油脂精炼酶法脱胶技术
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油脂脱胶技术发布者:ace 发布时间:2010-3-16 阅读:273次油脂脱胶是油脂精炼中主要工艺之一,随着油脂科技进步,特别是物理精炼成功实施,近年来油脂脱胶在理论研究和工业实践上已有许多新的进展。
鉴于国内现有的油脂专业教科书相关内容相对滞后于国内外企业技术进步的实际状况,现将这些方面内容作一简要综述。
1 油脂脱胶化学理论[1~9]1(1 脱胶目的脱胶是脱除油脂中含有胶体物质的工艺过程。
在脱除的胶质物中,主要是磷脂和与磷脂结合钙、镁、铁微量金属及其它杂质。
其中大豆毛油含有3,左右磷脂,它们对油脂制品风味性和稳定性,及在使用时与油的起泡现象等均有直接关系;此外,脱胶工艺效果对其后脱酸、脱色、脱臭、脱蜡工艺也有一定影响。
另一方面,大豆磷脂精制后可作为食品乳化剂等产品,其用途极为广泛。
脱胶工艺中欲脱除的磷脂大体可分为水化磷脂(hydratable Phospholipids,HP)与非水化磷脂(Nonhydratable Phospholipids,NHP),两者在性质和脱除工艺上均有一定差异。
1(2 水化磷脂脱胶简言之,水化脱胶是利用磷脂等脂质分子中所含亲水基,将一定量热水或酸,加入到油中,使胶体水溶性脂质吸水膨胀、凝聚,进而采用沉降或离心方式从油中进行分离的一种方法。
如图l所示,从磷脂酰胆碱化学结构上看,具有粘着性磷脂溶解共存状态中游离脂肪酸是亲油性物质,而其中磷酸基,氮化合物,胆碱部分则具有亲水性。
加水后磷脂亲水基附着于水,与油产生比重差这样就可使油与磷脂进行分离。
1(3 非水化磷脂脱胶经水化脱胶工艺后,油中仍含有一定数量非水化磷脂及钙、镁、铁微量金属等杂质,这些杂质的去除则较为困难。
非水化磷脂(NHP)是制油业长期深感烦恼问题之一,大豆受早霜之害,加之在收获期间经常遇到连绵阴雨,及在贮存和运输中大豆发热,使毛油中非水化磷脂含量增高。
这样不仅使精炼损耗增大,且从这类毛油中所得到磷脂品质极差,油脂色泽也较深。
油脂精炼步骤
(1)去除毛油中不溶性杂质,采用沉降、过滤、离心分离等物理方法。
(2)脱胶,脱胶就是脱除毛油中的磷脂、黏液质、树脂、蛋白质、糖类、微量金属等,一般采用水化法、酸炼法或酶法脱胶。
(3)碱炼,用碱液中和法脱除油中的FFA、酸性色素、硫化物、油不溶性杂质和微量金属。
(4)水洗,洗去残留于碱炼油中的皂角与水溶性杂质。
(5)干燥,用加热、真空干燥法,脱除精炼后油中的水分。
(6)脱色,采用活性白土、硅酸铝、活性炭等吸附剂,脱除油中的各种色素、胶质、氧化物等。
(7)脱臭或物理精炼,采用真空汽提原理,脱除油中的低分子臭味物质、FFA、单甘脂、甘二脂、硫化物以及色素热分解产物等;物理精炼的目的主要脱除FFA。
(8)脱蜡或脱脂,主要采用冷冻、结晶或冬化结晶、分提法脱除油中的蜡质或固脂。
(9)过滤或精滤,采用合适的过滤设备将毛油中的固体微粒、脱色油中的白土以及氢化油中的催化剂等去除,确保成品油的清晰度。
食用油精炼一个重要方面是食用油脂完脱除磷脂.某些磷脂可用水脱胶前全脱胶工艺简介除去,但油中仍存在着"非水化磷脂",需要用化学方法脱除.通常用油中残磷量评价脱胶效率,衡量油的质量和保存性,以及是否适合物理精炼.我们研究认为油中所含的铁是引起气味回复的重要原因,良好的精炼方法取决于脱除铁的效率.水可脱胶,但脱胶后油中仍含较高的铁,这种铁,以离子键合到磷脂上,这与发现,与磷脂键合方式相似,因此,从油中脱除铁,取决于脱除方法,使这种铁/磷脂络合物完全分解,然后转化成可水化物,才能有效地从油中脱除这些铁.该文简要介绍完全脱胶的实验室和工业试验过程,完全脱胶结果及其优越性.实验窒试验一般方法:每只试样油300克放入600烧杯,中用磁力搅拌搅拌,加温到90℃,先加入所需量的软水,然后加入所需的酸溶液,(译注:通常加水量占油重5—1.0%,磷酸加量0.1一.3%).在混合器中使油/酸混合3秒,用磁力搅拌器搅拌(通常3分钟),获得乳状液.再加入碱液于乳状液巾,充分搅拌混合以后,在5000离心分离3分钟,保持油温在45℃以上,把上层清油放入另一只600烧杯中,用去离子水洗涤(水洗温度90℃,加水量占油重量2%),水洗后的油通过离心分离,获得完:全脱胶油.当需要作对比时,可用实验室标准方法对完全脱胶油进行干燥,碱炼,脱色和脱臭.脱除铁的重要性:把水脱胶的大豆油加热到75℃,加入0.6(/)水和0.15%(/)磷酸(浓度89%),搅拌15分钟后,加入1.0%(,ⅳ)去离子水,再搅15分铷,然后加入1.0%(/)氧化镁粉盲末,充分搅拌,与磷酸作用5分钟,接着用离心法分离油;所得油用2.0(/)白土在140℃脱色3分钟;脱色油再进行物理精炼.用相同的水脱胶油,进行化学精炼(碱中和,耳毛色,脱臭).所得两类精炼大豆油试样的货架寿命相同优良,(水脱胶大豆油含铁鼍0.88;用氧化镁处理的大豆油含铁0.0;化学-精炼大豆油含铁0.20).试验表明,低的含磷量并不是保持良好质量的霞要条件,.重要的是油中含铁量低(低于0.20),才能保持良好的质跫和货架寿命.试验发现油中含有多价金属铁和铜,会促进油脂发生过氧化反应.油中异昧化合物是某些种类的氧化产物,由此可推断油中的铁会引起气昧回复.碱中和程度:用向日葵油(含磷5.4,,铁2.07)研究中和程度对油中残铁跫的影响.向油中加入.6%/)水和0.15%(,/)磷酸(浓度89%),按上述方法脱胶,然后加入不同碱液进行中和.试验发现加碱量使反应混合物在6以上就形成皂,皂浓度随着值增加而增加.试验表职皂的形成对油的精炼率有很大影响,一.因此,尽可能保持皂的浓度在最低水平.该试验结果发现:对磷酸部分中和达到中和程.度4045%,值5.4—6.0,可使皂浓度为零,含铁量最低(0.11一.13),含磷量最低(33—4.5).酸的数量和浓度:试验结果表明,要从油中有效地除去铁,必须保持磷酸浓度在2(/)以上,而酸的数量不是关键性因素,这是由于过低的酸浓度(20叻以下),不能有效地分解磷脂酸()的金属盐,仍然有油溶性的铁盐残存于油中不能除去.酸的种类:文献中列出多种酸用子脱胶,例如予3;檬酸,磷酸,盐酸,草酸,硫酸;9等等.但并非都能适用,分解非水化磷脂,必须用足够强的酸,而且这些酸不与油反应,并且是非氧化性酸,可以与非水化磷脂作用的酸,同时还要考虑生产成本,必须尽可用便宜的酸.试验表明采用柠檬酸或磷酸可以有效地脱胶,获得残磷量和残铁量很低的脱胶油.试验发现醋酸不能有效除去油中铁,主要是因为醋酸铁盐是油可溶的.碱的种类:试验表明用浓度7.5%(/)的溶液中和磷酸(中和程度45%左右),可以有效地除去磷和铁,(脱胶油残磷4.7,残铁量0.10).此外,用,或硅酸钠(水玻璃)也可以有效地中和磷酸,获得低含磷和铁的蜕咬浦,用浓度10.0%(/)溶液中和,可获得含磷5.8,含传0.17的脱浦;用浓度18%(/)水玻璃溶液中和,可获得含磷是5.7",含铁0.13的脯胶油.这些碱都是酸昀有效中和物工业试聆1,工艺流程:图1为完全观胶和脱胶油可能采用的几种精炼工艺流程.按照图完今脱咬工艺流程进行了工业生产试验.下文介锶有关工业生产试验中完全脱咬过程的几个关键性因素和工业试验坫果.2.酸的分散程度:瞪胶过程中加入磷酸(或柠檬酸水溶液,这蜂酸溶液与油混合成乳状液,这些乳状液中酸的液滴大小与分布,对于说胶反应至关审要.研究表明酸在油中乳状液的液滴平均直径为4.5--.1微米,就可以获得满意的脱胶效果,用旋转式混合器,或用静态混合器可以达到此要求.'研究结果发现酸的液滴小于10微米,就能使酸和油溶性()盐(即非水化磷脂'')充分接触反应,生成可水化磷脂.中和程度:采用较低的中和程度(中和磷酸45左右),'既不产生皂,又可达到完全脱咬目的.为了有数分离油中的质,采用二级离心分离方法,第一级离心分离除去译文?39?毛油加热器一一一稀酸循环…混合器暂存罐..碱液含油少的嗖质一离心分离器含油多的胶质一~离心分离器永洗一一一脱寝油一一碱炼一含油量低的皂脚干.脱色完全脱胶油工史脱色碱炼一古虽少的皂脱色物理精练:厂脱臭一一全精炼油一一一一完全脱曼工艺及其它几种缘工=图油中大部分胶质,得到含油很低的胶质;第二级离心分离除去油中剩余的少量胶质,得到含油量高的胶质,再返回混合器进行脱胶.完全脱皎油的质量:用含磷量109,(游离脂肪酸)0.52,水分0.1%的大豆油进行工业试验.加入0.2%(,,/)工业磷酸(浓度80%)和0.2%水(/),充分混合后,用12波美度烧碱液中和酸(中和程度40—6%),然后进行水洗.共计进行400吨大豆油脱胶试验.完全脱胶油质量如下:含磷4.0;含铁0.07;,0.38;茴香胺值0.5.完全脱胶油经过碱炼,脱色,,脱臭后的精炼油质量如下;含磷0.8;含铁0.06,含量0.02;茴香胺值1.5完全脱胶油经过脱色,物理精炼后所得的精炼油质量如下;含磷1.3;含铁0.04;含量0.02%;茴香胺值。
第二节油脂脱胶毛油属于胶体体系,其中的磷脂、蛋白质、粘液质和糖基甘油二酯等,因与甘三酯组成溶胶体系而得名为油脂的胶溶性杂质。
胶溶性杂质的存在不仅影响油脂的稳定性,而且影响油脂精炼和深度加工的工艺效果。
例如油脂在碱炼过程中容易形成乳化,增加操作的难度,加大油脂精炼损耗和辅助材料的耗用量,并使皂脚的质量降低;在脱色过程中,会增大吸附剂的耗用量,降低脱色效果;未脱胶的油脂无法进行物理精炼和脱臭操作,也无法进行深加工。
因此,毛油精制必须首先脱除胶溶性杂质。
应用物理、化学或物理化学的方法脱除毛油中脱溶性杂质的工艺过程称为脱胶。
脱胶的方法有水化脱胶、酸炼脱胶、吸附脱胶、热聚脱胶及化学试剂脱胶等,油脂工业上应用最为普遍的是水化脱胶和酸炼脱胶。
而食用油脂的精制多采用水化脱胶,强酸酸炼脱胶则用于工业用油的精制。
一、水化脱胶水化脱胶是利用磷脂等胶溶性杂质的亲水性,将一定量的热水或稀碱、食盐、磷酸等电解质水溶液,在搅拌下加入热的毛油中,使其中的胶溶性杂质吸水凝聚,然后沉降分离的一种油脂脱胶方法。
在水化脱胶过程中,能被凝聚沉降的物质以磷脂为主,还有与磷脂结合在一起的蛋白质、糖基甘油二酯、粘液质和微量金属离子等。
(一)水化脱胶的基本原理磷脂是一种表面活性剂,分子由亲水的极性基团和疏水的非极性基团组成,根据稳定体系的热力学条件,自由能达到最小时体系最稳定。
当磷脂溶于水时,它的疏水基团破坏了水分子之间的氢键,也改变了疏水基附近水的构型,从而使体系的熵降低,自由能增加,结果一些磷脂分子从水中排挤出来并吸附在溶液周围的界面上,亲水基朝向水相,疏水基则远离水相,磷脂分子在水面上定向排列如图6-1。
水分子与表面活性剂的疏水基接触面积越小,则体系的自由能越低,体系就越稳定。
因此,在表面活性剂达到一定浓度时,有形成胶态集合体的倾向,这种集合体就称为胶束。
在胶束中疏水基团彼此聚集在一起,大大减少了水分和疏水基之间的排斥。
胶束是两性分子在溶剂中的集合体,可以在水相和非水相介质中形成。
养殖与饲料2014年第4期项目酶解菜油磷脂外观棕褐色膏状物,具光泽水分及挥发物/% 2.0丙酮不溶物/%58.4己烷不溶物/%0.9酸值/(mg/g )28.5过氧化值/(mmol/kg ) 3.8碘值/(g/100g )89.5菜籽是我国资源最丰富的国产油料,年产量约1200万t ,折合油脂420万t 以上,油脂总产量居国产油脂第一位。
菜油中磷脂含量约1.0%~1.5%,毛菜油在精炼过程中产生的油脚废弃物,一般含水40%~60%,菜油18%~30%,磷脂20%~25%,饼屑、蛋白质粘液物及无机杂质3%~12%。
所含油脂和磷脂是重要的乳化剂和营养剂,是巨大的可以利用的资源。
长期以来,由于菜籽加工规模小,资源分散,加之精炼脱磷和碱炼副产物含水量高,利用成本高,这一资源没有得到利用,而是随废弃物进入皂角处理工段,提取酸化油后被废弃,不仅造成资源浪费,而且造成环境污染,给后续废水处理增加难度和成本。
随着我国油脂加工业向规模化、集约化发展,菜籽加工基本上改变了小型分散加工的局面,日处理600t 以上原料的企业成为加工主体,规模加工带来的资源集中给副产物高效利用带来了有利条件。
同时,近年来酶法脱磷技术的发展,低含水量的酶法菜油磷脂给菜籽磷脂副产物资源高效利用提供了原料。
因此,本文主要介绍先进的酶法脱胶精炼工艺,开发利用酶法磷脂生产高品质的菜籽磷脂脂肪粉饲料添加剂,实现节能减排和资源的高效利用。
1酶法脱胶制备菜油磷脂工艺1.1酶法脱磷生产工艺路线酶法脱磷生产工艺路线如图1所示。
采用华中农业大学研制的专用磷脂酶(即磷脂-2-酰基水解酶,EC )进行油脂酶法脱胶工艺研究试验,每吨毛油加入100mL 发酵液,脱胶油含磷量最低可降低到1~2mg/kg ,对甘油三酯没有降解作用。
与国外的酶制剂相比,专一性强,对水解条件和原料的要求宽松,可以有效降低磷脂含量且反应条件温和。
脱磷过程无需进行水洗,可有效减少菜籽油精炼过程中废水的排放,利用该工艺可以得到含水量低于5%的磷脂与油。
一种酶法脱胶制取玉米胚芽油的方法酶法脱胶制取玉米胚芽油的方法主要包括以下步骤:
1.精炼过程:采用磷脂酶对玉米毛油进行脱胶处理。
2.脱胶处理步骤:包括酸反应、碱中和、酶反应及分离、脱水干燥。
其中,酸反
应使用的酸为柠檬酸,酶反应所用的酶为磷脂酶。
完成以上步骤后,再进行脱酸、脱色、脱蜡、脱臭,制得精炼玉米胚芽油。
这种方法攻克了玉米胚芽油精炼技术的关键,优选了玉米胚芽油酶法脱胶的最佳工艺条件。
与传统方法相比,酶法脱胶精炼玉米油操作温度低,能耗低,所得油的质量明显优于传统方法,成品油得率可提高1%以上。
此外,这种方法还节省了酸碱化学品的消耗,生产过程中产生的废水降低了70%~90%,显著节省了环保处理的费用,经济效益明显提高。
以上步骤仅供参考,建议咨询专业人士或查阅相关书籍文献获取更全面、准确的信息。
油脂精炼酶法脱胶技术一、酶法脱胶是在油脂精炼中采用现代生物工程高新技术,利用分离的筛选磷脂酶将毛油中的非水合磷脂水解掉一个脂肪酸,从而提高磷脂的亲水性,可以更方便、经济、环保地利用水化的方法将磷脂除去掉,以达到油脂生产企业降低生产成本、提高出油率,增加经济效益的目的。
二、酶法脱胶的显著优点1、提高经济效益•主要通过提高精炼得率实现,得率一般提高1%以上•在脱臭物中保留更多Ve,增加脱臭物价值•相应的经济效益可提高30~80元/吨。
2、环境友好技术4电解质油中的胶体分散相,除了亲水的磷脂外,由于油料欠熟、变质、生长土质以及加工等因素的影响,有时尚含有一部分非亲水的磷脂(β-磷脂、钙镁复盐式磷脂、溶血磷脂、N-酰基脑磷脂等),以及蛋白质降解产物(膘、胨)的复杂结合物,个别油品尚含有由单糖基和糖酸组成的黏液质。
这些物质的因其结构的对称性而不亲水,有的则因水合作用,颗粒表面易为水膜所包围(水包分子)而增大电斥性,因此,在水化脱胶中不易被凝聚。
对于这类胶体分散相,可根据胶体水合、凝聚的原理,通过添加食盐或明矾、硅酸钠、磷酸、柠檬酸、酸酐、磷酸钠、氢氧化钠等电解质稀溶液改变水合度,促使凝聚。
电解质在脱胶过程中的主要作用如下。
1中和胶体分散相质点的表面电荷,消除(或降低)质点的电位或水合度,促使胶体质点凝聚。
2磷酸和柠檬酸等促使钙镁复盐式磷脂、N-酰基脑磷脂和对称式结构β-磷脂转变成亲水性磷脂。
3明矾水解出的氢氧化铝以及生成的脂肪酸铝具有较强的吸附能力,除能包络胶体质点外,还可吸附油中色素等杂质。
4磷酸、柠檬酸螯合、钝化并脱除与胶体分散相结合在一起的微量金属离子,有利于精炼油气味、滋味和氧化稳定性的提高。
5促使胶粒絮凝紧密,降低絮团含油量,加速降速度,提高水化得率与生产率。
水化脱胶时,电解质的选用需要根据毛油品质、脱胶油的质量、水化工艺或水化操作情况来确定。
对于一般食用的脱胶油,只有当普通水水化脱不净胶质、胶粒絮凝不好呀操作中发生乳化现象时,才添加电解质。
油脂酶法脱胶技术的研究杨静雯;于殿宇【摘要】论述了酶技术在油脂精炼中的应用情况,并对酶法脱胶的工艺、参数和辅助设备进行了详述,分析了该技术的实际应用效果,以期为后续的技术改进提供基础.【期刊名称】《粮食与食品工业》【年(卷),期】2019(026)001【总页数】3页(P48-50)【关键词】油脂;酶;脱胶【作者】杨静雯;于殿宇【作者单位】安康长兴学校安康725000;东北农业大学食品学院哈尔滨 150030【正文语种】中文【中图分类】TS22生物技术极大的推动了社会的进步,生物技术渗透在我们生活的方方面面,我们一日三餐中的酱醋茶、白酒、米酒、黄酒、葡萄酒等,我们经常吃的泡菜、酸奶等都离不开生物技术;更重要的很多药品的生物制剂,更是生物技术对人类的贡献。
油脂是人类三大营养素之一,是我们的重要营养源。
油脂分动物油脂和植物油脂,植物油脂都是通过植物的种子或果实获得,如大豆、葵花、花生、棉籽等,都是通过植物的种子获得的,橄榄、沙棘果等油脂都是通过植物的果实获得的。
获得的植物油脂为毛油,也叫原油,要通过精炼除去其中的非食用成分,如固体杂质,水分,磷脂、色素,游离脂肪酸等等。
植物油中的胶质主要是磷脂,由于磷脂的存在不但影响油脂的储存,而且在烹调时,磷脂因高温容易碳化,生成浓烟,影响厨房环境,磷脂的碳化,影响人体健康和食欲。
如果磷脂的脱除效率低,也影响油脂后续精炼过程,将增加脱色过程白土等脱色剂的消耗,可能会造成磷脂污染脱色过滤机的过滤介质,造成过滤效率降低;也会造成后续精炼设备结焦,降低设备效率,所以油脂精炼过程脱胶是一个重要的环节。
磷脂的脱除一般是根据磷脂兼具亲水和亲油的特点,采用水化法脱除,但是非水化磷脂由于不具有亲水性,较难脱除。
近几年,由于极端天气,油脂中的非水化磷脂的含量越来越高,给油脂的精炼带来困难。
对于非水化磷脂,一般的技术是采用磷酸将非水化磷脂变成水化磷脂,然后经过水化脱除,该方法已经成功应用于工业化生产中,取得较好的效果。
油脂精炼酶法脱胶技术一、酶法脱胶是在油脂精炼中采用现代生物工程高新技术,利用分离的筛选磷脂酶将毛油中的非水合磷脂水解掉一个脂肪酸,从而提高磷脂的亲水性,可以更方便、经济、环保地利用水化的方法将磷脂除去掉,以达到油脂生产企业降低生产成本、提高出油率,增加经济效益的目的。
二、酶法脱胶的显著优点1、提高经济效益•主要通过提高精炼得率实现,得率一般提高1%以上•在脱臭物中保留更多Ve,增加脱臭物价值•相应的经济效益可提高30~80元/吨。
2、环境友好技术4电解质油中的胶体分散相,除了亲水的磷脂外,由于油料欠熟、变质、生长土质以及加工等因素的影响,有时尚含有一部分非亲水的磷脂(β-磷脂、钙镁复盐式磷脂、溶血磷脂、N-酰基脑磷脂等),以及蛋白质降解产物(膘、胨)的复杂结合物,个别油品尚含有由单糖基和糖酸组成的黏液质。
这些物质的因其结构的对称性而不亲水,有的则因水合作用,颗粒表面易为水膜所包围(水包分子)而增大电斥性,因此,在水化脱胶中不易被凝聚。
对于这类胶体分散相,可根据胶体水合、凝聚的原理,通过添加食盐或明矾、硅酸钠、磷酸、柠檬酸、酸酐、磷酸钠、氢氧化钠等电解质稀溶液改变水合度,促使凝聚。
电解质在脱胶过程中的主要作用如下。
1中和胶体分散相质点的表面电荷,消除(或降低)质点的电位或水合度,促使胶体质点凝聚。
2磷酸和柠檬酸等促使钙镁复盐式磷脂、N-酰基脑磷脂和对称式结构β-磷脂转变成亲水性磷脂。
3明矾水解出的氢氧化铝以及生成的脂肪酸铝具有较强的吸附能力,除能包络胶体质点外,还可吸附油中色素等杂质。
4磷酸、柠檬酸螯合、钝化并脱除与胶体分散相结合在一起的微量金属离子,有利于精炼油气味、滋味和氧化稳定性的提高。
5促使胶粒絮凝紧密,降低絮团含油量,加速降速度,提高水化得率与生产率。
?? 水化脱胶时,电解质的选用需要根据毛油品质、脱胶油的质量、水化工艺或水化操作情况来确定。
对于一般食用的脱胶油,只有当普通水水化脱不净胶质、胶粒絮凝不好呀操作中发生乳化现象时,才添加电解质。
如果选用食盐或磷酸三钠,其量约为油质量的0.2%~0.3%(解除乳化现象不在此例);若选用明矾和食盐,其量则各占油质量的0.05%;当脱胶作为精制油的前道精炼工序时,而需按油质量的0.05%~0.2%添加85%的磷酸调质,以保证脱胶效果和后续工序的处理质量5其它因素水化脱胶过程中,油中胶体分散相的均布程度,影响脱胶效果稳定,因此,水化前粗油一定充分搅拌,使胶体分散相布均匀。
水化时添加水的温度对脱胶效果也有影响,当水温与油温相差悬殊时,会形成稀松的絮团,甚至产生局部乳化,以致影响水化油得率,因此通常水温应与油温相等或略高于油温。
此外,进油流量、沉降分离温度也影响脱胶效果,操作中需要注意。
(一)?? 间歇式水化脱胶工艺间歇式水化脱胶的方法较多,但其工艺程序基本相似,都包括加水(或加直接蒸气)水化、沉降分离、水化干燥和油脚处理等内容。
例如中温水化法,一般中小型油厂应用较普遍的一种水化方法。
水化温度通常为60~65℃,;加水量一般为粗油胶质含量的2~3位。
操作条件控制适宜,亦能获得较满意的效果。
现以花生油脱胶为例对中温水化工艺的操作作简述如下。
采用中温水化工艺脱胶时,将过滤花生油泵入水化罐内,以间接蒸汽加热,配合中速搅拌(40r /min)使油温升到60~65℃,然后按粗油胶质会含量的2~3倍,均匀加入同油温的水,保持温度不变,继续搅拌30~40min,待胶粒絮凝呈现明显分离状态时,取样用滤布滤出净油,作280℃加热试验,若无析出物即可停止搅拌,静置沉降时间不得少于6h。
经过静置沉降,上层水化净油经干燥或脱溶、过滤即成水化脱胶油。
低温水化法低温水化法亦称简易水化法。
其特点是在较低温度下,只需添加少量水,就可以达到完全水化的止的。
低温水化操作温度一般控制在20~30℃,加水量为粗油胶质含量的0.5倍。
静置沉降时间不小于10h。
该工艺操作周期长,油脚含油量高,处理麻烦,只适用于生产规模小的企业。
采用低温水化工艺脱胶时,将过滤粗油泵入水化罐内,向换热装置通入冷水冷却油脂,并配合中速搅拌,使胶质均匀分布于油中。
待油温降到20~25℃时,将搅拌速度调整到60~70r/min,按粗油胶质量的0.5倍左右加入同温的水进行水化,添加水于7~10min内均匀淋入油中后,继续搅拌20~30min,然后停止搅拌,静置沉降12h,分离水化净油和油脚。
上层水化净油转入真空脱水罐脱水,下层油脚转入盐析罐回收油。
盐析油脚时,先以蒸汽或直接火将其加热到80~90℃,然后按油脚质量的30%~50%,均匀加入含量5%~10%的食盐水溶液(70~80℃),并配合搅拌继续升温到100℃左右,停止加热搅拌,静置沉降24h撇取上浮油脂直到无油析出为止。
(二)?? 连续式水化脱胶工艺连续式水化是一先进的脱胶工艺,包括预热、油水混合、油脚分离及油的干燥均为连续操作。
含杂质小于0.2%过滤毛油,经计量后由泵送到板式加热器,加热油温到80~85℃后,与一定量的热水(90℃)一起连续进入水化作用,然后泵入碟式离心机进行油胶质的分离。
脱胶后的油中含有0.2%~0.5%的水分,油经加热器升温至95℃左右,进入真空干燥器连续脱水后,由泵送入冷却器冷却到40℃后,转入脱胶油储罐。
真空干燥器内操作绝对压力为4Kpa。
连续水化脱胶工艺在处理胶质含量低的原料油脂时,需扩大水化反应器的容量或增设凝聚罐,以确保胶粒的良好凝聚,获得好的脱胶效果。
非水化磷脂的脱除一、???????????? 非水化磷脂的性质末脱胶的植物油含有不同类型的磷脂。
通常大体分为水化磷脂(HP)和非水化磷脂(NHP)。
它们的不同主要在于和磷脂酸羟基相连的官能团不同,水化磷脂含有极性较强的基团,例如胆碱、乙醇胺、肌醇、丝氨酸,所形成的磷脂分别为磷脂酰胆碱(卵磷脂,PC)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂,PE)、磷脂酰肌醇(肌醇磷脂,PI)和磷脂酰丝氨酸(丝氨酸磷脂,PS),上述这些磷脂的复合物,共同的特点就是与水接触形成水合物,且在水中析出,但它们的水化速率有差别。
NHP含有极性较弱的基团,主要形式为磷脂酸(PA)和溶血磷脂酸的钙镁盐。
将非水化磷脂的钙镁盐转化为游离酸形式分析,发现大豆油中非水化磷脂的组成为:肌醇-磷酸(2%)、甘油磷酸(15%)、溶血磷脂酸(28%)、磷脂酸(55%).在植物油中,大部分非水化磷脂是以磷脂酸和溶血磷脂酸的钙镁盐的形式存在的。
磷脂酸的PK值为K =3.8? K =8.6。
这表明磷脂酸在pH值小于1.8时不能解离;pH值等于6时有50%解离;pH值大于10.6时完全解离。
因而磷脂酸在水中是以胶粒形式分散的。
完全解离的磷脂酸和钙镁离子几乎是以1:1的比例结合,结合的稳定性取决于溶液的PH值、离子类型和浓度。
没有解离的磷脂酸不溶于水,可溶于极性和非极性有机溶剂;解离的磷脂酸不溶于非极性有机溶剂,而在极性有机溶剂中轻微溶解;磷脂酸的钙镁盐不溶于水接触易形成胶束或液晶囊,它与水结合能国取决于PA的解离度。
磷脂酸尤其是溶血磷脂酸比相应的水化磷脂具有更好的表面活性,它们的钙镁盐也有较强的表面活性。
二、???????????? 非水化磷脂的形成由于在常规碱炼或水化脱胶过程中,非水化磷脂不能转化为水化形式的磷脂而仍然存在于油中,很难除去。
一般的碱炼或水化脱胶过程能够除去80%左右的磷脂,剩余的主要就是非水化磷脂。
有资料表明:一般油中大约有135×10 磷是以非水化磷脂的形式存在的。
非水化磷脂即使经过16次水洗也不能脱除。
在植物油中,大部分非水化磷脂是以磷脂酸和溶血磷脂的钙镁盐的形式存在的。
非水化磷脂的生产与原料的成熟度、储藏、运输和加工过程中原料水分含量有关。
在此期间,由于磷脂酶D的活性使磷脂水解成不易水化的磷脂酸。
另外,当磷脂酸与钙、镁金属离子结合时就会形成非水化磷脂钙、镁复盐。
三、???????????? 非水化磷脂的控制由于NHP是由一系列磷脂的盐组成,因此,任何有可能导致磷脂中各组分水解的因素都会影响到NHP的形成。
包括收获时的天气状况、储藏和运输条件等都会影响NHP的含量。
对大豆油中非水化磷脂的形成的研究表明,将水分含量分别为10%、14%的整粒大豆和含同样水分的轧过坯的大豆胚片,经不同的储藏时间后,在不同的条件下进行浸出,浸出前使原料中的磷脂酶D失活或保持活性。
结果大豆中非水化磷脂的形成是下列四种因素相互作用的结果:大豆中的水分含量和轧坯后大豆坯中的水分含量;磷脂酶D的活性;在浸出前或浸出过程对大豆的热处理;破碎或轧坯过程中大豆细胞结构的破坏程度。
另外,储藏时间过长、水分含量过高和较高温度下浸出都有助于油中非水化磷脂的形成,即使在溶剂浸出前使磷脂酶D失活也不能减少油中非水化磷脂的含量。
非水化磷脂的含量随大豆水分含量的上升、酶活性的增强而升高,其中磷脂酶D的活性是一个关键因素。
在一定范围内,酶的活性随着水分的升高而增强,它使得更多的水化磷脂转化为非水化磷脂。
在原料水分含量小于9%情况下,油中磷脂中的非水化磷脂含量较低,用直接蒸汽处理后使酶完全失活。
大豆破碎或轧坯后,组织细胞结构遭到破坏,使磷脂酶D的活性增强,从而导致磷脂中非水化磷脂的含量增加。
减少水化磷脂转化成非水化磷脂可以采取以下措施:1使水分含量小于9%,可以抑制NHP的形成;2浸出前用直接蒸汽加热或用微波处理使磷脂酶失活;3轧坯的大豆在低温和低水分含量的情况下立即浸出。
四、???????????? 特殊水化脱胶随着物理精炼法(蒸馏脱酸法)的发展,在降低损耗、改善油品品质、拓展应用范围的研究和实践中,已确认原料油脂在蒸馏脱酸、脱臭前的预处理质量是影响成品油外观、风味、稳定性和使用价值的关键因素。
由于常规水化得到的脱胶油磷含量约1×10 ? ~2×10 ,脱胶油的金属离子含量也较高,给脱色工序增加了难度和负荷,使后续的油脂脱臭/脱酸过程有可能无法进行。
因此,一些特殊水化脱胶工艺,能最大限度地对油中非水磷脂脱除。
超级脱胶工艺,含磷量可降至30×10 以下。
具体过程是将未脱胶或水化脱胶油加热至70℃左右,加入油质量的0.05%~0.2%磷酸或柠檬酸进行体系pH值的调节,使非水化磷脂解离,之后将油脂冷却至40℃以下,即所谓磷脂水化“临界温度”以下,加水使磷脂在慢速状态下形成稳定的液态晶囊,这些晶囊会有效地束缚糖及金属离子。
特殊湿法脱胶/联合脱胶工艺,经过水化脱胶的油中还含有非水化磷脂,即磷脂酸和脑磷脂的钙镁复盐。
对于这类磷脂酰基结合弱极性基团所复合的磷脂,水化脱除是非常因难的。
鉴于这些非水化磷脂在酸性和碱性条件下可以解离,解离的磷脂能形成不溶于油的水合液态晶体,工序如下,过滤粗油(P≤1×10)或水化脱胶油由输油泵泵入换热器,预热到65~70℃后进入酸混合反应器,加入油质量的0.05%~0.2%的磷酸或柠檬酸进行调理,之后将油冷却至40℃以下,加入油质量的1%~3%、含量为2%~3%的絮凝剂,反应后的体系加热至70℃左右进行离心分离。