1概述
油脂浸出法于1855年由E.Deiss(法国)创立,1870年已形成工业生产规模。油脂浸出方法的应用充分地提高了植物油料的利用率。到目前为止,油脂浸出使用过的溶剂至少有12种:二硫化碳;粗烃类汽油;乙醇;水代法;石油碳氢化合物;苯;卤化碳氢化合物;异丙醇;醛、糠醛等;酮、丙酮、丁酮等;混合溶剂。
目前,国内食用植物油脂浸出主要采用6号溶剂和4号溶剂,国外油脂浸出一般采用工业正己烷,也有采用戊烷、辛烷等的。
4号溶剂(主要成分为液化丙烷、丁烷)浸出油脂技术,是一种全新的油脂生产技术,与目前广泛应用的6号溶剂浸出油脂技术相比,它具有显著的经济效益和社会效益。它的突出优点首先是“常温浸出、低温脱溶”,可以在不破坏油料中活性物质、植物蛋白的情况下提取油脂,为贵重油料的萃取及植物蛋白的开发利用创造条件。其次蒸汽消耗少,油脂生产过程中煤耗减少80%以上,从而降低成本,减少了“三废”的排放。
24号溶剂浸出油脂原理[1]
4号溶剂是从液化石油气中提纯而来的,其主要成分为丙烷、丁烷,沸点均在0℃以下。浸出过程是在一定压力(0.1~0.7Mpa状态为液体)和室温下进行的,实现油料的常温浸出。浸出粕和毛油中的溶剂是在低温、真空状态下脱除的,溶剂液化后循环使用。
工艺过程为:1、油料装入浸出罐V201;2、溶剂泵P201将4号溶剂注入浸出罐浸泡油料;3、溶剂泵P201从浸出罐抽出混合油打入蒸发罐V203;4、联通浸出罐与压缩机P204吸气口,使粕中残溶气化,进入压缩机,经压缩、冷凝器E201冷凝液化,溶剂回流到溶剂周转罐V204,再循环使用。粕排出浸出系统。5、混合油进入蒸发系统,使4号溶剂蒸发后与毛油分离。溶剂蒸气经压缩液化后循环使用。毛油排出浸出系统。
工艺条件:浸出温度35℃,浸出压力0.4~0.7Mpa,浸出次数3~5次(视含油量多少定);混合油浓度15~25%,温度30~35℃,混合油蒸发温度45~60℃,混合油脱溶真空度-0.095Mpa;粕脱溶温度45℃,脱溶压力-0.085Mpa;毛油残留溶剂<30ppm,粕残留溶剂<50ppm。
3产品质量的对比
4号溶剂沸点低、组分纯、浸出产品残溶低,浸出过程温度低、选择性好,色素、磷脂等杂质的浸出量少,所以,产品质量高。与6号溶剂浸出油质量对比如下:
3.1浸出粕质量好
表1浸出粕质量对比
项 目 | 4号溶剂浸出粕 | 6号溶剂闪蒸粕 |
色 泽 | 乳 白 色 | 微 黄 |
残 油(%) | 1 | 1 |
残 溶(mg/kg) | <50 | <700 |
水溶性蛋白含量(%) | 90—93 稳定 | 74—85 不稳定 |
脱溶温度(℃) | <40 | >120 |
3.2浸出油脂质量好
表2浸出油脂质量对比
项 目 指 标 | 4号溶剂浸出毛油 | 6号溶剂浸出毛油 |
色 泽 | 黄70 红3 | 黄70 红5.5 |
酸 价 | 2.3 | 4.51 |
卵磷脂含量(%) | 0.13 | 0.9 |
残 溶(mg/kg) | <30 | >30 |
4经济、社会效益分析
4号溶剂浸出油脂技术,是油脂提取方法的一次创新,具有巨大的经济效益和深远的社会意义,它不但能大幅度降低油脂加工成本,而且为贵重油料的提取,及植物蛋白的开发利用创造了条件。在环保方面,将使油脂工业发展发生根本性的变化。主要体现在以下几个方面:
4.1实现粕的低温脱溶
目前的6号溶剂浸出生产中,由于溶剂的沸程60~90℃,脱除粕中和油中的溶剂须使其温度上升到100℃以上,从而造成了粕中植物蛋白的变性。然而,引进的低温脱溶设备操作复杂、消耗高,致使低温脱溶豆粕成本过高,仍极大地阻碍着植物蛋白资源的开发利用。4号溶剂低温浸出油脂工艺用简单的方法实现了低温脱溶,避免了植物蛋白的变性,开辟了广阔的植物蛋白资源,将对人们的饮食结构产生一定的影响,具有深远的社会意义。与此同时,粕利用价值的提高也将带来客观的经济效益。
4.2实现了医药、化工方面的保质提取
由于该工艺生产温度低(<40℃),对油中和粕中的热敏物质如维生素、生物活性物质、色素等的影响较小,可以实现贵重油料的保质浸出,如对微生物油花生四烯酸、灵芝孢子油、月苋草籽、沙棘、小麦胚芽、黑加仑籽等。目前,利用此技术建成的武汉烯、武汉福星微生物油脂提取车间运转很好,各项指标均符合要求。
4.3溶耗低、蒸汽用量少
4号溶剂浸出油脂,由于设计了新颖的“工艺系统内部热交换技术”且溶剂易蒸发,易回收,故节约了大量的溶剂和蒸汽,一般情况:溶剂消耗£5kg/t,蒸汽消耗£60kg/t。而六号溶剂闪蒸脱溶的溶剂消耗35~45kg/t左右,蒸汽消耗大约300kg/t。
4.4减少环境污染
由于本工艺系统使用很少的蒸汽,故在减少了锅炉的煤、电和人力消耗的同时,减少了因燃烧煤排放的烟尘、废渣、废水,从而减少了环境污染。
4.54号溶剂毒性低
表34号溶剂毒性
溶 剂 | 丙 烷 | 丁 烷 | 己 烷 |
毒性级别 | 微 毒 | 微 毒 | 低 毒 |
4.64号溶剂安全系数高
表4不同溶剂安全系数比较
项 目 | 丙烷(晶华丁烷混合溶剂主要成份) | 丁烷(4号溶剂主要成份) | 己烷(六号主要成份) |
爆炸下限 (体积%) | 2.37 | 1.6 | 1.20 |
爆炸上限 (体积%) | 7.3 | 6.5 | 6.9 |
危 险 度 | 2.08 | 3.06 | 4.75 |
自 然 点 | 466.1 | 309 | 260 |
防爆炸级别 | 1级a组 | 1级b组 | 1级c组 |
5应用领域及范围
该工艺已成功地应用于万寿菊黄色素,辣椒红色素的提取;沙棘籽油、月见草籽油,葡萄籽油等贵重油料的提取;灵芝孢子、花生四烯酸(AA)、除虫菊脂、聚酯酰胺等医药、化工方面的提取、提纯,能很好地保护其有效成分及活性物质不被破坏。
植物蛋白综合加工上有:核桃油脂提取及核桃蛋白的综合开发利用;大豆油脂提取及大豆蛋白的综合开发利用;棉籽油脂提取及棉籽蛋白的综合开发利用等,在提取油脂的同时植物蛋白不变性。