油脂分提的目的就是将油脂中的固体脂和液体油在一定的温度下分离出来。油脂分提工艺包括:①干法分提法(又称常规法);②溶剂分提法(己烷,丙酮或其他);③洗净剂分离机法(包括使用附加化学试剂)三种方法。近几年,油脂干法分提的应用取得了新的进展,本文着重介绍油脂干法分提的最新应用进展。
1.油脂干法分提的原理和意义
干法分提是一系列主要依据油脂形成晶体能力的分离工艺,也是最简单和最经济的分提工艺。油脂分提是基于不同类型的甘油三酸酯的熔点或在不同温度下其互溶度不同,通过油脂冷却结晶,以达到固—液分离分提的目的。分提过程包括三个阶段:
①液体或熔化的甘油三酸酯冷却产生晶核;
②晶体成长;
③固—液相分离、离析和提纯。在油脂分提过程中预处理直接影响晶核的形成,因而非常重要。在加工过程中,冷却条件决定了结晶核的形成、结晶体的数量和大小。冷却效率和有序性是确保固体的独特性能和可过滤性的决定性因素。
因此冷却条件的选择必须满足油脂的冷却和结晶的特性,使结晶出的晶体具有良好的可滤性。油脂分提有两种不同类型的目的。一是开发、利用固体脂肪。通常采用固体比较多,饱和度高的油脂生产制造起酥油、人造奶油、代可可脂的固态脂肪;另一种是提高液态油的低温贮藏性能。通常采用固体脂比较少,饱和度比较低的油脂,在低温下分级结晶,然后把结晶出的固体脂从液态油中分离出来,以生产色拉油。所以,油脂分提是充分利用油脂资源的重要途径。
2.油脂干法分提设备
油脂干法分提可用于如氢化鱼油、大豆油、牛脂、棕榈仁油、棉籽油、猪油等各种原料的分提,干法分提操作的关键是分离条件的选择。在最近20年,由于气密膜过滤机的出现,干法工艺的选择性大大提高。采用膜过滤机硬脂饼中液体油的百分含量可降低到15%~20%。干法分提工艺的核心部分无疑是结晶部分,如果结晶成功,分离就容易。所以,结晶器的设计显得尤为重要,对于不同类型的结晶器,都应具有自己的冷却交换表面,冷却体系和搅拌结构特征。
结晶条件中冷却速率、过冷程度、结晶时间和终温等都是非常重要的参数。例如,快速冷却将促进不稳定多晶型物的结晶,可能形成晶束,导致结晶的互溶性和选择性差,在此情况下,膜过滤机的使用是分提的最重要方面。而较低的冷却速率将有利于最稳定多晶型的晶体形成,这种多晶型物具有低互溶性和较好结晶选择性的特点。优质的晶体无论采用什么分离设备均容易过滤。
对于半固脂(softstearins)可使用真空过滤机(绸带过滤机或转鼓真空过滤机)。现在分提工厂多偏向使用装有密封膜的自动过滤机,该过滤机的优点是在利用气体或液体进行每一个过滤循环时,饼粕施压后产生的液体百分含量高,但不具备真空过滤机连续操作的优点。
根据从硬脂饼中去除油酸酯的压力需要,使用的密封膜过滤机有两种:气压过滤机(低压014~110MPa)和液压过滤机(高压115~510MPa)。气压过滤机具有成本低,投资少的优点,一般情况下,如果结晶在良好条件下进行可完全满足;而液压过滤机总是用于专用油脂。最近发明了一种Westafalis分离机,其中专门为干法分提应用设计的喷嘴离心机取得了专利。因为分离机的有效压力高于过滤机,与同产量的压滤机相比,分离机的尺寸要小得多,操作为全连续,且硬脂由喷嘴排出。生产量界于膜式过滤机和绸带过滤机之间。该分离机的问世,给油脂分提带来了新的开端。在分提油酸甘油酯或优质油酸甘油酯的操作中,过冷程度最为重要。液相在油的熔点以下长时间不产生晶体时,可引入晶种促使这些晶体的生长,以提高过滤质量和产量。
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