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1、油脂的分提(Fractionation)概述油脂分提的原理影響油脂分提的因素油脂分提工藝油脂分提設備一、概述(一)分提的概念依據(jù)各種甘油三酸酯在性質上的差異,將性質不同的甘油三酸酯進行分級的工藝方法成為油脂的分提。zhi·luo(二)分提的目的分提作為油脂改性或油脂精煉手段,具有以下兩種不同的目的:①開發(fā)利用固體脂肪,獲得飽和程度較高的固體脂?!痔幔攸c熔點(生產起酥油、人造奶油、可可脂代用品等產品的原料油脂)②提高液態(tài)油脂的低溫貯藏性能,獲得飽和程度較低的液態(tài)油。—冬化,低熔點(生產食用一級油、食用二級油等高級油脂)zhi·luo
2、(三)分提的方法1.常規(guī)法分提冷卻結晶、固-液分離。2.溶劑法分提冷卻結晶同時可以降低混合液粘度,使易結晶??墒构腆w脂中含液態(tài)油量下降,且過濾阻力變小等。3.表面活性劑法分提表面活性劑水溶液潤濕結晶固脂,并將固脂晶體與液態(tài)油隔離開,便于分離。4.液-液萃取法分提利用選擇性溶劑溶解分子量小、不飽和程度高的組分,使之與其它組分分離。zhi·luo(四)甘三酯的分類天然油脂中的甘三酯大體可以分為四大類:甘三酯種類GS3GS2UGSU2GU3熔點范圍(℃)45-6030-450-10<0G—甘油(Glycerin);S—飽和脂肪酸(Satur
3、atedfattyacids);U—不飽和脂肪酸(Unsaturatedfattyacids)由于分提技術的限制,工業(yè)上尚未實現(xiàn)所有組分的一一分離,而僅限于熔點差別較大的固體脂與液態(tài)油的分離。zhi·luo二、分提的原理(一)分提的基本原理天然油脂是由多種甘油三酸酯組成的混合物,由于組成中脂肪酸的種類和分布不同(碳鏈長度、不飽和程度、雙鍵構型和位置、在甘油基上的分布與排列等),形成了甘油三酸酯各組分在不同溫度下相互溶解度或熔點的差異。利用各類甘三酯性質上的差異,創(chuàng)造相應的冷卻結晶條件,使各類性質的固體脂以較純的狀態(tài)從原溶液中結晶析出并
4、進行分離。zhi·luo(二)油脂的結晶類型甘三酯的代表性晶型一般有α、β′、β三種:型:熔點最低,分子排列最疏松,最不穩(wěn)定,晶粒最?。?.5μm),不易過濾。型:熔點最高,分子排列最緊密,最穩(wěn)定,晶粒最大(25-30μm),容易過濾。型:熔點及分子排列密度介于前兩者之間,亞穩(wěn)定型,晶粒大小適中(1μm),過濾難易適中。型:屬于中間型,晶粒大小約為3-5μm。其作為獨立晶型目前尚有疑問。玻璃質脂體:速冷產生的細小晶體,熔點比α型還低。油脂中普遍存在同質多晶現(xiàn)象。zhi·luo(三)油脂結晶過程和冷卻歷程1.結晶過程三個階段晶體的成長晶
5、核的形成熔融油脂的過冷、過飽和2.冷卻歷程同質多晶現(xiàn)象受外部熱的影響,經過一段時間,結晶向著穩(wěn)定性好的方向轉變,排列逐漸緊密,結晶逐漸穩(wěn)定。其變化過程是可逆的。zhi·luo各種油脂形成最穩(wěn)定的晶型與其固體脂的甘三酯結構有關:分子結構整齊,對稱性強→穩(wěn)定型為β型[如:極度氫化大豆油,可可脂,SOP/SOS/POS型脂]分子結構不太整齊,對稱性較差→穩(wěn)定型為β′型[如:棉籽油(FA碳鏈長度、飽和程度不同),OPP型脂]各種極度氫化油脂的最穩(wěn)定結晶型結晶型β′型β型油品棉籽油、棕櫚油菜籽油、鯨魚油牛脂、奶油大豆油、紅花籽油、葵花籽油、芝麻
6、油、玉米胚芽油、橄欖油、花生油、椰子油、棕櫚仁油、豬脂、可可脂zhi·luo各種甘三酯晶型的轉化歷程具有相應的冷卻歷程:緩慢冷卻急劇冷卻過冷、過飽和α結晶等溫過程β或β′結晶分子排列釋放結晶熱外界條件不變失熱=結晶放熱緩慢加熱過冷、過飽和未及排列玻璃質脂體由此可見,脂晶晶型與冷卻過程有著密切的關系。zhi·luo三、影響分提的因素分提過程中力求獲得穩(wěn)定性高、易過濾的脂晶。由于結晶發(fā)生在固體脂和液態(tài)油的共熔體系中,組分的復雜性以及操作條件諸因素都直接影響著脂晶的大小和工藝特性。zhi·luo(一)冷卻溫度和冷卻速率1.冷卻溫度(1)過冷
7、、過飽和現(xiàn)象:甘三酯分子中的三個烴基碳鏈都較長,往往使得其結晶溫度遠低于固脂的凝固點。過冷度↑→晶核形成↑→系統(tǒng)粘度↑→晶體成長↓(2)結晶順序:GS3→GS2U→GSU2→其它易熔組分(3)結晶溫度:結晶溫度↓→液態(tài)油濁點↓→固體脂↑→液態(tài)油↓注意!初始結晶溫度很重要:先熔融(破晶20-30min)再結晶。(4)結晶溫度與分提工藝有關:溶劑分提工藝<常規(guī)分提工藝(見后表)zhi·luo結晶溫度(℃)得率(%)液態(tài)油濁點(℃)固體脂熔點(℃)液態(tài)油固體脂29752512—2470-8020-309—2265357.5501855-60
8、40-45645-50結晶溫度(℃)得率(%)液態(tài)油濁點(℃)固體脂熔點(℃)液態(tài)油固體脂50-5-10-15-20858352.5454035151747.555606510753-1-45552.548.546.54