CN113755240A - 一种棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法,涉及油脂精炼技术领域,该脱除方法包括以下步骤:步骤S1:将RBDOL精炼,并配置KOH;步骤S2:将RBDOL加热,并取少量的RBDOL,用移液枪取KOH加入取用的RBDOL内,混合均匀;步骤S3碱炼:将RBDOL加入到脱臭瓶中,温度继续加热到反应温度,保持反应;碱炼完成;步骤S4脱色:加入白土保持30min,脱色完成;步骤S5脱臭:将抽滤后的油脂,脱臭1h,最后得到产品。本发明方法能够保证降低棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯的含量将保持在1.0ppm以下,同时油脂其他指标也能合格,操作简单、实用性强,性价比高,更适合大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及油脂精炼技术领域,具体是一种棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法。
背景技术
3-MCPD及酯的形成机制:甘油Sn-1或Sn-3上的羟基被CL-取代,与甘一酯或甘二酯进行脂肪酸酯化反应,生产3-MCPD-1-单酯、3-MCPD-2-单酯、3-MCPD双酯。研究表明,三氯丙醇酯在肠道胰脂酶作用下会释放出游离的3-MCPD对人体神经及肾脏系统有危害,欧盟SCF制定每日限摄入量≤2ug/Kg。3-氯丙醇是被国际癌症组织评为2B级的致癌物。
缩水甘油酯是缩水甘油和脂肪酸的酯化产物,精炼食用油中普遍存在着缩水甘油酯,并且在氯离子存在的情况下,缩水甘油酯极易转换成三氯丙醇酯。缩水甘油酯本身不具有致癌性,但其在消化道内代谢产生的缩水甘油具有基因致癌性,缩水甘油被国际癌症组织评为2A级的致癌物;
棕榈油中MCPD酯和缩水甘油酯含量最高,每年全球棕榈油产量大于6千万吨(占全球植物园产量的34%),大豆油原料中的三氯丙醇酯平均含量为0.4ppm,缩水甘油酯含量为0.2ppm;菜籽油中三氯丙醇酯含量为0.2ppm,缩水甘油酯含量为0.2ppm;而棕榈油中三氯丙醇酯的含量为3ppm,缩水甘油酯的含量为4ppm。
基于此,棕榈油加工领域中需要一种降低脱除三氯丙醇酯和缩水甘油酯的方法,从而简便高效地生产出更健康的棕榈油。
控制3-MCPDE的工艺就是降低合成3-MCPD前体物质;由于三氯丙醇酯的稳定性,一旦生成很难使用分离或吸附的方法脱除(无挥发性),只能采用强碱性降解技术(如化学酯交换),但该技术有引起棕榈油理化特性改变的风险。形成3-MCPD及酯需要在酸性条件下以及氯离子前体,因此有效去除氯前体和/或在精炼过程中避免酸性条件是降低3-MCPD的关键:控制前提物质,如棕榈油中甘一酯、甘二酯及氯离子,可以使用含3-MCPD的天然活性白土进行吸附。同时控制精炼技术(如化学精炼),中和酸度使其最低限度形成,但由于其更高的油耗、成本,在工业生产中难以成为长久之计。
2.缩水甘油酯的脱除机制重点同样是控制前体物质的形成:1、避免形成,降低棕榈毛油中甘油二酯的含量(<3%),控制脱臭工段时间和温度(更低的脱臭温度);2、从精炼油中去除,利用其不稳定性(强酸性下转化为甘油一酯,有挥发性),可以通过后脱色实现,但需要在高温高真空下才能实现脱离,因此控制缩水甘油酯的最佳策略还是避免其形成。
关于国内目前已有的专利分析:
专利申请CN 112940853 A研究在玉米油精炼脱酸后进行醇洗处理来降低产品中的三氯丙醇酯和缩水甘油酯,结果发现使用醇洗处理的试验组比使用水洗处理的对照组三氯丙醇酯含量有一定程度的降低,达到了欧盟对食用植物油中三氯丙醇酯的限量要求(不高于1.25mg/kg),但缩水甘油酯含量仍高达3.83mg/kg离欧盟标准(不高于1mg/kg)相差甚远,脱除效果并不显著。此外,玉米油毛油中所含的三氯丙醇酯和缩水甘油酯含量相较于棕榈油毛油本身就低很多,因此此方法难以适用于棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯的脱除。
专利申请CN112725082A提出使用改性白土作为吸附剂脱除食用油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯的方法。该方法需要将待脱臭油先置于在180-200℃下,以水蒸气作为介质对油脂进行预处理,加入活性白土与聚硅酸钙的复合物进行吸附,发现使用该方法可以明显降低玉米油、棕榈油以及大豆油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯的含量,并将其含量控制较低的标准(3-MCPD小于0.3,缩水甘油酯<0.1),但其难以控制成本和损耗。
专利申请CN110938490A曾发明了一种利用分子蒸馏的方法降低3-氯丙醇酯、2-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量的方法。将精炼后油脂(包括玉米油、葵花籽油、棕榈油、大豆油等)加入旋转刮膜式分子蒸馏器中进行分子蒸馏,收集重组分作为油脂产品。处理后的产品3-氯丙醇酯、2-氯丙醇酯和缩水甘油酯含量显著降低,但如何增加重组分的比例减少损失仍需要后续的研究。
由此可见,现有专利针对棕榈油三氯丙醇酯和缩水甘油酯的脱除的技术都有或多或少的问题,工艺复杂或实用性不足
发明内容
本发明的目的在于提供一种棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法,以解决背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法,包括以下步骤:
步骤S1备料:将RBDOL原料油精炼,并配置20-100%KOH;
步骤S2混合:将精炼的RBDOL加热至55-65℃,并取少量的RBDOL,用移液枪取一定浓度的KOH加入取用的RBDOL内,混合均匀;
步骤S3碱炼:将全部的RBDOL加入到脱臭瓶中,不加真空且不通蒸汽,加热至100℃,再通真空和微微打开蒸汽阀,温度继续加热到反应温度,完全打开蒸汽阀,保持反应1h;完成后,去真空,降温到60℃后,碱炼完成;
步骤S4脱色:在温度为105℃的条件下脱色,并加入1%白土保持30min,后进行抽滤,脱色完成;
步骤S5脱臭:将抽滤后的油脂,在温度为220-240℃条件下脱臭1h,完成脱臭;最后得到产品。
在上述技术方案的基础上,本发明还提供以下可选技术方案:
在一种可选方案中:所述步骤S2中的KOH浓度为20-100ppm。
在一种可选方案中:所述步骤S2中与KOH混合的RBDOL在全部RBDOL中的占比不大于10%。
在一种可选方案中:所述步骤S3中的反应温度为210-250℃。
在一种可选方案中:所述步骤S2中精炼的RBDOL加热温度为60℃。
在一种可选方案中:所述步骤S5中的脱臭温度为230℃。
相较于现有技术,本发明的有益效果如下:
本发明研究发现在棕榈毛油脱色之前,进行碱炼即使用苛性碱中和,再进行水洗后进行后续精炼对棕榈油最终产品的三氯丙醇酯和缩水甘油酯含量具有显著影响,经过调整工艺优化条件,最终能够保证降低棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯的含量将保持在1.0ppm以下,同时油脂其他指标也能合格。本发明方法操作简单、实用性强,性价比高,更适合大规模工业化生产。
具体实施方式
本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明,并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
实施例1
一种棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法,包括以下步骤:
步骤S1备料:将RBDOL原料油精炼,并配置20KOH;
步骤S2混合:将精炼的RBDOL加热至55℃,并取少量的RBDOL,用移液枪取一定浓度的KOH加入取用的RBDOL内,混合均匀;
步骤S3碱炼:将全部的RBDOL加入到脱臭瓶中,不加真空且不通蒸汽,加热至100℃,再通真空和微微打开蒸汽阀,温度继续加热到反应温度,完全打开蒸汽阀,保持反应1h;完成后,去真空,降温到60℃后,碱炼完成;
步骤S4脱色:在温度为105℃的条件下脱色,并加入1%白土保持30min,后进行抽滤,脱色完成;
步骤S5脱臭:将抽滤后的油脂,在温度为220℃条件下脱臭1h,完成脱臭;最后得到产品。
所述步骤S2中的KOH浓度为20ppm。
所述步骤S2中与KOH混合的RBDOL在全部RBDOL中的占比不大于10%。
在一种可选方案中:所述步骤S3中的反应温度为210℃。
实施例2
一种棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法,包括以下步骤:
步骤S1备料:将RBDOL原料油精炼,并配置60%KOH;
步骤S2混合:将精炼的RBDOL加热至60℃,并取少量的RBDOL,用移液枪取一定浓度的KOH加入取用的RBDOL内,混合均匀;
步骤S3碱炼:将全部的RBDOL加入到脱臭瓶中,不加真空且不通蒸汽,加热至100℃,再通真空和微微打开蒸汽阀,温度继续加热到反应温度,完全打开蒸汽阀,保持反应1h;完成后,去真空,降温到60℃后,碱炼完成;
步骤S4脱色:在温度为105℃的条件下脱色,并加入1%白土保持30min,后进行抽滤,脱色完成;
步骤S5脱臭:将抽滤后的油脂,在温度为230℃条件下脱臭1h,完成脱臭;最后得到产品。
所述步骤S2中的KOH浓度为60ppm。
所述步骤S2中与KOH混合的RBDOL在全部RBDOL中的占比不大于10%。
在一种可选方案中:所述步骤S3中的反应温度为230℃。
实施例3
一种棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法,包括以下步骤:
步骤S1备料:将RBDOL原料油精炼,并配置100%KOH;
步骤S2混合:将精炼的RBDOL加热至65℃,并取少量的RBDOL,用移液枪取一定浓度的KOH加入取用的RBDOL内,混合均匀;
步骤S3碱炼:将全部的RBDOL加入到脱臭瓶中,不加真空且不通蒸汽,加热至100℃,再通真空和微微打开蒸汽阀,温度继续加热到反应温度,完全打开蒸汽阀,保持反应1h;完成后,去真空,降温到60℃后,碱炼完成;
步骤S4脱色:在温度为105℃的条件下脱色,并加入1%白土保持30min,后进行抽滤,脱色完成;
步骤S5脱臭:将抽滤后的油脂,在温度为240℃条件下脱臭1h,完成脱臭;最后得到产品。
所述步骤S2中的KOH浓度为100ppm。
所述步骤S2中与KOH混合的RBDOL在全部RBDOL中的占比不大于10%。
在一种可选方案中:所述步骤S3中的反应温度为250℃。
实验:
对比例1,与实施例2不同之处在于:碱液KOH的质量分数为10-50%;反应的温度为150-230℃;
对比例2,与对比例1不同之处在于:碱液KOH的浓度为60-150ppm;
将实施例2、对比例1和对比例2分别在步骤S1、步骤S3碱炼、步骤S4脱色和步骤S5脱臭后对油脂进行酸价(mg/g)、过氧化值(g/100g)、色值(R/Y)、皂含量(ppm)、3-MCPDE(ppm)和GEs(ppm)进行取样分析;分析结果如下表:
结果表明:碱液浓度、添加量、反应温度正交实验,结果表明:碱液添加量对反应结果无明显影响,提高碱液浓度、反应温度有明显正向效果,三氯可降低70%,缩水可降低99%而达到1ppm。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开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公开揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1备料:将RBDOL原料油精炼,并配置20-100%KOH;
步骤S2混合:将精炼的RBDOL加热至55-65℃,并取少量的RBDOL,用移液枪取一定浓度的KOH加入取用的RBDOL内,混合均匀;
步骤S3碱炼:将全部的RBDOL加入到脱臭瓶中,不加真空且不通蒸汽,加热至100℃,再通真空和微微打开蒸汽阀,温度继续加热到反应温度,完全打开蒸汽阀,保持反应1h;完成后,去真空,降温到60℃后,碱炼完成;
步骤S4脱色:在温度为105℃的条件下脱色,并加入1%白土保持30min,后进行抽滤,脱色完成;
步骤S5脱臭:将抽滤后的油脂,在温度为220-240℃条件下脱臭1h,完成脱臭;最后得到产品。
2.根据权利要求1所述的棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法,其特征在于,所述步骤S2中的KOH浓度为20-100ppm。
3.根据权利要求2所述的棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法,其特征在于,所述步骤S2中与KOH混合的RBDOL在全部RBDOL中的占比不大于10%。
4.根据权利要求1所述的棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法,其特征在于,所述步骤S3中的反应温度为210-250℃。
5.根据权利要求1所述的棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法,其特征在于,所述步骤S2中精炼的RBDOL加热温度为60℃。
6.根据权利要求1-5任一所述的棕榈油中三氯丙醇酯和缩水甘油酯脱除方法,其特征在于,所述步骤S5中的脱臭温度为230℃。
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