在過去的幾十年里,棕櫚油的提取和深加工得到了迅猛的發(fā)展。棕櫚油作為重要的煎炸用油及人造奶油和起酥油的基料用油,其氧化穩(wěn)定性、營養(yǎng)性及使用范圍等受到了廣泛的關注。棕櫚油的分提或二次分提能得到熔點和碘值不同的油脂產品,使棕櫚油的應用價值更為突出。棕櫚油分提工藝始終以干法分提占主要地位,其簡便性、安全性、實用性得到了廣泛的認可。本文結合棕櫚油干法分提的工藝實踐,對分提過程進行分析和研究,以期與同行們共同探討。
　　
　　1棕櫚油干法分提
　　
　　1.1干法分提工藝

　　
　　1.2干法分提原料
　　
　　原料可以是全精煉棕櫚油,也可以是棕櫚毛油。本工藝采用原料為馬來西亞棕櫚毛油,其理化指標見表1。

　　
　　2工藝過程及影響因素分析
　　
　　2.1加熱
　　
　　棕櫚油在常溫下呈半固體狀態(tài),其脂肪酸組成飽和酸(12∶0,14∶0,16∶0,18∶0,20∶0)和不飽和酸(16∶1,18∶1,18∶2,18∶3)各約占一半。其甘三酯組成分別為GS3占8%～10%,GS2U約占48%,GSU2占35%～39%,GU3占7%～7.5%。棕櫚油這種獨特的組成決定了其特殊的結晶過程。棕櫚油在加工前通過蒸汽加熱溶解成液態(tài),結晶前繼續(xù)將棕櫚油加熱到70～75℃以破壞所有原有的晶體。本工藝的加熱溫度在70～72℃。
　　
　　2.2冷卻結晶
　　
　　通過控制工藝中結晶罐盤管或夾套內冷卻水的溫度,來實現(xiàn)對棕櫚油結晶過程的控制。冷卻水溫度的控制由溫度傳感器、PLC為基礎的溫度控制器以及帶定位器的控制閥完成。從電腦顯示界面可以直觀地觀察預定的冷卻水的溫度曲線和棕櫚油結晶溫度曲線的情況。由于冷卻結晶是一個緩慢的過程,影響因素多,所以在生產過程中應該及時注意菜單的調整。好的結晶曲線通常是光滑下降的。除了觀察結晶曲線,還可以結合所取工藝樣品,通過觀察和觸摸晶體來分析棕櫚油的結晶狀況。
　　
　　圖1和圖2是生產過程中得到的兩種結晶曲線。可以看出,圖1的曲線光滑而平穩(wěn)下降,是較為理想的結晶曲線;圖2顯示的曲線在后期有一個溫度的回升。一般地,溫度回升最好控制在0.5℃以下,溫度回升太高,就不利于晶體生長,情況嚴重的需將該批油脂重新結晶。避免油脂結晶后期溫度回升的措施通常是調整冷卻菜單,延長養(yǎng)晶時間,使晶體內部的熱量盡量散發(fā)。當然影響結晶速度、晶體生長的工藝因素是多方面的,主要是原料組成、工藝設備、冷卻狀況、晶體特性等。

　　
　　2.2.1原料組成的影響
　　
　　棕櫚油硬脂結晶速度是很快的,軟脂的結晶速度較為緩慢,棕櫚油的結晶速度介于二者之間。所以原料中甘油三酯的組成很大程度影響結晶速度。結晶過程中,棕櫚油中PPP與POP,POO與POP之間的相互作用也會影響總體結晶速度。棕櫚油中存在的甘二酯、甘一酯,它會與甘三酯形成共晶混合物,導致油脂結晶速度減慢。
　　
　　2.2.2結晶設備的影響
　　
　　結晶罐內部的冷卻設計,攪拌過程對結晶過程有重要影響,但冷卻水管的設計不管是水平螺旋的還是立式環(huán)繞的,只要保證有足夠的冷卻面積,都可以達到較好的分提效果。為了防止極端情況,可以在結晶罐壁增加夾套以確保冷卻面積。充裕的冷卻面積有利于更好地實現(xiàn)油脂的控制性冷卻冷卻面積不夠,容易導致油脂發(fā)粘、晶體重新溶解、濾餅不合格、壓濾機排渣不暢等現(xiàn)象。攪拌設備通常是帶機械傳動的螺旋槳攪拌器,攪拌速度由以PLC為基礎的變頻器控制?？刂菩詳嚢栌欣趯崿F(xiàn)油脂的控制性冷卻和結晶。冷卻油脂時攪拌可以更好地實現(xiàn)熱量傳遞,使結晶過程中放出的熱量能得到及時散發(fā),并保證物料混合均勻。在養(yǎng)晶階段,攪拌速度需要適當降低,既保證適當?shù)臒崃總鬟f,又避免將已長大的晶體攪碎。值得指出的是,結晶罐的形狀、冷卻水管材質的傳熱性能也能對結晶的好壞產生重要影響。
　　
　　2.2.3冷卻狀況的影響
　　
　　冷卻狀況主要包含工藝水溫度,冷卻菜單以及上述已經分析的攪拌、冷卻面積、冷水管傳熱性能等。分提工藝水分為冷卻水(coolingwater)和冷凍水(chillingwater)。當需要加工較高熔點(如38℃)的軟脂,冷卻水就可以滿足工藝要求。加工低熔點軟脂時,在結晶后期適當時間引入冷凍水。冷卻菜單的選用決定整個結晶的過程,圖3是得到的油脂-水溫度差趨勢曲線和通過控制閥的冷卻水的流量百分度曲線。

　　
　　2.2.4晶體特性的影響
　　
　　棕櫚油晶體中有3種同分異構體,分別是α、β′和β。這些晶體的穩(wěn)定性和熔點依次遞增。棕櫚油晶體形式最好以β′為主,不含α,少含β。這樣更有利于過濾分離。將棕櫚油冷卻時,首先得到不穩(wěn)定的α晶體,晶體逐漸成長、增大,繼續(xù)轉化為β′和β晶體,β′晶體屬于亞穩(wěn)定狀態(tài)(metastablestate),很容易形成更穩(wěn)定的β晶體。硬脂酸甘三酯具有強烈的β晶型結晶傾向,但Kiy2otakaSato等人的研究表明,1,2-二棕櫚酸-3豆蔻酸甘油酯的β′晶體卻表現(xiàn)得很穩(wěn)定。有報道表明,1,3-二棕櫚酸-2硬脂酸甘油酯的β′晶體也十分穩(wěn)定。通過攪拌可以加速α向β′的轉變,加入抑晶劑可以延緩β′向β的轉變。
　　
　　2.4過濾
　　
　　工藝中采用全自動隔膜式壓濾機對結晶后的棕櫚油進行過濾。壓濾機通過液壓裝置把濾板組擠壓在一起,濾板組由兩種濾板交替組成,一種是隔膜板(membraneplate),一種是腔室板(chamberplate)。板由濾布覆蓋,濾布材質為聚丙烯并經過特殊處理,以便與濾餅完全分離,且容易清洗。隔膜的材料也為聚丙烯,膜片與濾布接觸部分有圓形平頂突起,以提供良好的濾液通道和濾布支撐。壓濾機關閉時濾板之間形成濾室,液體進入濾室后濾液通過濾布從濾板上的孔洞排出,濾餅截留在濾室中。濾布和濾餅對進油形成阻力,當阻力越來越大,在濾室中形成緊密的濾餅時,停止進油。在隔膜板中通入隔膜擠壓介質,榨干濾室內的濾餅,最后用壓縮空氣對過濾機吹掃,泄壓后打開壓濾機將濾餅排空。表2、表3是過濾后軟脂和硬脂的物性指標和相關參數(shù)。

　　
　　實踐表明,原料的甘三酯組成、結晶過程、壓濾的壓力、時間、壓濾材料等都影響軟脂得率和軟脂品質及操作的穩(wěn)定性。通常壓濾的壓力交替上升,最大壓力控制在0.6～0.9MPa,壓濾壓力的確定以濾餅的品質為標準,濾餅要堅實,不含液體油,不粘連,有一定塑性。壓濾時間通常由結晶狀況和過濾壓力和擠壓壓力的設定所決定,過濾和擠壓時間大約為13～15min。壓濾機在每連續(xù)過濾24h后清洗濾布一次。濾布在濾板之間不能折疊,以防損傷濾布,影響過濾效果。
　　
　　3結論
　　
　　采用干法分提棕櫚油工藝簡單,操作方便,蒸汽消耗低,無環(huán)境污染,能得到滿意的分提效果。生產實踐過程中要注意各因素對分提工藝的影響,以便進一步完善工藝操作,改善工藝產品,降低生產消耗。

      棕櫚油干法分提工藝