武漢工業(yè)學(xué)院羅志老師經(jīng)典講義-油脂精煉-脫臭課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,油脂脫臭,利用油脂內(nèi)臭味組分與甘油三酸酯之間揮發(fā)度的較大差異，在高溫、高真空條件下，借助于水蒸氣蒸餾脫除油脂中的臭味物質(zhì)的工藝方法稱為脫臭。,1,油脂脫臭 利用油脂內(nèi)臭味組分與甘油三酸酯之,概述,一、,臭味的分類,天然氣味：,低分子醛、酮、游離脂肪酸、不飽和碳?xì)浠?合物等,新生氣味：,焦糊味、溶劑味，漂土味、氫化異味等,特有氣味：,異硫氰酸酯等硫化物、芝麻酚等產(chǎn)生的異味,2,概述一、臭味的分類2,二、脫臭的目的,脫除油中的臭味物質(zhì)，改善食用油的風(fēng)味,提高油脂的煙點(diǎn)，降低污染,脫除微量有毒成分,過氧化物及其分

2、解物,霉?fàn)€油料中蛋白質(zhì)的揮發(fā)性分解物,小分子量的多環(huán)芳烴及殘留農(nóng)藥等,破壞油中的一些熱敏性色素,3,二、脫臭的目的3,第一節(jié) 脫臭的理論,一、脫臭原理（水蒸氣蒸餾）,基于游離脂肪酸與甘油三酸酯在一定條件下的揮發(fā)度(沸點(diǎn))差異。,在工業(yè)脫臭操作溫度(250,)條件下：,高碳鏈脂肪酸的蒸氣壓約為：,2.6-26.66kPa,相應(yīng)的甘三酯的蒸氣壓約為：,1.310,-4,-1.310,-3,kPa,常壓、250,條件下，油脂分解。,4,第一節(jié) 脫臭的理論一、脫臭原理（水蒸氣蒸餾）基于,蒸氣壓(mmHg),溫度(),假設(shè)：待脫臭油符合理想溶液，臭味組分為溶質(zhì)，,則根據(jù)拉烏爾(,Lavore,)定律，可

3、推導(dǎo)得,：,5,蒸氣壓(mmHg)溫度()假設(shè)：待脫臭油符合,式中：,E汽提效率 K校正系數(shù)(,K=EA),P系統(tǒng)總壓力(Pa)A活動(dòng)系數(shù),P,v,臭味組分蒸氣壓(Pa)S 水蒸氣摩爾數(shù)(kmol),k,臭味組分?jǐn)U散常數(shù) O,中性油脂摩爾數(shù)(kmol),F汽、油接觸面積 V,1,脫臭前臭味組分摩爾數(shù)(kmol),t汽、油接觸時(shí)間 V,2,脫臭后臭味組分摩爾數(shù)(kmol),汽提(脫臭),方程式,間歇式汽提方程式：,連續(xù)式汽提方程式：,汽提效率方程式：,6,式中：汽提(脫臭)方程式間歇式汽提方程式：連續(xù),由間歇式和連續(xù)式汽提公式可以得知脫臭罐(塔)的蒸發(fā),效率，均與設(shè)備操作溫度，壓力和水蒸氣量/油

4、量三個(gè)主要參,數(shù)有關(guān)，它們之間的關(guān)系可概括如下：,V,2,與操作溫度成反比,在固定壓力下，隨著操作溫度的提高，P,V,增大，則脫臭油,脂中游離脂肪酸及臭味組分的最終濃度降低。,V,2,與P成正比,降低操作壓力P，則V,2,也相應(yīng)降低。,V,2,與(S/O)成反比,也即隨著（S/O）比值的增大，脫臭油脂中游離脂肪酸及,臭味組分的摩爾數(shù)V,2,降低。,7,由間歇式和連續(xù)式汽提公式可以得知脫臭罐(塔)的,二、脫臭損耗,油脂中的氣味組分量是極少的，一般不超過油,重的0.10%。但實(shí)際損耗卻遠(yuǎn)大于該數(shù)值。,在先進(jìn)的設(shè)備及合理的操作條件下，對于游離,脂肪酸含量小于0.10%的油脂，在操作壓力為0.4kPa

5、、,溫度為230-270條件下，脫臭制得的良好產(chǎn)品，其,脫臭最小損耗一般為：,(0.2%-0.4%)+(1.05-1.2)FFA%,脫臭損耗=蒸餾損耗+飛濺損耗,8,二、脫臭損耗 油脂中的氣味組分量是極少的，一般不超過油,（一）蒸餾損耗,1.蒸餾出低分子醛、,酮、不飽和碳?xì)浠衔锛坝沃?肪酸等引起的損耗,當(dāng)FFA%降低至0.015%-0.03%時(shí)：,FFA脫除速率=水解生成FFA速率,汽提蒸汽帶出的游離脂肪酸的損耗(kg/kg),操作壓力(kPa),1.3,1.3,0.4,操作溫度(),210,238,248,蒸餾損耗（kg/kg）,0.005-0.012,0.008-0.011,0.034-

6、0.058,這部分的蒸餾損耗一般不超過總損耗的20-30%。,9,（一）蒸餾損耗 1.蒸餾出低分子醛、酮、不飽和碳?xì)浠衔锛坝?2.蒸餾出甾醇、生育酚等不皂化物引起的損耗,盡管這部分物質(zhì)較游離脂肪酸難于揮發(fā)，但不,可避免會(huì)失去一部分，若在較高的脫臭操作條件下，,甚至可能占脫臭餾出物的大部分。,以豆油為例，在較高的脫臭溫度下，甾醇及不,皂化物蒸餾脫除率約為60%，而在一般操作條件下則,脫除率較低。,10,2.蒸餾出甾醇、生育酚等不皂化物引起的損耗10,3.蒸餾出甘油三酸酯引起的損耗,甘油三酸酯蒸氣壓很低，不可能構(gòu)成直接蒸餾,損耗。中性油的蒸餾損耗，可認(rèn)為是甘三酯水解生,成的甘二酯、甘一酯和脂肪酸

7、被蒸餾出去所引起的,損耗。,汽提蒸汽帶出的中性油脂及不皂化物的損耗（kg/kg）,*,操作壓力（kPa）,3.3,1.3,操作溫度（）,210,238,210,238,蒸餾損耗（kg/kg）,0.018,0.057,0.035,0.110,*,貝雷等人在實(shí)驗(yàn)中對棉籽油工業(yè)間歇式脫臭中性油損,耗進(jìn)行測定的結(jié)果,11,3.蒸餾出甘油三酸酯引起的損耗汽提蒸汽帶出的中性油脂及不皂,（二）飛濺損耗,在許多脫臭裝置中，由于汽提蒸汽的機(jī)械作用,及膨脹動(dòng)能而引起的油脂飛濺是構(gòu)成脫臭損耗的另,一重要方面。,汽提蒸汽的速度是影響飛濺損耗的主要因素。,在任何情況下，飛濺損耗率均與蒸汽的密度和速度,有關(guān)，Soytte

8、r和Bolon對蒸汽帶走一定大小油滴所,需的極限速度曾發(fā)表如下公式：,式中：V水蒸氣的直接速度；,D油滴的直徑；,d,1,油滴的密度；,d,2,蒸汽的密度,K常數(shù)。,d,1,d,2,一定溫度下d,1,為常數(shù),12,（二）飛濺損耗 在許多脫臭裝置中，由于汽提蒸汽的機(jī)械,噴汽速率與操作壓力的合理配合是減少飛濺損耗的關(guān)鍵。,間歇脫臭時(shí)的飛濺損耗,13,噴汽速率與操作壓力的合理配合是減少飛濺損耗的關(guān)鍵。,一、脫臭工藝條件,（一）脫臭溫度,在壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，脫臭越易進(jìn)行：,TP,V,臭味物質(zhì)溜出量S/O,溫度太高將引起：,部分油脂水解；,較多生育酚、甾醇等被溜出；,產(chǎn)生熱聚合，降低油脂的營養(yǎng)價(jià)值（

9、有些有毒）。,工業(yè)生產(chǎn)脫臭脫臭溫度 T=230-270,第二節(jié) 影響脫臭的因素,14,一、脫臭工藝條件第二節(jié) 影響脫臭的因素 14,(二)操作壓強(qiáng)(真空度),相對真空干燥和脫色而言，脫臭對真空度的要求,是最高的。一般需采用三級或四級蒸汽噴射泵來制造,真空。操作壓強(qiáng)為：,0.2-0.4kPa(真空度757-758mmHg)。,高真空度條件,可以降低油脂水解損失，且酸值下降,可以縮短脫臭時(shí)間,可以減少直接蒸汽的用量,高真空度雖說對脫臭有利，但太高的真空度勢必會(huì)增加蒸汽噴射泵的動(dòng)力蒸汽消耗，反而使操作不經(jīng)濟(jì)。,15,(二)操作壓強(qiáng)(真空度)相對真空干燥和脫色而,不同油脂脫臭時(shí)的溫度及操作壓強(qiáng),油品,

10、種類,脫臭系統(tǒng),間歇式,連續(xù)式,操作壓強(qiáng),（kPa）,溫度,（）,操作壓強(qiáng),（kPa）,溫度,（）,大豆油,菜籽油,花生油,葵花子油,橄欖油,椰子油,棕櫚油,棕櫚仁油,1.32.7,1.32.7,1.32.7,1.32.7,1.32.7,1.32.7,1.32.7,1.32.7,200,200,190,190,180,180,180,180,0.50.8,0.50.8,0.50.8,0.50.8,0.50.8,0.50.8,0.50.8,0.50.8,240,240,220,220,220,180,230,230,16,不同油脂脫臭時(shí)的溫度及操作壓強(qiáng)油品脫臭系統(tǒng)間歇式連續(xù)式操作壓,（三）通汽速

11、率和脫臭時(shí)間,通汽速率,脫臭過程中直接蒸汽的作用是：,脫臭條件與蒸汽噴射量,(某廠5噸間歇式脫臭),脫臭條件,蒸汽噴射量（kg/h）,75,100,125,150,200,時(shí)間(h),16,9,7,7,7,溫度(),200,200,200,200,200,操作壓強(qiáng)(kPa),1.6,1.6,1.6,1.6,1.6,降低系統(tǒng)沸點(diǎn)、加熱、攪拌(混合)、傳質(zhì)(載體),通汽速率高能縮短脫臭時(shí)間。但太高了就有可能增大飛濺損耗，同時(shí)也不經(jīng)濟(jì)。,17,（三）通汽速率和脫臭時(shí)間通汽速率脫臭條件與蒸汽噴射量(某廠5,脫臭時(shí)間,T、P,V,、P、S/Ot,適當(dāng)延長脫臭時(shí)間，可以減少直接蒸汽用量。,但時(shí)間太長，易產(chǎn)

12、生油脂熱聚合、熱敏性組分分,解等不利現(xiàn)象。,通常,間歇式脫臭：3-8h,連續(xù)式脫臭：15-120min,18,脫臭時(shí)間18,型式,脫臭器型式不同，直接蒸汽用量不同,間歇式,：,(,5%-15%)G,o,半連續(xù)式：4.5%G,o,連續(xù)式：4%G,o,左右,油層厚度,深油層內(nèi)絕對壓強(qiáng)比較高，脫臭作用僅在油的淺表層進(jìn)行。,間歇式：油層較厚(1000-1400mm)，時(shí)間長,連續(xù)式：油層較薄(200-300mm)，時(shí)間短,（四）脫臭器的結(jié)構(gòu)型式,19,型式（四）脫臭器的結(jié)構(gòu)型式19,液面以上空間大小,空間大,易回流；空間小飛濺損耗,一般會(huì)設(shè)置折流板等阻擋飛濺油滴。,材質(zhì),高溫下油脂與鐵發(fā)生反應(yīng)，色澤大

13、幅度加深；金屬離子是油脂氧化的催化劑，降低油脂,的氧化穩(wěn)定性。,T200時(shí)，必須采用不銹鋼材質(zhì)。,密封性,嚴(yán)格密封，不漏氣，避免油脂氧化。,20,液面以上空間大小20,（五）脫臭前后油脂質(zhì)量,V,1,/V,2,對脫臭是有影響的。,V,1,越大，油質(zhì)越差；V,2,越小，脫臭難度越大。,故脫臭前應(yīng)獲得質(zhì)量較好的油脂；而對成品油,脂的品級不應(yīng)隨意提高。,21,（五）脫臭前后油脂質(zhì)量 V1/V2對脫臭是有影,（六,）直接(汽提)蒸汽的質(zhì)量,直接蒸汽由于直接與油接觸，其質(zhì)量應(yīng)為：,干燥、不含氧的飽和蒸汽,鍋爐水易將金屬離子帶入油脂中而影響成品,油脂的氧化穩(wěn)定性。,采用鍋爐蒸汽經(jīng)分水處理后使用,采用直接蒸

14、汽發(fā)生器（專用）,22,（六）直接(汽提)蒸汽的質(zhì)量 直接蒸汽由于直接,第三節(jié) 脫臭工藝,一、間歇式脫臭工藝,（一）工藝過程：,23,第三節(jié) 脫臭工藝一、間歇式脫臭工藝23,（二）工藝要點(diǎn),預(yù)熱(間接蒸汽)：100,脫臭溫度(直接蒸汽)：230-270（170-180）,壓強(qiáng)(真空度)：0.27-0.40kPa(1.3kPa),脫臭時(shí)間：3-8h,冷卻過濾：70左右,加檸檬酸：濃度5%；(0.02%-0.04%)G,o,檸檬酸的加法：,檸檬酸的作用：,預(yù)熱,到100加50%；冷卻到100加50%,預(yù)熱到100全部加入,提高油脂氧化穩(wěn)定性，改善油脂風(fēng)味,螯合金屬離子，鈍化其促氧化作用,24,（二

15、）工藝要點(diǎn)檸檬酸的加法：檸檬酸的作用：預(yù)熱到100加5,二、(半)連續(xù)式脫臭工藝,25,二、(半)連續(xù)式脫臭工藝25,第四節(jié) 脫臭設(shè)備,一、脫臭器,（一）間歇式脫臭鍋,（二）半連續(xù)脫臭器,（三）連續(xù)式脫臭器,26,第四節(jié) 脫臭設(shè)備一、脫臭器26,間,歇,式,脫,臭,鍋,27,間27,半連續(xù)脫臭器（雙殼體）,28,半連續(xù)脫臭器（雙殼體）28,連續(xù)水平式淺盤脫臭器,29,連續(xù)水平式淺盤脫臭器29,連續(xù)脫臭器（單殼體）,30,連續(xù)脫臭器（單殼體）30,二、析氣器,31,二、析氣器31,三、真空設(shè)備,（一）一般真空度：,2.7-8kPa(20-60mmHg),機(jī)械真空泵,水噴射泵,水-汽串聯(lián)噴射泵,二級蒸汽噴射泵,（二）高真空度：0.13-1.3kPa(1-10mmHg),三級蒸汽噴射泵：0.53-1.3kPa(4-10mmHg),四級蒸汽噴射泵：0.13-0.4kPa(1-3mmHg),32,三、真空設(shè)備（一）一般真空度：2.7-8kPa(20-60m,四級蒸汽噴射泵,33,四級蒸汽噴射泵33,四、脂肪酸捕集器,34,四、脂肪酸捕集器34,脫臭熱媒,飽和水蒸氣：200以下,過熱水蒸氣：310以下,高壓水蒸氣：350以下,導(dǎo) 熱 油：320以下,電 加 熱：適用于小型脫臭器,道生蒸汽：350以下,聯(lián)苯-聯(lián)苯醚混合物(有毒，易滲漏),35,脫臭熱媒飽和水蒸氣：200以下35,