精煉：脫臭脫蠟

1、第五章第五章 脫臭脫臭一一 原理原理二二 影響因素影響因素三三 脫臭工藝脫臭工藝四四 脫臭設(shè)備脫臭設(shè)備n脫臭，又稱水汽蒸餾、汽提、脫臭，又稱水汽蒸餾、汽提、物理精煉，它們的原理、工藝、物理精煉，它們的原理、工藝、設(shè)備幾乎一致設(shè)備幾乎一致1脫臭原理脫臭原理臭味：油脂中各種氣味組分，低分子醛、酮、臭味：油脂中各種氣味組分，低分子醛、酮、FFAFFA（主要）、烴（主要）、烴p天然天然豆油中的烴，菜油的異硫氰酸酯豆油中的烴，菜油的異硫氰酸酯p加工加工焦糊味、溶劑味，漂土味、氫化味焦糊味、溶劑味，漂土味、氫化味p臭味成分含量很少，但有些在臭味成分含量很少，但有些在ngng/kg/kg級(jí)級(jí)即可感覺即可感覺

2、 p有些氣味不受人們歡迎有些氣味不受人們歡迎脫臭：脫除油脂中各種低分子組分的工序脫臭：脫除油脂中各種低分子組分的工序 在高溫、高真空下，借助水蒸汽蒸餾在高溫、高真空下，借助水蒸汽蒸餾, ,脫除臭味物質(zhì)的工藝過程脫除臭味物質(zhì)的工藝過程臭味與甘三酯分離的依據(jù)臭味與甘三酯分離的依據(jù)p臭味物質(zhì)共同點(diǎn)：同溫下，其蒸汽壓遠(yuǎn)大于甘三酯，二者揮發(fā)性顯著不同q油脂是熱敏性物質(zhì)，常壓高溫下穩(wěn)定性差，易氧化分解p如何避免：高真空下，通入與油不相溶的水蒸氣，水蒸汽穿過含臭味的油脂，汽液表面接觸，水蒸汽被揮發(fā)的臭味組分所飽和，并按其分壓比率逸出，由此，大幅度降低臭味的沸點(diǎn)，在大大低于甘三酯分解溫度下脫除臭味不同壓力下不

3、同壓力下脂肪酸沸點(diǎn)壓力/Pa133.35133.310 133.320 133.340 133.360 133.3100 133.3200 133.3400 133.3760 133.38:088.0112.9125.6139.2154.2163.2176.5195.5216.9239.110:0109.8135.9149.3163.6179.5189.5203.0223.2245.8260.312:0129.8157.1171.1186.2202.8213.3227.5248.7272.4287.614:0142.0174.1190.8207.6223.5237.2250.5272.3294

4、.6318.016:0156.3188.1205.8223.8244.4256.0271.5298.7326.0353.818:0173.7209.0225.0243.4263.8275.5291.0316.5342.0370分解分解18:1173.5208.2223.0240.0257.2269.8286.0309.8334.7360分解分解20:0198.2229.7245.9263.4282.4294.8脫臭脫臭對(duì)對(duì)油品質(zhì)油品質(zhì)的的影響影響p提高提高煙點(diǎn)煙點(diǎn)p降低降低色澤色澤脫臭油質(zhì)量評(píng)價(jià)脫臭油質(zhì)量評(píng)價(jià)過去，感官評(píng)價(jià)：如色澤、風(fēng)味等目前，對(duì)油脂營(yíng)養(yǎng)潛在影響：微量成分如生育酚、反式/氧化/

5、聚合物含量脫臭與蒸餾脫酸的關(guān)系脫臭與蒸餾脫酸的關(guān)系p臭味主要組分是臭味主要組分是FFA，其余臭味組分含量很少，僅，其余臭味組分含量很少，僅0.1%左右左右pFFA，臭味組分，臭味組分，F(xiàn)FA量可以作為脫臭效果指標(biāo)量可以作為脫臭效果指標(biāo)pFFA0.1%時(shí)，油仍有氣味時(shí)，油仍有氣味pFFA降至降至0.010.03%時(shí)，氣味時(shí)，氣味0p脫臭比脫酸需要更多的蒸汽脫臭比脫酸需要更多的蒸汽脫臭與脫溶的關(guān)系脫臭與脫溶的關(guān)系1 1噸噸待脫臭油待脫臭油1.5% FFA1.5% FFA蒸汽蒸汽1.5kg1.5kg脫酸油脫酸油脫臭油脫臭油蒸汽蒸汽8 810kg10kg脫臭脫酸脫溶脫臭脫酸脫溶蒸餾脫酸蒸餾脫酸脫溶脫溶

6、脫臭脫臭原理、設(shè)備原理、設(shè)備真空下水蒸氣蒸餾真空下水蒸氣蒸餾目的目的FFA 200700 mg/kg溶劑溶劑50 mg/kgFFA300mg/kg工藝條件工藝條件壓力壓力kp (mmHg ）0.4 (3）8 (60）0.8 (6）溫度溫度250270140180240時(shí)間時(shí)間80100min2.53hr15120min直接蒸汽直接蒸汽13atm14%14%蒸餾脫酸特點(diǎn)1.輔料省，不用堿，用水減少75%，廢水減少90%, 廢水含油50mg/kg2.精煉率高，避免中性油皂化和乳化損失3.特別適合高酸值油脂，工藝簡(jiǎn)單，直接獲得脂肪酸副產(chǎn)品4.一塔多用，脫酸、脫溶、脫臭、脫毒和部分脫色，節(jié)省投資5.不

7、銹鋼制造，耐不銹鋼制造，耐FFA蒸汽腐蝕，增加蒸汽腐蝕，增加投資投資6.不不適適用所有種類和品質(zhì)的油脂，棉籽油、魚油、劣質(zhì)油必須堿煉用所有種類和品質(zhì)的油脂，棉籽油、魚油、劣質(zhì)油必須堿煉7.予處理成本高；蒸餾不當(dāng)，油色深時(shí)，后脫色困難予處理成本高；蒸餾不當(dāng)，油色深時(shí)，后脫色困難酸值酸值2.55102030精煉率精煉率物理物理精煉精煉9692867563()堿煉堿煉9388785838成本FFA%化學(xué)精煉物理精煉2.01.2二種精煉方法的成本假設(shè)：待脫臭油是理想溶液，臭味組分為溶質(zhì)假設(shè)：待脫臭油是理想溶液，臭味組分為溶質(zhì)根據(jù)拉烏爾（根據(jù)拉烏爾（LavoreLavore）定律，可推導(dǎo)）定律，可推導(dǎo)

8、間歇式間歇式 lnln（V1/V2V1/V2）= EPvAS/PO = KPvS= EPvAS/PO = KPvS/ PO/ PO 連續(xù)式連續(xù)式 V1/V2 = 1+KPvS/ POV1/V2 = 1+KPvS/ PO E = 1 E = 11/e 1/e kFtkFt 式中 E汽提（脫臭）效率 K校正系數(shù) P系統(tǒng)總壓力 A活動(dòng)系數(shù) Pv臭味組分蒸汽壓 S水蒸汽物質(zhì)的量（mol） k臭味組分?jǐn)U散常數(shù) O中性油脂物質(zhì)的量（mol） F汽油接觸面積 V1脫臭前臭味組分物質(zhì)的量（mol） T汽油接觸時(shí)間 V2脫臭后臭味組分物質(zhì)的量（mol）汽提公式汽提公式1.脫臭效果：脫臭后臭味組分的濃度V2 qV

9、2與PV成反比，總外壓P固定時(shí)，溫度，PV，V2qV2與P成正比，P，則V2qV2與（S/O）成反比，S/O，則V2 2.如脫臭程度V2已定，且脫臭溫度恒定，則PV恒定則由式知，P/S之比也必恒定 如果P，則蒸汽用量S 如果P真空，則S低至極限公式分析V1/V2= 1+ KPvS/ PO這就是為什么汽提脫臭必須盡可能處于最大這就是為什么汽提脫臭必須盡可能處于最大真空度下作業(yè)的理論根據(jù)真空度下作業(yè)的理論根據(jù)1. 蒸發(fā)效率Eq與脫臭塔的結(jié)構(gòu)有關(guān)q接觸時(shí)間t長(zhǎng)，接觸面積F最大時(shí)，E1q間歇式脫臭罐，E值一般在0.70.9；半連續(xù)脫臭塔則為0.992.如何提高E 汽化主要產(chǎn)生在液體(油) 表面上，因此

10、，油須循環(huán)，部分表面暴露,使油脂有較大的自由表面p傳統(tǒng)的淺盤型脫臭器p用用分布管或噴射泵噴入水蒸氣分布管或噴射泵噴入水蒸氣p氣泡提供動(dòng)能,破壞液膜，而液膜阻止在表面上的汽化公式分析E=11/e kFt蒸發(fā)效率在薄膜系統(tǒng)中，油脂分布成薄層狀 油脂進(jìn)入填料裝置，靠重力形成薄層狀或由強(qiáng)制循環(huán)和噴霧成薄層狀 水蒸氣以真正逆流的形式與油脂接觸 游離脂肪酸原有水解總損耗的2030% 甾醇及不皂化物60% 中性油水解成的甘一、二酯飛濺損耗飛濺損耗蒸餾損耗蒸餾損耗脫臭損耗脫臭損耗間歇式脫臭飛濺損耗間歇式脫臭飛濺損耗3.3kp1.3kp蒸汽通量kg/h損耗kg/h0506001000總損耗總損耗n 不考慮游離脂

11、肪酸，待脫臭油中氣味組分一般不超過油不考慮游離脂肪酸，待脫臭油中氣味組分一般不超過油重重0.10%n 然而，脫臭過程中，實(shí)際損耗然而，脫臭過程中，實(shí)際損耗0.10%n 在先進(jìn)的設(shè)備及合理的操作條件下，對(duì)游離脂肪酸含量在先進(jìn)的設(shè)備及合理的操作條件下，對(duì)游離脂肪酸含量小于小于0.10%的油脂，在壓力的油脂，在壓力0.4kpa、230270下，下， 脫臭最小損耗一般為脫臭最小損耗一般為0.20.4%，再加上待脫臭油中，再加上待脫臭油中FFA含量的含量的1.051.2倍倍二二 影響脫臭因素影響脫臭因素p盡可能高的溫度盡可能高的溫度p盡可能低的壓力盡可能低的壓力p適量的蒸汽適量的蒸汽p合理的噴射系統(tǒng)合理

12、的噴射系統(tǒng)溫度p脫臭程度V2一定時(shí) 溫度，則PV，蒸汽消耗量S p真空度P一定時(shí) 溫度，則PV，臭味逸出速率 p溫度，色澤溫度PV（ Pa ）相對(duì)脫臭速率1772133.312047.4133.3323225133.39V1/V2= 1+ KPvS/PO溫度與棕櫚酸分壓及其逸出速率溫度每 17 ，脫臭時(shí)間減半溫度極限溫度過高，增加油耗，降低穩(wěn)定性，一般溫度，230270p油脂水解p聚合p被蒸餾出油脂加工工序中的操作溫度 操作壓力（真空度）經(jīng)濟(jì)上可行，低至極限的真空度，P0p蒸汽量S與P成正比，P，S，蒸汽引起的蒸餾損耗pP，臭味沸點(diǎn)，時(shí)間，有利油脂品質(zhì)pP，水解，水解引起的蒸餾損耗，油品的FF

13、A值目前優(yōu)良的脫臭蒸餾塔，P一般0.270.40KPaV1/V2= 1+ KPvS/PO油脂加工中的壓力項(xiàng)目項(xiàng)目壓力壓力kpkp (mmHg (mmHg）油脂干燥油脂干燥脫色和過濾脫色和過濾脫臭脫臭脫溶脫溶物理脫酸物理脫酸酯化酯化酯交換酯交換甘油蒸餾甘油蒸餾甘油濃縮甘油濃縮氫化氫化2.72.78 (208 (206060） 2.72.78 (208 (206060）0.40.41.3 (31.3 (31010）8 (608 (60）0.130.130.53 (10.53 (14 4 ）0.130.130.53 (10.53 (14 4 ）(1(12 2 ）(20(206060） 蒸汽 通汽速率

14、與時(shí)間p要使臭味降到V2，需足夠蒸汽量S，理論上1/1p蒸汽量通汽速率時(shí)間p通汽速率，E，以油脂不飛濺為度p時(shí)間，E，但油脂聚合、熱分解p脫除定量臭味所需的蒸汽量S，隨臭味含量的減少而增加 在脫臭最后階段，要有足夠時(shí)間和充足蒸汽量p當(dāng)壓力和通汽速率固定不變時(shí)，溫度，則PV，時(shí)間p蒸汽占油量 間歇式為515% 半連續(xù)式設(shè)備為4.5% 連續(xù)式為4%左右 間歇脫臭，38小時(shí)，連續(xù)脫臭，15120分鐘E=11/e kFt 直接蒸汽與油脂直接接觸，其質(zhì)量至關(guān)重要 如果直接蒸汽是低壓蒸汽，必須過熱處理 直接蒸汽要求干燥、不含氧鍋爐水富含金屬離子，鍋爐蒸汽必須分水，才能進(jìn)入脫臭器設(shè)備、管道、閥門、泵等，嚴(yán)格

15、密閉不漏氣，以免真空度下降和油脂氧化直接蒸汽質(zhì)量脫臭設(shè)備結(jié)構(gòu)p多級(jí)逆流循環(huán)的連續(xù)式脫臭塔，能在每個(gè)交換級(jí)中建立汽液相平衡，蒸汽耗用量Sp油層深,層內(nèi)絕對(duì)壓力P，單位蒸汽體積，脫臭效果p液面以上空間要合適 太大，蒸出的臭味冷凝回流到液相 太小，增加飛濺損耗 應(yīng)有防飛濺裝置，蒸餾液回流結(jié)構(gòu)，折流板水蒸汽的體積q待脫臭油品質(zhì)，臭味組分的初濃度V1qV2取決于成品油的要求，不要隨意提高品級(jí)要求越低，脫臭越易完成，消耗也少，成品油的貯藏性能也較好q待脫臭油要很好除去膠質(zhì)、色素、微量金屬q若毛油極度酸敗，大部分天然抗氧劑已失去，那么它很難精煉成穩(wěn)定性好的油脂待脫臭油和成品油質(zhì)量三三 脫臭工藝脫臭工藝1)1

16、)間歇式間歇式2)2)半連續(xù)式半連續(xù)式3)3)連續(xù)式連續(xù)式連續(xù)式熱量回收節(jié)約40%蒸汽換熱器冷卻器換熱器析氣器脫臭器原料油50190 140180 100 冷卻水25水40間接蒸汽間接蒸汽直接蒸汽直接蒸汽油40真空泵240170脫臭操作冷卻過濾p脫臭油經(jīng)油油換熱器回收熱量后，仍有100高溫p需通過水冷卻器冷卻至40以下，方可接觸空氣進(jìn)行過濾p脫臭油過濾，目的是脫除金屬等雜質(zhì)，稱作安全過濾p安全過濾不同于毛油凈化過濾，濾布要及時(shí)清理，經(jīng)常更換p過濾成品油，及時(shí)包裝或添加抗氧化劑真空系統(tǒng)運(yùn)行p 脫臭真空度0.40.41.3kp (31.3kp (310mmHg10mmHg）用三級(jí)蒸汽噴射泵p 德國(guó)

17、Korting四四 脫臭設(shè)備脫臭設(shè)備脫臭設(shè)備輔助裝置油脂析氣器換熱器脂肪酸捕集器屏蔽泵真空裝置 脫臭塔連續(xù)脫臭器直徑mm高度mm塔盤數(shù)生產(chǎn)能力kg/h1600600045023009600510030008600515033001000052003600110006250蒸汽加熱盤管飛濺油的回收脂肪酸（餾出物）捕集器真空真空冷脂肪酸進(jìn)口熱脂肪酸出口脫臭氣體進(jìn)口 瓷圈第六章 冬化夏化一 目的和原理二 影響冬化的因素三 脫蠟工藝與設(shè)備設(shè)備一 目的和原理冬化 脫蠟、脫硬脂 脫蠟從油中脫除或提取蠟質(zhì) 脫硬脂將熔點(diǎn)高的甘三酯組分結(jié)晶并分離p提高食用油品質(zhì)p綜合利用蠟、硬脂資源p熔點(diǎn)80p 40以上，溶于

18、油脂，壓榨還是浸出毛油，都含蠟p常溫(30)以下，溶解度低，析出蠟的細(xì)晶粒而成為很穩(wěn)定的油溶膠,影響油品透明度和消化吸收率、滋味和適口性p任何一種精煉 (水化，中和，漂白，脫臭) 都不能完全消除蠟質(zhì)，因此從油脂中除去有一定困難p油中含蠟量10ppm，才能保證精制油冷藏穩(wěn)定性p蠟質(zhì)使已精煉的油脂和氫化造成過濾困難p蠟是重要的工業(yè)原料，制蠟紙、防水劑、光澤劑 蠟蠟p各種毛油含蠟量差異很大p料胚中含殼量的增加，蠟增加p含蠟量則較高毛油， 玉米胚芽油0.01 0.04% 葵花籽油0.060.2% 米糠油含15%脫硬脂 p提高液體油低溫貯藏性p冷餐油、涼拌油要求低溫下清晰透明，對(duì)硬脂的含量有限制脫蠟機(jī)理

19、 蠟分子結(jié)構(gòu) O 酰氧基(RCO)，弱親水基 微弱極性 40，極性微弱，溶于油30，低溫下持續(xù)一段時(shí)間，蠟晶體相互凝聚成較大的晶粒，比重增加而變成懸濁液，結(jié)晶析出p蠟是親脂性化合物，溫度是確定油中蠟穩(wěn)定的因素之一，脫蠟法的共同點(diǎn)，溫度 25溶液膠體懸浮體脫硬脂依據(jù)p天然油脂 混甘三酯混合物 前混 后混 p甘三酯分子中脂肪酸分布的不同，導(dǎo)致甘三酯理化性質(zhì)上的差異p理化性質(zhì) 主要指熔點(diǎn)，從50到80的變化p分離方法 在一定溫度下分段結(jié)晶甘三酯種類sssssusuuuuuMp457330420250在有機(jī)溶劑中溶解性常溫下狀態(tài)固半固半固液體液體應(yīng)用脂肪酸生產(chǎn)硬脂涂層糖果人造奶油色拉油甘三酯理化性質(zhì)差

20、異脫蠟脫硬脂的共性1.工藝過程 冬化（液油冷卻、結(jié)晶，然后固液分離），屬于分提，是分提的一種2.脫蠟 去液油中高熔點(diǎn)蠟脂3.脫硬脂 去液油中高熔點(diǎn)固脂4.由于脫去蠟和硬脂的量10%，通?？闯墒怯椭珶挼囊徊糠?.在某種意義上，冬化是為了去高熔點(diǎn)成分，軟油是希望得到的產(chǎn)品，而固體部分無足輕重冬化是物理變化過程，緩慢分為三步1) 含蠟、固脂熔融油脂過冷卻、過飽和2) 晶核形成，生成速度 W3) 晶體成長(zhǎng)，成長(zhǎng)速度 Q冬化的共性2影響冬化冬化因素脫蠟 脫硬脂 溫度蠟?zāi)厅c(diǎn)常規(guī)法，2030溶劑法，20硬脂凝固點(diǎn)降溫速度 要緩慢結(jié)晶時(shí)間結(jié)晶養(yǎng)晶(老化、熟成)時(shí)間 2436hr攪拌速度1013轉(zhuǎn)/分，或間

21、歇攪拌助晶劑 (1)溶劑(2)表面活性劑 (3)凝聚劑(4)尿素輸送及分離方式弱紊流、低剪切力的往復(fù)式柱塞泵過濾壓力要適中油品質(zhì) 膠性雜質(zhì) 冬化冬化溫度q油溫予調(diào)整，熔化自然晶體 蠟、固脂熔點(diǎn)較高，常溫下可自然結(jié)晶 自然結(jié)晶晶粒很小，大小不一，在油中膠溶，難以分離q冬化冬化溫度，在冬天進(jìn)行的分提q冷卻劑和油溫差不能太大，否則，會(huì)在冷卻面上形成大量晶核，不利于傳熱，又不利于油蠟分離q脫蠟脫蠟溫太低太低 粘度增加，油、蠟分離難 高熔點(diǎn)的固脂也析出 增加脫蠟損耗降溫速度q 與W、Q關(guān)系很大 降溫過程要緩慢進(jìn)行 降溫速度足夠慢時(shí)，高熔點(diǎn)蠟首先結(jié)晶，同時(shí)放出結(jié)晶熱 溫度繼續(xù)下降，熔點(diǎn)較低蠟也析出，并與已

22、析出的結(jié)晶碰撞，以已析出的蠟晶為核心長(zhǎng)大。晶粒大而少 降溫速度快，高熔點(diǎn)蠟剛析出，較低熔點(diǎn)蠟就已單獨(dú)析出，來不及碰撞。晶粒多而小，夾帶油多q從生產(chǎn)角度考慮，不能太慢，通過冷卻試驗(yàn)確定降溫速度 冬化曲線冬化油冷卻曲線02412142230323405101520253035024121422303234時(shí)間（小時(shí)）溫度（）結(jié)晶時(shí)間結(jié)晶時(shí)間冷卻養(yǎng)晶 當(dāng)溫度逐漸冷卻下降到預(yù)定的結(jié)晶溫度后，還需在該溫度下保持一定時(shí)間，進(jìn)行養(yǎng)晶(老化、熟成) 養(yǎng)晶過程中，晶粒繼續(xù)長(zhǎng)大 從晶核形成到晶體成長(zhǎng)為大而結(jié)實(shí)的結(jié)晶，需要足夠的時(shí)間 攪拌速度p結(jié)晶要在低溫下進(jìn)行p但結(jié)晶是放熱過程，所以必須冷卻攪拌p不攪拌，只有布朗運(yùn)動(dòng)，結(jié)晶太慢p攪拌可使油脂中各處