亞臨界低溫萃取油脂技術(shù)簡介
近幾年,隨著人們生活水平的不斷提高,市民對科學(xué)、健康、合理搭配的飲食觀念越來越重視。柴米油鹽是老百姓更為關(guān)心的生活部分,對食用油的要求也越來越高,隨著國外橄欖油的介入,在國內(nèi)刮起了“健康食用油”之風(fēng)。國內(nèi)也相繼推出了各小品種特種植物油,如:葡萄籽油,小麥胚芽油,杏仁油,核桃油,亞麻籽油,茶油,牡丹籽油,文冠果油等。這些小油種的上市,受到廣大消費者的青睞,既符合時下市民健康飲食的消費理念,更是將我國食用油消費推向營養(yǎng)化發(fā)展的必然之路。
目前,國內(nèi)食用植物油脂萃取主要采用6號溶劑,也有少數(shù)廠家采用超臨界提取,但其投資和生產(chǎn)成本較高,很難形成大規(guī)模生產(chǎn)。國外油脂萃取一般采用工業(yè)正己烷,也有采用戊烷、辛烷等的。亞臨界4號溶劑(主要成分為液化丙烷、丁烷)萃取油脂技術(shù),是一種全新的油脂生產(chǎn)技術(shù),是我國規(guī)定的食品加工助劑。該技術(shù)獲得國家原內(nèi)貿(mào)部科技進步一等獎。亞臨界流體是指某些化合物在溫度高于其沸點但低于臨界溫度,且壓力低于其臨界壓力的條件下,以流體形式存在的該物質(zhì)。當(dāng)溫度不超過某一數(shù)值,對氣體進行加壓,可以使氣體液化,而在該溫度以上,無論加多大壓力都不能使氣體液化,這個溫度叫該氣體的臨界溫度。在臨界溫度下,使氣體液化所需要的壓力叫臨界壓力。當(dāng)丙烷、丁烷、 高純度異丁烷(R600a)、1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)、液化石油氣(LPG)和六氟化硫等以亞臨界流體狀態(tài)存在時,分子的擴散性能增強,傳質(zhì)速度加快,對自然產(chǎn)物中弱極性以及非極性物質(zhì)的滲透性和溶解能力顯著提高、從而達到提取目的。近年來“亞臨界四號溶劑低溫萃取技術(shù)”在我國成功轉(zhuǎn)化應(yīng)用,先后為國內(nèi)50多家企業(yè)建成近百條生產(chǎn)線,其應(yīng)用單位遍及江蘇、云南、河南、河北、山東、山西、遼寧、內(nèi)蒙、新疆、甘肅、湖南、湖北等地。為我國貴重油脂(如小麥胚芽油、核桃油、葡萄籽油、亞麻籽油、DHA、ARA)、萬壽菊黃色素和辣椒紅色素等產(chǎn)品開發(fā)提供了關(guān)鍵裝備。,
與目前廣泛應(yīng)用的6號溶劑萃取油脂技術(shù)相比,它具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。它的突出優(yōu)點是“常溫萃取、低溫脫溶”,可以在不破壞油料中活性物質(zhì)、植物蛋白的情況下提取油脂,為貴重油料的萃取及植物蛋白的開發(fā)利用創(chuàng)造條件。其次蒸汽消耗少,油脂生產(chǎn)過程中煤耗減少80%以上,從而降低成本,減少了“三廢”的排放。
一、 4號溶劑萃取油脂原理
4號溶劑是從液化石油氣中提純而來的,其主要成分為丙烷、丁烷,沸點均在0℃以下。萃取過程是在適當(dāng)壓力(0.1~0.7Mpa狀態(tài)為液體)和室溫下進行的,實現(xiàn)油料的常溫萃取。萃取粕和毛油中的溶劑是在低溫、真空狀態(tài)下脫除的,溶劑液化后循環(huán)使用。生產(chǎn)流程圖及工藝流程簡述:
圖1 萃取工藝流程示意圖
E201. 冷凝器; P201. 溶劑泵; P202. 成品泵; P203. 真空泵P204. 壓縮機;V201. 萃取罐; V202. 混合液暫存罐;
V203. 蒸發(fā)罐; V204. 溶劑罐; V205. 緩沖罐。;
工藝過程: ①將油料裝入萃取罐V201。②溶劑泵P201 將溶劑注入萃取罐浸泡坯片。③溶劑泵P201 從萃取罐抽出混合油打入蒸發(fā)罐V203。④聯(lián)通萃取罐與壓縮機P204 吸氣口,使粕中殘溶汽化進入壓縮機,經(jīng)壓縮、冷凝器E201冷凝液化,溶劑回流到溶劑罐V204,再循環(huán)使用。粕排出萃取系統(tǒng)。⑤混合油進入蒸發(fā)系統(tǒng),使溶劑蒸發(fā)后與毛油分離。溶劑蒸氣經(jīng)壓縮液化后循環(huán)使用。毛油排出蒸發(fā)系統(tǒng)。
工藝條件:萃取溫度35℃,萃取壓力0.4~0.7Mpa,萃取次數(shù)3~5次(視含油量多少定);混合油濃度15~25%,溫度30~35℃,混合油蒸發(fā)溫度35~60℃(視物料而定),混合油脫溶真空度-0.095 Mpa;粕脫溶溫度45℃,脫溶壓力-0.085 Mpa;毛油殘留溶劑<30ppm,粕殘留溶劑<50ppm。
二、產(chǎn)品質(zhì)量的對比
4號溶劑沸點低、組分純、萃取產(chǎn)品殘溶低,萃取過程溫度低、選擇性好,色素、磷脂等雜質(zhì)的萃取量少,所以,產(chǎn)品質(zhì)量高。與6號溶劑萃取油質(zhì)量對比如下:
1 萃取粕質(zhì)量好
2萃取油脂質(zhì)量好
三、亞臨界4號溶劑萃取技術(shù)的優(yōu)勢
4號溶劑萃取油脂技術(shù),是油脂提取方法的一次創(chuàng)新,具有巨大的經(jīng)濟效益和深遠的社會意義,它不但能大幅度降低油脂加工成本,而且為貴重油料的提取,及植物蛋白的開發(fā)利用創(chuàng)造了條件。在環(huán)bao方面,將使油脂工業(yè)發(fā)展發(fā)生根本性的變化。主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1、實現(xiàn)粕的低溫脫溶
目前的6號溶劑萃取生產(chǎn)中,由于溶劑的沸程60~90℃,脫除粕中和油中的溶劑須使其溫度上升到100℃以上,從而造成了粕中植物蛋白的變性。然而,引進的低溫脫溶設(shè)備操作復(fù)雜、消耗高,致使低溫脫溶粕成本過高,很大地影響植物蛋白資源的開發(fā)利用。4號溶劑萃取油脂工藝用簡單的方法實現(xiàn)了低溫脫溶,避免了植物蛋白的變性,開辟了廣闊的植物蛋白資源,將對人們的飲食結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,具有深遠的社會意義。與此同時,粕利用價值的提高也將帶來客觀的經(jīng)濟效益。
2、實現(xiàn)了醫(yī)藥、化工方面的保質(zhì)提取
由于該工藝生產(chǎn)溫度低(<40℃),對油中和粕中的熱敏物質(zhì)如維生素、生物活性物質(zhì)、色素等的影響較小,可以實現(xiàn)貴重油料的保質(zhì)萃取,如對微生物油脂(花生四烯酸)、靈芝孢子油、月莧草籽油、沙棘油、小麥胚芽油、黑加侖籽油等。目前,利用此技術(shù)建成十?dāng)?shù)個特種油脂提取車間運轉(zhuǎn)良好,指標性能優(yōu)良,經(jīng)濟效益顯著。
3、溶耗低、蒸汽用量少
四號溶劑萃取油脂,由于設(shè)計了新穎的“工藝系統(tǒng)內(nèi)部熱交換技術(shù)”且溶劑易蒸發(fā),易回收,故節(jié)約了大量的蒸汽, 溶劑消耗很低;一般情況:溶劑消耗(8kg/t,蒸汽消耗(160kg/t。而六號溶劑閃蒸脫溶的溶劑消耗35~45kg/t左右, 蒸汽消耗大約300kg/t。
4、減少環(huán)境污染
由于本工藝系統(tǒng)使用很少的蒸汽,故在減少了鍋爐的煤、電和人力消耗的同時,減少了因燃燒煤排放的煙塵、廢渣、廢水,從而減少了環(huán)境污染。
5、4號溶劑毒性低
6、 4號溶劑安quan系數(shù)高
四、 應(yīng)用領(lǐng)域
該工藝已成功地應(yīng)用于色素、貴重油料、微生物油脂、植物蛋白的提取和綜合利用以及醫(yī)藥、化工方面的提取和提純,能很好地保護其活性成分及活性物質(zhì)不被破壞,蛋白不變性。其具體應(yīng)用范圍如下(生產(chǎn)規(guī)模單線設(shè)備5噸~80噸物料/天,交鑰匙工程):
1、 辣椒紅色素、番茄紅色素、萬壽菊葉黃素、枸杞色素、梔子黃色素 等自然色素的提取項目。
2、小麥胚芽油、沙棘籽油、亞麻籽油、葡萄籽油、青棘果仁油、微生物油、可可脂、大麻籽油、茶籽油、杏仁油、石榴籽油、松子油、榛子油、紅花籽油、枸杞籽油、月莧草籽油、黑加侖油、薏米仁油、西瓜籽油、哈密瓜籽仁油等小品種油脂的保質(zhì)萃取。
3、核桃仁、南瓜籽仁、大豆、油茶籽、靈芝孢子等的綜合開發(fā)利用,如脫脂速溶核桃粉、核桃乳、脫脂南瓜仁蛋白乳、脫脂南瓜蛋白粉、大豆蛋白粉、濃縮大豆蛋白粉、豆奶、茶皂素、靈芝孢子油、靈芝孢子粉等。
5、花生四烯酸(AA)、DHA、蝦青素等微生物油脂的綜合開發(fā)利用。
6、除蟲菊脂、聚酯酰胺等醫(yī)藥、化工方面的提取和提純。
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