CN107400560B - 一种低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，涉及油茶籽毛油精炼技术领域，其精炼过程如下：⑴、脱胶；⑵、碱炼；⑶、脱皂；⑷、一次水洗；⑸、二次水洗；⑹、真空干燥用；⑺、一次脱色；⑻、二次脱色；⑼、脱臭；⑽、过滤。具有能提高精炼得率、降低生产成本、提升产品质量、反式脂肪酸增量幅度较小等特点，既适用于生产油茶籽精炼油，也可用于生产其它的植物精炼油。
Description
技术领域
本发明涉及油茶籽毛油精炼技术领域，特别是一种低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺。
背景技术
油茶是山茶科山茶属植物，是世界四大木本油料树种之一，是我国特有的树种，特别适合在红壤地区的山区丘陵种植，不与粮争地，是值得推广的木本食用油料作物。油茶籽榨取的油茶籽油是一种优质食用油，具有重要的保健功能，***粮农组织已将其列为重点推广的健康型高级食用植物油。反式脂肪酸系指含有一个或几个反式构型双键(共轭双键除外)的不饱和脂肪酸，主要由精炼等加工处理时高温环节脂肪酸结构异构化后所产生。
近年来食用油中的反式脂肪酸的食品安全问题引起了人们的关注，研究表明，反式脂肪酸对人体健康有一定的危害，如增加心脑血管、糖尿病和癌症等患病风险，影响儿童正常生长发育。很多国家对食品中的反式脂肪酸做出明确规定，丹麦、加拿大等国先后明确规定市售食用油中反式脂肪酸含量不超过2％，目前我国对食用植物油还未明确规定。
油茶籽油加工行业中，油茶籽毛油由于色泽深、色素易固化、磷脂高、酸价高、过氧化值高的特点造成精炼难度大。常规精炼工艺生产出来的油茶籽油，其色泽、酸价、过氧化值、烟点虽能符合国标的要求，但反式脂肪酸含量却在4％左右，因而，如何在精炼过程中既能有效去除对人体有害及无益杂质，又能确保精炼过程中反式脂肪酸增量低，是茶油加工行业的一大难题。
中国专利(申请号为201610339317.7)公开的“一种降低反式脂肪酸含量及去除塑化剂的食用油加工工艺”，首先将脱色油过滤然后经过脱酸脱臭、一级脱塑、二级脱塑、脂肪酸和塑化剂捕集处理、成品油冷却、过滤的步骤生产出的成品油塑化剂指标低于国家标准，其中DBP≤0.04ppm，DEHP≤0.4ppm，反式脂肪酸上升值＜0.5％。本发明的加工工艺在去除塑化剂的同时，抑制反式脂肪酸的形成，降低了反式脂肪酸的含量。
又如中国专利(申请号为201510341958.1)公开的“一种低反式脂肪酸复合油的精炼方法”，根据配方将营养复合油中各原料油按相应的比例进行复合，然后经过水化脱胶→脱酸→脱色→脱臭→脱蜡→脱脂→过滤→充氮包装等精炼工序，在该精炼过程中，脱臭步骤的温度控制在210～225℃、真空度保持在0～10mmbar，脱臭时间为15～20分钟，从而保证成品中反式脂肪酸低于1％，各项指标符合相应油品的国标一级油标准。
另一中国专利(申请号为201010205319.X)公开的“一种较低反式脂肪酸食用植物油及其精炼方法”，所述植物油为菜籽油、大豆油、玉米油或其任意比的调和油,在该植物油中反式脂肪酸含量≤1wt％,且油脂烟点≥210℃。其精炼方法包括毛油→脱胶→脱酸→脱皂→脱水→脱色→脱杂→脱氧→脱臭→冷却→成品,特点在于脱色段将杂质脱出粒度从25μm降到10μm,在脱臭阶段将脱臭温度控制在230-245℃之间,真空控制在2τ之内。
技术内容
本发明的目的在于提供一种能提高精炼得率、降低生产成本、提升产品质量、反式脂肪酸增量幅度较小的油茶籽毛油精炼工艺。
为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案是发明一种低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，其精炼过程如下：
⑴、脱胶：将油茶籽毛油加热到85摄氏度，加入占油茶籽毛油总量的0.10-0.15％、浓度为80-90％的磷酸，并经高剪切均质微米级混合器进行强混，混合后进入酸反应罐，控制酸反应时间在70min以上，温度控制在85℃，得脱胶油茶籽油，备用；
⑵、碱炼：将脱胶油茶籽油进入高效混合器中与NaOH溶液进行混合，然后进入碱反应罐搅拌反应，反应温度控制在60-65℃，反应时间为15-25min得碱炼油茶籽油，备用；
上述碱炼过程中，加碱量按照公式：1×0.713×Q/1000计算，Q为毛油流量T/h，碱液浓度根据油茶籽毛油的酸价来定，酸价在2mgKOH/g以下选择12波美度以下的NaOH溶液，酸价在2-4mgKOH/g选择12-16波美度的NaOH溶液；
⑶、脱皂：将碱炼油茶籽油置入脱皂离心机(离心机转速为5000-10000转/分钟)中，脱除所含有的磷脂和皂脚，得脱酸脱皂油茶籽油，备用；
⑷、一次水洗：向脱皂油茶籽油中加入重量浓度为0.1-0.2％、用量为脱皂油茶籽油体积的3-8％的磷酸水溶液(加入磷酸水溶液是进一步将其中的非水化磷脂完全转换为水化磷脂，便于螯合金属离子，有利于脱除残皂)，在温度为50-70℃下经多效混合器混合后，进入反应罐中反应10-30min，然后进入水洗离心机脱除水洗分(所述的水洗分为水化磷脂)、残存皂和残存磷，得一次水洗油茶籽油(一次水洗油茶籽油中的残存皂小于20ppm，含磷小于5ppm)，备用；
⑸、二次水洗：向一次水洗油茶籽油中加入温度为70-90℃的热软水，用量为一次水洗油茶籽油体积的5-15％，经多效混合器混合水洗，进入水洗罐(暂存)，之后进入水洗离心机脱除水洗分(此步骤中的水洗分是水化磷脂和游离酸)、残存皂和残存磷，得二次水洗油茶籽油(二次水洗油茶籽油中的游离酸含量小于0.1％，残皂小于5ppm,含磷小于5ppm)，备用；
⑹、真空干燥：将二次水洗油茶籽油进入脱溶干燥罐进行真空干燥(真空度控制为-0.07—-0.09Mpa)，得干燥油茶籽油(干燥油茶籽油的水分含量小于0.1％)，备用；
⑺、一次脱色：将干燥油茶籽油加热到95-105℃，然后进入预脱色罐中缓冲暂存，再由泵打入叶片式过滤机内进行一次脱色过滤，根据吸附平衡原理，使脱色后的叶片式过滤机内的白土滤饼与色泽较深的干燥油茶籽油达到二次吸附平衡(此时，过滤压力达到2MPa)，得一次脱色油茶籽油，备用；
⑻、二次脱色：将一次脱色油茶籽油进入白土预混罐中，定量加入白土，搅拌混合均匀后，进入脱色塔进行二次脱色；二次脱色过程中，用饱和蒸汽进行搅拌，控制二次脱色温度在100-110℃、脱色时间20-40min、脱色真空压力在-0.05—-0.07MPa，定量加入的白土使用量为2-4kg/T油；然后，打入叶片式过滤机过滤(形成滤饼后，靠滤饼形成过滤效果)，得脱色油茶籽油，备用；
⑼、脱臭：将脱色油茶籽油初次加热到200℃后进入脱臭塔顶层，再经内置在脱臭塔顶层的蒸汽加热盘管加热到226-228℃，然后，依次进入填料塔、板式塔进行脱臭(具体过程为：226-228℃的脱色油茶籽油从脱臭塔的最高层溢流进入脱酸填料塔中快速脱除游离脂肪酸等挥发组分，再进入板式滞留层进行脱臭)，脱臭时间控制在60-80min，脱臭温度控制在226-228℃，脱臭压力控制在-0.06－-0.08MPa，得脱臭油茶籽油，备用；
⑽、过滤：将脱臭油茶籽油经过降温、精密过滤，即得成品油茶籽油。
在所述一次脱色步骤中，干燥油茶籽油的加热采用油油换热器加热，即:与脱臭油茶籽油进行换热；初次开车由蒸汽加热器来加热。
在所述二次脱色步骤中，脱色后的油茶籽油的过滤包括叶片式过滤机过滤和精密过滤器过滤两步(叶片式过滤机过滤是在形成滤饼后，靠滤饼形成过滤效果；精密过滤器使用袋式过滤器，滤袋：聚酯，滤孔孔径为8-15微米)。
在所述脱臭步骤中，初次加热采用降膜换热器加热，即：将脱色油茶籽油进入降膜换热器的壳程与管程中从脱臭塔出来的高温脱臭油茶籽油进行换热。
在一次水洗步骤中，磷酸水溶液的重量浓度为0.15％、用量为脱酸脱皂油茶籽油体积的5％，温度为60℃，反应时间为20min。
在二次水洗步骤中，热软水的温度为80℃，用量为一次水洗油茶籽油体积的10％。
在一次脱色步骤中，干燥油茶籽油加热到100℃。
在二次脱色步骤中，控制二次脱色温度在105℃、脱色时间30min、真空压力控制在-0.06MPa，白土使用量为3kg/T油。
在脱臭步骤中，脱臭时间控制在70min，脱臭温度控制在227℃，脱臭真空控制在-0.07MPa.
本发明的低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，采取两次水洗工艺和两次脱色工艺，能最大限度地去除油脂中的磷脂、残皂、色素、游离脂肪酸等杂质，为降低脱臭温度、缩短脱臭时间创造有利条件；由于低温、短时脱臭，因而，能降低能耗，且能使反式脂肪酸增量幅度较小，进而提升了产品质量。同时，在二次脱色过程中，采用饱和蒸汽进行搅拌，增加了活性白土的脱色效率，从而能够降低白土消耗、提高得率、减少固渣排放。
实验表明，常规工艺的白土用量为4.5公斤/吨油，本发明的白土用量为3公斤/吨油，每生产一吨油品可节省白土1.5公斤，脱色后的废白土含油为30％，即生产一吨油品可节约1.5*30％＝0.5公斤油品。且二次脱色后反式脂肪酸含量较常规工艺降低较多(常规工艺脱色油较毛油降低0.07％，本工艺脱色油较毛油降低0.19％)。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步的说明。下面的说明是以例举的方式，但本发明的保护范围并不局限于此。
本实施例的低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，其制备过程如下：
⑴、备料：取经过袋式过滤器(聚酯袋式过滤器，孔径为50微米)过滤后的油茶籽毛油，其质量指标为：酸价(mg/g)1.5，过氧化值(mmol/kg)4.5，不溶性杂质0.12％，水分及挥发物0.16％，反式脂肪酸含量0.43％，备用；
⑵、脱胶：将油茶籽毛油将油茶籽毛油加热到85摄氏度，加入占油茶籽毛油总量的0.12％、重量浓度为85％的磷酸，并经高剪切均质微米级混合器进行强混，混合后进入酸反应罐，控制酸反应时间在70min以上，温度控制在85℃，得脱胶油茶籽油，备用；
⑶、碱炼：将脱胶油茶籽油进入高效混合器与NaOH溶液进行混合，然后进入碱反应罐搅拌反应，反应温度控制在62℃，反应时间为20min，得碱炼油茶籽油，备用；
上述碱炼过程中，加碱量按照公式：1×0.713×Q/1000计算，Q为毛油流量T/h，碱液浓度根据油茶籽毛油的酸价来定，酸价在2mgKOH/g以下选择12波美度以下的NaOH溶液；酸价在2-4mgKOH/g选择12-16波美度的NaOH溶液(酸价在3mgKOH/g选择14波美度的NaOH溶液)；
⑷、脱皂：将碱炼油茶籽油置入脱皂离心机中(离心机转速为6600转/分钟)，脱除所含有的皂脚(包括所含有的磷脂)，得脱皂油茶籽油，备用；
⑸、一次水洗：向脱皂油茶籽油中加入重量浓度为0.15％、用量为脱皂油茶籽油体积的6％的磷酸水溶液(加入磷酸水溶液是进一步将其中的非水化磷脂完全转换为水化磷脂，便于螯合金属离子，有利于脱除残皂)，在温度为60℃下经多效混合器混合后，进入反应罐中反应20min，然后进入水洗离心机脱除水洗分(所述的水洗分为水化磷脂)、残存皂和残存磷，得一次水洗油茶籽油(一次水洗油茶籽油中的残存皂小于20ppm，含磷小于5ppm)，备用；
⑹、二次水洗：向一次水洗油茶籽油中加入温度为80℃的热软水，用量为一次水洗油茶籽油体积的10％，经多效混合器混合水洗，进入水洗罐(暂存)，之后进入水洗离心机脱除水洗分(此步骤中的水洗分是水化磷脂和游离酸)、残存皂和残存磷，得二次水洗油茶籽油(二次水洗油茶籽油中的游离酸含量小于0.1％，残皂小于5ppm,含磷小于5ppm)，备用；
⑺、真空干燥：将二次水洗油茶籽油进入脱溶干燥罐进行真空干燥(真空度控制为-0.08Mpa)，得干燥油茶籽油(干燥油茶籽油的水分含量小于0.1％)，备用；
⑻、一次脱色：将干燥油茶籽油加热到100℃，然后进入预脱色罐中缓冲暂存，再由泵打入叶片式过滤机内进行一次脱色过滤，根据吸附平衡原理，使脱色后的叶片式过滤机内的白土滤饼与色泽较深的干燥油茶籽油达到二次吸附平衡(此时，过滤压力达到2MPa)，得一次脱色油茶籽油，备用；
⑼、二次脱色：将一次脱色油茶籽油进入白土预混罐中，定量加入白土，搅拌混合均匀后，进入脱色塔进行二次脱色；二次脱色过程中，用饱和蒸汽进行搅拌，控制二次脱色温度在105℃、脱色时间30min、脱色真空压力在-0.06MPa，定量加入的白土使用量为3kg/T油；然后，打入叶片式过滤机过滤(形成滤饼后，靠滤饼形成过滤效果)，得脱色油茶籽油，备用；
⑽、脱臭：将脱色油茶籽油初次加热到200℃后进入脱臭塔顶层，再经内置在脱臭塔顶层的蒸汽加热盘管加热到227℃，然后，依次进入填料塔、板式塔进行脱臭(具体过程为：227℃的脱色油茶籽油从脱臭塔的最高层溢流进入脱酸填料塔中快速脱除游离脂肪酸等挥发组分，再进入板式滞留层进行脱臭)，脱臭时间控制在70min，脱臭温度控制在227℃，脱臭压力控制在-0.07MPa，得脱臭油茶籽油，备用；
⑾、过滤：将脱臭油茶籽油经过降温、精密过滤即得成品(低反式脂肪酸)油茶籽油。
下面的表1是本发明的低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺与常规精炼工艺加工后的产品的主要技术指标的对比。其所用的油茶籽毛油质量情况：酸价(mgKOH/g)2.5，过氧化值(mmol/kg)4.5，不溶性杂质0.12％，水分及挥发物0.16％，反式脂肪酸含量0.43％。
表1
主要技术指标的对比表
本发明的低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，既适用于生产油茶籽精炼油，也可用于生产其它的植物精炼油。
Claims (9)
1.一种低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，其特征在于，精炼过程如下：
⑴、脱胶：将油茶籽毛油加热到85摄氏度，加入占油茶籽毛油总量的0.10-0.15％、浓度为80-90％的磷酸，并经高剪切均质微米级混合器进行强混，混合后进入酸反应罐，控制酸反应时间在70min以上，温度控制在85℃，得脱胶油茶籽油，备用；
⑵、碱炼：将脱胶油茶籽油进入高效混合器中与NaOH溶液进行混合，然后进入碱反应罐搅拌反应，反应温度控制在62-65℃，反应时间为20-25min，得碱炼油茶籽油，备用；
上述碱炼过程中，加碱量按照公式：1×0.713×Q/1000计算，Q为毛油流量T/h，碱液浓度根据油茶籽毛油的酸价来定，酸价在2mgKOH/g以下选择12波美度以下的NaOH溶液，酸价在2-4mgKOH/g选择12-16波美度的NaOH溶液；
⑶、脱皂：将碱炼油茶籽油置入脱皂离心机中，脱除所含的皂脚，得脱皂油茶籽油，备用；
⑷、一次水洗：向脱皂油茶籽油中加入重量浓度为0.1-0.2％、用量为脱皂油茶籽油体积3-8％的磷酸水溶液，在温度为50-70℃下经多效混合器混合后，进入反应罐中反应10-30min，然后进入水洗离心机脱除水洗分、残存皂和残存磷，得一次水洗油茶籽油，备用；
⑸、二次水洗：向一次水洗油茶籽油中加入温度为70-80℃的热软水，用量为一次水洗油茶籽油体积的5-10％，经多效混合器混合水洗，进入水洗罐，之后进入水洗离心机脱除水洗分、残存皂和残存磷，得二次水洗油茶籽油，备用；
⑹、真空干燥：将二次水洗油茶籽油进入脱溶干燥罐进行真空干燥，得干燥油茶籽油，备用；
⑺、一次脱色：将干燥油茶籽油加热到95-105℃，然后进入预脱色罐中缓冲暂存，再由泵打入叶片式过滤机内进行一次脱色过滤，根据吸附平衡原理，使脱色后的叶片式过滤机内的白土滤饼与色泽较深的干燥油茶籽油达到二次吸附平衡，即得一次脱色油茶籽油，备用；
⑻、二次脱色：将一次脱色油茶籽油进入白土预混罐中，定量加入白土，搅拌混合均匀后，进入脱色塔进行二次脱色；二次脱色过程中，用饱和蒸汽进行搅拌，控制二次脱色温度在100-110℃、脱色时间20-40min、脱色真空压力在-0.05—-0.07MPa，定量加入的白土使用量为2-4kg/T油；然后，打入叶片式过滤机过滤，得脱色油茶籽油，备用；
⑼、脱臭：将脱色油茶籽油初次加热到200℃后进入脱臭塔顶层，再经内置在脱臭塔顶层的蒸汽加热盘管加热到226-228℃，然后，依次进入填料塔、板式塔进行脱臭，脱臭时间控制在60-80min，脱臭温度控制在226-228℃，脱臭真空控制在-0.06－-0.08MPa，得脱臭油茶籽油，备用；
⑽、过滤：将脱臭油茶籽油经过降温、精密过滤，即得成品油茶籽油。
2.根据权利要求1所述低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，其特征在于：在所述一次脱色步骤中，干燥油茶籽油的加热采用油油换热器加热，即:与脱臭油茶籽油进行换热；初次开车由蒸汽加热器来加热。
3.根据权利要求1所述低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，其特征在于：在所述二次脱色步骤中，脱色后的油茶籽油的过滤包括叶片式过滤机过滤和精密过滤器过滤两步。
4.根据权利要求1所述低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，其特征在于：在所述脱臭步骤中，初次加热采用降膜换热器加热，即：将脱色油茶籽油进入降膜换热器的壳程与管程中从脱臭塔出来的高温脱臭油茶籽油进行换热。
5.根据权利要求1所述低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，其特征在于：在一次水洗步骤中，磷酸水溶液的重量浓度为0.15％、用量为脱酸脱皂油茶籽油体积的5％，温度为60℃，反应时间为20min。
6.根据权利要求1所述低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，其特征在于：在二次水洗步骤中，热软水的温度为80℃，用量为一次水洗油茶籽油体积的10％。
7.根据权利要求1所述低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，其特征在于：在一次脱色步骤中，干燥油茶籽油加热到100℃。
8.根据权利要求1所述低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，其特征在于：在二次脱色步骤中，控制二次脱色温度在105℃、脱色时间30min、真空压力控制在-0.06MPa，白土使用量为3kg/T油。
9.根据权利要求1所述低反式脂肪酸增量的油茶籽毛油精炼工艺，其特征在于：在脱臭步骤中，脱臭时间控制在70min，脱臭温度控制在227℃，脱臭真空控制在-0.07MPa。
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