在過(guò)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,其氧化穩定性、營(yíng)養性及使用范圍等受到了廣泛的關(guān)注。棕櫚油的分提或二次分提能得到熔點(diǎn)和碘值不同的油脂產(chǎn)品,使棕櫚油的應用價(jià)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(jiǎn)便性、安全性、實(shí)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(shí)踐,對分提過(guò)程進(jìn)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(lái)西亞棕櫚毛油,其理化指標見(jiàn)表1。

　　
　　2工藝過(guò)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(guò)程。棕櫚油在加工前通過(guò)蒸汽加熱溶解成液態(tài),結晶前繼續將棕櫚油加熱到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(guò)控制工藝中結晶罐盤(pán)管或夾套內冷卻水的溫度,來(lái)實(shí)現對棕櫚油結晶過(guò)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(guān)地觀(guān)察預定的冷卻水的溫度曲線(xiàn)和棕櫚油結晶溫度曲線(xiàn)的情況。由于冷卻結晶是一個(gè)緩慢的過(guò)程,影響因素多,所以在生產(chǎn)過(guò)程中應該及時(shí)注意菜單的調整。好的結晶曲線(xiàn)通常是光滑下降的。除了觀(guān)察結晶曲線(xiàn),還可以結合所取工藝樣品,通過(guò)觀(guān)察和觸摸晶體來(lái)分析棕櫚油的結晶狀況。
　　
　　圖1和圖2是生產(chǎn)過(guò)程中得到的兩種結晶曲線(xiàn)?？梢钥闯?圖1的曲線(xiàn)光滑而平穩下降,是較為理想的結晶曲線(xiàn);圖2顯示的曲線(xiàn)在后期有一個(gè)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(cháng),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(cháng)養晶時(shí)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(cháng)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(guò)程中,棕櫚油中PPP與POP,POO與POP之間的相互作用也會(huì )影響總體結晶速度。棕櫚油中存在的甘二酯、甘一酯,它會(huì )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(guò)程對結晶過(guò)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(shí)現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象。攪拌設備通常是帶機械傳動(dòng)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?shí)現油脂的控制性冷卻和結晶。冷卻油脂時(shí)攪拌可以更好地實(shí)現熱量傳遞,使結晶過(guò)程中放出的熱量能得到及時(shí)散發(fā),并保證物料混合均勻。在養晶階段,攪拌速度需要適當降低,既保證適當的熱量傳遞,又避免將已長(cháng)大的晶體攪碎。值得指出的是,結晶罐的形狀、冷卻水管材質(zhì)的傳熱性能也能對結晶的好壞產(chǎn)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(jīng)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(diǎn)(如38℃)的軟脂,冷卻水就可以滿(mǎn)足工藝要求。加工低熔點(diǎn)軟脂時(shí),在結晶后期適當時(shí)間引入冷凍水。冷卻菜單的選用決定整個(gè)結晶的過(guò)程,圖3是得到的油脂-水溫度差趨勢曲線(xiàn)和通過(guò)控制閥的冷卻水的流量百分度曲線(xiàn)。

　　
　　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。這些晶體的穩定性和熔點(diǎn)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(guò)濾分離。將棕櫚油冷卻時(shí),首先得到不穩定的α晶體,晶體逐漸成長(cháng)、增大,繼續轉化為β′和β晶體,β′晶體屬于亞穩定狀態(tài)(metastablestate),很容易形成更穩定的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′晶體卻表現得很穩定。有報道表明,1,3-二棕櫚酸-2硬脂酸甘油酯的β′晶體也十分穩定。通過(guò)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(guò)濾
　　
　　工藝中采用全自動(dòng)隔膜式壓濾機對結晶后的棕櫚油進(jìn)行過(guò)濾。壓濾機通過(guò)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(zhì)為聚丙烯并經(jīng)過(guò)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(guān)閉時(shí)濾板之間形成濾室,液體進(jìn)入濾室后濾液通過(guò)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(jìn)油形成阻力,當阻力越來(lái)越大,在濾室中形成緊密的濾餅時(shí),停止進(jìn)油。在隔膜板中通入隔膜擠壓介質(zhì),榨干濾室內的濾餅,最后用壓縮空氣對過(guò)濾機吹掃,泄壓后打開(kāi)壓濾機將濾餅排空。表2、表3是過(guò)濾后軟脂和硬脂的物性指標和相關(guān)參數。

　　
　　實(shí)踐表明,原料的甘三酯組成、結晶過(guò)程、壓濾的壓力、時(shí)間、壓濾材料等都影響軟脂得率和軟脂品質(zhì)及操作的穩定性。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(zhì)為標準,濾餅要堅實(shí),不含液體油,不粘連,有一定塑性。壓濾時(shí)間通常由結晶狀況和過(guò)濾壓力和擠壓壓力的設定所決定,過(guò)濾和擠壓時(shí)間大約為13～15min。壓濾機在每連續過(guò)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(guò)濾效果。
　　
　　3結論
　　
　　采用干法分提棕櫚油工藝簡(jiǎn)單,操作方便,蒸汽消耗低,無(wú)環(huán)境污染,能得到滿(mǎn)意的分提效果。生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中要注意各因素對分提工藝的影響,以便進(jìn)一步完善工藝操作,改善工藝產(chǎn)品,降低生產(chǎn)消耗。

      棕櫚油干法分提工藝