食用油脂精炼工艺及其他知识
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毛油是怎样被精炼油设备炼成的
毛油是油料种籽被压榨或浸出后的油脂,而精炼油设备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。
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。
机械方法
(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,必须选择最佳的工艺操作条件,以获得碱炼油的最高得率。
○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1963年发明的,被称之为海尔沃本脱酸法。最后,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。