[实用新型]一种高酸值、热不稳定油脂物理脱酸脱臭的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及食用油脂加工技术领域，尤其涉及一种高酸值、热不稳定油脂物理精炼的装置。

背景技术

食用油中不饱和脂肪酸含量，尤其是人体必需脂肪酸亚油酸（9,12-全顺式十八碳二烯酸）和亚麻酸（9,12,15-全顺式十八碳三烯酸），是衡量食用油营养价值的重要指标。亚油酸是ω-6系列多不饱和脂肪酸，在人体中具有促进细胞生长发育的功能；亚麻酸是ω-3系列多不饱和脂肪酸，具有降血脂、防过敏、抗肿瘤、促进大脑发育和保护心脑血管等功效。

在食用油精炼生产过程中通常要经过高温加工，以脱除油脂中的游离脂肪酸以及不良的气味。但在高温、隔绝氧气的条件下，食用油甘油三酯中不饱和脂肪酸的碳碳双键会从能量较高的顺式结构（cis-）变成能量更低更稳定的反式结构（trans-）。该过程称为不饱和脂肪酸的异构化。研究表明，脂肪酸异构化的程度脂肪酸的种类、温度和时间相关。脂肪酸不饱和程度越高越容易异构化。亚麻酸含有三个不饱和键，亚油酸含有两个不饱和键，油酸含有一个不饱和键。因此从异构化的容易程度来说，亚麻酸>亚油酸>油酸。一般亚麻酸含量大于10%或者亚油酸含量大于50%的油脂很容易在高温下发生异构化，这类油脂称为热不稳定油脂。

目前科学界尚无异构化脂肪酸对人体有害的证据，包括我国在内的世界各国（丹麦除外）尚无限制普通动植物油中异构化脂肪酸含量的法律法规。但有科学证据表明，异构化的人体必需脂肪酸，比如异构化的亚油酸与亚麻酸，不再具有原本的生理学活性，仅仅能为人体提供能量。因此，降低油脂加工过程中产生的异构化脂肪含量，已经成为科学界与油脂加工界的共识。

根据脱除原油中游离脂肪酸（简称脱酸）的方法不同，可以把油脂精炼技术分为化学精炼与物理精炼。化学精炼通过浓碱液中和原油中的游离脂肪酸，产生皂（脂肪酸盐），然后沉淀与洗涤，除去皂。物理精炼则是在高温与高真空的环境下，让原油中的游离脂肪酸变成气体蒸发出来，随后被水蒸气带走。

一般来说，化学精炼条件相对温和，适于热不稳定油脂；物理精炼需要承受较高的温度（240～260℃），适于热稳定油脂。但是化学精炼产生的皂会吸附大量的中性油脂，精炼的损耗（简称炼耗）较高，适合酸值（衡量原油中游离脂肪酸含量的指标）较低的油脂；物理精炼则只是蒸发游离脂肪酸，夹带出来的中性油脂很少，所以效率高，炼耗低，适合酸值较高的油脂。

对于油脂的物理精炼，又分为大规模连续物理精炼与小规模间歇式精炼两种工艺技术。

前者，在高真空状态下（100～250Pa），高酸值原油加热后（240～260℃）连续流过物理脱酸塔，在脱酸塔的填料表面形成薄膜流体。游离脂肪酸在高温高真空的条件下挥发出来，酸值降低。由于原油流经脱酸塔的时间很短（通常5-10分钟），在脱酸之后，油脂还带有不良气味，需进一步脱臭。方法是让脱酸后的油脂进入脱臭滞留罐（通常直接安装在脱酸塔底部），在高温下（与脱酸温度相同）停留1～2小时，完成脱臭过程。该工艺适合酸值不太高、批量较大的油脂精炼。

后者，由于规模较小，无法形成连续工艺，只能间歇精炼脱酸，也就是一个批次的原油一起脱酸。间歇精炼通常在间歇脱酸罐中进行。其方法如下：在密封的脱酸罐内装入一批次的高酸值原油，通过加热盘管将原油加热到脱酸温度（240～260℃），同时，对脱酸罐进行抽真空处理，将脱酸罐内的绝对气压降到100～250Pa。在接近脱酸温度之前，脱酸罐底部的一组水蒸气喷嘴开始喷出水蒸气。水蒸气在高温油脂内部碎裂成一个个小气泡，原油内部的游离脂肪酸在高温高真空的环境下开始汽化，进入水蒸气气泡中，然后随着水蒸气气泡上升，被抽出脱酸罐，最后在脂肪酸捕集罐中冷凝出来。

无论是连续物理精炼，还是间歇物理精炼，油脂都需要在高温状态下（240～260℃），经历较长的时间（1～2小时，或者3～5小时），因此对于热不稳定油脂很容易发生异构化反应，异构化的脂肪酸含量有时会超过5g/100g。

对于高酸值、热不稳定的食用油，特别是亚油酸和亚麻酸含量高的小品种食用油，如橡胶树种子油、美藤果油、红花籽油、亚麻籽油、紫苏油等等，精炼脱酸面临一个两难的选择：由于其酸值很高，用化学精炼损耗很大；由于其热不稳定，采用物理精炼则会产生大量的异构化脂肪酸。并且由于高酸值、热不稳定的油脂基本上属于小品种油脂，规模与批量较小，很难采用连续精炼的工艺方法。

实用新型内容