油脂精炼方法及核桃油加工技术简介

根据操作特点和所选用的原料，油脂精炼的方法可大致分为机械法、化学法和物理化学法三种。

一、机械方法

（一）沉淀

沉淀是利用油和杂质的不同相对密度，借助重力的作用而自然分离二者的一种方法。

（二）过滤

过滤是将毛油在一定压力（或负压）和温度下，通过带有毛细孔的介质（滤布），使杂质截留在介质上，让净油通过而达到分离油和杂质的一种方法。

过滤时，滤油的速度和滤净油中杂质的含量，与介质毛细孔的大小、油脂的种类、毛油所含杂质的数量和性质、过滤温度、毛油经过压滤机所施加压力的大小等，都有密切的关系。一般而言，过滤时的温度低，油的黏度大，含杂多和压力小时，过滤的速度慢；反之，过滤速度快。

（三）振动过滤

板框过滤机虽然结构简单，过滤面积较大，动力消耗低，且适应性较强，但因其需要周期性人工清理滤渣，劳动强度大，滤布易吸油，油品损失较大。而振动排渣过滤机，以其结构紧凑、环境卫生好、油品损失少、降低劳动强度等优点，已被许多油厂所选用。

（四）离心分离

离心分离是利用离心力分离悬浮杂质的一种方法。

卧式螺旋卸料沉降式离心机是轻化工业应用已久的一类机械产品，近年来在部分油厂用以分离机榨毛油中的悬浮杂质，取得较好的工艺效果。

卧式螺旋卸料沉降式离心机的结构如图4-1所示，主要由转鼓、螺旋推料器、传动装置和进出料装置等部分组成。转鼓通过轴安装在机壳内，转鼓小端锥形筒上均匀分布有四个排渣卸料孔，转鼓大端螺旋轴承座溢流板上均匀分布有四个长弧形净油溢流孔。螺旋推料器上的螺旋叶为双头左螺旋叶，推料器的锥形筒上开有四个不同在一圆周上的圆孔，供排送悬浮液，螺旋外缘与转鼓内壁仅留有小间隙。转鼓小端装有传动装置，不仅使转鼓和螺旋推料器同轴转动，而且使两者维持约1%的速差，转轴为中空，供进料。

图4-1 卧式螺旋卸料沉降式离心机的结构

1—离心离合器 2—线针轮减速器 3—转鼓 4—螺旋推料器 5—进出料装置 6—悬浮液进口 7—净油出口 8—余液出口 9—出渣口

工作时，毛油自进料管连续进入螺旋推料器内部的进料斗内，并穿过推料器锥形筒上的四个小孔进入转鼓内。在离心力的作用下，毛油中的悬浮杂质逐渐均匀分布在鼓内壁上，由于螺旋推料器转速比转鼓稍快，两者间隙又很小，离心沉降在鼓壁内的滤渣便由推料器送往转鼓小端，滤渣在移动过程中，由于空间逐渐缩小而受到挤压，挤压出来的油沿转鼓锥流向大端，饼渣则由转鼓小端四个卸料孔排出。当机内净油达到一定高度时，由转鼓大端四个长弧形孔溢流，由此连续地完成渣和油的分离。

二、水化法

（一）水化原理

所谓水化，是指用一定数量的热水或稀碱、盐及其他电解质溶液，加入毛油中，使水溶性杂质凝聚沉淀而与油脂分离的一种去杂方法。

水化时，凝聚沉淀的水溶性杂质以磷脂为主。磷脂的分子结构中，既含有憎水基团，又含有亲水基团。当毛油中不含水分或含水分极少时，它能溶解分散于油中；当磷脂吸水湿润时，水与磷脂的亲水基结合后，就带有更强的亲水性，吸水能力更加增强，随着吸水量的增加，磷脂质点体积逐渐膨胀，并且相互凝结成胶粒。胶粒又相互吸引，形成胶体，其相对密度比油脂大得多，因而从油中沉淀析出。

（二）水化设备

目前广泛使用的水化设备是水化锅。一般油厂往往配备两只或三只水化锅，轮流使用。也可作为碱炼（中和）锅使用。水化锅的结构如图4-2所示。

图4-2 水化锅的结构

1—加水管 2—搅拌轴 3—锅体 4—间接蒸汽管 5—搅拌翅 6—油脚排放管 7—摇头管 8—进油管 9—减速器 10—电动机

（三）水化方法

常用的水化方法有：①高温水化法；②中温水化法；③低温水化法；④连续水化法（喷射水化连续脱胶）；⑤柠檬酸水化法。

（四）水化净油质量的检验

无论用哪种水化方法，最后都要求符合成品油的质量标准。为了及时掌握情况和指导生产，炼油车间应掌握某些检验方法。对于水化油要掌握下列两项质量指标。

（1）水化净油中胶质含量的检验 水化后的净油中应基本不含胶质，车间内应配备电炉、烧杯、玻璃棒和温度计。水化净油盛至烧杯容积的1/3～1/2，置电炉上加热并用玻璃棒搅拌，待温度升至280℃时，停止加热，观察油的情况。此时虽然油色加深，但无黑色微粒沉淀，即说明符合标准。如有黑色微粒沉淀，说明油中仍含有少量胶体杂质，不符合标准。

（2）水化净油中水分含量的检验 取油样10mL于试管内，并浸入冷水中冷却，如油色清亮透明，说明符合标准；如果油色混浊，说明水分含量过多，需再进行干燥。

三、碱炼

碱炼是用碱中和游离脂肪酸，并同时除去部分其他杂质的一种精炼方法。所用的碱有多种，例如石灰、有机碱、纯碱和烧碱等。国内应用最广泛的是烧碱。

（一）碱炼的基本原理

碱炼的原理是碱溶液与毛油中存在的游离脂肪酸发生中和反应。反应式如下：

（二）碱炼方法

按设备来分，有间歇式和连续式两种碱炼法，而前者又可分为低温和高温两种操作方法。对于小型油厂，一般采用的是间歇低温法。

1.间歇式碱炼

（1）低温碱炼法 低温碱炼法，是毛油在较低初温（20～30℃）时与碱中和后升温静置。低温碱炼工艺流程如图4-3所示。

图4-3 低温碱炼工艺流程

（2）高温淡碱法 高温淡碱炼油法，是推广高水分蒸胚榨取棉籽油后，通过长期的试验和生产实践总结出来的一种先进的炼油方法。高温淡碱法适用于酸价低、颜色浅的毛油。也是采取先脱胶后碱炼的方法。

2.连续式碱炼

连续式碱炼即生产过程连续化。其中有些设备能够自动调节，操作简单，生产效率高，此法所用的主要设备是高速离心机，常用的有管式和碟式高速离心机。

（1）管式离心机连续碱炼工艺流程 管式离心机连续碱炼工艺流程如图4-4所示。

（2）碟式离心机连续碱炼工艺流程 碟式离心机连续碱炼工艺流程如图4-5所示。

图4-4 管式离心机连续碱炼工艺流程

1—脱胶油储罐 2、20、32—油泵 3—预热器 4—析气器 5、6、7、29—管道过滤器 8—碱液泵 9—碱液罐 10—平衡罐 11—比配机 12—溶碱罐 13—混合机 14—污油罐 15—加热器 16—皂脚罐 17—脱皂机 18—皂脚泵 19—去沫池 21—水洗池 22—高位罐 23—捕油池 24—废水池 25—脱水机 26—存油罐 27—热水罐 28—热水泵 29—控油阀 30—干燥器 31—冷却器 33—碱炼油储罐 34—真空装置 35—水封池

图4-5 碟式离心机连续碱炼工艺流程

1—脱胶油储罐 2—管道过滤器 3、14、23—板式换热器 4、5、15、24、25、31—油泵 6—磷酸储罐 7—混合机 8—碱液罐 9、18—加热器 10、17—耐碱泵 11—盘式混合器 12—皂脚罐13、20、28—碟式离心机 16—稀碱罐 19、27—刀式混合器 21—热水泵 22—热水罐 26—捕油池 29—真空干燥器 30—冷却器 32—碱炼油储罐 33—真空装置 34—水封池 35—磷酸泵 36—皂脚泵

（三）影响碱炼操作的因素

碱炼的过程比较复杂，为获得良好的碱炼效果，必须选择最佳条件。现将影响碱炼操作的主要因素讨论如下。

1.碱液的计量

碱液计量的正确与否，对精油率影响很大。碱液计量决定于以下两个因素：

（1）碱液的质量；

（2）配制碱液的浓度。

2.碱液浓度的选择

适当选择碱液浓度是碱炼过程中的一个重要环节。碱炼前，在实验室进行小样试验时，应对各种浓度的碱液做比较试验，选择最佳者。选择碱液浓度时，应考虑下列因素。

（1）毛油的酸价；

（2）制油的方法；

（3）皂脚的性质；

（4）被皂化中性油的数量；

（5）皂脚内含中性油的数量；

（6）皂脚和中性油分离的速度；

（7）对油的脱色能力。

3.碱的耗用量

（1）毛油中游离脂肪酸（FFA）的含量与碱量的关系；

（2）毛油色泽、杂质与用碱量的关系；

（3）制油方法与用碱量的关系。

4.碱炼温度

（1）初温、终温和加温速度；

（2）温度与油皂分离速度的关系。

5.搅拌速度

由于碱液的相对密度比油大，如搅拌不好，易发生分层现象。搅拌的目的主要是使碱液与油充分混合，使中和反应完全。在间歇碱炼过程中，中和时搅拌速度以50～70r/min为宜。升温时，搅拌速度要放慢，一般为30r/min，使极细的皂粒和凝聚的杂质（蛋白质和黏液等）逐渐集聚而成较大颗粒，直到油皂呈显著的分裂现象为止。

6.其他因素的影响

（1）加入碱液速度的影响；

（2）温度与油皂分离速度的关系。

（四）碱炼时常见的问题

碱炼时由于毛油质量的优劣、酸价的大小、化验与计算的准确性以及操作人员的经验多少等诸多原因，常出现一些问题甚至事故。

1.发干现象

所谓发干，是指毛油加碱后，油成糊状或形成稠厚的胶状，情况严重者，似乎一锅肥皂或者全锅成为一个大胶团，舀一勺就留下一个坑的现象。出现发干现象后，油皂完全不分离，负荷增加，搅拌器转不动，皮带打滑，给操作带来很大困难。发干现象主要由以下几种原因引起。

（1）毛油酸价大；

（2）毛油色深，含杂多；

（3）配碱差错；

（4）加水量大；

（5）毛油饼粉过多。

2.皂粒过细，油皂不分

正常操作下，加碱40min后，皂粒逐渐变大，取样检验时，油皂逐渐分离，但是，有时加碱后数小时，甚至静置过夜，油皂仍不分离，此因皂粒很细，始终呈悬浮状态而不分层，出现这种情况，主要是以下原因。

（1）加碱不够；(www.xing528.com)

（2）加碱不匀；

（3）碱液过稀。

（五）碱炼脱酸工艺参数

（1）脱胶油的质量要求：水分＜0.2%；杂质＜0.15%；磷脂含量＜0.05%（超过此值应考虑加磷酸处理）。

（2）水的质量要求：总硬度（以CaO计）＜50mg/L；其他指标应符合生活饮用水卫生标准。

（3）烧碱的质量要求：杂质≤5%的固体碱，或相同质量的液体碱。

（4）从处理量来考虑，小于20t/d的宜采用间歇式碱炼，大于50t/d的应采用连续式碱炼。

（5）碱炼中碱液的浓度和用量必须正确选择，应根据油的酸价（加入其他酸时亦包括在内）、色泽、杂质等和加工方式，通过计算和经验来确定，碱液浓度一般为10～30°Bé，碱炼时的超碱量一般为理论值的20%～40%。

（6）间歇式碱炼应采用较低的温度。设备应有不少于二挡的搅拌速度。

（7）连续式碱炼可采用较高的温度和较短的混合时间。在采用较高温度的同时，必须避免油与空气的接触，以防止油的氧化。

（8）水洗作业可采用二次水洗或一次复炼和一次水洗，复炼宜用淡碱，水洗水应用软水，水洗水量一般为油重的10%～20%，水洗温度可为80～95℃。

（9）水洗脱水后的油的干燥应采用真空干燥，温度一般为85～100℃，真空残压为4～7kPa（30～50mmHg），干燥后的油应冷却至70℃以下才能进入下面的作业或贮存。

（10）成品质量

酸价：间歇式≤0.4mg/g；连续式≤0.15mg/g或按要求；

油中含皂：间歇式＜150mg/L；连续式＜80mg/L，不再脱色可取＜150mg/L；

油中含水＜0.1%；

油中含杂＜0.1%。

（11）消耗指标见表4-1。

表4-1 消耗指标

（12）非冷却用水废水排放量及其主要指标 碱炼时的非冷却用水是植物油厂产生废水的重要方面，应尽量减少废水的产生和对环境的污染程度。

主要污染指标见表4-2。

表4-2 主要污染指标

（六）碱炼、水洗工段安全操作规程

（1）自觉遵守厂部和车间的各项规章制度。

（2）毛油进罐不准超过安全线。配碱计量使用浓碱时，谨防灼伤皮肤和眼睛，当溅着后立即用清水冲洗。

（3）水洗后的放水必须由本工段操作人员负责处理，不能委托他人代放。放水过程中不得离岗。因失职而造成的一切后果由水洗工段负责。

（4）在操作过程中，对机械和温度表要经常监视，发现异常及时汇报并积极抢修。工作结束后做一次全面检查。

（5）认真填写原始记录和交接班记录。

四、塔式炼油法

塔式炼油法又称泽尼斯炼油法。该法已用于菜籽油、花生油、玉米胚油和牛羊油等的碱炼，同时也适用于棉籽油的第二道碱炼。

一般的碱炼法是碱液分散在油相中和游离脂肪酸，即油包水滴（W/O）型。塔式炼油法与一般的碱炼方法有明显区别，它是使油分散通过碱液层，碱与游离脂肪酸在碱液中进行中和，即水包油滴（O/W）型。

（一）塔式炼油法

塔式炼油法由三个阶段组成：第一阶段是毛油脱胶，第二阶段是脱酸，第三阶段是脱色。

（二）塔式炼油法的工艺流程

塔式炼油法工艺流程如图4-6所示。

图4-6 塔式炼油法工艺流程

1—毛油箱 2、9—过滤机 3—计量秤 4—脱胶锅 5—高位槽 6—中和塔 7—水洗锅 8—脱水罐 10—配碱箱 Y—油 J—纯碱液

五、物理精炼

油脂的物理精炼即蒸馏脱酸，系根据甘油三酸酯与游离脂肪酸（在真空条件下）挥发度差异显著的特点，在较高真空（残压0.6kPa以下）和较高温度下（240～260℃）进行水蒸气蒸馏的原理，达到脱除油中游离脂肪酸和其他挥发性物质的目的。在蒸馏脱酸的同时，也伴随有脱溶（对浸出油而言）、脱臭、脱毒（核桃油中的有机氯及一些环状碳氢化合物等有毒物质）和部分脱色的综合效果。

六、脱溶

由于6号溶剂油的沸程宽（60～90℃），其组成又比较复杂，虽经蒸发和汽提回收混合油中的溶剂，但残留在油中的高沸点组分仍难除尽，致使浸出毛油中残溶较高。脱除浸出油中残留溶剂的操作即为脱溶。脱溶后油中的溶剂残留量应不超过50mg/L。目前，国内外采用最多的是水蒸气蒸馏脱溶法，其原理在于水蒸气通过浸出毛油时，汽—液表面接触，水蒸气被挥发出的溶剂所饱和，并按其分压比率逸出，从而脱除浸出油中的溶剂。因为溶剂和油脂的挥发性差别极大，水蒸气蒸馏可使易挥发的溶剂从几乎不挥发的油脂中除去。脱溶在较高温度下进行，同时配有较高的真空条件，其目的是：提高溶剂的挥发性；保护油脂在高温下不被氧化；降低蒸汽的耗用量。

七、脱色

（一）脱色的目的

各种油脂都带有不同的颜色，这是因为其中含有不同的色素所致。例如，叶绿素使油脂呈墨绿色；胡萝卜素使油脂呈黄色；在储藏中，糖类及蛋白质分解而使油脂呈棕褐色；棉酚使棉籽油呈深褐色。

在前面所述的精炼方法中，虽可同时除去油脂中的部分色素，但不能达到令人满意的地步。因此，对于生产高档油脂——色拉油、化妆品用油、浅色油漆、浅色肥皂及人造奶油用的油脂，颜色要浅，只用前面所讲的精炼方法，还不能达到要求，必须经过脱色处理方能如愿。

（二）脱色的方法

油脂脱色的方法有日光脱色法（亦称氧化法）、化学药剂脱色法、加热法和吸附法等。目前应用最广的是吸附法，即将某些具有强吸附能力的物质（酸性白土、漂土和活性炭等）加入油脂，在加热情况下吸附除去油中的色素及其他杂质（蛋白质、黏液、树脂类及肥皂等）。

（三）油脂色泽的复原

一般的食用油脂（棕榈油除外）经过长期贮存，其色泽会由浅变深，这种现象称为色泽的复原。大豆油色的复原最为明显，其次是核桃油、玉米胚油和棉籽油；菜籽油和葵花籽油的色泽较为稳定；棕榈油的颜色越放越白。

八、脱臭

（一）脱臭的目的

纯粹的甘油三脂肪酸酯无色、无气味，但天然油脂都具有自己特殊的气味（也称臭味）。气味是氧化产物，进一步氧化生成过氧化合物，分解成醛酮而使油呈味。此外，在制油过程中也会产生臭味，例如溶剂味、肥皂味和泥土味等。除去油脂特有气味（呈味物质）的工艺过程就称为油脂的脱臭。

浸出油的脱臭（工艺参数达不到脱臭要求时称为脱溶）十分重要，在脱臭之前，必须先行水化、碱炼和脱色，创造良好的脱臭条件，有利于油脂中残留溶剂及其他气味的除去。

（二）脱臭的方法

脱臭的方法很多，有真空蒸汽脱臭法、气体吹入法、加氢法和聚合法等。目前国内外应用最广、效果最好的是真空蒸汽脱臭法。

真空蒸汽脱臭法是在脱臭锅内用过热蒸汽（真空条件下）将油内呈味物质除去的工艺过程。真空蒸汽脱臭的原理是水蒸气通过含有呈味组分的油脂，汽—液接触，水蒸气被挥发出来的臭味组分所饱和，并按其分压比率逸出而除去。

九、脱蜡

核桃油还含有1%～2%的蜡。它与矿物蜡（即石蜡）成分不同，后者是长碳链的正烷烃，而核桃蜡的主要成分是高级脂肪酸与高级脂肪酸醇形成的酯。

在温度较高时，核桃蜡以分子分散状态溶解于油中。因其熔点较高，当温度逐渐降低时，会从油相中结晶析出，使油呈不透明状态而影响油脂的外观。同时，含蜡量高的核桃油吃起来糊嘴，影响食欲，进入人体后也不能为人体消化吸收，所以有必要将其除去。脱除油中蜡的工艺过程称为脱蜡。

现在我国核桃油脱蜡的方法有三种：压滤机过滤法、布袋吊滤法和离心分离法。所谓布袋吊滤法，就是将脱臭油先泵入一冷凝结晶罐内冷却结晶，然后将冷却好的油放入布袋内，布袋悬空吊着，依靠重力作用，油从布袋孔眼中流出，蜡留在布袋内，从而达到油蜡分离的目的。此法所得成品油质量虽好，但劳动强度大，设备占地面积也大，成品油得率低，所以采用此法的现已不多了。

所谓离心分离法又称低温碱炼脱蜡法，它是将毛油冷却，使核桃蜡结晶析出，然后向其中加入一定量的碱液，中和其中部分游离脂肪酸，生成肥皂，肥皂能吸附结晶好的蜡，这时将其泵入离心机进行离心分离，核桃蜡随着肥皂一起被脱除，这种方法劳动强度不大，设备占地面积小，但由于核桃油含蜡量高，处在脱蜡温度时，黏度很高，要分离干净十分困难。如果只顾将油中蜡分离干净，则脱蜡油得率大大降低，所以采用离心分离法的现在也不多。压滤机过滤法比较理想。

（一）压滤法脱蜡的工艺流程

压滤法脱蜡的工艺流程如图4-7所示。

图4-7 核桃油脱蜡工艺流程

1—空压机 2—冷却槽 3—压油罐 4—齿轮泵 5—压滤机 6—油池 7—成品油泵

由于核桃油含蜡量高，如果要想一次脱尽全部核桃蜡，因其黏度大，压滤极为困难。因此，脱蜡要分两道进行。头道脱蜡时温度较高，只有部分蜡析出，故过滤时只除去已结晶析出的那部分蜡；而二道脱蜡时油温降得较低，残留在油中的蜡全部析出，通过压滤可几乎全部除去。

1.头道脱蜡

（1）冷却结晶 脱臭油经过水冷却至60℃左右，被泵入冷却结晶槽，有条件的油厂可将冷却结晶槽放于15℃的房间内，油在槽中自然冷却。经约24h后，油温冷至30℃左右，高熔点的蜡已结晶析出，这时可进行过滤。

（2）过滤分离 将已结晶的油放至压油罐，充满后关闭油阀门，开启压缩空气阀，将要过滤的油用压缩空气压入压滤机进行过滤，使油蜡分离。

2.二道脱蜡

（1）冷却结晶 将经头道脱蜡的油泵入结晶槽，在15℃室温下经24h，油温冷至20℃。这时核桃蜡基本结晶析出，待滤。

（2）过滤分离 与头道脱蜡相同。

（二）脱蜡的主要设备

1.结晶槽

脱蜡所用的结晶槽有多种结构形式，宜采用长方形的敞口槽。该设备特点是长而窄，与空气的接触面积大，对自然冷却有利。油脂冬化也宜采用此设备。

2.压力贮罐

该设备可贮存压缩空气，并将油压入压滤机，故为受压容器，要求能承受0.6MPa的压力。油脂冬化也用此设备。

（三）脱蜡的注意事项

（1）在冷却结晶时，冷却速率不宜太快，否则蜡的结晶太小，过滤很不方便。由实验可知，蜡的结晶好坏与冷却速率、搅拌速度及结晶温度等有关。如果条件允许，让含蜡油脂慢慢冷却，并伴之以慢速搅拌，至规定温度后再保温几小时，使晶粒进一步成熟，则所得晶粒既大又结实，用压滤法很好分离。

（2）过滤时压力要逐渐升高。开始时因尚未形成滤饼，过滤出来的油不澄清，应返回重新过滤，等滤出的油澄清透明了方可作为脱蜡油。过滤结束时要用空气压缩机吹干滤饼，将其中的液体油尽量分出，以提高脱蜡油的得率，但压缩空气压力不宜过大，以防核桃蜡从滤布孔眼中被压出。

（3）已结晶的油脂在过滤之前应尽量不用齿轮泵或离心泵输送，以免晶粒破裂。结晶时若无冷冻设备，普通室温也可以，但难以控制，特别是夏天气温高，核桃蜡很难脱尽。

十、脱硬脂

油脂是各种甘油三脂肪酸酯的混合物（简称甘三酯）。其组成的脂肪酸不同，油脂的熔点也不一样，饱和度高的甘三酯的熔点很高；而饱和度低的甘三酯的熔点较低。

核桃油等经过脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱蜡后，已经可以食用，但由于用途不同，人们对油脂的要求也不一样。例如色拉油，要求它不能含有固体脂（简称硬脂），以便能在0℃（冰水混合物）中5.5h内保持透明。核桃油经过上述五脱后，仍含有部分固体脂，达不到色拉油的质量标准，要得到核桃色拉油，就必须将这些固体脂也脱除。这种脱除油脂中固体脂的工艺过程称为油脂的脱硬脂，其方法是进行冬化。用棕榈油、花生油或棉籽油生产色拉油时也需脱硬脂。

固体脂在液体油中的溶解度随着温度升高而增大，当温度逐渐降至某一点时，固体脂开始呈晶粒析出，此时的温度称为饱和温度。固体脂浓度越大，饱和温度越高。