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國外油脂工業(yè)技術(shù)發(fā)展動態(tài)-1976(曲永洵)
2024-12-10
(來源:《油脂工業(yè)》現(xiàn)《中國油脂》,1976年第一期,曲永洵《國外油脂工業(yè)技術(shù)發(fā)展動態(tài)》)
在毛主席革命路線指引下,我國油脂工業(yè)迅速發(fā)展,全國普遍地推廣了浸出法,使我國油脂制備技術(shù)有了很大的提高,為國家增產(chǎn)了大量油脂,對保障人民生活需要起了一定作用。
油料不僅供給人們以油脂,而且還將成為人們食用蛋白質(zhì)的一個潛在資源?,F(xiàn)在人們已經(jīng)知道油脂不僅供給人們熱量和油溶性維生素,而且由于它在人們的身體中參與合成腎上腺皮質(zhì)激素,因而使人們能抵抗外來的刺激和疾病的感染,因此對保證人們的身體健康有著重要的意義。
油料的蛋白質(zhì)不僅含量比其他谷物高,而且一般都含有較完全的氨基酸。目前,對于如何把各種油料的蛋白質(zhì)都充分利用起來,已經(jīng)成為世界上一項重要課題。
我國的油料產(chǎn)量在世界上占第二位,如果年產(chǎn)設為1500萬噸,提取20%蛋自質(zhì),則可提供300萬噸的蛋白質(zhì)作為人們的糧食。這將是具體貫徹偉大領(lǐng)袖毛主席“深挖洞、廣積糧、不稱霸”和“備戰(zhàn)、備荒、為人民”指示的一項重要措施,是我國油脂工業(yè)的一項光榮任務。
國外的油脂工業(yè)仍然受著資本主義追求高額利潤的支配,向著大洋全和高度壟斷方向發(fā)展(據(jù)介紹美國最近增建有日處理4000噸的油廠),以對工人進行更殘酷的剝削。
油脂工業(yè)技術(shù)發(fā)展總的趨勢,是向著更合理的利用油料資源以及尋找和擴大現(xiàn)有油源方向努力。例如強調(diào)浸出廠生產(chǎn)的粕中殘油在0.5%以下,研究提高精煉率的方法,對一些油料(棉籽、萊籽等)研究去毒方法并制成食用蛋白等,同時,為了更合理地利用油脂,在油脂加工技術(shù)上也有一定的發(fā)展。本資料是根據(jù)幾年來對外技術(shù)座談資料和某些期刊報導整理的,僅供了解國外油脂科技工作動態(tài)參考,資料中難免有不少錯誤,望批評指正。
一、世界油脂生產(chǎn)情況
近十年來,世界主要油料的生產(chǎn)情況幾個特點:
1.向日葵油有很大增長(2.3倍),主要是由于蘇聯(lián)和東歐一些國家種植面積增大。
2.紅花籽油增長了2倍,主要是因為紅花籽油中含有多量的亞油酸,而引起不少國家重視,主要在美國加里福尼亞州擴大種植。
3.大豆油增長了1.8倍,主要是由于畜牧業(yè)的發(fā)展,大豆粕的需要量增大,美國、巴西等都有大幅度增產(chǎn)。
4.菜籽油增長1.7倍,主要是加拿大在1960年由于世界小麥生產(chǎn)過剩,政府獎勵種其他作物,因而擴大了種植菜籽面積。在歐洲也擴大了菜籽的種植。
5.棕櫚油也有增長的趨勢,主要是馬來西亞已預見到棕櫚油有發(fā)展前途,將老的橡膠園砍伐后種植了棕櫚樹,今后將會進一步增長。
6.動物油因屠宰量增加也有所增長,奶油在世界市場上有些過剩所以增加不多。
總的來看,1960-1975植物油產(chǎn)量的增長將近一倍,動物油、海產(chǎn)油和工業(yè)用油產(chǎn)量增長不多。
油脂總產(chǎn)量:1960年約為3000萬噸,1975年約為4600萬噸,增加了50%。
上表說明幾種主要油料在世界各國的分布情況,表中的數(shù)字都是估計的,因此只能作為了解世界上油脂生產(chǎn)情況的參考。
二、油脂制備技術(shù)
(一)原料及成品粕的輸送及貯藏:
1.原料及成品粕的輸送
原料的集運方面過去一般采用麻袋包裝。輪船在卸散裝原料時,也是在船上裝麻袋,卸下后用汽車運至廠區(qū),生產(chǎn)時再打開麻袋投料。在陸地上集運,也是在產(chǎn)地裝麻袋,運到廠區(qū)。這樣就花費很多勞動力而且麻袋的消耗量也很大。為了解決這個矛盾,自1960年以后,比較普遍地采用了立筒庫貯存原料,卸船采用風動吸運裝置,陸地原料的集運,采用專用的散裝火車皮或卡車,裝卸可采用機械化,對節(jié)省勞動力和降低成本起了很大作用。例如在裝船方面,一條裝12000噸大豆的船,用過去的方法需要100人卸12天,而采用一臺200噸/小時的風動卸料設備,一條50000噸大豆的船,只需要40人,10天可以卸完,即提高勞動效率12.5倍,成本也可以大大降低。當前除了小顆粒的原料,采用風動卸運外,像椰子干那樣大的物料也采用風動卸運。
在成品粕方面,目前有兩種方式:一種是袋裝出廠,另一種是采用專用的散裝火車或卡車載運。在袋裝方面為了便于自動化,一般采用紙袋包裝。麻袋的自動化包裝比較困難,因此還是用機械的方法裝袋??傊?,在原料和成品粕的運輸方面,由于原料和粕的使用相對地集中,在解決了散裝庫技術(shù)的情況下,包裝運輸將為散裝載運代替。
2.原料和成品粕的貯藏
如上述原料和粕的裝卸運輸,都趨向于采用散裝形式,為此在倉庫方面也要求與此相適應,以便于自動控制,節(jié)約人力和降低成本。
(1)原料庫
原料庫的形式一般根據(jù)原料種類、數(shù)量的大小來選擇,對于品種較多和流動性好的原料如大豆、菜籽等一般采用立筒庫組。對于品種多而流動性差的如椰干等則選用房式庫。對于品種比較單一而量大的原料則采用大型鋼筒庫。
①立筒庫組
一般立筒庫組每個筒的內(nèi)徑約為6米至9米,高度為30米左右,每筒容量為500至1200噸,用鋼筋混凝土制造。它的特點是容量大占地面積小,便于熏蒸和自動控制,變換原料也方便。每個組的筒數(shù)可根據(jù)貯存量確定,目前大容量的立筒庫組有達10萬噸,管理方面已經(jīng)應用電子計算機控制。
過去的立筒庫主要是鋼筋混凝土制造,近年來由于焊接、保溫、油漆技術(shù)的發(fā)展,采用鋼板制造的筒庫逐漸多起來。據(jù)資料介紹,鋼板庫有如下優(yōu)點:
但是由于鋼板庫的歷史尚短,其好壞尚難評價,不過從國外的發(fā)展來看,有向這方面發(fā)展的趨向。
②房式庫
對于流動性不好的原料如棉籽、椰干等一般選用房式庫。一般房式庫為金屬輕型結(jié)構(gòu),為了使原料的壓力不作少此在側(cè)壁上,很據(jù)原料的堆積角,選成角錐體的房蓋,寬度可達50米,長度可根據(jù)需要確定,進料從上部輸送設備送入,出料時是從底部輸送設備送出。這種型式的倉庫,出料時耗用勞動力要大一些,因為底部的輸送機不能布置太多,所以一般在庫房內(nèi)使用像推土機那樣小型機動車或電池推料車,把料推到輸送設備上再由輸送設備送出去。這種倉庫造價低,但占地面積較大。
③大型鋼板庫房
這種庫是 1960以后開始發(fā)展起來的,其目的是為了貯存大量的流動性比較好的原料,一般的直徑為16米至42米,高度為12米,容量以大豆計算為3000噸至13000噸,也有容量達27000噸的大鋼板庫。這種庫不能進行熏蒸是一個缺點。
(2)粕庫
油廠生產(chǎn)的粕一般采用麻袋或紙袋包裝,使用紙袋已經(jīng)能夠達到自動化包裝,目前麻袋還有困難。袋裝粕的貯藏,只能采用房式倉,在倉庫機械化方面,一般采用自動碼垛機,將紙袋或麻袋碼在墊板上,然后用火車送到倉房中堆起來。用這種碼垛機每小時可碼600袋,只需操作人員一名,維修人員一名,但倉庫中的墊板的費用太大,受到一定的限制。近年來由于解決了粉狀料的散裝倉庫的出料問題,以及對一些用量大的用戶,采用專用散裝車輸送.可降低費用.利用立筒庫貯存成品粕。已經(jīng)得到比較普遍的應用。
粉狀物料倉庫的型式比較多,一般認為比較好的有兩種,一種是稱為阿特拉斯式,是鋼板制的筒庫,筒的直徑下部為10至14米,高度20米至25米,容積為1200至2800噸,筒壁有4。的斜度,以避免粕有搭橋現(xiàn)象,底部有鏈斗式回轉(zhuǎn)出料結(jié)構(gòu)。另一種稱為布勒式,是鋼筋混凝土制的,為方形筒庫組,一般每個筒的寬x長約為4米x5米,高度為20米。出料機構(gòu)為液壓往復運動的柵狀出料器。這兩種型式對于貯存豆粕都有實際的經(jīng)驗。從占地面積來看,布勒式比較緊湊,造價差不多。盡管這兩種庫都有出料機構(gòu),但是入庫粕的水分和溫度必須控制才行,如果在夏天水分超過12%,溫度超過40℃了也有搭橋的危險。
(二)油脂的制備
1.原料的預處理
原料的預處理方面近幾年來在技術(shù)上并沒有大的改進。為了提高出油率對于一次浸出大豆的預處理條件要求比較高,因為預處理的好壞直接影響后面的浸出效果,這一點我們過去認識的還不夠。大豆預處理有如下兩個關(guān)鍵地方:①原料在破碎前,水分要烘干至12%以下,最好是10%左右;②大豆要破碎到1/8;③軟化溫度要達到65-74℃;④軋柸厚度0.25-0.33毫米,軋胚機出來的柸在送入浸出器過程中,通風要好,以便除掉一些柸的表面水分,近年來的經(jīng)驗證明胚表面水分對浸出速率有一定的影響。
軋胚機是浸出廠的關(guān)鍵沒備,因為軋出來胚的好壞直接影響浸出效率,因此如何搞好軋胚機的維修工作是很重要的;作好軋柸機的維修工作的另一個意義是一可延長軋柸機的壽命,我國有的油廠由于維修工作不善,本應該用十年的軋輥只用二、三年就報廢了。
在棉籽的脫絨方面,近來有報導采用鹽酸氣體脫絨方法,這個方法的特點是設備簡單,動力費很小,只是增加了一些酸和氨的費用(每噸棉籽需要2.5-3公斤無水鹽酸和0.5-1公斤的無水氨)。問題是這種方法脫出來的絨是很小的纖維質(zhì),在利用方面尚待研究。目前,國外只有小規(guī)模的試驗
(三)浸出技術(shù)
1.浸出設備
在浸出沒備方面,近幾年來沒有新的發(fā)展。不過,不管哪種浸出設備,都把粕殘油做為主要指標,例如對大豆粕來說都是0.5%以下,這說明了對油源的重視。這里存在一個問題,就是目前國外盛行在家畜飼料里添加油脂,既然餅粕作為飼料用,殘油高一些不是更好了嗎?這個問題必須全面地了解。從一些資料行來,飼料中加一定量的油脂對家畜的育肥,生長和外觀有一定的好處,但是新添加的油脂,主要是在世界上過剩的牛脂,以及油脂精煉時產(chǎn)生的皂腳、油腳等。實際情況是一方面把油料中的油脂盡量全都拿出來以供食用,另方面把不宜做食用的油脂添加到飼料中去,這在資源利用方面是合理的。從另一個角度來講,例如米糠,如果殘油高,在貯藏中油脂容易氧化酸敗。油脂氧化的產(chǎn)物也影響飼養(yǎng)價值,所以,把油盡量提取出來,對保證餅粕質(zhì)量還是有好處的。
至今對含油高的油料,例如棉籽、向日葵等,都是經(jīng)預榨后進行浸出,由于有些浸出器能夠直接浸出含油高的油料(如比利時的“德斯梅”浸出器),所以提出棉籽、向日葵采用經(jīng)破碎軋柸后直浸出的方法,據(jù)說這種方法可節(jié)約建設投資25%。雖然目前還不太成熟,但它是一個有前途的研究課題。
2.浸出粕脫溶劑
浸出粕脫溶劑,目前生產(chǎn)飼料用粕基本上都采用多層立式脫溶劑(即DT)設備,過去認為此設備僅適用于大豆,近來頂榨一浸出的粕也推薦用這種設備。雖然有的公司也在宣傳,處理大豆時采用臥管式脫溶劑器,即第一節(jié)用過熱溶劑蒸氣將大部分溶劑脫除,第二節(jié)可根據(jù)粕的用途(食用、工業(yè)用、飼料用等)改變其絕對壓力0.5大氣壓到2個大氣壓進行生產(chǎn),但這種設備目前除了用于生產(chǎn)食用蛋白外,其他采用的不多。
3.混合油的蒸發(fā)
混合油的蒸發(fā)目前主要是集中在研究熱的利用和油的質(zhì)量方面。在熱的利用方面,主要是將蒸脫器出來的汽體或者蒸發(fā)器出來的汽體,做為第一節(jié)蒸發(fā)器的熱源,在減壓下進行蒸發(fā),通過熱的利用,每噸大豆可節(jié)約蒸氣90公斤。由于減壓蒸發(fā)其溫度可控制在85℃以下,這樣油的顏色比較淡,可減少精煉時的損耗。
4.尾氣回收
進入浸出系統(tǒng)的空氣,主要是由料柸帶進去的,一般的說每噸大豆粕帶入的空氣約為2立方米,如果空氣冷卻至35℃排出的溶劑量按理論計算為3.3公斤,因此在生產(chǎn)中的溶劑損耗如果超過此數(shù),就說明是其他地方的損耗。粕、油、水中帶出去的溶劑,在一般工廠中,如果操作得好是可以控制的。粕中殘余溶劑一般應在0.1%以下,按一噸大豆出80%粕計算則溶劑量為0.8公斤;毛油中殘留溶劑一般應在0.5%以下,按出油17%計算,則含溶劑量為0.1公斤;水都經(jīng)過蒸煮,一般含溶劑很少,可不計。這樣算來,每噸料由空氣,粕、油中帶出的溶劑量為4.2公斤,如果超過此數(shù)值(沒有尾氣回收設備)就是跑、冒、滴、漏所造成的。在工廠內(nèi)加強這方面管理是非常重要的,如果回收設備裝設較好,溶劑損耗還可大大降低。尾氣吸收設備過去有用冷凍、活性碳等方法,目前,都趨向于采用食用的液體石蠟吸收。這種方法主要優(yōu)點是:①設備費用低;②維修容易;③操作費用低;④操作簡單。其缺點是由于原料中含有硫的成分,因而引起設備的腐蝕,據(jù)介紹有的工廠,運行4一5年熱交換器則被蝕穿,目前已經(jīng)在考慮防腐蝕的方法,例如用硼砂溶液吸收硫分,或者每天按時放出沉積水等方法??傊捎眠@種方法可使浸出廠的溶劑損耗降至1.5公斤/t大豆以下。
三、油脂加工技術(shù)
(一)油脂精煉
1.脫膠及脫酸
①脫膠一般先用水化法將磷脂脫除,再用磷酸或草酸脫去殘余的磷脂膠質(zhì)和鈣、鐵等金屬離子。連續(xù)精煉法一般用磷酸脫膠較多,間歇精煉法用草酸較多。磷酸和草酸的脫膠效果差不多,脫膠油的顏色用草酸比用磷酸好一些,草酸對離心機葉片稍有腐蝕,在使用上因草酸為固體粒子,須溶解后使用,操作較麻煩。
②脫酸
一般脫酸主要有如下幾種方法,即堿脫酸法、(間歇、連續(xù))物理脫酸法、混合油脫酸法、海爾活本法等。幾種方法的脫酸損耗如下表:
上述方法對油脂中游離酸量的適應如下表:
從上述兩表可看出,物理脫酸法、混合油脫酸法和海爾活本法具有能處理游離脂肪酸含量高的油和脫酸損耗低等特點。
2.三種新方法的簡單介紹
①物理脫酸法
物理脫酸就是用蒸餾的方法將油脂中的游離脂肪酸除去。此方法要求在蒸餾以前將油中的磷脂等不純物完全除去,否則會影響油的顏色。目前,在工業(yè)上應用的流程都是先將油脂經(jīng)白土(1%左右)或者磷酸處理后再進行蒸餾脫酸(游離脂肪酸可以從20%降至0,1%),然后跟據(jù)需要進行脫色和脫臭。一般物理脫酸可利用脫臭設備,只是在脂肪酸回收方面需稍改進。脫酸的條件基本上也與脫臭條件差不多,即真空度為絕對壓力2mm汞柱,溫度240℃,時間為1小時。目前,在工業(yè)上已用于棕擱油脫酸。另據(jù)介紹用于米糠油也可以,其他油脂主要是在蒸餾前的脫磷的方法還未過關(guān),是當前油脂精煉方面研究的課題之一。此方法有如下幾個特點:
a.流程短,操作簡便,
b.不需要用燒堿;
c.蒸餾出來的脂肪酸可直接做為產(chǎn)品,不需要進行復雜的皂腳處理過程,
d.因不需要對皂腳進行酸解,所以沒有廢水污染問題;
e.如果對油的顏色要求不高,也可與脫色和脫臭結(jié)合起來在一個設備內(nèi)完成,
f.可除去油脂中污染的農(nóng)藥和殘留溶劑等有害物質(zhì)。
缺點是要求真空度高,溫度高,設備材料需用不銹鋼,蒸氣耗量大。關(guān)于水、電、汽消耗方面,與脫臭和化學脫酸(堿煉)比較見下表:
從上表可看出物理脫酸法的消耗指標比脫臭稍高一些,與化學脫酸相比較蒸氣指標高1倍多。但據(jù)介紹,物理脫酸和化學(堿煉)脫酸從整個精煉過程(包括脫膠、脫酸、脫色和脫臭等)看來成本差不多。鑒于物理脫酸的優(yōu)點,所以在生產(chǎn)中是很有價值的。
(二)混合油脫酸法
混合脫酸有兩種情況,一種是在浸出后的混合油里直接進行脫酸,目前這種方法在工業(yè)上主要用于棉籽油,其他油類尚在研究,另一種是對于高酸價油為了提高精煉率而采用的方法,例如米糠油和橄欖油等,德斯梅公司的“諾密”法就是屬于這種方法。該方法是在毛油中加入一定量的正已烷、異丙醇和苛性鈉,中和后分成油層、肥皂層和雜質(zhì)層。油層經(jīng)水洗后,進行脫溶劑制成脫酸油,游離脂肪酸達0.1-0.2%肥皂層經(jīng)正已烷洗滌后送至混合器加硫酸水解后進入酒精塔進行脫溶劑,制成95%脂肪酸。雜質(zhì)層經(jīng)脫溶劑后排出。此方法的特征是不用離心機,但設備比較大,溶劑的損耗(包括正已烷和異丙醇)約為毛油量的1.5%至9.1%。本方法如能與浸出和溶劑分提結(jié)合起來,推廣應用于生產(chǎn)還是很有前途的。
(三)海爾活本法:
海爾活本法是用一種表面活性劑(二甲苯磺酸鈉),它對脂肪酸和肥皂的溶解性大,在煉油過程中會使皂腳濃度降低,在高速攪拌情況下也不易乳化,同時使皂腳容易分離。這樣就會避免中性油的皂化和使皂腳中含油降低(分離出脂肪酸純度為93-94%),提高精煉率。海爾活本既可以用于連續(xù)脫酸設備也可用于間歇脫酸設備,只是后面要接上皂腳分解和海爾活本及硫酸鈉的回收設備。用此法精煉可得脫酸油、脂肪酸相硫酸鈉等產(chǎn)品。如采用阿爾法一拉伐公司的快速混合精煉設備,每噸毛油的消耗指標如下表:(設毛油一含游離脂肪酸為5%,規(guī)模為50噸/日)。
從指標可看出除了硫酸、海爾活本的消耗外其他指標與離心機連續(xù)脫酸法差不多。而且有如下特點:
a.精煉率比連續(xù)離心機脫酸法可提高1%-2%(原油以F·F·A5%計算)并且能精煉高酸價油。
b.獲得較純的脂肪酸(93%-94%)
c.分解皂腳沒有廢水污染問題。
此方法一次投資比較大一些,但從長遠的角度來看還是合算的。
上面介紹了高酸價油的脫酸技術(shù)。高酸價油雖然在精煉技術(shù)上沒有問題,但油脂的損耗還是大的,例如米糠其酸價增高主要是解脂酶的作用,一般解脂酶在溫度100℃處理3分鐘就喪失活性,如果在米糠出來時就把它加熱,使解脂酶喪失活性,這樣米糠油的酸價就可能控制在10以下,這對增產(chǎn)油脂有很大意義。
②脫色
目前使用的脫色劑仍然是活性白土和活性碳,但像棕櫚油等含有類胡蘿卜素較多的油,可采用在真空下加熱的辦法脫色。加脫色劑的脫色條件,一般是在真空度為20-50mm汞柱(絕對壓力),油溫90℃,脫色時間為30分鐘。白土的添加量須根據(jù)油的質(zhì)量決定,一般須先在實驗室進行脫色、脫臭試驗,根據(jù)試驗結(jié)果再確定。一般在脫臭過程中也有脫色的效果,所以在脫色時就不需要將顏色脫到成品油的程度。比較難脫色的油必須在第一次脫色、脫臭后再進行第二次脫色和脫臭,否則一次加白土量再多效果也不大。
在國外用于過濾白土的過濾機還沒有連續(xù)的,一般皆為間歇式,只是裝設了自動控制裝置,才可自行輪換使用。目前已在油脂工業(yè)上使用的有三種類型:一種是日本栗田式的過濾機,利用箱式過濾機的原理,增加排渣裝置,根據(jù)過濾程序進行自動控制。過濾機用的濾布為聚酯纖維制成,在使用過程中不需洗滌濾布,濾布壽命1-1.5年(在夾緊處易破)。這種過濾機體積大,機構(gòu)較復雜,目前在日本使用較多;第二種是“芬達”(Funda)式,這種過濾機是采用多層圓盤式過濾板,密封于殼體中,當濾渣達一定厚度時,轉(zhuǎn)動濾板利用離心力將渣排出,兩臺以上串聯(lián)起來輪換使用,可按程序進行自動控制;第三種是“尼亞格拉”(Niagara)式,這種型式的濾板是葉狀的,當濾渣達一定厚度時利用震動的辦法排渣,使用方法與芬達式過濾機相同,在機械結(jié)構(gòu)上比離心排渣要簡單一些。
一般脫色油經(jīng)過濾后,過濾機中的濾渣須經(jīng)空氣壓縮機吹干,吹干后白土中殘油,一般在30%以上,而栗田式的過濾機,在空氣吹干后打進80℃的熱水洗一次,然后再用空氣吹干,這樣可使白土的殘油量達20-25%德斯梅公司曾推薦用溶劑回收白土中油脂的方法,即采用一密閉型過濾機,當油過濾后,打入溶劑(正已烷)進行浸出,溶劑分成四次像罐組浸出方式一樣進行浸出,所得的混合油送去蒸發(fā)。浸出后用蒸氣將渣中溶劑除掉,然后卸渣。據(jù)介紹用此方法回收的油其顏色與脫色油差不多。這種設備到目前為止推銷了20多套。
④脫臭
脫臭設備目前都傾向于采用半連續(xù)式脫臭塔,因為半連續(xù)脫臭設備比較容易更換油的品種,又能防止油在脫臭塔內(nèi)走短路的問題,并提高油的穩(wěn)定性。半連續(xù)脫臭設備大體分為兩種:一種是設有五層或六層塔盤的立式脫臭塔,油從上部塔盤按一定的時間逐層放至下層塔盤,在這些塔盤中進行加熱、脫臭和冷卻。
另一種是“德斯梅”公司近幾年提出的并列室式脫臭塔,即在一圓筒形設備中設一中心室,中心室外分成六個脫臭室,從中心室向六個脫臭室依次供料,油在脫臭室脫臭兩小時后,放至卸料罐,在卸料罐中冷卻,并連續(xù)排出。
這兩種脫臭機相比,后者設備比較緊湊,同樣處理量的設備,例如日處理是150噸油,立式塔的尺寸約為直徑3.4米,高度14米;而并列室式約為直徑4.5米,高6米,耗材料較少,具有一定的優(yōu)點,現(xiàn)在投入生產(chǎn)的已有25套。
在脫臭溫度上因原料不同而要求不一,一般地說都傾向于高溫230-250℃,尤其是大豆溫度高一些對于防止回色有好處。
脫臭時間立式半連續(xù)脫臭塔為60分鐘左右,并列室式約為120分鐘。
脫臭時的真空度一般2-3毫米汞柱(絕對壓力)。
加抗氧劑問題,在日本除了特殊需要外,一般不加抗氧劑;但一般加20ppm左右的檸檬酸。
現(xiàn)在的脫臭設備后邊增加了一個餾出物捕集器,即把冷凝下來的餾出物打到捕集器,這樣一方面可減少對排水的污染和減輕輔助真空噴射泵的負荷,另一方面可回收餾出物加以利用。
關(guān)手脫臭用的載熱體問題,前幾年日本曾發(fā)生過二次載熱體(聚氯聯(lián)苯)漏進油中的事故,其中一次造成中毒死亡的事件。為此日本油脂協(xié)會曾與各廠達成協(xié)議,在1975年4月前有油脂脫臭設備的廠,必須改變加熱方式,不用化學載熱體。
但是此問題在其他國家并未引起重視。一般認為:如果加強設備的檢查維修和選用合適的載熱體(一般不用聚氯聯(lián)苯這種載熱體)還是可用的。目前常用的載熱體為聯(lián)苯、聯(lián)苯醚和石油系的高沸點碳化氫。在日本曾提出很多改變加熱系統(tǒng)的方案,比較實用的有高壓蒸汽(60kg/cm2)法、電加熱法和管式爐直接火加熱法等。
(二)油脂的分提
油脂分提的目的主要是將油脂中的液體油和固體脂肪進行分離,以便根據(jù)不同用途更好的利用。近年來為了防止動物油引起的動脈硬化癥,人造奶油,起酥油的消費是大增;另外為了彌補可可脂的不足,可可脂代用脂肪的制造也有所增加。因此油脂的分提技術(shù)也有了進一步的發(fā)展。
在我國雖然沒有食用人造奶油的習慣,但是由于人民生活水平的提高,起酥油(豬油的代用油)的使用,必然會提到油脂加工業(yè)的日程上來。另外,對于米糠油的脫蠟、棉籽油的冬化,也是目前迫切需要解決的課題之一。
分提技術(shù)一般可分為三種方法,即直接分提、藥劑分提和溶劑分提。
1.直接分提法
直接分提法一般用于固體脂含量小的油脂,例如米糠油、向日葵油的蠟等。直接分提法就是將油脂冷至一定溫度進行過濾的方法。油脂的冷卻溫度和速度是個關(guān)鍵,根據(jù)各種油的不同性質(zhì),必須進行小樣試驗,以求得適宜的冷卻溫度和速度。在適宜的溫度和速度下,固體脂肪的結(jié)晶便容易在過濾機中過濾出來。過濾機一般采用密閉式葉狀過濾板式,過濾機(上述“尼亞格拉式”)在過濾板上部裝一個噴熱固體脂管子,當固體脂(或蠟)層增加至一定厚度時,用熱固體脂(將已分離的固體脂經(jīng)加熱)從過濾板上噴下來,將固體脂層溶化排出。然后將過濾機冷卻再過濾,可用兩臺輪換使用。
2.藥劑分提法
藥劑分提法適宜于含固體脂肪較多的油,例如牛油、豬油、椰子油、棉籽油等。藥劑分提法的原理是將油脂加熱至80℃后,徐徐冷卻至30℃,然后加入一定量的表面活性劑(如十二烷基苯磺酸鈉)和電解質(zhì)(如硫酸鎂)水溶液,在一定溫度(20-25℃)下棍合,使固體脂肪分散在表面活性劑水溶液中,再經(jīng)離心機分離,可分為液體油和含固體質(zhì)的表面活性劑水溶液。液體油經(jīng)水洗后作為產(chǎn)品,固體質(zhì)則經(jīng)過加熱與表面活性劑水溶液分開,再經(jīng)水洗后,作為固體脂產(chǎn)品。
本方法的特點是:成本較低(表面活性劑可回收),分離效果比直接分提法好,經(jīng)分提的棕櫚油固體脂熔點可達50℃,目前此法在脂肪酸的分提方面應用得也比較廣。
3.溶劑分提法
此法適于從棕櫚油中分離價值高的可可脂代用脂肪。加溶劑(一般為正己烷)的目的是降低油脂的粘度,在低溫時可用連續(xù)過濾機(如轉(zhuǎn)鼓式真空過濾機)分離,分提的效果比其他方法好。缺點是因為使用溶劑,分離出來的脂肪必須脫溶劑,所以設備較復雜,成本較高,而且需要防爆設施。因此此法主要應用于制造可可脂的代用脂肪。由于可可脂肪價格比其他油脂高數(shù)倍(國內(nèi)高五倍),所以在工業(yè)上應用還是有條件的。
四、油料蛋白的利用
蛋白質(zhì)是人體的重要組成部分,也是維持生命之動力源,因此進一步研究對蛋白質(zhì)資源的合理利用,是增進人民身體健康的大事。油料中含蛋白質(zhì)量比一般谷物多一倍以上,是一個很好的蛋白源??墒侵两窠?jīng)榨油后的餅柏,基本上都用作飼料或者肥料。這對蛋白質(zhì)的利用來說是不夠合理的。目前各國對這個問題都很重視,在這方面也做了不少研究工作。現(xiàn)將有關(guān)油料蛋白的利用和研究情況分述如下:
(一)大豆
大豆的蛋白質(zhì)中含氨基酸比較完全,有很好的食用、飼用價值,因此近年來大豆產(chǎn)量增長得比較快,目前世界的產(chǎn)量已達6000萬噸。大豆在利用方面作為飼料用占80%以上,用于食用很少,在美國只有3% ,喜歡吃豆制品的日本也只有15%。對大豆的食用方法的研究近來發(fā)展很快,用大豆蛋白制造畜肉一樣的食品,現(xiàn)在己經(jīng)在一些國家推廣,估計今后食用大豆蛋白的比例將會不斷地增長。
(二)棉籽
目前世界上棉籽產(chǎn)量約為2200萬噸,占油料產(chǎn)量第二位,也是重要的蛋白原料之一,其蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值不亞于大豆。由于棉籽中含有棉酚對于食用和飼料用有一定的影響。目前國外一方面培育不含棉酚毒素的棉籽,現(xiàn)己成功,并在一定地區(qū)推廣。同時對也在研究除掉棉酚的方法,至今認為比較適用的方法是美國得克薩斯州綜合大學和美國南部中心研究所研究的旋液分離法,現(xiàn)己建成一座日產(chǎn)25噸棉籽粉的工廠,棉籽粉中殘留游離棉酚在0.02%以下,含蛋白質(zhì)60%以上,摻在面粉里制造面包或點心等食品,效果很好,這對增加食用蛋白質(zhì)起著很大的作用。
(三)花生
花生餅粕做飼料是沒有問題的,為了制成各種食用蛋白質(zhì),最近對水溶法制取油和蛋白質(zhì)引起很大興趣,用水溶法處理花生的中間試驗表明:可以獲得占含油量的90%的油,和占蛋白質(zhì)量的92%的蛋白粉(蛋自粉含油量可達3%)。這種方法比慣用的浸出法的優(yōu)點:投資小、操作安全和可制成各種不同的蛋白產(chǎn)品;另外可在加工過程中添加過氧化氫或次氯酸鈉以破壞黃曲霉毒素,這種方法現(xiàn)在也正在研究推廣到椰子、向日葵等其他油料。
另有報導,用一般常用的預榨一浸出的粕(脫溶劑溫度達105℃)磨成花生粉,其營養(yǎng)價值并不降低,食用品質(zhì)也很好。因此在一般花生油廠中將衛(wèi)生條件加以改進,就可生產(chǎn)這種食用花生粉,對彌補糧食中蛋白之不足,以及增進其他食品品質(zhì)是有很大意義的。
(三)菜籽
萊籽中含有營養(yǎng)價值較完全的蛋白質(zhì),其質(zhì)量也不亞于大豆。但菜籽中含有芥子甙其水解物毒性很大,因此限制了菜籽蛋白的利用。如何除掉有毒物質(zhì),更合理利用菜籽蛋白,已成為一個重要的課題。近年來,國內(nèi)外都做了不少研究工作,在萊籽餅粕去毒做飼料方面,有發(fā)酵法、控制芥子酶活性榨油法、汽提法、金屬鹽類處理法等等,這些方法對于去毒都有一定的效果,有的已經(jīng)應用,對于制取食用菜籽蛋白質(zhì)的研究,最近也有些成果。例如在瑞典已制出含蛋白質(zhì)60%的蛋白粉,可用作食用。其方法主要是用液體萃取法將有毒的芥子甙降至無害的程度((1.5毫克/克以下)。其流程是將洗凈的菜籽(水分控制在8%以下)破碎后,加熱至100℃,使酶活性鈍化,然后在一特殊裝置中用水浸出4-8次,然后進行瞬間干燥,干燥后的柸進行浸出。這種方法制得的濃縮蛋白粉,其氨基酸含量都超過聯(lián)合國糧農(nóng)組織規(guī)定的標準蛋白質(zhì)中氨基酸的含量,而且硫氨基酸含量特別高,其蛋白效率為2.5-3.0(酪脫為2.5)。不過這種方法用于工業(yè)上還有一些需要探討的問題,只是做為一條途徑提出來研究。
總之,對于油料中蛋白質(zhì)的利用進來已成為食品研究方面的中心問題,報導也比較多,這也說明了此問題的重要性。
五、油及粕中有毒物質(zhì)的去除
近年來世界上對環(huán)境污染問題引起了很大重視,尤其是對食品的污染,提出了很多課題。在油脂工業(yè)方面農(nóng)藥的污染,多環(huán)芳香烴的污染,黃曲霉毒素等都成研究的重點。下面介紹一下了解的一些有關(guān)情況。
(一)農(nóng)藥對油及粕的污染
一般植物中含有機氯農(nóng)藥比動物油為少,但米糠油的含量較大,毛油中含量根據(jù)環(huán)境條件不同差異較大,一般為O.0l-0.lppm試驗證明,油脂中的有機氯農(nóng)藥經(jīng)脫酸、脫色過程不能除掉,只有經(jīng)過脫臭后才能除掉。餅粕中的有機氯農(nóng)藥含量有的報導認為,在剛生產(chǎn)出來的餅粕中含量很少(在O.Olppm以下),但在運輸和貯藏中有所增加(0.03-O.O5ppm)估計是在生產(chǎn)后的貯藏和運輸過程中污染的。
(二)多環(huán)芳香烴的污染
多環(huán)芳香烴中的3,4苯并芘是一種致癌物質(zhì),很早就引起人們的注意,最初是從煤焦油中發(fā)現(xiàn)的。1960年以來,由于重視了環(huán)境污染問題,對此問題的研究者逐漸多起來,對各種食品都進行過檢查。經(jīng)檢查,各種食品中都或多或少地存在3,4苯并芘,但至今尚未見到有關(guān)食品中含3.4苯并芘限量的規(guī)定。油脂中的多環(huán)芳香烴,從一些資料來看,主要是由于環(huán)境污染造成的。對于油脂中含有的多環(huán)芳香烴的去除,至今有不少方法,例如:在油廠中以活性碳吸附的方法或者用脫臭的方法進行脫除,都是比較可行的。
(三)黃曲霉毒素
由于黃曲霉毒素能導致肝的癌癥,所以引起人們的重視。從目前調(diào)查材料看來,這種產(chǎn)黃曲霉毒素的菌類分布面很廣,幾乎遍及全世界,這種菌類容易在水分大(16%以上)的谷物中產(chǎn)生,發(fā)育溫度為26-27℃。近年來關(guān)于黃曲霉毒素的自然污染的報導較多,除了花生和花生餅粕以外,其他谷物以及一些食品、肉類都有污染,因此對于去毒方法的研究也比較多。
油脂中的黃曲霉毒素可在精煉過程中除掉。在精煉過程的各工序除毒情況如下:①水化過程不能去掉黃曲霉毒素。②堿煉過程可除掉大部分,即用16'Be。,超堿量為0.15%中和后水洗兩次含黃曲霉毒素為812-120ppb的毛油,可降至14 -lOppb。③采用漂土脫色基本上可完全除掉。即用0.5%白上可把加有500ppb的黃曲霉毒素去掉至痕量。因此可以說油脂中的黃曲霉毒素在精煉過程中能完全除掉。
關(guān)于餅粕中的黃曲霉毒素的去除方法,至今曾提出有溶劑(正己烷一醋酸一水)萃取法、化學方法、氨化法等。從試驗情況看來,在工業(yè)上采用氨化法比較有前途。試驗的去毒條件為氨氣壓力lkg/cm2,水分15%,溫度95℃,處理30分鐘,黃曲霉毒素可由600ppb降至lOppb以下。如果壓力在3kg/cm2時,可降至0.由于餅粕的量比較大,除了在技術(shù)上解決以外,尚須進一步從經(jīng)濟方面進行探討。有人曾對用氨氣處理的花生粕(含黃曲霉素B125ppb)做老鼠的喂養(yǎng)試驗,喂養(yǎng)四個星期未見變化,可初步說明氨化法是比較有效的。
六、其他
(一)油廠的自動化
油廠的自動控制比石油化工廠要落后一些。因為一般油廠規(guī)模不大,原料的種類多,工序多,設備種類多,若想達到完全自動化,花費的投資太多。而且有些條件如油分、水分完全自動檢測和控制尚待解決。所以,一般只采用分工序集中管理和控制的辦法。每個工序的控制室都設有生產(chǎn)流程圖解盤和操作臺,設備的運轉(zhuǎn)情況直接在圖解盤的指示燈顯示出來。一般操作臺都設有監(jiān)視電機運行的電流表和設備起動停車的按鈕。設備的起動和停車根據(jù)工藝和設備情況,進行分組和單機程序控制。工藝條件的控制如液位、溫度、流速等,大多采用自動調(diào)節(jié)儀表遙控。
一般電子計算機只用于原料成品的進出廠的計量方面。一般達到上述水平的預處理和浸出部分每班需三人管理。
目前,油廠自動化還存在如下問題:
1.物料的水分、油分、酸價等的連續(xù)檢測還未解決。
2.物料進料量還不能自動控制,還需要用人工調(diào)節(jié),即固體連續(xù)自動稱量設備尚未解決。
3.據(jù)豐年油廠介紹,即使有集中控制室,還是需要工人在現(xiàn)場巡回監(jiān)視設備運轉(zhuǎn)情況。這主要是自動控制尚未達到完備的程度。
在立筒庫的管理方面,因為設備和業(yè)務條件比較單純,所以大都采用了電子計算機自動控制。
(二)油廠廢水處理
油廠排出的廢水中含有污染物質(zhì),主要是油脂和皂腳等,其來源是精煉車間堿煉后水洗的水,洗濾布水、洗地板水、脫臭大氣冷凝器排出水等,污水中大約含有油分3000ppm。目前一般采用加壓浮上法處理,加壓浮上法是利用在壓力下水中溶解的空氣量比較多(壓力3 kg/cm2時水中含空氣量為8立升,常壓20℃時,溶解量為1.8立升)當壓力水放入常壓經(jīng)中和,加凝集劑將雜質(zhì)凝集,廢水中排出空氣形成很小的氣泡,氣泡上升的同時將油脂等絮狀物一起帶到水面上,然后再用撈取設備將油回收。用這種方法處理一次,可將水中含油量從3000ppm降至30ppm。經(jīng)過二次處理可達5ppm。
如果油廠中附有制造蛋白質(zhì)車間,從蛋白質(zhì)車間排出的廢水中,主要含有蛋白質(zhì)、糖類等,一般采用活性污泥法進行處理。其原理就是培養(yǎng)一種好氣性微生物,給與一定條件,讓它把廢水中的蛋白質(zhì)等營養(yǎng)分消化掉,這種方法雖然有效,但是從高度利用廢水中的營養(yǎng)成分來看還不理想,今后還須設法回收這些營養(yǎng)價值高的有用的成份,例如,可考慮把它濃縮干燥成為飼料等。
(三)微生物法生產(chǎn)油脂
用培育微生物的方法提取油脂,很早就被人們重視,早在第一次世界大戰(zhàn)時期,德國曾用糖蜜培養(yǎng)Endomyces Uernalis酵母菌,含油量達44.7%,每100克糖可獲得10-12克油,中間試驗已經(jīng)成功,但是由于當時的發(fā)酵技術(shù)還不發(fā)達,采用固體培養(yǎng)和液體表面培養(yǎng),這樣必須很大面積,因此被放棄?德國在第二次世界大戰(zhàn)時,由于缺乏油脂,又提出此項目?由于采用了通氣深層培養(yǎng)技術(shù),所以已經(jīng)有工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn),當時選用兩種微生物,一種是Fujariumlini絲狀菌,含油量50%,100克糖可得12-15克油?在24-27℃下,培養(yǎng)40-48小時,可得油50%菌體,每立方米12-15公斤;另一種是Torula utilis酵母菌,這種微生物,經(jīng)通氣培養(yǎng),含蛋白質(zhì)量可達7500,含油達3000?但是由于缺乏糖源,后來皆已停止?從上述例子可看到一個問題,即培養(yǎng)基的資源是很重要的,用其他工業(yè)廢棄物做培養(yǎng)基,在量的方面總是有限的?
1970年以來石油酵母已經(jīng)成功地投入工業(yè)生產(chǎn),這對世界蛋白資源開辟了一個新的途徑,同時也指出了巨大的石油資源是很好的培養(yǎng)基原料?因此可以設想有豐富石油資源的我國石油酵母不僅是蛋白質(zhì)?而且也將是油脂的很好資源?
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