油脂精煉酶法脫膠技術(shù)

1、油脂精煉酶法脫膠技術(shù) 一、酶法脫膠是在油脂精煉中采用現(xiàn)代生物工程高新技術(shù)，利用分離的篩選磷脂酶將毛油中的非水合磷脂水解掉一個(gè)脂肪酸，從而提高磷脂的親水性，可以更方便、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保地利用水化的方法將磷脂除去掉，以達(dá)到油脂生產(chǎn)企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高出油率，增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。 二、酶法脫膠的顯著優(yōu)點(diǎn)1、提高經(jīng)濟(jì)效益主要通過(guò)提高精煉得率實(shí)現(xiàn)，得率一般提高1以上在脫臭物中保留更多Ve，增加脫臭物價(jià)值相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益可提高3080元/噸。2、 環(huán)境友好技術(shù)更低的化學(xué)品消耗不產(chǎn)生皂腳，簡(jiǎn)化后續(xù)處理節(jié)約60水消耗3、建廠投資節(jié)省可以只用一臺(tái)離心機(jī)節(jié)約廢水處理投資4、 提高精煉油品質(zhì) 酶法脫膠

2、精煉油穩(wěn)定性好5、健康理念酶法工藝符合天然健康產(chǎn)品的要求三、酶法脫膠成本效益分析毛油：菜籽油或大豆油化學(xué)法精煉酶法脫膠物理精煉消耗品單價(jià)（元/kg）數(shù)量(kg)價(jià)值(元)數(shù)量(kg)價(jià)值(元)成本毛油5.6 1000-56001000-5600磷酸（85）4.5 2-90檸檬酸6.5 00.65-4.23 NaOH3.3 3-9.90.2-0.66酶650.0 00.03-19.5軟水0.01 140-1.430-0.3白土1.2 8-9.610-12電（1元/度）1.0 18-1820-20蒸汽0.1 250-25300-30總原料物耗-5672.9 -5686.7 收益精煉油5.9 963

3、5681.79735740.7油腳0.4 65260分餾物(化學(xué)）2.5 512.50分餾物(物理）3.3 001549.55720.25790.2毛利47.3103.5 4電解質(zhì) 油中的膠體分散相，除了親水的磷脂外，由于油料欠熟、變質(zhì)、生長(zhǎng)土質(zhì)以及加工等因素的影響，有時(shí)尚含有一部分非親水的磷脂（-磷脂、鈣鎂復(fù)鹽式磷脂、溶血磷脂、N-酰基腦磷脂等），以及蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物（膘、胨）的復(fù)雜結(jié)合物，個(gè)別油品尚含有由單糖基和糖酸組成的黏液質(zhì)。這些物質(zhì)的因其結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性而不親水，有的則因水合作用，顆粒表面易為水膜所包圍（水包分子）而增大電斥性，因此，在水化脫膠中不易被凝聚。對(duì)于這類膠體分散相，可根據(jù)膠體水

4、合、凝聚的原理，通過(guò)添加食鹽或明礬、硅酸鈉、磷酸、檸檬酸、酸酐、磷酸鈉、氫氧化鈉等電解質(zhì)稀溶液改變水合度，促使凝聚。電解質(zhì)在脫膠過(guò)程中的主要作用如下。 1中和膠體分散相質(zhì)點(diǎn)的表面電荷，消除（或降低）質(zhì)點(diǎn)的電位或水合度，促使膠體質(zhì)點(diǎn)凝聚。 2磷酸和檸檬酸等促使鈣鎂復(fù)鹽式磷脂、N-?；X磷脂和對(duì)稱式結(jié)構(gòu)-磷脂轉(zhuǎn)變成親水性磷脂。 3明礬水解出的氫氧化鋁以及生成的脂肪酸鋁具有較強(qiáng)的吸附能力，除能包絡(luò)膠體質(zhì)點(diǎn)外，還可吸附油中色素等雜質(zhì)。 4磷酸、檸檬酸螯合、鈍化并脫除與膠體分散相結(jié)合在一起的微量金屬離子，有利于精煉油氣味、滋味和氧化穩(wěn)定性的提高。 5促使膠粒絮凝緊密，降低絮團(tuán)含油量，加速降速度，提高水化

5、得率與生產(chǎn)率。 ? 水化脫膠時(shí)，電解質(zhì)的選用需要根據(jù)毛油品質(zhì)、脫膠油的質(zhì)量、水化工藝或水化操作情況來(lái)確定。對(duì)于一般食用的脫膠油，只有當(dāng)普通水水化脫不凈膠質(zhì)、膠粒絮凝不好呀操作中發(fā)生乳化現(xiàn)象時(shí)，才添加電解質(zhì)。如果選用食鹽或磷酸三鈉，其量約為油質(zhì)量的0.2%0.3%(解除乳化現(xiàn)象不在此例)；若選用明礬和食鹽，其量則各占油質(zhì)量的0.05%；當(dāng)脫膠作為精制油的前道精煉工序時(shí)，而需按油質(zhì)量的0.05%0.2%添加85%的磷酸調(diào)質(zhì)，以保證脫膠效果和后續(xù)工序的處理質(zhì)量 5其它因素 水化脫膠過(guò)程中，油中膠體分散相的均布程度，影響脫膠效果穩(wěn)定，因此，水化前粗油一定充分?jǐn)嚢?，使膠體分散相布均勻。水化時(shí)添加水的溫度

6、對(duì)脫膠效果也有影響，當(dāng)水溫與油溫相差懸殊時(shí)，會(huì)形成稀松的絮團(tuán)，甚至產(chǎn)生局部乳化，以致影響水化油得率，因此通常水溫應(yīng)與油溫相等或略高于油溫。此外，進(jìn)油流量、沉降分離溫度也影響脫膠效果，操作中需要注意。 （一）? 間歇式水化脫膠工藝 間歇式水化脫膠的方法較多，但其工藝程序基本相似，都包括加水（或加直接蒸氣）水化、沉降分離、水化干燥和油腳處理等內(nèi)容。 例如中溫水化法，一般中小型油廠應(yīng)用較普遍的一種水化方法。水化溫度通常為6065,；加水量一般為粗油膠質(zhì)含量的23位。操作條件控制適宜，亦能獲得較滿意的效果?，F(xiàn)以花生油脫膠為例對(duì)中溫水化工藝的操作作簡(jiǎn)述如下。 采用中溫水化工藝脫膠時(shí)，將過(guò)濾花生油泵入水化

7、罐內(nèi)，以間接蒸汽加熱，配合中速攪拌（40r/min）使油溫升到6065，然后按粗油膠質(zhì)會(huì)含量的23倍，均勻加入同油溫的水，保持溫度不變，繼續(xù)攪拌3040min，待膠粒絮凝呈現(xiàn)明顯分離狀態(tài)時(shí)，取樣用濾布濾出凈油，作280加熱試驗(yàn)，若無(wú)析出物即可停止攪拌，靜置沉降時(shí)間不得少于6h。經(jīng)過(guò)靜置沉降，上層水化凈油經(jīng)干燥或脫溶、過(guò)濾即成水化脫膠油。 低溫水化法 低溫水化法亦稱簡(jiǎn)易水化法。其特點(diǎn)是在較低溫度下，只需添加少量水，就可以達(dá)到完全水化的止的。低溫水化操作溫度一般控制在2030，加水量為粗油膠質(zhì)含量的0.5倍。靜置沉降時(shí)間不小于10h。該工藝操作周期長(zhǎng)，油腳含油量高，處理麻煩，只適用于生產(chǎn)規(guī)模小的企

8、業(yè)。 采用低溫水化工藝脫膠時(shí)，將過(guò)濾粗油泵入水化罐內(nèi)，向換熱裝置通入冷水冷卻油脂，并配合中速攪拌，使膠質(zhì)均勻分布于油中。待油溫降到2025時(shí)，將攪拌速度調(diào)整到6070r/min，按粗油膠質(zhì)量的0.5倍左右加入同溫的水進(jìn)行水化，添加水于710min內(nèi)均勻淋入油中后，繼續(xù)攪拌2030min，然后停止攪拌，靜置沉降12h，分離水化凈油和油腳。上層水化凈油轉(zhuǎn)入真空脫水罐脫水，下層油腳轉(zhuǎn)入鹽析罐回收油。 鹽析油腳時(shí)，先以蒸汽或直接火將其加熱到8090，然后按油腳質(zhì)量的30%50%，均勻加入含量5%10%的食鹽水溶液（7080）,并配合攪拌繼續(xù)升溫到100左右，停止加熱攪拌，靜置沉降24h撇取上浮油脂直到

9、無(wú)油析出為止。 （二）? 連續(xù)式水化脫膠工藝 連續(xù)式水化是一先進(jìn)的脫膠工藝，包括預(yù)熱、油水混合、油腳分離及油的干燥均為連續(xù)操作。含雜質(zhì)小于0.2%過(guò)濾毛油，經(jīng)計(jì)量后由泵送到板式加熱器，加熱油溫到8085后，與一定量的熱水（90）一起連續(xù)進(jìn)入水化作用，然后泵入碟式離心機(jī)進(jìn)行油膠質(zhì)的分離。 脫膠后的油中含有0.2%0.5%的水分，油經(jīng)加熱器升溫至95左右，進(jìn)入真空干燥器連續(xù)脫水后，由泵送入冷卻器冷卻到40后，轉(zhuǎn)入脫膠油儲(chǔ)罐。真空干燥器內(nèi)操作絕對(duì)壓力為4Kpa。 連續(xù)水化脫膠工藝在處理膠質(zhì)含量低的原料油脂時(shí)，需擴(kuò)大水化反應(yīng)器的容量或增設(shè)凝聚罐，以確保膠粒的良好凝聚，獲得好的脫膠效果。 非水化磷脂的脫

10、除 一、? 非水化磷脂的性質(zhì) 末脫膠的植物油含有不同類型的磷脂。通常大體分為水化磷脂（HP）和非水化磷脂（）。它們的不同主要在于和磷脂酸羥基相連的官能團(tuán)不同，水化磷脂含有極性較強(qiáng)的基團(tuán)，例如膽堿、乙醇胺、肌醇、絲氨酸，所形成的磷脂分別為磷脂酰膽堿（卵磷脂，）、磷脂酰乙醇胺（腦磷脂，）、磷脂酰肌醇（肌醇磷脂，）和磷脂酰絲氨酸（絲氨酸磷脂，），上述這些磷脂的復(fù)合物，共同的特點(diǎn)就是與水接觸形成水合物，且在水中析出，但它們的水化速率有差別。含有極性較弱的基團(tuán)，主要形式為磷脂酸（）和溶血磷脂酸的鈣鎂鹽。將非水化磷脂的鈣鎂鹽轉(zhuǎn)化為游離酸形式分析，發(fā)現(xiàn)大豆油中非水化磷脂的組成為：肌醇磷酸（2%）、甘油磷酸（

11、15%）、溶血磷脂酸(28%)、磷脂酸（55%）. 在植物油中，大部分非水化磷脂是以磷脂酸和溶血磷脂酸的鈣鎂鹽的形式存在的。磷脂酸的  值為  K  =3.8?  K  =8.6。這表明磷脂酸在pH值小于1.8時(shí)不能解離；pH值等于6時(shí)有50%解離；pH值大于10.6時(shí)完全解離。因而磷脂酸在水中是以膠粒形式分散的。完全解離的磷脂酸和鈣鎂離子幾乎是以1:1的比例結(jié)合，結(jié)合的穩(wěn)定性取決于溶液的P值、離子類型和濃度。 沒(méi)有解離的磷脂酸不溶于水，可溶于極性和非極性有機(jī)溶劑；解離的磷脂酸不溶于非極性有機(jī)溶劑，而在極性有機(jī)溶劑中輕微溶解；磷脂酸的鈣鎂鹽不溶

12、于水接觸易形成膠束或液晶囊，它與水結(jié)合能國(guó)取決于的解離度。磷脂酸尤其是溶血磷脂酸比相應(yīng)的水化磷脂具有更好的表面活性，它們的鈣鎂鹽也有較強(qiáng)的表面活性。 二、? 非水化磷脂的形成 由于在常規(guī)堿煉或水化脫膠過(guò)程中，非水化磷脂不能轉(zhuǎn)化為水化形式的磷脂而仍然存在于油中，很難除去。一般的堿煉或水化脫膠過(guò)程能夠除去80%左右的磷脂，剩余的主要就是非水化磷脂。有資料表明：一般油中大約有135×10  磷是以非水化磷脂的形式存在的。非水化磷脂即使經(jīng)過(guò)16次水洗也不能脫除。 在植物油中，大部分非水化磷脂是以磷脂酸和溶血磷脂的鈣鎂鹽的形式存在的。非水化磷脂的生產(chǎn)與原料的成熟度、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸和加工過(guò)

13、程中原料水分含量有關(guān)。在此期間，由于磷脂酶的活性使磷脂水解成不易水化的磷脂酸。另外，當(dāng)磷脂酸與鈣、鎂金屬離子結(jié)合時(shí)就會(huì)形成非水化磷脂鈣、鎂復(fù)鹽。 三、? 非水化磷脂的控制 由于是由一系列磷脂的鹽組成，因此，任何有可能導(dǎo)致磷脂中各組分水解的因素都會(huì)影響到的形成。包括收獲時(shí)的天氣狀況、儲(chǔ)藏和運(yùn)輸條件等都會(huì)影響的含量。對(duì)大豆油中非水化磷脂的形成的研究表明，將水分含量分別為10%、1的整粒大豆和含同樣水分的軋過(guò)坯的大豆胚片，經(jīng)不同的儲(chǔ)藏時(shí)間后，在不同的條件下進(jìn)行浸出，浸出前使原料中的磷脂酶失活或保持活性。結(jié)果大豆中非水化磷脂的形成是下列四種因素相互作用的結(jié)果：大豆中的水分含量和軋坯后大豆坯中的水分含量

14、；磷脂酶的活性；在浸出前或浸出過(guò)程對(duì)大豆的熱處理；破碎或軋坯過(guò)程中大豆細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞程度。另外，儲(chǔ)藏時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、水分含量過(guò)高和較高溫度下浸出都有助于油中非水化磷脂的形成，即使在溶劑浸出前使磷脂酶失活也不能減少油中非水化磷脂的含量。 非水化磷脂的含量隨大豆水分含量的上升、酶活性的增強(qiáng)而升高，其中磷脂酶的活性是一個(gè)關(guān)鍵因素。在一定范圍內(nèi)，酶的活性隨著水分的升高而增強(qiáng)，它使得更多的水化磷脂轉(zhuǎn)化為非水化磷脂。在原料水分含量小于9%情況下，油中磷脂中的非水化磷脂含量較低，用直接蒸汽處理后使酶完全失活。大豆破碎或軋坯后，組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞，使磷脂酶的活性增強(qiáng)，從而導(dǎo)致磷脂中非水化磷脂的含量增加。 減少水化

15、磷脂轉(zhuǎn)化成非水化磷脂可以采取以下措施：使水分含量小于9%，可以抑制的形成；浸出前用直接蒸汽加熱或用微波處理使磷脂酶失活；軋坯的大豆在低溫和低水分含量的情況下立即浸出。 四、? 特殊水化脫膠 隨著物理精煉法（蒸餾脫酸法）的發(fā)展，在降低損耗、改善油品品質(zhì)、拓展應(yīng)用范圍的研究和實(shí)踐中，已確認(rèn)原料油脂在蒸餾脫酸、脫臭前的預(yù)處理質(zhì)量是影響成品油外觀、風(fēng)味、穩(wěn)定性和使用價(jià)值的關(guān)鍵因素。由于常規(guī)水化得到的脫膠油磷含量約1×10  ? 2×10  ,脫膠油的金屬離子含量也較高，給脫色工序增加了難度和負(fù)荷，使后續(xù)的油脂脫臭脫酸過(guò)程有可能無(wú)法進(jìn)行。因此，一些特殊水化脫膠工藝

16、，能最大限度地對(duì)油中非水磷脂脫除。 超級(jí)脫膠工藝，含磷量可降至30×10  以下。具體過(guò)程是將未脫膠或水化脫膠油加熱至70左右，加入油質(zhì)量的0.05%0.2%磷酸或檸檬酸進(jìn)行體系pH值的調(diào)節(jié)，使非水化磷脂解離，之后將油脂冷卻至40以下，即所謂磷脂水化“臨界溫度”以下，加水使磷脂在慢速狀態(tài)下形成穩(wěn)定的液態(tài)晶囊，這些晶囊會(huì)有效地束縛糖及金屬離子。 特殊濕法脫膠聯(lián)合脫膠工藝，經(jīng)過(guò)水化脫膠的油中還含有非水化磷脂，即磷脂酸和腦磷脂的鈣鎂復(fù)鹽。對(duì)于這類磷脂?；Y(jié)合弱極性基團(tuán)所復(fù)合的磷脂，水化脫除是非常因難的。鑒于這些非水化磷脂在酸性和堿性條件下可以解離，解離的磷脂能形成不溶于油的水合液態(tài)晶體，工序如下，過(guò)濾粗油（×  ）或水化脫膠油由輸油泵泵入換熱器，預(yù)熱到6570后進(jìn)入酸混合反應(yīng)器，加入油質(zhì)量的0.05%0.2%的磷酸或檸檬酸進(jìn)行調(diào)理，之后將油冷卻至40以下，加入油質(zhì)量的1%3%、含量為2%3%的絮凝劑，反應(yīng)后的體系加熱至70左右進(jìn)行離心分離。此工藝可以使脫膠油中的含磷量降至8×10  以下。 特殊濕法脫膠法，酸的添加量按未脫膠油磷脂含量確定：含磷脂00.5%,檸檬酸0.1%;含磷脂0.5%1%，檸檬酸0.15%;磷脂含量>1%，檸檬酸0.2%。絮凝劑的添加量基于中和