左青;左晖;王志刚;沙宪洲;甘光生
【摘 要】不同的植物油中存在不同形式的蜡质,有些油因结晶蜡含量小于等于50 mg/kg,使其结晶特性不明显,但长时间后油中的蜡质和固体脂等一些关联伴随物会沉淀使油发朦,影响油脂的外观.因此,可采用冬化工艺对植物油进行脱蜡脱脂. 【期刊名称】《中国油脂》
【年(卷),期】2016(041)006
【总页数】4页(P105-108)
【关键词】脱蜡;冬化;结晶蜡;干式脱蜡
【作 者】左青;左晖;王志刚;沙宪洲;甘光生
【作者单位】江苏牧羊集团有限公司,江苏扬州225127;广州星坤机械有限公司,广州510460;
天津龙威粮油工业有限公司,天津300456;天津龙威粮油工业有限公司,天津300456;安徽粮食工程职业学院,合肥230011
【正文语种】中 文
【中图分类】TS224;TQ644
一些油脂含有20～1 000 mg/kg的蜡质化合物，成品油在储存一段时间后出现结晶，表现为针状结晶、丝带、粒状结晶和微量云雾状，随着温度降低油脂中产生沉淀物，渐渐出现浑浊、黏稠状态，析出物越来越多，慢慢形成胶体状态，油品流动性变差，消化吸收率下降，适口性和气味变差，在温度升高到5℃以上时慢慢转为液态。不同品种的油脂结晶状态不同，有些缓慢结晶，开始出现针状结晶和粒状结晶，后来结晶面变宽，像果冻一样；有些是中心起晶核，慢慢向周边扩散，或从底面起云状，慢慢向上扩散。这些化合物中有60%～80%是蜡质，还夹带其他杂质。在蜡质化合物含量小于等于50 mg/kg时，其结晶特性难检测。在超市的包装植物油中，蜡含量高的很快出现结晶，蜡含量低的几个月后出现结晶，消费者对此存在疑问。所以精炼植物油工厂增加脱蜡装置，脱蜡系统不局限在脱除蜡质，是要脱除固体脂及一切引起植物油浑浊的杂质，保证植物油外观透明。由于国内外
对葵花籽油脱蜡研究和应用较多，其他植物油的脱蜡都借鉴葵花籽油脱蜡的经验。
我们选用6个分提结晶罐(立式栅管结构)，增加3台100 m2卧式α-过滤机及附属设备，采取干式脱蜡工艺，按照300 t/d葵花籽油脱蜡能力设计，生产棉籽油、菜籽油、葵花籽油、玉米油、米糠油，增加调和油的品种。 植物油中蜡质分子中的两个烃基碳链很长，在结晶过程中产生严重的过冷现象，蜡质烃基具有亲脂性，在达到凝固点时，呈过饱和现象。为了保证脱蜡效果，脱蜡温度要控制在蜡凝固点以下，但不能太低，否则油脂黏度增加，分离困难，高熔点的固体脂也能析出，在分离过程中固体脂与蜡一起从油中分出，增加油脂损耗。
油脂的结晶过程分为3个阶段，第一阶段是熔融油脂的过冷却、过饱和，第二阶段是晶核形成，第三阶段是脂晶体成长。蜡的熔点高，在常温下可以自然结晶析出，自然结晶的晶粒颗粒很小，且大小不一，很难分离，因此要控制结晶过程，过冷却会出现晶核。晶粒的大小与晶核生成的速度和晶体成长速度有关，在结晶过程中要降低晶核生成速度，增加晶体成长速度。过饱和形成的浓度差是晶核形成和晶体成长的浓度推动力，影响脂晶的颗粒大小。研究人员认为油中含蜡量与结晶诱导时间呈递减的指数函数关系。 在连续慢速降温过程中，高熔点蜡先析出结晶，同时放出结晶热，若温度继续下降，低熔点的蜡析出。若降温过程快，高熔点蜡刚析出，未来得及与较低熔点的蜡相碰撞，低熔点的蜡已经单独析出，晶粒多而小，夹带油多。针对每种油脂选取适宜的降温速度，通过冷却试验寻。在温度到达预定的结晶温度时，在该温度下保持一定的时间养晶。
(1)加热：通过毛油泵把待脱蜡油输送到车间,然后通过流量计进行瞬时及累计计量后进入制动控制调节的加热器中，根据预先设定的温度把油加热到30℃左右,从而达到破坏原有固体晶粒的目的。
(2)培育晶核：把散装或袋装助滤剂(硅藻土)通过助滤剂风送系统进入助滤剂暂存罐，从底部出口分别进入晶种罐，把一部分油和助滤剂在晶种罐中按比例配制成晶种，之后由晶种泵输送到结晶罐中作为晶核。
(3)结晶：采用板式换热器 (0.5 mm 换热片)，其换热面积为70.92 m2, 容积195.9 L(油和乙二醇各97.95 L),油最大流量13.8 t/h, 乙二醇最大流量25.1 t/h。对葵花籽油要求进换热器内用制冷剂在1 min内速冷到8℃以下。然后进入结晶罐(制冷剂为乙二醇，用冷冻机冷冻后储存于乙二醇缓冲罐)。结晶程序通过预选设定好菜单全程自动控制,在结晶前期通过设定水
温变化曲线进行控制,结晶后期由于温度变化曲线趋于水平,变化很小,通过水温变化曲线极难控制,故采用控制水温差Δt变化曲线来实现控制;温度结晶曲线可在控制程序中建立预置菜单随时进行调用或随时根据不同的需要进行设定菜单程序;在结晶过程中不同的温度阶段采用不同的搅拌速度，通过无级变速的ABB变频器控制搅拌速度。结晶过程需要的冷却水通过闭路循环的冷却循环凉水塔提供，冷冻循环水通过闭路的冷冻循环水罐提供；冷冻循环水罐内的水温控制由自动控制低温冷冻机组操作。
(4)预涂：为了适宜的过滤速度和保证硬脂和蜡质的全部截留，在冬化油过滤前，在过滤叶片上预涂新鲜助滤剂。从助滤剂暂存罐分流一些助滤剂到预涂罐和部分油混合制成油浆，用于预涂的油浆(助滤剂和油的混合物)在预涂罐中配制，过滤网上预涂层是通过油浆循环通过滤网来实现的。
(5)加热：冬化油在进入卧式密封过滤机之前，在列管加热器中被循环水加热到15～20℃，以降低油的黏度从而提高过滤速度。加热后立即送去过滤，这里温和的加热过程不会融化油中的蜡质和硬脂。 (6)过滤：3台过滤机的过滤流量用PLC调整，计算过滤速度和过滤时间要留出过滤机泄蜡
饼和清洗滤片的时间。过滤压力要适中，蜡是可压缩的，滤压过高造成蜡晶滤饼变形，堵塞滤网；滤压太低则过滤速度降低，一般借用助滤剂提高过滤速度，当过滤压力达到0.35 MPa时，过滤结束。过滤速度和过滤时间也受油中助滤剂添加量多少的影响。过滤完毕，用压缩空气吹饼来回收滤饼中的残油，随后过滤机打开，自动卸饼，不过在卸饼时注意滤饼可能非常黏而难于自动卸下，有时需要人工干预卸饼。为了避免油中残留助滤剂或蜡质，过滤油再经过安全过滤器进行精密过滤。过滤机过滤一定周期需要冲洗过滤片，过滤机的冲洗通过在线生产的植物油进行融化冲洗即可，冲洗前先将油循环加热到60～70℃，然后通过预置程序进行。
在过滤阶段过滤机的进油通过ABB无级变频器控制的奈膜泵进行输送，输送速度根据预先设定过滤机的过滤压力自动调节，过滤机的过滤程序由过滤循环、正常过滤、过滤机排空、过滤挤压、过滤机吹扫、过滤机拉板、过滤机的压紧及保压等步骤完成。过滤出的液体油送入暂存罐内，暂存罐设置有液位线显示及液位自动控制，卸出的蜡饼用输送机送出装包。
(1)一级米糠油脱蜡脱脂。米糠油固脂含量较高，其中含硬脂酸1%～3.8%、棕榈酸12%～1
8%，固脂在低温下结晶析出，油脂变浑，出现固液分层，脱脂安排在脱酸后进行，否则脂肪酸在低温下先于脂质结晶凝固，脱脂过滤无法进行。米糠油经物理精炼后，酸值(KOH)在1～3 mg/g，冷却到30℃，泵入脱脂结晶罐，经24 h缓慢均匀冷却到0～2℃，保温养晶48 h。在养晶过程中采用慢速搅拌。养晶过程中容许温度略回升2～5℃，然后用硅藻土预涂过的过滤机过滤，预涂层的滤压在0.06 MPa左右，过滤温度设定在25℃，利用油位差重力差自然过滤，避免用剪切搅动作用强的输油泵加压过滤，易打破脂晶。
物理精炼米糠油经脱蜡脱脂，得到液体油90%左右，得到固体脂5%～10%(内含少量液体油)。
另一种方式是两次结晶过滤，把脱臭米糠油冷却到30℃左右，冷却结晶24 h，过滤一次，过滤机压力小于等于0.35 MPa, 过滤油进入第二个结晶罐，在油温小于等于25℃、养晶24 h，进行二次过滤，滤压小于等于0.35 MPa。
(2) 三、四级米糠油脱蜡脱脂。米糠油脱蜡安排在脱前，油中游离脂肪酸含量高，酸值(KOH)在30 mg/g左右，脂肪酸熔点高，随着温度降低，脂肪酸先凝固，导致油的黏度急剧上升，在20℃时米糠油非常稠，脱蜡过滤产生困难。所以过滤温度应大于等于20℃。把米
糠油脱水后，泵入结晶罐，缓缓搅拌，将油温于70℃在24 h内降温到25℃左右，继续慢速(10～15 r/min) 搅拌，维持油温养晶48 h，再泵入叶片过滤机过滤，过滤机在进油前预涂硅藻土。
