油脂工业技术的进步_油脂精炼工艺技术

充 分混合后 , 在中间罐保持1 5 min ,
图 4 顶级脱胶法工艺流程
38 《粮油加工与食品机械》2004 年第 11 期
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粮油加工
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图 5 IMPAC 脱胶工艺流程
过分 , 则会由于脂肪酸的皂化而形成 11213 顶级脱胶法
乳化 , 使精炼损失变大 , 因此对这一
顶级脱胶法是由比利时的范德莫
高的重力加速度进行离心分离 。最后 脱胶油中磷脂的含量可在 5 ×10 - 6以 下。 11214 IMPAC 脱胶工艺
该法是由比利时迪斯美公司开发 的一种新的脱胶工艺 。该法是将酸和 化学添加剂经超级混合后 , 再将 NaOH 和水超级混合 , 最后离心分离 的脱胶方式 (见图 5) 。
在逆流脱色与吸附等温曲线研究 中 , 根Leabharlann Baidu弗罗因德利奇公式进行考 察 , 逆流脱色可以获得更高的脱色效 果 。众所周知 , 色素成分浓度在油相 中或脱色白土相中均是很低的 。在多 段吸附过程的各段中 , 油相与白土相 的比率的变化可忽略不计 。作为无限 理论段数在脱色等温曲线上 , 与同一 方向流动方式相比 , 逆流方式吸附推 进力 (Δq) 的增加可归结到某一点 上 。采用座标变换的兰米尔固体吸附 剂的吸附率方程式 , 通过试验研究 , 可以 确 定 白 土 对 色 素 的 最 大 负 荷 量 ( qm3ax ) 、油 中 着 色 物 质 的 最 小 量 ( CR) 、以及兰米尔方程式中的平衡 常数 K。从而由脱色等温曲线的变 化可预测吸附推进力的变化 。试验结 果表明 , 将油与白土的比率保持一定 时 , 经数段逆流脱色比间歇式脱色有 着更显著的脱色效果 。
→离心机 →精炼油
该法在加热到 90～105 ℃的毛油
中加磷酸激烈搅拌混合约 3min 后 ,
用稀碱将部分磷酸中和 , 将全部油脂
用离心机分离后加热水静置 , 用特别
图 2 特殊脱胶法工艺流程
该 工 艺 具 体 操 作 : 在 加 热 到 加水混合后 , 在中间罐 25 ℃温度中
70 ℃的毛油中加入 0105 %～012 %磷 再保 持 3h , 待 磷 脂 形 成 结 晶 形 状 ,
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样游离脂肪酸变成钾皂 ; ②将脱酸废 水采 用 氨 ( N : 83 %) 或 氢 氧 化 铵 (N H4OH ; N : 28 %) 处 理 , 这 样 废 水则变成为含 N - P - K 的液体营养 肥料 。 212 硅酸钠法
该法 是 由 美 国 Oxychem/ Tamu 公司开发的 。
主要是针对磷脂含量高的大豆油开发
的 。其中 , 在离心机的应用上 , 又分
为单机型与双机型两种方式 ( 见图
2) 。特殊脱胶法工艺流程如下 :
酸 (特殊的添加剂) ┐ ↓
毛油 →换热器 →混合器 →中间罐
┌ (碱 、热水)
热水 ┐
↓
↓
→混合器 →中间罐 →离心机 →混合器
→离心机 →精炼油
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油脂工业技术的进步
———油脂精炼工艺技术
赵国志 刘喜亮 刘智锋 (西安坤伯工程技术开发公司)
【摘 要】简要介绍了油脂精炼技术中脱胶 、碱炼 、脱色 、脱臭 、脱蜡等工艺 , 并对不同的生产 工艺进行了比较 。 【关键词】油脂精炼 ; 脱胶 ; 碱炼 ; 脱色 ; 脱臭 ; 脱蜡
中图分类号 : TS224 文献标识码 : A 文章编号 : 1009 - 1807 ( 2004) 11 - 0037 - 05
1 脱胶工艺
目前 , 在油脂精炼中 , 从环境保 护和节约成本而言 , 业界提倡采用物 理精炼法 。但是实施无化学反应 、无 污染的物理精炼法的关键是在脱胶工 艺中必须将磷减少到 5 ×10 - 6 以下 , 钙 、镁 、铁 金 属 离 子 小 于 0120 % , 游离脂肪酸小于 2 %。因此 , 如何在 脱胶时将油中所含的 HP , 特别是以 往传统水化方法难以脱除的 N HP 去 除干净 , 以适合于物理精炼法的需 求 , 是当今开发脱胶新工艺的关键 。 111 原理 11111 酸反应分级脱胶 磷脂脱除 —→离心分离 水化脱胶 —→水化磷脂 HP 酸分级脱胶 →非水化磷脂 N HP ↓
在油脂脱胶工艺中 , 除了传统的
水化脱胶工艺以及各种酸脱胶工艺如
长混 工 艺 、短 混 工 艺 、50 油 工 艺 ,
酸分离法 ( 其中又分为 : 简单酸脱
胶 、干法脱胶) 外 , 又相继新开发了
下述多种脱胶新工艺 。
11211 特殊脱胶法
该法是由瑞典阿伐拉法公司开发
的一种新工艺 , 又称为酸精炼法 。它
热 , 再反复进行水洗和离心分离后进 行脱色 。采用本工艺可以将毛油中所 含 8 18 5 ×1 0 - 4 的磷脂 , 减少到超滤
后的 4 ×10 - 6 。 11218 有机精炼法
将有机酸与毛油或脱胶油混合 , 为减少油中的磷酸与微量金属离子 , 应加入软水 。接着将油/ 水混合物进 行离心分离 , 分离水可循环使用 。分 离油接着脱色将残留磷去除 。磷质可 作为饲料销售 。该工艺无中和 、水洗 工序 , 因而废水大量减少 , 由于不使 用磷酸或硫酸进行湿式脱色 , 所以不 需要真空系统 。虽然在精炼后残留有 (2～3) ×10 - 6 的柠檬酸 , 但是没有 游离脂肪酸残留 。在该工艺中 , 油的 回收率可提高 1 % , 而且油中的甾醇 和生育酚损失少 。据 IPH 公司的数 据分析 , 该工艺与传统的工艺比较 , 装置成本可节省 30 %。
氢氧化钾 ( KOH) 法是由美国 Agrotech 公司开发的 。
该工艺特点可简要归纳为两点 : ①将在传统碱炼脱酸中采用的氢氧化 钠 ( NaOH) 改为氢氧化钾 ( KOH) ,这
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操作需特别注意 。随后加入热水 , 经
过 20min 左右水化脱胶后 , 最后再一
次进行离心分离 , 若有必要可再次水
洗 , 以进一步降低磷脂的含量 。
11212 超级脱胶法
超级脱胶法是利用将含有极性基
的水化卵磷脂在低温中与水接触可形
成液状结晶的特性而开发的一种新工
艺 (见图 3) , 由联合利华公司开发 。
其工艺流程如下 :
卵磷脂 ┐ ↓
毛油 →换热器 →混合器 →混合器 ↑
水┐ 酸┘ ↓
→中间罐 →冷却器 →混合器 →中间罐 碱┐ ↓
→换热器 →离心机 →冷却器 →罐 →换
图 3 超级脱胶法工艺流程
热器 →离心机 →精炼油
将含有极性基的水化磷脂 , 在低
温中与水接触形成液状结晶 。在加热
(75 ℃) 后的毛油中加入柠檬酸 , 经
其工艺流程如下 :
作用下予以去除的方法 , 最后脱胶油
酸 、添加剂 ┐
┌碱 、水
↓
↓
毛油 →换热器 →混合器 →混合器
热水 ┐ ↓
→中间罐 →换热器 →离心机 →精炼油
11215 酶法脱胶工艺
酶法脱胶是由德国鲁奇公司和纳
的磷脂含量可在 5 ×10 - 6 以下 。采用 ED TA 也能将铁离子除去 , 因而油的 氧化稳定性也得到了改善 。这一方法 的优点是 , 除了需要高剪切力的混合 器和 1 台自清式离心机外 , 整个工艺 极为简单 。
H2 ED TA2 - + 2Na + + 磷 脂 Ca2 + / Mg2 + → 〔ED TA - Ca2 + / Mg2 + 〕3 - + 2Na2 + + 2 H + + 磷脂 11113 酶法脱胶
酶法脱胶是利用磷脂酶对磷脂的
水解作用 , 进而将 N HP 转化为 HP。
图 1 磷脂酶对磷脂胆碱的作用 112 工艺
→离心机 →精炼油
11217 超滤脱胶法
超滤脱胶法是由德国克虏伯公司
开发的一种脱胶新工艺 。其工艺流程
如下 :
图 6 酶法脱胶工艺流程 11216 S1O1F1 T 脱胶法
该脱胶法是由比利时埃迪泰尔公
毛油 →换热器 →混合器 →中间罐 ↑
┌絮凝剂 + 水 └酸 ↓ →混合器 →中间罐 →换热器 →离心机 →精炼油
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特尔公司和德国的韦斯伐利亚公司共
同开发的一种新工艺 ( 见图 4) 。其
工艺流程如下 :
酸┐ ↓
毛油 →换热器 →混合器 →中间罐
┌碱
┌水
↓
↓
→混合器 →离心机 →混合器 →中间罐
此外还有二氧化硅脱胶法 、超声 波脱胶法 、超临界流体脱胶法 、薄膜 脱胶法等新工艺 , 这些新工艺均可使 脱胶油中的磷的残留量在 ( 5 ～ 10) ×10 - 6 , 确保了物理精炼法的要求 , 为油脂精炼法技术做出了新的探索 。
2 碱炼
原则上物理精炼法应作为油脂精 炼的首选工艺 , 但选择物理精炼法还 是化学精炼法 , 主要取决于毛油的质 量 。鉴于现实中的诸多问题 , 目前的 油脂加工厂还常常配备两套装置 , 化 学精炼法仍然不可缺少 。然而 , 对毛 油中的游离脂肪酸 ( FFA) 采用氢氧 化钠 ( NaOH) 中和脱酸所产生的皂 脚和废水却一直是环境保护者关注的 焦点 。为 此 , 氢 氧 化 钾 ( KOH) 法 和硅酸钠法的碱炼工艺为化学精炼法 提供了新的方式 。 211 氢氧化钾 ( KOH) 法
酸或柠檬酸 , 经混合后 , 在中间罐保 再将加热后的胶质进行离心分离 。这
持 5min 左右 , 加稀碱水进行中和 。 一阶段磷脂的含量为 (115～310) ×
中和操作若不充分 , 则胶质的黏度变 10 - 5 , 进一步再用稀碱液处理 , 可将
得过高 , 不易进行离心分离 ; 若中和 油中的磷脂降低到 5 ×10 - 6以下 。
酸 磷脂 - M + + —碱→2 磷脂 + M + + - 酸
M : Ca 、Mg、Fe 酸调节分级脱胶的原理 , 是在脱 胶中 , 添加一些有机酸 ( 醋 酸 、草 酸 、马来酸 、柠檬酸 、酒石酸 、丹宁 酸等 , 其中在醋酸与无水醋酸的脱胶 效果中 , 以无水醋酸为佳) 与无机酸
(磷酸 、硫酸 、盐酸 、硝酸等 , 其中 常用的为磷酸) 以及碱 。即先加入酸 等化学试剂 , 将非水化磷脂 ( N HP) 转化为水化磷脂 ( HP) , 并将其中残 存的与 PA 、PE 结合的钙 、镁 、铁等 二价的金属离子 Ca2 + 、Mg2 + 、Fe2 + 变为游离态 , 移动到水相中去除 。再 通过加入碱来调节稀碱液相的 p H 值 (通常 p H 值在 5 左右) , 进而改善分 离条件 , 降低油脂脱胶精炼工艺中油 的损耗 。在这里碱液的主要作用与传 统意义上的脱酸是不同的 。 11112 化学添加剂脱胶
硅酸钠工艺特点 : 油的皂脚不用 离心分离 , 而改用过滤方法分离 。
3 脱色
当前 , 脱色工艺最大的问题是如 何更进一步地减少白土的使用量 , 从 而能较好地解决由固体白土废弃物形 成的环境污染源 。
除了传统的脱色工艺外 , 采用活 性白土与二氧化硅精炼法结合 , 以及 诸如联合利华工艺 、WEF 工艺等采 用多级脱色原理 , 为提升脱色效果都 做出了卓越的贡献 。
赫姆酶制剂公司共同开发的一种新工
艺 。与传统的水化中和及其他的脱胶
法相比较 , 这是一种利用酶水解磷脂
为基础的独特新工艺 ( 见图 6) 。其
工艺流程如下 :
柠檬酸 ┐
↓
毛油 →换热器 →混合器 →搅拌罐
↑
┌酶
NaOH ┘
↓
→混合器 →离心机 →精炼油
图 7 S1O1F1 T 脱胶法工艺流程 其工艺流程如下 : ED TA + 水 ┐ ↓ 毛油 →换热器 →混合器 →中间罐
司最近开发的新工艺 (见图 7) 。 将油加热到 78 ～ 85 ℃后 , 将湿
润剂及强力的络合物形成的复合分子
该法是在加热油中加酸进行混合 后冷却 , 再 (根据需要) 加絮凝剂和 水并保持一定时间 , 使胶质凝缩后加
(含 钙 、镁 、铁 等 离 子 ) 的 水 溶 液 (2 %～5 %) 进行混合 , 将不溶于水 的 非水化磷脂成分在 ED TA 的 络 合
化学添加剂脱胶是利用乙二胺四 醋酸 〔分子式为 ( HOOCCH2 ) N CH2 CH2 - N ( CH2 COOH) 2 , 无色结 晶状粉未 , 熔点 240 ℃, 简称为 ED2 TA , 下略〕等化学添加剂 , 与油脂 中的金属钙 、镁离子形成络合体进而 离心分离 。ED TA 水溶液的络合过程 如下 :