米糠油精煉工藝的研究與實(shí)踐
摘要：指出浸出米糠油酸值高、色澤深、雜質(zhì)多、精煉工藝比較復(fù)雜，介紹了以浸出米糠油的原料生產(chǎn)各等級(jí)食用米糠油的生產(chǎn)工藝，提出了米糠油精煉的一些難點(diǎn)并分析了原因，認(rèn)為用高酸值浸出米糠毛油生產(chǎn)困難，建議中小型米糠油精煉廠把產(chǎn)品定位為二、三、四級(jí)油比較合理。
關(guān)鍵詞：米糠油；精煉；物理精煉
目前，我國(guó)食用油年消費(fèi)量高達(dá)2500萬(wàn)T左右，而自產(chǎn)1000萬(wàn)T左右，約占總消費(fèi)量的40%，60%依賴進(jìn)口，可見我國(guó)油源嚴(yán)重不足。與糧食一樣食用油也是關(guān)系到生存商品，作為我們這樣一個(gè)人口大國(guó)，其過高的進(jìn)口依賴度是不利于穩(wěn)定和長(zhǎng)治久安的。在這種情況下，開源節(jié)流大力發(fā)掘新能源，盡量減少食用油在非食用方面的應(yīng)用（如生物柴油），千方百計(jì)提高我國(guó)食用油自給率，是每一位油脂工作者義不容辭的職責(zé)。充分利用米糠資源，大力發(fā)展米糠制油，是其中的一個(gè)重要的途徑。據(jù)了解，我國(guó)水稻年總產(chǎn)量在2億噸左右，按米糠產(chǎn)率7%計(jì)算，則可年產(chǎn)米糠1400萬(wàn)T左右，這些若全部用于制油，按四級(jí)油產(chǎn)率14%計(jì)算，則可年產(chǎn)米糠四級(jí)油200萬(wàn)T左右，將對(duì)提高我國(guó)食用油自給率起到重要作用。但是，非常遺憾的是，我國(guó)目前不到20%的米糠用于制油，80%以上直接作為飼料油，導(dǎo)致大量油源浪費(fèi)，令人痛心。眾所周知，米糠因其富含油酸、亞油酸及多種營(yíng)養(yǎng)型類脂物，一直是油脂業(yè)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)所推崇的，隨著米糠膨化浸出技術(shù)的推廣和日臻完善，米糠油的制取已不存在技術(shù)難題。目前制約我國(guó)米糠制油大規(guī)模發(fā)展的技術(shù)難點(diǎn)在米糠油的精煉。由于我國(guó)米糠油生產(chǎn)廠普遍較小，采用的生產(chǎn)工藝和設(shè)備比較落后，生產(chǎn)的米糠油大都色澤深、含蠟量高、口感差，使其商業(yè)價(jià)值大幅度降低，同也影響其作為食品工業(yè)原料的使用性能。雖然很多廠家聲稱自己的米糠油產(chǎn)品為四級(jí)油，但并非都能真正能達(dá)到四級(jí)油標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重制約了米糠油的市場(chǎng)推廣。我們從事米糠油精煉研究和生產(chǎn)實(shí)踐多年，現(xiàn)提出我們的一點(diǎn)體會(huì)供大家參考。
1 浸出米糠油的
1.1 酸值高
由于解酯酶的存在，米糠若不及進(jìn)行殺酵保鮮處理，其中所含米糠油在很短的間內(nèi)就會(huì)大量水解，導(dǎo)致酸值急劇升高。有資料介紹，新出米機(jī)的米糠若不及殺酵，在24h左右，每堆放一小，酸值可增加1（KOH）/（mg/g）。我國(guó)稻米加工多為小規(guī)模分散進(jìn)行，單廠米糠產(chǎn)量很小，難以就地殺酵保鮮。油廠只能從各小米廠收購(gòu)米糠，集中后再加以保鮮處理，這已經(jīng)過了保鮮機(jī)，酸值已經(jīng)升高。用這樣的米糠生產(chǎn)的毛油酸值一般都很高，達(dá)23-30（KOH）/（mg/g），有的甚至高達(dá)50（KOH）/（mg/g）。
1.2 色澤深
高酸值浸出米糠毛油色澤都很深，剛出機(jī)通?？蛇_(dá)Y75，R20（羅維朋：25.4mm）以上,放置后色澤還會(huì)進(jìn)一步加深。
1.3 雜質(zhì)多
浸出毛米糠油中甘三酯和游離脂肪酸總量90%左右，其余均為雜質(zhì)，包括（1）脂溶性雜質(zhì)，如磷脂、糠脂、糖甘、脂肪酸甾醇脂、脂蛋白等結(jié)合脂質(zhì)，糠蠟和谷維素以及烴類、脂肪醇、甾醇、維生素E等不皂化物；（2）機(jī)械雜質(zhì)，如糠屑、泥沙等；（3）三價(jià)和二價(jià)鐵離子整合物，毛糠油酸值高，過多的游離脂肪酸的存在，使其在較高的溫度下可溶解設(shè)備上的油垢、鐵銹、甚至可腐蝕碳鋼設(shè)備和管道，產(chǎn)生大量雜質(zhì)進(jìn)入油中，其中危險(xiǎn)較大提三價(jià)和二價(jià)鐵離子與脂肪酸或毛油中其他成分的整合物，三價(jià)鐵離子與脂肪酸等物質(zhì)的整合物多為深紅色或暗褐色，且較難從油中分離，而二價(jià)鐵離子整合物在空氣中可很快氧化為三價(jià)鐵離子整合物從而合毛糠油色澤進(jìn)一步加深。這些或無(wú)機(jī)雜質(zhì)進(jìn)入毛油中，使毛油的進(jìn)一步變差，精煉難度更大。
2 浸出米糠油精煉工藝
2.1 三、四級(jí)油精煉工藝
2.1.1 工藝流程
米糠油精煉工藝的研究與實(shí)踐(圖1)米糠油精煉工藝的研究與實(shí)踐(圖2)米糠油精煉工藝的研究與實(shí)踐(圖3)米糠油精煉工藝的研究與實(shí)踐(圖4)米糠油精煉工藝的研究與實(shí)踐(圖5)米糠油精煉工藝的研究與實(shí)踐(圖6)毛油 水化脫膠 真空脫水 冷凍脫蠟 脫色 物理脫酸 四級(jí)成品油
2.1.2 工藝說(shuō)明
（1）水化脫膠 毛糠油中含有大量的或無(wú)機(jī)雜質(zhì)。在較高的溫度下，這些雜質(zhì)可能發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化，特別是無(wú)色的二價(jià)鐵離子與脂肪酸等物質(zhì)的整合物在較高的溫度下很容易被氧化為深褐色或暗紅色的三價(jià)鐵離子整合物，導(dǎo)致油色進(jìn)一步加深。所以水化宜采取較低的溫度，我們采用的操作方法和工藝參數(shù)中下：將油溫凋至40。C加入濃度為85%的磷酸，加入量為油重的2%。充分混合后將溫度調(diào)高到70。C，加入同溫的軟水，加水量為油重的8%進(jìn)行水化，水化后進(jìn)行油水分離。
（2）真空脫水 為避免升溫引起油色加深，脫水應(yīng)在真空下進(jìn)行，真空度0.08Mpa以上，脫水溫度90。C，連繼進(jìn)行。脫水后應(yīng)在真空狀態(tài)下將油溫冷卻至70。C以下。
（3）冷凍脫蠟 脫蠟有利分離油中不利于脫色的雜質(zhì)，所以我們將脫蠟工序安排在脫色之前。由于油中脂肪酸含量高，而脂肪酸熔點(diǎn)較高，溫度降低，可使部分脂肪酸凝固，導(dǎo)致油的粘度急劇上升，酸值為30（KOH）/（mg/g）的糠油，溫度降到20。C就已經(jīng)變得非常粘稠，給脫蠟過濾造成困難。所以酸值米糠油脫蠟，過濾溫度不宜低于20。C。我們采用的工藝是：將真空脫水后的糠油，打入結(jié)晶罐內(nèi)，在緩慢攪拌下進(jìn)行冷卻，使油溫在24h左右，由70。C緩慢均勻地降至25。C，繼續(xù)緩慢攪拌，并保持油溫不變，進(jìn)行養(yǎng)晶，養(yǎng)晶間在48h以上，養(yǎng)晶結(jié)束后用葉片過濾機(jī)預(yù)涂硅澡土進(jìn)行過濾。過濾過程中油質(zhì)宜保持在25。C不變。過濾器溫度升高，可加快過濾效率，減少蠟糊含油量，但脫蠟油中含蠟量會(huì)有所增加，濁點(diǎn)升高，透明度變差； 過濾溫度降低，可減少油中含蠟量，降低濁點(diǎn)，提高透明度，但會(huì)使過濾油率明顯降低，并增加蠟糊含油量。實(shí)踐表：酸值在20-30（KOH）/（mg/g）的米糠油脫蠟溫度控制在20～25。C，綜合效果比較好。
需要說(shuō)明的是：在生產(chǎn)中我們發(fā)現(xiàn)米糠油脫蠟有明顯的脫色作用。實(shí)測(cè)表明：Y70，R20（羅維朋25.4mm槽）左右的脫膠米糠油經(jīng)脫蠟后色澤降至Y70，R12（羅維朋：25.4mm）左右。其原因可能與下列因素有關(guān)：深油色的三價(jià)鐵離子與脂肪酸整合物以及某些熔點(diǎn)較高的色素在低溫下結(jié)晶析出并在脫蠟過濾截留在蠟中而從油中分離。
（4）脫色 浸出米糠油一般色澤都很深，酸值越高色澤越深，而且脫除困難。我們采取的脫色工藝是：脫蠟油加熱至110。C左右進(jìn)入真空脫色塔，真空度保持在0.085Mpa以上，加入占油量4～6%的脫色劑，脫色劑為活性白土，為提高脫色效果，脫色油，可在活性白土中加入5%左右（白土重量）的活性炭。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，提高脫色溫度，有利于提高脫色效果，但在物理脫酸過程中的熱脫色效果較差，脫色溫度降低，脫色效果下降，但物理脫酸過程中的熱脫色能力加強(qiáng)，綜合兩方面考慮，以115。C左右脫色效果較好。
（5）物理脫酸 米糠油酸值高，堿煉脫酸煉耗太大，酸值煉耗比約為：1：0.9，以酸值30（KOH）/（mg/g）為例，其堿煉損耗的理論值為27%。另外我們?cè)趯?shí)踐中還發(fā)現(xiàn)，米糠油堿煉加入足夠的超量堿，使堿煉后酸值降至0.5（KOH）/（mg/g）以下，這更導(dǎo)致堿煉損耗，否則，若堿煉不，不不能降低色澤，反而會(huì)使油色顯著加深，且加深后的色澤非常牢固，很難用一般的脫色方法脫除。幾年前，江蘇太倉(cāng)某糧機(jī)供應(yīng)商給安徽淮南某地上一條米糠油精煉廠，由于供應(yīng)商不了解米糠油特性，采用堿煉工藝，把大量米糠油煉成皂腳，損失非常慘重，后來(lái)這家精煉廠另請(qǐng)安徽某油脂技術(shù)人員指導(dǎo)，改用物理精煉工藝，生產(chǎn)才得以正常進(jìn)行。所以，對(duì)米糠油精煉，物理脫酸是工藝。我們?cè)谠O(shè)計(jì)使用的是填料式脫酸塔，工藝條件中下：系統(tǒng)殘壓100pa以下，脫酸溫度：進(jìn)塔240～250。C，出塔≥230。C。物理脫酸后，酸值可降至1～3（KOH）/（mg/g），色澤由脫色后的Y70，R10（羅維朋25.4mm槽）左右大幅降至Y35，R3（羅維朋25.4mm槽）以下，達(dá)三級(jí)油色澤標(biāo)準(zhǔn)，脫酸和熱脫色效果都非常明顯。另外脫酸損耗也明顯降低，酸值煉耗比可降至
1：0.6，酸值為30（KOH）/（mg/g）的米糠油，物理脫酸的損耗為18%，比堿煉損耗降低1/3。
物理脫酸后即得四級(jí)成品油，若需生產(chǎn)三級(jí)米糠油只需適當(dāng)升高脫酸溫度，保證酸值在1（KOH）/（mg/g）以下即可，其他指標(biāo)都符合三級(jí)米糠油標(biāo)準(zhǔn)。
需要指出的是，物理脫酸后的米糠油酸值回升比較快，特別是低酸值回升更快，及冷卻至40。C以下保存。
2.2 一、二級(jí)油精煉工藝
2.2.1 工藝流程
毛油 水化脫膠 真空脫水 冷凍脫蠟 預(yù)脫色 脫色 物理脫酸 冷凍脫 三次脫色蠟 脫臭 二級(jí)成品油
2.2 工藝說(shuō)明
水化脫膠、真空脫水、冷凍脫蠟、物理脫酸均與三四級(jí)油相同，這里不再闡述。
（1）預(yù)脫色 用混入5%活性炭的活性白土加入油中，加入量為油重的0.5%，在溫度
115。C左右，真空度0.085Mpa以上的條件下充分混合后，穿過復(fù)脫色留下的脫色劑濾餅層進(jìn)入過濾，從而完成預(yù)脫色工藝，預(yù)脫色既可充分利用復(fù)脫色留下的白土濾餅層剩于脫色力，又有利于進(jìn)一步脫除油中殘留的膠雜，為連續(xù)工序創(chuàng)造更有利的條件。
（2）復(fù)脫色 預(yù)脫色油再加入2～3%的脫色劑，脫色劑仍為加入5%活性炭的活性白土，脫色溫度115。C，真空度0.085Mpa。復(fù)脫色過濾后，過濾機(jī)不排空不卸餅，留等預(yù)脫色穿濾使用。
通過預(yù)脫色和復(fù)脫色處理，脫色油色澤更淺，，可保證經(jīng)后續(xù)處理后生產(chǎn)出合格的二級(jí)米糠油。
（3）冷凍脫脂 米糠油中除含有蠟外，還含有量的脂，這些脂在低溫下會(huì)結(jié)晶析出，使油脂變渾，甚至出現(xiàn)固液分層現(xiàn)象，影響油品外觀，尤其是生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)中有冷凍實(shí)驗(yàn)要求，脫脂是必需的工序之一。脫脂在脫酸以后進(jìn)行，否則大量的脂肪酸存在，脂肪酸在低溫下，甚至先于脂質(zhì)結(jié)晶凝固。使脫脂過濾過程無(wú)法正常進(jìn)行。我們?cè)O(shè)計(jì)的脫脂工藝是：將經(jīng)物理脫酸后，酸值降至1-3的米糠油冷卻到60-70。C，打入脫脂結(jié)晶罐，經(jīng)24小左右的間，將其緩慢勻速冷卻至0-2。C，然后保溫養(yǎng)晶，養(yǎng)晶間應(yīng)在48小以上。在冷凍和養(yǎng)晶過程中始終保持緩慢攪拌。在養(yǎng)晶過程中允許溫度略微回升，養(yǎng)晶結(jié)束，油溫可允許回升至2-5。C，然后用葉片過濾機(jī)預(yù)涂硅澡土過濾，過濾利用油位差，借助重力形成的壓差自然過濾，也可在養(yǎng)晶罐內(nèi)適當(dāng)加壓，加壓壓力不得超過0.06Mpa，應(yīng)避免用攪動(dòng)作用強(qiáng)的輸油泵加壓過濾，否則打碎脂晶，增加過濾難度，過濾后油中含脂量也會(huì)增加。
（4）三次脫色 浸出米糠毛油色澤深，即使經(jīng)過前道預(yù)脫色，復(fù)脫色及物理脫酸處理，色澤仍然很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，為此我們?cè)诠に囍性黾恿巳蚊撋ば?。?jīng)過前道處理，大部分可脫除的色素都在預(yù)脫色和復(fù)脫色過程中脫除，熱敏性色素也在物理脫酸過程中熱脫色分離。三次脫色的主要目的在于進(jìn)一步脫除經(jīng)脫脂后釋放出來(lái)的少量可脫除色素，所以脫色劑加入量不需要太多，一般為油重的1%即可，其他工藝條件與復(fù)脫色相同。
（5）脫臭 將復(fù)脫色的油打入脫臭系統(tǒng)，先加熱至120-140。C左右進(jìn)行析氣，析氣后再進(jìn)一步加熱到260-270。C進(jìn)入脫臭塔，我們使用的脫臭塔為不銹鋼填料塔，塔內(nèi)不設(shè)加熱裝置，油在塔內(nèi)溫度會(huì)略微下降，出塔一般可以維持在250。C左右。脫臭過程對(duì)真空度要求比較高，殘壓要求不高于100Pa，可用四級(jí)蒸汽噴射泵產(chǎn)生真空。
米糠毛油（酸值≤15（KOH）/（mg/g））經(jīng)上述工藝處理后，油的酸值可降至0.2（KOH）/（mg/g）以下，色澤可降至Y35，R3.5（羅維朋133.4mm槽）以下,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
需要說(shuō)明的是：浸出米糠毛油一般酸值較高，經(jīng)過脫酸脫臭處理后，雖然酸值可降至0.2（KOH）/（mg/g）以下，但油中含有少量的甘一酯和甘二酯，它們的穩(wěn)定性比甘三酯差，易進(jìn)一步水解成甘油和脂肪酸，導(dǎo)致酸值在短期內(nèi)回升。即使加入也很難陰止酸值回升。另外，米糠油即使經(jīng)過嚴(yán)格的脫脂處理，存放間長(zhǎng)了，在低溫（0。C左右）往往仍然會(huì)有少量固脂析出，使油變渾甚至產(chǎn)生固脂沉淀。所以小包裝米糠油很難保證18個(gè)月的貨加期。由于米糠油生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高、保存難，對(duì)毛油要求高，我們建議中小型米糠油廠應(yīng)以生產(chǎn)二、三、四級(jí)油為生。文章轉(zhuǎn)自：http://xhamusic.com 未經(jīng)允許禁止轉(zhuǎn)載！