CN102002430B

CN102002430B - 用碳酸二甲酯浸出植物油脂的方法

Info

Publication number: CN102002430B
Application number: CN 201010525094
Authority: CN
Inventors: 陈小鹏; 王琳琳; 陈毓静; 韦小杰; 梁杰珍
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: CN102002430A

Abstract

本发明提供了一种用碳酸二甲酯(DMC)浸出植物油脂的方法，是将含油植物种子筛选、烘干、粉碎后投入提取罐，加入溶剂碳酸二甲酯(DMC)浸提，将浸提混合物减压过滤，分离出混合油和子粕两部分，混合油在氮气保护下减压蒸馏回收溶剂，同时得到颜色清亮、无异味的油脂，回收的子粕与溶剂重复浸提1～4次，直到减压蒸馏后不再有油脂产生。本发明浸出植物油脂工艺采用环保、安全性高的绿色溶剂碳酸二甲酯(DMC)作为溶剂，浸出的植物油脂更符合食品安全要求，对暴露在生产环境中的操作者也无危害，减少了生产中的危险性，而且对环境无污染。

Description

用碳酸二甲酯浸出植物油脂的方法

技术领域

本发明属于植物油脂提取技术领域，涉及一种采用碳酸二甲酯(DMC)浸出植物油脂的方法。

背景技术

碳酸二甲酯(Dimethyl carbonate，缩写DMC)，是一种无色透明、有芳香气味的液体，其来源广泛，不仅可由石化、煤化路线合成，而且由可再生资源也可合成，此外可以通过温室气体CO₂来合成碳酸二甲酯(DMC)，既解决了环境问题，又利用了廉价的碳源。碳酸二甲酯(DMC)具有无毒、无腐蚀性、氧含量高，熔点、沸点范围窄，表面张力大、粘度低、介电常数小、相溶性好的特点，分子结构中含有甲基、羰基和甲酯基三种官能团，溶解性能优良，被誉为“21世纪绿色化工原料”及“绿色化工产品的基石”，是符合现代“清洁工艺”要求的环保型化工原料，1992年DMC在欧洲通过了非毒性化学品(Nontoxic substance)的注册登记。碳酸二甲酯(DMC)含有甲基、甲氧基和羰基，可以代替剧毒的光气作羰基化剂，也可代替具有致癌作用的硫酸二甲酯(DMC)作甲基化剂；碳酸二甲酯(DMC)可代替氯氟烃、三氯乙烷等破坏大气臭氧层的物质用作清洗剂，还可用于医药行业；在油漆、涂料和胶粘剂行业中，碳酸二甲酯(DMC)可替代甲苯类有毒溶剂。

目前，常见的食用植物油脂提取方法主要有三种：压榨法、浸出法和压榨浸出混合法。与压榨法相比，浸出法提取植物油脂效率高、粕中残油低，容易实现大规模自动化生产，使之成为大型植物油脂厂使用最普遍的提取方法。目前应用于植物油脂浸出的是以正己烷为主要成分的六号溶剂油、工业己烷、异己烷、异丙醇、丁烷、甲醇和乙醇等。现将检索到的已有浸出植物油脂的方法及工艺摘录如下：

发明专利00134520.6，一种棉籽的处理方法。该发明将棉籽壳仁分离后对棉仁进行预处理；烘干后的棉仁采用6号溶剂油一次浸出油脂，脱除溶剂后得到毛油；含溶湿粕采用甲醇萃取棉酚；沥干后的湿粕经机械挤压脱溶后进行烘干，得到棉籽蛋白；采用分离方法将脂溶性物质及固体杂质去除，干燥后得到粗品低聚糖。该发明具有出油率较高、脱酚彻底、有效蛋白不易损失、工艺简单、生产成本较低等特点，但油脂中残留有部分的6号溶剂油对人体有危害。

发明专利200510019311.3，一种棉仁生胚用6号溶剂油和乙醇分别浸出的方法。该发明提供一种棉仁生胚用6号溶剂油和乙醇分别浸出的方法，是将烘干后棉仁生胚于第一浸出器中用6号溶剂油浸出油脂，混合油回收后得毛油，精炼后得食用棉子油；湿粕经脱溶烘干后得脱壳脱脂棉粕。棉粕于第二浸出器中用一定浓度的乙醇进行脱酚，沥干后的湿棉粕，经挤压后进行低温烘干，即得到棉子蛋白；乙醇浸出液蒸镏、精镏后回收乙醇可重复使用。该发明具有能耗较低，产品质量较好的特点，但油脂中残留有部分的6号溶剂油对人体有危害。

发明专利200610011501.5，一种用异丙醇浸出油脂的方法。该发明公开一种用异丙醇浸出油脂的方法，包括如下步骤：先将植物油料进行挤压膨化加热处理，并烘干油料水分至3.5％以下；然后用异丙醇以1～2∶1重量比在75～85℃浸出油料30～60分钟，得混合油和湿粕；最后将混合油进行低温冷却分离处理，分离出的油脂经蒸脱机得毛油。该发明浸出油脂工艺采用异丙醇作为溶剂可提高浸出效率、降低能耗，获得浓度较高，品质较高的植物油脂。

发明专利200710130944.0，一种加压溶剂萃取小麦胚芽油的方法。该发明公开了一种加压溶剂萃取小麦胚芽油的方法，依次包括如下步骤：(1)从高方平筛分离出的新鲜小麦胚芽，通过溜管输送，直接进入微波干燥装置，并进行低温干燥和灭酶；(2)在0.2～0.8MPa的压力下，选用液化丁烷、乙醇或异丙醇等溶剂，对步骤(1)经微波处理的小麦胚芽进行数次逆流浸出，再对混合油和湿胚粕中含的溶剂在减压的状态下脱溶；(3)从混合油中和湿胚粕中蒸发出的溶剂，经减压汽化，汽化后的溶剂汽体再经过压缩机压缩、冷凝液化后循环使用；(4)麦胚毛油采用常规的冬化、碱炼和脱色工艺。该发明不仅能减少溶剂消耗量、缩短萃取时间，而且可抑制油脂的氧化和胚粕蛋白的变性，但工艺较为复杂。

发明专利200710023058.8，油脂浸出工艺。该发明提供一种油脂浸出方法，包括从植物种子中萃取植物油脂，然后进行分离，采用异己烷做为浸出溶剂，油料经过预处理制成胚片或预榨后的饼，有输送设备送入浸出器，得到浓混合油和湿粕，然后对混合油进行汽体或者蒸馏分离出异己烷溶剂，得到比较纯的植物油脂。

综上所述，目前应用于食用植物油脂浸出的有机溶剂，大多存在着易燃易爆、有毒、来源于不可再生资源等缺点。例如正己烷蒸汽在大气中经光化学降解会形成臭氧，作为臭氧的前驱物，已达到美国环境空气质量标准所规定为监控物质的要求，特别是1990年美国清洁空气法案将正己烷列为189项空气污染有害物质之一，认定人体经常暴露于正己烷蒸气下，有损伤中枢神经系统和运动神经细胞的作用。而且近年来，食品安全成为全世界关注的热点，美国、欧洲、日本等国的消费者对于食用植物油脂溶剂残留量的要求越来越严格，目前所采用以正己烷为主要成分的工业己烷和六号溶剂油浸出油脂或多或少会存在溶剂残留，正己烷经呼吸道或经胃肠吸收，对人体的神经系统有明显的毒害作用。因此研究可以替代正己烷浸出的溶剂成为目前植物油脂提取技术领域的紧要课题。

发明内容

本发明针对食用植物油脂现有提取技术中存在的上述问题，提供采用绿色溶剂碳酸二甲酯(DMC)浸出植物种子油脂的方法。

本发明是这样实现的：

用碳酸二甲酯(DMC)浸出植物油脂的方法，包括筛选、烘干、粉碎、浸提、过滤、蒸馏工序，采用的溶剂为市购碳酸二甲酯，，将经粉碎的植物种子，加温浸提1～4次，每次浸提时间为10～120min，温度为30～90℃，然后合并过滤液，减压蒸馏得到植物油脂，回收的碳酸二甲酯，溶剂重复使用。

以上所述的植物种子，包括大豆、花生、油茶籽、油菜籽、棉籽、芝麻、葵花籽、松子和核桃仁等，或者含油量较高的植物种子中的一种或多种混合的植物种子。

以上所述的烘干，是将植物种子的含水率控制在12～15％的重量比内。

以上所述的粉碎，是将植物种子粉碎粒度为10～100目过筛。

以上所述的植物种子与溶剂的重量份数比为1∶1～6。

以上所述的减压蒸馏，是在氮气、二氧化碳和氩气保护下进行回收碳酸二甲酯。

本发明的主要优点如下：

(1)制出的溶剂油更符合食品安全要求

浸出法制油不可避免的存在有机溶剂在油、粕中的残留问题，而有机溶剂普遍是有毒性的溶剂，如目前工业浸出法制油普遍采用的以正己烷为主要成分的工业己烷和六号溶剂油，经胃肠吸收对人体的神经系统有明显的毒害作用，而且正己烷的大鼠经口致死量为LD₅₀0.029g/kg，DMC的大鼠经口致死量为LD₅₀13.8g/kg，1992年DMC在欧洲通过了非毒性化学品(Nontoxic substance)的注册登记，采用DMC为溶剂生产油脂，特别是食用溶剂油更符合食品安全的要求。

(2)对暴露在生产环境中的操作者无危害

目前工业浸出法制油普遍采用以正己烷为主要成分的工业己烷和六号溶剂油，其溶剂油蒸气对人体有毒害作用，连续吸入会使人头昏、恶心甚至失去知觉。因此在工作场所空气中溶剂蒸气的最高浓度不能超过0.5mg/L。研究表明，DMC是一种集清洁性和安全性于一身的价格低廉的绿色溶剂，空气中溶剂蒸气的卫生最大容许浓度(mg/L)没有要求，采用DMC为溶剂进行浸出油脂的生产，对暴露在生产环境中的操作者没有健康危害。

(3)无环境危害，减少生产中的危险性

采用溶剂法制取油脂，在生产中不可避免地会发生溶剂损耗，从而排放到空气中，如果使用的有机溶剂有毒，会造成环境污染；如果有机溶剂易燃、易爆，会存在极大的安全隐患。正己烷蒸汽在大气中经光化学降解会形成臭氧，作为臭氧的前驱物，已达到美国环境空气质量标准所规定为监控物质的要求，特别是1990年美国清洁空气法案将正己烷列为189项空气污染有害物质之一；正己烷的爆炸极限为1.2～6.9％，六号溶剂油的爆炸极限为1.5～4.9％，非常容易燃烧，其蒸气与空气混合易形成爆炸气体。采用DMC为溶剂进行浸出油脂的生产，可避免正己烷在大气中排放，消除其环境危害，而且DMC还可通过温室气体CO₂来合成，使用DMC为溶剂在碳源利用和环境保护方面均有重要意义；同时，DMC的爆炸极限为3.8～21.3％，以其作为油脂浸出溶剂，大大减少了生产中的危险性。

附图说明

图1：为本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但它们不是对本发明的限定。

实施例1

取500重量份市售大豆筛除沙子等杂质后，烘干至含水率在13～15％的重量比内，在粉碎机上粉碎，过20目筛，装入浸提罐中，加入1800重量份碳酸二甲酯(DMC)溶剂，于70℃下浸提60min，静置10min后，过滤分离混合油和子粕，将混合油在氮气保护下减压蒸馏，回收溶剂并收集豆油；将子粕再加入碳酸二甲酯(DMC)1800重量份，重复上述浸提操作2次，一次浸提提油率为75.2％，三次浸提后提油率共为96.8％，所得浸提豆油为浅黄色清亮溶液，无异味。

实施例2

取市售新鲜油茶果，经去果壳分离出茶籽，于日光下自然晒干，筛除沙子等杂质后，取500重量份除去茶籽壳取茶籽仁烘干至含水率在12～14％的重量比内，在粉碎机上粉碎，过40目筛，加入1000重量份碳酸二甲酯(DMC)溶剂，于65℃下浸提90min，静置10min后，过滤分离混合油和子粕，将混合油在氮气保护下减压蒸馏，回收溶剂并收集茶籽油；将子粕再加入碳酸二甲酯(DMC)1000重量份，重复上述浸提操作2次，一次浸提提油率为86.3％，三次浸提后提油率共为97.6％，所得浸提茶籽油为浅黄色清亮溶液，无异味。

实施例3

市售干花生筛除沙子等杂质、脱壳后取500重量份，烘干至含水率在13～15％的重量比内，在粉碎机上粉碎，过40目筛，装入浸提罐中，加入1500重量份碳酸二甲酯(DMC)溶剂，于75℃下浸提80min，静置10min后，过滤分离混合油和子粕，将混合油在氮气保护下减压蒸馏，回收溶剂并收集花生油；将子粕再加入碳酸二甲酯(DMC)1500重量份，重复上述浸提操作2次，一次浸提提油率为73.8％，三次浸提后提油率共为95.6％，所得浸提花生油为浅黄色清亮溶液，无异味。

实施例4

市售葵花籽筛除沙子等杂质、脱壳后取500重量份，烘干至含水率在12～14％的重量比内，在粉碎机上粉碎，过50目筛，装入浸提罐中，加入750重量份碳酸二甲酯(DMC)溶剂，于75℃下浸提120重量份，静置10min后，过滤分离混合油和子粕，将混合油在氮气保护下减压蒸馏，回收溶剂并收集葵花籽油；将子粕再加入碳酸二甲酯(DMC)750重量份，重复上述浸提操作1次，一次浸提提油率为78.5％，二次浸提后提油率共为93.9％，所得浸提葵花籽油为浅黄色清亮溶液，无异味。

实施例5

市售干芝麻选去沙子等杂质后取500重量份，烘干至含水率在13～15％的重量比内，在粉碎机上粉碎，过60目筛，装入浸提罐中，加入1000重量份碳酸二甲酯(DMC)溶剂，于65℃下浸提90min，静置10min后，过滤分离混合油和子粕，将混合油在氮气保护下减压蒸馏，回收溶剂并收集芝麻油；将子粕再加入碳酸二甲酯(DMC)1000重量份，重复上述浸提操作3次，一次浸提提油率为75.1％，四次浸提后提油率共为97.8％，所得浸提芝麻油为浅黄色清亮溶液，无异味。

实施例6

市售核桃脱壳后取500重量份，烘干至含水率在14～15％的重量比内，在粉碎机上粉碎，过100目筛，装入浸提罐中，加入4000重量份碳酸二甲酯(DMC)溶剂，于60℃下浸提90min，静置10min后，过滤分离混合油和子粕，将混合油在氮气保护下减压蒸馏，回收溶剂并收集核桃油；将子粕再加入碳酸二甲酯(DMC)4000重量份，重复上述浸提操作1次，一次浸提提油率为82.7％，二次浸提后提油率共为97.8％，所得浸提核桃油为浅黄色清亮溶液，无异味。

Claims

1.一种用碳酸二甲酯浸出植物油脂的方法，其特征在于：取500重量份市售大豆筛除包括沙子在内的杂质后，烘干至含水率在13～15％的重量比内，在粉碎机上粉碎，过20目筛，装入浸提罐中，加入1800重量份碳酸二甲酯溶剂，于70℃下浸提60min，静置10min后，过滤分离混合油和子粕，将混合油在氮气保护下减压蒸馏，回收溶剂并收集豆油；将子粕再加入碳酸二甲酯1800重量份，重复上述浸提操作2次，一次浸提提油率为75.2％，三次浸提后提油率共为96.8％，所得浸提豆油为浅黄色清亮溶液，无异味。

2.一种用碳酸二甲酯浸出植物油脂的方法，其特征在于：取市售新鲜油茶果，经去果壳分离出茶籽，于日光下自然晒干，筛除包括沙子在内的杂质后，取500重量份除去茶籽壳取茶籽仁烘干至含水率在12～14％的重量比内，在粉碎机上粉碎，过40目筛，加入1000重量份碳酸二甲酯溶剂，于65℃下浸提90min，静置10min后，过滤分离混合油和子粕，将混合油在氮气保护下减压蒸馏，回收溶剂并收集茶籽油；将子粕再加入碳酸二甲酯1000重量份，重复上述浸提操作2次，一次浸提提油率为86.3％，三次浸提后提油率共为97.6％，所得浸提茶籽油为浅黄色清亮溶液，无异味。