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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(shè)備一、概述分提的概念依據(jù)各種甘油三酸酯在性質(zhì)上的差異,將性質(zhì)不同的甘油三酸酯進(jìn)行分級(jí)的工藝方法成為油脂的分提。食工07級(jí)2lz0633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(kāi)發(fā)利用固體脂肪,獲得飽和程度較高的固體脂?!痔?,特點(diǎn)熔點(diǎn)(生產(chǎn)起酥油、人造奶油、可可脂代用品等產(chǎn)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?!?,低熔點(diǎn)(生產(chǎn)食用一級(jí)油、食用二級(jí)油等高級(jí)油脂)食工07級(jí)3lz063
2、3分提的方法①常規(guī)法分提冷卻結(jié)晶、固-液分離。②溶劑法分提冷卻結(jié)晶同時(shí)可以降低混合液粘度,使易結(jié)晶。可使固體脂中含液態(tài)油量下降。過(guò)濾阻力變小等。③表面活性劑法分提活性劑水溶液潤(rùn)濕結(jié)晶固脂,并將固脂晶體與液態(tài)油隔離開(kāi),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。食工07級(jí)4lz0633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(diǎn)范圍(℃)45-6030-450-10<0G—甘油(Glycerin);S—飽和脂肪酸(Saturatedfattya
3、cids);U—不飽和脂肪酸(Unsaturatedfattyacids)由于分提技術(shù)的限制,工業(yè)上尚未實(shí)現(xiàn)所有組分的一一分離,而僅限于熔點(diǎn)差別較大的固體脂與液態(tài)油的分離。食工07級(jí)5lz0633二、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(zhǎng)度、不飽和程度、雙鍵構(gòu)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(diǎn)的差異。利用各類甘三酯性質(zhì)上的差異,創(chuàng)造相應(yīng)的冷卻結(jié)晶條件,使各類性質(zhì)的固體脂以較純的狀態(tài)從原溶液中結(jié)晶析出并進(jìn)行分離。食工0
4、7級(jí)6lz0633(二)油脂的結(jié)晶類型甘三酯的代表性晶型一般有α、β′、β三種:型:熔點(diǎn)最低,分子排列最疏松,最不穩(wěn)定,晶粒最小(0.5μm),不易過(guò)濾。型:熔點(diǎn)最高,分子排列最緊密,最穩(wěn)定,晶粒最大(25-30μm),容易過(guò)濾。型:熔點(diǎn)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(guò)濾難易適中。型:屬于中間型,晶粒大小約為3-5μm。其作為獨(dú)立晶型目前尚有疑問(wèn)。玻璃質(zhì)脂體:速冷產(chǎn)生的細(xì)小晶體,熔點(diǎn)比α型還低。油脂中普遍存在同質(zhì)多晶現(xiàn)象。食工07級(jí)7lz0633(三)油脂結(jié)晶過(guò)程和冷卻歷程結(jié)晶過(guò)程三個(gè)階段晶體的成長(zhǎng)晶核的形
5、成熔融油脂的過(guò)冷、過(guò)飽和冷卻歷程同質(zhì)多晶現(xiàn)象受外部熱的影響,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,結(jié)晶向著穩(wěn)定性好的方向轉(zhuǎn)變,排列逐漸緊密,結(jié)晶逐漸穩(wěn)定。其變化過(guò)程是可逆的。食工07級(jí)8lz0633各種油脂形成最穩(wěn)定的晶型與其固體脂的甘三酯結(jié)構(gòu)有關(guān):分子結(jié)構(gòu)整齊,對(duì)稱性強(qiáng)→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(jié)構(gòu)不太整齊,對(duì)稱性較差→穩(wěn)定型為β′型[如:棉籽油(FA碳鏈長(zhǎng)度、飽和程度不同),OPP型脂]各種極度氫化油脂的最穩(wěn)定結(jié)晶型結(jié)晶型β′型β型油品棉籽油、棕櫚油、菜籽油、鯨魚(yú)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、可可脂食工07級(jí)9lz0633各種甘三酯晶型的轉(zhuǎn)化歷程具有相應(yīng)的冷卻歷程:緩慢冷卻急劇冷卻過(guò)冷、過(guò)飽和α結(jié)晶等溫過(guò)程β或β′結(jié)晶分子排列釋放結(jié)晶熱外界條件不變失熱=結(jié)晶放熱緩慢加熱過(guò)冷、過(guò)飽和未及排列玻璃質(zhì)脂體食工07級(jí)10lz0633由此可見(jiàn),脂晶晶型與冷卻過(guò)程有著密切的關(guān)系。食工07級(jí)11lz0633三、影響分提的因素分提過(guò)程中力求獲得穩(wěn)定性高、易過(guò)濾的脂晶。由于結(jié)晶發(fā)生在固體脂和液態(tài)油的共熔體系中,組分的復(fù)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。食工07級(jí)12lz
7、0633(一)冷卻溫度和冷卻速率冷卻溫度①過(guò)冷、過(guò)飽和現(xiàn)象:甘三酯分子中的三個(gè)烴基碳鏈都較長(zhǎng),往往使得其結(jié)晶溫度遠(yuǎn)低于固脂的凝固點(diǎn)。過(guò)冷度↑→晶核形成↑→系統(tǒng)粘度↑→晶體成長(zhǎng)↓②結(jié)晶順序:GS3→GS2U→GSU2→其它易熔組分③結(jié)晶溫度:結(jié)晶溫度↓→液態(tài)油濁點(diǎn)↓→固體脂↑→液態(tài)油↓初始結(jié)晶溫度很重要:先熔融(破晶20-30min)再結(jié)晶。④結(jié)晶溫度與分提工藝有關(guān):溶劑分提工藝<常規(guī)分提工藝(見(jiàn)后表)食工07級(jí)13lz0633結(jié)晶溫度(℃)得率(%)液態(tài)油濁點(diǎn)(℃)固體脂熔點(diǎn)(℃)液態(tài)油固體脂29752512—2470-8020-309—2
8、265357.5501855-6040-45645-50結(jié)晶溫度(℃)得率(%)液態(tài)油濁點(diǎn)(℃)固體脂熔點(diǎn)(℃)液態(tài)油固體脂50-5-10-15-20858352.5454035