油脂深加工及制品 課件 第0-2章 緒論、油脂分提、油脂氫化

油脂深加工與制品DeepProcessingofEdibleOil&FatandProducts緒

論01油脂與人類社會(huì)的生產(chǎn)和生活內(nèi)容02國內(nèi)外油脂工業(yè)狀況及發(fā)展趨勢(shì)03油脂深加工理論基礎(chǔ)04本書的內(nèi)容和任務(wù)01油脂與人類社會(huì)的生產(chǎn)和生活油脂是人們賴以生存的最基本的營養(yǎng)素之一。

油脂、蛋白質(zhì)、碳水化合物是自然界存在的三大重要物質(zhì)，是食品的三大主要成分。01油脂與人類社會(huì)的生產(chǎn)和生活提供熱量增加飽腹感提供人體無法合成的必須脂肪酸脂溶性成分（如維生素A/D/E/K、植物甾醇和生育酚）載體01油脂與人類社會(huì)的生產(chǎn)和生活重要的工業(yè)用途，如潤滑油、肥皂、油墨和生物柴油等作為熱媒介，如煎炸賦予食品良好香味、口感與外觀人類多種疾病與油脂有關(guān)02國內(nèi)外油脂工業(yè)狀況及發(fā)展趨勢(shì)近年來，國內(nèi)外油脂科技和工業(yè)都有長足的發(fā)展，尤其是我國油脂工業(yè)近半世紀(jì)取得快速的發(fā)展，油脂加工能力之大、企業(yè)之多均屬于世界之最。02國內(nèi)外油脂工業(yè)狀況及發(fā)展趨勢(shì)具備以下特點(diǎn)：油脂工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)大型化、自動(dòng)化從生產(chǎn)單一營養(yǎng)型向營養(yǎng)保健型油脂制品發(fā)展產(chǎn)品向多元化、高端化發(fā)展，產(chǎn)品進(jìn)一步細(xì)分油脂深加工加快，油脂深加工制品規(guī)模和市場(chǎng)快速發(fā)展油脂消費(fèi)水平整體較高02國內(nèi)外油脂工業(yè)狀況及發(fā)展趨勢(shì)在存在以下發(fā)展趨勢(shì)：科學(xué)引領(lǐng)食用油脂加工綠色生物技術(shù)在油脂工業(yè)中的應(yīng)用廢棄油脂綜合利用精深加工向縱深挺進(jìn)03油脂深加工理論基礎(chǔ)油脂氫化：起源于1897-1905年間油脂分提：20世紀(jì)60年代,分提技術(shù)蓬勃發(fā)展油脂酯交換：20世紀(jì)50年代開始利用酯交換技術(shù)制備塑性脂肪油脂凝膠化：2004年被關(guān)注油脂乳化：正在蓬勃發(fā)展04本書的內(nèi)容和任務(wù)油脂深加工及制品是一門新興和發(fā)展中的學(xué)科，同時(shí)也是一門實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科。

油脂深加工與制品是油脂工程專業(yè)的主干課程，是在油脂化學(xué)和油脂制取與加工工藝學(xué)的基礎(chǔ)上，以產(chǎn)品開發(fā)為主的多學(xué)科綜合性課程。04本書的內(nèi)容和任務(wù)本書涉及諸多專業(yè)理論知識(shí)（包括結(jié)晶與分子組裝基礎(chǔ)理論、氫化、酯交換及膠體科學(xué)），同時(shí)又涉及工藝過程、工藝效果及生產(chǎn)設(shè)備等工程技術(shù)知識(shí)。04本書的內(nèi)容和任務(wù)通過本書的學(xué)習(xí)，使掌握有關(guān)油脂深加工與制品的理論、工藝過程、生產(chǎn)設(shè)備、制品配方和產(chǎn)品品質(zhì)控制與評(píng)價(jià)。04本書的內(nèi)容和任務(wù)本書適應(yīng)油脂專業(yè)本科學(xué)生的學(xué)習(xí)，同時(shí)也作為食品工程、糧食工程以及精細(xì)化工等專業(yè)的輔修書籍，也對(duì)從事油脂、食品、化工以及輕工領(lǐng)域的科研人員有較高的參考價(jià)值。油脂深加工與制品DeepProcessingofEdibleOil&FatandProducts第一章油脂分提01分提理論內(nèi)容02分提工藝及設(shè)備03結(jié)晶分提的原料1.1分提理論油脂由各種熔點(diǎn)不同的甘三酯組成，不同組成油脂的熔點(diǎn)范圍有差異。

在一定溫度下利用構(gòu)成油脂的各種甘三酯的熔點(diǎn)差異及溶解度的不同，把油脂分成固、液兩部分，這就是油脂分提（Fractionation）。1.1分提理論結(jié)晶分提

VS.

冬化油脂結(jié)晶分提是一改性的過程。它涉及物質(zhì)組分較大的改變，并且提高獲得產(chǎn)品的物理特性1.1分提理論油脂分提機(jī)理甘三酯的同質(zhì)多晶體互溶性結(jié)晶性類型形態(tài)表面積熔點(diǎn)穩(wěn)定性密度α六方結(jié)晶大低不小β′正交結(jié)晶中中介中β三斜結(jié)晶小高穩(wěn)大甘三酯三種晶型的重要特征穩(wěn)定性為α<β′<β1.1分提理論影響分提的因素油品及其品質(zhì)：膠質(zhì)、游離脂肪酸（FFA）、甘油二酯（DG）、甘油一酯（MG）、過氧化物晶種與不均勻晶核：所謂晶種，是指在冷卻結(jié)晶過程中首先形成的晶核，而誘導(dǎo)固脂在其周圍析出成長的物質(zhì)。過冷度或結(jié)晶溫度：過冷度越大，成核速率越大，誘導(dǎo)結(jié)晶時(shí)間越短。冷卻速率：快速冷卻通常導(dǎo)致在比緩慢冷卻更低的溫度下形成核。1.1分提理論影響分提的因素結(jié)晶溫度/℃得率/%液態(tài)油濁點(diǎn)/℃固態(tài)脂熔點(diǎn)/℃液態(tài)油固態(tài)油29752512-2470-8020-309-2265357.5501855-6040-45645-501.1分提理論結(jié)晶時(shí)間：由于甘三酯分子中脂肪酸碳鏈較長，結(jié)晶時(shí)有過冷現(xiàn)象，低溫下的粘度又大，所以自由度小，形成一定晶格的速度較慢。攪拌速度：攪拌可以促進(jìn)成核，因?yàn)闄C(jī)械擾動(dòng)提供能量以克服成核的能量勢(shì)壘。輔助劑：溶劑在分提中的作用是稀釋，不僅降低了粘度，而且增加了體系中的液相比例，使飽和程度高的甘三酯自由度增加，脂晶成長速度加快，向穩(wěn)定型結(jié)晶轉(zhuǎn)變加快。輸送及分離方式：真空吸濾或壓縮空氣輸送。1.1分提理論分提過程及產(chǎn)品質(zhì)量控制

分析方法AOCS方法的編號(hào)

分析方法AOCS方法的編號(hào)物理特性固體脂肪含量cd16b-93化學(xué)特性碘價(jià)

固體脂肪指數(shù)cd10-57韋氏法cd1-25熔點(diǎn)

氣相色譜法cd1c-85毛細(xì)管法cc1-25脂肪酸組成

威利法（Wiley）cc2-38氣相色譜法ce1-62/cele-91滑點(diǎn)測(cè)定法cc3-25甘三酯組成

滴點(diǎn)cc18-80氣相色譜法ce5-86濁點(diǎn)cc6-25高壓液相色譜法ce5b-89/ce5c-93冷卻試驗(yàn)cc11-53過氧化值cd8-53

色澤cc13-e-92油脂分提常用的分析方法1.2分提工藝及設(shè)備油脂分提工藝

油脂分提工藝按其冷卻結(jié)晶和分離過程的特點(diǎn)，分為：常規(guī)法、表面活性劑法、溶劑法等。1.2分提工藝及設(shè)備常規(guī)分提法

常規(guī)分提法是油脂在冷卻結(jié)晶（冬化）及晶、液分離過程中，不附加其他措施的一種分提工藝，有時(shí)也稱干法分提。1.2分提工藝及設(shè)備1.2分提工藝及設(shè)備表面活性劑法在油脂冷卻結(jié)晶后，添加表面活性劑，改善油與脂的界面張力，借脂與表面活性劑間的親和力，形成脂晶在表面活性劑水溶液中的懸浮液，促進(jìn)脂晶的離析的工藝稱表面活性劑分提工藝。

油品棕櫚油棉籽油米糠油葵花籽油牛脂改性豬脂乳脂鯡魚油冷卻時(shí)間/h8~1210~124~64～66864結(jié)晶溫度/℃18~250~510~205～103535222表面活性劑法冷卻結(jié)晶工藝參數(shù)1.2分提工藝及設(shè)備原料油軟質(zhì)脂硬質(zhì)脂碘值

5358±236±4熔點(diǎn)（℃）

3720±250±2得率（%）

10070~8020~30脂肪酸組成（%）C14:01.131.101.20C16:048.5344.0059.10C18:04.584.405.00C18:135.8239.3027.70C18:29.9411.207.00棕櫚油表面活性劑分提效果1.2分提工藝及設(shè)備溶劑分提法

溶劑分提法是指在油脂中按比例摻入某一溶劑構(gòu)成混合油體系，然后進(jìn)行冷卻結(jié)晶、分提的一種工藝。名稱正己烷四氯化碳苯異丙醇丙酮乙醇甲醇油脂介電常數(shù)1.892.242.2818.621.525.731.23.0~3.2幾種常用分提溶劑的介電常數(shù)1.2分提工藝及設(shè)備兩段溶劑分提過程示意圖1.2分提工藝及設(shè)備分提設(shè)備結(jié)晶器1.進(jìn)水口；2.夾套；3.軸；4.圓盤；5.漿葉；6.進(jìn)料口；7.擺線針輪減速器8.電機(jī)；9.出水口；10.孔板；11.支座連續(xù)式結(jié)晶塔1.2分提工藝及設(shè)備分提設(shè)備養(yǎng)晶罐1.出油管；2.夾套；3.支座；4.出水管；5.進(jìn)油口；6.視鏡；7.減速器；8.電機(jī)9.軸承；10.軸；11.槳葉；12.液位計(jì)；13.孔板；14.進(jìn)水管連續(xù)式養(yǎng)晶罐1.2分提工藝及設(shè)備分提設(shè)備分離設(shè)備1.機(jī)座；2.懸浮液槽；3.液體油出口；4.密封機(jī)殼；5.分配頭；6.轉(zhuǎn)鼓；7.預(yù)涂管8.洗滌液管；9.真空管；10.濾布；11.刮刀；12.硬脂餅輸送機(jī)；13.懸浮液進(jìn)口；14.冷卻液進(jìn)口轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)1.2分提工藝及設(shè)備分提設(shè)備分離設(shè)備高壓膜式過濾機(jī)原理示意圖1.3結(jié)晶分提的原料油脂是由各種不同脂肪酸組成的復(fù)雜甘三酯的混合物，表現(xiàn)出不同的物理和化學(xué)特性，以及所具有的最終特殊用途。甘三酯種類物理狀態(tài)用途SSS固體脂肪酸產(chǎn)品、硬脂涂層SSU-SUS固體→半固體糖果脂SUU-USU半固體→液體人造奶油UUU液體一級(jí)油、液體煎炸油不同種類甘三酯特性表1.3結(jié)晶分提的原料植物油棕櫚油1.3結(jié)晶分提的原料植物油棕櫚油棕櫚仁油1.3結(jié)晶分提的原料植物油棕櫚油棕櫚仁油1.3結(jié)晶分提的原料植物油棕櫚油棕櫚仁油氫化豆油大豆油（IV135）液體油固體脂得率/%IVCP/℃CTa/hIVDP/℃氫化

IV11585~90119-11>249833.5IV10975~80114-1018~249234.5IV9765~70104-912~188435.5IV8550~5594-7<57536.5IV7540~4584-5<26837.0氫化大豆油干法分提1.3結(jié)晶分提的原料植物油棕櫚油棕櫚仁油氫化豆油特殊油脂典型干式分提工藝產(chǎn)品

產(chǎn)品液體油固體脂固體脂得率/%沙羅雙樹脂

IVSFC/%41473445a20℃562687

30℃42-72

芒果脂

IVSFC/%47553950a20℃451774

30℃32-62

1.3結(jié)晶分提的原料動(dòng)物脂肪乳脂乳脂多級(jí)分提示意圖1.3結(jié)晶分提的原料動(dòng)物脂肪乳脂牛脂牛脂的一級(jí)和二級(jí)分提產(chǎn)品示意圖1.3結(jié)晶分提的原料動(dòng)物脂肪乳脂牛脂豬板油酯交換豬油干法分提產(chǎn)品示意圖1.3結(jié)晶分提的原料動(dòng)物脂肪乳脂牛脂豬板油魚油魚油液體油固體脂液體油得率/%粗魚油

aICP-5℃18℃

CT5℃>18h

bIV19820816080±CP-8℃14℃

CT2℃>36h

氫化魚油

aIV12413510560±CP14℃

DP28℃

34℃

bIV1151298470±CP17℃-2℃

DP31℃

37℃

粗魚油和氫化魚油的分提產(chǎn)品1.3結(jié)晶分提的原料油脂的衍生物脂肪酸和脂肪酸酯初級(jí)產(chǎn)品油酸（酯）硬脂酸（酯）油酸（酯）得率/%牛油脂肪酸

IV45IV83IV1740~45CP38℃CP5℃

DP47℃

DP58℃

牛油脂肪酸酯

IV41IV60IV860~65CP11℃CP-1℃CP24℃

脂肪酸和脂肪酸酯的分提油脂深加工與制品DeepProcessingofEdibleOil&FatandProducts第二章油脂氫化01油脂氫化理論內(nèi)容02油脂氫化工藝與設(shè)備2.1油脂氫化理論油脂氫化是一種將氫加成到由天然植物、陸地動(dòng)物、海洋動(dòng)物和微生物等生產(chǎn)的甘油三酯烯鍵（雙鍵）上的化學(xué)反應(yīng)。氫化產(chǎn)物是一種非常復(fù)雜的混合物，因?yàn)橥瑫r(shí)發(fā)生的反應(yīng)：（1）雙鍵的飽和，（2）雙鍵的順/反式異構(gòu)化，（3）雙鍵位置的移動(dòng)，通常是低能量的共軛態(tài)。2.1油脂氫化理論油脂氫化機(jī)理不飽和碳-碳雙鍵氫化的基本化學(xué)反應(yīng)2.1油脂氫化理論油脂催化加氫的歷程示意圖2.1油脂氫化理論油脂氫化選擇性二烯鍵轉(zhuǎn)變成一烯鍵與一烯鍵轉(zhuǎn)變成飽和鍵的比率K1表示亞麻酸氫化轉(zhuǎn)變成亞油酸反應(yīng)速率常數(shù)；K2表示亞油酸氫化轉(zhuǎn)變成油酸的反應(yīng)速率常數(shù)；K3表示油酸氫化轉(zhuǎn)變成硬脂酸的反應(yīng)速率常數(shù)。所謂選擇性比或選擇性系數(shù)（SR），是K1/K2或K2/K3等氫化反應(yīng)速率之比，也就是用數(shù)字來表示的選擇性。2.1油脂氫化理論以脂肪酸的組成計(jì)算選擇性比2.1油脂氫化理論亞麻酸：亞油酸：油酸=30：20：1

在高溫條件下豆油氫化用鎳催化劑進(jìn)行氫化，亞麻酸、亞油酸和油酸的雙鍵氫化的速度常數(shù)比平均為：2.1油脂氫化理論反應(yīng)級(jí)數(shù)和反應(yīng)速率豆油氫化時(shí)各脂肪酸隨時(shí)間的變化2.1油脂氫化理論異構(gòu)化雙鍵既可被飽和，也可以產(chǎn)生異構(gòu)化2.1油脂氫化理論雙鍵位置熔點(diǎn)/℃順式異構(gòu)體反式異構(gòu)體6―732~3554.07―81445.58―92452.59―1016.343.710―1122.552.511―1214.544.012―1327.552.5十八碳一烯酸異構(gòu)體對(duì)熔點(diǎn)影響2.1油脂氫化理論影響油脂氫化的因素溫度的影響反應(yīng)溫度對(duì)大豆油固體脂肪含量的影響2.1油脂氫化理論影響油脂氫化的因素溫度的影響壓力的影響反應(yīng)壓力和溫度對(duì)大豆油氫化速率的影響2.1油脂氫化理論影響油脂氫化的因素溫度的影響壓力的影響攪拌的影響攪拌和催化劑對(duì)豆油氫化選擇性比SR的影響2.1油脂氫化理論影響油脂氫化的因素溫度的影響壓力的影響攪拌的影響催化劑（濃度）的影響催化劑濃度對(duì)豆油氫化速率的影響2.1油脂氫化理論影響油脂氫化的因素溫度的影響壓力的影響攪拌的影響催化劑（濃度）的影響催化劑中毒的影響

成品油和氫氣中可能含有會(huì)改變或毒害催化劑的雜質(zhì)，如皂、硫化合物、磷脂、水分、游離脂肪酸、無機(jī)酸和許多其他可以改變催化劑的物質(zhì)。磷以磷脂和皂的形式駐留在催化劑孔入口，阻礙甘油三酯通道，以達(dá)到更高的飽和度，從而影響選擇性。水或水分和FFA是鈍化劑，通過與催化劑化學(xué)反應(yīng)形成鎳皂來降低氫化速率。2.1油脂氫化理論影響油脂氫化的因素溫度的影響壓力的影響攪拌的影響催化劑（濃度）的影響催化劑中毒的影響精煉油質(zhì)量的影響

微量雜質(zhì)，如磷(磷脂)、殘?jiān)砗退挚梢酝ㄟ^催化劑中毒而降低其活性，對(duì)氫化反應(yīng)和氫化油的質(zhì)量都有很大的影響。為了獲得良好的氫化反應(yīng)，保持精煉油的以下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是很重要的：含磷：<1ppm；最好<0.5ppm；水分：<0.1%；最好<0.05%；殘?jiān)恚?ppm；過氧化值：<4.0；最好<2.0；游離脂肪酸：<0.15%；最好<0.1%。2.2油脂氫化工藝與設(shè)備油脂氫化工藝間歇式充氫的加氫氫化系統(tǒng)2.2油脂氫化工藝