在過去的幾十年里,棕櫚油的提取和深加工得到了迅猛的發(fā)展。棕櫚油作為重要的煎炸用油及人造奶油和起酥油的基料用油,其氧化穩(wěn)定性、營養(yǎng)性及使用范圍等受到了廣泛的關(guān)注。棕櫚油的分提或二次分提能得到熔點(diǎn)和碘值不同的油脂產(chǎn)品,使棕櫚油的應(yīng)用價值更為突出。棕櫚油分提工藝始終以干法分提占主要地位,其簡便性、安全性、實(shí)用性得到了廣泛的認(rèn)可。本文結(jié)合棕櫚油干法分提的工藝實(shí)踐,對分提過程進(jìn)行分析和研究,以期與同行們共同探討。
　　
　　1棕櫚油干法分提
　　
　　1.1干法分提工藝

　　
　　1.2干法分提原料
　　
　　原料可以是全精煉棕櫚油,也可以是棕櫚毛油。本工藝采用原料為馬來西亞棕櫚毛油,其理化指標(biāo)見表1。

　　
　　2工藝過程及影響因素分析
　　
　　2.1加熱
　　
　　棕櫚油在常溫下呈半固體狀態(tài),其脂肪酸組成飽和酸(12∶0,14∶0,16∶0,18∶0,20∶0)和不飽和酸(16∶1,18∶1,18∶2,18∶3)各約占一半。其甘三酯組成分別為GS3占8%～10%,GS2U約占48%,GSU2占35%～39%,GU3占7%～7.5%。棕櫚油這種獨(dú)特的組成決定了其特殊的結(jié)晶過程。棕櫚油在加工前通過蒸汽加熱溶解成液態(tài),結(jié)晶前繼續(xù)將棕櫚油加熱到70～75℃以破壞所有原有的晶體。本工藝的加熱溫度在70～72℃。
　　
　　2.2冷卻結(jié)晶
　　
　　通過控制工藝中結(jié)晶罐盤管或夾套內(nèi)冷卻水的溫度,來實(shí)現(xiàn)對棕櫚油結(jié)晶過程的控制。冷卻水溫度的控制由溫度傳感器、PLC為基礎(chǔ)的溫度控制器以及帶定位器的控制閥完成。從電腦顯示界面可以直觀地觀察預(yù)定的冷卻水的溫度曲線和棕櫚油結(jié)晶溫度曲線的情況。由于冷卻結(jié)晶是一個緩慢的過程,影響因素多,所以在生產(chǎn)過程中應(yīng)該及時注意菜單的調(diào)整。好的結(jié)晶曲線通常是光滑下降的。除了觀察結(jié)晶曲線,還可以結(jié)合所取工藝樣品,通過觀察和觸摸晶體來分析棕櫚油的結(jié)晶狀況。
　　
　　圖1和圖2是生產(chǎn)過程中得到的兩種結(jié)晶曲線?？梢钥闯?圖1的曲線光滑而平穩(wěn)下降,是較為理想的結(jié)晶曲線;圖2顯示的曲線在后期有一個溫度的回升。一般地,溫度回升最好控制在0.5℃以下,溫度回升太高,就不利于晶體生長,情況嚴(yán)重的需將該批油脂重新結(jié)晶。避免油脂結(jié)晶后期溫度回升的措施通常是調(diào)整冷卻菜單,延長養(yǎng)晶時間,使晶體內(nèi)部的熱量盡量散發(fā)。當(dāng)然影響結(jié)晶速度、晶體生長的工藝因素是多方面的,主要是原料組成、工藝設(shè)備、冷卻狀況、晶體特性等。

　　
　　2.2.1原料組成的影響
　　
　　棕櫚油硬脂結(jié)晶速度是很快的,軟脂的結(jié)晶速度較為緩慢,棕櫚油的結(jié)晶速度介于二者之間。所以原料中甘油三酯的組成很大程度影響結(jié)晶速度。結(jié)晶過程中,棕櫚油中PPP與POP,POO與POP之間的相互作用也會影響總體結(jié)晶速度。棕櫚油中存在的甘二酯、甘一酯,它會與甘三酯形成共晶混合物,導(dǎo)致油脂結(jié)晶速度減慢。
　　
　　2.2.2結(jié)晶設(shè)備的影響
　　
　　結(jié)晶罐內(nèi)部的冷卻設(shè)計(jì),攪拌過程對結(jié)晶過程有重要影響,但冷卻水管的設(shè)計(jì)不管是水平螺旋的還是立式環(huán)繞的,只要保證有足夠的冷卻面積,都可以達(dá)到較好的分提效果。為了防止極端情況,可以在結(jié)晶罐壁增加夾套以確保冷卻面積。充裕的冷卻面積有利于更好地實(shí)現(xiàn)油脂的控制性冷卻冷卻面積不夠,容易導(dǎo)致油脂發(fā)粘、晶體重新溶解、濾餅不合格、壓濾機(jī)排渣不暢等現(xiàn)象。攪拌設(shè)備通常是帶機(jī)械傳動的螺旋槳攪拌器,攪拌速度由以PLC為基礎(chǔ)的變頻器控制。控制性攪拌有利于實(shí)現(xiàn)油脂的控制性冷卻和結(jié)晶。冷卻油脂時攪拌可以更好地實(shí)現(xiàn)熱量傳遞,使結(jié)晶過程中放出的熱量能得到及時散發(fā),并保證物料混合均勻。在養(yǎng)晶階段,攪拌速度需要適當(dāng)降低,既保證適當(dāng)?shù)臒崃總鬟f,又避免將已長大的晶體攪碎。值得指出的是,結(jié)晶罐的形狀、冷卻水管材質(zhì)的傳熱性能也能對結(jié)晶的好壞產(chǎn)生重要影響。
　　
　　2.2.3冷卻狀況的影響
　　
　　冷卻狀況主要包含工藝水溫度,冷卻菜單以及上述已經(jīng)分析的攪拌、冷卻面積、冷水管傳熱性能等。分提工藝水分為冷卻水(coolingwater)和冷凍水(chillingwater)。當(dāng)需要加工較高熔點(diǎn)(如38℃)的軟脂,冷卻水就可以滿足工藝要求。加工低熔點(diǎn)軟脂時,在結(jié)晶后期適當(dāng)時間引入冷凍水。冷卻菜單的選用決定整個結(jié)晶的過程,圖3是得到的油脂-水溫度差趨勢曲線和通過控制閥的冷卻水的流量百分度曲線。

　　
　　2.2.4晶體特性的影響
　　
　　棕櫚油晶體中有3種同分異構(gòu)體,分別是α、β′和β。這些晶體的穩(wěn)定性和熔點(diǎn)依次遞增。棕櫚油晶體形式最好以β′為主,不含α,少含β。這樣更有利于過濾分離。將棕櫚油冷卻時,首先得到不穩(wěn)定的α晶體,晶體逐漸成長、增大,繼續(xù)轉(zhuǎn)化為β′和β晶體,β′晶體屬于亞穩(wěn)定狀態(tài)(metastablestate),很容易形成更穩(wěn)定的β晶體。硬脂酸甘三酯具有強(qiáng)烈的β晶型結(jié)晶傾向,但Kiy2otakaSato等人的研究表明,1,2-二棕櫚酸-3豆蔻酸甘油酯的β′晶體卻表現(xiàn)得很穩(wěn)定。有報道表明,1,3-二棕櫚酸-2硬脂酸甘油酯的β′晶體也十分穩(wěn)定。通過攪拌可以加速α向β′的轉(zhuǎn)變,加入抑晶劑可以延緩β′向β的轉(zhuǎn)變。
　　
　　2.4過濾
　　
　　工藝中采用全自動隔膜式壓濾機(jī)對結(jié)晶后的棕櫚油進(jìn)行過濾。壓濾機(jī)通過液壓裝置把濾板組擠壓在一起,濾板組由兩種濾板交替組成,一種是隔膜板(membraneplate),一種是腔室板(chamberplate)。板由濾布覆蓋,濾布材質(zhì)為聚丙烯并經(jīng)過特殊處理,以便與濾餅完全分離,且容易清洗。隔膜的材料也為聚丙烯,膜片與濾布接觸部分有圓形平頂突起,以提供良好的濾液通道和濾布支撐。壓濾機(jī)關(guān)閉時濾板之間形成濾室,液體進(jìn)入濾室后濾液通過濾布從濾板上的孔洞排出,濾餅截留在濾室中。濾布和濾餅對進(jìn)油形成阻力,當(dāng)阻力越來越大,在濾室中形成緊密的濾餅時,停止進(jìn)油。在隔膜板中通入隔膜擠壓介質(zhì),榨干濾室內(nèi)的濾餅,最后用壓縮空氣對過濾機(jī)吹掃,泄壓后打開壓濾機(jī)將濾餅排空。表2、表3是過濾后軟脂和硬脂的物性指標(biāo)和相關(guān)參數(shù)。

　　
　　實(shí)踐表明,原料的甘三酯組成、結(jié)晶過程、壓濾的壓力、時間、壓濾材料等都影響軟脂得率和軟脂品質(zhì)及操作的穩(wěn)定性。通常壓濾的壓力交替上升,最大壓力控制在0.6～0.9MPa,壓濾壓力的確定以濾餅的品質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn),濾餅要堅(jiān)實(shí),不含液體油,不粘連,有一定塑性。壓濾時間通常由結(jié)晶狀況和過濾壓力和擠壓壓力的設(shè)定所決定,過濾和擠壓時間大約為13～15min。壓濾機(jī)在每連續(xù)過濾24h后清洗濾布一次。濾布在濾板之間不能折疊,以防損傷濾布,影響過濾效果。
　　
　　3結(jié)論
　　
　　采用干法分提棕櫚油工藝簡單,操作方便,蒸汽消耗低,無環(huán)境污染,能得到滿意的分提效果。生產(chǎn)實(shí)踐過程中要注意各因素對分提工藝的影響,以便進(jìn)一步完善工藝操作,改善工藝產(chǎn)品,降低生產(chǎn)消耗。

      棕櫚油干法分提工藝