摘 要:制皂油脂的精煉是皂類行業(yè)的原料預(yù)處理過(guò)程,其結(jié)果好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量,油中的雜質(zhì)如不除去,既影響了肥皂的外觀色澤和質(zhì)量,又影響到毛廢液的顏色,直至精甘油的顏色,因此制皂用的動(dòng)、植物油脂必須經(jīng)過(guò)精煉。文章對(duì)原油(動(dòng)、植物油)的精煉過(guò)程做了分析。
關(guān)鍵詞:皂類生產(chǎn);動(dòng)植物油;精煉
1 概述
制皂用的動(dòng)植物油脂,由于原料本身及加工、包裝、貯藏等過(guò)程中氧化、分解的作用,使油脂含有不同種類及數(shù)量的雜質(zhì),大概有如下幾種:機(jī)械雜質(zhì),如混入油中的油料殼屑、鐵質(zhì)、泥沙等;磷脂、蛋白質(zhì)及其分解物、膠質(zhì);色素,如棉酚、類胡蘿卜素等;游離脂肪酸。制皂油脂的精煉應(yīng)根據(jù)毛油內(nèi)所含雜質(zhì)的性質(zhì)、數(shù)量及精煉后油脂的用途而采用不同的方法,如用于生產(chǎn)白色香皂的油脂與生產(chǎn)普通洗衣皂的油脂精練的程度不同。
油脂精煉的方法可根據(jù)煉油時(shí)的操作特點(diǎn)及煉油時(shí)用的材料和雜質(zhì)相互作用的不同而分為:機(jī)械方法,包括沉降、過(guò)濾等,主要用以分離懸浮在油脂中的機(jī)械雜質(zhì)?;瘜W(xué)方法,主要包括酸煉、堿煉、氧化等;酸煉是用酸處理,除去膠溶性雜質(zhì)、色素;堿煉是用堿處理,除去游離脂肪酸;氧化主要用于脫色。物理化學(xué)方法,主要包括水化、吸附、水蒸氣蒸餾等;水化主要是除去磷脂、膠質(zhì);吸附是除去色素;水蒸氣蒸餾用于脫除臭味物質(zhì)和游離脂肪酸。
2 原油精煉工藝
2.1 酸煉
用酸處理油脂,脫除其中的膠溶性雜質(zhì)的操作過(guò)程稱為酸煉。水化脫膠除掉的大都是容易水化的α-磷脂,而β-磷脂不易水化。酸煉則是使磷脂、蛋白質(zhì)、粘液質(zhì)及其類似的雜質(zhì)焦化、沉淀。酸煉常用的是硫酸、磷酸等,制皂廠酸煉一般都采用硫酸處理。
2.1.1 硫酸脫膠機(jī)理。濃硫酸具有強(qiáng)烈的脫水性,能使油脂中膠質(zhì)炭化,使膠質(zhì)與油分開(kāi)。濃硫酸也是一種強(qiáng)氧化劑,可使部分色素氧化破壞。稀硫酸是強(qiáng)電解質(zhì),電離出的負(fù)離子能中和膠體質(zhì)點(diǎn)的電荷,使之聚集成大顆粒沉降下來(lái),稀硫酸還有催化水解作用,促使磷脂等膠質(zhì)水解。
2.1.2 硫酸脫膠操作方法。(1)濃硫酸酸煉法。將冷油放在鍋中,在攪拌器和壓縮空氣的強(qiáng)烈攪拌下,將硫酸均勻地加入,注意不要讓溫度超過(guò)25℃。常用66°Bé的工業(yè)硫酸,酸的用量根據(jù)毛油質(zhì)量而定,一般為油脂質(zhì)量的0.5%~1.5%。最好定時(shí)取小樣,放在瓷板上檢視,如絮狀物較容易分離了就立即停止加酸,加完酸后再攪拌片刻。加酸時(shí),油脂從原來(lái)的棕黃色變成黃綠色,膠溶性雜質(zhì)凝聚成褐色或黑色絮狀物,油色逐漸變深,絮狀物沉淀后,油脂變成淡黃色。攪拌結(jié)束后,即加入油脂質(zhì)量3%~4%的熱水,使未作用的酸稀釋并使反應(yīng)停止。靜置沉淀2~3h,將上層油轉(zhuǎn)移到另外設(shè)備內(nèi),用熱水洗滌2~3次(每次用水量15%~20%),從油中洗凈硫酸后脫水。必須注意酸煉溫度和用酸量要適當(dāng),以防油脂發(fā)生磺化作用。(2)稀硫酸酸煉法。把油用直接蒸氣加熱到100℃,油內(nèi)積聚了冷凝水(水量為油脂質(zhì)量的8%~9%),然后在攪拌下將50~60°Bé的硫酸均勻加入油中,加入量為油脂質(zhì)量的1%左右,這時(shí)硫酸被油內(nèi)的冷凝水沖淡,稀硫酸與油內(nèi)雜質(zhì)作用,酸加完后,攪拌片刻,然后靜置沉降,其余過(guò)程與濃硫酸脫膠法相同。
2.2 堿煉
堿煉是油脂精制常用的方法。油脂貯存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或貯存環(huán)境惡劣,部分油脂被分解成游離脂肪酸和甘油,高度不飽和的甘油酯還會(huì)被氧化生成醛、酮和低分子脂肪酸等化合物,并放出惡臭,此即油脂的酸敗。堿煉不僅可除去油脂酸敗所生成的游離脂肪酸,還可作用于其他酸性物質(zhì),如帶有羥基、酚基的物質(zhì)。通過(guò)堿煉,油脂中的酸性物質(zhì)和燒堿起反應(yīng),生成了不溶于油脂的肥皂,同時(shí)由于肥皂的吸附作用可將相當(dāng)數(shù)量的其他雜質(zhì),如蛋白質(zhì)、粘液質(zhì)、色素等吸附帶入沉淀內(nèi)。機(jī)械雜質(zhì)也被肥皂夾帶下來(lái)。因此堿煉本身具有脫酸、脫雜質(zhì)、脫色等綜合作用,產(chǎn)生中和、吸附等反應(yīng)。堿煉用的堿一般為燒堿溶液,也可以使用一部分純堿。燒堿有中和游離脂肪酸的作用,同時(shí)還有較好的脫色作用,但它也能使部分中性油皂化。純堿可與游離脂肪酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),生成肥皂、二氧化碳和水。由于它是一種弱堿性的鹽類,所以不易發(fā)生中性油的皂化,對(duì)提高精煉率有好處,單其脫色力很差,而且產(chǎn)生大量二氧化碳?xì)怏w,易造成皂腳松散而成為絮狀,浮在油面不易下沉,使分離皂腳困難。目前國(guó)內(nèi)外一般都用燒堿堿煉,很少使用純堿。
2.2.1 間歇堿煉的流程
2.2.2 低溫堿煉工藝。前處理:毛油含雜質(zhì)最好控制在0.2%以下,攪拌均勻,取樣測(cè)酸值,并調(diào)整毛油初溫至20~40℃,該溫度根據(jù)油脂品種、質(zhì)量及各廠習(xí)慣有些變動(dòng)。例如棉籽油常用20~30℃,菜油常用30~40℃。中和:加入預(yù)先配制好的堿液,全部堿液在5~10min內(nèi)一次加完,同時(shí)配以快速(60r/min)攪拌。水洗:靜置數(shù)小時(shí)后,將上層清油用搖頭管轉(zhuǎn)入水洗鍋內(nèi),調(diào)整油溫到85℃左右,用與油同溫或比油溫稍高的熱水進(jìn)行洗滌,以除去油中殘存的堿液與肥皂。用水量每次為油的質(zhì)量的10%~15%,根據(jù)情況洗滌1~3次。洗滌時(shí)配以較慢的攪拌,使水和油充分接觸,同時(shí)防止乳化,當(dāng)油、皂分離不理想,油中含有較多殘?jiān)頃r(shí),第一遍洗滌水最好用淡堿液或稀食鹽溶液,用極慢的速度攪拌或干脆不攪拌。洗滌水均勻地噴灑入油中,靜置1h左右放出廢水,每次洗滌的廢水要放凈,廢水流入翻水池,回收上層漂浮的油脂后排入廢水處理池和下水道。干燥:洗滌后的油中,含有0.5%左右的水分,必須將水分除掉。干燥脫水的方法有常壓脫水和真空脫水。常壓脫水是將油升溫到105~110℃,并不斷攪拌直到取樣試驗(yàn)合格為止。真空脫水控制設(shè)備中絕對(duì)壓強(qiáng)為8KPa左右,溫度90℃左右,真空脫水中油脂不易氧化。
2.2.3 間歇操作堿煉設(shè)備。間歇堿煉設(shè)備主要是堿煉鍋(也稱煉油鍋),堿煉鍋的主體是一個(gè)帶有90°錐形底的圓筒體,鍋內(nèi)裝有槳葉式攪拌器,攪拌軸上裝有三對(duì)槳葉式攪拌翅,鍋底部分還有一對(duì)特殊形式的攪拌翅,其形狀與錐形底相適應(yīng)。攪拌器由電動(dòng)機(jī)通過(guò)擺線針輪無(wú)級(jí)調(diào)速器傳動(dòng),可根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)攪拌軸的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)和減速器安置在鍋面上方的蓋板上,在鍋體和攪拌器之間裝置著柵形垂直加熱管(過(guò)去設(shè)計(jì)的很多是蛇管)。操作時(shí)通蒸汽加熱,也可與冷水管相通,必要時(shí)可通入冷水冷卻鍋內(nèi)油脂。鍋體上部有毛油進(jìn)口管,鍋口有一圈加水管(水化時(shí)加水,堿煉時(shí)加堿),加水管上有許多小孔,交錯(cuò)地斜向油面,使加入的水能較均勻地噴灑到整個(gè)油面。鍋內(nèi)裝有一個(gè)可上下擺動(dòng)的搖頭管,它可以根據(jù)需要放出不同的深度的存油。錐形底尖端有排放油腳出口管,在錐面上還裝有油和冷凝水出口管。
3 結(jié)束語(yǔ)
油脂精煉是肥皂生產(chǎn)的第一個(gè)工段,處理質(zhì)量的好壞與所生產(chǎn)肥皂及甘油相關(guān)性能關(guān)系密切。油脂精煉是比較簡(jiǎn)單而具有靈活性的工作,根據(jù)精煉油脂的用途,兼顧技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)效益,我們應(yīng)該選擇合適的精煉方法。
參考文獻(xiàn)
[1]金建忠.制皂工藝[M].北京:中國(guó)輕工出版社,2001.
[2]谷克仁,梁少華.植物油料資源綜合利用[M].中國(guó)輕工出版社,2001.
[3]倪培德.油脂加工技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2004.
作者簡(jiǎn)介:常青(1969-),男,漢族,江蘇淮安人,專科,工程師,主要從事企業(yè)的化學(xué)工程與工藝方面的技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。