浸出米糠油精煉工藝及難點分析
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- 浸出米糠油精煉工藝及難點分析浸出米糠毛油的品質
1.1 酸值高
由于解脂酶的存在,米糠若不及時進行殺酵保鮮處理,其所含米糠油在很短時間內就會大量水解,導致酸值急劇升高。有資料介紹,新出米機的米糠若不及時殺酵,再最初24 h左右,每堆放1 h,酸值(KOH)可增加1 mg/g。我國稻米加工多為小規模分散進行,單廠米糠產量很少,難以就地殺酵保鮮。油廠只能從各小米廠收購米糠,集中后再加以保鮮處理,這時已經過了最佳保鮮時機,酸值已經升高。用這樣的米糠生產的毛油酸值一般都很高,達20~30 mg/g,有的甚至高大50 mg/g。
1.2 色澤深
高酸值浸出米糠毛油色澤深,剛出機時通常可達Y75、R20(羅維朋25.4mm槽)以上,放置后色澤還會進一步加深。
1.3 雜質多
浸出米糠毛油中甘三酯和游離脂肪酸總量只有90%左右,其余均為雜質,包括∶①脂溶性雜質,如磷脂、糖脂、糖甙、脂肪酸甾醇酯、蛋白等結合脂質,糠蠟和谷維素以及烴類、脂肪醇、甾醇、維生素E等不皂化物;②機械雜質,如糖屑、泥沙等;③三價和二價鐵離子螯合物。米糠毛油酸值高,過多的游離脂肪酸的存在,使其在較高溫度下可溶解設備上的油垢、鐵銹,甚至可腐蝕碳鋼設備和管道,產生大量雜質進入油中,其中危害較大的是三價和二價鐵離子與脂肪酸和毛油中其他成分的螯和物。三價鐵離子與脂肪酸等物質的螯合物多為深紅色和暗褐色,且較難從油中去除,而二價鐵離子螯合物在空氣中可很快氧化為三價鐵離子螯合物從而使米糠毛油色澤進一步加深。這些有機和無機雜質進入毛油中,使毛油的品質進一步變差,精煉難度更大。
2 浸出米糠油精煉工藝
2.1 三、四級油精練工藝
2.1.1 工藝流程 毛油→水化脫膠→真空脫水→冷凍脫蠟→脫色→物理脫酸→四級成品油。
2.1.2 工藝說明
2.1.2.1 水化脫膠 米糠毛油中含有大量的有機和無機雜質,在較高溫度下,這些雜質可能發生復雜的物理化學變化,特別是無色的二價鐵離子與脂肪酸等物質的螯合物在較高溫度下很容易被氧化為深褐色或暗紅色的三價鐵離子螯合物,導致油色進一步加深,所以水化宜采取較低的溫度。我們采用的操作方法和工藝參數為;將油溫調至40oC時加入質量分數為85%的磷酸,加入量為油重的0.2%,充分混合后將溫度調到70oC,加入同溫的軟水進行水化,加水量為油重的8% ,水化完全后進行油水分離。
2.1.2.2 真空脫水 為避免升溫引起油色加深,脫水應在真空下進行,真空度0.08MPα 以上,脫水溫度90oC,連續進行。脫水后應在真空狀態下將油溫冷卻至70°C以下。
2.1.2.3 冷凍脫蠟 脫蠟有利去除油中不利于脫色的雜質,所以我們將脫蠟工序安排在脫色之前。由于油中脂肪酸油量高,而脂肪酸熔點較高,溫度降低,可使部分脂肪酸率先凝固,導致油的黏度急劇上升,酸值為30mg/g的米糠油,溫度降到20oC時就已經變得非常黏稠,為脫蠟過濾造成困難。所以高酸值米糠油脫蠟,過濾溫度不宜低于20°C。我們采取的工藝是;將真空脫水后的米糠油,打入結晶罐內,在緩慢攪拌下進行冷卻,使油溫在24 h左右由70oC緩慢均勻地將至25°C,繼續緩慢攪拌,并保持油溫不變,進行養晶,養晶時間在48 h以上,養晶接受后,用葉片過濾機預涂硅藻土進行過濾。過濾過程中油溫宜保持在25oC不變。過濾溫度升高,可加快過濾速率,減少蠟糊含油量,但脫蠟油中含蠟量會有所增加,濁點升高,透明度變差;過濾溫度降低,可減少油中含蠟量,降低濁點,提高透明度,但會使過濾速率明顯降低,并增加蠟糊含油量。實踐表明,酸值在20~30 mg/g的米糠油脫蠟溫度控制在20~25°C左右綜合效果比較好。
需要說明的是,在生產中我們發現米糠油脫蠟有明顯的脫色作用。實測表明,Y70、R20(羅維朋25.4 mm槽)左右的脫膠米糠油經脫蠟后色澤降至Y70、R12左右。其原因可能是:深褐色的三價鐵離子與脂肪酸螯合物以及某些熔點較高的色素在低溫下結晶析出,并在脫蠟過濾時截留在蠟中而從油中去除。
2.1.2.4 脫色 浸出米糠毛油一般色澤都很深,酸值越高色澤越深,且脫除困難。我們采取的脫色工藝是:脫蠟油加熱至110oC左右進入真空脫色塔,真空度保持在0.085 MPα 以上,加入占油重4% ~ 6%的活性白土脫色劑為提高脫色效果,改善脫色油品質,可在活性白土中加入5%左右(白土質量)的活性炭。生產中發現,提高脫色溫度,有利于提高脫色效果,但在物理脫酸過程中的熱脫色效果較差;脫色溫度將低,脫色效果下降,但物理脫酸過程中的熱脫色能力加強。綜合兩方面考慮,以115°C左右脫色效果較好。
2.1.2.5 物理脫酸 米糠油酸值高,堿煉脫酸煉耗太大,酸值煉耗比約為1:0.9,以酸值30 mg/g為例,其堿煉損耗的理論值為27%。另外,我們在實踐中發現,米糠油堿煉必須加入足夠的超量堿,使堿煉后酸值將至0.5 mg/g以下(這更導致堿煉損耗增大),否則,若堿煉不完全,不僅不能降低色澤,反而會使油色顯著加深,且加深后的色澤非常牢固,很難用一般的脫色方法脫除。所以,對米糠油精煉,物理脫酸是首選工藝。我們在設計時使用的是填料式脫酸塔,工藝條件為:系統殘壓100 Pα 以下,進塔溫度240 ~250oC,出塔溫度≥230°C。物理脫酸后,酸值可將至1 ~3 mg/g,色澤油脫色后的Y70、R10(羅維朋25.4 mm槽)左右大幅將至Y35、R3(羅維朋25.4 mm槽)以下,達到三級油色澤標準,脫酸和熱脫色效果都非常明顯。另外,脫酸損耗也明顯降低,酸值煉耗比可將至1:0.6,酸值為30 mg/g的米糠油,物理脫酸的損耗僅為18%,比堿煉損耗降低1/3。
物理脫酸后即得四級成品油,若需生產三級米糠油,只需適當升高脫酸溫度,保證酸值在1 mg/g以下即可,其他指標都能符合三級米糠油標準。
需要指出的是,物理脫酸后的米糠油酸值回升比較快,特別是低酸值是回升更快,必須即時冷卻至40oC以下保存。...