油脂类仪器等新设备使得该行业迅速发展
大约在十年前,食用油脂精炼行业处于低靡状态。毛油和精炼油价格非常低廉,使油脂精炼的利润空间很小。操作成本成为决定精炼油厂是否有效益的关键。同时,随着环境法规的日益加强,迫使精炼厂家尽可能减少精炼过程中的废弃物,如脱色过程中的废白土。
此外,对食用油脂的质量要求也越来越高:除具有优秀的感官指标(如无臭无味,色泽浅和漂亮的外观)和质量稳定性外(氧化稳定性,低温稳定性,货架期),还需具有营养方面的指标,如反式酸含量低,含有丰富的天然维生素和天然抗氧化剂,聚合物含量低和外来污染物如重金属、杀虫剂、芳烃杂环化合物,甚至二氧(杂)芑等含量低。为了满足这些要求,油脂精炼技术不断得到发展提高,尤其是在一些油脂类的先进仪器被发明以后,像油脂烟点仪、油脂测色仪、油脂比色计等的应用到生产中,使得该行业快速的发展。
1 精炼
油脂的精炼如大豆油和菜籽油,通常采用化学精炼;棕榈油和椰子油,通常采用物理精炼;葵花籽油和玉米胚芽油的精炼既可采用物理精炼,也可采用化学精炼。物理精炼和化学精炼的采用取决于毛油的质量。随着越来越多的精炼厂位于压榨厂的附近,甚至和压榨厂为一整体,毛油的整体质量得到了大幅提高。新的现代油脂的精炼厂家通常既装备物理精炼,也装备化学精炼,而且优先采用物理精炼。
脱胶是物理精炼的一个关键工序。为了提高脱胶效果(磷含量低于20 mg/kg,甚至低于10 mg/kg),通常加入特别的混合物、反应剂(酸,碱)、添加剂(如EDTA)、甚至酶。近年来开发的脱胶方法几乎都是衍生于酸脱胶原理(例如加入一种酸使磷脂水化,然后用NaOH调节pH值,以提高分离效果和减少油脂的损耗)。典型的例子有Unilver的超级、单脱胶法、Vandemoortele的TOP脱胶法、Tirtiaux的软脱胶法、Lurgi的酶脱胶法、De Smet的IPAC脱胶法,IPHR的ORP脱胶法。
只要毛油质量好,上述加工方法都可保证脱磷效果(磷含量甚至小于5 mg/kg)。对于质量差或质量变化很大的毛油,仍需选择化学精炼。为了克服化学精炼的缺点(如脏的皂脚和难流动性),开发了新的方法。如用KOH进行精炼,脂肪酸转化成钾皂,可用作肥料。
随着精炼厂固体废弃物引起环保的日益重视,开发了基于减少白土用量的新的脱色方法。这些脱色方法主要是利用多步脱色原理,如使用两步甚至三步填料塔脱色,用废白土预脱色,以及全逆流脱色法。
另外,在脱色前使用硅胶吸附也可以显著降低白土的消耗量,由于硅胶可以吸附残留的磷脂、皂和其他杂质,因此不会影响实际脱色效果。据报道和工业实际应用证明,可减少30%~50%的白土用量。精炼最后一步是脱臭。高效脱臭是连续式的,但其灵活度小,特别是一天有多种物料需要脱臭时。为此,设计了专门脱臭塔如De Smet设计了多原料脱臭塔,该种脱臭塔可以很容易实现多种原料的互换,且相互污染小,最高一天可处理20种不同的原料。
为了满足加工需要,特别是降低生产成本,新的高效脱臭塔已在市场上销售。高效汽提和高效热量回收,可以显著降低生产成本。典型的例子是油脂脱臭填料塔,如Afa Laval的软塔(soft column)。但有些脱色塔的改进,会影响成品油的质量。为使高效操作和高质量的成品油有机结合,De Smet设计了一种新型脱臭塔,该塔采用了独特的和易于安装的设计。脱臭过程中所有关键的步骤(脱气、热量回收、最后加热、汽提脱臭、最终冷却和蒸汽清洗)都组合在一个专门的、单一的容器中进行,从而减少安装成本和对空间及建筑物的占用。为了满足市场的需求,已经生产了这种脱臭塔的系列可选择的加工装置(如双温脱臭,双冷凝,深/浅床)。由于脱臭塔采用的是标准设计,因此这些装置可以组合使用,将来甚至可允许消费者根据需要裁减使用。
2 改性
油脂改性中,分提与酯交换占很大比重。用分提法生产含半固体脂的低或无反式酸的脂如人造黄油和糖果用脂,引起了油脂生产商的广泛兴趣。特别是棕榈油经多级分提后,用途极为广泛,一种油只需控制结晶和过滤就可以以极低的生产成本生产从硬的固体脂(如熔点超过60℃)到液体油(浊点甚至低于0℃)。酯交换缺点(如油脂损耗和催化剂消耗)的克服为其提供了广阔的应用空间。
3 结论
毫无疑问,随着对油脂精炼前所未有的研究和技术创新热潮,对油脂精炼产生巨大冲击的新技术将在下个十年中出现。正在研究开发的最具前景的油脂精炼技术是超滤和微滤膜技术。这些技术在工业上的应用,将给整个油脂行业的物理精炼技术创造新的机遇。另外给油脂加工者新的挑战是非食用油脂的开发,矿物油的高价格和植物油的可再生性,为生物柴油和脂肪酸衍生物在油脂化学制品中应用的开发创造了条件。油脂加工技术会在各个方向得到发展。但不管怎样,在保证质量的前提下,成本效率是最重要的。只有低成本、高质量才能占据最终市场。
