作為食用油加工的最后一個(gè)工段———油脂精煉,其主要任務(wù)是生產(chǎn)出高質(zhì)量的精煉油,怎樣提高油脂精煉率與降低消耗是矛盾的兩個(gè)方面,也是精煤生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵所在。對大多數(shù)的油品而言,其精煉的過程通常包括脫膠、脫酸、脫色及脫臭等工序,各工序的目的及操作要求各不相同,生產(chǎn)中遇到的技術(shù)問題也不一樣,現(xiàn)就這些工序中幾個(gè)常見的技術(shù)問題作簡要的分析,供同行參考。

    1 脫膠

    脫膠被認(rèn)為是精煉工藝中最重要的環(huán)節(jié)之一,有效的脫膠操作將有利于保證成品油的質(zhì)量,減少損耗。因?yàn)槟z質(zhì)的存在會(huì)使成品油的食用品質(zhì)降低,并會(huì)使油脂在脫色時(shí)白土用量增多,如果脫臭前還有膠質(zhì)存在,油脂將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重異味并影響成品油的穩(wěn)定性。

    水化是常用的脫膠方法。一般將約2 %左右的略高于油溫的水加入到70 ℃左右的毛油中,使磷脂水化。磷脂吸水后,溶解性發(fā)生了變化,并從油中析出,可通過沉淀或離心的方法,使之與油分離,采用這種方法可以除去大部分膠質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)中,用新收獲油料(如新上市的油菜籽) 或用儲(chǔ)藏條件不大好的原料制得的毛油,經(jīng)脫膠后通常仍殘余一些膠質(zhì),表現(xiàn)為水化油280 ℃加熱試驗(yàn)經(jīng)常不合格,即使重新加水處理,也沒有明顯效果。究其原因,主要是油中存在著較多的非水化磷脂之故。要脫除這部分膠質(zhì),目前比較行之有效的方法是在待處理油中先加入約011 %左右的無機(jī)酸(通常用磷酸) ,并使之與油充分混合,讓其中的非水化磷脂轉(zhuǎn)化為水化磷脂,然后按正常的脫膠方法進(jìn)行即可。值得注意的是:間歇水化時(shí),油中加入磷酸后需快速攪拌充分,然后才能加水水化,否則,因磷酸數(shù)量太少而未能與油充分接觸,脫膠仍然不徹底;而連續(xù)工藝采用的是專用混合設(shè)備,混合效果一般沒有問題,但同樣因?yàn)榱姿岬募尤肓刻?需要控制磷酸和油的流量之間的平衡,以達(dá)到預(yù)期的效果。

    2 脫酸

    脫酸也是油脂精煉的主要工序,脫除油脂中的游離脂肪酸可用化學(xué)或物理的方法。油廠中通常用堿煉(中和) 法除去油脂中的這類雜質(zhì),從而為油脂脫色、脫臭、氫化及油脂制品深加工打下良好基礎(chǔ)。油脂經(jīng)過堿煉可提高質(zhì)量,增加其穩(wěn)定性,延長儲(chǔ)存期。但由于堿液除與脂肪酸等發(fā)生中和反應(yīng)外,還會(huì)與少量的甘三酯發(fā)生皂化反應(yīng),生成甘油和肥皂,引起煉耗的增加。因此,必須選擇最佳工藝條件,以減少煉耗。

    影響堿煉工藝效果的因素主要有:堿的種類、堿的用量、堿液濃度、堿的計(jì)量、操作溫度、加15糧油加工四川糧油科技(CN51 - 1178/ TS 　ISSN1008 - 6986)堿速度、攪拌速度等。這些因素相互關(guān)聯(lián),在確定工藝參數(shù)需根據(jù)工藝類型、設(shè)備情況及毛油質(zhì)量情況等加以綜合考慮。

   2.1 間歇堿煉中攪拌強(qiáng)度的控制堿煉過程是一個(gè)典型的膠體化學(xué)反應(yīng)過程,反應(yīng)效果取決于膠態(tài)離子膜的結(jié)構(gòu),膠態(tài)離子膜必須易于形成,薄而均勻,易與堿滴脫離才好,如果毛油中還有較多的磷脂、蛋白質(zhì)、粘液等膠質(zhì),膠膜就會(huì)吸附它們而形成較厚的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),攪拌時(shí)不易破裂,夾帶在其中的游離堿和中性油就難以分離出來,從而影響堿煉效果。

    為此,在間歇堿煉操作時(shí),應(yīng)做到:一是在加堿中和時(shí)用較強(qiáng)的攪拌強(qiáng)度,以增大堿液與游離脂肪酸的接觸面積,縮短中性油與堿液的接觸時(shí)間,從而提高中和速率和降低中性油的皂化損耗;二是中和后控制一定的攪拌強(qiáng)度,以調(diào)節(jié)堿滴在油中的下降速度,控制膠膜結(jié)構(gòu),避免生成厚的膠態(tài)離子膜,并使膠膜易于絮凝。另外,待堿煉的油最好先經(jīng)過脫膠,使其中膠質(zhì)含量減少,才能保證良好的堿煉效果。

    2.2 連續(xù)堿煉中加堿量的掌握加堿量是影響堿煉效果的重要因素,加堿量應(yīng)根據(jù)毛油的酸價(jià)及成品油的酸價(jià)來決定。連續(xù)堿煉操作中,在預(yù)熱器或混合器(加磷酸或檸檬酸) 之后檢測酸價(jià)就顯得十分需要,這樣才能準(zhǔn)確知道用堿量及確定相應(yīng)的其它條件;同時(shí)原料油色過深或過淺,也會(huì)影響到用堿量,操作時(shí)還應(yīng)根據(jù)油色情況及時(shí)調(diào)節(jié),確定增加或減少用堿量。

    2.3 二次堿煉問題油脂的二次堿煉又稱復(fù)煉,下面幾種情況下油脂需進(jìn)行二次堿煉:其一是用劣質(zhì)的油料制取的色澤深、雜質(zhì)多且游離脂肪酸含量偏高(如質(zhì)量差的毛棉油和毛糠油等) 的毛油;其二是某些油脂出于生產(chǎn)工藝需要,進(jìn)行兩次堿煉。如從毛糠油中提取谷維素需采用二次堿煉工藝,進(jìn)行第一次堿煉時(shí)需測定毛油酸價(jià),加堿量可用理論堿量的65 %～70 % ,堿液濃度一般用16～20°Be’,加堿中和后分離皂腳,再取油樣水洗后測定酸價(jià)。第二次堿煉根據(jù)酸價(jià)計(jì)算理論堿和超量堿用量,用二次堿煉皂腳捕集谷維素;其三是有些連續(xù)精煉工藝采用二次堿煉,其目的是改善油脂的保存性能和風(fēng)味,可以使油脂在后續(xù)工序中易脫色、易脫臭而成品油不易回味。一般來講,對于色澤較深的毛油,采用二次堿煉是適宜的,如棉油、魚油及菜籽油等,而對椰子油、花生油等淺色油,通常就不必采用二次堿煉。

    3 脫色大多數(shù)油脂精煉工藝都采用吸附脫色,即在一定的工藝條件下使油中的色素被脫色劑(漂土或活性碳) 吸附,主要的工藝條件是溫度、時(shí)間、工作壓力和脫色劑的用量。

    3.1 脫色溫度控制當(dāng)油脂與脫色劑接觸時(shí),溫度對脫色過程有著顯著影響。一般來講油脂脫色應(yīng)該有一個(gè)最適宜溫度。生產(chǎn)中,多數(shù)工廠都在90～110 ℃左右的溫度下進(jìn)行脫色,而且保持不變。需要注意的是,油在脫色過程中情況不盡相同,可以說每一種油或不同質(zhì)量的原料油都具有它自己的適宜溫度;采用不同的脫色劑,其工作溫度也應(yīng)有區(qū)別,用活性白土或活性碳時(shí)適宜的溫度為100～106 ℃,用各種天然漂土?xí)r為105～132 ℃。另外,不能簡單地以升高溫度的方法來提高脫色效率及效果,有研究表明過高的溫度不僅對降低色澤沒有好處,還會(huì)使酸價(jià)明顯上升。

    3.2 脫色時(shí)間掌握脫色時(shí)間指的是油脂和脫色劑接觸的時(shí)間。在適當(dāng)?shù)幕旌蠗l件下,脫色劑能很快和油中的色素達(dá)到平衡,10～15min 接觸時(shí)間已可滿足對脫色的各種要求。因此,在現(xiàn)有的工藝中,脫色時(shí)間通?？刂圃?0～30min 左右。需要注意的是:在操作時(shí),應(yīng)該對脫色時(shí)間規(guī)范化,因?yàn)?脫色劑與油接觸時(shí)間過長,會(huì)使油的質(zhì)量惡化,包括油色的回升和酸價(jià)上升。連續(xù)式脫色過程比較容易維持一個(gè)油和脫色劑的固定接觸時(shí)間,而間歇脫色工藝就很難做到,這就要求在脫色后及時(shí)快速地過濾。

    3.3 脫色劑的前處理及脫色時(shí)真空度控制脫色劑的脫色活性在很大程度上是由于其多毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)和具有很大的比表面積,它容易被空氣所飽和。另外,脫色劑對油的氧化具有一定的催化作用。所以,脫色通常是在隔絕空氣的條件下進(jìn)行,工藝上還要求在進(jìn)入系統(tǒng)之前脫色劑和油都需脫氣。也就是說,脫色時(shí)的真空條件是為了完全除去系統(tǒng)中存在的空氣?；诖?脫色時(shí)的真空度一般不高,如殘壓4kPa 就可以達(dá)到工藝要求,再提高真空度。

    3.4 廢脫色劑帶油問題廢脫色劑帶油是吸附脫色工藝的主要缺陷,活性較差的天然漂土可殘留其本身重量30 %左右的油,廢活性白土中有時(shí)帶油能高達(dá)70 % ,活性碳的帶油率還要高得多。因此,在大多數(shù)油的脫色中,殘留在廢脫色劑中油的損失價(jià)值要超過吸附劑的費(fèi)用。而且,目前還沒有很理想的技術(shù)來回收這種殘油。這就要求在操作中要嚴(yán)格控制脫色劑的用量,只有在特殊情況下才用較大的量,一般活性白土用1 %已足夠,即使有時(shí)需要脫除油中較深的紅、綠色,也只能在白土中加入少量活性碳(5 %～10 %或更少) 。

    應(yīng)該指出,選用脫色劑時(shí)要綜合考慮價(jià)格、活性碳和帶油率等因素。

    4  脫臭油脂脫臭的機(jī)理是基于在同等條件下臭味組分的蒸汽壓遠(yuǎn)大于甘油三酸酯的蒸汽壓,從而采用蒸餾的方法將兩者分離。由于油中的氣味物質(zhì)揮發(fā)性較差并且含量很少,要實(shí)現(xiàn)好的脫臭效果,需要高溫、高真空等條件。根據(jù)蒸餾原理,升高溫度、提高真空度、增加水蒸汽的用量和延長脫臭時(shí)間都有助于脫臭的進(jìn)行,是提高脫臭效果的有效手段。但在實(shí)際操作時(shí)必須考慮這些條件之間的協(xié)調(diào)及綜合成本等問題。

    4.1 脫臭溫度控制高溫有助于去除氣味,其與脫臭時(shí)間的關(guān)系是:溫度較低,需較長時(shí)間;溫度較高,只需較短時(shí)間。有實(shí)驗(yàn)表明,在脫臭溫度范圍內(nèi)每升高17 ℃,可以使脫臭時(shí)間縮短一半。但過高的溫度對油脂是有害的,會(huì)使部分油脂產(chǎn)生水解或熱聚合反應(yīng),如溫度達(dá)260 ℃以上時(shí),脫臭油(菜油和豆油) 中的亞麻酸異構(gòu)體的數(shù)量會(huì)顯著增加,從而降低油脂的營養(yǎng)價(jià)值和氧化穩(wěn)定性。近幾年,許多精煉油廠用導(dǎo)熱油加熱替代了水蒸汽加熱,脫臭溫度由200 ℃左右提高至250 ℃左右,則脫臭時(shí)間應(yīng)相應(yīng)縮短。對間歇式脫臭,時(shí)間應(yīng)由原來3～4h ,調(diào)整到1～2h ,連續(xù)式脫臭則更短。

    4.2 脫臭殘壓的控制從理論上來看,溫度、汽提蒸汽的用量和脫臭時(shí)間都與脫臭器中的絕對壓力成正比。因此,為使脫臭油達(dá)到較高的煙點(diǎn),提高真空度是技術(shù)的關(guān)鍵。現(xiàn)在,油脂脫臭時(shí)的絕對壓力一般在670～266Pa ,如采用間歇式脫臭生產(chǎn)高烹油時(shí)控制殘壓為670Pa , 連續(xù)精煉和色拉油脫臭的絕對壓力為266Pa 。對一個(gè)具體的脫臭系統(tǒng)來說,如采用多級蒸汽噴射泵,其真空度和抽氣速率大多不能靈活調(diào)節(jié),這樣要保持穩(wěn)定的真空效果,維持工作蒸汽壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力就十分重要;但如果蒸汽噴射泵運(yùn)行的其它條件,如冷卻水溫度發(fā)生變化,則工作蒸汽壓力也應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。如夏天水溫高,工作蒸汽壓力需相應(yīng)提高;冬季水溫低,適當(dāng)降低蒸汽壓力仍能滿足脫臭所需的真空度和抽氣量。這樣既可以減少工作蒸汽的用量,同時(shí)也能維持穩(wěn)定的工作效果。

    4.3 直接(汽提) 蒸汽用量的控制汽提蒸汽在脫臭時(shí)作為攜帶劑,以除去油脂中的易揮發(fā)組分。同時(shí),利用其本身的動(dòng)能起到與油的充分混合。因此,揮發(fā)組分的汽化速率隨通入水蒸汽速率的增大而增大。但過量的蒸汽能引起中性油被攜帶出來并霧化,造成油脂精煉損失加大。通常合理的蒸汽速率是油量的014 %～015 %。上面已提及,脫臭所需的蒸汽量與系統(tǒng)的操作壓力成正比,當(dāng)脫臭系統(tǒng)壓力較小時(shí)即有高的真空度時(shí),汽提蒸汽的必須量則減少。