CN102311872A - 植物油的低温短时脱臭方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种植物油的低温短时脱臭方法和设备。选择板式-填料-板式组合塔作为脱臭器，通过研究脱臭温度、时间、直接蒸汽用量对维生素E、甾醇损失、反式脂肪酸生成量及一级油品质的影响，确定最佳脱臭工艺及参数，在保证油脂质量的前提下，减少油脂中维生素E、甾醇的损失，降低反式脂肪酸生成量的一种脱臭方法。采用上述方法可以制得反式脂肪酸含量低(低于1.0％)、维生素E、甾醇损失率低(V_E损失低于12％，甾醇损失低于17％)的脱臭植物油产品。

Description

植物油的低温短时脱臭方法和设备

技术领域

本发明涉及植物油脱臭领域，尤其是涉及一种植物油的低温短时脱臭方法和设备。 

背景技术

维生素E又叫生育酚，主要有α、β、γ、δ四种异构体。维生素E能提供氢给活性自由基，从而中断由活性氧引发的自由基链式反应，起到抗氧化作用，因此是油脂中的天然抗氧化剂。此外，生育酚还具有一定的医疗保健作用，能保证人体机能的正常运转，防止人体衰老和动脉硬化，降低心血管疾病的发病率。因此，最大限度的保留油脂中的天然维生素E，减少精炼过程中生育酚损失，无论是对油脂氧化稳定性还是营养性都十分有利。 

植物甾醇属于四环三萜类天然产物。植物油中的甾醇种类丰富，达128种，其中，含量最大的是谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜籽甾醇。¹植物甾醇大多是从植物油脱臭馏出物以及皂脚中提取。植物甾醇具有防止冠心动脉粥样硬化、促进胆固醇的降解代谢等药用和保健价值；合成维生素D3等甾类药物重要中间体；生发、养发和皮肤营养剂；化纺工业中的分散剂、柔软剂、抗氧化剂等。 

反式脂肪酸是指具有双键反式构型的脂肪酸。普遍存在于反刍动物乳品及人造奶油等产品中。反式脂肪酸能升高低密度脂蛋白含量，增加了心脑血管疾病的危害，反式脂肪酸还与乳腺癌有关。2003年后很多欧美国家都要求标注产品的反式脂肪酸含量，WHO/FAO“膳食、营养与慢性病预防”专家委员会建议，膳食中的反式脂肪酸的最大摄入量最好不要超过总能量的1％。 

油脂脱臭是利用油脂中的臭味物质与甘三酯的挥发度有很大差异，在高温高真空条件下，借助水蒸气蒸馏脱除臭味物质的工艺过程。目前，国内油脂企业脱臭多采用盘式板式塔，普遍存在脱臭温度高(250-260℃甚至更高)，脱臭时间长(2-3h)等问题，使脱臭油中反式脂肪酸达到2％-4％之间，维生素E、甾醇损失70％以上。因此，开发一种低温短时脱臭的方法非常必要。 

发明内容

本发明的目的是提供一种植物油的低温短时脱臭方法，通过研究脱臭温度、时间、直接蒸汽用量对维生素E、甾醇损失、反式脂肪酸生成量及一级油品质的影响，确定最佳脱臭工艺及参数，在保证油脂质量的前提下，减少油脂中维生素E、甾醇的损失，降低反式脂肪酸 的生成量，属于开创性研究。 

一种植物油的低温短时脱臭方法，其将脱色后的植物油除氧，加热到165-185℃，进入板式塔，加热到205-235℃，直接蒸汽汽提10-15分钟，进行热敏脱色，然后进入填料塔，温度205-235℃，停留5分钟左右，脱去脂肪酸，之后再进入板式塔停留10-20分钟，最后将油冷却到35-45℃后进行精滤，得脱臭油。由于脱臭是在较高温度条件下进行，因此，为了避免油脂氧化，在进入脱臭塔之前，必须经析气器将脱色油中的氧脱除。 

在上述脱臭方法中，温度是影响脱臭效果的最重要因素。在一定的真空度条件(3-5Torr)下，脱臭温度过低，会造成脂肪酸及一些臭味成分挥发不出，热脱色效果不佳，影响脱臭效果，脱臭温度过高，造成脂肪酸异构化、聚合现象严重，V_E、甾醇损失量大，不仅降低油脂品质还浪费能耗。脱臭时间也是影响脱臭效果的重要因素。脱臭时间过短，游离脂肪酸及臭味物质挥发不完全，脱臭时间过长则会降低生产效率，同时还会造成反式脂肪酸生成量及VE、甾醇损失增加，降低油脂品质。直接蒸汽用量也是影响脱臭效果的重要因素之一。蒸汽用量过小，对挥发性物质的夹带脱除不完全，影响脱臭效果，蒸汽用量过大，会造成蒸汽浪费，同时也会增加V_E、甾醇的损失。蒸汽用量一般控制在0.6-1.2％之间(直接蒸气耗用量为脱臭油量的0.6-1.2％)。 

本发明的脱臭方法适用于常见植物油，如大豆油、菜籽油等。 

根据上述脱臭方法得到的脱臭植物油，对脱臭油各指标进行检测，结果表明：脱臭植物油相对其脱臭之前的脱色油中的维生素E损失率为4-12％，脱臭植物油相对其脱臭之前的脱色油中的植物甾醇损失率为6-17％，反式脂肪酸含量在0.3-1.0％；游离脂肪酸含量为0.03-0.05％；色泽为：Y6-10，R0.1-1.0(罗维朋比色，133mm比色杯)。 

为了更好地实施上述方法，本发明进一步提供一种脱臭设备，包括脱臭塔，所述脱臭塔的塔身结构为第一层和第二层为板式塔，第三层为填料塔、以及第四层为板式塔；所述脱臭塔的每一层塔板上设置有溢流管、猛犸泵、排空管和折流板；所述脱臭设备还包括通至脱臭塔第一层猛犸泵的高压蒸汽输送管和通至脱臭塔其它层猛犸泵的饱和蒸汽输送管，和设置在脱臭塔上部的待脱臭植物油进口，以及与脱臭塔上部和底部相连的植物油输送泵，所述植物油输送泵后连接换热器，所述换热器后为脱臭植物油出口。本发明中所选用的脱臭塔为板式-填料-板式组合脱臭塔，这种脱臭塔既改善单独的板式塔脱臭温度高、时间长、蒸汽用量大，易造成脂肪酸异构化，V_E、甾醇损失等缺点，又能改善单独填料塔热脱色效果不佳的缺憾。选用此种脱臭塔能够降低脱臭温度，减少脱臭时间和蒸汽用量，从而减少V_E、甾醇损失和反式脂肪酸生成。其中填料塔采用不锈钢规整波纹填料。 

上述脱臭设备，脱臭塔还可以包括第五层板式塔和第六层板式塔；所述脱臭塔的第四、五、六层板式塔的外部各设置有三通阀，并相互连接。所述排空管管径和溢流管管径优选为DN80，连接脱臭塔第四、五、六层的三通阀管管径优选为DN150。 

上述脱臭设备，在脱臭塔顶部连接有脂肪酸捕集装置，后连接脂肪酸暂存罐、脂肪酸输送泵、换热器和脂肪酸储存罐。用于回收脱臭塔顶部蒸出的脂肪酸。 

一般条件下，植物油加热后，进入该脱臭塔，先经过板式塔脱臭，然后进入填料塔进行脱臭，最后经过板式塔脱臭完成脱臭过程，脱臭过程中蒸出的脂肪酸在脂肪酸回收段处进行冷凝回收。在实际操作时，可根据需要，调节三通阀门使植物油继续在第五层板式塔或第六层完成脱臭过程。通过在脱臭塔第四、五、六层设置三通阀门，可调整植物油在脱臭塔内经过的塔板数，调节脱臭时间，对植物油进行适度精炼，减少了脱臭过程中蒸汽的使用、反式脂肪酸的生成和脱臭过程中甾醇、V_E的损失，提高植物油安全和营养价值。 

本发明的低温短时脱臭方法，是以脱色植物油为原料，预热析气除氧，选择板式-填料-板式组合塔，经板式塔热敏脱色，填料塔汽提脱酸，再经板式塔汽提，经换热器将油冷却后进行精滤，得脱臭油。以VE、植物甾醇损失率，反式脂肪酸生成量为检测指标，通过对脱臭温度、时间、直接蒸汽用量等参数的调整，得出低温短时脱臭的最佳参数范围。通过本发明的方法和设备进行脱臭，可以减少脱臭过程中VE、甾醇的损失，降低对人体有害的反式脂肪酸生成量，提高植物油的质量和品质。同时可以降低能耗，减少辅料用量，节约脱臭成本。 

附图说明

图1是本发明的脱臭设备的结构示意图。 

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。 

实施例中采用的测定方法为： 

维生素E含量的测定：紫外检测-高效液相色谱法。 

反式脂肪酸含量的测定：气相色谱法。 

甾醇含量的测定：气相色谱法。 

游离脂肪酸含量的测定：参考GB/T 5530-2005动植物油脂酸值和酸度测定。 

色泽的测定：参考GB/T 22460-2008动植物油脂罗维朋色泽的测定。

实施例1： 

如图1所示，本发明主要采用一种塔身结构为板式塔-填料塔-板式塔的脱臭塔作为主体脱臭设备，其是一种可调节脱臭时间的脱臭塔。 

本发明的脱臭设备，包括脱臭塔14，其塔身结构为第一层和第二层为板式塔，第三层为填料塔、以及第四层为板式塔。还可以进一步包括第五层板式塔和第六层板式塔。在脱臭塔14的第四、五、六层板式塔的外部各设置有三通阀4，并相互连接。脱臭塔14的每一层塔板设置有溢流管1、猛犸泵2、排空管3和折流板6。排空管3管径和溢流管1管径为DN80，连接脱臭塔第四、五、六层的三通阀管管径为DN150。脱臭塔14采用高压蒸汽加热，高压蒸汽通过与脱臭塔14第一层猛犸泵2连接的高压蒸汽输送管输送；脱臭塔14采用饱和蒸汽作为脱臭蒸汽，脱臭蒸汽通过与脱臭塔14其余各层猛犸泵连接的饱和蒸汽输送管5输送；在脱臭塔14上部设置有待脱臭植物油进口，脱臭塔14上部和底部设置有连接植物油输送泵7的管道；植物油输送泵7后连接换热器8，换热器8后为脱臭植物油出口。在脱臭塔14的顶部还连接有脂肪酸捕集装置9，后连接脂肪酸暂存罐10、脂肪酸输送泵11、脂肪酸换热器12和脂肪酸储存罐13。 

在脱臭塔14的顶部还焊接有吊耳，便于安装和运输。 

在脱臭塔14的外部装有保温材料，使脱臭塔有较好的保温效果。 

在使用时，待脱臭植物油进入脱臭塔14第一层，被猛犸泵2加热到脱臭温度后，通过溢流管1流入第二层板式塔进行汽提脱臭，当第二层液位达到溢流管位置时，植物油通过溢流管流入第三层填料塔进行脱臭和脱酸。在填料塔完成脱臭和脱酸后，填料板层中的脱臭油流入第四层板式塔继续进行脱臭和热脱色。在实际操作中，可据实际需要，调节三通阀，确定植物油是否继续在脱臭塔的五、六层继续进行脱臭。当脱臭塔五、六层不进行脱臭时，可关闭该板层的脱臭蒸汽。脱臭后的植物油由植物油输送泵7送换热器8进行降温处理。脱臭蒸汽里的脂肪酸，经脂肪酸捕集装置9回收后进入脂肪酸暂存罐10，并由脂肪酸输送泵11送脂肪酸换热器12进行降温后，对捕集的脂肪酸蒸汽进行喷淋冷却。当脂肪酸暂存罐10液位高报时，打开脂肪酸通往脂肪酸储存罐13的阀门，储存脂肪酸。 

使用上述脱臭设备，在本实施例中，脱色大豆油在90℃左右，经析气器除氧，经换热器加热到165℃左右，进入板塔，真空度3.8Torr的条件下，加热到235℃，直接蒸汽汽提15min，进行热敏脱色，然后进入填料塔，停留5min，温度235℃左右，蒸发脱去脂肪酸，之后再进入板式塔，停留15min.；经换热器将油冷却到45℃后进行精滤，得脱臭油。 

检测脱臭油指标，结果如下，反式脂肪酸含量：0.60％；维生素E脱臭损失率：8.9％， 甾醇脱臭损失率为：15.3％，脱臭油中游离脂肪酸含量为0.037％，色泽为：Y7R0.5。 

实施例2： 

使用的脱臭设备同实施例1。 

将脱色菜籽油在130℃，经析气器除氧，经换热器加热到170℃，进入板塔，真空度3.9Torr的条件下，加热到212℃，直接蒸汽汽提15min，进行热敏脱色，然后进入填料塔，温度212℃，停留5分钟，之后再进入板式塔，直接蒸汽汽提15min，经换热器将油冷却到45℃后进行精滤，得脱臭油。 

检测脱臭油指标，结果如下，反式脂肪酸含量：0.33％；维生素E脱臭损失率：4.8％，甾醇脱臭损失率为：7.6％，脱臭油中游离脂肪酸含量为0.032％，色泽为：Y10R0.8。 

Claims (8)

1.一种植物油的低温短时脱臭方法，其特征在于：将脱色后的植物油除氧，加热到165-185℃，进入板式塔，加热到205-235℃，直接蒸汽汽提10-15分钟，进行热敏脱色，然后进入填料塔，温度205-235℃，停留5分钟左右，脱去脂肪酸，之后再进入板式塔停留10-20分钟，最后将油冷却到35-45℃后进行精滤，得脱臭油。

2.根据权利要求1所述的脱臭方法，其特征在于：所述植物油为大豆油或菜籽油。

3.权利要求1或2的脱臭方法得到的脱臭植物油。

4.根据权利要求3所述的脱臭植物油，其特征在于：所述脱臭植物油相对其脱臭之前的脱色植物油中的维生素E损失率为4-12％，所述脱臭植物油相对其脱臭之前的脱色植物油中的植物甾醇损失率为6-17％，所述脱臭植物油中反式脂肪酸含量在质量浓度1.0％以下。

5.用于权利要求1所述的脱臭方法的脱臭设备，包括脱臭塔，其特征在于：所述脱臭塔的塔身结构为第一层和第二层为板式塔，第三层为填料塔、以及第四层为板式塔；所述脱臭塔的每一层塔板上设置有溢流管、猛犸泵、排空管和折流板；所述脱臭设备还包括通至脱臭塔第一层猛犸泵的高压蒸汽输送管和通至脱臭塔其它层猛犸泵的饱和蒸汽输送管，和设置在脱臭塔上部的待脱臭植物油进口，以及与脱臭塔上部和底部相连的植物油输送泵，所述植物油输送泵后连接换热器，所述换热器后为脱臭植物油出口。

6.根据权利要求5所述的脱臭设备，其特征在于：所述脱臭塔还包括第五层板式塔和第六层板式塔；所述脱臭塔的第四、五、六层板式塔的外部各设置有三通阀，并相互连接。

7.根据权利要求6所述的脱臭设备，其特征在于：所述排空管管径和溢流管管径为DN80，连接脱臭塔第四、五、六层的三通阀管管径为DN150。

8.根据权利要求5-7任一项所述的脱臭设备，其特征在于：在脱臭塔顶部连接有脂肪酸捕集装置，后连接脂肪酸暂存罐、脂肪酸输送泵、换热器和脂肪酸储存罐。

Images