油脂類儀器等新設備使得該行業(yè)迅速發(fā)展
大約在十年前,食用油脂精煉行業(yè)處于低靡狀態(tài)。毛油和精煉油價格非常低廉,使油脂精煉的利潤空間很小。操作成本成為決定精煉油廠是否有效益的關鍵。同時,隨著環(huán)境法規(guī)的日益加強,迫使精煉廠家盡可能減少精煉過程中的廢棄物,如脫色過程中的廢白土。
此外,對食用油脂的質量要求也越來越高:除具有優(yōu)秀的感官指標(如無臭無味,色澤淺和漂亮的外觀)和質量穩(wěn)定性外(氧化穩(wěn)定性,低溫穩(wěn)定性,貨架期),還需具有營養(yǎng)方面的指標,如反式酸含量低,含有豐富的天然維生素和天然抗氧化劑,聚合物含量低和外來污染物如重金屬、殺蟲劑、芳烴雜環(huán)化合物,甚至二氧(雜)芑等含量低。為了滿足這些要求,油脂精煉技術不斷得到發(fā)展提高,尤其是在一些油脂類的先進儀器被發(fā)明以后,像油脂煙點儀、油脂測色儀、油脂比色計等的應用到生產中,使得該行業(yè)快速的發(fā)展。
1 精煉
油脂的精煉如大豆油和菜籽油,通常采用化學精煉;棕櫚油和椰子油,通常采用物理精煉;葵花籽油和玉米胚芽油的精煉既可采用物理精煉,也可采用化學精煉。物理精煉和化學精煉的采用取決于毛油的質量。隨著越來越多的精煉廠位于壓榨廠的附近,甚至和壓榨廠為一整體,毛油的整體質量得到了大幅提高。新的現代油脂的精煉廠家通常既裝備物理精煉,也裝備化學精煉,而且優(yōu)先采用物理精煉。
脫膠是物理精煉的一個關鍵工序。為了提高脫膠效果(磷含量低于20 mg/kg,甚至低于10 mg/kg),通常加入特別的混合物、反應劑(酸,堿)、添加劑(如EDTA)、甚至酶。近年來開發(fā)的脫膠方法幾乎都是衍生于酸脫膠原理(例如加入一種酸使磷脂水化,然后用NaOH調節(jié)pH值,以提高分離效果和減少油脂的損耗)。典型的例子有Unilver的超級、單脫膠法、Vandemoortele的TOP脫膠法、Tirtiaux的軟脫膠法、Lurgi的酶脫膠法、De Smet的IPAC脫膠法,IPHR的ORP脫膠法。
只要毛油質量好,上述加工方法都可保證脫磷效果(磷含量甚至小于5 mg/kg)。對于質量差或質量變化很大的毛油,仍需選擇化學精煉。為了克服化學精煉的缺點(如臟的皂腳和難流動性),開發(fā)了新的方法。如用KOH進行精煉,脂肪酸轉化成鉀皂,可用作肥料。
隨著精煉廠固體廢棄物引起環(huán)保的日益重視,開發(fā)了基于減少白土用量的新的脫色方法。這些脫色方法主要是利用多步脫色原理,如使用兩步甚至三步填料塔脫色,用廢白土預脫色,以及全逆流脫色法。
另外,在脫色前使用硅膠吸附也可以顯著降低白土的消耗量,由于硅膠可以吸附殘留的磷脂、皂和其他雜質,因此不會影響實際脫色效果。據報道和工業(yè)實際應用證明,可減少30%~50%的白土用量。精煉最后一步是脫臭。高效脫臭是連續(xù)式的,但其靈活度小,特別是一天有多種物料需要脫臭時。為此,設計了專門脫臭塔如De Smet設計了多原料脫臭塔,該種脫臭塔可以很容易實現多種原料的互換,且相互污染小,最高一天可處理20種不同的原料。
為了滿足加工需要,特別是降低生產成本,新的高效脫臭塔已在市場上銷售。高效汽提和高效熱量回收,可以顯著降低生產成本。典型的例子是油脂脫臭填料塔,如Afa Laval的軟塔(soft column)。但有些脫色塔的改進,會影響成品油的質量。為使高效操作和高質量的成品油有機結合,De Smet設計了一種新型脫臭塔,該塔采用了獨特的和易于安裝的設計。脫臭過程中所有關鍵的步驟(脫氣、熱量回收、最后加熱、汽提脫臭、最終冷卻和蒸汽清洗)都組合在一個專門的、單一的容器中進行,從而減少安裝成本和對空間及建筑物的占用。為了滿足市場的需求,已經生產了這種脫臭塔的系列可選擇的加工裝置(如雙溫脫臭,雙冷凝,深/淺床)。由于脫臭塔采用的是標準設計,因此這些裝置可以組合使用,將來甚至可允許消費者根據需要裁減使用。
2 改性
油脂改性中,分提與酯交換占很大比重。用分提法生產含半固體脂的低或無反式酸的脂如人造黃油和糖果用脂,引起了油脂生產商的廣泛興趣。特別是棕櫚油經多級分提后,用途極為廣泛,一種油只需控制結晶和過濾就可以以極低的生產成本生產從硬的固體脂(如熔點超過60℃)到液體油(濁點甚至低于0℃)。酯交換缺點(如油脂損耗和催化劑消耗)的克服為其提供了廣闊的應用空間。
3 結論
毫無疑問,隨著對油脂精煉前所未有的研究和技術創(chuàng)新熱潮,對油脂精煉產生巨大沖擊的新技術將在下個十年中出現。正在研究開發(fā)的最具前景的油脂精煉技術是超濾和微濾膜技術。這些技術在工業(yè)上的應用,將給整個油脂行業(yè)的物理精煉技術創(chuàng)造新的機遇。另外給油脂加工者新的挑戰(zhàn)是非食用油脂的開發(fā),礦物油的高價格和植物油的可再生性,為生物柴油和脂肪酸衍生物在油脂化學制品中應用的開發(fā)創(chuàng)造了條件。油脂加工技術會在各個方向得到發(fā)展。但不管怎樣,在保證質量的前提下,成本效率是最重要的。只有低成本、高質量才能占據最終市場。