皂类生产原油精炼工艺探讨

摘 要：制皂油脂的精炼是皂类行业的原料预处理过程，其结果好坏直接影响产品质量，油中的杂质如不除去，既影响了肥皂的外观色泽和质量，又影响到毛废液的颜色，直至精甘油的颜色，因此制皂用的动、植物油脂必须经过精炼。文章对原油（动、植物油）的精炼过程做了分析。

关键词：皂类生产；动植物油；精炼

1 概述

制皂用的动植物油脂，由于原料本身及加工、包装、贮藏等过程中氧化、分解的作用，使油脂含有不同种类及数量的杂质，大概有如下几种：机械杂质，如混入油中的油料壳屑、铁质、泥沙等；磷脂、蛋白质及其分解物、胶质；色素，如棉酚、类胡萝卜素等；游离脂肪酸。制皂油脂的精炼应根据毛油内所含杂质的性质、数量及精炼后油脂的用途而采用不同的方法，如用于生产白色香皂的油脂与生产普通洗衣皂的油脂精练的程度不同。

油脂精炼的方法可根据炼油时的操作特點及炼油时用的材料和杂质相互作用的不同而分为：机械方法，包括沉降、过滤等，主要用以分离悬浮在油脂中的机械杂质。化学方法，主要包括酸炼、碱炼、氧化等；酸炼是用酸处理，除去胶溶性杂质、色素；碱炼是用碱处理，除去游离脂肪酸；氧化主要用于脱色。物理化学方法，主要包括水化、吸附、水蒸气蒸馏等；水化主要是除去磷脂、胶质；吸附是除去色素；水蒸气蒸馏用于脱除臭味物质和游离脂肪酸。

2 原油精炼工艺

2.1 酸炼

用酸处理油脂，脱除其中的胶溶性杂质的操作过程称为酸炼。水化脱胶除掉的大都是容易水化的α-磷脂，而β-磷脂不易水化。酸炼则是使磷脂、蛋白质、粘液质及其类似的杂质焦化、沉淀。酸炼常用的是硫酸、磷酸等，制皂厂酸炼一般都采用硫酸处理。

2.1.1 硫酸脱胶机理。浓硫酸具有强烈的脱水性，能使油脂中胶质炭化，使胶质与油分开。浓硫酸也是一种强氧化剂，可使部分色素氧化破坏。稀硫酸是强电解质，电离出的负离子能中和胶体质点的电荷，使之聚集成大颗粒沉降下来，稀硫酸还有催化水解作用，促使磷脂等胶质水解。

2.1.2 硫酸脱胶操作方法。（1）浓硫酸酸炼法。将冷油放在锅中，在搅拌器和压缩空气的强烈搅拌下，将硫酸均匀地加入，注意不要让温度超过25℃。常用66°Bé的工业硫酸，酸的用量根据毛油质量而定，一般为油脂质量的0.5%～1.5%。最好定时取小样，放在瓷板上检视，如絮状物较容易分离了就立即停止加酸，加完酸后再搅拌片刻。加酸时，油脂从原来的棕黄色变成黄绿色，胶溶性杂质凝聚成褐色或黑色絮状物，油色逐渐变深，絮状物沉淀后，油脂变成淡黄色。搅拌结束后，即加入油脂质量3%～4%的热水，使未作用的酸稀释并使反应停止。静置沉淀2～3h，将上层油转移到另外设备内，用热水洗涤2～3次（每次用水量15%～20%），从油中洗净硫酸后脱水。必须注意酸炼温度和用酸量要适当，以防油脂发生磺化作用。（2）稀硫酸酸炼法。把油用直接蒸气加热到100℃，油内积聚了冷凝水（水量为油脂质量的8%～9%），然后在搅拌下将50～60°Bé的硫酸均匀加入油中，加入量为油脂质量的1%左右，这时硫酸被油内的冷凝水冲淡，稀硫酸与油内杂质作用，酸加完后，搅拌片刻，然后静置沉降，其余过程与浓硫酸脱胶法相同。

2.2 碱炼

碱炼是油脂精制常用的方法。油脂贮存时间过长或贮存环境恶劣，部分油脂被分解成游离脂肪酸和甘油，高度不饱和的甘油酯还会被氧化生成醛、酮和低分子脂肪酸等化合物，并放出恶臭，此即油脂的酸败。碱炼不仅可除去油脂酸败所生成的游离脂肪酸，还可作用于其他酸性物质，如带有羟基、酚基的物质。通过碱炼，油脂中的酸性物质和烧碱起反应，生成了不溶于油脂的肥皂，同时由于肥皂的吸附作用可将相当数量的其他杂质，如蛋白质、粘液质、色素等吸附带入沉淀内。机械杂质也被肥皂夹带下来。因此碱炼本身具有脱酸、脱杂质、脱色等综合作用，产生中和、吸附等反应。碱炼用的碱一般为烧碱溶液，也可以使用一部分纯碱。烧碱有中和游离脂肪酸的作用，同时还有较好的脱色作用，但它也能使部分中性油皂化。纯碱可与游离脂肪酸发生复分解反应，生成肥皂、二氧化碳和水。由于它是一种弱碱性的盐类，所以不易发生中性油的皂化，对提高精炼率有好处，单其脱色力很差，而且产生大量二氧化碳气体，易造成皂脚松散而成为絮状，浮在油面不易下沉，使分离皂脚困难。目前国内外一般都用烧碱碱炼，很少使用纯碱。

2.2.1 间歇碱炼的流程

2.2.2 低温碱炼工艺。前处理：毛油含杂质最好控制在0.2%以下，搅拌均匀，取样测酸值，并调整毛油初温至20～40℃，该温度根据油脂品种、质量及各厂习惯有些变动。例如棉籽油常用20～30℃，菜油常用30～40℃。中和：加入预先配制好的碱液，全部碱液在5～10min内一次加完，同时配以快速（60r/min）搅拌。水洗：静置数小时后，将上层清油用摇头管转入水洗锅内，调整油温到85℃左右，用与油同温或比油温稍高的热水进行洗涤，以除去油中残存的碱液与肥皂。用水量每次为油的质量的10%～15%，根据情况洗涤1～3次。洗涤时配以较慢的搅拌，使水和油充分接触，同时防止乳化，当油、皂分离不理想，油中含有较多残皂时，第一遍洗涤水最好用淡碱液或稀食盐溶液，用极慢的速度搅拌或干脆不搅拌。洗涤水均匀地喷洒入油中，静置1h左右放出废水，每次洗涤的废水要放净，废水流入翻水池，回收上层漂浮的油脂后排入废水处理池和下水道。干燥：洗涤后的油中，含有0.5%左右的水分，必须将水分除掉。干燥脱水的方法有常压脱水和真空脱水。常压脱水是将油升温到105～110℃，并不断搅拌直到取样试验合格为止。真空脱水控制设备中绝对压强为8KPa左右，温度90℃左右，真空脱水中油脂不易氧化。

2.2.3 间歇操作碱炼设备。间歇碱炼设备主要是碱炼锅（也称炼油锅），碱炼锅的主体是一个带有90°锥形底的圆筒体，锅内装有桨叶式搅拌器，搅拌轴上装有三对桨叶式搅拌翅，锅底部分还有一对特殊形式的搅拌翅，其形状与锥形底相适应。搅拌器由电动机通过摆线针轮无级调速器传动，可根据工艺要求调节搅拌轴的转速。电动机和减速器安置在锅面上方的盖板上，在锅体和搅拌器之间装置着栅形垂直加热管（过去设计的很多是蛇管）。操作时通蒸汽加热，也可与冷水管相通，必要时可通入冷水冷却锅内油脂。锅体上部有毛油进口管，锅口有一圈加水管（水化时加水，碱炼时加碱），加水管上有许多小孔，交错地斜向油面，使加入的水能较均匀地喷洒到整个油面。锅内装有一个可上下摆动的摇头管，它可以根据需要放出不同的深度的存油。锥形底尖端有排放油脚出口管，在锥面上还装有油和冷凝水出口管。

3 结束语

油脂精炼是肥皂生产的第一个工段，处理质量的好坏与所生产肥皂及甘油相关性能关系密切。油脂精炼是比较简单而具有灵活性的工作，根据精炼油脂的用途，兼顾技术条件和经济效益，我们应该选择合适的精炼方法。

参考文献

[1]金建忠.制皂工艺[M].北京：中国轻工出版社，2001.

[2]谷克仁，梁少华.植物油料资源综合利用[M].中国轻工出版社，2001.

[3]倪培德.油脂加工技术[M].化学工业出版社，2004.

作者简介：常青（1969-），男，汉族，江苏淮安人，专科，工程师，主要从事企业的化学工程与工艺方面的技术开发工作。