油脂精炼技术与工艺实验报告(油脂精炼技术与工艺论文)

 食品加工技术     |      2024-02-24

一、炼油的意义

1、增强油品储存稳定性

2、改善油脂风味

3.改善油色

为深加工油品提供原料

2、原油成分

绝大多数原油是混合甘油酯的混合物,即油脂,仅含有极少量的杂质。这些杂质虽然数量很少,但对影响油的质量和稳定性起着重要作用。

悬浮杂质:沉淀物、胚粉、饼渣

水分

肽溶性杂质:磷脂、蛋白质、糖及其低级分解产物

脂溶性杂质:游离脂肪酸(FFA)、甾醇、生育酚、色素、脂肪醇、蜡

其他杂质:毒素、农药

3、脱胶

油脂中的肽溶性杂质不仅影响油脂的稳定性,而且影响油脂精炼和深加工的工艺效果。油脂碱炼过程中,会促进乳化,增加操作难度,增加精炼消耗和助剂消耗,降低皂脚质量;脱色过程中,会增加吸附剂的消耗,降低脱色效果。

从原油中去除肽类杂质的过程称为脱胶。

我们在实际生产中采用的方法是特种湿法脱胶,它是水合脱胶方法的一种。

油脂水合脱胶的基本原理是利用磷脂等肽基杂质的亲水性,向油脂中加入一定量的电解质溶液,使胶体杂质吸水、凝结而从油脂中分离出来。其中,胶体主要由磷脂组成。当水很少时,油中的磷脂以内盐结构的形式溶解并分散在油中。当含水量增加时,吸水,体积增大,胶体颗粒相互吸引,形成较大的胶束。利用比重的差异可以将油与油分离。

影响水化脱胶的因素

水量

工作温度

混合强度和作用时间

电解质

电解质在脱胶过程中的主要作用

中和胶体分散相颗粒的表面电荷,促进胶体颗粒的团聚。

磷酸和柠檬酸可以促进非水合磷脂转化为水合磷脂。

磷酸和柠檬酸与胶体分散结合螯合、钝化和去除微量金属离子,有利于提高精炼油的气、味和氧化稳定性。

使胶体颗粒紧密絮凝,降低絮体含油量,加速沉降。

4、脱酸

植物油脂中总含有一定量的游离脂肪酸,其含量取决于油的品质。种子的不成熟性和种子的易破损性是油脂酸价高的原因。特别是在高湿度条件下,对油脂的保存非常不利。这会增加游离酸含量,降低油的品质,恶化油的食用品质。脱酸的主要方法是碱炼和蒸馏。蒸馏法又称物理精炼法,用于精炼高酸值、低胶体的油脂。这里主要介绍碱炼法。

碱炼和脱酸的作用

烧碱能中和原油中的大部分游离脂肪酸,生成的钠盐不易溶解在油中,成为絮状沉降物。

生成的钠盐是一种表面活性剂,可以将相当数量的其他杂质带入沉积物中,如蛋白质、粘液、色素、磷脂以及带有羟基和酚基的物质。甚至悬浮的固体杂质也可以被絮状皂块带走。因此,碱精炼具有脱酸、脱胶、去除固体杂质和脱色的综合作用。

烧碱与少量甘油三酯发生皂化反应,导致精炼消耗增加。因此,必须选择最佳的工艺操作条件,以获得最高的碱精炼收率。

影响碱炼的因素

1、碱及其用量,理论碱量算法:NaOH(Kg)=

7.1310-4油重酸值

2、碱浓度

(1)碱溶液浓度的测定原则。

1)碱滴与游离脂肪酸接触面积大,可以保证油中碱液适当减速。

2)具有一定的脱色能力。

3)使油皂分离操作方便。

(2)碱浓度选择依据

1)原油酸价

2)采油方法

3)中性油皂化损失

4)皂液稠度

5)皂脚失油

6)工作温度

7)原油脱色程度

3碱液的测定

4工作温度

5操作时间

6混合搅拌

7杂质

8分离效果

9洗涤和干燥

5、脱色

植物油中的色素成分复杂,主要包括叶绿素、胡萝卜素、黄酮色素、花青素以及某些糖和蛋白质的分解产物。油脂脱色常用吸附脱色法。吸附脱色法的原理是利用强吸附剂的特性来吸附热油中的色素及其他杂质。在过滤除去吸附剂的同时,吸附的色素和杂质也被除去,从而达到脱色纯化的目的。

吸附剂的类型

1、浮土

膨润土,学名膨润土,是一种天然吸附剂。多为白色或灰白色。天然漂白土的脱色系数低,脱色叶绿素的能力差,吸油率也高。

2、活性白土

它是以膨润土为原料,经人工化学处理而制成的高活性吸附剂。它在工业中得到广泛应用。对颜料和胶体物质有很强的吸附能力,特别是对一些碱性原子团或极性基团。

3、活性炭

它由木片、甘蔗渣、谷壳、硬果壳和其他经过化学或物理活化的物质制成。其孔隙疏松、比表面积大、脱色系数高、具有疏水性。它可以吸附高分子物质,对去除蓝色和绿色颜料特别有效。对气体、农药残留等也有较强的吸附能力,但价格昂贵,吸油率高。它通常与漂白土或活性粘土混合。

4.凹凸棒土

它是一种主要成分为二氧化硅的富镁纤维土。土质细腻,脱色效果好,吸油率低,过滤性能好。

影响吸附脱色的因素

1、吸附剂

不同的吸附剂具有不同的特性,应根据实际要求选择合适的吸附剂。油脂脱色一般采用活性高、吸油率低、过滤速度快的粘土。

2、工作压力

吸附脱色过程在吸附的同时常伴有热氧化副反应。这种副反应对于油脂脱色的好处是一些颜料会因氧化而褪色。缺点是颜料被固定或因氧化而固定。产生新的颜料并影响成品的稳定性。由于负压脱色过程中操作压力较低,热氧化副反应较弱,一般采用负压脱色,真空度为0.096mPa。

3、工作温度

吸附脱色的操作温度取决于油的类型、操作压力以及吸附剂的类型和特性。去除红色的温度比去除黄色的温度高;常压脱色和活性低的吸附剂需要较高的操作温度;减压脱色,活性高的吸附剂适合在较低温度下脱色。常用的脱色温度为105左右。

4.运行时间

在吸附脱色操作中,油脂与吸附剂在最高温度下的接触时间由吸附剂与颜料之间的吸附平衡决定。只要搅拌效果好,不需要太长时间即可达到吸附平衡。时间过长甚至会影响色度。捡起。工业上,脱色温度一般控制在20-30分钟左右。

5.搅拌

脱色过程中,吸附剂对颜料的吸附是在吸附剂表面进行的,是一种非均相的物理化学反应。良好的搅拌可以提供油脂和吸附剂之间均匀的接触机会。现在生产中采用直接蒸汽混合。

6、原油品质及预处理。

原油中的天然色素较容易去除,而油和油脂在加工或储存过程中产生的新色素或因氧化而固定的新色素通常较难去除。脱色前处理的油品质量对油品的脱色效率也有非常重要的影响。当脱色油中残留有胶体、悬浮物或油溶性皂类时,这些杂质会占据部分活性表面,从而降低脱色效率。一般情况下,脱色前处理的油脂质量应满足以下条件:P10ppm,残留皂100ppm。

6、除臭

各种植物油都有其独特的风味和味道。脱酸和脱色的油还将含有微量的醛、酮、烃、低分子脂肪酸、甘油酯氧化物、粘土和残留溶剂。去除这些难闻气味的过程称为除臭。

除臭方法

除臭方法有真空汽提、吹气、加氢等,最常用的方法是真空汽提,利用高真空、高温与直接蒸汽汽提相结合,将油中的气体成分蒸馏出来。

除臭机制

除臭机理是基于在相同条件下,有臭味小分子成分的蒸气压远大于甘油三酯,即有臭味物质更容易挥发。因此,采用水蒸气蒸馏原理进行汽提、脱臭。水蒸气蒸馏除臭的原理是,当水蒸气通过含有臭味成分的油脂时,汽液面接触,水蒸气被挥发性臭味成分饱和,并按其分压的比例逸出,从而达到除臭的目的。达到去除异味成分的效果。

影响除臭的因素

1.温度

汽提脱臭过程中,操作温度直接影响蒸汽消耗量和脱臭时间的长短。当真空度一定时,随着温度升高,油中游离脂肪酸和异味成分的蒸气压也升高。但温度的提高是有限度的,因为过高的温度会引起油脂的分解、聚合和异构化,影响产品的稳定性、营养价值和外观,并增加油脂的损失。因此,在工业生产中,蒸馏温度一般控制在245~255。

2、工作压力

脂肪酸和气味成分在一定压力下具有相应的沸点,随着操作压力的降低而降低。操作压力对完成汽提和除臭的时间也有重要影响。在其他条件相同的情况下,压力越低,所需时间越短。蒸馏塔的真空度还与油的水解有关。设备真空度高,可以有效避免油品水解造成的蒸馏损失,得到低酸值的油品。生产中一般为300-400Pa,即残压2-3mmHg。

3、蒸汽流量和时间

在汽提和除臭过程中,汽化效率随着水蒸气的速率而变化。随着蒸汽流量的增加,汽化效率也增加。然而,蒸汽流量必须保持在油脂开始飞溅的极限以下。在汽提脱臭操作中,油脂与蒸汽的接触时间直接影响蒸发效率。因此,为了将游离脂肪酸和气味成分降低到产品要求的标准,需要一定的蒸汽通气时间。但同时应考虑到脱臭过程中油的聚合和油中其他热敏成分的分解。这个除臭时间还与除臭设备的结构有关,一般为85分钟。

4、除臭设备结构

常用的除臭设备有层压式、填料式、离心接触式等。目前的工厂使用层压型塔。

5.微量金属

油中的微量金属离子是加速油氧化的催化剂。氧化机理是金属离子通过化合价(电子转移)加速氢过氧化物的分解并引发自由基。因此,脱臭前必须尽可能除去油脂中的铁、铜、锰、钙、镁等金属离子。

6、脱色油品质及前处理方法

脱色油的质量及其预脱臭处理方法对脱臭成品油的稳定性有关键影响。脱色油在汽提、脱臭前的处理包括脱胶、脱酸、脱除微量金属离子和热敏物质。如果在脱臭脱臭前不去除热敏性物质、色素和胶体,它们会在脱臭过程中受高温分解,从而影响精炼油的质量。

炼油技术及工艺简析(三)

七、影响成品油收率的主要因素

1、碱精炼损失

(1)去除发油中存在的胶体、游离脂肪酸、水分、杂质等造成的损失;

(2)中性油在处理过程中皂化、乳化所造成的损失;

(3)理论计算公式:碱炼损失=0.2+1.25(FFA%+磷脂含量%+水分%+杂质%+0.3%)

2、脱色损失

主要是由于废白土在吸附脱色过程中吸油造成的损失,应尽可能降低废白土的含油量。

脱色损失=废白土废白土干基含油量

3、除臭损失

包括脱臭过程中脂肪酸和小分子醛、酮等物质、甾醇、维生素E等不皂化物质、甘油三酯的蒸馏挥发损失;剥离过程中油脂的飞溅损失。除臭消耗=0.2+1.1(进入除臭塔FFA%+POV/80+水杂质%)

4、生产过程中操作不当或因设备等原因造成的跑、冒、滴、漏等现象造成的损失。应尽可能避免此类损失。

八、影响炼油成本的因素

1、提高精炼率

炼油率是影响炼油成本的最重要因素,与原油质量、炼油技术、炼油操作密切相关。

2、减少辅料消耗

辅助材料有液碱、磷酸、柠檬酸、粘土、柴油等。同一油品采用不同的操作方法可以达到产品标准。操作过程中应寻找辅料消耗较低的方法。

3、减少能源消耗

包括水、电、煤气的消耗。在生产过程中,应避免能源浪费。

4、降低人工成本,加强生产管理。

九、影响成品油质量的主要因素

1.温度

温度是影响化学反应速度的重要因素。对于一般化学反应,温度每升高10,反应速率大约增加一倍;温度对油的氧化速率也起着重要作用。

2.水分

它会引起和促进亲水物质(如磷脂、酶、微生物等)的腐败变质,酶的活性增强,有利于微生物的繁殖,导致水解和酸败,并增加油脂过氧化物的生成。

3.光和射线

光,尤其是紫外线,可以促进油脂的氧化。这是由于光氧化作用,可以分解油脂中的微量氢过氧化物,产生自由基,并进入连锁反应,加速油脂的氧化。高能射线(、射线)照射食品可显着增加氧化酸败的易感性。这种现象通常被解释为辐射能诱导自由基的产生。

4.氧气

自动氧化聚合过程是油脂与氧气发生反应的过程。在自动氧化和聚合过程中吸收的氧气量逐渐增加。一般来说,氧气浓度越大,氧化速度越快。在储存容器中,氧分压越大,氧化进行得越快。

5.催化剂

油中含有多种促进氧化的物质。微量金属,尤其是易变金属,具有显着的影响。它们是油自动氧化酸败的强大催化剂。由于它们的存在,大大缩短了油品氧化的诱导期,加快了氧化反应的速度。

10、主要精炼设备

1.离心机

离心机是炼油的主要设备之一。目前,阿法拉伐和威斯特伐利亚两家公司在国外占据主导地位。或许是由于我国引进了第一套50t/d阿法拉伐离心机以及配套碱炼设备的影响,几乎所有同行都对阿法拉伐离心机产生了兴趣。但随着对国外技术的进一步了解,人们发现它也具有优越的性能,威斯特法利亚离心机更适合加工劣质原油。

2.过滤器

在油脂加工技术中,过滤是实现固液分离的必要手段。立式叶片过滤器用于现代油脂加工。

世界公认的立式叶片过滤器无疑是荷兰Ama公司生产的产品。事实上,世界上几乎所有知名炼油成套设备公司都使用该公司的产品。国内多家企业吸收了该公司的设备,生产了同类产品。经过几年的实际应用和改进,质量已接近阿玛产品水平。

3.注汽泵

油脂脱臭所需的残余真空压力通常为200-600Pa,采用国产真空泵即可达到,但蒸汽消耗量较大。世界炼油行业应用最广泛的真空泵品牌是德国Korting。其产品以其真空稳定、蒸汽消耗低而受到业内人士的青睐。

4、脱臭塔

我国最早用于植物油连续脱臭的脱臭塔是多层盘式脱臭塔。后来设计了卧式除臭塔,至今仍在一定范围内使用。但随着油脂设备的不断更新和规模的不断扩大,多层立式脱臭塔因其料层浅的结构以及各层真空层互不交叉的特点,得到了广泛的推广和应用。其他并可适用于不同的处理量。

石油精炼工艺技术浅析

11、炼油工艺

豆油是我国的大宗油料。其脂肪酸成分主要由油酸和亚油酸组成。它是人类的主要食用油。如果油品质量好,制备工艺科学,那么原油的品质就会更好。一般游离脂肪酸含量低于2%。经过粗炼后,可达到普通食用油的品质。成品油的精炼过程也比较简单。

大豆油的精炼工艺流程如下:

原油——过滤——酸化——中和——分离——

洗涤——分离——干燥——吸附脱色——过滤——

气体分离——蒸馏脱臭——过滤——精炼成品油

12.棕榈油二次精炼工艺

棕榈油是从棕榈果肉中提取的,是一种植物脂质。其脂肪酸组成为饱和酸,占40-50%,其中80%为棕榈酸。不饱和酸中以油酸为主,其次是亚油酸。富含维生素A和维生素E,色素较深棕色。

棕榈油二次精炼工艺流程如下:

棕榈油——酸化——吸附脱色——过滤

——气体分离——蒸馏和脱臭——过滤——精炼

棕榈油成品

13.分馏的理论基础

油分馏理论

在一定温度下,利用构成油的各种甘油三酯的熔点和溶解度的差异,将油分离成固体和液体两部分。这就是油分馏(Fractionation)。

分馏和冬化的区别:

分馏和防冻基于相同的原理,但它们有不同的目的。

在冬季防冻期间,油脂在低温下保存一段时间,然后过滤以去除可能使液态油混浊的固体。

油结晶分馏是一种改性过程,涉及材料成分的重大变化并改善所得产品的物理性能。

甘油三酯的多晶:

高级脂肪酸甘油三酯一般有、’、三种晶型。其稳定性为

棕榈油分馏一般形成’型,稳定性好,过滤性好。

油结晶过程:

熔融油脂的过冷和过饱和。

晶核的形成

脂质晶体的生长

晶核的三种成核现象:

本体液相中均匀成核

异质成核

微小晶粒从母晶核上剥离出来,成为二次成核核。

影响分馏的因素:

石油产品和质量

籽晶和不均匀晶核

结晶温度和冷却速率

结晶时间

搅拌速度

辅助的

输送与分离方式

油分馏工艺:

根据冷却结晶分离工艺的特点,油脂分馏工艺分为常规法、表面活性剂法、溶剂法和液液萃取法。

目前车间采用常规分馏方法,即干法分馏。