第7章 油脂的改性.ppt

氢气中杂质的成分因其制法不同而异，常含有H2S、SO2、CS2、CO、N2及水蒸气等。 杂质危害：会使催化剂中毒，使氢化时间延长，对安全生产也不利。 一般油脂氢化工艺要求氢气纯度在98%以上。 应用于油脂氢化的工业氢气主要有三种生产方法：水电解法、天然气转化法和铁蒸汽法。 油脂氢化工艺的基本过程 原料油 预处理 除氧脱水 氢化 过滤 后脱色 脱臭 成品氢化油 与油混合的催化剂 氢气 封闭式间歇氢化工艺流程 1、原料油的预处理 为保证氢化反应的顺利进行，确保催化剂的活性及尽量减少其用量，在进入氢化反应器前，原料油脂中的杂质应尽量去除。 杂质的允许残余量为：FFA=0.05% 水分=0.05% 含皂=25mg/kg 过氧化值 POV=2mmol/kg 磷=2mg/kg 色泽 R1.6 Y16 茴香胺值=10 铜=0.01mg/kg 铁=0.03mg/kg 茴香胺值-表征油里面醛、酮、醌等二级产物的多少 2、除氧脱水 水分的存在会占据催化剂的活化中心，氧则会在高温和催化剂的作用下迅速与油脂起氧化反应。因此氢化反应前，必须除氧脱水。 除氧脱水条件：操作压力为6.7kpa，温度140～150℃。 3、氢化 油脂氢化按生产的连贯性分为间歇式和连续式两类工艺。 催化剂事先与部分原料油脂混匀．由真空将催化剂浆浓吸入反应器的油中，充分搅拌混合。停止抽真空，通入一定压强的氢气．这时反应开始进行。 反应条件根据油脂的品种及氢化油产品质量的要求而定，一般范围：温度150一200℃．氢气在140一150℃时开始加入，压力为0.1-0.5MPa，催化剂用量0.01％一0.5％(镍／油)，搅拌速度600 r／min以上。 氢化反应时间一般为3～8h。 4、过滤 过滤的目的是将氢化油与催化剂分离。过滤前，油及催化剂混合物必须先冷却至70℃，然后进入过油机。 5、脱色与脱臭 （1）脱色的目的是借白土吸附进一步去除残留催化剂。工艺条件：温度100～110 ℃，时间10～15 min，白土量0.4%～0.8%，压力6.7 kPa。镍残留量低于5 mg/kg。 （2）脱臭的目的是去除油脂原有的异味以及氢化产生的氢化臭。脱臭完毕在油中加入0.02％柠檬酸作抗氧化剂，柠檬酸可与镍和铜等作用，使油中游离镍铜等金属含量接近零。 氢化催化剂 种类很多，但活性和毒性各不相同 单元镍催化剂 活性高，对油污染少，产品稳定性好，应用广 镍-铁二元催化剂活性更高 铜-镍二元催化剂选择性好，价格低，但铜对油脂增强氧化，氢化后处理要求高 氢化温度高，氢化速度快，选择性高，反式异构体多 影响氢化效果的主要因素 氢化压力高，氢化速度快，选择性低，反式异构体少 搅拌速度快，氢化速度快，选择性低，反式异构体少 催化剂浓度高，氢化速度快，选择性增加，反式异构体多 油脂氢化的品质要求 油脂必须除去杂质，所以要在精炼后进行 氢气的纯度在98%以上，不能含二氧化碳和硫，以防止催化剂中毒 反式脂肪酸（tras fatty acid，TFA）是所有含有反式非共轭双键的不饱和脂肪酸的总称，因其与碳链双键相连的氢原子分布在碳链的两侧而得名 反式脂肪酸 反式脂肪酸常用的检测方法是红外光谱法、气相色谱法和气相色谱-质谱联用法。由于反式构型双键的C-H的平面外振动特性，使得TFA在966 cm-1处存在最大吸收，而顺势构型的双键和饱和脂肪酸在此处没有吸收，因此能准确测定TFA双键的数量。红外光谱分析法用以检验TFA的存在，最大的优点是快速、方便，且不破坏样品，但是测定结果的误差较大，精度不高。 气相色谱和气谱-质谱联用法具有选择性强、准确、灵敏的优点。 反式和顺式脂肪酸的气相色谱 反式脂肪酸在体内要经过51天才能被分解排出体外，胆固醇（低密度脂蛋白）增加，肥胖，心脑血管疾病 欧洲许多国家规定每天反式脂肪酸的摄取量应该在3g以下或者总能量的2%以内 最常见的是烘烤食品（饼干、面包）、沙拉酱以及炸薯条、炸鸡块等快餐食品，还有西式糕点、巧克力派、咖啡伴侣等。 反式脂肪酸的名称在商品包装上标注为“氢化植物油”、“植物起酥油”、“人造黄油”、“人造奶油”、“植物奶油”、“麦淇淋”、“起酥油”等 在每大份麦当劳薯条中，反式脂肪酸含量6克~8克 选择性对氢化反应及其产物有两层含义： 一是指化学选择性 二是指催化剂的选择性 即某种催化剂催化生产的氢化油在给定的碘值下具有较低的稠度和熔点 假设油脂氢化的每一步均为一级不可逆反应，催化剂不发生中毒，其反应模式为： k