固體雜質(zhì)和脫色素等綜合作用。

燒堿和少量甘三酯的皂化反應引起煉耗的增加。因此，必須選擇最佳的工藝操作條件，以獲得堿煉油的最高得率。

影響堿煉的因素

1、堿及其用量，理論堿量算法：NaOH(Kg)=

7.13 ×10-4×油重×酸值

2、堿液濃度

（1）堿液濃度的確定原則。

1）堿滴與游離脂肪酸有較大的接觸面積，能保證堿液在油中有適宜的降速。

2）有一定的脫色能力。

3）使油皂分離操作方便。

 

（2）堿液濃度的選擇依據(jù)

1）粗油的酸價

2）制油方法

3）中性油皂化損失

4）皂腳的稠度

5）皂腳含油損耗

6）操作溫度

7）粗油的脫色程度

3 堿液的計量

4 操作溫度

5 操作時間

6 混合和攪拌

7 雜質(zhì)

8 分離效果

9 洗滌與干燥

五、脫    色

植物油中的色素成分復雜，主要包括葉綠素、胡蘿卜素、黃酮色素、花色素以及某些糖類、蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物等。油脂脫色常用吸附脫色法。吸附脫色法原理是利用吸附力強的吸附劑在熱油中能吸附色素及其他雜質(zhì)的特性，在過濾去除吸附劑的同時也把被吸附的色素及雜質(zhì)除掉，從而達到脫色凈化的目的。

吸附劑的種類

1、漂土

學名膨潤土，是一種天然吸附劑。多呈白色或灰白色。天然漂土的脫色系數(shù)較低，對葉綠素的脫色能力較差，吸油率也較大。

2、活性白土

是以膨潤土為原料，經(jīng)過人工化學處理加工而成的一種具有較高活性的吸附劑，在工業(yè)上應用十分廣泛。對于色素及膠態(tài)物質(zhì)的吸附能力較強，特別是對于一些堿性原子團或極性基團具有更強的吸附能力。

3、活性炭

是由木屑、蔗渣、谷殼、硬果殼等物質(zhì)經(jīng)化學或物理活化處理而成。具有疏松的孔隙，比表面積大、脫色系數(shù)高，并具有疏水性，能吸附高分子物質(zhì)，對藍色和綠色色素的脫除特別有效，對氣體、農(nóng)藥殘毒等也有較強的吸附能力。但價格昂貴，吸油率較高，常與漂土或活性白土混合使用。

4、凹凸棒土

是一種富鎂纖維狀土，主要成分為二氧化硅。土質(zhì)細膩，具有較好的脫色效果，吸油率也較低，過濾性能較好。

影響吸附脫色的因素

1、吸附劑

不同的吸附劑有不同的特點，應根據(jù)實際要求選用合適的吸附劑。油脂脫色一般多選用活性度高、吸油率低、過濾速度快的白土。

2、操作壓力

吸附脫色過程在吸附作用的同時，往往還伴有熱氧化副反應，這種副反應對油脂脫色有利的一方面是：部分色素因氧化而褪色，不利的方面是：因氧化而使色素固定或產(chǎn)生新的色素以及影響成品的穩(wěn)定性。負壓脫色過程由于操作壓力低，熱氧化副反應較弱，一般采用負壓脫色，真空度為0.096mPa。

3、操作溫度

吸附脫色中的操作溫度決定于油脂的品種、操作壓力以及吸附劑的品種和特性等。脫除紅色較脫除黃色用的溫度高；常壓脫色及活性度低的吸附劑需要較高的操作溫度；減壓操作及活性度高的吸附劑則適宜在較低的溫度下脫色。常用脫色溫度為105℃左右。

4、操作時間

吸附脫色操作中油脂與吸附劑在最高溫度下的接觸時間決定于吸附劑與色素間的吸附平衡，只要攪拌效果好，達到吸附平衡并不需要過長時間，過分延長時間，甚至會使色度回升。工業(yè)上一般將脫色溫度控制在20-30分鐘左右。

5、攪拌

脫色過程中，吸附劑對色素的吸附，是在吸附劑表面進行的，屬于非均相物理化學反應。良好的攪拌能使油脂與吸附劑有均勻的接觸機會�，F(xiàn)生產(chǎn)中采用直接蒸汽攪拌。

6、粗油品質(zhì)及前處理。

粗油中的天然色素較易脫除，而油料、油脂在加工或儲存過程中的新色素或因氧化而固定了的新色素，一般較難脫除。脫色前處理的油脂質(zhì)量對油脂脫色效率的影響也甚為重要，當脫色油中殘留膠質(zhì)和懸浮物或油溶皂時這部分雜質(zhì)會占據(jù)一部分活性表面，從而降低脫色效率。一般脫色前處理的油脂質(zhì)量應滿足如下條件：P≤10ppm、殘皂≤100 ppm。

六、脫       臭

各種植物油都有它本身特有的風味和滋味，經(jīng)脫酸，脫色處理的油脂中還會有微量的醛類、酮類、烴類、低分子脂肪酸、甘油酯的氧化物以及白土、殘留溶劑的氣味等，除去這些不良氣味的工序稱脫臭。

脫臭方法

脫臭的方法有真空汽提法、氣體吹入法、加氫法等。最常用的是真空汽提法，即采用高真空、高溫結(jié)合直接蒸汽汽提等措施將油中的氣體成分蒸餾除去。

脫臭機理

脫臭的機理是基于相同條件下，臭味小分子組分的蒸汽壓遠大于甘三酯的蒸汽壓，即臭味物質(zhì)更容易揮發(fā)。因此應用水蒸氣蒸餾的原理進行汽提脫臭。水蒸氣蒸餾脫臭的原理，系水蒸氣通過含有臭味組分的油脂時，汽-液表面相接觸，水蒸氣被揮發(fā)的臭味組分所飽和，并按其分壓的比率逸出，從而達到了脫除臭味組分的目的。

影響脫臭的因素

1、溫度

汽提脫臭時，操作溫度的高低，直接影響到蒸汽的消耗量和脫臭時間的長短。在真空度一定的情況下，溫度增高，則油中游離脂肪酸及臭味組分的蒸汽壓也隨之增高。但是，溫度的升高也有極限，因為過高的溫度會引起油脂的分解、聚合和異構(gòu)化，影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性、營養(yǎng)價值及外觀，并增加油脂的損耗。因此，工業(yè)生產(chǎn)中，一般控制蒸餾溫度在245~ 255℃。

2、操作壓力

脂肪酸及臭味組分在一定的壓力下具有相應的沸點，隨著操作壓力的降低而降低。操作壓力對完成汽提脫臭的時間也有重要的影響，在其他條件相同的情況下壓力越低，需要的時間也就越短。蒸餾塔的真空度還與油脂的水解有關聯(lián)，如果設備真空度高，能有效的避免油脂的水解所引起的蒸餾損耗，并保證獲得低酸值的油脂產(chǎn)品。生產(chǎn)中一般為300—400Pa,即2—3mmHg的殘壓。

3、通汽速率與時間

在汽提脫臭過程中，汽化效率隨通入水蒸氣的速率而變化。通汽速率增大，則汽化效率也增大。但通汽的速率必須保持在油脂開始產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象的限度以下。汽提脫臭操作中，油脂與蒸汽接觸的時間直接影響到蒸發(fā)效率。因此，欲使游離脂肪酸及臭味組分降低到產(chǎn)品所要求的標準，就需要有一定的通汽時間。但同時應考慮到脫臭過程中油脂發(fā)生的油脂聚合和其他熱敏組分的分解。這個脫臭時間也與脫臭設備結(jié)構(gòu)有關，現(xiàn)通常為85分鐘。

4、脫臭設備的結(jié)構(gòu)

脫臭常用設備有層板式、填料、離心接觸式幾種，現(xiàn)車間用的是層板式塔。

5、微量金屬

油脂中的微量金屬離子是加速油脂氧化的催化劑。其氧化機理是金屬離子通過變價（電子轉(zhuǎn)移）加速氫過氧化物的分解，引發(fā)自由基。因此脫臭前需盡可能脫除油脂內(nèi)的鐵、銅、錳、鈣和鎂等金屬離子。

6、脫色油品質(zhì)及前處理的方法  

脫色油的品質(zhì)及其脫臭前處理方法對脫臭成品油的穩(wěn)定性具有關鍵的影響。脫色油在汽提脫臭前的處理包括脫膠、脫酸、去除微量金屬離子和熱敏性物質(zhì)。熱敏性物質(zhì)、色素及膠質(zhì)，如果不在汽提脫臭前除去，會在脫臭過程中受高溫而分解，進而影響到精制油的質(zhì)量。

淺析油脂精煉技術(shù)與工藝（三）

七、影響精煉油得率主要因素

1、堿煉損耗

（1）為脫除毛油中存在的膠質(zhì)、游離脂肪酸、水分、雜質(zhì)等形成的損耗；

（2）在處理過程中由于中性油皂化、乳化引起的損耗；

（3）理論計算公式：堿煉損耗 = 0.2 + 1.25×（FFA%+磷脂含量%+水分%+雜質(zhì)%+0.3%）

2、脫色損耗

主要為吸附脫色時廢白土吸油所引起的損耗，應盡量降低廢白土含油率。

脫色損耗=廢白土×廢白土干基含油率  

3、脫臭損耗

包括脫臭過程中脂肪酸以及小分子的醛、酮等物質(zhì)，甾醇、維生素E等不皂化物，甘三酯的蒸餾揮發(fā)損失；在汽提過程中油脂的飛濺損失。脫臭耗=0.2+1.1×(進脫臭塔FFA%+POV/80+水雜%)  

4、在生產(chǎn)過程中由于操作不當或因設備等原因引起的跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象造成的損耗。此類損耗應該盡量避免。

八、影響精煉成本的因素

1、提高精煉率

精煉率是影響精煉成本的最主要因素，與毛油品質(zhì)、精煉的工藝、精煉的操作都有非常密切的關系。

2、降低輔料消耗

輔料包括液堿、磷酸、檸檬酸、白土、柴油，同樣的油品，采用不同的操作方法，都可以達到產(chǎn)品的標準，應該在操作過程中尋找輔料消耗較低的方法。

3、降低能耗

包括水、電、汽的消耗。在生產(chǎn)過程中，應避免能源的浪費。

4、降低人工成本，加強生產(chǎn)管理。

九、影響精煉油品質(zhì)的主要因素

1、溫度

溫度是影響化學反應速度的一個重要因素。對一般化學反應，溫度每上升10℃，反應速度約增加一倍；對于油脂氧化速度，溫度也起重要的作用。

2、水分

它會引起和促進親水物質(zhì)（如磷脂、酶、微生物等）的腐敗變質(zhì)，加強酶的活性，有利微生物繁殖，導致水解酸敗，增加油脂過氧化物的生成。

3、光和射線

光，特別是紫外線，能促進油脂的氧化。這是由于光氧化作用，并能使油脂中痕跡量的氫過氧化物分解，產(chǎn)生游離基，并進入連鎖反應，加速了油脂的氧化。高能射線（β—，γ—射線）輻照食品能顯著提高氧化酸敗的敏感性，通常將這種現(xiàn)象解釋為輻射能誘導游離基的產(chǎn)生的緣故。

4、氧氣

自動氧化和聚合過程是油脂與氧氣發(fā)生反應的過程，自動氧化和聚合過程的氧氣吸收量是逐漸增加的。一般情況下，氧氣的濃度越大，氧化速度就越快。在儲存容器中，氧氣的分壓越大，氧化進行得越迅速。

5、催化劑

油脂中存在許多助氧化物質(zhì)，微量金屬，特別是變價金屬有著顯著的影響，它們是油脂自動氧化酸敗的強力催化劑，由于它們的存在，大大縮短了油脂氧化的誘導期，加快了氧化反應的速度。

十、精煉主要設備

1、離心機

離心機是油脂精煉的主要設備之一，目前國外主要是阿法-拉伐和韋斯伐利亞兩家公司獨占鰲頭，也許是受中國引進第一套50t/d阿法-拉伐離心機及配套堿煉設備的影響，幾乎所有的同行都對阿法-拉伐離心機感興趣。但隨著對國外技術(shù)的進一步了解，人們發(fā)現(xiàn)同樣具有優(yōu)越的性能, 對于質(zhì)量較差毛油用韋斯伐利亞離心機處理效果更好。

2、過濾機

在油脂加工工藝中，過濾是實現(xiàn)固、液分離的一種必要手段。在現(xiàn)代油脂加工中用立式葉片過濾機。

世界公認的立式葉片過濾機當屬荷蘭Ama公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。其實，世界上幾乎所有知名的油脂精煉成套設備公司選用的都是該公司的產(chǎn)品。國內(nèi)已有數(shù)家公司消化吸收了該公司的設備并生產(chǎn)出了類似的產(chǎn)品，經(jīng)過若干年的實際應用與改進，質(zhì)量已接近Ama公司產(chǎn)品的水平。

3、蒸汽噴射泵

油脂脫臭所要求的真空殘壓通常在200-600Pa，這一點國內(nèi)生產(chǎn)的真空泵完全可以達到,但是蒸汽耗量大。世界上油脂精煉行業(yè)應用最多的真空泵品牌當屬德國的Korting。其產(chǎn)品以真空穩(wěn)定，蒸汽耗量低而倍受業(yè)內(nèi)人士的青睞。

4、脫臭塔

國內(nèi)最早用于植物油連續(xù)脫臭的脫臭塔為多層盤式脫臭塔，后又設計了臥式脫臭塔，目前在一定范圍內(nèi)仍有應用。但隨著油脂設備的不斷更新、規(guī)模的不斷擴大，多層立式脫臭塔以其淺料層結(jié)構(gòu)和各層真空不會互串、能適用于不同處理量的特點，得到了廣泛的推廣應用。

淺析油脂精煉技術(shù)與工藝

十一、油脂的精煉工藝

豆油是我國大宗油脂，其脂肪酸組成均以油酸、亞油酸為主，是人類主要食用油脂，如果油料品質(zhì)好，制取工藝科學，則其毛油的品質(zhì)是較好的。一般游離脂肪酸含量低于2%，經(jīng)過粗煉即能達到普通食用油的品質(zhì)，其精制油的精煉工藝也較簡單。

大豆油的精煉工藝如下：

毛油——過濾——酸化——中和——分離——

水洗——分離——干燥——吸附脫色——過濾——

析氣——蒸餾脫臭——過濾——精煉成品油      

十二、棕櫚油二次精煉工藝

棕櫚油取自棕櫚果肉，屬植物脂類，脂肪酸組成飽和酸占40-50%，其中80%是棕櫚酸，不飽和酸中以油酸為主，其次是亞油酸，富含維生素A和維生素E,帶有較深的棕黃色素。

棕櫚油二次精煉的工藝如下：

棕櫚油——酸化——吸附脫色——過濾

——析氣——蒸餾脫臭——過濾——精煉

成品棕櫚油    

十三、分提理論基礎

油脂分提理論  

在一定溫度下利用構(gòu)成油脂的各種甘三酯熔點差異及溶解度的不同，把油脂分成固、液兩部分，這就是油脂分提(Fractionation)。

分提與冬化區(qū)別：

分提與冬化基于同一原理，但它們有不同的目的。

在冬化過程中，油脂在低溫下保持一段時間，然后通過過濾除去能使液態(tài)油產(chǎn)生混濁的固體。

油脂結(jié)晶分提是一改性的過程，它涉及物質(zhì)組分較大的改變，并且提高獲得產(chǎn)品的物理特性。

甘三酯的同質(zhì)多晶體：

高級脂肪酸的甘三酯一般有三種晶型α、β’ 、β。其穩(wěn)定性為α〈β’ 〈β。

油脂結(jié)晶時容易取得β型還是容易產(chǎn)生 β’ 型的穩(wěn)定晶型，主要取決于油脂的結(jié)晶習性。

棕櫚油分提一般形成β’ 型，穩(wěn)定性佳，過濾性好。

油脂結(jié)晶過程：

熔融油脂的過冷卻、過飽和。

晶核的形成

脂晶的成長

晶核的三種成核現(xiàn)象：

大量液相中均勻成核

外來物質(zhì)的異類成核

微小晶粒從母體晶核上剝離，并作為二次成核地晶核。

影響分提的因素：

油品及品質(zhì)

晶種與不均勻晶核

結(jié)晶溫度與冷卻速率

結(jié)晶時間

攪拌速度

輔助劑

輸送及分離方式

油脂分提工藝：

油脂分提工藝按其冷卻結(jié)晶和分離過程的特點，分常規(guī)法、表面活性劑法、溶劑法以及液--液萃取法等。

現(xiàn)車間采用常規(guī)法分提，即干法分提。