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发布时间:2020-06-20

米糠油精炼工艺的研究与实践

摘要:指出浸出米糠油酸值高、色泽深、杂质多、精炼工艺比较复杂,先容了以浸出米糠油的原料生产各等级食用米糠油的生产工艺,提出了米糠油精炼的一些难点并分析了原因,认为用高酸值浸出米糠毛油生产一级油有一定的困难,建议中小型米糠油精炼厂把产品定位为二、三、四级油比较合理。

关键词:米糠油;精炼;物理精炼

目前,我国食用油年消费量高达2500T左右,而自产仅1000T左右,约占总消费量的40%60%依赖进口,可见我国油源严重不足。与粮食一样食用油也是关系到国家生存安全的特殊商品,作为大家这样一个人口大国,其过高的进口依赖度是不利于国家稳定和长治久安的。在这种情况下,开源节流大力发掘新能源,尽量减少食用油在非食用方面的应用(如生物柴油),千方百计提高我国食用油自给率,是每一位油脂工编辑义不容辞的职责。充分利用米糠资源,大力发展米糠制油,是其中的一个重要的途径。据了解,我国水稻年总产量在2亿吨左右,按米糠产率7%计算,则可年产米糠1400T左右,这些若全部用于制油,按四级油产率14%计算,则可年产米糠四级油200T左右,将对提高我国食用油自给率起到重要作用。但是,非常遗憾的是,我国目前只有不到20%的米糠用于制油,80%以上直接作为饲料油,导致大量油源浪费,令人痛心。众所周知,米糠因其富含油酸、亚油酸及多种营养型类脂物,一直是油脂业和营养学专家所推崇的一种高级营养保健油,随着米糠膨化浸出技术的推广和日臻完善,米糠油的制取已不存在技术难题。目前制约我国米糠制油大规模发展的技术难点在米糠油的精炼。由于我国米糠油生产厂普遍较小,采用的生产工艺和设备比较落后,生产的米糠油大都色泽深、含蜡量高、口感差,使其商业价值大幅度降低,同时也影响其作为食品工业原料的使用性能。虽然很多厂家声称自己的米糠油产品为四级油,但并非都能真正能达到四级油标准,严重制约了米糠油的市场推广。大家从事米糠油精炼研究和生产实践多年,现提出大家的一点体会供大家参考。

 

1   浸出米糠油的品质

 

1.1  酸值高

由于解酯酶的存在,米糠若不及时进行杀酵保鲜处理,其中所含米糠油在很短的时间内就会大量水解,导致酸值急剧升高。有资料先容,新出米机的米糠若不及时杀酵,在最初24h左右,每堆放一小时,酸值可增加1KOH/mg/g)。我国稻米加工多为小规模分散进行,单厂米糠产量很小,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23-30KOH/mg/g),有的甚至高达50KOH/mg/g)。

1.2  色泽深

高酸值浸出米糠毛油色泽都很深,刚出机时通常可达Y75R20(罗维朋:25.4mm)以上,放置后色泽还会进一步加深。

1.3  杂质多

浸出毛米糠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、糠脂、糖甘、脂肪酸甾醇脂、脂蛋白等结合脂质,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,如糠屑、泥沙等;(3)三价和二价铁离子整合物,毛糠油酸值高,过多的游离脂肪酸的存在,使其在较高的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,其中危险较大提三价和二价铁离子与脂肪酸或毛油中其他成分的整合物,三价铁离子与脂肪酸等物质的整合物多为深红色或暗褐色,且较难从油中去除,而二价铁离子整合物在空气中可很快氧化为三价铁离子整合物从而合毛糠油色泽进一步加深。这些有机或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、四级油精炼工艺

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

1)水化脱胶 毛糠油中含有大量的有机或无机杂质。在较高的温度下,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整合物在较高的温度下很容易被氧化为深褐色或暗红色的三价铁离子整合物,导致油色进一步加深。所以水化宜采取较低的温度,大家采用的操作方法和工艺参数中下:将油温凋至40。C时加入浓度为85%的磷酸,加入量为油重的2%。充分混合后将温度调高到70。C,加入同温的软水,加水量为油重的8%进行水化,水化完全后进行油水分离。

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0.08Mpa以上,脱水温度90。C,连继进行。脱水后应在真空状态下将油温冷却至70。C以下。

3)冷冻脱蜡 脱蜡有利去除油中不利于脱色的杂质,所以大家将脱蜡工序安排在脱色之前。由于油中脂肪酸含量高,而脂肪酸熔点较高,温度降低,可使部分脂肪酸率先凝固,导致油的粘度急剧上升,酸值为30KOH/mg/g)的糠油,温度降到20。C时就已经变得非常粘稠,给脱蜡过滤造成困难。所以酸值米糠油脱蜡,过滤温度不宜低于20。C。大家采用的工艺是:将真空脱水后的糠油,打入结晶罐内,在缓慢搅拌下进行冷却,使油温在24h左右,由70。C缓慢均匀地降至25。C,继续缓慢搅拌,并保持油温不变,进行养晶,养晶时间在48h以上,养晶结束后用叶片过滤机预涂硅澡土进行过滤。过滤过程中油质宜保持在25。C不变。过滤器温度升高,可加快过滤效率,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,但会使过滤油率明显降低,并增加蜡糊含油量。实践表时:酸值在20-30KOH/mg/g)的米糠油脱蜡温度控制在20~25。C,综合效果比较好。

需要说明的是:在生产中大家发现米糠油脱蜡有明显的脱色作用。实测表明:Y70R20(罗维朋25.4mm槽)左右的脱胶米糠油经脱蜡后色泽降至Y70R12(罗维朋:25.4mm)左右。其原因可能与下列因素有关:深油色的三价铁离子与脂肪酸整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。

4)脱色 浸出米糠油一般色泽都很深,酸值越高色泽越深,而且脱除困难。大家采取的脱色工艺是:脱蜡油加热至110。C左右进入真空脱色塔,真空度保持在0.085Mpa以上,加入占油量4~6%的脱色剂,脱色剂为活性白土,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(白土重量)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,脱色温度降低,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。

(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(KOH/mg/g)为例,其碱炼损耗的理论值为27%。另外大家在实践中还发现,米糠油碱炼必须加入足够的超量碱,使碱炼后酸值降至0.5KOH/mg/g)以下,这更导致碱炼损耗的增大,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。几年前,江苏太仓某粮机供应商给安徽淮南某地上一条米糠油精炼厂,由于供应商不了解米糠油特性,采用碱炼工艺,把大量米糠油炼成皂脚,损失非常惨重,后来这家精炼厂另请安徽某油脂技术人员引导,改用物理精炼工艺,生产才得以正常进行。所以,对米糠油精炼,物理脱酸是首选工艺。大家在设计时使用的是填料式脱酸塔,工艺条件中下:系统残压100pa以下,脱酸温度:进塔240~250。C,出塔≥230。C。物理脱酸后,酸值可降至1~3(KOH/mg/g),色泽由脱色后的Y70R10(罗维朋25.4mm槽)左右大幅降至Y35R3(罗维朋25.4mm槽)以下,达三级油色泽标准,脱酸和热脱色效果都非常明显。另外脱酸损耗也明显降低,酸值炼耗比可降至

10.6,酸值为30KOH/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1KOH/mg/g)以下即可,其他指标都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,特别是低酸值时回升更快,必须及时冷却至40。C以下保存。

 

2.2   一、二级油精炼工艺

2.2.1   工艺流程

毛油    水化脱胶    真空脱水    冷冻脱蜡    预脱色    脱色    物理脱酸      冷冻脱       三次脱色蜡      脱臭     二级成品油

2.2 工艺说明

水化脱胶、真空脱水、冷冻脱蜡、物理脱酸均与三四级油相同,这里不再阐述。

1)预脱色 用混入5%活性炭的活性白土加入油中,加入量为油重的0.5%,在温度

115。C左右,真空度0.085Mpa以上的条件下充分混合后,穿过复脱色留下的脱色剂滤饼层进入过滤,从而完成预脱色工艺,预脱色既可充分利用复脱色留下的白土滤饼层剩于脱色力,又有利于进一步脱除油中残留的胶杂,为连续工序创造更有利的条件。

2)复脱色 预脱色油再加入2~3%的脱色剂,脱色剂仍为加入5%活性炭的活性白土,脱色温度115。C,真空度0.085Mpa。复脱色过滤后,过滤机不排空不卸饼,留等预脱色穿滤使用。

通过预脱色和复脱色处理,脱色油色泽更浅,品质更好,可保证经后续处理后生产出合格的二级米糠油。

3)冷冻脱脂 米糠油中除含有蜡外,还含有一定量的脂,这些脂在低温下会结晶析出,使油脂变浑,甚至出现固液分层现象,影响油品外观,尤其是生产一级油时,标准中有冷冻实验要求,脱脂是必需的工序之一。脱脂必须在脱酸以后进行,否则大量的脂肪酸存在,脂肪酸在低温下,甚至先于脂质结晶凝固。使脱脂过滤过程无法正常进行。大家设计的脱脂工艺是:将经物理脱酸后,酸值降至1-3的米糠油冷却到60-70。C,打入脱脂结晶罐,经24小时左右的时间,将其缓慢匀速冷却至0-2。C,然后保温养晶,养晶时间应在48小时以上。在冷冻和养晶过程中始终保持缓慢搅拌。在养晶过程中允许温度略微回升,养晶结束时,油温可允许回升至2-5。C,然后用叶片过滤机预涂硅澡土过滤,过滤时最好利用油位差,借助重力形成的压差自然过滤,必要时也可在养晶罐内适当加压,加压时压力不得超过0.06Mpa,应避免用一切搅动作用强的输油泵加压过滤,否则打碎脂晶,增加过滤难度,过滤后油中含脂量也会增加。

4)三次脱色 浸出米糠毛油色泽深,即使经过前道预脱色,复脱色及物理脱酸处理,色泽仍然很难达到一级油标准,为此大家在工艺中增加了三次脱色工序。经过前道处理,大部分可脱除的色素都在预脱色和复脱色过程中脱除,热敏性色素也在物理脱酸过程中热脱色去除。三次脱色的主要目的在于进一步脱除经脱脂后释放出来的少量可脱除色素,所以脱色剂加入量不需要太多,一般为油重的1%即可,其他工艺条件与复脱色相同。

5)脱臭  将复脱色的油打入脱臭系统,先加热至120-140。C左右进行析气,析气后再进一步加热到260-270。C进入脱臭塔,大家使用的脱臭塔为不锈钢填料塔,塔内不设加热装置,油在塔内温度会略微下降,出塔时一般可以维持在250。C左右。脱臭过程对真空度要求比较高,残压要求不高于100Pa,可用四级蒸汽喷射泵产生真空。

优质米糠毛油(酸值≤15KOH/mg/g))经上述工艺处理后,油的酸值可降至0.2KOH/mg/g)以下,色泽可降至Y35R3.5(罗维朋133.4mm槽)以下,达到一级油标准。

需要说明的是:浸出米糠毛油一般酸值较高,经过脱酸脱臭处理后,虽然酸值可降至0.2KOH/mg/g)以下,但油中含有少量的甘一酯和甘二酯,它们的稳定性比甘三酯差,易进一步水解成甘油和脂肪酸,导致酸值在短期内回升。即使加入抗氧化剂也很难完全阴止酸值回升。另外,米糠油即使经过严格的脱脂处理,存放时间长了,在低温时(0。C左右)往往仍然会有少量固脂析出,使油变浑甚至产生固脂沉淀。所以小包装一级米糠油很难保证18个月的货加期。由于一级米糠油生产工艺复杂、成本高、保存难,对毛油品质要求高,大家建议中小型米糠油厂应以生产二、三、四级油为生。文章转自: 未经允许禁止转载!

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