蓖麻油的精煉技術
蓖(bì)麻油是唯(wéi)一以含羥基酸為主的商品油脂。蓖麻籽的主要產地為巴西、印度及前(qián)蘇聯,我國各省亦均有種植。蓖麻油中含大量的蓖麻酸(suān)(80%以上),蓖麻油不能食用,但經濟價值很高,是藥(yào)用瀉劑以及紡織、化工及輕(qīng)工等部(bù)門助染劑、潤滑劑、增塑劑、乳化劑、塗料、油漆(qī)、皂類及(jí)油墨等(děng)產品的生產原料。
蓖麻油是棕黃色的粘稠狀植物油,其含(hán)有的一(yī)些雜質會影響它的使用價值,這些雜質主要包括遊離脂肪酸、粘(zhān)液質、蛋白質、樹脂、色素等。因蓖麻油中磷脂含(hán)量較少(0.3%以下),故一般在精(jīng)煉時不采用水化法,而是直接進行堿煉。
1
精煉過程工藝流程(chéng)圖
蓖(bì)麻油(yóu)精煉技術過程工藝流(liú)程圖如圖(tú) 1 所示。
2
精煉過程。
2.1脫膠工序應用物理、物理化學或化學方法將毛油中的膠溶性(xìng)雜質除的工藝過程稱(chēng)為脫膠。毛油屬於膠(jiāo)體體係(xì)〔1〕。其中的磷脂、蛋(dàn)白質、黏液質及糖基甘油二酯等(děng)油脂膠溶性雜質不僅影響油脂的(de)穩定性,而且影響油脂精煉和深加工的工藝效果。例如油脂在堿煉過程中(zhōng),會促使乳化,增加操作困難,增大煉耗和輔助劑的耗用(yòng)量,降低脫色效果。未脫膠的毛油無法進行(háng)物理精煉和脫臭操作。因此毛油精製必須(xū)首先脫除膠溶(róng)性雜質。
蓖麻(má)油脫膠時采用的是超級脫膠工藝〔2〕。毛油邊上料邊升溫,當(dāng)溫(wēn)度達到 80℃左右(yòu)時加入油重 1‰的 85%磷酸攪拌(bàn) 5 分鍾充分混合後,立即加入提前準備好的 80℃以上、油重 4%的熱水(shuǐ),停止攪拌靜止 120 分鍾,排放油腳後轉入下個工序。
2.2脫酸工序 脫除(chú)遊離脂肪酸的過程稱之脫酸(suān)。遊離脂肪酸存在於油脂中會導致(zhì)油脂的物理化學(xué)穩定性削弱〔1〕。因此油脂脫酸工序是精煉過程的中心(xīn)工序,即用堿與油脂中的遊離脂肪酸(suān)發生中(zhōng)和反(fǎn)應,使遊離脂肪酸生成(chéng)皂後排放出去,達到脫酸的目的。
2.2.1 化學反應〔2〕
主反應: RCOOH+NaOH=RCOONa+H2O;
不完全中和:2RCOOH+NaOH=RCOOH.RCOONa+H2O
水解(jiě)反應::2RCOONa+2H2O=RCOOH.RCOOH+2NaOH;
皂化反應::C3H5(COOR)3+3NaOH=C3H5(OH)3+3RCOONa
2.2.2 影響脫酸過程的因素
2.2.2.1 堿的用量和堿的濃度 堿的用量直接影響堿煉效(xiào)果(guǒ)。堿(jiǎn)量不足,遊離脂(zhī)肪酸中(zhōng)和不完全,其他雜質也不能被充分(fèn)作用,皂膜不能很好地絮凝,致使分(fèn)離困難,堿煉成品油(yóu)質量差,收(shōu)率低。用堿量過多,中性油被皂(zào)化而(ér)引起(qǐ)精煉損耗增大。因此,正確掌握用堿量(liàng)尤為重要。
脫(tuō)酸(suān)時,耗用(yòng)的總堿量(liàng)包括兩個部分,一是用於中和遊(yóu)離脂肪酸的堿,通常(cháng)稱為理論堿,可通(tōng)過計算求得〔1〕。另一部分則是(shì)為了滿(mǎn)足工藝要求而額外添加的(de)堿,稱之為超量堿。超(chāo)堿量的確定,必須根據粗油品質、精油質量、精煉工藝和損耗等綜合進(jìn)行平衡。
堿煉時堿液濃度的選擇(zé)受到多(duō)方(fāng)麵因(yīn)素堿的影響,適宜的堿濃度需綜合平衡諸(zhū)多影響因素〔1,2〕,通過小樣試驗來確定(dìng)。
蓖麻籽油酸值超過6的較少〔3〕,皂腳量不大,為避免生成稀薄鬆散皂腳,堿煉過程使用較高濃度堿液和一定超量是(shì)必(bì)要的。
2.2.2.2 操作溫度 操作溫度是影(yǐng)響脫酸的重要因素,其主要影響體現在脫酸的初溫、終溫、升溫速度等方麵。油脂被皂化的概(gài)率隨操作溫度的升高(gāo)而增加,因此操作溫度控製(zhì)在工藝限製的低溫(wēn)下進行,避免中性油的皂化損失。在中和反應過程中,為了避(bì)免(miǎn)轉化成油/水型(xíng)乳濁液,以致形(xíng)成油-皂不(bú)易分離的現(xiàn)象,中和溫度必須保持穩定和均勻。中和(hé)反應後,為了(le)避免皂粒的膠(jiāo)溶和(hé)被吸附組分的解吸,加熱到最終溫度的速(sù)度愈快愈好(hǎo)。蓖(bì)麻油在脫(tuō)酸時溫度要調整到75℃~85℃後,加入預先配製(zhì)好(hǎo)的堿液進行(háng)中和。反應過程中溫度要保持(chí) 80℃±2℃左(zuǒ)右。
2.2.2.3 混合與攪拌 混合攪拌作用的一方麵(miàn)是使堿滴分散變小,堿液(yè)的總麵積增大,從而增(zēng)加了堿液與遊離脂肪酸(suān)的接觸機會,加快反應速度,縮短堿煉過程,有利於精煉率的提高。另一方麵是增進堿液(yè)與遊離脂肪酸的相對運(yùn)動,提(tí)高反(fǎn)應的速(sù)率,並使(shǐ)反應生成的皂膜盡快地脫離堿(jiǎn)滴。但這一過程的混合或攪拌強度要溫和些,以免在強(qiáng)烈混合下造成皂膜的過度分散而引起乳化(huà)現象。
蓖麻油的脫(tuō)酸工序,全部堿液在 10min~15min 內(nèi)一次加入完成,加完堿液繼續攪10min~20min 後(hòu)停止攪拌。
2.2.2.4靜止時間 靜止時間(jiān)對脫酸效果的影響主要體現(xiàn)在中性皂化損(sǔn)失和綜合脫雜效果上。當其(qí)他條件相同時,油堿接觸(chù)時間愈長(zhǎng),中性(xìng)油被皂化的概率愈大。綜合(hé)平衡中性油皂化損失的(de)前提下,適當的延長脫酸操作時間,有利於其他雜質的(de)脫(tuō)除和油色的改善。 在蓖麻油(yóu)的脫酸工序中,靜止沉澱時間為 4~5 小時,待油皂分離(lí)後,排放皂腳,轉入下一(yī)工序。
2.3水洗工序 水洗過程中影響(xiǎng)洗滌效果的因素有溫度、水質、水量、攪(jiǎo)拌等。操作溫度(dù)(油(yóu)溫、水(shuǐ)溫)低、水量少、攪拌不恰當,都將增大洗滌損(sǔn)耗和影響洗滌效果。
蓖麻油水洗工序,皂腳排放完(wán)後,攪拌(bàn)加熱(rè)油(yóu)溫到 85℃~90℃後用同油溫的熱水進(jìn)行洗滌。洗滌 1~2 次,攪拌(30r/min左右)3min~5min,每次用水量(liàng)為油(yóu)重的 15%~20%,每次加水後,沉澱 30min~50min 後放出(chū)洗滌廢水。
2.4 幹(gàn)燥脫色工序 油脂在高溫下長時間接觸空氣易氧化變質,引起過氧化(huà)值升高,並產生較穩定的氧化色素,因此必須在真空條件(jiàn)下進行幹燥脫色。
堿煉(liàn)後的(de)蓖麻油充分水洗後,在加熱真空條(tiáo)件下進行幹燥。幹燥溫度達到 105℃~110℃,真空度達到 0.08Mpa~0.094Mpa 時,即為幹燥合格,不停攪拌轉入脫色(sè)工序。
蓖(bì)麻油籽油,一般情況下色澤較淺。堿煉幹燥的蓖(bì)麻油,在較高溫(wēn)度下氧化後有較重的紅色。因此采用,在真空條件下用幹燥的酸性(xìng)白土、活性炭進行脫(tuō)色,脫色溫度(dù)為 100℃~110℃,真空(kōng)度達到 0.08Mpa~0.094Mpa,在規(guī)定操作溫度的時間為(wéi)20min 左右。脫色完畢後(hòu)冷卻至 70℃~80℃進行(háng)過濾,即(jí)成精(jīng)煉蓖麻油。
2.5 脫(tuō)臭工序 一般精煉蓖麻油不進行脫臭,若產品質量未(wèi)達(dá)到質量標(biāo)準則(zé)可考慮脫臭。脫臭時由於蓖麻油中蓖麻酸的特性,要求脫臭溫度不宜過高(gāo),而對真空度的(de)要求很高。一般脫臭(chòu)溫度控製在 140℃~160℃,絕對壓 0.67Kpa 以下,脫臭時(shí)間4h~6h。脫臭後冷卻(què)至 70℃~80℃後放出即為(wéi)脫臭油。若在脫臭過程中(zhōng)加入少量的檸檬酸,可提高油脂的氧化穩定性。用量為油重的 0.02%,濃度為(wéi) 5%,可在脫臭開始時加入(rù)。
3. 結束語
蓖麻油具有一係(xì)列優(yōu)良特性,如(rú) 448℃高溫下不燃燒-10℃低溫下不凝固,它可以代替煤和石油來製造很多產品。現在
世(shì)界上利用蓖麻油可生產出 400 多(duō)種衍(yǎn)生物,2000 多項(xiàng)係列產品,它(tā)不僅(jǐn)是機械航空、醫藥、輕紡的重要(yào)原料,還廣泛應用到
國(guó)民經濟諸多領域。蓖麻(má)籽油的深加工固(gù)然是化工行業的責任,但它美好的應用前景,也在要求油脂行(háng)業繼續推進蓖麻籽
加工(gōng)技術(shù)不斷發展與進(jìn)步。
