一種植物油脂的離解-螯合脫膠方法
2023-08-08 08:00:51
一種植物油脂的離解-螯合脫膠方法
【專利摘要】本發明涉及一種植物油脂的離解-螯合脫膠方法；將毛油過濾除去固體顆粒雜質，加熱到40～90℃；在轉速80～150轉/分鐘的條件下，加入質量為毛油1.0～5.0%的複合脫膠劑水溶液，恆溫反應2～15min；然後將轉速調至30～60轉/分鐘，恆溫反應10～30min。反應結束後採用靜置分離或離心分離，得到脫膠油和油角；複合脫膠溶液由螯合劑、離解劑和去離子水組成；本方法脫膠過程能夠使非親水性磷脂的螯合反應和離解轉化反應及親水性磷脂的絡合絮凝過程同步進行，實現一步法脫除磷脂、金屬等膠質；具有工藝簡單、原料適應性廣、油脂損失少等特點，適用於植物油脂的加工生產。
【專利說明】一種植物油脂的離解-螯合脫膠方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於植物油的加工範疇，尤其涉及一種利用壓榨或浸漬工藝製備出的植物 毛油的離解-螯合脫膠方法。
【背景技術】
[0002] 以小桐子、黃連木、文冠果、光皮樹等木本油料種籽和大豆、菜籽、花生等草本油料 種籽為原料，採用機械壓榨或溶劑萃取方式生產出的油脂統稱為毛油，其主要成分是甘油 三酯和游離脂肪酸。除此之外，還有水分、固體雜質（油料餅屑、草杆纖維）、膠溶性雜質（磷 月旨、蛋白質、糖類）、脂溶性雜質（游離脂肪酸、留醇、色素）、毒性物質（黃麴黴毒素、多環芳 烴、農藥）等。這些雜質的存在不僅影響油脂的食用價值和安全儲藏，而且給後續深加工帶 來困難。尤其是作為生物燃料的原料（生物柴油和航空生物燃料）使用時，這些雜質會對 製備工藝、催化劑及產品質量都有非常大的影響。因此，毛油精煉是植物油進一步應用的前 提和基礎。
[0003] 化學精煉是傳統的油脂加工方法，也是目前最常用的油脂精煉方法，一般包括脫 膠、中和、脫水、脫色、脫臭等工序。脫膠主要除去磷脂、蛋白質、糖類等膠質；中和是通過鹼 中和油脂中的游離脂肪酸；脫水是採用抽真空除去油脂中的游離水；脫色是利用白土等吸 附油脂中的不皂化物；脫臭是利用水蒸氣蒸餾的方法除去油脂中的風味物質。
[0004] 脫除毛油中膠溶性雜質的工藝過程稱為脫膠，其方法可分為水化脫膠、鹼法脫膠、 酶法脫膠等。水化脫膠是利用磷脂的親水性，使水化磷脂吸水膨脹、凝聚，形成膠團析出，實 現與油脂的分離。其只能除去水化性磷脂，而不能脫除非水化性磷脂，且脫膠效率低於70%， 不能達到下遊用戶的要求。化學脫膠是利用一定濃度的燒鹼、純鹼或氫氧化鈣溶液來中和 毛油中的游離脂肪酸，生成的皂腳能夠把磷脂、糖類等膠溶性雜質和部分脂溶性雜質被絮 狀皂團挾帶下來，因此化學脫膠本身具有脫酸、脫膠、脫固體雜質和脫色等綜合作用。如專 利CN1147009A、CN1749380A、CN104021A、CN1147011A中公開使用脫膠、中和等化學精煉的 方法來生產不同標準的油脂。化學脫膠的工藝路線長、能耗也大。同時中和（鹼煉）不僅 會造成游離脂肪酸損失，而且產生的皂角會夾帶20?50%的甘油三酯，造成精煉損失率增 大。此外由於需要洗滌皂化物，因此還會產生廢水，這些廢水的COD值較高，處理困難。雖 然近年來設備和工藝不斷改進，但化學脫膠原理近70年來一直沒有改變。酶法脫膠就是利 用磷脂酶與油中的磷脂發生特異性反應，切除非水化磷脂中的一個或兩個脂肪酸，生成水 化磷脂，然後與水結合通過沉澱或離心分離從油中除去。如專利CN101092587A、CN1066679A 中公開使用磷脂酶的方法進行脫膠。德國Lurgui公司最早將酶法應用於工業生產，但由於 磷脂酶來源有限，價格昂貴，對設備運行環境要求高，且脫膠的適應性尚存一些不足，故該 方法一直未進行大規模推廣。
[0005] 植物油脂中含有鉀、鈣、鎂、鋅等幾十種金屬離子，含量一般在50?500 μ g/g之 間。這些金屬離子大都與含磷化合物結合成復鹽式磷脂，這時磷脂化合物中沒有親水性基 團，極性變弱，完全溶於油相中，很難脫除。本發明利用複合脫膠溶液與含金屬離子的復鹽 式磷脂發生螯合反應，生成正四面體、正六面體和正八面體的螯合物；同時與非親水性磷脂 發生離解轉化反應，生成的親水性磷脂從油相中絮凝成大顆粒絡沉澱物，從而達到脫膠效 果。其優點是工藝簡單、原料適應性廣、油脂損失少等，適用於植物油脂的間歇或連續化加 工生產，目前在油脂脫膠工藝中的應用尚未見報導。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種植物油脂的離解-螯合脫膠方法。該工藝能一次性脫除 油脂中的非親水性磷脂、親水性磷脂、金屬及色素等膠質，從而減少脫色工藝中吸附劑的用 量；具有工藝簡單、原料適應性廣、油脂損失少、脫膠效率高等特點，適用於植物油脂的間歇 或連續化加工生產。
[0007] 本發明所述的植物毛油脫膠過程如下：
[0008] a)將壓榨或萃取出的毛油過濾，除去其中的固體顆粒雜質，然後加熱到40? 90 〇C ；
[0009] b)在轉速80?150轉/分鐘的條件下，加入質量為毛油I. 0?5. 0%的複合脫膠 劑水溶液，恆溫反應2?15min ;
[0010] C)然後將轉速調至30?60轉/分鐘，恆溫反應10?30min，反應結束後採用靜 置分離或離心分離，得到脫膠油和油角；
[0011] 所述複合脫膠溶液由螯合劑、離解劑和去離子水組成，螯合劑與離解劑的質量配 比為0. 5?5:1，脫膠溶液由上述混合物與去離子水配製而成，去離子水與螯合劑和離解劑 所形成的混合物的質量配比為2?10:1。
[0012] 所述螯合劑選自N，N-二羧酸氨基-2-羥基丙烷基磺酸鈉、3-羥基_2,2'-亞氨 基二琥珀酸四鈉及其鹽；乙二胺四亞甲基膦酸鈉、三乙烯四胺六亞甲基膦酸、1-羥基亞甲 基_1，1'-二膦酸及其鹽；聚天門冬氨酸及其鹽；葡萄糖、偏矽酸、聚羧酸、聚環氧琥珀酸及 其鹽中的一種或任意幾種。
[0013] 所述離解劑選自順丁烯二酸、反丁烯二酸、明礬、硫酸亞鐵、矽酸鈉、酸酐、磷酸三 鈉、食鹽、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉中的一種或任意幾種。
[0014] 上述脫膠過程中所使用的毛油為小桐子、黃連木、文冠果、光皮樹、千年桐、沙棘、 油茶、油桐、烏桕、地溝油及藻類油脂中的一種或多種。
[0015] 將過濾除雜後的毛油加熱到40?90°C，在攪拌條件下，加入複合脫膠溶液，恆溫 攪拌20?60min，使螯合劑與含金屬離子的復鹽式磷脂發生螯合反應，生成正四面體、正六 面體和正八面體的螯合物；同時離解劑進一步使N-醯基腦磷脂和β-磷脂等不含金屬離子 的膠質轉化成親水性磷脂，並中和膠體分散相質點的表面電荷和水合度，促使磷脂從油相 中絮凝成大顆粒絡合物沉澱物，採用靜置沉降或離心分離去除膠質，得到脫膠油。
[0016] 所述脫膠過程能夠使非親水性磷脂的螯合反應和離解轉化反應同步進行，同時使 親水性磷脂從油相中絮凝成大顆粒絡沉澱物，以便實現連續分離。該方法具有工藝簡單、原 料適應性廣、油脂損失少、成本低等特點，適用於不同酸值、不同膠質含量的植物油脂加工 生產。
[0017] 本發明不僅能高效地脫除不同品質油脂中的膠質和金屬離子（磷脂和金屬的脫 除率均在90%以上），減少脫色工藝中吸附劑的用量；而且脫膠過程游離脂肪酸不損失，油 脂損失率小、無廢水排放，從而降低了生產成本、提高了脫膠效率，有效地保證了脫膠油的 質量；同時可適用於不同品質、不同酸值的毛油。本發明的脫膠效率和穩定性高，可進行大 規模的連續操作。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1
[0019] 將IOOg小桐子毛油（磷含量161. 3 u g/g、金屬452. I u g/g、不皂化物0· 65%、 酸度7. 62%)加熱到70°C，在120轉/分鐘攪拌條件下加入由N，N-二羧酸氨基-2-羥基丙 烷基磺酸鈉、反丁烯二酸和去離子水組成的複合脫膠溶液3. 5g，恆溫反應lOmin。然後將轉 速調至60轉/分鐘，恆溫反應15min後過濾得到脫膠油。產品的磷含量8.6 u g/g、金屬 12. I u g/g、不皂化物0. 45%、酸度7. 58% ;油脂損失率0. 84%。
[0020] 實施例2
[0021] 將IOOg沙棘毛油（磷含量267. 2 u g/g、金屬148. 8 u g/g、不皂化物0· 71%、酸度 〇. 69%)加熱到75°C，在100轉/分鐘攪拌條件下加入由N，N-二羧酸氨基-2-羥基丙烷基 磺酸鈉、反丁烯二酸和去離子水組成的複合脫膠溶液4. Og，恆溫反應15min。然後將轉速調 至50轉/分鐘，恆溫反應20min後過濾得到脫膠油。產品的磷含量9. 8 u g/g、金屬14. 5 u g/g、不皂化物0. 55%、酸度0. 68% ;油脂損失率1. 09%。
[0022] 實施例3
[0023] 將IOOg光皮樹毛油（磷含量85. 3 u g/g、金屬36. 2 u g/g、不皂化物0· 71%、酸度 9.8%)加熱到65°C，在150轉/分鐘攪拌條件下加入由1-羥基亞甲基_1，廣-二膦酸、明 礬和去離子水組成的複合脫膠溶液3. Og，恆溫反應lOmin。然後將轉速調至40轉/分鐘， 恆溫反應25min後過濾得到脫膠油。產品的磷含量6.9 u g/g、金屬8..8 u g/g、不阜化物 0. 56%、酸度9. 7% ;油脂損失率0. 57%。
[0024] 實施例4
[0025] 將IOOg藻類毛油（磷含量178.4 u g/g、金屬136.2 u g/g、不皂化物0.91%、酸 度6.5%)加熱到80°〇，在80轉/分鐘攪拌條件下加入由1-羥基亞甲基-1，1'-二膦酸、 明礬和去離子水組成的複合脫膠溶液5. Og，恆溫反應5min。然後將轉速調至30轉/分鐘， 恆溫反應25min後過濾得到脫膠油。產品的磷含量8. I u g/g、金屬10. 7 u g/g、不阜化物 0. 66%、酸度6. 7% ;油脂損失率0. 89%。
[0026] 實施例5
[0027] 將IOOg小桐子毛油和黃連木毛油按1:1混合（磷含量148. 5 u g/g、金屬328. 2 u g/g、不皂化物0. 78%、酸度6. 91%)的油脂加熱到65°C，在100轉/分鐘攪拌條件下加入由 N，N-二羧酸氨基-2-羥基丙烷基磺酸鈉、乙二胺四亞甲基膦酸鈉、硫酸亞鐵和去離子水組 成的複合脫膠溶液4. 5g，恆溫反應4min。然後將轉速調至30轉/分鐘，恆溫反應20min後 過濾得到脫膠油。產品的磷含量9. 7 u g/g、金屬10. 4 u g/g、不皂化物0. 62%、酸度6. 89% ; 油脂損失率0.73%。
[0028] 實施例6
[0029] 將IOOg文冠果毛油和油茶毛油按1:1混合（磷含量121. 4 u g/g、金屬126. I u g/ g、不皂化物0. 54%、酸度3. 55%)的油脂加熱到73°C，在80轉/分鐘攪拌條件下加入由N， N-二羧酸氨基-2-羥基丙烷基磺酸鈉、乙二胺四亞甲基膦酸鈉、硫酸亞鐵和去離子水組成 的複合脫膠溶液4. Og,恆溫反應3min。然後將轉速調至30轉/分鐘，恆溫反應25min後過 濾得到脫膠油。產品的磷含量7. 2 u g/g、金屬9. I u g/g、不皂化物0. 48%、酸度3. 45% ;油 脂損失率0.66%。
[0030] 實施例7
[0031] 將IOOg沙棘毛油和烏桕毛油按1:1混合（磷含量135. 3 U g/g、金屬108. 2 U g/ g、不皂化物0. 58%、酸度4. 30%)的油脂加熱到60°C，在70轉/分鐘攪拌條件下加入1-羥基 亞甲基-1，廣-二膦酸、葡萄糖溶液和酸酐組成的複合脫膠溶液4.0g，恆溫反應3min。然 後將轉速調至35轉/分鐘，恆溫反應24min後過濾得到脫膠油。產品的磷含量10.2 u g/ g、金屬9. 5 u g/g、不皂化物0. 50%、酸度4. 28% ;油脂損失率0. 70%。
[0032] 實施例8
[0033] 將IOOg沙棘毛油和烏桕毛油按1:1混合（磷含量135. 3 u g/g、金屬108. 2 u g/ g、不皂化物0. 58%、酸度4. 30%)的油脂加熱到73°C，在80轉/分鐘攪拌條件下加入聚天門 冬氨酸和偏娃酸溶液4. Og,恆溫反應3min。然後將轉速調至30轉/分鐘,恆溫反應25min 後過濾得到脫膠油。產品的磷含量7. 0 u g/g、金屬9. 2 u g/g、不皂化物0. 47%、酸度4. 42% ; 油脂損失率0.71%。
[0034] 實施例9
[0035] 將IOOg黃連木毛油和文冠果毛油按1:1混合（磷含量124.8 u g/g、金屬97.6 u g/g、不皂化物0. 46%、酸度3. 93%)的油脂加熱到75°C，在80轉/分鐘攪拌條件下加入三 乙烯四胺六亞甲基膦酸和聚環氧琥珀酸溶液4. 0g，恆溫反應5min。然後將轉速調至40轉 /分鐘，恆溫反應20min後過濾得到脫膠油。產品的磷含量8.8 u g/g、金屬9.4 u g/g、不 皂化物0. 42%、酸度3. 90% ;油脂損失率0. 69%。
[0036] 實施例10
[0037] 將IOOg黃連木毛油和文冠果毛油按1:1混合（磷含量124.8 u g/g、金屬97.6 u g/g、不皂化物0. 46%、酸度3. 93%)的油脂加熱到75°C，在80轉/分鐘攪拌條件下加入乙 二胺四亞甲基膦酸鈉、葡萄糖和氫氧化鈉溶液4. 0g，恆溫反應5min。然後將轉速調至40轉 /分鐘，恆溫反應20min後過濾得到脫膠油。產品的磷含量8.4 u g/g、金屬9.2 u g/g、不 皂化物0. 41%、酸度3. 89% ;油脂損失率0. 68%。
[0038] 表1油脂脫膠試驗數據
[0039]
【權利要求】
1. 一種植物油脂的離解-螯合脫膠方法，其特徵在於： 植物毛油脫膠過程如下： a) 將壓榨或萃取出的毛油過濾，除去其中的固體顆粒雜質，然後加熱到40?90°C ; b) 在轉速80?150轉/分鐘的條件下，加入質量為毛油1. 0?5. 0%的複合脫膠劑水 溶液，恆溫反應2?15min ; c) 然後將轉速調至30?60轉/分鐘，恆溫反應10?30min，反應結束後採用靜置分 離或離心分離，得到脫膠油和油角； 所述複合脫膠溶液由螯合劑、離解劑和去離子水組成，螯合劑與離解劑的質量配比為 0. 5?5:1，脫膠溶液由上述混合物與去離子水配製而成，去離子水與螯合劑和離解劑所形 成的混合物的質量配比為2?10:1 ; 所述螯合劑選自N，N-二羧酸氨基-2-羥基丙烷基磺酸鈉、3-羥基_2,2'-亞氨基二 琥珀酸四鈉及其鹽；乙二胺四亞甲基膦酸鈉、三乙烯四胺六亞甲基膦酸、1-羥基亞甲基-1， 1二膦酸及其鹽；聚天門冬氨酸及其鹽；葡萄糖、偏矽酸、聚羧酸、聚環氧琥珀酸及其鹽 中的一種或任意幾種； 所述離解劑選自順丁烯二酸、反丁烯二酸、明礬、硫酸亞鐵、矽酸鈉、酸酐、磷酸三鈉、食 鹽、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉中的一種或任意幾種。
【文檔編號】C11B3/00GK104419518SQ201310371239
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2013年8月23日
【發明者】趙光輝, 李建忠, 何玉蓮, 王桂芝, 鄧旭亮, 董平, 崔錫紅, 馬建英, 雪晶, 何皓, 孫洪磊, 秦麗華, 賈雲剛, 邵偉, 張家仁, 何昌洪, 王東軍, 邴淑秋, 汪涵, 劉劍, 裴浩天, 徐豔, 王東青, 趙輝, 牛新宇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司