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蓖麻油的精煉技術(shù)工藝

發(fā)布時(shí)間:2020-8-20人氣:2184

蓖麻油的精煉技術(shù)

  蓖麻油是唯一以含羥基酸為主的商品油脂。蓖麻籽的主要產(chǎn)地為巴西、印度及前蘇聯(lián),我國各省亦均有種植。蓖麻油中含大量的蓖麻酸(80%以上),蓖麻油不能食用,但經(jīng)濟價(jià)值很高,是藥用瀉劑以及紡織、化工及輕工等部門(mén)助染劑、潤滑劑、增塑劑、乳化劑、涂料、油漆、皂類(lèi)及油墨等產(chǎn)品的生產(chǎn)原料。


  蓖麻油是棕黃色的粘稠狀植物油,其含有的一些雜質(zhì)會(huì )影響它的使用價(jià)值,這些雜質(zhì)主要包括游離脂肪酸、粘液質(zhì)、蛋白質(zhì)、樹(shù)脂、色素等。因蓖麻油中磷脂含量較少(0.3%以下),故一般在精煉時(shí)不采用水化法,而是直接進(jìn)行堿煉。

  1

  精煉過(guò)程工藝流程圖

  蓖麻油精煉技術(shù)過(guò)程工藝流程圖如圖 1 所示。


  2

  精煉過(guò)程。

  2.1脫膠工序應用物理、物理化學(xué)或化學(xué)方法將毛油中的膠溶性雜質(zhì)除的工藝過(guò)程稱(chēng)為脫膠。毛油屬于膠體體系〔1〕。其中的磷脂、蛋白質(zhì)、黏液質(zhì)及糖基甘油二酯等油脂膠溶性雜質(zhì)不僅影響油脂的穩定性,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(guò)程中,會(huì )促使乳化,增加操作困難,增大煉耗和輔助劑的耗用量,降低脫色效果。未脫膠的毛油無(wú)法進(jìn)行物理精煉和脫臭操作。因此毛油精制必須首先脫除膠溶性雜質(zhì)。

  蓖麻油脫膠時(shí)采用的是超級脫膠工藝〔2〕。毛油邊上料邊升溫,當溫度達到 80℃左右時(shí)加入油重 1‰的 85%磷酸攪拌 5 分鐘充分混合后,立即加入提前準備好的 80℃以上、油重 4%的熱水,停止攪拌靜止 120 分鐘,排放油腳后轉入下個(gè)工序。

  2.2脫酸工序 脫除游離脂肪酸的過(guò)程稱(chēng)之脫酸。游離脂肪酸存在于油脂中會(huì )導致油脂的物理化學(xué)穩定性削弱〔1〕。因此油脂脫酸工序是精煉過(guò)程的中心工序,即用堿與油脂中的游離脂肪酸發(fā)生中和反應,使游離脂肪酸生成皂后排放出去,達到脫酸的目的。

  2.2.1 化學(xué)反應〔2〕

  主反應: RCOOH+NaOH=RCOONa+H2O;

  不完全中和:2RCOOH+NaOH=RCOOH.RCOONa+H2O

  水解反應::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(guò)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果。堿量不足,游離脂肪酸中和不完全,其他雜質(zhì)也不能被充分作用,皂膜不能很好地絮凝,致使分離困難,堿煉成品油質(zhì)量差,收率低。用堿量過(guò)多,中性油被皂化而引起精煉損耗增大。因此,正確掌握用堿量尤為重要。

  脫酸時(shí),耗用的總堿量包括兩個(gè)部分,一是用于中和游離脂肪酸的堿,通常稱(chēng)為理論堿,可通過(guò)計算求得〔1〕。另一部分則是為了滿(mǎn)足工藝要求而額外添加的堿,稱(chēng)之為超量堿。超堿量的確定,必須根據粗油品質(zhì)、精油質(zhì)量、精煉工藝和損耗等綜合進(jìn)行平衡。

  堿煉時(shí)堿液濃度的選擇受到多方面因素堿的影響,適宜的堿濃度需綜合平衡諸多影響因素〔1,2〕,通過(guò)小樣試驗來(lái)確定。

  蓖麻籽油酸值超過(guò)6的較少〔3〕,皂腳量不大,為避免生成稀薄松散皂腳,堿煉過(guò)程使用較高濃度堿液和一定超量是必要的。

  2.2.2.2 操作溫度 操作溫度是影響脫酸的重要因素,其主要影響體現在脫酸的初溫、終溫、升溫速度等方面。油脂被皂化的概率隨操作溫度的升高而增加,因此操作溫度控制在工藝限制的低溫下進(jìn)行,避免中性油的皂化損失。在中和反應過(guò)程中,為了避免轉化成油/水型乳濁液,以致形成油-皂不易分離的現象,中和溫度必須保持穩定和均勻。中和反應后,為了避免皂粒的膠溶和被吸附組分的解吸,加熱到最終溫度的速度愈快愈好。蓖麻油在脫酸時(shí)溫度要調整到75℃~85℃后,加入預先配制好的堿液進(jìn)行中和。反應過(guò)程中溫度要保持 80℃±2℃左右。

  2.2.2.3 混合與攪拌 混合攪拌作用的一方面是使堿滴分散變小,堿液的總面積增大,從而增加了堿液與游離脂肪酸的接觸機會(huì ),加快反應速度,縮短堿煉過(guò)程,有利于精煉率的提高。另一方面是增進(jìn)堿液與游離脂肪酸的相對運動(dòng),提高反應的速率,并使反應生成的皂膜盡快地脫離堿滴。但這一過(guò)程的混合或攪拌強度要溫和些,以免在強烈混合下造成皂膜的過(guò)度分散而引起乳化現象。

  蓖麻油的脫酸工序,全部堿液在 10min~15min 內一次加入完成,加完堿液繼續攪10min~20min 后停止攪拌。

  2.2.2.4靜止時(shí)間 靜止時(shí)間對脫酸效果的影響主要體現在中性皂化損失和綜合脫雜效果上。當其他條件相同時(shí),油堿接觸時(shí)間愈長(cháng),中性油被皂化的概率愈大。綜合平衡中性油皂化損失的前提下,適當的延長(cháng)脫酸操作時(shí)間,有利于其他雜質(zhì)的脫除和油色的改善。 在蓖麻油的脫酸工序中,靜止沉淀時(shí)間為 4~5 小時(shí),待油皂分離后,排放皂腳,轉入下一工序。

  2.3水洗工序 水洗過(guò)程中影響洗滌效果的因素有溫度、水質(zhì)、水量、攪拌等。操作溫度(油溫、水溫)低、水量少、攪拌不恰當,都將增大洗滌損耗和影響洗滌效果。

  蓖麻油水洗工序,皂腳排放完后,攪拌加熱油溫到 85℃~90℃后用同油溫的熱水進(jìn)行洗滌。洗滌 1~2 次,攪拌(30r/min左右)3min~5min,每次用水量為油重的 15%~20%,每次加水后,沉淀 30min~50min 后放出洗滌廢水。

  2.4 干燥脫色工序 油脂在高溫下長(cháng)時(shí)間接觸空氣易氧化變質(zhì),引起過(guò)氧化值升高,并產(chǎn)生較穩定的氧化色素,因此必須在真空條件下進(jìn)行干燥脫色。

  堿煉后的蓖麻油充分水洗后,在加熱真空條件下進(jìn)行干燥。干燥溫度達到 105℃~110℃,真空度達到 0.08Mpa~0.094Mpa 時(shí),即為干燥合格,不停攪拌轉入脫色工序。

  蓖麻油籽油,一般情況下色澤較淺。堿煉干燥的蓖麻油,在較高溫度下氧化后有較重的紅色。因此采用,在真空條件下用干燥的酸性白土、活性炭進(jìn)行脫色,脫色溫度為 100℃~110℃,真空度達到 0.08Mpa~0.094Mpa,在規定操作溫度的時(shí)間為20min 左右。脫色完畢后冷卻至 70℃~80℃進(jìn)行過(guò)濾,即成精煉蓖麻油。

  2.5 脫臭工序 一般精煉蓖麻油不進(jìn)行脫臭,若產(chǎn)品質(zhì)量未達到質(zhì)量標準則可考慮脫臭。脫臭時(shí)由于蓖麻油中蓖麻酸的特性,要求脫臭溫度不宜過(guò)高,而對真空度的要求很高。一般脫臭溫度控制在 140℃~160℃,絕對壓 0.67Kpa 以下,脫臭時(shí)間4h~6h。脫臭后冷卻至 70℃~80℃后放出即為脫臭油。若在脫臭過(guò)程中加入少量的檸檬酸,可提高油脂的氧化穩定性。用量為油重的 0.02%,濃度為 5%,可在脫臭開(kāi)始時(shí)加入。

  3. 結束語(yǔ)

  蓖麻油具有一系列優(yōu)良特性,如 448℃高溫下不燃燒-10℃低溫下不凝固,它可以代替煤和石油來(lái)制造很多產(chǎn)品,F在

  世界上利用蓖麻油可生產(chǎn)出 400 多種衍生物,2000 多項系列產(chǎn)品,它不僅是機械航空、醫藥、輕紡的重要原料,還廣泛應用到

  國民經(jīng)濟諸多領(lǐng)域。蓖麻籽油的深加工固然是化工行業(yè)的責任,但它美好的應用前景,也在要求油脂行業(yè)繼續推進(jìn)蓖麻籽

  加工技術(shù)不斷發(fā)展與進(jìn)步。


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