油脂改性
油脂改性制备浅色减摩抗磨剂及其性能研究
2011年6月Jun.2011润滑油L UBR I C AT I NG O I L第26卷第3期Vo.l26,N o.3文章编号:10023119(2011)03003606油脂改性制备浅色减摩抗磨剂及其性能研究冯亮1,段庆华2(1.杭州石化有限责任公司,浙江杭州310015;2.中国石化石油化工科学研究院,北京100083)摘要:以植物油和丙三醇为原料,在特定催化剂和一定温度下进行酯交换、硫磷化以及中和等反应,制得了新型的润滑油摩擦改进剂,并对其进行了表征和摩擦性能考察。
结果表明:与传统的T405相比,该产品具有颜色浅、成本同样低廉、效果更加优越等特点。
关键词:润滑油,减摩剂;二硫代磷酸盐;制备;性能中图分类号:TE624.82文献标识码:AS t ud y on the P rep a ra ti o n and Pe rf o rm anceso f a New F ri c ti o n Mod ifi e r De ri v ed fro m Veg e t ab l e O i lFEN G Li ang1,DUA N Q i ng-hua2(1.Hangzhou Pe tr oche m i ca lC o.Ltd.,Ha ngzhou310015,Ch i na;2.Re se a r c h I ns ti tute o f Pe tr o l e um P r oce ss i n g,S I NOPEC,Be iji n g100083,C hi na)Abstr a ct:A ne w k i n d of fri c ti on m od ifi e r w a s p r e pa r e d fr o m ve ge ta b l e o iland g l yc e r o l unde r a c e rta i n te m pe r a tur e a nd p r e s su r e w ith ca t a l yst vi a tr a nse s te rifi c a ti on,d ith i o phospha te s f o r m a ti o n a nd ne u tr a li z i ng.The s tr uc tur e w a s c ha r a c te ri z e d a nd i ts tri b o l og i c a l be ha vi ors w e r e i nve s ti g a ted.The r e su lts show e d tha t,com pa r ed w ith the com m e r c i a la dd i ti ve T405,i ts co l or i s m uc h li g h te r a nd i ts fri c ti on p r ope rti e s a r e littl e be tte r.I t s a new poten ti a l l ow c ost f r i c t i o n m od ifi e r.K ey word s:l u b ri ca ti ng o i;l fri c ti on m od ifi e r;d ith i o phospha te;pr e pa r a t i o n;pe rf or m anc e0引言摩擦改进剂是润滑油添加剂中一个重要的分支,它通过在摩擦表面形成物理或者化学吸附膜,使摩擦系数降低,提高了润滑性能,增强了油膜,减少了机械使用中由摩擦造成的能量损耗,是各类润滑油中不可或缺的组分。
04油脂改性
油脂改性的现实需要 大部分天然油脂，因为它们特有的化学组成使 得天然形成的油脂的应用十分有限，为了开拓天然 油脂的用途，通常需要对这些油脂进行各种各样的
改性，常用的改性方法是氢化、分提和酯交换。
一、油脂氢化
油脂氢化是指液态油脂或软脂在一定条件下
（催化剂、温度、压力、搅拌）下，与氢气发生加 成反应，使油脂分子中的双键得以饱和的过程。经 过氢化的油脂称为“氢化油”，极度氢化的油脂亦 称为“硬化油”。
2.2 分提方法
溶剂分提法是指在油脂中按比例掺入某一溶剂
构成混合油体系，然后进行冷却结晶、分提的一种 工艺。溶剂分提法可通过降低体系黏度形成容易过 滤的稳定结晶，来提高分离得率和分离产品的纯度， 缩短分离时间。此法对于组成甘油三酯的脂肪酸碳
链长，并在一定范围内黏度较大油脂的分提较为适
用。
2.2 分提方法
3.1 化学酯交换 ③酯酯交换
定向酯酯交换：酯酯交换产生一种平衡状态的甘油 三酯混合物。若反应混合物冷却到熔点以下，饱和甘油 三酯将会结晶析出，若将可逆反应的产物之一从反应区 域中移去，则反应平衡状态发生变化，趋于再生产更多 的被移去产物，因此通过选择性结晶（或酯酯交换反应 温度低于高饱和的甘油三酯熔点），从油脂或混合油脂 的随机酯酯交换产物中除去饱和甘油三酯（或使之以固 相形式析出且不再参加反应），从而引导所有饱和脂肪 酸有效转化为饱和甘油三酯的方法称为定向酯酯交换。
就能够得到全饱和油脂。
实际氢化反应中，氢化速率受温度、催化剂浓
度、氢气压力、搅拌强度以及被氧化油脂的种类和 品质、氢气纯度和氢化程度等因素的综合影响，改
变任一条件，都会导致氢化速率的变化。
1.4 反式脂肪酸
不饱和脂肪酸的双键在植物油脂中天然存在的
酶在油脂制取、精炼、改性中的应用
环保性
酶促反应条件温和，不需 要高温高压等极端条件， 可以降低能源消耗和环境 污染。
高度选择性
酶能够识别并催化特定底 物进行反应，有利于实现 精准控制和定制活性
酶的稳定性和活性受到多种因素的影响，如温度、pH值、抑制剂 等，需要优化反应条件以保持酶的活性。
酶在油脂制取、精炼、改性 中的应用
2023-11-08
目录
• 酶在油脂制取中的应用 • 酶在油脂精炼中的应用 • 酶在油脂改性中的应用 • 酶在油脂工业中应用的前景 • 结论
01
酶在油脂制取中的应用
脂肪酶在油脂水解中的应用
脂肪酶具有高度的专一性，能够将甘油三酯分解成甘油二酯、甘油单酯和脂肪酸。脂肪酶在油脂水解过程中具有高效性和专 一性，能够提高水解产物的纯度和收率。
脂肪酶在油脂脱胶中的应用
脂肪酶能够催化油脂中磷脂和糖脂等胶质成分的水解，降低油脂的粘度，改善油脂 的加工性能。
与化学脱胶方法相比，脂肪酶脱胶具有反应条件温和、对底物选择性高等优点，有 利于保留油脂中的营养成分。
脂肪酶脱胶法适用于各种植物油和动物油的脱胶处理，如大豆油、花生油、鱼油等 。
脂肪酶在油脂脱色中的应用
酯酶在油脂酯交换中的应用
要点一
总结词
酯酶是一种能够催化酯类物质水解、醇解、酯交换等 反应的酶。在油脂酯交换中，酯酶可以催化油脂中的 脂肪酸与醇类物质反应，生成新的酯类物质，改变油 脂的化学组成和性质。
要点二
详细描述
酯酶在油脂酯交换中的应用主要表现在以下几个方面 ：1）改善油脂的口感和气味，通过与不同醇类物质反 应，生成新的酯类物质，赋予油脂特定的香味和口感 ；2）提高油脂的营养价值，通过与特定醇类物质反应 ，生成富含多不饱和脂肪酸的酯类物质，提高油脂的 营养价值；3）改变油脂的物理性质，如熔点、粘度等 ，以满足不同应用需求。
04油脂改性解析
成过程和晶体生长的快慢，这两个过程的快慢又直
接影响着结晶产品中晶体的粒度及其分布，因此， 过饱和度是考虑晶体问题的一个极其重要的因素。
2.1 分提原理
晶核的形成速率取决于冷却过饱和的程度
2.1 分提原理
在过饱和溶液中已有晶核或加入晶核后，以过
饱和度为推动力，晶核或晶种将长大。晶体的生长
过程由 3 个步骤组成：待结晶的溶质借扩散穿过晶
二、油脂的分提
分提是一种完全可逆的改性方法，它是基于一
种热力学的分离方法，将多组分的混合物物理分离 成具有不同理化特性的两种或多种组分，这种分离 是以不同组分在凝固性、溶解性和挥发性方面的差 异为依据的。
目前，油脂加工工业越来越多地使用分提来拓
宽脂肪各品种的用途，并且这种方法已全部或部分
替代化学改性的方法。
度的研究和开发。
3.1 化学酯交换
②醇解
6-L-抗坏血酸棕榈酸酯(Ascorbyl Palmitate简称AP)
3.1 化学酯交换 ③酯酯交换 油脂酯交换包括多种酯，如单烃基醇酯，乙二 醇的单酯和二酯，甘油的单酯、二酯和三酯，各种 四羟基或更多羟基醇等分子之间的种种交换结合反 应。甘油三酯之间的酯酯交换反应已广生初级成核现
象，能够产生粒度均匀的晶体。
晶体改良剂，如卵磷脂、单甘酯-甘油二酯、山
梨醇脂肪酸酯和聚甘油醇脂肪酸酯等，可改善晶体 的结构和习性。
2.2 分提方法
①常规（干法）分提法
常规分提法即指油脂在冷却结晶及晶、液分离
过程中，不附加其他措施的一种分提工艺，有时也
称为“干法”分提。干法分提是最简单和最便宜的 分离工艺。 在无有机溶剂存在的情况下，将处于液态的油 脂在受控制条件下冷却，溶化油部分结晶至最终温
油脂酶法改性研究进展
ห้องสมุดไป่ตู้『）酸 化 反 应 ３
ＣＯ０Ｈ
Ｒ ＯＣ ＯＲ ４ Ｒ Ｃ ＯＨ— Ｒ ＣＯＲ ＋Ｒ － Ｏ Ｏ
（）醇 化反 应 ：Ｒ Ｏ ＯＲ＋Ｒ ＯＨ一 ＯＣ ４ Ｃ ＯＲ４Ｒ ＯＨ －
ｆ１酯 交换 反 应 ：Ｒ Ｏ ＯＲ ＋Ｒ ＯＣ ５ Ｃ ＯＲ Ｒ。 ＯＲ ＋ ＯＣ
关键词
油脂改性
脂肪酶
酶促反应体 系
Ｐ Ａ 结构油脂 ＵＦ
中 图分类号 ：Ｔ ２ １ Ｓ ２
文献标识码 ：Ａ
油脂 在 自然 界中广泛存存 ， 按其 来源分 为动 物脂 ， 植物 油、 微生物 油腊。 同前， 世界商用油脂 的年 产量在 】 亿吨左 右． 其中 ８ ％ 用于食用 ，４ 用 ｊ油脂 化工 ， ０ 】％ ： 主要 生产 肥皂 和其 它表面 活性 剂 ， 只有 ６ 用作饲料。因此 ， ％ 油脂的营养
脂肪 酶既能催 化油 脂水解成 部分ｔ 油酯 或甘油 与脂肪 『 酸， 也能催化酯化和 酯交换反应 ， 这主要取决 于所处 的反应 体系。
表 】 几种典型 脂肪 酶催化特性
与化学 南法相 比较 ， 酶促反应具 有反应 条件温和、 底物专一
眭强、 化效率 高． 催 产物得 率和纯度高、 产品颜色浅等优点 ． 并且可 利用 酶对底物 的专 一性 来准确地控制 反应产 物的异 构体形式和旋光性。 油脂酶 法 改性就是 利用 脂肪 酶 （ ｉａｅＥ ） Ｌ ｐ ｓ Ｃ ３】Ｉ 选 ３ 择 眭地催 化甘油 酯的分解或合成 ， 从而改变油脂 的结构和组 成， 提高油脂的营养性和适 用性 。对 油脂酶法改性的研究集 中于对适 宜的专 一性脂肪酶的选择、 酶促反应体系的建立和 高营 养 眭脂肪醣 的富 集、 脂结 构化 处理等。 油
油脂氢化名词解释
油脂氢化名词解释油脂氢化是指油脂在催化剂作用下于一定的温度、压力、机械搅拌条件下，不饱和双键与氢发生加成反应，使油脂中的双键得到饱和的过程。
油脂氢化的目的主要是: ①提高熔点，增加固体脂肪含量;②提高油脂的抗氧化能力、热稳定性，改善油脂色泽、气味和滋味并防止回味；③改变油脂的塑性，得到适宜的物理化学性能，拓展用途。
因此，油脂氢化是油脂改性的一种有效手段，具有很高的经济价值。
氢化原理油脂中的不饱和脂肪酸双键上所缺少的氢原子,虽然不能直接将氢加上去,但在催化剂的作用下,将氢加到不饱和脂肪酸双键上,使其得到饱和,这一过程就称为氢化。
油脂经过氢化加氢后,不仅饱和程度大为提高,而且也能改善油脂的色泽和臭味,提高了油脂在工业及食用上的使用价值。
工艺流程挤练油—脱气、脱水、预热—加氢反应—冷却一过滤一,催化剂(回用)和净油（后复炼）。
生产工艺油脂氢化工艺根据原料经过反应器运动状态的不同分为间歇式和连续式两种；据氢气经过反应器的特点又可分为充氢的加氢氢化工艺和氢气外循环的加氢氢化工艺。
油脂氢化只是食用氢化油生产过程中的一个工段,工艺过程可分为前处理、氢化和氢化后处理三部分。
油脂氢化的前处理的优劣直接影响到氢化单元操作和氢化的生产成本，无论是食用级氢化油还是工业级氢化油,在氢化之前都要经过严格的前处理；氢化后处理的深度应根据氢化油的用途或者用户的具体要求决定,其处理方法是脱色和(或)脱臭。
应用脂氢化技术经过 100 多年的发展已相对成熟稳定，氢化产品为食品工业提供了多种选择。
氢化工艺制备的各种不同类型人造奶油、起酥油、煎炸油、糖果糕点用油、烘焙用油、油炸薯条油、糖衣用油及花生酱稳定剂和乳化剂，部分替代传统动物奶油，并以其独特风味和低廉的价格而深受人们喜爱。
但是油脂氢化过程中可形成多种双键位置和空间构型不同的脂肪酸异构体，使氢化油脂的组成复杂化，氢化过程中会产生一定量反式脂肪酸。
近年来，有关反式脂肪酸对人体危害和潜在危险性的问题受到国内外消费者的普遍关注。
采用油脂改性方法降低人造奶油中的反式脂肪酸
采用油脂改性方法降低人造奶油中的反式脂肪酸作者：杨丹华来源：《中国食品》2020年第11期反式脂肪酸（TFA）是含有一个或多个反式双键的不饱和脂肪酸，氢化植物油是反式脂肪酸最主要的食物来源。
氢化植物油是植物油在酶的催化作用下加氢硬化，不饱和脂肪酸变成饱和脂肪酸，使液态的植物油变成固态或半固态的油脂。
另外，反刍动物和乳制品中也会含有大约2%-6%的天然反式脂肪酸，这些反式脂肪酸主要来源于微生物代谢，存在于动物瘤胃中的微生物将不饱和脂肪酸转化为饱和脂肪酸，这个过程叫做生物氢化。
饮食中过多摄入TFA会使患冠心病的风险大大提升。
流行病学研究表明，TFA摄入量与冠心病的风险之间存在很大的相关性。
据估计，TFA的摄入量增加2%，患冠心病的风险将会增加23%。
由于TFA对健康的不利影响，WHO建议人类摄入的TFA占总能量的百分比要少于1%，一些欧洲国家甚至禁止含有TFA的食品。
由于氢化油含有较高的TFA，因此世界各个国家和地区的油脂企业均在寻找氢化油的代替品。
油脂三大改性技术包括氢化、酯化、分提，部分氢化油含有较高含量的TFA，通过完全氢化来代替部分氢化，可以大大降低油脂中的TFA含量。
虽然完全氢化油基本不含有TFA，但考虑到消费者对氢化油的排斥心理，因此酯化及分提工艺是人造奶油行业采用较为广泛的油脂改性方法。
酯交换是通过改变甘油三酯的脂肪酸分布，从而改变油脂的物理和化学性质的一种改性方法。
酯交换反应通常在催化剂的催化作用下进行，根据催化剂的不同而分为化学酯交换和酶法酯交换两大类。
化学酯交换是利用碱金属、碱金属氢氧化物及碱金属烷氧化物等作为催化剂的酶交换反应，最常用的是甲醇钠。
20世纪50年代，R.O.Feuge将氢化大豆油和橄榄油制作成改性油脂，开辟了化学酯交换技术在人造奶油基料油方面的应用研究。
国内对于化学酯交换技术的研究相对较晚，柴丹等利用甲醇钠为催化剂将大豆油和极度氢化大豆油按不同比例混合，通过酯交换反应得到不同固体特征的油脂。
油脂的物理改性方法有哪些
油脂的物理改性方法有哪些
油脂的物理改性方法包括以下几种：
1. 脱臭：通过蒸馏或吸附等方法去除油脂中的异味物质，提高油脂的纯度和口感。
2. 精炼：通过蒸馏、脱色和脱臭等方法去除油脂中的杂质和不良成分，提高油脂的质量和稳定性。
3. 氢化：利用氢气作为还原剂，将不饱和脂肪酸转化为饱和脂肪酸，提高油脂的硬度和稳定性。
4. 乳化：将油脂与表面活性剂或乳化剂混合搅拌，形成油水乳液，提高油脂的分散性和稳定性。
5. 冷冻结晶：将油脂在低温下进行冷冻结晶处理，改变其晶体结构，提高油脂的硬度和延展性。
6. 增稠：通过添加增稠剂或制备乳化凝胶等方法增加油脂的黏度和稠度，改善其使用性能。
7. 结晶拉伸：将油脂在高温下经过结晶拉伸处理，改变其晶体结构和性质，提高油脂的结晶性和熔点。
8. 热处理：通过加热和冷却等过程改变油脂的晶体结构和性质，提高其刚性和耐高温性。
这些方法可以单独或组合使用，根据不同的需求和应用领域选择合适的物理改性方法。
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离心机) 分离 (离心机 离心机
棕榈液油
硬脂和表面活性剂
离心机) 分离 (离心机 离心机
硬脂
表面活性剂
棕榈油的干法分提
毛油/精炼油 毛油 精炼油
结晶
分提
棕榈液油
棕榈硬脂
超级棕榈液油
PMF
硬脂物
软脂
氢化
• 氢直接加入油脂的甘三酯分子脂肪酸集团的双链上
液体油 氢气 氢化
固态/半固态油脂 固态 半固态油脂
氢化
氢气 油脂 镍催化剂 （Nickel catalyst） ）
反应容器 氢化油脂 + 废催化剂
过滤
废催化剂
氢化油产品
镍催化剂
氢气罐
添入油
过滤 氢化油
废催化剂
酯交换
• 酯交换是脂肪酸分子在甘油三酸酯分子上的位 置发生重新排列的过程
• 酯交换的方法 - 化学法 - 酶法（Enzymatic method） 酶法（ ）
干法分提
油
冷却) 结晶 (冷却 冷却
过滤) 分离 (过滤 过滤
固体脂
液体油
溶剂分提
油脂 混合油 冷却) 结晶 (冷却 冷却 溶剂
分离 (过滤 过滤) 过滤
液体油和溶剂 脱溶
硬脂和溶剂 脱溶
液体油
硬脂
湿法即表面活性剂分提
油 表面活性剂 Detergent 冷却) 结晶 (冷却 冷却 (十二烷基硫酸钠 Na十二烷基硫酸钠 Lauryl sulphate)
酯交换（化学法） 酯交换（化学法）
原料 反应 (真空下 真空下) 真空下 热水 催化剂 甲醇钠
Oil
中和
柠檬酸
皂Hale Waihona Puke 分离水水干燥
甲醇
完成酯交换的油
酶法酯交换
• • • • • • 脂肪专用酶（ 脂肪专用酶（Lipase enzyme） ） 更低的反应 更好的选择性 酶和加工设备的成本高 对杂质和反应条件的敏感性很高 用于代可可脂的改性
冬化
从油中分离出高熔点的甘三酯（硬脂物） 从油中分离出高熔点的甘三酯（硬脂物）
步骤如下 - 将油冷却特定的时间 - 在更低的温度下将油缓慢搅拌 - 通过过滤分离出硬脂组分
目的 增加油脂的功能性， 增加油脂的功能性，使其适用于 专用食品
分提
是一种油脂改性方法， - 是一种油脂改性方法 ， 可以根据油中 固体和液体成分的不同物理和化学特性 将它们分离
油 分提
液油
液态
固脂
固态
分提工艺: 分提工艺 - 干法分提（Dry fractionation） 干法分提（ ） - 溶剂法分提（Solvent fractionation） 溶剂法分提（ ） - 湿法即表面活性剂法分提（Wet or 湿法即表面活性剂法分提（ Detergent fractionation） ） • 分提通常用于棕榈油、棕榈仁油、不完全氢化豆 分提通常用于棕榈油、棕榈仁油、 油和棉籽油
油脂改性（ 油脂改性（Oil Modification） ）
油的改性
• 分提（Fractionation） 分提（ ） 物理改性) （物理改性 • 氢化（Hydrogenation） 氢化（ ） (化学改性 化学改性) 化学改性 • 酯交换（Interesterification） 酯交换（ ） (化学 生化改性 化学/生化改性 化学 生化改性) • 混合（Blending） 混合（ ）