油脂分提方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油脂的加工，更具體地涉及油脂的分提，特別涉及用于油脂干法分提 的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 油脂的加工方法分為兩類：精煉和改性。分提作為一種油脂改性技術(shù)，是利用油脂 中不同的脂肪酸甘油三酯在熔點或不同溫度下的互溶度方面的差異，通過冷卻結(jié)晶和固液 分離，來實現(xiàn)油脂中不同脂肪酸甘油三酯的分離的技術(shù)。通過分提可以將油脂分離為具有 較低熔點的液體部分(下文也稱為軟脂)和具有較高熔點的固體部分(下文也稱為硬脂)。分 提按照使用的介質(zhì)不同又可分為溶劑分提、表面活性劑分提和干法分提。溶劑分提由于需 要使用大量的溶劑，工廠的投資成本和運行成本都比較高，只是在一些附加值較高的產(chǎn)品 和難分離物質(zhì)的分提過程中使用，使用范圍相對較小。表面活性劑分提需要引入外來的表 面活性劑，如十二烷基硫酸鈉，因此產(chǎn)品不可避免的會受這些物質(zhì)的污染，使用上也逐漸受 到限止。干法分提相比前兩種方法雖然分離效果稍差，但隨著多步分提工藝的使用和高壓 隔膜壓濾機在工業(yè)上的推廣應(yīng)用，干法分提的分離效果得到了顯著改善。并且，干法分提具 有能耗低，生產(chǎn)過程綠色環(huán)保、過程可逆等顯著的優(yōu)點，其應(yīng)用呈現(xiàn)越來越廣泛的趨勢。但 是，干法分提在結(jié)晶效率和控制方面仍需進一步改進。
[0003] 干法分提廣泛適用于各種油脂的改性，包括但不限于，棉籽油、棕櫚油、菜籽油、鯨 魚油、牛脂、奶油、大豆油、紅花籽油、葵花籽油、芝麻油、玉米胚芽油、橄欖油、花生油、椰子 油、棕櫚仁油、豬油、魚油等等，其中使用最廣泛的還是棕櫚油的干法分提。
[0004] 棕櫚油是一種應(yīng)用廣泛的植物油，主要產(chǎn)地位于東南亞印度尼西亞、馬來西亞等 國家。棕櫚油含有約50%的不飽和脂肪酸和約50%的飽和脂肪酸，這種較為特殊的脂肪酸 比例使得棕櫚油成為應(yīng)用最為廣泛的食品原料。
[0005] 棕櫚油按照分提后熔點的不同可以分為33度棕櫚油、24度棕櫚油、10度棕櫚油 等，其中在國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的是10度棕櫚油，多作為煎炸油、調(diào)和油的主要原料。10度棕 櫚油主要由24度棕櫚油經(jīng)過干法分提后去除高熔點的硬脂部分而得到，在24度棕櫚油的 結(jié)晶過程中，少量SSS三飽和甘油三酯和SSU/SUS單不飽和甘油三酯(其中S代表飽和脂肪 酸，U代表不飽和脂肪酸）會逐漸結(jié)晶，剩余液體中SUU/USU和UUU等多不飽和甘油三酯的 相對含量會增加，使最終所得液體油的熔點降低，耐寒性變好。
[0006] 在常規(guī)的24度棕櫚油干法分提過程中，由于SUS等對稱性甘油三酯較難結(jié)晶，使 得結(jié)晶耗時較長，且由于結(jié)晶初期晶核完全由原料自身的過度冷卻產(chǎn)生，需要較高的過冷 度和較長時間的冷卻，且形成晶核的過程較難控制，易產(chǎn)生大量細小的晶核，對后續(xù)養(yǎng)晶、 過濾產(chǎn)生不利的影響。另外，由于24度棕櫚油原料組成的波動，也經(jīng)常會使分提過程變得 復(fù)雜，如果控溫不合適，還可能出現(xiàn)回溫、凍罐、難以過濾等現(xiàn)象，嚴重影響工廠的生產(chǎn)效 率。因此24度棕櫚油的分提工藝尚有較大的改進空間，目前對分提工藝的改進主要是對設(shè) 備的改進和結(jié)晶過程控制的改進。
[0007] Desmet等在US0264667A1中對干法分提結(jié)晶器進行了改進，以換熱排管同時作為 攪拌器，極大地增加了換熱面積，同時在結(jié)晶過程中保持均勻的線速率進行攪拌，也使得養(yǎng) 晶過程中晶體的生長較為均勻，利于后續(xù)的過濾并提高了軟脂的得率。
[0008] 對結(jié)晶過程的控制目前主要是采用添加晶種的方法來促進結(jié)晶，達到優(yōu)化過程控 制的目的。例如，美國專利US5231200中通過在精煉后的棕櫚油中加入0. 5%的活性白土， 引入非均相的晶核，促進結(jié)晶，提高軟脂的得率。美國專利申請US20070160739通過在原料 中加入后續(xù)分提過程中產(chǎn)生的高熔點的硬脂，來調(diào)節(jié)原料的化學組成，使得原料油更易結(jié) 晶分提。美國專利US5602265與US5621125通過向原料油中加入高分子和高熔點的物質(zhì)來 縮短結(jié)晶誘導(dǎo)時間，從而提高生產(chǎn)效率和軟脂得率。但是添加外來物質(zhì)促進結(jié)晶的方式雖 然可以改進工藝，卻不可避免的會帶入其它外來物質(zhì)的污染，對后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響。
[0009] 中國專利申請CN 102229860 A與美國專利US6630185B2均采用超聲波來加速油 脂的結(jié)晶，可起到縮短結(jié)晶時間和改善分離效率的目的。但超聲波實現(xiàn)成本較高，且在促進 結(jié)晶的同時會產(chǎn)生熱效應(yīng)，無法長時間使用。另外，超聲波可能會使油脂的風味發(fā)生變化， 對后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量有一定的影響。
[0010] 另外，借助氣泡來促進晶體成核是化工行業(yè)中已知的，例如常規(guī)的鼓泡塔結(jié)晶器。 但是該手段通常用于從溶劑體系等低粘度物料中實現(xiàn)結(jié)晶分離，對于體系粘度較大的油 月旨，如果使用鼓泡塔結(jié)晶器進行干法分提會產(chǎn)生大量的泡沫，不利于后續(xù)的產(chǎn)品分離。
[0011] 綜上，仍然需要具有更高結(jié)晶效率和軟脂得率的適用于油脂特別是棕櫚油的干法 分提的工藝和設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或多個問題，本發(fā)明提供了適用于油脂、特別是 棕櫚油的干法分提的新型方法和設(shè)備，其借助具有微米級或以下的直徑的氣泡來加速分提 前期的晶體成核，從而取得了更高的結(jié)晶效率和/或軟脂得率。
[0013] 在一個方面，本發(fā)明提供了油脂分提方法，其包括在使原料油脂處于介穩(wěn)狀態(tài)的 條件下向其中通入氣泡的步驟，其中所述氣泡具有約200μm或以下的直徑，且用于形成所 述氣泡的氣體為在所處條件下不與所述原料油脂發(fā)生化學反應(yīng)的氣體。
[0014] 在另一方面，本發(fā)明提供了用于油脂分提的結(jié)晶器，其特征在于，包括用于容納油 脂的容器、用于攪拌油脂的攪拌裝置和用于產(chǎn)生氣泡的氣泡發(fā)生器，該氣泡發(fā)生器的氣泡 出口位于所述容器的底部，且該氣泡發(fā)生器能夠產(chǎn)生具有約200μm或以下的直徑的氣泡。
[0015] 在又一方面，本發(fā)明提供了用于油脂分提的油脂分提設(shè)備，其特征在于，包括本發(fā) 明的結(jié)晶器和為所述結(jié)晶器提供冷卻的冷卻裝置。
[0016] 通過本發(fā)明的方法和設(shè)備，可以促進油脂分提前期處于介穩(wěn)狀態(tài)的油脂的結(jié)晶成 核，一方面可以提高結(jié)晶效率，縮短結(jié)晶時間；另一方面，可以使晶核的產(chǎn)生更為持續(xù)和均 勻，進而改善后續(xù)晶體生長質(zhì)量，有利于固液分離并可提高軟脂得率。此外，相比常規(guī)的添 加硬脂的晶種技術(shù)，還可明顯提高所得軟脂與硬脂的產(chǎn)品質(zhì)量。
[0017] 另外，本發(fā)明的方法和設(shè)備操作簡單、易于實現(xiàn)，可以僅使用少量的氣體進行循 環(huán)、能耗較小，并且所用氣體介質(zhì)不但不會對最終產(chǎn)品造成污染，還可以對原料進行有效的 保護，使得能耗成本和物料成本均較低。
[0018] 另外，相比化工行業(yè)中常用的鼓泡塔結(jié)晶器，本發(fā)明的結(jié)晶器和分提設(shè)備在用于 油脂分提時避免了在油脂中形成大量泡沫，從而有利于后續(xù)的固液分離。
【附圖說明】
[0019] 結(jié)合附圖和下文的詳細說明可以更好地理解本發(fā)明的上述各個方面以及其它方 面的特征和優(yōu)點，其中： 圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施方式的油脂分提設(shè)備的示意圖； 圖2為對照例1和實施例1中油脂的固體脂肪含量隨降溫時間的變化的圖示； 圖3為降溫開始后6h和8h時對照例1和實施例1的油脂樣品在40倍偏光顯微鏡下 觀察到的結(jié)晶形態(tài)，其中圖3a對應(yīng)對照例1在6h時，圖3b對應(yīng)實施例1在6h時，圖3c對 應(yīng)對照例1在8h時，且圖3d對應(yīng)實施例1在8h時； 圖4為對照例2和實施例2中油脂的軟脂碘價隨降溫時間的變化的圖示。
【具體實施方式】
[0020] 為了更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果，下文結(jié)合實施例對本發(fā)明的優(yōu)選 實施方式進行了更詳細地說明。應(yīng)當理解，這些說明僅為示例性的，而不應(yīng)理解為以任何方 式對本發(fā)明構(gòu)成限制。
[0021] 本文所公開的"范圍"以下限和上限的形式，例如一個或多個下限與一個或多個上 限的形式給出。給定范圍可通過選擇一個下限和一個上限來進行限定，選定的下限和上限 限定了給定范圍的邊界。所有以這種方式限定的范圍是包含和可組合的，即任何下限可與 任何上限組合形成一個范圍。例如，針對特定參數(shù)列出了 60-110和80-120的范圍，理解為 60-120和80-110的范圍也是可預(yù)料到的。此外，如果列出的下限為1和2而列出的上限為 3,4和5,則下面的范圍都是可預(yù)料到的：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。
[0022] 在本文中，除非有其他說明，數(shù)值范圍"a_b"表示a到b之間的任意實數(shù)組合的縮 略表示，其中a和b都是實數(shù)。例如數(shù)值范圍"0-5"表示本文中已經(jīng)全部列出了 "0-5"之 間的全部實數(shù)，"0-5"只是這些數(shù)值組合的縮略表示。
[0023] 在本文中，除非有其他說明，術(shù)語"其組合"或"它們的組合"表示所列出的各選擇 要素的任意組合，例如兩種、三種、四種以及直到最大可能數(shù)量的選擇要素的組合，如混合 物。
[0024] 如果沒有特別指出，本說明書所用的術(shù)語"一種（個）"指"至少一種（個）"。
[0025] 在本文中，除非有其他說明，本文所提到的所有實施方式以及優(yōu)選實施方式可以 相互組合形成新的技術(shù)方案。
[0026] 在本文中，除非有其他說明，本文所提到的所有技術(shù)特