干法分提工艺的结晶原理介绍

干法分提工艺中的结晶原理主要基于油脂中不同甘油三酯成分在物理性质，尤其是熔点上的差异。

一、甘油三酯的结构与熔点差异

• 油脂是由甘油和脂肪酸组成的甘油三酯的混合物。甘油三酯的结构特点决定了其熔点的不同。脂肪酸的链长、饱和度以及脂肪酸在甘油骨架上的位置都会影响甘油三酯的熔点。例如，饱和脂肪酸的链长越长，其组成的甘油三酯熔点越高。像硬脂酸（C18:0）组成的甘油三酯熔点就比油酸（C18:1）组成的甘油三酯高很多。这是因为饱和脂肪酸的碳链能够紧密排列，分子间作用力强，主要是范德华力，这种紧密排列使得晶体结构更加稳定，需要更高的温度才能使其从固态转变为液态。

• 而不饱和脂肪酸含有双键，双键的存在会使脂肪酸链产生弯曲，不能像饱和脂肪酸那样紧密排列。以油酸为例，其分子中的双键使碳链产生一个约30°的弯曲，这种弯曲结构阻止了分子间的紧密堆积，从而降低了分子间作用力，使得含有不饱和脂肪酸的甘油三酯熔点降低。

二、结晶的成核过程

• 在干法分提的结晶过程中，首先是成核阶段。当油脂的温度降低到某一甘油三酯的熔点以下时，该甘油三酯分子的热运动能量降低，分子间的作用力开始起主导作用。在这个过程中，一些微小的局部区域内，甘油三酯分子会聚集在一起，形成晶核。这些晶核是结晶的he心，就像雪花形成的蕞初he心一样。

• 成核可以分为均相成核和异相成核。均相成核是指在纯净的油脂体系中，甘油三酯分子自身聚集形成晶核。不过这种情况相对较少，因为在实际的油脂体系中很难达到jue对纯净的状态。异相成核更为常见，它是指油脂中的杂质颗粒、容器壁表面的微小不平处等作为晶核形成的中心。例如，油脂中的微量金属离子、未完全去除的磷脂颗粒等都可以作为异相成核的位点。

三、晶体生长过程

• 一旦晶核形成，周围的甘油三酯分子就会在晶核表面不断沉积，使晶体逐渐生长。这个过程类似于建造房屋，晶核是基础，甘油三酯分子是建筑材料。在晶体生长过程中，分子的扩散和表面反应是两个关键步骤。

• 分子扩散是指周围的甘油三酯分子向晶核表面扩散的过程。这个过程的速度受到温度、搅拌等因素的影响。温度越低，分子的热运动越慢，扩散速度也会减慢，但同时低温有利于分子在晶核表面的沉积。搅拌可以促进分子的扩散，使更多的甘油三酯分子能够接触到晶核表面，但如果搅拌过于剧烈，可能会破坏已经形成的晶核和小晶体。

• 表面反应是指甘油三酯分子在晶核表面沉积并排列成规则晶体结构的过程。在这个过程中，甘油三酯分子需要按照一定的晶格结构排列，以形成稳定的晶体。分子的形状和结构决定了它们在晶核表面的排列方式。例如，长链饱和脂肪酸组成的甘油三酯分子更容易形成紧密堆积的晶体结构，而含有不饱和脂肪酸的甘油三酯分子在排列过程中会受到双键的影响，排列相对疏松。

四、结晶的平衡状态

• 在结晶过程中，随着晶体的生长，溶液（这里指液态的油脂部分）中的甘油三酯浓度会逐渐降低。当溶液中的甘油三酯浓度达到一定的平衡状态时，结晶过程就会停止。这个平衡状态受到温度、甘油三酯的种类和比例等因素的影响。

• 从热力学角度来看，在一定温度下，甘油三酯在固态和液态之间存在一个平衡常数。当固态甘油三酯的化学势和液态甘油三酯的化学势相等时，就达到了平衡状态。如果温度发生变化，这个平衡常数也会改变，从而导致结晶或者溶解的过程发生。例如，当温度升高时，平衡向溶解方向移动，晶体就会逐渐溶解；当温度降低时，平衡向结晶方向移动，更多的甘油三酯会结晶析出。

五、结晶形态对分离的影响

• 结晶形态对于后续的分离过程至关重要。理想的结晶形态应该是颗粒较大、形状规则且大小均匀的晶体。大颗粒的晶体在过滤或者离心分离过程中更容易被分离出来，因为它们不容易堵塞过滤介质或者在离心力的作用下能够更好地与液态油分离。

• 如果结晶过程中形成的是细小结晶体，它们可能会堵塞过滤介质的孔隙，导致过滤速度变慢，甚至无法正常过滤。而且细小结晶体在离心分离时也可能会因为其较小的尺寸和不规则的形状，不能很好地与液态油分离，从而影响产品的质量和收率。例如，在棕榈油的干法分提中，如果结晶过程控制不当，形成了大量的细小结晶体，在过滤分离固态脂和液态油时，固态脂中的液态油含量会增加，液态油的透明度也会受到影响。

更多详情请到武穴巨霸粮油设备制造股份有限公司官方网站或电话联系我司专业人员了解。