皂類生產(chǎn)原油精煉工藝探討

摘 要：制皂油脂的精煉是皂類行業(yè)的原料預(yù)處理過程，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、植物油脂必須經(jīng)過精煉。文章對原油（動、植物油）的精煉過程做了分析。

關(guān)鍵詞：皂類生產(chǎn)；動植物油；精煉

1 概述

制皂用的動植物油脂，由于原料本身及加工、包裝、貯藏等過程中氧化、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)煉油時的操作特點(diǎn)及煉油時用的材料和雜質(zhì)相互作用的不同而分為：機(jī)械方法，包括沉降、過濾等，主要用以分離懸浮在油脂中的機(jī)械雜質(zhì)。化學(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。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，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，油脂從原來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。油脂貯存時間過長或貯存環(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。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。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，同時配以快速（60r/min）攪拌。水洗：靜置數(shù)小時后，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。洗滌時配以較慢的攪拌，使水和油充分接觸，同時防止乳化，當(dāng)油、皂分離不理想，油中含有較多殘皂時，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合格為止。真空脫水控制設(shè)備中絕對壓強(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，攪拌軸上裝有三對槳葉式攪拌翅，鍋底部分還有一對特殊形式的攪拌翅，其形狀與錐形底相適應(yīng)。攪拌器由電動機(jī)通過擺線針輪無級調(diào)速器傳動，可根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)攪拌軸的轉(zhuǎn)速。電動機(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（過去設(shè)計的很多是蛇管）。操作時通蒸汽加熱，也可與冷水管相通，必要時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（水化時加水，堿煉時加堿），加水管上有許多小孔，交錯地斜向油面，使加入的水能較均勻地噴灑到整個油面。鍋內(nèi)裝有一個可上下擺動的搖頭管，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

油脂精煉是肥皂生產(chǎn)的第一個工段，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。

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作者簡介：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)開發(fā)工作。