CN109988671A - 一种食用油干法碱炼剂及其制备方法与使用方法 - Google Patents

一种食用油干法碱炼剂及其制备方法与使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种食用油干法碱炼剂及其制备方法和使用方法，所述食用油干法碱炼剂以二氧化硅、Al2O3、Fe2O3和水溶性碱为原料，采用将二氧化剂改性后与其他原料混合而成。本发明的有益效果：本发明的食用油干法碱炼剂主要用于精炼色拉油和膏剂烹饪油的脱酸，更适用于高酸值油脂的脱酸；更加环保，更加节能；具有污水零排放，对环境不会造成新的污染；油损少，能耗低；应用作业中省去了水洗工序，简化了生产工艺，便于操作等特点；应用本发明的食用油干法碱炼剂可明显提高食用油的质量。

Description

一种食用油干法碱炼剂及其制备方法与使用方法
技术领域
本发明属于食用油加工技术领域，具体涉及一种食用油干法碱炼剂及其制备方法与使用方法。
背景技术
随着社会的进步，人们的消费观念也在发生变化，健康成为人们饮食消费的衡量标准之一。近几年来，我国高档油消费呈明显上升趋势，各种品牌的色拉油、调和油不断地涌向市场。但食用油行业普遍采用传统的水法碱炼工艺对毛油进行脱酸，该工艺必须对毛油进行三次漂洗，然后再进行离心分离，才能达到脱酸效果，不仅操作复杂，而且造成食用油含水量大；在精炼过程中还要排出大量的含酸油废水，造成较严重的环境污染，国家每年都要耗费巨资对油脂工业的工业废水进行治理。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种食用油干法碱炼剂及其制备方法与使用方法，其具有污水零排放，对环境不会造成新的污染；油损少，能耗低；应用作业中省去了水洗工序，简化了生产工艺，便于操作等特点。
本发明的目的是提供一种食用油干法碱炼剂。
本发明的另一目的是提供上述食用油干法碱炼剂的制备方法。
本发明的再一目的是提供上述食用油干法碱炼剂的使用方法。
根据本发明的具体实施方式的食用油干法碱炼剂，所述食用油干法碱炼剂由以下原料制备，所述原料按重量百分比包括：二氧化硅助滤剂为55.0-65.0％；Al2O3为15.0％-20.0％；Fe2O3为1.0-2.0％和水溶性碱5.5-8.5％。
根据本发明的具体实施方式的食用油干法碱炼剂，其中，所述二氧化硅助滤剂为珍珠岩助滤剂。
根据本发明的具体实施方式的食用油干法碱炼剂，进一步的，所述二氧化硅助滤剂的制备方法包括：将结晶水矿石高温膨化后研磨成粉末状，即得所述二氧化硅助滤剂。
根据本发明的具体实施方式的食用油干法碱炼剂，更进一步的，所述高温膨化的温度为1350-1450℃。
根据本发明的具体实施方式的食用油干法碱炼剂，更进一步的，将结晶水矿石高温膨化后研磨成260-300目的粉末状，即得所述二氧化硅助滤剂。
根据本发明的具体实施方式的食用油干法碱炼剂，其中，所述水溶性碱为食用碱，所述食用碱为碳酸钠和碳酸氢钠的混合。
进一步的，所述食用碱为碳酸钠和碳酸氢钠的以重量比为1-2:3-5进行的混合。
根据本发明的具体实施方式的食用油干法碱炼剂，其中，所述食用油干法碱炼剂在毛油中的使用量为所述毛油重量的1-2％。
根据本发明的具体实施方式的食用油干法碱炼剂，其中，所述食用油干法碱炼剂的水分含量为5.0％以下。
根据本发明的具体实施方式的食用油干法碱炼剂，其中，所述食用油干法碱炼剂的pH为8.0-11.0，堆积密度小于或等于0.5g/cm3，灼热减量小于或等于12％。
进一步的，所述食用油干法碱炼剂的含砷量小于4mg/kg，含铅量小于4mg/kg。
根据本发明的具体实施方式的食用油干法碱炼剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将二氧化硅助滤剂进行改性处理，形成改性二氧化硅助滤剂；
(2)复配：将Al2O3、Fe2O3和水溶性碱依次加入到步骤(1)得到的所述改性二氧化硅助滤剂中进行混合，即得所述食用油干法碱炼剂。
其中，步骤(1)中，将二氧化硅助滤剂进行改性处理，具体为：将硅烷偶联剂KH-550溶于无水乙醇中，制成质量分数为3％的溶液，机械搅拌分散20min；于室温下加入二氧化硅助滤剂，混合均匀后超声分散处理20min，再升温至80℃反应10h；对试样进行真空抽滤，烘干即得。
根据本发明的具体实施方式的食用油干法碱炼剂的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：将所述食用油干法碱炼剂加入到毛油中，混合均匀，加热到48-52℃，保持15-25分钟，冷却到18-22℃产生絮状物后静置，过滤即可。
进一步的，将所述食用油干法碱炼剂加入到毛油中，混合均匀，加热到50℃，保持20分钟，冷却到20度产生絮状物后静置，加入到过滤机中进行过滤，即可完成脱酸、脱色和脱机杂。
堆积密度是把粉尘或者粉料自由填充于某一容器中，在刚填充完成后所测得的单位体积质量。
灼热减量：又称灼减量、烧失量、灼减，英文简称为L.O.I(Loss on Ignition)，是指原料的烧失量，原料主要成分在烧制加工过程中流失比例。
本发明的食用油干法碱炼剂是一种表面活性剂，是由非晶玻璃体粒子组成的白色固体粉末。它是SiO2经高温膨化，精磨加工和在SiO2助剂中加入适量复合剂进行复配加工而成的，可以与含酸油在低温、无水条件下快速反应，将油脂中的磷脂、皂角转化为钠盐，经强行过滤达到脱酸的目的。对剔除食用油中的磷脂、钠盐、皂角、机杂、色素具有综合效果，对改善油品的各项理化指标作用显著。利用SiO2对极性杂质具有较强吸附能力的特性。
自2002年以来，本发明人对新疆内的各种不同酸值的油品，包括菜籽油、棉籽油、葵花籽油、豆油、红花籽油，进行反复的脱脂、脱酸试验，并对每次试验数据进行详细记录和对比实验分析，创造性的发现了本发明的的干法碱炼剂可以使上述油品的酸值、含水量和色泽等各项指标达到国家规定的一级色拉油质量标准；又经新疆维吾尔族自治区粮油产品质量监督检验站检测，各项指标均达到国家规定的一级色拉油质量标准。本发明人在多次扩大试验中，设备运转正常，操作平稳，产品质量稳定，合格率100％，表明本发明的干法碱炼剂及其应用性能稳定，安全可靠。经本发明的干法碱炼剂处理过的食用油，放置半年后，各项指标均未发生变化。
本发明的干法碱炼剂经多名相关行业专家到碱炼毛油的现场进行勘验，经鉴定委员会充分讨论，形成以下鉴定意见：
(1)本发明的干法碱炼剂应用与食用油精炼脱酸过程中，无需水洗，无污水排放，对环境不会造成污染，符合食用油工业生产技术进步方向，市场前景好，经济效益和社会效益大；
(2)本发明的干法碱炼剂，采用新思路，新工艺，对食用油脱酸的传统工艺进行了创新的变革，是一种完全新型的食用油精炼工艺，为植物油油脂企业的技术改造、节能及环境保护开辟了一条新途径。
(3)该成果利用SiO2对极性杂质具有较强吸附能力的特性，加入一定量的复合剂制成一种食用油干法碱炼剂，其研究方法、技术路线可靠，实验数据处理、分析论证较科学。
(4)该成果提供的技术标准指标合理可行，干法碱炼剂经过食用油加工企业应用，该产品质量符合相关标准，产品推广应用价值很大。
本发明的食用油干法碱炼剂主要用于精炼色拉油和膏剂烹饪油的脱酸，更适用于高酸值油脂的脱酸。
表面改性是指通过物理或化学等方法对纳米或微米粒子表面进行处理，使粒子表面的活性羟基和不饱和悬空键与改性剂分子间的结合力增强，有效地降低粒子的表面结合能，从而实现粒子的分离。
结晶水矿石，自然块矿在不同程度上均含有结晶水，结晶水矿石中含有的结晶水较多，可以采用高温膨化后研磨的方法使其粉碎。
传统的脱酸方法产生费水量比较大，1公斤毛油产生3立方费水。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的食用油干法碱炼剂主要用于精炼色拉油和膏剂烹饪油的脱酸，更适用于高酸值油脂的脱酸；更加环保，更加节能；具有污水零排放，对环境不会造成新的污染；油损少，能耗低；应用作业中省去了水洗工序，简化了生产工艺，便于操作等特点；
(2)采用本发明的食用油干法碱剂进行碱炼的工艺将传统的NaOH水法碱炼工艺从15道工序简化为4道工序，并具有过滤速度快、过滤量大等特点；
(3)本发明的食用油干法碱剂拓宽了SiO2助剂的性能，将SiO2助剂这种无机惰性原料进行改性处理后，形成物理和化学相结合的产物；
(4)投资小，占地面积少，流程短，节约水资源，净化环境，成本低；
(5)应用本发明的食用油干法碱炼剂可明显提高食用油的质量；
(6)按全国食用油年消费量约1100万吨，2％的添加量估算，对干法碱炼剂的需求量为22万吨/年，因此推广应用前景广阔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例提供了一种食用油干法碱炼剂，由以下原料制备：二氧化硅助滤剂为55.0％；Al2O3为15.0％％；Fe2O3为2.0％和水溶性碱5.5％。
实施例2
本实施例提供了一种食用油干法碱炼剂，由以下原料制备：珍珠岩助滤剂为65.0％；Al2O3为20.0％；Fe2O3为1.0％和水溶性碱(食用碱)8.5％。所述食用碱为碳酸钠和碳酸氢钠的混合。
实施例3
本实施例提供了一种食用油干法碱炼剂，由以下原料制备：珍珠岩助滤剂为60％；Al2O3为18.0％；Fe2O3为1.5％和食用碱6.5％。所述食用碱为碳酸钠和碳酸氢钠的以重量比为1:3进行的混合。
制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将珍珠岩助滤剂进行改性处理，形成改性二氧化硅助滤剂；
(2)复配：将Al2O3、Fe2O3和水溶性碱依次加入到步骤(1)得到的所述改性二氧化硅助滤剂中进行混合，即得所述食用油干法碱炼剂。
实施例4
本实施例提供了一种食用油干法碱炼剂，由以下原料制备：二氧化硅助滤剂为62％；Al2O3为19.0％；Fe2O3为1.8％和食用碱6.3％。所述食用碱为碳酸钠和碳酸氢钠的以重量比为2:5进行的混合。
制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将结晶水矿石高温膨化后研磨成粉末状，形成二氧化硅助滤剂，将所述二氧化硅助滤剂进行超声处理，形成改性二氧化硅助滤剂；
(2)复配：将Al2O3、Fe2O3和水溶性碱依次加入到步骤(1)得到的所述改性二氧化硅助滤剂中进行混合，即得所述食用油干法碱炼剂。得到的食用油干法碱炼剂的水分含量为4.0％；pH为9.0，堆积密度等于0.5g/cm3，灼热减量等于12％；食用油干法碱炼剂的含砷量小于4mg/kg，含铅量小于4mg/kg。
使用方法，所述使用方法包括以下步骤：将所述食用油干法碱炼剂加入到毛油中，混合均匀，加热到48℃，保持25分钟，冷却到18℃产生絮状物后静置，过滤即可。
实施例5
本实施例提供了一种食用油干法碱炼剂，由以下原料制备：二氧化硅助滤剂为60％；Al2O3为18.0％；Fe2O3为1.5％和食用碱6.5％。所述食用碱为碳酸钠和碳酸氢钠的以重量比为2:3进行的混合。
制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将结晶水矿石在1400℃下高温膨化后研磨成280目的粉末状，形成二氧化硅助滤剂，将所述二氧化硅助滤剂进行超声改性处理，形成改性二氧化硅助滤剂；
(2)复配：将Al2O3、Fe2O3和水溶性碱依次加入到步骤(1)得到的所述改性二氧化硅助滤剂中进行混合，即得所述食用油干法碱炼剂。得到的食用油干法碱炼剂的水分含量为3.0％，pH为11.0，堆积密度为0.4g/cm3，灼热减量为10％。含砷量小于4mg/kg，含铅量小于4mg/kg。
使用方法，所述使用方法包括以下步骤：将所述食用油干法碱炼剂加入到毛油中，所述食用油干法碱炼剂在胡麻油的毛油中的使用量为所述毛油重量的1.5％，混合均匀，加热到52℃，保持15分钟，冷却到22℃产生絮状物后静置，过滤即可。
实施例6
本实施例提供了一种食用油干法碱炼剂，由以下原料制备：二氧化硅助滤剂为60％；Al2O3为18.0％；Fe2O3为1.5％和食用碱6.5％。所述食用碱为碳酸钠和碳酸氢钠的以重量比为1:2进行的混合。
制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将结晶水矿石在1450℃下高温膨化后研磨成260目的粉末状，形成二氧化硅助滤剂，将硅烷偶联剂KH-550溶于无水乙醇中，制成质量分数为3％的溶液，机械搅拌分散20min；于室温下加入二氧化硅助滤剂，混合均匀后超声分散处理20min，再升温至80℃反应10h；对试样进行真空抽滤，烘干即得所述改性二氧化硅；
(2)复配：将Al2O3、Fe2O3和水溶性碱依次加入到步骤(1)得到的所述改性二氧化硅助滤剂中进行混合，即得所述食用油干法碱炼剂。得到的食用油干法碱炼剂的水分含量为5.0％，pH为9.0，堆积密度为0.3g/cm3，灼热减量为9％。含砷量小于4mg/kg，含铅量小于4mg/kg。
使用方法，所述使用方法包括以下步骤：将所述食用油干法碱炼剂加入到毛油中，所述食用油干法碱炼剂在菜籽油的毛油中的使用量为所述毛油重量的2％，混合均匀，加热到52℃，保持15分钟，冷却到22℃产生絮状物后静置，加入到过滤机中进行过滤，即可完成脱酸、脱色和脱机杂。
实施例7
本实施例提供了一种食用油干法碱炼剂，由以下原料制备：二氧化硅助滤剂为60％；Al2O3为18.0％；Fe2O3为1.5％和食用碱6.5％。所述食用碱为碳酸钠和碳酸氢钠的以重量比为1:2进行的混合。
制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将结晶水矿石在1400℃下高温膨化后研磨成280目的粉末状，形成二氧化硅助滤剂，将硅烷偶联剂KH-550溶于无水乙醇中，制成质量分数为3％的溶液，机械搅拌分散20min；于室温下加入二氧化硅助滤剂，混合均匀后超声分散处理20min，再升温至80℃反应10h；对试样进行真空抽滤，烘干即得所述改性二氧化硅；
(2)复配：将Al2O3、Fe2O3和水溶性碱依次加入到步骤(1)得到的所述改性二氧化硅助滤剂中进行混合，即得所述食用油干法碱炼剂。得到的食用油干法碱炼剂的水分含量为4.5％，pH为9.5，堆积密度为0.3g/cm3，灼热减量为10％。含砷量小于4mg/kg，含铅量小于4mg/kg。
使用方法，包括以下步骤：将所述食用油干法碱炼剂加入到毛油中，所述食用油干法碱炼剂在菜籽油的毛油中的使用量为所述毛油重量的2％，混合均匀，加热到50℃，保持20分钟，冷却到20℃产生絮状物后静置，加入到过滤机中进行过滤，即可完成脱酸、脱色和脱机杂。
本发明的食用油干法碱炼剂的质量标准为pH为8.0-11.0，堆积密度小于或等于0.5g/cm3，灼热减量小于或等于12％；所述食用油干法碱炼剂的含砷量小于4mg/kg，含铅量小于4mg/kg。
试验例
采用实施例4得到的所述食用油干法碱炼剂加入到菜籽油、棉籽油、葵花籽油和大豆油的毛油中进行脱酸、脱色和脱机杂。
试验方法：食用油干法碱炼剂在菜籽油中的添加量为1％，食用油干法碱炼剂在棉籽油中的添加量为1.5％，食用油干法碱炼剂在葵花籽油中的添加量为1％，食用油干法碱炼剂在大豆油中的添加量为2％，分别混合均匀，加热到50℃，保持20分钟，冷却到20℃产生絮状物后静置，分别加入到过滤机中进行过滤，进行脱酸、脱色和脱机杂。
试验结果：由国家粮油检测站进行检测，其试验结果见表1。
表1处理前后食用油的质量比较
由上表可知，经本发明的干法碱炼剂处理后，菜籽油的酸价由2.2mgKOH/g油降到0.29mgKOH/g油；棉籽的酸价由2.0mgKOH/g油降到0.3mgKOH/g油；葵花籽油的酸价由2.8mgKOH/g油降到0.38mgKOH/g油；大豆油的酸价由1.5mgKOH/g油降到0.33mgKOH/g油；因此，本发明的干法碱炼剂可明显提高食用油(菜籽油、棉籽油、葵花籽油和豆油)的质量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种食用油干法碱炼剂，其特征在于，所述食用油干法碱炼剂由以下原料制备，所述原料按重量百分比包括：二氧化硅助滤剂为55.0-65.0％；Al2O3为15.0％-20.0％；Fe2O3为1.0-2.0％和水溶性碱5.5-8.5％。
2.根据权利要求1所述的食用油干法碱炼剂，其特征在于，所述二氧化硅助滤剂为珍珠岩助滤剂。
3.根据权利要求1所述的食用油干法碱炼剂，其特征在于，所述二氧化硅助滤剂的制备方法包括：将结晶水矿石高温膨化后研磨成粉末状，即得所述二氧化硅助滤剂。
4.根据权利要求3所述的食用油干法碱炼剂，其特征在于，所述高温膨化的温度为1350-1450℃。
5.根据权利要求3所述的食用油干法碱炼剂，其特征在于，将结晶水矿石高温膨化后研磨成260-300目的粉末状，即得所述二氧化硅助滤剂。
6.根据权利要求1所述的食用油干法碱炼剂，其特征在于，所述水溶性碱为食用碱，所述食用碱为碳酸钠和碳酸氢钠的混合。
7.根据权利要求1所述的食用油干法碱炼剂，其特征在于，所述食用油干法碱炼剂在毛油中的使用量为所述毛油重量的1-2％。
8.根据权利要求1所述的食用油干法碱炼剂，其特征在于，所述食用油干法碱炼剂的水分含量为5.0％以下；所述食用油干法碱炼剂的pH为8.0-11.0，堆积密度小于或等于0.5g/cm3，灼热减量小于或等于12％。
9.制备权利要求1-8任一所述的食用油干法碱炼剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将二氧化硅助滤剂进行改性处理，形成改性二氧化硅助滤剂；
(2)复配：将Al2O3、Fe2O3和水溶性碱依次加入到步骤(1)得到的所述改性二氧化硅助滤剂中进行混合，即得所述食用油干法碱炼剂。
10.一种权利要求1-8任一所述的食用油干法碱炼剂的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：将所述食用油干法碱炼剂加入到毛油中，混合均匀，加热到48-52℃，保持15-25分钟，冷却到18-22℃产生絮状物后静置，过滤即可。
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