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油脂脫臭
2024-09-08
一、油脂的臭味組成
(1)油料含有的類脂物等在制油過程轉入油脂
(2)油脂制取、儲藏過程中分解的物質,如低分子醛、酮、酸、含硫化合物等
(3)在制油和加工產生的工藝性氣味: 如焦糊味、溶劑味,肥皂味、漂土味、氫化異味等;
(4)天然油脂中臭味組分:含量很低:為0.1-1.0%。
(5)油脂中臭味組分與游離脂肪酸含量降低相關:當游離脂肪酸降至0.01~0.03%(過氧化值為0)時,氣味即消除。因此,脫臭的深度常用游離脂肪酸含量的降低來衡量。
(6)油脂脫臭作用改善油脂風味,提高油脂煙點。
二、油脂脫臭理論
(一)水蒸汽蒸餾理論:
1.油脂中臭味物質的蒸汽大于甘三酯的蒸汽壓 Eg:250℃,高碳鏈脂肪酸蒸汽壓為26.66~2.67kPa, 高碳鏈脂肪酸相應的甘三脂的蒸汽壓為 1.33×10-3~1.33×10-4kPa。
2.油脂中其他臭味組分的蒸汽壓比脂肪酸還要高, 油脂脫臭是液-氣傳質過程,汽-液表面相接觸, 水蒸汽被揮發的臭味組分所飽和,并按其分壓的比率逸出,從而達到脫除臭味組分的目的。
(1)脂肪酸和臭味組分的蒸汽壓等于其在純粹狀態下的蒸汽壓乘上它在油脂中的濃度。
(2)脫臭塔的蒸發效率與設備的操作溫度、壓力、水蒸汽量/油量(S/O)三個主要參數有關: 在一定壓力下,隨著操作溫度升高,臭味組分的蒸汽壓增大,使脫臭油中臭味組分的最終濃度降低。固定脫臭深度,離塔脂肪酸的組分定為脫臭成品油的質量指標,若操作溫度保持不變, (S/O)將隨著系統內壓力P的降低而減小,若操作壓力接近真空,則水蒸汽用量將會大幅度降低。由此,應最大限度負壓操作。
(二)脫臭損耗:
先進工藝及合理操作條件下,脫臭最小損耗一般為0.2~0.4%,再加上脫臭原料油中FFA含量的1.05~1.2倍。
1.蒸餾損耗:
(1)易蒸餾的低分子醛、酮及游離脂肪酸;
(2)少部分油脂水解生成脂肪酸:
當FFA含量降低至0.015-0.03%時,游離脂肪酸的脫除速率與油脂水解生成游離脂肪酸的速率達到平衡。而實際上中性油的蒸餾損耗可認為甘三酯水解生成的甘二酯和脂肪酸被蒸餾而損耗。
(3)難以蒸餾的甾醇及其他不皂化物
2.飛濺損耗:汽提蒸汽的機械作用而引起油脂飛濺損耗。
二、影響脫臭效果的因素
(一)溫度:
1.溫度升高,游離脂肪酸及臭味組分的蒸汽壓力隨之高。
2.蒸餾溫度由177℃增加到204℃時,游離脂肪酸的汽化速率可以增加3倍,溫度增至232℃時,又可增加3倍。
3.過高溫度會引起油脂分解、共軛化、反式酸,影響產品的穩定性能并增加油脂的損耗。一般為230-270℃。
(二)操作壓力:
1.壓力降低,脂肪酸及臭味組分的沸點也相應降低
2.操作壓力降低汽提蒸汽的耗用量隨之降低
3.壓力低,脫臭時間縮短。
4.高真空度能有效避免油脂水解所引起的蒸餾損耗。
5.脫臭壓力一般為0.27-0.40KPa(1-3mmHg)。
(三)通汽速率與時間:
1.通汽速率增大,汽化效率增大,但防止油脂發生飛濺現象。
2.要有足夠的蒸汽通過油脂。
3.蒸汽量隨油中臭味組分含量的減少而增加。
4.要有一定的脫臭時間。間歇脫臭3~8小時,連續脫臭15~120分鐘。
5.直接蒸汽消耗量;
間歇式脫酸脫臭,汽提蒸汽量一般為油重的5%~15%;連續、半連續式為4.5%。
(四)待脫臭油和成品油質量:
很好的脫膠、吸附脫色,物理脫酸工藝要求更高;極度酸敗的油脂、膠雜、色素、微量金屬含量高的油脂難以精煉成高品質的油脂;脫臭前進行脫氧析氣(真空度與脫臭相同,溫度70℃以下)。
(五)直接蒸汽質量:
干燥脫氧的蒸汽,鍋爐給水除氧,進塔前需進行嚴格的汽水分離。
(六)脫臭設備結構:
淺油層(200mm~250mm)、薄膜油層;防飛濺、防蒸餾液回流;不銹鋼材料;
脫臭系統的設備、管道、閥門、泵的嚴格密封,避免造成真空度下降及油脂氧化。
(七)脫臭系統運行條件:
1.真空系統運行:
(1)所需真空度、抽汽量、供汽壓力等合理選型真空泵。
(2)動力蒸汽的量及壓力穩定;冷凝水溫度低。
(3)合理操作-設置止逆閥;真空裝置終止運行前,以保證安全運行(否則,冷凝水會倒吸)。
2.脂肪酸捕集:
脫臭餾出物要盡量回收,脂肪酸循環溫度為60℃左右。
3.熱量回收:
脫臭成品油溫240℃,可經過兩次冷熱油交換。
4.冷卻過濾:
油溫降至40℃以下,安全過濾,成品油及時添加抗氧化劑。按油量0.01-0.02%添加5%濃度的檸檬酸水溶液。
三、脫臭工藝及設備
1.間歇式脫臭:
時間長(8h)、耗蒸汽量大、熱能利用率低。
蒸餾釜形式,高徑比為2,油層下部有直接蒸汽盤管;
中央循環管,蒸汽從中央循環管上部噴出,強制循環。
2.半連續脫臭:
相當于多層間歇脫臭器重疊組成而成,脫臭過程被分割為若干個獨立的單元,每層的液層降低。層疊式如圖6-42。
3.連續式脫臭:
形式很多,主要有層板式、填料式、水平淺盤式脫臭塔等。為防止油流短路,有的采用折流隔板強制導向裝置、蒙馬泵等。
間歇式脫臭系統
雙殼體半連續脫臭系統
單殼體半連續脫臭系統
連續式水平淺盤脫臭工藝
帶浮閥塔板的連續脫臭工藝
連續式多容器脫臭工藝
連續式單殼體脫臭系統
連續式多淺盤脫臭系統
填料薄膜脫臭工藝
四、脫臭設備
(一)脫臭器:多層脫臭塔、填料式脫臭塔、組合塔
(二)輔助設備
1.析氣器, 待脫臭油中,一般溶解有1/萬-5/萬的氧氣,需在高溫脫臭之前脫除。析氣器的型式有多種,70℃。
2.換熱器,用于冷熱油熱交換——熱量回收、加熱高溫油。利用高壓蒸汽加熱時,特別要注意耐高壓、熱補償問題。板式換熱器熱效果好,因墊片密封問題,用于低溫液—液換熱。 螺旋板不如板式換熱效果好,可用于高溫、無墊片泄露,但難以清理。列管換熱效率最低,但可拆卸頭部,容易清理,常用。
多層脫臭塔
多層脫臭塔
填料脫臭塔
3.脂肪酸捕集器:
采用低溫(60℃)脂肪酸對高溫脫臭餾出氣體直接冷凝,將脂肪酸等高沸點組分冷凝回收,減少冷凝水的污染。脂肪酸捕集器由脂肪酸噴頭、旋風分離室和分離擋板組成。
4.屏蔽泵:
輸送高溫油脂的氣密泵,防止空氣空氣對高溫油脂的氧化,在高真空條件下運行。
主要特點:泵與電機為一整體結構,定子與轉子都用薄金屬罩密封,所有通向外界的聯接處均使用密封片或O型密封環進行密封,從而有效地防止了泵運轉時的空氣泄漏,避免了高溫油脂與氧的接觸。
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2024 /
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