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、四級油比較合理。
關(guān)鍵詞：米糠油；精煉；物理精煉
目前，我國食用油年消費(fèi)量高達(dá)2500萬T左右，而自產(chǎn)1000萬T左右，約占總消費(fèi)量的40%，60%依賴進(jìn)口，可見我國油源嚴(yán)重不足。與糧食一樣食用油也是關(guān)系到生存商品，作為我們這樣一個人口大國，其過高的進(jìn)口依賴度是不利于穩(wěn)定和長治久安的。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，是其中的一個重要的途徑。據(jù)了解，我國水稻年總產(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T左右，這些若全部用于制油，按四級油產(chǎn)率14%計(jì)算，則可年產(chǎn)米糠四級油200萬T左右，將對提高我國食用油自給率起到重要作用。但是，非常遺憾的是，我國目前不到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、亞油酸及多種營養(yǎng)型類脂物，一直是油脂業(yè)和營養(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)品為四級油，但并非都能真正能達(dá)到四級油標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重制約了米糠油的市場推廣。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)通常可達(dá)Y75，R20（羅維朋：25.4mm）以上,放置后色澤還會進(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）三價和二價鐵離子整合物，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，其中危險較大提三價和二價鐵離子與脂肪酸或毛油中其他成分的整合物，三價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，而二價鐵離子整合物在空氣中可很快氧化為三價鐵離子整合物從而合毛糠油色澤進(jìn)一步加深。這些或無機(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 四級成品油
2.1.2 工藝說明
（1）水化脫膠 毛糠油中含有大量的或無機(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，特別是無色的二價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%。另外我們在實(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，后來這家精煉廠另請安徽某油脂技術(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，對米糠油精煉，物理脫酸是工藝。我們在設(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成品油，若需生產(chǎn)三級米糠油只需適當(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 二級成品油
2.2 工藝說明
水化脫膠、真空脫水、冷凍脫蠟、物理脫酸均與三四級油相同，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。使脫脂過濾過程無法正常進(jìn)行。我們設(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)，為此我們在工藝中增加了三次脫色工序。經(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)溫度會略微下降，出塔一般可以維持在250。C左右。脫臭過程對真空度要求比較高，殘壓要求不高于100Pa，可用四級蒸汽噴射泵產(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，存放間長了，在低溫（0。C左右）往往仍然會有少量固脂析出，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、四級油為生。文章轉(zhuǎn)自：http://www.yxtdw.cn 未經(jīng)允許禁止轉(zhuǎn)載！