毛油堿煉的基本原理是什么？

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2024-11-12

毛油堿煉是油脂精煉過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其基本原理主要涉及化學(xué)反應(yīng)和相分離兩個(gè)方面。

一、化學(xué)反應(yīng)原理

1. 中和反應(yīng)

? 毛油中含有游離脂肪酸，這是導(dǎo)致油脂酸值升高、品質(zhì)下降的主要因素之一。堿煉過(guò)程中，加入的堿（通常是氫氧化鈉，NaOH）與游離脂肪酸發(fā)生中和反應(yīng)?；瘜W(xué)方程式為：RCOOH + NaOH→RCOONa + H?O，其中RCOOHdai表游離脂肪酸。例如，在油酸（C??H??COOH）與氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)，會(huì)生成油酸鈉（C??H??COONa）和水。這個(gè)反應(yīng)是堿煉的he心反應(yīng)，通過(guò)將游離脂肪酸轉(zhuǎn)化為肥皂（脂肪酸鹽），可以有效降低毛油的酸值。

? 不同的脂肪酸由于其碳鏈長(zhǎng)度和不飽和程度的不同，與堿反應(yīng)的活性也略有差異。一般來(lái)說(shuō)，不飽和脂肪酸比飽和脂肪酸更容易與堿發(fā)生反應(yīng)。而且，游離脂肪酸的含量會(huì)影響堿的用量，在實(shí)際操作中，需要根據(jù)毛油的酸值來(lái)精確計(jì)算堿的添加量，以確保中和反應(yīng)完全進(jìn)行，同時(shí)避免堿的過(guò)量使用。

2. 皂化反應(yīng)

? 除了與游離脂肪酸反應(yīng)外，堿液如果過(guò)量或者反應(yīng)條件不當(dāng)，可能會(huì)與油脂本身發(fā)生皂化反應(yīng)。油脂是由甘油和脂肪酸通過(guò)酯鍵結(jié)合而成的酯類化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)可以表示為：CH?OCOR? - CHOCOR? - CH?OCOR?，其中R?、R?、R?dai表脂肪酸基團(tuán)。當(dāng)堿過(guò)量時(shí)，堿會(huì)攻擊酯鍵，發(fā)生皂化反應(yīng)，化學(xué)方程式為：CH?OCOR? - CHOCOR? - CH?OCOR?+3NaOH→3RCOONa + CH?OH - CHOH - CH?OH。

? 皂化反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致油脂的損失，因?yàn)橛椭晦D(zhuǎn)化為肥皂和甘油。因此，在堿煉過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制堿的用量和反應(yīng)條件，如溫度、攪拌速度等，以盡量減少皂化反應(yīng)的發(fā)生。通常，堿的用量會(huì)略高于理論中和游離脂肪酸所需的量，但要確保不會(huì)引起過(guò)多的皂化反應(yīng)。

3. 其他反應(yīng)

? 毛油中還可能含有磷脂、蛋白質(zhì)、黏液質(zhì)等雜質(zhì)。在堿煉過(guò)程中，堿液也會(huì)與這些雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。例如，堿與磷脂反應(yīng)可以生成磷脂鹽，這些磷脂鹽具有一定的親水性，可以通過(guò)后續(xù)的分離步驟去除。同時(shí)，堿也可以使蛋白質(zhì)等雜質(zhì)變性，形成沉淀，從而達(dá)到去除這些雜質(zhì)的目的。這些反應(yīng)有助于進(jìn)一步凈化毛油，提高油脂的品質(zhì)。

二、相分離原理

1. 重力沉降分離

? 在堿煉過(guò)程中，中和反應(yīng)產(chǎn)生的肥皂（脂肪酸鹽）具有表面活性，它可以吸附毛油中的其他雜質(zhì)，如磷脂、蛋白質(zhì)變性產(chǎn)物、色素等，形成一種復(fù)雜的膠體體系。由于肥皂的密度比油脂稍大，在靜置或低速離心的情況下，這些肥皂和吸附的雜質(zhì)會(huì)逐漸沉降到容器底部，從而實(shí)現(xiàn)與油脂的分離。這種分離方式簡(jiǎn)單，但分離速度較慢，適用于小規(guī)模的堿煉操作或者對(duì)分離速度要求不高的情況。

2. 離心分離

? 為了提高分離效率，在工業(yè)生產(chǎn)中通常采用離心分離的方法。當(dāng)含有肥皂和雜質(zhì)的混合體系進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)時(shí)，在強(qiáng)大的離心力作用下，密度較大的肥皂和雜質(zhì)被甩向離心機(jī)的壁部，而密度較小的油脂則集中在中心區(qū)域，通過(guò)不同的出口分別收集油脂和肥皂雜質(zhì)。離心分離可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的分離，能夠滿足大規(guī)模油脂精煉的需求。

? 離心分離的效果受到離心機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)鼓直徑、物料流量等因素的影響。一般來(lái)說(shuō)，較高的轉(zhuǎn)速和合適的轉(zhuǎn)鼓直徑可以提供更大的離心力，有利于更好地分離油脂和雜質(zhì)。同時(shí)，物料流量也要適當(dāng)控制，流量過(guò)大可能會(huì)導(dǎo)致分離不完全。

3. 水洗分離

? 盡管通過(guò)沉降或離心分離可以去除大部分肥皂和雜質(zhì)，但油脂中可能還殘留有少量的肥皂和堿液。為了進(jìn)一步凈化油脂，需要進(jìn)行水洗。在水洗過(guò)程中，將水加入到油脂中，通過(guò)攪拌使水與油脂充分混合。由于肥皂是親水性的，會(huì)溶解在水中，而油脂則與水不互溶，在靜置或離心后，水層和油層會(huì)分離，從而將殘留的肥皂和堿液去除。

? 水洗的次數(shù)和用水量需要根據(jù)油脂的品質(zhì)要求和堿煉的具體情況來(lái)確定。一般來(lái)說(shuō)，水洗次數(shù)為2 - 3次，每次用水量為油脂體積的10% - 20%左右。如果水洗不充分，殘留的肥皂和堿液可能會(huì)影響油脂的品質(zhì)，如導(dǎo)致油脂在儲(chǔ)存過(guò)程中發(fā)生水解或氧化；如果水洗過(guò)度，可能會(huì)造成油脂的乳化，增加分離的難度。

毛油堿煉的原理是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將游離脂肪酸等雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于分離的物質(zhì)，然后利用相分離的方法將這些雜質(zhì)從油脂中去除，從而達(dá)到降低酸值、提高油脂品質(zhì)的目的。

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