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浸出米糠油精炼工艺及难点分析
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  • 浸出米糠油精炼工艺及难点分析浸出米糠毛油的品质
    1.1 酸值高
    由于解脂酶的存在,米糠若不及时进行杀酵保鲜处理,其所含米糠油在很短时间内就会大量水解,导致酸值急剧升高。有资料介绍,新出米机的米糠若不及时杀酵,再最初24 h左右,每堆放1 h,酸值(KOH)可增加1 mg/g。我国稻米加工多为小规模分散进行,单厂米糠产量很少,难以就地杀酵保鲜。油厂只能从各小米厂收购米糠,集中后再加以保鲜处理,这时已经过了最佳保鲜时机,酸值已经升高。用这样的米糠生产的毛油酸值一般都很高,达20~30 mg/g,有的甚至高大50 mg/g。
    1.2 色泽深
    高酸值浸出米糠毛油色泽深,刚出机时通常可达Y75、R20(罗维朋25.4mm槽)以上,放置后色泽还会进一步加深。
    1.3 杂质多
    浸出米糠毛油中甘三酯和游离脂肪酸总量只有90%左右,其余均为杂质,包括∶①脂溶性杂质,如磷脂、糖脂、糖甙、脂肪酸甾醇酯、蛋白等结合脂质,糠蜡和谷维素以及烃类、脂肪醇、甾醇、维生素E等不皂化物;②机械杂质,如糖屑、泥沙等;③三价和二价铁离子螯合物。米糠毛油酸值高,过多的游离脂肪酸的存在,使其在较高温度下可溶解设备上的油垢、铁锈,甚至可腐蚀碳钢设备和管道,产生大量杂质进入油中,其中危害较大的是三价和二价铁离子与脂肪酸和毛油中其他成分的螯和物。三价铁离子与脂肪酸等物质的螯合物多为深红色和暗褐色,且较难从油中去除,而二价铁离子螯合物在空气中可很快氧化为三价铁离子螯合物从而使米糠毛油色泽进一步加深。这些有机和无机杂质进入毛油中,使毛油的品质进一步变差,精炼难度更大。
    2 浸出米糠油精炼工艺
    2.1 三、四级油精练工艺
    2.1.1 工艺流程 毛油→水化脱胶→真空脱水→冷冻脱蜡→脱色→物理脱酸→四级成品油。
    2.1.2 工艺说明
    2.1.2.1 水化脱胶 米糠毛油中含有大量的有机和无机杂质,在较高温度下,这些杂质可能发生复杂的物理化学变化,特别是无色的二价铁离子与脂肪酸等物质的螯合物在较高温度下很容易被氧化为深褐色或暗红色的三价铁离子螯合物,导致油色进一步加深,所以水化宜采取较低的温度。我们采用的操作方法和工艺参数为;将油温调至40oC时加入质量分数为85%的磷酸,加入量为油重的0.2%,充分混合后将温度调到70oC,加入同温的软水进行水化,加水量为油重的8% ,水化完全后进行油水分离。
    2.1.2.2 真空脱水 为避免升温引起油色加深,脱水应在真空下进行,真空度0.08MPα 以上,脱水温度90oC,连续进行。脱水后应在真空状态下将油温冷却至70°C以下。
    2.1.2.3 冷冻脱蜡 脱蜡有利去除油中不利于脱色的杂质,所以我们将脱蜡工序安排在脱色之前。由于油中脂肪酸油量高,而脂肪酸熔点较高,温度降低,可使部分脂肪酸率先凝固,导致油的黏度急剧上升,酸值为30mg/g的米糠油,温度降到20oC时就已经变得非常黏稠,为脱蜡过滤造成困难。所以高酸值米糠油脱蜡,过滤温度不宜低于20°C。我们采取的工艺是;将真空脱水后的米糠油,打入结晶罐内,在缓慢搅拌下进行冷却,使油温在24 h左右由70oC缓慢均匀地将至25°C,继续缓慢搅拌,并保持油温不变,进行养晶,养晶时间在48 h以上,养晶接受后,用叶片过滤机预涂硅藻土进行过滤。过滤过程中油温宜保持在25oC不变。过滤温度升高,可加快过滤速率,减少蜡糊含油量,但脱蜡油中含蜡量会有所增加,浊点升高,透明度变差;过滤温度降低,可减少油中含蜡量,降低浊点,提高透明度,但会使过滤速率明显降低,并增加蜡糊含油量。实践表明,酸值在20~30 mg/g的米糠油脱蜡温度控制在20~25°C左右综合效果比较好。
    需要说明的是,在生产中我们发现米糠油脱蜡有明显的脱色作用。实测表明,Y70、R20(罗维朋25.4 mm槽)左右的脱胶米糠油经脱蜡后色泽降至Y70、R12左右。其原因可能是:深褐色的三价铁离子与脂肪酸螯合物以及某些熔点较高的色素在低温下结晶析出,并在脱蜡过滤时截留在蜡中而从油中去除。
    2.1.2.4 脱色 浸出米糠毛油一般色泽都很深,酸值越高色泽越深,且脱除困难。我们采取的脱色工艺是:脱蜡油加热至110oC左右进入真空脱色塔,真空度保持在0.085 MPα 以上,加入占油重4% ~ 6%的活性白土脱色剂为提高脱色效果,改善脱色油品质,可在活性白土中加入5%左右(白土质量)的活性炭。生产中发现,提高脱色温度,有利于提高脱色效果,但在物理脱酸过程中的热脱色效果较差;脱色温度将低,脱色效果下降,但物理脱酸过程中的热脱色能力加强。综合两方面考虑,以115°C左右脱色效果较好。
    2.1.2.5 物理脱酸 米糠油酸值高,碱炼脱酸炼耗太大,酸值炼耗比约为1:0.9,以酸值30 mg/g为例,其碱炼损耗的理论值为27%。另外,我们在实践中发现,米糠油碱炼必须加入足够的超量碱,使碱炼后酸值将至0.5 mg/g以下(这更导致碱炼损耗增大),否则,若碱炼不完全,不仅不能降低色泽,反而会使油色显著加深,且加深后的色泽非常牢固,很难用一般的脱色方法脱除。所以,对米糠油精炼,物理脱酸是首选工艺。我们在设计时使用的是填料式脱酸塔,工艺条件为:系统残压100 Pα 以下,进塔温度240 ~250oC,出塔温度≥230°C。物理脱酸后,酸值可将至1 ~3 mg/g,色泽油脱色后的Y70、R10(罗维朋25.4 mm槽)左右大幅将至Y35、R3(罗维朋25.4 mm槽)以下,达到三级油色泽标准,脱酸和热脱色效果都非常明显。另外,脱酸损耗也明显降低,酸值炼耗比可将至1:0.6,酸值为30 mg/g的米糠油,物理脱酸的损耗仅为18%,比碱炼损耗降低1/3。
    物理脱酸后即得四级成品油,若需生产三级米糠油,只需适当升高脱酸温度,保证酸值在1 mg/g以下即可,其他指标都能符合三级米糠油标准。
    需要指出的是,物理脱酸后的米糠油酸值回升比较快,特别是低酸值是回升更快,必须即时冷却至40oC以下保存。...
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