CN103087821B - 一种保留谷维素的米糠油精炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保留谷维素的米糠油精炼方法，解决了现有米糠油精炼时油中所含谷维素难以保存的问题。技术方案包括米糠毛油经脱胶、脱蜡、脱色、闪蒸预脱酸及脱臭、酸性溶剂脱酸、水洗、真空干燥、冬化脱脂得到成品油。本发明工艺简单、能够最大限度的保留米糠油中的谷维素，脱酸效果好。

Description

一种保留谷维素的米糠油精炼方法

技术领域

本发明涉及一种油脂精炼方法，具体的说是一种保留谷维素的米糠油精炼方法。

背景技术

谷维素是米糠油中特有的环木菠萝醇类阿魏酸酯，是米糠油中重要的活性成分。谷维素具有改善植物神经障碍、改善消化器官疾病症状、降低血清胆固醇和血清总甘油三酯脂等作用。米糠毛油通常采用化学法精炼，由于碱液中和游离脂肪酸形成皂脚吸附，会使油中谷维素大部分损失；即使采用物理法精炼，在高温蒸馏脱酸和脱臭中也会使谷维素分解损失。为了提高米糠油中谷维素的含有率，研究人员进行了多种方法，如专利号201010524894.6公开了一种“高谷维素米糠油双相萃取脱酸精炼工艺”，萃取游离脂肪酸相的萃取剂和萃取油脂相的萃取剂同时萃取，利用米糠毛油中的游离脂肪酸溶于乙醇等有机溶剂，油脂溶于丙、已烷等有机溶剂，实现双相液——液萃取，达到分离油脂和游离脂肪酸的目的。但这种工艺方法有以下缺点：采用两种溶剂同时萃取，虽然能够较好的避免碱炼脱酸过程中对谷维素的损失，但由于有两种溶剂的存在，两相均需要分别脱除溶剂，必然会增加后续脱溶工艺的负担，提高生产成本，并且得到的脱酸后米糠油在分离已烷等有机溶剂过程中必然会造成谷维素的二次损失。另外，采用丙烷萃取，须在压力下进行，萃取器必需为压力容器，势必增加生产成本。

并且，仅采用溶剂脱酸，成品油中的酸价仍然较高，酸价难以降到规定的指标。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、能够最大限度的保留米糠油中所含的谷维素，脱酸效果好的一种保留谷维素的米糠油精炼方法。

技术方案包括米糠毛油经脱胶、脱蜡、脱色、闪蒸预脱酸及脱臭、酸性溶剂脱酸、水洗、真空干燥、冬化脱脂得到成品油，其中，所述酸性溶剂脱酸的方法为，将所述闪蒸预脱酸及脱臭步骤后的预脱酸/脱臭油置于萃取器中，搅拌下加入调节pH值为5-6.5的甲醇或浓度95%（w∕w）的乙醇溶剂，在醇油体积质量比为1.5-3：1（v∕w）、温度30-50℃条件下萃取3-5次脱酸，每次15-30min，萃取完成后降温至20℃以下进行相分离，得到溶剂相和油相。

所述萃取方法为采用多个串联的萃取器进行逆流或错流萃取。

所述闪蒸预脱酸及脱臭方法为将脱色步骤后的脱色油升温至230-240℃进入闪蒸脱酸塔，在绝对压力0.13-0.53 kpa以下进行预脱酸，馏出含有混合脂肪酸的气体，得到酸价为10-15（KOH）mg∕g的预脱酸油；预脱酸油进入脱臭塔进一步脱臭，向脱臭塔内喷入直接蒸气量为油重的1-4%（w/w），脱臭后降温至70℃以下得到预脱酸∕脱臭油，预脱酸及脱臭的总时间为20-30min。

所述脱胶步骤为：米糠毛油采用磷酸和水进行磷酸脱胶，将米糠毛油加热至65－75℃，加入75－85℃的热水，加水量为油重的5%－10%（w/w），然后加入浓度85%（w/w）的食用级磷酸，加入量为油重的0.2%－0.5%（w/w），搅拌20-30min进行磷酸脱胶，脱胶完成后静置沉淀4－8h，静置后得到上层脱胶油及下层胶质油脚，上层脱胶油加热至95－105℃后真空干燥脱水，进入下一步工序。

所述脱胶油送入冷却结晶罐内，搅拌下缓慢冷却至20-24℃，并在此温度下结晶、养晶24-48h，过滤糠蜡得到脱蜡油。

所述脱色步骤为：将脱蜡油加热至95-110℃后，连续通过载有废白土的垂直叶片过滤机进行预脱色，然后再加入占油重3%-5%的白土与脱蜡油混合均匀后再送入脱色反应器内，搅拌20-30min进行脱色，控制反应器绝对压为8kpa以下；从脱色反应器流出的悬浮液进入垂直叶片过滤机分离出脱色油和废白土，废白土可用作预脱色用。

发明人基于尽可能保留米糠油中所含谷维素和尽可能脱酸的两个前提下，克服技术人员的惯常思维，利用谷维素不溶于酸性醇类溶剂的特点，调节甲醇或乙醇溶剂的酸值为pH5-6.5的，从而保证在萃取游离脂肪酸的同时不会将谷维素一同萃取出来。并且利用串联的多个萃取器进行逆流或错流萃取可以最大程度的减少溶剂的消耗，同时保证萃取效果。这里溶剂的酸值并非任意的，应保证在pH5-6.5，酸性过高会造成酸的用量大，且造成脱酸油相水洗次数增加，增加后续工艺负担，酸性过低则会使萃取游离脂肪酸时，不能很好地保留油中的谷维素。

进一步的，为了达到尽可能脱酸的目的，在酸性溶剂脱酸前进行了闪蒸预脱酸及脱臭，利用物理蒸馏脱酸的方法先将油中的酸价降至10-15（KOH）mg∕g，然后再进行酸性溶剂脱酸，这样大大减轻了酸性溶剂脱酸步骤的负担，保证最终成品油中的酸价降到规定的指标。但是谷维素采用物理蒸馏脱酸时极易由于过高的温度而出现分解（油中谷维素在真空条件下，260℃左右即开始分解，常压下120℃也开始分解）从而难以实现脱酸及保留谷维素兼顾，因此发明人对闪蒸预脱酸及脱臭的工艺参数进行深入研究，闪蒸预脱酸及脱臭是串联的2塔或多塔，物料连续依次通入串联的塔中，控制脱色油进入在该步骤中的温度在230-240℃（低于谷维素的分解温度），绝对压力0.13-0.53 kpa（高真空）、预脱酸及脱臭的总时间不可过长，为20-30min（短时），通过适宜的温度、高真空、短时的闪蒸预脱酸及脱臭方法可有效避免谷维素的分解，同时达到预脱酸的目的。

所述酸性溶剂脱酸步骤中得到的溶剂相经蒸馏馏出溶剂冷却后可重复使用，蒸馏后的残留液为混合脂肪酸，可再进一步进行精馏分离油酸和硬脂酸。水洗步骤分离出的油中残留的溶剂并入溶剂相经蒸馏馏出溶剂冷却后也可重复使用。

有益效果：

采用物理预脱酸与溶剂脱酸相结合，实现高效脱除游离脂肪酸的目的，通过控制溶剂脱酸时的溶剂的酸碱度，保证谷维素在酸性溶剂脱酸时不溶于溶剂中；通过对闪蒸预脱酸及脱臭步骤中的工艺参数的控制，避免谷维素在高温下分解，解决了米糠油在传统物理和化学精炼中谷维素难以高效保存、油中酸价高的问题。经检测成品油质量达到国家标准二、三级米糠油（GB19112-2003），酸价为0.5-1（KOH）（mg∕g），谷维素含量保留率达80-90%（w∕w），谷维素含量达1.5%-1.8%（w∕w）。本发明工艺简单、生产成本和设备投资低、可靠性高，可用于大规模工业化生产。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

高酸价米糠毛油〔酸价30-50（KOH）（mg∕g），谷维素含量1.9-2.0%（w/w）〕于脱胶锅内，搅拌加热升温至75℃，加入85℃的热水，加水量为油重的10%（w/w），然后加入浓度85%（w/w）的食用级磷酸，加入量为油重的0.5%（w/w），搅拌20min进行磷酸脱胶。脱胶完成后静置沉淀8h，静置后得到上层脱胶油及下层胶质油脚，上层脱胶油加热至105℃后真空干燥脱水，下一步进入低温脱蜡工序。

脱胶油于冷却结晶罐内，搅拌下用蛇管中通入的冷却水间接换热缓慢冷却至24℃，在此温度下结晶、养晶24h，过滤糠蜡得到脱蜡油。

脱蜡油经板式换热器加热至95℃后，连续通过载有废白土的垂直叶片过滤机进行预脱色，利用废白土吸附脱蜡油中残留的磷脂和蜡质，以利于后续的脱色，预脱色后的油送入混合器，掺入油重5%的白土（w/w）混合均匀。再连续流入脱色反应器，白土与油的混合液在机械搅拌下，滞留30min进行脱色，该反应器内绝对压为8kpa以下，从脱色反应器流出的悬浮液进入垂直叶片过滤机过滤分离出脱色油和废白土，废白土可装入垂直叶片过滤机中用作预脱色用。

脱色油连续经预热至140℃后，进入析气器，再经油/油换热器、导热油传热器，使油温达到240℃进入闪蒸脱酸塔，在绝对压力0.53 kpa以下进行预脱酸，得到预脱酸油以及馏出的含有混合脂肪酸的气体，预脱酸油再送入脱臭塔进行脱臭，喷入直接蒸气量为油重的4%（w/w），然后经屏蔽泵抽出，再经油/油换热器、冷却器冷却至70℃以下，得到预脱酸∕脱臭油，其酸价达到15（KOH）（mg∕g），预脱酸∕脱臭的总时间为30min，从预脱酸/脱臭塔塔顶馏出的含有混合脂肪酸的气体经脂肪酸冷凝器/捕集器后，冷凝回收混合脂肪酸。

预脱酸∕脱臭油送入萃取器内，加入用盐酸调节pH为6.5甲醇溶剂（为酸性溶剂），醇油比为1.5：1（v∕w），在萃取器蛇管内通入热水，调节萃取温度30℃的条件下进行萃取脱酸，并以多个萃取器串联进行逆流或错流萃取3次，每次30min。萃取完成后，向萃取器的蛇管（换热管）内通入冷水，使器内料温降至20℃以下加速进行相分离，得到甲醇相和脱酸油相。

甲醇相进蒸馏塔，蒸馏出溶剂冷却后流入溶剂储罐可用于重复使用，蒸馏后的残留液为混合脂肪酸，再进一步进行精馏分离油酸和硬脂酸。

脱酸油相进行水洗，除去油中残留的溶剂，分离出的溶剂可送入前述蒸馏塔，以回收溶剂。水洗后的脱酸油真空干燥后进行冬化脱脂得到成品油。经检测成品油质量达到国家标准三级米糠油（GB19112-2003），酸价为1（KOH）（mg∕g）。与原料毛油相比成品油中谷维素含量保留率达80%（w∕w）以上，成品油中谷维素含量达1.5%（w∕w）以上。

实施例2

低酸价米糠毛油〔酸价20-30（KOH）（mg∕g），谷维素含量2.0%（w/w）以上〕于脱胶锅内，搅拌加热升温至65℃，加入75℃的热水，加水量为油重的5%（w/w），然后加入浓度85%（w/w）的食用级磷酸，加入量为油重的0.2%（w/w），搅拌30min进行磷酸脱胶。脱胶完成后静置沉淀4h，静置后得到上层脱胶油及下层胶质油脚，上层脱胶油加热至95℃后真空干燥脱水，下一步进入低温脱蜡工序。

脱胶油于冷却结晶罐内，搅拌下用蛇管中通入的冷却水间接换热缓慢冷却至20℃以下，在此温度下结晶、养晶48h，过滤糠蜡得到脱蜡油。

脱蜡油经板式换热器加热至110℃后，连续通过载有废白土的垂直叶片过滤机进行预脱色，利用废白土吸附脱蜡油中残留的磷脂和蜡质，以利于后续的脱色，预脱色后的油送入混合器，掺入油重3%的白土（w/w）混合均匀。再连续流入脱色反应器，白土与油的混合液在机械搅拌下，滞留20min进行脱色，该反应器内绝对压为8kpa以下，从脱色反应器流出的悬浮液进入垂直叶片过滤机过滤分离出脱色油和废白土，废白土可装入垂直叶片过滤机中用作预脱色用。

脱色油连续经预热至140℃后，进入析气器，再经油/油换热器、导热油传热器，使油温达到230℃进入闪蒸脱酸塔，在绝对压力0.13kpa以下进行预脱酸，得到预脱酸油以及馏出的含有混合脂肪酸的气体，预脱酸油再送入脱臭塔进行脱臭，喷入直接蒸气量为油重的1%（w/w），然后经屏蔽泵抽出，再经油/油换热器、冷却器冷却至70℃以下，得到预脱酸∕脱臭油，其酸价达到10（KOH）（mg∕g），预脱酸∕脱臭的总时间为20min，从预脱酸/脱臭塔塔顶馏出的含有混合脂肪酸的气体经脂肪酸冷凝器/捕集器后，冷凝回收混合脂肪酸。

预脱酸∕脱臭油送入萃取器内，加入用盐酸调节pH为5、浓度为95%（w∕w）的乙醇溶剂（为酸性溶剂），醇油比为3：1（v∕w），在萃取器蛇管内通入热水，萃取温度50℃的条件下进行萃取脱酸，并以多个萃取器串联进行逆流或错流萃取5次，每次15min。萃取完成后，向萃取器的蛇管（换热管）内通入冷水，使器内料温降至20℃以下加速进行相分离，得到甲醇相和脱酸油相。

甲醇相进蒸馏塔，蒸馏出溶剂冷却后流入溶剂储罐可用于重复使用，蒸馏后的残留液为混合脂肪酸，再进一步进行精馏分离油酸和硬脂酸。

脱酸油相进行水洗，除去油中残留的溶剂，分离出的溶剂（包括洗水）可送入前述蒸馏塔（并入溶剂相），以回收溶剂。水洗后的脱酸油真空干燥后进行冬化脱脂得到成品油。经检测成品油质量达到国家标准二级米糠油（GB19112-2003），酸价为1（KOH）（mg∕g）。与原料毛油相比成品油中谷维素含量保留率达90%（w∕w）以上，成品油中谷维素含量达1.8%（w∕w）。

实施例3

米糠毛油〔酸价30（KOH）（mg∕g），谷维素含量2.0%（w/w）以上〕置于脱胶锅内，搅拌加热升温至70℃，加入80℃的热水，加水量为油重的8%（w/w），然后加入浓度85%（w/w）的食用级磷酸，加入量为油重的0.35%（w/w），搅拌25min进行磷酸脱胶。脱胶完成后静置沉淀6h，静置后得到上层脱胶油及下层胶质油脚，上层脱胶油加热至100℃后真空干燥脱水，下一步进入低温脱蜡工序。

脱胶油于冷却结晶罐内，搅拌下用蛇管中通入的冷却水间接换热缓慢冷却至22℃，在此温度下结晶、养晶36h，过滤糠蜡得到脱蜡油。

脱蜡油经板式换热器加热至100℃后，连续通过载有废白土的垂直叶片过滤机进行预脱色，利用废白土吸附脱蜡油中残留的磷脂和蜡质，以利于后续的脱色，预脱色后的油送入混合器，掺入油重4%的白土（w/w）混合均匀。再连续流入脱色反应器，白土与油的混合液在机械搅拌下，滞留25min进行脱色，该反应器内绝对压为8kpa以下，从脱色反应器流出的悬浮液进入垂直叶片过滤机过滤分离出脱色油和废白土，废白土可装入垂直叶片过滤机中用作预脱色用。

脱色油连续经预热至140℃后，进入析气器，再经油/油换热器、导热油传热器，使油温达到235℃进入闪蒸脱酸塔，在绝对压力0.27 kpa以下进行预脱酸，得到预脱酸油以及馏出的含有混合脂肪酸的气体，预脱酸油再送入脱臭塔进行脱臭，喷入直接蒸气量为油重的3%（w/w），然后经屏蔽泵抽出，再经油/油换热器、冷却器冷却至70℃以下，得到预脱酸∕脱臭油，其酸价达到12（KOH）（mg∕g），预脱酸∕脱臭的总时间为25min，从预脱酸/脱臭塔塔顶馏出的含有混合脂肪酸的气体经脂肪酸冷凝器/捕集器后，冷凝回收混合脂肪酸。

预脱酸∕脱臭油送入萃取器内，加入用盐酸调节pH为5.5、浓度为95%（w∕w）的乙醇溶剂（为酸性溶剂），醇油比为2：1（v∕w），在萃取器蛇管内通入热水，萃取温度40℃的条件下进行萃取脱酸，并以多个萃取器串联进行逆流或错流萃取4次，每次20min。萃取完成后，向萃取器的蛇管（换热管）内通入冷水，使器内料温降至20℃以下加速进行相分离，得到甲醇相和脱酸油相。

甲醇相进蒸馏塔，蒸馏出溶剂冷却后流入溶剂储罐可用于重复使用，蒸馏后的残留液为混合脂肪酸，再进一步进行精馏分离油酸和硬脂酸。

脱酸油相进行水洗，除去油中残留的溶剂，分离出的溶剂可送入前述蒸馏塔，以回收溶剂。水洗后的脱酸油真空干燥后进行冬化脱脂得到成品油。经检测成品油质量达到国家标准二级米糠油（GB19112-2003），酸价为1（KOH）（mg∕g）。与原料毛油相比成品油中谷维素含量保留率达85%（w∕w），成品油中谷维素含量达1.7%（w∕w）以上。

Claims (4)

1.一种保留谷维素的米糠油精炼方法，其特征在于，米糠毛油经脱胶、脱蜡、脱色、闪蒸预脱酸及脱臭、酸性溶剂脱酸、水洗、真空干燥、冬化脱脂得到成品油，其中，所述闪蒸预脱酸及脱臭方法为将脱色步骤后的脱色油升温至230-240℃进入闪蒸脱酸塔，在绝对压力0.13-0.53kpa下进行预脱酸，馏出含有混合脂肪酸的气体，得到酸价为10-15（KOH）mg∕g的预脱酸油；预脱酸油进入脱臭塔进一步脱臭，向脱臭塔内喷入直接蒸气量为油重的1-4%，脱臭后降温至70℃以下得到预脱酸∕脱臭油，预脱酸及脱臭的总时间为20-30min；所述酸性溶剂脱酸的方法为，将所述闪蒸预脱酸及脱臭步骤后的预脱酸/脱臭油置于萃取器中，搅拌下加入调节pH值为5-6.5的甲醇或浓度95%的乙醇溶剂，在醇油体积质量比为1.5-3： 1,温度30-50℃条件下萃取3-5次脱酸，每次15-30min，萃取完成后降温至20℃以下进行相分离，得到溶剂相和油相，所述萃取方法为采用多个串联的萃取器进行逆流或错流萃取。

2.如权利要求1所述的保留谷维素的米糠油精炼方法，其特征在于，所述脱胶步骤为：米糠毛油采用磷酸和水进行磷酸脱胶，将米糠毛油加热至65－75℃，加入75－85℃的热水，加水量为油重的5%－10%，然后加入浓度85%的食用级磷酸，加入量为油重的0.2%－0.5%，搅拌20-30min进行磷酸脱胶，脱胶完成后静置沉淀4－8h，静置后得到上层脱胶油及下层胶质油脚，上层脱胶油加热至95－105℃后真空干燥脱水，进入下一步工序。

3.如权利要求1所述的保留谷维素的米糠油精炼方法，其特征在于，所述脱胶油送入冷却结晶罐内，搅拌下缓慢冷却至20-24℃，并在此温度下结晶、养晶24-48h，过滤糠蜡得到脱蜡油。

4.如权利要求1所述的保留谷维素的米糠油精炼方法，其特征在于，所述脱色步骤为：将脱蜡油加热至95-115℃后，连续通过载有废白土的垂直叶片过滤机进行预脱色，然后再加入占油重3%-5%的白土与脱蜡油混合均匀后再送入脱色反应器内，搅拌20-30min进行脱色，控制反应器绝对压为8kpa以下；从脱色反应器流出的悬浮液进入垂直叶片过滤机分离出脱色油和废白土，废白土可用作预脱色用。