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毛油是怎样被油脂精煉設備炼成的

毛油是油料种籽被压榨或浸出后的油脂, 而油脂精煉設備就是要去除油脂中有害的物质,保留对食用, 营养和贮存有益的物质。 毛油精炼的过程如下精炼油设备一般采用过筛, 过滤和沉淀的方法除去毛油中绝大部分水分及杂质。

精炼油设备

一、 油脂精炼目的:

油脂精炼通常是指对毛油进行精制。 毛油中杂质的存在, 不仅影响油脂的食用价值和安全贮藏, 而且给深加工带来困难, 但精炼的目的, 又非将油中所有的杂质都除去, 而是将其中对食用、 贮藏、 工业生产等有害无益的杂质除去, 如棉酚、 蛋白质、 磷脂、 黏液、 水分等都除去, 而有益的”杂质”, 如生育酚等要保留。 因此, 根据不同的要求和用途, 将不需要的和有害的杂质从油脂中除去, 得到符合一定质量标准的成品油, 就是油脂精炼的目的。

二、 油脂精炼的方法:

根据操作特点和所选用的原料, 油脂精炼的方法可大致分为机械法、 化学法和物理化学法三种。 上述精炼方法往往不能截然分开。 有时采用一种方法, 同时会产生另一种精炼作用。例如碱炼 (中和游离脂肪酸) 是典型的化学法, 然而, 中和反应生产的皂脚能吸附部分色素、粘液和蛋白质等, 并一起从油中分离出来。 由此可见, 碱炼时伴有物理化学过程。 油脂精炼是比较复杂而具有灵活性的工作, 必须根据油脂精炼的目的, 兼顾技术条件和经济效益, 选择合适的精炼方法。

機械方法

(1 ) 沉淀

①沉淀原理沉淀是利用油和杂质的不同比重, 借助重力的作用, 达到自然分离二者的一种方法。

②沉淀设备沉淀设备有油池、 油槽、 油罐、 油箱和油桶等容器。

③沉淀方法沉淀时, 将毛油置于沉淀设备内, 一般在 20~30℃温度下静止, 使之自然沉淀。 由于很多杂质的颗粒较小, 与油的比重差别不大。 因此, 杂质的自然沉淀速度很慢。另外, 因油脂的粘度随着温度升高而降低, 所以提高油的温度, 可加快某些杂质的沉淀速度。但是, 提高温度也会使磷脂等杂质在油中的溶解度增大而造成分离不完全, 故应适可而止。 沉淀法的特点是设备简单, 操作方便, 但其所需的时间很长(有时要 10 多天) , 又因水和磷脂等胶体杂质不能完全除去, 油脂易产生氧化、 水解而增大酸值, 影响油脂质量, 不仅如此, 它还不能满足大规模生产的要求, 所以, 这种纯粹的沉淀法, 只适用于小规模的乡镇企业。

(2) 过滤 ①过滤原理过滤是将毛油在一定压力(或负压) 和温度下, 通过带有毛细孔的介质(滤布) , 使杂质截留在介质上, 让净油通过而达到分离油和杂质的一种方法。 ②过滤设备箱式压滤机、 板框式过滤机、 振动排渣过滤机和水平滤叶过滤机。

(3) 离心分离 离心分离是利用离心力分离悬浮杂质的一种方法。 卧式螺旋卸料沉降式离心机, 卧式螺旋卸料沉降式离心机是轻化工业应用己久的一类机械产品, 近年来在部分油厂用以分离机榨毛油中的悬浮杂质, 取得较好的工艺效果。

水化法

(1 ) 水化原理所谓水化, 是指用一定数量的热水或稀碱。 盐及其他电解质溶液, 加入毛油中, 使水溶性杂质凝聚沉淀而与油脂分离的一种去杂方法。 水化时, 凝聚沉淀的水溶性杂质以磷脂为主, 磷脂的分子结构中, 既含有疏水基团, 又含有亲水基团。 当毛油中不含水分或含水分极少时, 它能溶解分散于油中; 当磷脂吸水湿润时,水与磷脂的亲水基结合后, 就带有更强的亲水性, 吸水能力更加增强, 随着吸水量的增加,磷脂质点体积逐渐膨胀, 并且相互凝结成胶粒。 胶粒又相互吸引, 形成胶体, 其比重比油脂大得多, 因而从油中沉淀析出。

(2) 水化设备目前广泛使用的水化设备是水化锅。 一般油厂往往配备 2~3 只水化锅,轮流使用。 也可作为碱炼(中和) 锅使用。

三、 精炼工艺流程:

工艺分: 脱酸、 脱胶, 脱色, 脱臭, 冬化脱蜡等几步, 根据毛油的品种可采用其中的几步或全部工艺去精炼。

○ 1 脱酸:

植物油脂中总是有一定数量的游离脂肪酸, 其量取决于油料的质量。 种籽的不成熟性, 种籽的高破损性等, 乃是造成高酸值油脂的原因, 尤其在高水分条件下, 对油脂保存十分不利, 这样会使得游离酸含量升高, 并降低了油脂的质量, 使油脂的食用品质恶化。 脱酸的主要方法为碱炼和蒸馏法。 蒸馏法又称物理精炼法, 应用于高酸值、 低胶质的油脂精炼。这里主要介绍碱炼法。

碱炼脱酸的作用: 烧碱能中和粗油中的绝大部分游离脂肪酸, 生成的钠盐在油中不易溶解,成为絮状物而沉降。 生成的钠盐为表面活性剂, 可将相当数量的其他杂质也带入沉降物, 如蛋白质、 粘液质、 色素、 磷脂及带有羟基和酚基的物质。 甚至悬浮固体杂质也可被絮状皂团 携带下来。 因此, 碱炼具有脱酸、 脱胶、 脱固体杂质和脱色素等综合作用。 烧碱和少量甘三酯的皂化反应引起炼耗的增加。 因此, 必须选择较佳的工艺操作条件, 以获得碱炼油的较高得率。

○ 2 水化法脱胶:

脱除毛油中胶溶性杂质的过程称为脱胶, 即将脱胶工艺仅包含由毛油的水化, 一些杂质如: 磷脂、 胶质与蛋白质在无水时溶解在油中, 一旦水化就不能溶于油, 这就是水化脱胶的原理, 然而水化后仍有部分胶质在油中, 这就需要对其酸化处理来除去。 油脂胶溶性杂质不仅影响油脂的稳定性, 而且影响油脂精炼和深度加工的工艺效果。 油脂在碱炼过程中, 会促使乳化, 增加操作困难, 增大炼耗和辅助剂的耗用量, 并使皂脚质量降低; 在脱色过程中, 增大吸附剂耗用量, 降低脱色效果。

我们在实际生产中使用的方法是特殊湿法脱胶, 是水化脱胶方法的一种。 油脂水化脱胶的基本原理是利用磷脂等胶溶性杂质的亲水性, 将一定量电解质溶液加入油中, 使胶体杂质吸水、凝聚后与油脂分离。 其中胶质中以磷脂为主。 在水分很少的情况下, 油中的磷脂以内盐结构形式溶解并分散于油中, 当水分增多时, 它便吸收水分, 体积增大, 胶体粒子相互吸引, 形成较大的胶团, 由于比重的差异, 从油中可分离出来。 总体来说, 榨油机厂家比精炼厂更多地用到水化脱胶, 只有很小油脚在中间贮罐里积淀。脱胶后的水相可以在粕的蒸脱中再利用,而磷脂具有优秀的商业价值, 可以分别干燥。 毛油用泵泵入炼油锅, 进行脱胶和中和操作。当油和皂明显分离, 迅速下沉时, 停止搅拌, 静置, 然后吸出上层清油至水洗罐。 皂脚由底部排空管放至皂脚桶, 当皂脚含较多油时, 停止放皂脚, 皂脚由泵打入皂脚罐。 炼油罐中剩余的油混入下一罐继续。

○ 3 碱炼:

工艺过程的加碱量取决于毛油的酸价, 根据酸价计算需加入的理论碱量, 并加适量的超量碱。 毛油碱炼后生成皂脚。 皂脚粘度很大, 常因夹带有相当多的中性脂肪而降低油脂生产的得率。 为解决这个问题, 碱炼脱酸时有的加入表面活性剂二甲基苯磺酸钠, 以降低皂脚粘度, 使中性油易于与皂脚分离, 减少皂脚夹带的油量, 提高油的得率。 利用表面活性剂脱酸的方法是 1 963 年发明的, 被称之为海尔沃本脱酸法。 较后, 水洗和脱水, 以除去油中水分、 少量的皂和游离碱。

○ 4 脱色:

目的去除各种油脂都带有不同的颜色, 这是因为其中含有不同的色素所致。 在前面所述的精炼方法中, 虽可同时除去油脂中的部分色素, 但不能达到令人满意的地步。 因此,对于生产高档油脂——色拉油、 化妆品用油、 浅色油漆、 浅色肥皂及人造奶油用的油脂, 颜色要浅, 只用前面所讲的精炼方法, 尚不能达到要求, 必须经过脱色处理方能如愿。

油脂脱色的方法有日光脱色法(亦称氧化法) 、 化学药剂脱色法、 加热法和吸附法等。目前应用较广的是吸附法, 即将某些具有强吸附能力的物质(酸性活性白土、 漂白土和活性炭等) 加入油脂, 在加热情况下吸附除去油中的色素及其他杂质(蛋白质、 黏液、 树脂类及肥皂等) 。

间歇脱色即油脂与吸附剂在间歇状态下通过一次吸附平衡而完成脱色过程的工艺。 脱色油经贮槽转入脱色罐, 在真空下加热干燥后, 与由吸附剂罐吸入的吸附剂在搅拌下充分接触, 完成吸附平衡, 然后经冷却由油泵泵人压滤机分离吸附剂。 滤后脱色油入贮槽, 借真空吸力或输油泵转人脱臭工序。 压滤机中的吸附剂滤饼则转入处理罐同收残油。

○ 5 脱臭:

脱臭又称为水汽蒸腾、 汽提, 物理精炼。 臭味: 油脂中各种气味组分、 低分子醛、酮、 FFA(主要的) 以及烃等。 脱臭这一道工艺很重要, 下来脱臭工艺的基本原理。 首先, 利用油脂内的臭味物质和甘油三酯的挥发性上存在差异, 在高温真空条件下借助水蒸气蒸馏脱出臭味物质, 该温度大约为 200 度, 真空则是控制在≥0.1 Mpa,时间则是 120分钟左右。 温度控制的关键限值: 化学一般控制在 235~255℃, 主要监控依据为成品油是否合格, 油品是否有异味; 物理精炼一般会控制在 250~265℃, 主要监控依据为成品油色泽及游离酸是否合格。 脱臭在工艺上又可以分为间歇式、 半连续式和连续式三种。

○ 6 脱蜡:

脱蜡是从油脂中脱除或提取蜡质, 提高食用油的冷藏稳定性和透明度, 一般要求油中含蜡量低于 1 0-6以下。 脱蜡的原理就是冷冻, 蜡质在 40℃一下会随着温度降低而析出,蜡结晶有自身的规律和温度要求。 在常温(30℃) 以下, 溶解度低, 析出蜡的细晶粒而成为稳定的油溶胶, 从而影响油品的滋味、 适口度、 消化吸收率及透明度。

油脂脱蜡过程中所用的具有工艺特点的主要设备有结晶塔、 养晶罐和硅藻土处理罐等。

工藝流程如下:

脱臭油-→冷却结晶-→过滤-→脱蜡成品油 ↓ 蜡糊-→熔化-→压榨-→粗蜡 ↓ 软脂

四、 精炼主要设备

1 、 离心机

离心机是油脂精炼的主要设备之一, 目前国外主要是阿法-拉伐和韦斯伐利亚两家公司独占鳌头, 也许是受中国引进第一套 50t/d 阿法-拉伐离心机及配套碱炼设备的影响, 几乎 所有的同行都对阿法-拉伐离心机感兴趣。 但随着对国外技术的进一步了解, 人们发现同样具有优越的性能, 对于质量较差毛油用韦斯伐利亚离心机处理效果更好。

2、 过滤机

在油脂加工工艺中, 过滤是实现固、 液分离的一种必要手段。 在现代油脂加工中用立式叶片过滤机。 世界公认的立式叶片过滤机当属荷兰 Ama 公司生产的产品。 其实, 世界上几乎所有知名的油脂精炼成套设备公司选用的都是该公司的产品。国内已有数家公司消化吸收了该公司的设备并生产出了类似的产品, 经过若干年的实际应用与改进, 质量已接近 Ama公司产品的水平。

3、 蒸汽喷射泵

油脂脱臭所要求的真空残压通常在 200-600Pa, 这一点国内生产的真空泵完全可以达到,但是蒸汽耗量大。 世界上油脂精炼行业应用较多的真空泵品牌当属德国的 Korting。 其产品以真空稳定, 蒸汽耗量低而倍受业内人士的青睐。

4、 脱臭塔

国内较早用于植物油连续脱臭的脱臭塔为多层盘式脱臭塔, 后又设计了卧式脱臭塔, 目前在一定范围内仍有应用。 但随着油脂设备的不断更新、 规模的不断扩大, 多层立式脱臭塔以其浅料层结构和各层真空不会互串、能适用于不同处理量的特点, 得到了广泛的推广应用。

5、 脱色罐

不锈钢脱色罐主要适用于料液的脱色, 可以加入活性炭或者活性白土, 在加热 70~80度的条件下搅拌均匀脱色罐广泛应用于含高杂质溶液的脱色、 提纯、 净化、 去除热原除臭、去杂等。 脱色罐设备附件配置: 手孔、 视镜、 温度计、 料液进出口、 取样口、 回流口、 夹套热媒进出口等。

6、 结晶塔(罐) 结晶塔(罐)

是给蜡质提供适宜结晶条件的设备, 分间歇式和连续式。 前者可采用类似精炼罐的结构, 将换热装置改成夹套式, 搅拌速度要适宜蜡晶成长; 后者如图 6-50 所示。其主体是一带夹套的直立长圆筒体, 由上、 下碟盖和若干个塔体构成。 塔内有多层中心开孔的隔板, 塔体轴心有个搅拌轴, 轴上间隔地安装有搅叶导流圆盘挡板, 由变速电机带动, 作1 0~13rpm/min 的转动, 以促进塔内油脂的对流。 夹套有外接短管, 以便通入冷却水与塔内油脂进行热交换, 使蜡质冷却结晶。

7、 养晶罐

养晶罐是为蜡质晶粒成长提供条件的设备, 间歇式养晶罐与结晶罐通用。 连续式养晶罐的结构如图 6-51 所示, 主体是一带夹套的碟底平口圆筒体。 罐内通过支撑杆装有导流圆盘挡板。 置于轴心上的桨叶式搅拌轴由变速电机带动, 对初析晶粒的油脂作缓慢搅拌(转速 1 0~13rpm/min) 。 夹套上联有外接短管, 以便通入冷却剂与罐内油脂进行热交换, 促进晶粒的成长。 罐体外部装有液位计, 以便掌握流量, 控制养晶效果。

8、 蜡饼处理罐

蜡饼处理罐是溶剂脱蜡法中用于溶剂、 蜡糊和助滤剂分离的设备。 其结构如图 6-52所示。 主要由带碟盖的圆筒罐体和带过滤网的快开底盖以及液压启闭底盖的装置构成。 快开底盖焊有钻孔钢板滤网骨架, 骨架上附有 1 20 目/英寸 2 不锈钢滤网。 罐体用钢板焊制, 当底盖闭合时, 能承受 980kPa 的压力。 对应于滤网骨架下方的罐壁处接有液蜡出口和直接蒸汽管, 罐顶设有进料口和混合气体出口管。

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