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油脂毛油脫膠

定義：脫除毛（máo）油中的膠溶性雜（zá）質的（de）工藝過程稱之為脫膠。

脫膠（jiāo）的方法有多種，例如水化脫膠、低溫脫膠、酸煉脫膠、吸附脫（tuō）膠、熱聚脫膠及化學試劑（jì）脫膠等，油脂工業上應用最為普遍的是（shì）水化脫膠。

水化脫膠的（de）概念

水化脫膠是（shì）指利用磷（lín）脂等（děng）膠溶（róng）性雜質的親（qīn）水性，將一定量的熱水或稀堿、食鹽、磷酸等電解質水溶液（yè），在一定條件下加入到原油中，使其中的（de）膠溶性雜質凝聚並沉降分（fèn）離的脫膠方法。

在水化脫（tuō）膠過程中（zhōng），被分離出來的物質（zhì）以磷脂為主，還有與磷脂結合在一起的蛋（dàn）白質、糖基甘油二酯、黏液質和微量金屬離子等。

水化（huà）脫膠工藝有多種：

按操作的連（lián）貫（guàn）性分為（wéi）間歇式和連續式；

按操作溫度分為高溫水化、中溫水（shuǐ）化和低溫水化；

按水化操作采用的試（shì）劑分為常規水化和特殊水化等。

本文簡單介紹間歇式水化脫膠工（gōng）藝。

間歇式水化脫膠工藝（yì）流程（chéng）

間歇式水化脫膠工藝流程通常包括：加水（或加直接蒸汽）水化、沉降分離、脫水和油腳處理等操作步驟。間歇（xiē）式精煉工藝流程習慣（guàn）用其操作步驟的操作順序（xù）來表示，如下（xià）圖所示：

原油（yóu）加入水化鍋中，在水化鍋（guō）中（zhōng）進行水化、靜置沉降，然後人工分離。水化淨油留在水化（huà）鍋中進行常壓幹燥或送入真（zhēn）空幹（gàn）燥器進行負壓幹燥，幹燥後冷卻至安全溫度後送入成品油儲罐（guàn）。富油油腳送去油腳處理，回收其內的部分油脂，回收（shōu）油混入下批原油重新精煉。

間歇式水化工藝設備簡單（dān），操作靈活，投資少。但（dàn）成品油質量不穩定，受操作人員的操作水平影響很大，精煉率通常比連續式（shì）低，且用水化鍋代替沉降鍋、幹燥器時存（cún）在（zài）膠雜沉澱不完善、換熱管表麵結垢等不良現象，有（yǒu）條件時還應使用專（zhuān）用設備。

參數（shù）控製

間歇式水化脫膠操作的（de）主要控製參數包括：裝油量、水化溫度、水化過程（chéng）中的攪拌速度與時間、水溫、加水量（liàng）；靜置沉降的溫（wēn）度、時間；脫水的溫度、時間等。具體參數控製視具體操作方法而（ér）定。

1) 原油及其裝滿（mǎn）係數（shù）

原油固雜含量小於（yú）0.3%，其在水化鍋中的裝入量一般為設備容量的70%左右，以留有足（zú）夠的空餘容（róng）量（liàng）來防止液泛。

2) 調（diào）溫

調溫操（cāo）作是為了獲得適宜（yí）的水化操作溫度，以便於其他操作參數的計算與（yǔ）選擇。

① 高溫水化法：將原油溫度調整到80℃左右。

② 中溫水（shuǐ）化法：將原油溫度調整到60℃左右。

③ 低溫水（shuǐ）化法：將原油溫度調整到25-30℃左右。

調溫階段的操作需配合慢速攪拌（bàn），一般為30r/min。

3) 水化

水化過程（chéng）中的攪拌操作是取得良好水化效果的重要條件，需要和水（shuǐ）化的各階段進（jìn）行配合，一般加水時應快速攪拌，攪（jiǎo）拌速度60-70r/min，加水後繼續快速攪拌30-40min，然後在靜置之（zhī）前還要慢速攪（jiǎo）拌（攪拌速度20-30r/min）30min左右。

加水量和（hé）水溫控製則隨操作方法而異，具體如下：

① 高溫水化法：水溫90-95℃，水量為（wéi）膠雜量的3-3.5倍。

② 中（zhōng）溫水化法：水溫65-70℃，水量為膠雜量的2-3倍。

③ 低溫水化法：水溫（wēn）與油溫相同，水量為膠雜量的0.5-1倍（bèi）。

4) 靜置沉降

① 高溫水化法：沉（chén）降溫度80℃左右，保溫沉降4-6h。

② 中溫水化法：沉降溫度60℃左右，保溫沉降6-8h。

③ 低溫水化法：沉降溫度25-30℃，沉降時間12h以上。

5) 脫水

若原油為浸出原油，則水（shuǐ）化後做（zuò）脫溶操作，否則水化（huà）後做脫水操作，脫水操作後油中含水量通常控製在0.1%以下（xià），脫水的方（fāng）法有兩種，常壓脫水和負（fù）壓脫水，參數控製為：

① 常壓脫水溫度100-105℃。

② 負壓脫水溫度90-95℃、真空度不低於90kPa。

6) 油腳處理

油腳處理的常（cháng）見方法是先用鹽析法分出大部分油和水，再用真空蒸發除去水分，以便（biàn）於油腳的儲存或利用。

① 鹽析：溫度90-110℃，細食鹽用量為油腳量的4-5%，攪拌均勻後靜置沉降2h以（yǐ）上。

② 真空濃縮：真空度97kPa，溫度110-130℃，油腳水分降至5%以下（xià）。

間歇式水化設備

間歇式水化設備包括：煉油鍋、沉澱罐、熱水罐、計量水箱等。其中主要是煉油鍋，其結構（gòu）圖如下所示，主要由罐體、攪拌裝置、加（jiā）熱（rè）盤管、傳動（dòng）裝置、進油管、油腳出口管等組成（chéng）。一般水化罐（鍋）分3、5、10(t)（指工作（zuò）容量），大多數油脂廠采用3t或5t水化鍋。該設備既可用於水（shuǐ）化脫膠（稱水化鍋），又可用於（yú）堿煉脫酸（稱為堿煉鍋）。

專門的沉澱罐、鹽析鍋與煉油鍋結構基本相同，隻是去除鍋內換熱盤管，改為（wéi）夾套式換熱，實際（jì）生產中多以煉油鍋代替。

熱水罐（guàn）為一內有（yǒu）直接（jiē）蒸汽管的圓底或錐底容器，配有溫度計，用於水的（de）暫存和水溫的調節。

水計量箱為一長方（fāng）體容器，配有溫度計、液位計和計量標尺，用於水化加水量的計量，多（duō）采用高位安裝，即安裝在水化鍋（guō）的上方，便於（yú）借重力作用向水化鍋內加（jiā）水。

影響水化法脫膠工藝效果的因（yīn）素

1) 加水量

水是膠雜發生水（shuǐ）化（huà）作用（yòng）的必要條件，它（tā）在脫膠過程中的主要作用是：潤濕磷脂分子，使其由內鹽（yán）式轉變成（chéng）水化式；使磷脂發生水化作用，改變凝聚臨界溫度；使其他親子（zǐ）膠質吸水改變極化度；促使膠粒凝聚和絮凝。水化（huà）操作添加的水（shuǐ），最好用軟（ruǎn）水，水溫略高於油（yóu）溫。

水化操作中，適量的水才能形成穩定的水化混合雙分子層結（jié）構（gòu），膠粒才能凝聚良好。若水量不足（zú），膠雜吸水膨脹不充分，則膠粒絮凝不好，易（yì）導致脫膠（jiāo）不完全；如水量（liàng）過多，則有可能形成局部的水（shuǐ）/油或油/水乳化現象，使分離難以進行（háng）。

水化加水量通常與膠（jiāo）質含量和水（shuǐ）化溫度有一定（dìng）的關係，一般來講，水（shuǐ）化溫度高則加水量要大，反之則少；膠雜含量多則加水量要大，反之則少。適宜的加水量應通過工藝實驗確定，工廠中通常也根據經驗確（què）定，即高溫（wēn）水（shuǐ）化按膠雜的3-3.5倍加水，中溫水化按膠雜的2-3倍加水，低溫（wēn）水化按膠雜的（de）0.5-1倍加水。

2) 操作溫度

操作溫度是保證水化脫膠效果的重要參數（shù），包括水化溫度、水溫、沉（chén）降溫（wēn）度等。

① 水化（huà）溫度。水（shuǐ）化溫度指向油中加水時的油溫，通常所說的水化操作溫度（dù），就是該溫度。它與加水量相配合，相輔相成。水化溫度高時，油脂黏度低，水分在油中易形成高分散度（dù），有利於膠雜與水接觸，提高膠雜的吸水速度，有（yǒu）利於膠（jiāo）雜充分吸水膨脹，有利於膠雜質點內的（de）油脂向（xiàng）外排出，從而脫膠易完全，油腳含油率較低；但（dàn）需要的加水量大，油腳的利用（yòng）受影響（xiǎng）。反之，不利於水化操作。膠體分散相開始凝聚時的溫度稱為膠體分散相的凝聚臨界溫度。臨界溫度與分（fèn）散相質點（diǎn）的大小（xiǎo）有關，質點越大，凝聚臨界溫度越高。由水化原理可知，水（shuǐ）化操作形成的水化膠粒的凝聚臨界溫度隨其吸水量的增加而增大（dà），為使膠雜（zá）充分吸水（shuǐ），水化溫度應略高於上（shàng）述凝聚臨界溫度。

② 水溫。水化時使（shǐ）用的水溫（wēn）應與水化溫度相適應（yīng），通常水溫應高於水化溫度3-5℃，因為水（shuǐ）溫低於油溫時易產生（shēng）局部水/油乳（rǔ）化，不利（lì）於（yú）水的分散和膠雜吸水；水溫高於油溫過多時（shí）易形成（chéng）疏鬆的絮狀膠團，不（bú）利於其內（nèi）油脂（zhī）的排出。

③ 沉降溫（wēn）度。沉降溫度指的是水化後膠粒開始與油分離時的油溫。沉降溫度高，則油脂黏（nián）度低（dī），沉降速度快且油腳夾帶的油少，有利於縮短分離時間，反之沉降速度慢，分離時間要長。但沉降溫度不得超過前述凝（níng）聚臨界溫度，否則（zé），膠雜重新分散（sàn），導致脫膠不完全。另外，上述所有溫（wēn）度不得超過（guò）水（shuǐ）的沸點（常壓下一般地（dì）區可視為（wéi）100℃，高原地區則低於100℃），否則，因水分大（dà）量汽（qì）化逸出會導致一係列問題（tí）：水溫超過水的沸點會使計量不準；水（shuǐ）化溫度超過水的沸點（diǎn）會導致油脂飛濺、實際（jì）加（jiā）水（shuǐ）量減少、膠雜吸水量不足等，使得脫（tuō）膠不完全；沉降溫度超過水的沸點會產生大量上浮泡沫、不易分離，甚**造（zào）成液泛。

3) 混合強（qiáng）度與時間（jiān）

水化脫膠過程中，水化作用是在油相（xiàng）與水相的相界（jiè）麵上進行（háng）的，屬於典型的非均相體係（xì）的物理化學作用，加之膠體分散相各組分性質上的差異，膠質從開始潤濕到完全（quán）水化，需要一定（dìng）的時間。要想（xiǎng）在特定時間內完成水化作用（yòng），就需要提（tí）高水化作用速度。怎樣才能提高水化作（zuò）用速度呢？水化作用速度除與溫（wēn）度相關外，主要和兩相接觸麵積成正相關，即要想提高水化作（zuò）用速度，需要想（xiǎng）辦法增大（dà）油水（shuǐ）兩相的接（jiē）觸（chù）麵積。為了獲得足（zú）夠的接觸界麵，除注（zhù）意加（jiā）水均（jun1）勻外，還需（xū）要借助於機械混合，煉油鍋、混合器上均設（shè）計有機械混合裝置。混合時要求使物（wù）料（liào）能（néng）產生（shēng）足夠的分散度，又不（bú）使其形（xíng）成穩（wěn）定的油/水（shuǐ）（O/W）或水/油（W/O）乳化狀態。由此可見，隻有在（zài）適宜的混合強度及充分的作用時間下，才能保證水化作用效果（guǒ）。特別（bié）是當膠質含量大、操（cāo）作溫度低時更（gèng）應注意。因為低溫（wēn）下膠質水化速度慢，攪拌激烈易造成（chéng）乳化，給磷脂分離和（hé）凝聚帶（dài）來困難。

實際生產中，混合時間一般由（yóu）生產工藝決（jué）定，調節餘地不（bú）大，因此，混合操作（zuò）主要是合理控（kòng）製混合強度。對於間歇式水化工藝，混合強度應（yīng）與操作（zuò）的不同階段相配合。加水前的（de）攪（jiǎo）拌主要以強（qiáng）化傳熱為（wéi）目的，混合強度不需太高，一般采（cǎi）用慢速攪拌，攪拌速度在（zài）25-30r/min；添加水（shuǐ）及發生水化作用的過程中的攪拌主要以增大（dà）水的分散度、增大接觸麵積等為目的，混合（hé）強度需要高些，攪拌速度以60-70r/min為（wéi）宜，隨著水化操作的（de）進行油中磷脂明顯可見，其攪拌（bàn）速度應逐漸降低；在（zài）膠雜絮凝或凝聚（jù）階段，攪拌（bàn）速度應控製（zhì）在（zài）30r/min以（yǐ）下，時（shí）間（jiān）為30min左右。對於連續（xù）式水化（huà）工藝，因混合時間很短，混合強度需要適當高些，通常（cháng）以不（bú）造成（chéng）乳化為（wéi）度。

4) 電解質

在脫膠過程中使用電解質，有利於提高水化工藝效果，但會增加操（cāo）作成本，故生產中隻在需要時使用。事（shì）實上，不同類型的電解質在油脂（zhī）精煉中的作用不同，歸納起來主（zhǔ）要有以下幾點：所有電解質都能（néng）夠中和細小分散相（xiàng）質點（diǎn）的表麵電荷，消除（或降低）質點的電位或水合度，從（cóng）而具有（yǒu）以下兩種作用，一是破除油（yóu）水乳化；二是促使膠粒絮凝（níng）緊密，降低絮團（tuán）含油量，提（tí）高沉降（jiàng）速度並提高精（jīng）煉率。酸性電解質還有（yǒu）兩方麵的作用：一是促使（shǐ）鈣、鎂、複鹽式磷（lín）脂轉變成水化磷脂，提高（gāo）膠雜的脫除率；二是鈍化或脫除油脂中的微量金屬離子，有利於提高成品油（yóu）的氧化穩定性並改善成（chéng）品油（yóu）的風味。另外，明礬類（lèi）的電（diàn）解質能水解生產氫氧化鋁或/和脂肪酸作用生成脂（zhī）肪酸鋁，後者具有較強的吸附（fù）能力，除能包絡膠體質點外，還有吸附（fù）油中色素等雜質的作用，從而提高成品（pǐn）油質（zhì）量（liàng）。

生產中最常見的電解（jiě）質是食鹽和磷酸（食用級）。一般作為脫膠輔助劑使用時，食鹽用量為油重的0.1-0.2%（破乳時用量不在此（cǐ）列）；磷酸用量（以濃度為85%計）為油（yóu）重的0.05-0.2%。明礬類物質，因存在微（wēi）毒性，已被禁（jìn）用。特（tè）殊（shū）情況下使用氫氧化鈉作電解質（zhì）時（shí），其濃度和用量均要通過實驗確（què）定，以（yǐ）免造成中性油皂化損失。

5) 其他

① 原油質量。原油質量是選擇精煉方法的主要依（yī）據，膠雜（zá）親水性強，則水化操作容易；非水化磷脂含量高則必須先用酸（suān）性電解質處理；浸出原油（yóu）含雜（zá）質多，通常比壓榨原油難精煉；未熟油料和黴變油料製得（dé）的油（yóu），因雜質成分複雜，常（cháng）規（guī）水（shuǐ）化很（hěn）難完成脫膠，通常需（xū）要使用稀堿液（yè）進行（háng）水（shuǐ）化。

② 水（shuǐ）質（zhì）。硬（yìng）水含有較多的鈣鎂鹽，會導致磷脂的親水性減弱，故（gù）水化脫膠時應使用軟水。

③ 分（fèn）離（lí）操作。分離是膠雜能（néng）否脫（tuō）淨的最後一個步驟，其工藝效果（guǒ）好壞是能否完成脫膠的關鍵。連續式工藝中使用離心機進行分離，分離效果主要由離心機分（fèn）離性能決定，著重在於正確調節輕（qīng）相出口阻力和向心管比（bǐ）例。間歇式工藝中靠人工分離（lí），從罐（guàn）底先放油腳（jiǎo）時要特別注意，既要放淨油腳又不（bú）能放出太多油，較好的方法（fǎ）是“小流多次”。此外，物料流（liú）量、溫度、壓力等的計量（liàng）準確性也均直接（jiē）影（yǐng）響到脫膠工藝效果，操作中要保證計量器具或儀表的準（zhǔn）確、性能穩定。對各種計（jì）量表與器具要定期進行校驗。

水化法脫膠常見問題及其處理

水化操作（zuò）過程（chéng）中經常會出（chū）現一些（xiē）工藝效果達不到設計要求或產品（pǐn）質量不合格等一（yī）係列問題，解決這些問（wèn）題主要是通過對影響水（shuǐ）化的因素進行分析，找出出現問題的可能原因，再結（jié）合具體情況（kuàng）進行（háng）具體分析確定（dìng）具體原（yuán）因，最（zuì）後再針對具體原因采取相應措施即可（kě）。

間歇式水化常見問題（tí）及處（chù）理措施如（rú）下：

故障現象：乳（rǔ）化

原因（yīn）

① 攪（jiǎo）拌太強烈；② 水溫低於（yú）油溫；③ 操作溫度太低；④ 未熟油料製得的原油。

措施（shī）

① 加鹽水破乳；② 分批摻入下批油中精煉；③ 若（ruò）是第④種原因，則須（xū）調整操作參數並采用稀堿液進行水化。

故障（zhàng）現象：分離速度慢

① 加水量不足；② 攪拌操作與（yǔ）水化過程配合不當；③ 油腳分離不淨；④ 非（fēi）水化磷脂含量高。

① 調整加水量；② 分合理調整攪拌強度和攪拌時間；③ 嚴格分離操作，保證放淨油腳（jiǎo）或不（bú）吸出油腳；④ 使用酸性電解質或稀堿液水化；⑤ 將不合格油分批混入下批原油（yóu）中重新精煉。

故障（zhàng）現象：油腳含（hán）油率高

① 沉降時間不夠；② 沉降（jiàng）溫度低（dī）；③ 分離時未吸淨油或隨油腳放出的油（yóu）多；④ 水化作用不充分。

① 延長沉降時間；② 適當提高沉降溫度（不（bú）超過凝聚臨界值溫度）；③ 嚴格分離操作，保證盡量吸淨油或（huò）不過多地放出油；④ 調整水化操作，保證膠雜充分吸（xī）水。

故障現象：油腳上浮

① 溫度過高（gāo），超過水的沸點；② 沉降時通加熱蒸汽保溫流量過大（dà）；③ 蒸汽（qì）管漏氣；④ 水化（huà）後**靜置沉降之前的慢速攪拌時間不（bú）夠。

① 降低溫度；② 關小加熱蒸汽閥門（mén）；③ 檢修設備；④ 適當延長（zhǎng）該攪拌時間以促進膠雜凝聚並使混入油中的氣體逸（yì）出