用於食品級液壓油的組合物及其製備方法以及包含該組合物的液壓油及其製備方法與流程
2023-10-24 14:54:07 1
本發明涉及潤滑油領域，特別涉及一種用於食品級液壓油的組合物及其製備方法，以及包含該組合物的液壓油及其製備方法。
背景技術：
在食品生產中，機械設備的液壓、齒輪、渦輪、軸承、鏈條等都需要使用安全性能高的潤滑油，不僅要滿足食品機械的潤滑需求，也要滿足食品安全的要求，這類潤滑油統稱為食品級潤滑油。食品級潤滑油是在生產過程中與食品發生接觸也不會對消費者構成任何生理危害，對食品的氣味、味道不造成任何影響的潤滑油，由基礎油、添加劑調配而成。基礎油一般採用加氫裂解的精製礦物油，其特點是組分純淨，鏈狀飽和碳烴化合物含量在99％以上，不含芳香烴類，含硫量小於10ppm，含水量小，不易被氧化和乳化；還可以採用的基礎油是聚α烯烴(pao)，是一種人工合成的基礎油，組分純淨單一，不含硫和芳香族成分，具有天然的疏水性能，耐溫抗氧化性，使用壽命長，能減少設備的磨損，延長設備的使用壽命，並降低維護頻率，同時不含有毒物質，不會對食品造成汙染。
目前，國際上沒有統一的食品級潤滑油的標準，被業界廣泛認可的是美國衛生基金會nsf(nationalsanitationfoundation)關於食品機械潤滑劑的批准註冊制度。根據nsf116-2001中的定義，食品級潤滑油(脂)為應用於食品加工和包裝機械上，起到潤滑、熱傳導、載荷傳遞或防腐蝕作用並可能與食品、化妝品、藥品或動物飼料接觸的物質，分為h1、h2、3h等規格。
目前，國內關於食品級潤滑油的製備，在專利號分別為201510021760.5和201510689345.7中被提出，兩者分別依託於食品級白油和食品級合成油的基礎油體系，製備了食品級潤滑油，具有優異的防水、抗氧性能，無毒無害，對食品無汙染。但是，兩者均是針對於一般應用環境提出的通用型食品級潤滑油，不能夠滿足食品機械中的特殊工況下的性能要求。
技術實現要素：
本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種組分合理、具有優異的抗磨性、防鏽性、抗水性能，能夠有效應對食品加工過程中液壓系統對於抗磨、抗乳化、防鏽等要求的用於食品級液壓油的組合物及其製備方法以及包含該組合物的液壓油及其製備方法。
本發明是通過如下技術方案實現的：
一種用於食品級液壓油的組合物，包括如下重量份數的組分製成：食品級抗氧劑5-10份，食品級抗磨劑5-15份，食品級油性劑0.2-1.0份，食品級金屬鈍化劑0.1-0.5份，食品級抗乳化劑0.1-0.5份，食品級消泡劑0.01-0.3份，食品級基礎油a補足100份。
優選地，所述食品級抗氧劑為無灰芳香胺類抗氧劑或受阻酚類抗氧劑，所述無灰芳香胺抗氧劑為烷基二苯胺、烷芳基胺中的一種或兩種，受阻酚類抗氧劑為二叔丁基對甲酚，保證成分安全、無毒，符合國家食品級潤滑油衛生要求，滿足美國衛生基金會nsfh1、hx-1類別潤滑劑的要求。
優選地，所述食品級抗磨劑為磷酸酯類化合物或硫磷型化合物；所述磷酸酯類化合物為胺基磷酸酯，硫磷型化合物為三苯基硫代磷酸酯、烷基磷酸鹽中的一種或兩種，符合國家食品級潤滑油衛生要求，滿足美國衛生基金會nsfh1、hx-1類別潤滑劑的要求。
優選地，所述食品級金屬鈍化劑為苯三唑、苯三唑衍生物或取代三唑中的一種或幾種，符合國家食品級潤滑油衛生要求，滿足美國衛生基金會nsfh1、hx-1類別潤滑劑的要求。
優選地，所述食品級油性劑為二聚酸、油酸乙二醇酯或苯駢三氮唑脂肪酸胺鹽中的一種或幾種，符合國家食品級潤滑油衛生要求，滿足美國衛生基金會nsfh1、hx-1類別潤滑劑的要求。
優選地，所述食品級抗乳化劑為環氧丙烷二胺縮聚物和/或高分子聚醚，符合國家食品級潤滑油衛生要求，滿足美國衛生基金會nsfh1、hx-1類別潤滑劑的要求。
優選地，所述食品級消泡劑為有機矽消泡劑，符合國家食品級潤滑油衛生要求，滿足美國衛生基金會nsfh1、hx-1類別潤滑劑的要求。
優選地，所述食品級基礎油a為食品級白油、食品級聚α烯烴、食品級合成酯類基礎油中的一種或幾種，符合國家食品級潤滑油衛生要求，滿足美國衛生基金會nsfh1、hx-1類別潤滑劑的要求。
所述用於食品級液壓油的組合物的製備方法，包括如下步驟：
(1-1)將食品級基礎油a總重量的30％常壓下加熱到30-50℃；
(1-2)向步驟(1-1)加熱得到的食品級基礎油a中邊攪拌邊加入食品級抗磨劑，常壓下在50-60℃下攪拌混合20-40min；
(1-3)向步驟(1-2)得到的混合物中邊攪拌邊依次加入食品級抗氧劑、食品級金屬鈍化劑、食品級防鏽劑、食品級腐蝕抑制劑、食品級油性劑、食品級抗乳化劑，攪拌混合100-150min，至混合物均勻透明；
(1-4)向步驟(1-3)得到的混合物中以噴射形式加入食品級消泡劑，並加入剩餘的食品級基礎油a，攪拌混合60-120min，即得所述用於食品級液壓油的組合物。
包含所述用於食品級液壓油的組合物的液壓油，包括如下重量分數的組分製成：所述組合物1.5-3.0份，食品級基礎油b補足100份。
優選地，所述食品級基礎油b為食品級白油、食品級聚α烯烴、食品級合成酯類基礎油中的一種或幾種，包括但不僅限於食品級白油、食品級聚α烯烴、食品級雙酯類基礎油、食品級聚異丁烯、食品級三羥甲基丙烷酯類基礎油、食品級單季戊四醇酯類基礎油、食品級雙季戊四醇酯類基礎油，符合國家食品級潤滑油衛生要求，滿足美國衛生基金會nsfh1、hx-1類別潤滑劑的要求。
所述液壓油的製備方法，包括如下步驟：
(2-1)將食品級基礎油b總重量的30％常壓下加熱到30-50℃；
(2-2)將所述用於食品級液壓油的組合物加入到步驟(2-1)加熱後的食品級基礎油b中，常壓下在30-50℃攪拌60-120min；
(2-3)向步驟(2-2)得到的混合物中加入剩餘的食品級基礎油b，常壓下在30-50℃攪拌60-120min；
(2-4)將步驟(2-3)得到的混合物在0.1-0.2mpa壓力下進行過濾，即得清亮透明的液壓油。
本發明用於食品級液壓油的組合物及其製備方法以及包含該組合物的液壓油及其製備方法的有益效果是：
該用於食品級液壓油的組合物及包含該組合物的液壓油，所有成分均符合fda法規21cfr1783570，保證所有組分都是安全、無毒的，符合國家食品級潤滑油衛生要求，基於該組分製得的食品級液壓油可用於食品加工過程中有可能與食品發生偶然接觸的設備或者機械部件上，滿足美國衛生基金會nsfh1類別潤滑劑的要求。本發明所述食品級液壓油組合物以及基於其的食品級液壓油，組分合理，性能突出，不僅具有優異的抗磨性、防鏽性、抗水性能，能夠有效應對食品加工過程中液壓系統對於抗磨、抗乳化、防鏽等要求，而且無毒無害，對食品無汙染，即使有揮發或機械設備有洩漏，也不會對產品造成汙染，影響食品安全。
用於食品級液壓油的組合物及包含該組合物的液壓油的製備方法，根據每種組分及組分間混合時的特點，選擇合適的加入順序和混合溫度，使製備出的液壓油清亮透明，性能穩定。
需要特別說明的是，在製備本發明所述食品級液壓油組合物及基於此的食品級液壓油的過程中，必須保證所有設備及管路均為獨立的食品級潤滑油製備系統，確保無其他來自於非食品級潤滑油的汙染及介入，保證所有設備均為完全無毒，符合食品級潤滑油的生產要求。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明並不局限於此，實施例中的製備方法均為常規製備方法，不再詳述。
實施例1.1：
該用於食品級液壓油的組合物的組成如下(以100千克計，以下同)：
所述用於食品級液壓油的組合物的製備方法，採用如下步驟：
(1-1)將食品級白油重量的30％加入到調和釜中，常壓下加熱到30-50℃；在滿足溶解添加劑數量的前提下，加入少量基礎油可節省加熱時間，提高生產效率；
(1-2)向步驟(1-1)加熱得到的食品級白油中邊攪拌邊加入食品級抗磨劑，常壓下在50-60℃下攪拌混合20-40min；
(1-3)向步驟(1-2)得到的混合物中邊攪拌邊依次加入食品級抗氧劑、食品級油性劑、食品級金屬鈍化劑、食品級抗乳化劑，攪拌混合100-150min，至混合物均勻透明；
(1-4)向步驟(1-3)得到的混合物中使用霧化器以噴射形式加入食品級消泡劑，確保食品級消泡劑以霧化的形態進入到體系中，有利於食品級消泡劑的分散，並加入剩餘的食品級白油，攪拌混合60-120min，即得所述用於食品級液壓油的組合物。
實施例1.2：
所述用於食品級液壓油的組合物的製備方法，採用如下步驟：
(1-1)將食品級聚α烯烴重量的30％加入到調和釜中，常壓下加熱到30-50℃；在滿足溶解添加劑數量的前提下，加入少量基礎油可節省加熱時間，提高生產效率；
(1-2)向步驟(1-1)加熱得到的食品級聚α烯烴中邊攪拌邊加入食品級抗磨劑，常壓下在50-60℃下攪拌混合20-40min；
(1-3)向步驟(1-2)得到的混合物中邊攪拌邊依次加入食品級抗氧劑、食品級油性劑、食品級金屬鈍化劑、食品級抗乳化劑，攪拌混合100-150min，至混合物均勻透明；
(1-4)向步驟(1-3)得到的混合物中使用霧化器以噴射形式加入食品級消泡劑，確保食品級消泡劑以霧化的形態進入到體系中，有利於食品級消泡劑的分散，並加入剩餘的食品級聚α烯烴，攪拌混合60-120min，即得所述用於食品級液壓油的組合物。
實施例1.3：
所述用於食品級液壓油的組合物的製備方法，採用如下步驟：
(1-1)將食品級白油總重量的30％加入到調和釜中，常壓下加熱到30-50℃；在滿足溶解添加劑數量的前提下，加入少量基礎油可節省加熱時間，提高生產效率；
(1-2)向步驟(1-1)加熱得到的食品級白油中邊攪拌邊加入食品級抗磨劑，常壓下在50-60℃下攪拌混合20-40min；
(1-3)向步驟(1-2)得到的混合物中邊攪拌邊依次加入食品級抗氧劑、食品級油性劑、食品級金屬鈍化劑、食品級抗乳化劑，攪拌混合100-150min，至混合物均勻透明；
(1-4)向步驟(1-3)得到的混合物中使用霧化器以噴射形式加入食品級消泡劑，確保食品級消泡劑以霧化的形態進入到體系中，有利於食品級消泡劑的分散，並加入剩餘的食品級白油，攪拌混合60-120min，即得所述用於食品級液壓油的組合物。
實施例1.4：
所述用於食品級液壓油的組合物的製備方法，採用如下步驟：
(1-1)將食品級合成酯重量的30％加入到調和釜中，常壓下加熱到30-50℃；在滿足溶解添加劑數量的前提下，加入少量基礎油可節省加熱時間，提高生產效率；
(1-2)向步驟(1-1)加熱得到的食品級合成酯中邊攪拌邊加入食品級抗磨劑，常壓下在50-60℃下攪拌混合20-40min；
(1-3)向步驟(1-2)得到的混合物中邊攪拌邊依次加入食品級抗氧劑、食品級油性劑、食品級金屬鈍化劑、食品級抗乳化劑，攪拌混合100-150min，至混合物均勻透明；
(1-4)向步驟(1-3)得到的混合物中使用霧化器以噴射形式加入食品級消泡劑，確保食品級消泡劑以霧化的形態進入到體系中，有利於食品級消泡劑的分散，並加入剩餘的食品級合成酯，攪拌混合60-120min，即得所述用於食品級液壓油的組合物。
實施例1.5：
所述用於食品級液壓油的組合物的製備方法，採用如下步驟：
(1-1)將食品級白油總重量的30％加入到調和釜中，常壓下加熱到30-50℃；在滿足溶解添加劑數量的前提下，加入少量基礎油可節省加熱時間，提高生產效率；
(1-2)向步驟(1-1)加熱得到的食品級白油中邊攪拌邊加入食品級抗磨劑，常壓下在50-60℃下攪拌混合20-40min；
(1-3)向步驟(1-2)得到的混合物中邊攪拌邊依次加入食品級抗氧劑、食品級油性劑、食品級金屬鈍化劑、食品級抗乳化劑，攪拌混合100-150min，至混合物均勻透明；
(1-4)向步驟(1-3)得到的混合物中使用霧化器以噴射形式加入食品級消泡劑，確保食品級消泡劑以霧化的形態進入到體系中，有利於食品級消泡劑的分散，並加入剩餘的食品級白油，攪拌混合60-120min，即得所述用於食品級液壓油的組合物。
實施例2.1：
包含本發明用於食品級液壓油的組合物的液壓油組成如下(以100千克計，以下同)：
所述液壓油的製備方法，採用如下步驟：
(2-1)將食品級白油重量的30％加入到調和釜中，常壓下加熱到45℃；在滿足溶解添加劑數量的前提下，加入少量基礎油可節省加熱時間，提高生產效率；
(2-2)將所述用於食品級液壓油的組合物加入到步驟(2-1)加熱後的食品級白油中，常壓下在45℃攪拌105min；
(2-3)向步驟(2-2)得到的混合物中加入剩餘的食品級白油，常壓下在45℃攪拌105min；
(2-4)將步驟(2-3)得到的混合物在0.17mpa壓力下進行過濾，即得清亮透明的液壓油。
實施例2.2：
所述液壓油的製備方法，採用如下步驟：
(2-1)將食品級聚α烯烴重量的30％加入到調和釜中，常壓下加熱到35℃；在滿足溶解添加劑數量的前提下，加入少量基礎油可節省加熱時間，提高生產效率；
(2-2)將所述用於食品級液壓油的組合物加入到步驟(2-1)加熱後的食品級聚α烯烴中，常壓下在35℃攪拌75min；
(2-3)向步驟(2-2)得到的混合物中加入剩餘的食品級聚α烯烴，常壓下在35℃攪拌75min；
(2-4)將步驟(2-3)得到的混合物在0.12mpa壓力下進行過濾，即得清亮透明的液壓油。
實施例2.3：
所述液壓油的製備方法，採用如下步驟：
(2-1)將食品級白油重量的30％加入到調和釜中，常壓下加熱到40℃；在滿足溶解添加劑數量的前提下，加入少量基礎油可節省加熱時間，提高生產效率；
(2-2)將所述用於食品級液壓油的組合物加入到步驟(2-1)加熱後的食品級白油中，常壓下在40℃攪拌90min；
(2-3)向步驟(2-2)得到的混合物中加入剩餘的食品級白油，常壓下在40℃攪拌90min；
(2-4)將步驟(2-3)得到的混合物在0.15mpa壓力下進行過濾，即得清亮透明的液壓油。
實施例2.4：
所述液壓油的製備方法，採用如下步驟：
(2-1)將食品級合成酯的30％加入到調和釜中，常壓下加熱到50℃；在滿足溶解添加劑數量的前提下，加入少量基礎油可節省加熱時間，提高生產效率；
(2-2)將所述用於食品級液壓油的組合物加入到步驟(2-1)加熱後的食品級合成酯中，常壓下在30℃攪拌120min；
(2-3)向步驟(2-2)得到的混合物中加入剩餘的食品級合成酯，常壓下在30℃攪拌120min；
(2-4)將步驟(2-3)得到的混合物在0.2mpa壓力下進行過濾，即得清亮透明的液壓油。
實施例2.5：
所述液壓油的製備方法，採用如下步驟：
(2-1)將食品級合成酯重量的30％加入到調和釜中，常壓下加熱到30℃；在滿足溶解添加劑數量的前提下，加入少量基礎油可節省加熱時間，提高生產效率；
(2-2)將所述用於食品級液壓油的組合物加入到步驟(2-1)加熱後的食品級合成酯中，常壓下在50℃攪拌60min；
(2-3)向步驟(2-2)得到的混合物中加入剩餘的食品級合成酯，常壓下在50℃攪拌60min；
(2-4)將步驟(2-3)得到的混合物在0.1mpa壓力下進行過濾，即得清亮透明的液壓油。
本發明提供的食品級液壓油組合物及由該組合物製得的液壓油具有以下優點：
a)優異低溫性能，更適應極端低溫應用環境，低溫時也能操作自如；
b)黏溫性能更好，高溫油膜保持性更好；
c)出色的沉積控制和清淨性能，能夠有效極少油泥沉積，酸值變化和黏度變化小，具有明顯的清淨性能；
d)出色的水解安定性，提高有水工況下油品的穩定性能；
e)優異的抗腐蝕性和抗磨防鏽性能；
f)優異抗泡性能和空氣釋放性能，降低油品對設備的氣穴腐蝕；
g)出色的液壓設備保護性能；
h)無毒無害，對食品無汙染。
本發明提供的食品級液壓油組合物及由該組合物製得的液壓油與植物油作為潤滑劑使用的優勢：
a)傾點(實驗方法astmd97)，本發明食品級液壓油的傾點比植物油低15～30℃，更適應極端低溫應用環境。在低溫環境下，植物油產生凝膠現象，對儲存和使用帶來危害；
b)抗磨能力,採用微牽引力測定儀實驗，本發明食品級液壓油抗磨能力比植物油提高65～85％；
c)抗磨能力(實驗方法astmd6973)，本發明食品級液壓油比植物油磨損率降低約70～90％，具有顯著的抗磨能力；
d)沉積控制和清淨性能(實驗方法astmd2893b)，本發明食品級液壓油極少產生沉積，酸值變化和黏度變化小，具有明顯的清淨性能；
e)水解安定性(實驗方法astmd2619)，本發明食品級液壓油在與植物油相比，水解安定性提高30～70％；
f)空氣釋放性(實驗方法astmd3427)，本發明食品級液壓油的空氣釋放值比植物油低70～80％；
g)承載能力(實驗方法din51354)，本發明食品級液壓油的失效級別比植物油提高2～5級，承載能力更強，在高溫高滑動速度下可對設備提供更好的油膜保護；
h)氧化安定性(實驗方法astmd2272)，本發明食品級液壓油比植物油提高70～80％，有效延長了使用壽命；
i)超長使用周期，本發明食品級液壓油的換油周期是植物油的2～5倍。