脱臭资料

第五节脱臭

纯净的甘油三酸酯是没有气味的，但用不同制取工艺得到的油脂都具有不同程度的气味，有些为人们所喜爱，如芝麻油和花生油的香味等，有些则不受人们欢迎，如菜油和米糠油所带的气味。通常将油脂中所带的各种气味统称为臭味，这些气味有些是天然的，有些是在制油和加工中新生的。气味成分的含量虽然很少，但有些在几个PPb即可被觉察。

引起油脂臭味的主要组分有低分子的醛、酮、游离脂肪酸、不饱和碳氢化合物等。如已鉴定的大豆油气味成分就有乙醛、正己醛、丁酮、丁二酮、3一羟基丁酮[2]、庚酮[2]、辛酮[2]、乙酸、丁酸、乙酸乙脂、二甲硫等十多种。在油脂制取和加工过程中也会产生新的异味，如焦糊味、溶剂味，漂土味、氢化异味等。此外，个别油脂还有其特殊的味道，如菜油中的异硫氰酸酯等硫化物产生的异味。

油脂中除了游离脂肪酸外，其余的臭味组分含量很少，仅0.1%左右。经验告诉我们，气味物质与游离脂肪酸之间存在着一定关系。当降低游离脂肪酸的含量时，能相应地降低油中一部分臭味组分。当游离脂肪酸达0.1%时，油仍有气味，当游离脂肪酸降至0．01～0．03%(过氧化值为0)时，气味即被消除，可见脱臭与脱酸是非常相关的。

油脂脱臭不仅可除去油中的臭味物质，提高油脂的烟点，改善食用油的风味，还能使油脂的稳定度、色度和品质有所改善。因为在脱臭的同时，还能脱除游离脂肪酸、过氧化物和一些热敏性色素，除去霉烂油料中蛋白质的挥发性分解物，除去小分子量的多环芳烃及残留农药，使之降至安全程度内。因此，脱臭在高等级油脂产品的生产中倍收重视。

一、脱臭的理论

(一)水蒸汽蒸馏理论

油脂脱臭是利用油脂中臭味物质与甘油三酸酯挥发度的很大差异，在高温和高真空条件下借助水蒸汽蒸馏脱除臭味物质的工艺过程。对水蒸汽蒸馏脱酸和脱臭时从油脂中分离出的挥发性组分的蒸汽压与温度曲线图进行分析可知：酮类具有最高的蒸汽压，其次是不饱和碳氢化合物，最后为高沸点的高碳链脂肪酸和烃类。在工业脱臭操作温度（250℃）下，高碳链脂肪酸的蒸汽压约为26～2.6Kpa。然而，天然油脂和高碳链脂肪酸相应的甘三脂的蒸汽压却只有1.3×10-9～1.3×10-10KPa。

天然油脂是含有复杂组分的混甘三酯的混合物，对于热敏性强的油脂而言，当操作温度达到臭味组分汽化强度时，往往即会发生氧化分解，从而导致脱臭操作无法进行。为了避免油脂高温下的分解，可采用辅助剂或载体蒸汽，其热力学的意义在于从外加总压中承受一部分与其本身分压相当的压力。辅助剂或载体蒸汽的耗量与其分子量成正比。因此，从经济效益出发，辅助剂应具有分子量低、惰性、价廉、来源容易以及便于分离等特点，这些便构成了水蒸汽蒸馏的基础。

水蒸汽蒸馏（又称汽提）脱臭的原理，系水蒸汽通过含有臭味组分的油脂，汽——液表面相接触，水蒸汽被挥发的臭味组分所饱和，并按其分压的比率逸出，从而达到了脱除臭味组分的目的。

假设被脱臭油脂（含甘三酯和臭味组分）符合理想溶液状态，令p v 为游离脂肪酸及臭味组分在油脂内的平衡压力；P v 为纯脂肪酸及臭味组分的蒸汽压；V 为游离脂肪酸及臭味组分的摩尔数；O 为甘三酯的摩尔数，则根据拉乌尔（Lavore ）定律，脂肪酸和臭味组分的蒸汽压将等于其在纯粹状态下的蒸汽压乘上它在油脂中的浓度，即：

p v = P v （

V ） O+V （6-16）

正常情况下，由于中性油脂与游离脂肪酸及臭味组分具有较大的摩尔体积比，O 可看作O+V 的近似值，因此，公式（6-16）可简化成：

（6-17）

根据道尔顿定律，在任何瞬间，来自脱臭器的蒸汽馏出物中，挥发性物质与水蒸气摩尔之比等于其分压之比值，有以下公式：

dS

= p s d V

p v /

（6-18）

式中：V ——脂肪酸及臭味组分的摩尔数；

S ——水蒸汽的摩尔数；

p v /——脂肪酸及臭味组分的实际分压；

p s ——水蒸汽的实际分压。

由于水蒸汽蒸馏过程中，水蒸汽用量大，脂肪酸及臭味组分的实际分压p v /与水蒸汽的实际分压p s 比较，其数值是很小的，p s 可近似地看作总压力P （P= p s + p v /）。因此，公式（6-18）可演变为：

dS

= P d V

p v /

（6-19） 若以E 代表水蒸汽蒸馏过程脂肪酸和臭味组分的蒸发效率，则：

p v = P v V O E= p v / p v

（6-20） 根据公式（6-17）、（6-20）可推导出脂肪酸及臭味组分的实际分压：

（6-21） 将公式（6-21）代入公式（6-19）则

dS

= PO DV

EP v V

（6-22） 对公式（6-22）积分可得：

S=

PO ln （ V 1 ） EP v V 2

（6-23）

式中：V 1——油脂中游离脂肪酸及臭味组分的最初浓度；

V 2——油脂中游离脂肪酸及臭味组分的最终浓度。 由于汽提脱臭过程中，部分中性油脂在高温下会水解产生脂肪酸，一些热敏性组分也会分解产生新的挥发性组分，因此，油脂在汽提脱臭过程中，一定温度下组分的实际分压总是小于相同温度下理想状态所具有的压力，故水蒸汽实际耗量较公式（6-23）的理论值有误差。若以K 代表校正系数，A 代表脂肪酸和臭味组分的活动系数，则接近于生产实际的汽提脱臭方程可用下式表示：

S= PO ln （ V 1 ） EP v A V 2

（6-24） 或

ln （ V 1 ） = EP v AS = KP v S V 2 PO PO

（6-25）

式中：E ——蒸发效率；

P v ——纯脂肪酸及臭味组分的蒸汽压；

P ——系统总压力；

A ——活动系数；

K ——校正系数；

S ——水蒸汽的摩尔数；

O ——中性油脂的摩尔数。

p v /= EP v V O