油脂脱胶
更新时间:2024-03-16 08:18:01 阅读量: 综合文库 文档下载
第二节 油脂脱胶
毛油属于胶体体系,其中的磷脂、蛋白质、粘液质和糖基甘油二酯等,因与甘三酯组成溶胶体系而得名为油脂的胶溶性杂质。胶溶性杂质的存在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。例如油脂在碱炼过程中容易形成乳化,增加操作的难度,加大油脂精炼损耗和辅助材料的耗用量,并使皂脚的质量降低;在脱色过程中,会增大吸附剂的耗用量,降低脱色效果;未脱胶的油脂无法进行物理精炼和脱臭操作,也无法进行深加工。因此,毛油精制必须首先脱除胶溶性杂质。 应用物理、化学或物理化学的方法脱除毛油中脱溶性杂质的工艺过程称为脱胶。脱胶的方法有水化脱胶、酸炼脱胶、吸附脱胶、热聚脱胶及化学试剂脱胶等,油脂工业上应用最为普遍的是水化脱胶和酸炼脱胶。而食用油脂的精制多采用水化脱胶,强酸酸炼脱胶则用于工业用油的精制。
一、 水化脱胶
水化脱胶是利用磷脂等胶溶性杂质的亲水性,将一定量的热水或稀碱、食盐、磷酸等电解质水溶液,在搅拌下加入热的毛油中,使其中的胶溶性杂质吸水凝聚,然后沉降分离的一种油脂脱胶方法。在水化脱胶过程中,能被凝聚沉降的物质以磷脂为主,还有与磷脂结合在一起的蛋白质、糖基甘油二酯、粘液质和微量金属离子等。
(一)水化脱胶的基本原理
磷脂是一种表面活性剂,分子由亲水的极性基团和疏水的非极性基团组成,根据稳定体系的热力学条件,自由能达到最小时体系最稳定。当磷脂溶于水时,它的疏水基团破坏了水分子之间的氢键,也改变了疏水基附近水的构型,从而使体系的熵降
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低,自由能增加,结果一些磷脂分子从水中排挤出来并吸附在溶液周围的界面上,亲水基朝向水相,疏水基则远离水相,磷脂分子在水面上定向排列如图6-1。
水分子与表面活性剂的疏水基接触面积越小,则体系的自由能越低,体系就越稳定。因此,在表面活性剂达到一定浓度时,有形成胶态集合体的倾向,这种集合体就称为胶束。在胶束中疏水基团彼此聚集在一起,大大减少了水分和疏水基之间的排斥。胶束是两性分子在溶剂中的集合体,可以在水相和非水相介质中形成。在非水相系中胶束形成是亲油基朝向外部的油或溶剂中,亲水基转向胶束核内部,这种胶束称为逆相胶束,这便是油中磷脂所形成的胶束。
有人曾用X射线衍射和光散射法研究卵磷脂和水的混合物,结果发现:当水量低时,卵磷脂分子的极性基团朝向中央含水的髓心(如图6-1c);随着水量的增加,磷脂分子定向的排列成烃链尾尾相接的双分子层,一个磷脂双分子层与另一个磷脂双分子层之间被一定数量的水分子隔开,以此方式向空间纵深发展,即成为片(层)状带液体的结晶体(如图6-1d);当水量增至很大时,磷脂分子就形成单分子层囊泡(如图6-1e)。水分子在磷脂分子之间并未破坏磷脂分子,而是引起磷脂的膨胀。实验还表明,若将磷脂悬浮分散在水中,它还可以自发膨胀成多层的类似洋葱状的封闭球形结构——“多层脂质体”。它的每个片层都是磷脂双分子层结构,片层之间和中心是水。多层脂质体经高频声波自理可变成单层脂质体,它是仅由一层磷脂双分子层围成的小球,球心是水相(如图6-1f)。
磷脂在油脂中的水化作用和无油时磷脂与水的作用不同。磷脂的甘三酯溶胶(粗油)与水接触时,由于磷脂的双亲性均强,起乳化和增溶作用,而使水浸入原来难以进入的油相,形成混合脂质双分子层——磷脂分子和甘三酯分子在往复交替排列的双
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分子层,水分子在两层混合双分子层之间,因此也出现膨胀现象,呈现更显著的胶体性质。
磷脂、甘三酯和水三者间的相互作用力取决于组成混合双分子层的磷脂和甘三酯分子数目的比例。据实验分析脱水胶粒的结果得知:混合双分子层中磷脂占70%,甘三酯占30%时,三者间的相互作用力最大,胶粒最稳定;而油占70%,磷脂占30%的混合双分子层胶粒的稳定性较差。
发生水化作用的磷脂吸附油中其他胶质,颗粒增大,再互相聚集而逐渐析出悬浮于油相中,随着吸水量的增加,膨胀程度增加,胶粒吸引力所波及的圆周范围扩大,从而由小胶粒相互吸引絮凝成大的胶团,为重力沉降或离心分离奠定了基础。胶粒越稳定越易与油脂分离,且分离出的油脚含油量低,油脂精炼损耗低。
(二)影响水化脱胶的因素
毛油中发生水化作用的磷脂胶团具有混合双分子层的结构,该结构的稳定程度以及水化胶团的絮凝状况决定了分离效果和水化油脚的含量油,因此,掌握水化和絮凝过程中的影响因素,对获得水化脱胶的最佳工艺效果至关重要。
1、加水量
水是磷脂水化的必要条件,它在脱胶过程中的主要作用是:润湿磷脂分子,使卵磷脂由内盐式转变成水化式;使磷脂发生水化作用,改变凝聚临界温度;使其他亲水胶质吸水改变极化度;促使胶粒凝聚或絮凝。
水化操作中,适量的水才能形成稳定的水化混合双分子层结构、胶粒才能絮凝良好。水量不足,磷脂水化不完全,胶粒絮凝不好;水量过多,则有可能形成局部的水/油或油/水乳化现象,难以分离。
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水化加水量通常与胶质含量和操作温度有一定的关系。操作温度高时,胶体质点布朗运动剧烈,诱导极化度大,故凝聚需要的水量大;反之,需要的水量少。
工业生产中,不同的水化脱胶工艺,其如水量(W)粗油胶质含量(X)一般有如下关系:
低温水化(20~30℃) W=(0.5~1)X; 中温水化(60~65℃) W=(2~3)X; 高温水化(85~95℃) W=(3~3.5)X;
具体操作中,适宜的加水量可通过下列小样试验来确定。 2、操作温度
毛油中胶体分散相在外界条件影响下,开始凝聚时的温度,称之为胶体分散相的凝聚临界温度。临界温度与分散相质点粒度有关,质点粒度越大,质点吸引圈也越大,因此,凝聚临界温度也就越高。又如前节水化脱胶原理所述,毛油中胶体分散相的质点粒度,是随水化程度的加深而增大的。因此,胶体分散相吸水越多,凝聚临界温度也就越高。水化脱胶操作温度,一般与临界温度相对应(为了有利于絮凝,一般都是稍高于临界温度)。这样,脱胶加水量便成了操作温度的函数,即脱胶操作温度高,加水量大,反之则小。
毛油胶粒凝聚的过程是可逆的,已凝聚的胶质可在高于凝聚临界温度下重新分散。因此,根据水化作用情况,合理调整操作温度尤为重要。工业生产中往往是先确定工艺操作温度,然后根据油中胶质含量计算加水,最后再根据分散相水化凝聚情况,调整操作的最终温度。但终温要严格控制在水的沸点以下。
3、混合强度与作用时间
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水化脱胶过程中,油相与水相只是在相界面上进行水化作用。对于这种非均态的作用,为了获得足够的接触界面,除了注意加水时喷洒均匀外,往往要借助于机械混合。混合时,要求使物料既能产生足够的分散度,又不使其形成稳定的油/水或水/油乳化状态。特别是当胶质含量大,操作温度低的时候尤应注意。因为低温下胶质水化速度慢,过分激烈的搅拌,会使较快完成水化的那部分胶体质点,有可能在多量水的情况下形成油/水乳化,以致给分离操作带来困难。连续式水化脱胶的混合时间短,混合强度可以适当高些。间歇式水化脱胶的混合强度须密切配合水化操作,添加水时,混合强度一般要高些,搅拌速度以60~70r/min为宜,随着水化程度的加深,混合强度应逐渐降低,到水化结束阶段,搅拌速度则应控制在30 r/min以下,以使胶粒絮凝良好,有利于分离。
水化脱胶过程中,由于水化作用发生在相界面上,加之胶体分散相各组分性质上的差异,因此,胶质从开始润湿到完成水化,需要一定的时间,除由小样试验确定外,还可由操作经验加以判断。在加水量与操作温度相应的情况下,如果分离时,重相只见乳浊水或分离出的油脚呈稀松颗粒状、色黄并拌有明水、脱胶油280℃加热试验不合格时,即表明水化作用时间不足,反之,当分离出的油脚呈褐色粘胶时,则表明水化时间适宜。
水化脱胶过程包括水化胶粒的絮凝,因此,当粗油胶体分散相含量较少时,为了使胶粒絮凝良好,应该适当的延长作用时间。
4、电解质
油中的胶体分散相,除了亲水的磷脂外,由于油料成熟度差、储藏期品质的劣变、生长土质以及加工条件等因素的影响,有时尚含有一部分非亲水的磷脂(β-磷脂、钙镁复盐式磷脂、溶血磷脂、N-酰基脑磷脂等),以及蛋白质降解产物(膘、胨)的
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复杂结合物,个别油品尚含有由单糖基和糖酸组成的粘液质。这些物质有的因其结构的对称性而不亲水,有的则因水合作用,颗粒表面易为水膜所包围(水包分子)而增大电斥性,因此,在水化脱胶中不易被凝聚。对于这类胶体分散相,可根据胶体水合、凝聚的原理,通过添加食盐或明矾、硅酸钠、磷酸、柠檬酸、酸酐、磷酸三钠、氢氧化钠等电解质稀溶液改变水合度、促使凝聚。
电解质在脱胶过程中的主要作用是:
⑴ 中和胶体分散相质点的表面电荷,消除(或降低)质点的ξ电位或水合度,促使胶体质点凝聚。
⑵ 磷酸和柠檬酸等促使钙镁复盐式磷脂、N-酰基脑磷脂和对称式结构(β-)磷脂转变成亲水性磷脂。
⑶ 明矾水解出的氢氧化铝以及生成的脂肪酸铝具有较强的吸附能力,除能包络胶体质点外,还可吸附油中色素等杂质。
⑷ 磷酸、柠檬酸螯合、钝化并脱除与胶体分散相结合在一起的微量金属离子,有利于精炼油气味、滋味和氧化稳定性的提高。
⑸ 促使胶粒絮凝紧密,降低絮团含油量,加速沉降速度,提高水化得率与生产率。
水化脱胶时,电解质的选用须根据毛油品质、脱胶油的质量、水化工艺或水化操作情况来确定。对于一般食用的脱胶油,只是当普通水水化脱不净胶质、胶粒絮凝不好或操作中发生乳化现象时,才添加电解质。如果选用食盐或磷酸三钠,其量约为油重的0.2%~0.3%(解除乳化现象不在此列);若选用明矾和食盐,其量则各占油重的0.05%。当脱胶作为精制油的前道精炼工序时,则需按油重的0.05%~0.2%添加磷酸(浓度为85%)调质,以保证脱胶效果和后续工序的处理质量,见表6-6。
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表6-6 磷酸调质处理对碱炼油品质的影响
磷脂含量(%) 项目 油品 磷酸(85%)添水洗加量(%) 粗油 后 菜籽油 菜籽油 花生油 花生油 豆油 豆油 葵花籽油 葵花籽油 棉籽油 棉籽油 5、其他因素
水化脱胶过程中,油中胶体分散相的均布程度影响脱胶效果的稳定。因此,水化前粗油一定要充分搅拌,使胶体分散相分布均匀。水化时添加水的温度对脱胶效果也有影响,当水温与油温相差悬殊时,会形成稀松的絮团,甚至产生局部乳化,以致影响水化油得率,因此通常水温应与油温相等或略高于油温。此外,进油流量、沉降分离温度也影响脱胶效果,操作中需要注意。
(三)水化脱胶工艺 1、间歇式水化脱胶工艺
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含皂量(ppm) 水洗前 水洗后 - 0.20 - 0.10 - 0.20 - 0.20 - 0.20 0.63 0.63 0.84 0.84 1.10 1.10 0.57 0.57 0.70 0.70 0.20 0.005 0.14 0.006 0.32 0.006 0.15 0.011 0.30 0.012 2300 1300 1100 480 2700 800 2000 1100 5000 1100 1000 30 260 20 1600 60 310 80 2100 110 间歇式水化脱胶的方法较多,但其工艺程序基本相似,都包括加水(或加直接蒸汽)水化、沉降分离、水化油干燥和油脚处理等内容。其通用工艺流程如图6-2所示。 软水 ↓
过滤毛油→预热→水化→静置沉降→分离→含水脱胶油→干燥(脱溶)→脱胶油 ↑ ↓
回收油←油脚处理←富油油脚 图 6-2 间歇式水化脱胶工艺流程
间歇工水化脱胶,按操作温度及加水方式不同分为高温、中温、低温及直接蒸汽水化方法。
(1)高温水化法
高温水化法是将粗油加热到较高的操作温度,用沸水进行水化,终温90℃左右,加水量为粗油胶质含量的3~3.5倍。其特点是在高温高水量下,中性油粘度小,胶质吸水膨胀排挤力大,从而降低了絮凝胶团中性油含量,提高了精炼率。现以豆油水化脱胶为例来阐述该工艺的操作过程。
①预热。预热的目的是将粗油加热到水化温度,并使胶质初步润湿,为水化作好准备。预热分以下三个阶段进行:
第一阶段以间接蒸汽加热,根据粗油胶质含量将油温调整到45~60℃。 第二阶段改用直接蒸汽升温润湿,使油内胶质初步润湿、析出小的胶粒。操作中要注意掌握使润湿析出的胶粒不能过大,更不许形成絮状胶团。
第三阶段用间接蒸汽加热,将油温调整到80℃左右,使第二阶段形成的胶粒分散成最小的粒子,为水化创造好条件。
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②加水水化。加水过程是水化脱胶的关键,操作时要根据胶粒水化速度所呈现的状态变化确定加水量、加水速度及操作温度。
开始加水时,继续以间接蒸汽缓慢升温,先加浓度为0.7%左右的沸腾食盐溶液,7~8min后同时加注热水和盐水,加水速度要稍快些,但应视胶粒吸水情况随时调整。
加水的数量根据粗油胶质含量而定,一般为胶质含量的3.5倍(包括直接蒸汽预热时的凝结水),但也必须根据在加水过程中抽样检查的水化程度灵活掌握,一般以形成易于分离的似透明状白色胶粒为合适。最终操作温度视油中含水和胶粒絮凝分离情况而定,当油面微细油沫减少,出现明显“油路”时,停止加热,将搅拌速度降低到 3 0~10 r/min,使胶粒在慢速搅拌下絮凝,完成水化过程。搅拌时间根据胶粒絮凝沉降情况而定,一般为10~15min。当絮凝胶粒易于沉降,油中无悬浮胶粒时停止搅拌进行沉降分离。
③静置沉降、分离。絮凝胶团沉降过程中,伴随着胶团的压缩排油,为了有利于沉降和降低油脚含油量,特别是在冬季应注意保温,并严格堵绝加热装置漏气引起油层对流而影响沉降效果。沉降5~8 h后,由摇头管放出上层净油,由罐底截门排出似透明状的压实胶团,白糊状的胶团含油量较多,可留在水化罐里混入下批粗油脱胶。
④加热干燥(或脱溶)。水化净油中尚含有0.3%~0.6%的水分,需转入脱水设备干燥脱水。脱水操作于真空条件下进行,温度100~105℃,绝对压力4.0kPa。脱水至油面和视镜玻璃不见水汽为止。
浸出油脱胶后需转入下工序进入脱溶器脱除残留溶剂。操作条件为温度140℃,绝对压力4.0kPa ,直接蒸汽通量不低于30kg/h·t油。脱溶时间20~60min。
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⑤水化油脚处理。絮凝胶团在沉降时,由于工业生产不允许无限制地延长沉降时间,因而在工艺沉降时间内,絮凝胶团不可能得到彻底的压缩,在净油与压实胶团间,总存在一个过渡层,过渡层的絮凝胶团含有较多的油,需要进行回收油的处理。
似透明状的油脚按其4%~5%的比例添加粉细食盐,加热至100~110℃,进行搅拌,然后静置放出底层盐水,撇取上浮油脂。
白糊状的油脚可在加热至 100℃后,添加油脚量 l~l.5倍的沸水和 1.5%的细食盐搅拌加热至油脚呈粘稠状,然后静置,撇取上浮油脂。也可转入皂脚调和罐加热调和至分离稠度后泵入脱皂机进行油与油脚的分离。
(2) 直接蒸汽水化法
这种方法是以直接蒸汽通入粗油内,利用直接蒸汽的冷凝水使胶质润湿、水化。操作简单,脱胶效果也较好。现仍以豆油脱胶为例来简述这种方法的操作过程。
采用直接蒸汽水化时,应根据粗油胶质的含量,控制间接蒸汽预热粗油的温度。预热温度一般为40~50℃。胶质含量少的粗油预热温度可高些,反这,则应控制低些。喷汽水化阶段,应根据胶质含量掌握喷汽量,使预热后的粗油经过喷汽将温度升高到80 ℃。根据生产经验,当以0.3 Mpa表压的水蒸汽直接喷入油中时,粗油温度每升高10℃,则相当于添加占油重1%的凝结水。一般控制添加3%~4%(如果粗油胶质含量高于3%时,则应另外补充一些水以使水化完全)。操作中,当温度达到70~75℃时,可将约占油重0.2%的细食盐均匀撒入油面,以促使胶粒絮凝。其余操作可参阅高温水化工艺。
⑶ 中温水化法
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温度下通过快速水化脱除干净。然而一般大豆油中含PC的量在30%左右,因此在较高温度下快速水化只能部分脱除水化较慢的磷脂。Arutyunyan等人通过研究葵花籽油中磷脂的沉积,也说明了PC具有自我脱胶的特性。
表6-7 不同类型磷脂复合物水化速率
磷脂复合物类型 卵磷脂(PC) 肌醇磷脂(PI) 脑磷脂(PE) 磷脂酸(PA) 脑磷脂钙盐(PE Ca-Salt) 磷脂酸钙盐(PA Ca-Salt) 水化速率(%) 100 44 16 8.5 0.9 0.6 根据PC有自我吸附脱胶的特性,Vamo公司1989年开发了全脱胶工艺(Total Degumming Process)。具体过程是毛豆油加热至70℃左右,加入油重0.05%~0.2%的磷酸或柠檬酸进行充分混合与调理,然后将含有水化磷脂(卵磷脂)的重相水与油混合,再将油脂冷却至40℃以下,进行混合滞留反应后,加热70℃左右进行离心分离。据资料介绍此工艺可以使脱胶油中的含磷量降至15ppm以下。
4、酶法脱胶工艺
Lurgi公司1991年开发了生化法脱胶,即酶法脱胶工艺(Enzymax Enzymic Degumming Process),承诺脱胶油含磷量降至5ppm。
在酶法脱胶工艺中使用的是磷脂酶A2。磷脂酶A2可以从猪胰脏中分离得到,也可通过微生物发酵制得。磷脂酶A2对水解脂肪酸酯2-位酰基具有专一性,而对脂肪酸和磷脂的类型没有严格的专一性。酶水解磷脂的历程如下:
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H2COOR1 H2COOR1
| 磷脂酶A2 |
R2OOCH O + H2O ————→ HOCH O + R2OOH
| ‖ | ‖
H2C—O—P — OX H2C—O—P—OX
| |
OH OH
X代表胆碱、乙醇胺及钙镁复盐、肌醇、丝氨酸、氢及钙镁离子。 水解掉2-位酰基的磷脂极性增大,遇水时可形成液态水合晶体,从油中析出脱除。由于磷脂酶A2对磷脂的类型不具有专一性,为了减少磷脂酶A2的用量,降低生产成本,工业生产中先将水化磷脂脱除,利用磷脂酶A2水解非水化磷脂。具体工艺过程是将水化脱胶油加热至60℃,加入油重0.1%左右的柠檬酸缓冲液,调节体系pH值为6(体系pH值对酶水解是十分关键的),再加入200ppm左右的磷脂酶A2溶液混合、滞留反应2小时后,加热至80℃后进入离心机分离,得到高质量的脱胶油。但是,酶水解时会使油中的游离脂肪酸含量有所上升。
二、酸炼脱胶
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粗油中加入一定量的无机酸,使胶溶性杂质变性分离的一种脱胶方法称之为酸炼脱胶。酸炼脱胶主要用于工业用油的加工,分浓硫酸法和稀硫酸法两种工艺。
(一)酸炼脱胶机理
硫酸是一种强酸。当强电解质与粗油接触时,随工艺条件的不同会发生复杂的化学反应和物理化学变化,其中与脱胶有关的作用主要有:
1、浓硫酸作为脱水剂作用于蛋白质、粘液质等胶杂,使它们变性和发生树脂化,从而由油内析出,溶解或悬浮于酸液中,形成软沥青油脚。
2、硫酸与色素接触时,会发生磺化或酯化反应,使部分色素因反应而褪色。 3、在稀硫酸的促进下,蛋白质和粘液质等胶质发生水解进而遭到破坏。 4、稀硫酸作为强电解质,它能中和乳浊状和胶质状质点的电荷,使它们发生凝聚或絮凝,为沉降分离创造了条件。
由于硫酸对磷脂、蛋白质及粘液质等能产生如此强烈的作用,因此,酸炼法常常被用来精炼含有大量蛋白质、粘液质的粗油或处理裂解用油,例如精炼米糠油、蚕蛹油及劣质鱼油等。
(二)酸炼脱胶操作 1、浓硫酸法
浓硫酸脱胶法采用浓度为90%~94%的工业硫酸。操作时,将粗油泵入酸炼罐中,为了避免硫酸对油产生副作用,要控制油的温度不超过 20~25℃。酸的用量需根据粗油的质量而定。磷脂、蛋白质、粘液质和水分多的油,酸的用量大,反之则小。具体添加量可通过实验室小样试验来确定。一般用酸量约为粗油量的0.3%~1.5%。
在搅拌器和气流鼓泡器同时作用的强烈搅拌下,将浓硫酸以细流状均匀洒入油内。强烈搅拌的作用是防止酸过快地沉到罐底而无法对胶体杂质发生作用。待酸全部
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加完后,再搅拌片刻,使油内的磷脂、蛋白质、粘液质等物质在酸的作用下变性、树脂化,形成由灰暗到深黑的絮状物,并在搅拌下进一步絮凝,最后从油中沉降下来,酸炼脱胶的效果可通过加酸后油的颜色变化来判断:加酸前呈棕黄色,加酸后,油转变成绿色(有时是黑色),沉降分离后因油内部分色素被破坏,澄清的油即变成淡黄色。当搅拌结束后,应及时加入占油重3%~4%的热水(最好用冷凝水),以冲淡未作用的硫酸,然后静置沉降2~3 h。罐中物料即分成三层;上层是脱胶油,底层是冲淡的酸液,中层是带有少量油的沥青状杂质(软沥青)。在上层油内仍留有少量的硫酸,为了彻底除去这些残留的硫酸,必须将油转移到另外的设备内,用热水重复洗涤几次(每次添加量为油重的15%~20%),直到硫酸完全从油内洗去为止。洗涤时要仔细操作,特别是当油内混有一些悬浮软沥青状物时,第一遍洗涤搅拌速度不可快,以免形成稳定的油-水乳浊液。一旦发生乳化现象时,用食盐或明矾[Al2(SO4)3]盐析破乳。去净残酸的油经真空干燥后,即成脱胶商品油。
如果酸炼后还要进一步碱炼精制时,则可省略去沉降分离和洗涤过程,一旦硫酸作用完毕后,可紧接着进行通常的碱炼。
2、稀硫酸法
稀硫酸脱胶工艺基本上与浓硫酸酸炼相同,唯添加的硫酸不是浓酸,而是浓度为2%~5%的硫酸溶液。操作时,先将油用直接蒸汽加热到100℃,使油内积聚的蒸汽冷凝水量约为油重的8%~9%,然后在搅拌下将50~60°Βé有硫酸呈细流状均匀洒入油内,添加量约为油重的1%。浓硫酸添入油中后即被油内的冷凝水冲淡而成为稀酸,与油内的杂质进行作用。酸加完后,搅拌片刻,然后静止沉降,放出溶有胶杂的稀硫酸层,以热水重复洗涤至油脂呈中性后,送入真空干燥器脱水。
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稀硫酸酸炼也常用于油脂裂解前清除油内金属皂,以改进脂肪酸的色泽和甘油的质量。
酸炼脱胶沉降分离出的软沥青状悬浊液,除了一部分树脂化了的胶溶杂质外,还包含有少量中性油和部分油脂与硫酸反应生成的硫酸酯。一般可通过如下方法回收其有用的组分。操作时,将沥青状悬浮液置耐酸分解罐中,添加适量清水稀释,以直接蒸汽加热至沸片刻,使硫酸酯分解并分出醇酸,然后静置沉降分离,将上层油和醇酸移出,用于工业制品生产,下层酸液可循环用于脱胶。
浓硫酸和稀硫酸脱胶法,是利用化学试剂脱胶的工艺,操作时要严格控制工艺条件,特别是采用浓硫酸工艺时,更要精确控制酸量和反应温度,并合理掌握浓硫酸与油的反应时间,以防油脂磺化产生固定色素,影响精炼率。
三、其他脱胶法
脱胶的方法还有碱炼法、吸附法、电聚法及热聚法等。
在碱性条件下,胶溶性杂质可发生水解作用生成脂肪酸、甘油磷酸酯、胆碱或胆胺及糖朊、脂朊、磷朊等降解产物,继而发生中和变性、凝聚或吸附等作用,从而得到分离。
利用吸附剂的表面吸附作用,也能将油中的胶杂分离,但考虑到经济效益,很少作为独立的脱胶方法应用于工业生产,只是在某些特殊场合下才被用来作辅助性脱胶,例如物理精炼原料油脂的干法脱胶。碱炼与吸附脱胶方法可参阅后序章节有关内容。
电聚法脱胶又称物理脱胶,是将油脂加热到一定温度,通过高压电场使胶质发生凝聚。据资料介绍,当油温 100℃时,通入电流 100~700 mA,电压500~2000 V、频率为500~4000次/30~60s的高频电流时,油中胶杂即可凝聚。电聚脱胶法尽管
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在工业生产上的应用尚不多见,但工艺简便,油脚含水率低,若能源消耗能与其他脱胶方法相当,则电聚脱胶法同样也是有前途的。
热凝聚脱胶工艺是利用胶体杂质对凝聚剂和温度的不安定性,使其凝聚分离的一种脱胶方法。含有胶质的油,其导电率伴随温度的升高而增高,但当温度升至某一数值时,胶质即发生凝聚,其导电率急转而下。凝聚温度随油品种类和预处理程度而异,在负压条件下,一般为180~225℃,凝聚时间约为3~5 min。据资料介绍,水化脱磷油在残压为3.7~5.3kPa。温度为210~230℃下,加入占油重0.05%的柠檬酸和醋酸钠(重量比1:1)混合物水溶液(浓度为40%~50%),搅拌促使胶杂凝聚,然后冷却到75~85℃,破真空进行常规碱炼,所得脱酸油的磷含量和色素含量均可与脱臭油相媲美。
热聚脱胶操作时,要控制尽可能高的真空度,以避免油脂在高温下的聚合、增稠、异构化、环化及芳化。为了防止析出物沉降,应控制油在管道和设备中呈湍流状。热凝聚脱胶一般用作水化脱胶油的补充脱胶,而不作独立的脱胶工艺应用于生产。
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