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混合油全精炼

物油料浸出后获得的混合油是一种复杂的溶液,它由易挥发的溶剂、溶解在其内的不挥发油脂及油脂伴随物组成。如果要把它加工成精制油,一般的做法是把混合油中的溶剂蒸发掉,获得浸出毛油,然后根据需要,进行深度加工,脱除油脂伴随物,获得精制油。
  1953年,美国油脂化学家协会报道了一种新的炼油技术,即将混合油在不蒸发溶剂的情况下进行脱胶脱酸,同时依靠皂脚的吸附,除去部分色素,然后进行蒸发分离掉溶剂,进一步进行深度加工获取精制油,这种加工技术通常称作混合油精炼。
  我们在总结混合油精炼的基础上,结合自己从事油脂加工的经验,提出进一步调整工序,把混合油精炼中蒸发工序后的一些属于深度加工的工序调整到蒸发工序前,这样把大多数工序安排在低温下操作,保证了油品,节约了能耗,又充分挖掘了混合油条件下加工便利的潜力。我们称这种方法为混合油全精炼,一是为了区别于混合油精炼的概念,同时考虑到该方法在混合油状态下基本上全部脱除了油脂伴随物,故把它命名为混合油全精炼也甚为贴切。
  以上三种方法的流程,见图1~3。

1 混合油全精炼原理
  混合油实际上是被溶剂(本文均指己烷溶剂)稀释了的溶液。油脂的分子式为甘油三酸酯(中性油脂),分子的中央是甘油基,外接三个羧基和烷烃链,混合油就是在烷烃链的外围排列着大量的小分子溶剂,即油的大分子被许多小分子溶剂所包围,因此在混合油全精炼的过程中,由于空间效应,油分子中的基因不易发生反应,从而避免中性油损失,提高精炼率。
  磷脂和脂肪酸的分子均存在着亲水的极性基团,遇到水后磷脂的极性基团会吸水形成胶粒,胶粒相互之间吸引,越来越大,达到临界值就沉降下来,脂肪酸的亲水羧基,易与碱液中的钠离子反应,因此在混合油状态下脱胶和脱酸是容易进行的。溶剂的存在,一方面大大降低了毛油的粘度和比重,使得脱胶脱酸产生的油脚和皂脚(油脚和皂脚不溶于溶剂)容易沉降下来,另一方面,油的浓度被稀释,油脚和皂脚夹带的中性油减少。需要注意的是,混合油也稀释了磷脂和脂肪酸的浓度,加工中它们与反应物的接触机率有所减少,故需要采取一些特别的措施,增强它们之间的接触。
  碱炼产生的新鲜皂脚具有良好的吸附能力,它能吸附相当数量的色素、蛋白质、磷脂、粘液及其他杂质,但是剩余部分的微量色素和皂粒就要依靠漂土的吸附进行深度脱色了。Feuge和Janssen研究了己烷脱色,证明用少量漂土就可取得较浅色度的油,并发现采用较稀溶液可提高脱色效率,我们分析这是由于混合油具有良好的渗透性,能使漂土的活性表面充分与混合油接触,而常规脱色为了达到这点,是靠提高油的温度和在真空条件下操作来实现的。我们还从大量废漂土中回收中性油的例子看到,非极性溶剂(如己烷)能萃取漂土中的中性油脂,但不能萃取漂土中的色素,这可以证明漂土吸附色素的能力远大于色素溶解油脂和己烷溶剂的能力,用漂土吸附出混合油中的色素是可行的。
  某些油脂含有高熔点蜡和固体脂,一般利用降温结晶析出蜡和固体脂,混合油可以保证低温下油脂有较低的粘度,脱蜡和脱脂时很容易结晶析出蜡和固体脂。
  以上工序基本上除去了全部杂质(油脂伴随物),接着就可以容易地连续升温进行溶剂蒸发和汽提脱臭了,无需担心高温会产生油脂伴随物的变化而影响最后的成品油质量。

2 混合油全精炼的优点
2.1 加工容易
  混合油状态下,油脂的粘度大大降低,使得加工中常用的化工操作(如过滤、分离、沉降等)显得很容易,这可以减少油脂在设备中的停留时间,提高了设备的单位处理量,同时也避免了一般油脂加工中以提高毛油温度来降低粘度的操作。
2.2 节省能耗
  混合油全精炼的大多数工序是在低温下进行的,节省了能耗,保证了油品,也减少了换热器的数量。
2.3 精炼率高
  由于稀释作用,油脂的皂化大大降低,皂脚夹带油的问题基本消除。
2.4 下脚处理简单
  混合油精炼过程中产生的下脚(油脚、皂脚和废漂土)、废水等可及时混入饼粕中,无须另行处理,可以实现零污染。
2.5 提高蒸发效率
  油脂进行蒸发时,已基本上全部脱除了油脂的伴随物,避免了蒸发器的结垢,提高了蒸发效率。

3 混合油全精炼的工业化应用展望
  混合油全精炼是在混合油精炼和其他现有炼油技术上发展起来的,因此它可以借鉴混合油精炼中的脱胶脱酸以及溶剂脱蜡和脱脂的现有成熟技术,然后考虑工艺的整体连续性,作些适当调整就行了,本文在此就不赘述了。值得一提的是,我们针对目前混合油精炼中大多需要把混合油调配到一定浓度再精炼的限制,正在进行全浓度混合油全精炼的研究,并已取得一定的成果。
  在混合油全精炼加工工序中,混合油脱色是唯一没有见过在工业中应用报道的工序,但是根据前面的分析以及我们进行小试的结果看出,混合油脱色前色素等一些伴随物没有经过高温变性,色素基本上都是天然色素,很容易吸附除去,再则碱炼产生的皂脚吸附除去了相当部分的色素,因此剩余的色素是很少的。另外,根据报道,某些极性溶剂(如丙酮等)能解析出漂土中的色素,这就为用吸附柱进行吸附脱色提供了可能,我们期望这方面研究有所成果。



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