浸出米糠油精煉工藝 米糠油精煉研究和生產(chǎn)實(shí)踐問題
目前，我國食用油年消費(fèi)量達(dá)2500萬T左右，而自產(chǎn)1000萬T左右，約占總消費(fèi)量的40%，60%依賴進(jìn)口，可見我國油源嚴(yán)重不足。與糧食樣食用油也是關(guān)系到國內(nèi)生存健康的商品，作為我們這樣個(gè)人口大國，其過的進(jìn)口依賴度是不利于國內(nèi)穩(wěn)定和長治久安的。在這種情況下，開源節(jié)流大力發(fā)掘新能源，盡量減少食用油在非食用方面的應(yīng)用（如生物柴油），千方百計(jì)提我國食用油自給率，是每位油脂工作者義不容辭的職責(zé)。充分利用米糠資源，大力發(fā)展米糠制油，是其中的個(gè)重要的途徑。據(jù)了解，我國水稻年總產(chǎn)量在2億噸左右，按米糠產(chǎn)率7%計(jì)算，則可年產(chǎn)米糠1400萬T左右，這些若全部用于制油，按四級(jí)油產(chǎn)率14%計(jì)算，則可年產(chǎn)米糠四級(jí)油200萬T左右，將對(duì)提我國食用油自給率起到重要作用。但是，非常遺憾的是，我國目前不到20%的米糠用于制油，80%以上直接作為飼料油，導(dǎo)致大量油源浪費(fèi)，令人痛心。眾所周知，米糠因其富含油酸、亞油酸及多種營養(yǎng)型類脂物，直是油脂業(yè)和營養(yǎng)學(xué)家所推崇的種級(jí)營養(yǎng)健康油，隨著米糠膨化浸出技術(shù)的推廣和日臻完善，米糠油的制取已不存在技術(shù)難題。目前制約我國米糠制油大規(guī)模發(fā)展的技術(shù)難點(diǎn)在米糠油的精煉。由于我國米糠油生產(chǎn)廠普遍較小，采用的生產(chǎn)工藝和設(shè)備比較落后，生產(chǎn)的米糠油大都色澤深、含蠟量、口感差，使其商業(yè)價(jià)值大幅度降低，同時(shí)也影響其作為食品工業(yè)原料的使用性能。雖然很多廠家聲稱自己的米糠油產(chǎn)品為四級(jí)油，但并非都能真正能達(dá)到四級(jí)油標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重制約了米糠油的市場推廣。我們從事米糠油精煉研究和生產(chǎn)實(shí)踐多年，現(xiàn)提出我們的點(diǎn)體會(huì)供大家參考。
1 浸出米糠油的質(zhì)量
1.1 酸值
由于解酯酶的存在，米糠若不及時(shí)進(jìn)行殺酵保鮮處理，其中所含米糠油在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)大量水解，導(dǎo)致酸值急劇升。有資料介紹，新出米機(jī)的米糠若不及時(shí)殺酵，在初24h左右，每堆放小時(shí)，酸值可增加1（KOH）/（mg/g）。我國稻米加工多為小規(guī)模分散進(jìn)行，單廠米糠產(chǎn)量很小，難以就地殺酵保鮮。油廠只能從各小米廠收購米糠，集中后再加以保鮮處理，這時(shí)已經(jīng)過了佳保鮮時(shí)機(jī)，酸值已經(jīng)升。用這樣的米糠生產(chǎn)的毛油酸值般都很，達(dá)23-30（KOH）/（mg/g），有的甚至達(dá)50（KOH）/（mg/g）。
1.2 色澤深
酸值浸出米糠毛油色澤都很深，剛出機(jī)時(shí)通?？蛇_(dá)Y75，R20（羅維朋：25.4mm）以上,放置后色澤還會(huì)進(jìn)步加深。
1.3 雜質(zhì)多
浸出毛米糠油中甘三酯和游離脂肪酸總量90%左右，其余均為雜質(zhì)，包括（1）脂溶性雜質(zhì)，如磷脂、糠脂、糖甘、脂肪酸甾醇脂、脂蛋白等結(jié)合脂質(zhì)，糠蠟和谷維素以及烴類、脂肪醇、甾醇、維生素E等不皂化物；（2）機(jī)械雜質(zhì)，如糠屑、泥沙等；（3）三價(jià)和二價(jià)鐵離子整合物，毛糠油酸值，過多的游離脂肪酸的存在，使其在較的溫度下可溶解設(shè)備上的油垢、鐵銹、甚至可腐蝕碳鋼設(shè)備和管道，產(chǎn)生大量雜質(zhì)進(jìn)入油中，其中危險(xiǎn)較大提三價(jià)和二價(jià)鐵離子與脂肪酸或毛油中其他成分的整合物，三價(jià)鐵離子與脂肪酸等物質(zhì)的整合物多為深紅色或暗褐色，且較難從油中去掉，而二價(jià)鐵離子整合物在空氣中可很快氧化為三價(jià)鐵離子整合物從而合毛糠油色澤進(jìn)步加深。這些雜質(zhì)進(jìn)入毛油中，使毛油的質(zhì)量進(jìn)步變差，精煉難度更大。
2 浸出米糠油精煉工藝
2.1 三、四級(jí)油精煉工藝
2.1.1 工藝流程
毛油 水化脫膠 真空脫水 冷凍脫蠟 脫色 物理脫酸 四級(jí)成品油
2.1.2 工藝說明
（1）水化脫膠 毛糠油中含有大量的雜質(zhì)。在較的溫度下，這些雜質(zhì)可能發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化，特別是無色的二價(jià)鐵離子與脂肪酸等物質(zhì)的整合物在較的溫度下很容易被氧化為深褐色或暗紅色的三價(jià)鐵離子整合物，導(dǎo)致油色進(jìn)步加深。所以水化宜采取較低的溫度，我們采用的操作方法和工藝參數(shù)中下：將油溫凋至40。C時(shí)加入濃度為85%的磷酸，加入量為油重的2%。充分混合后將溫度調(diào)到70。C，加入同溫的軟水，加水量為油重的8%進(jìn)行水化，水化結(jié)束后進(jìn)行油水分離。
（2）真空脫水 為避免升溫引起油色加深，脫水應(yīng)在真空下進(jìn)行，真空度0.08Mpa以上，脫水溫度90。C，連繼進(jìn)行。脫水后應(yīng)在真空狀態(tài)下將油溫冷卻至70。C以下。
（3）冷凍脫蠟 脫蠟有利去掉油中不利于脫色的雜質(zhì)，所以我們將脫蠟工序安排在脫色之前。由于油中脂肪酸含量，而脂肪酸熔點(diǎn)較，溫度降低，可使部分脂肪酸先凝固，導(dǎo)致油的粘度急劇上升，酸值為30（KOH）/（mg/g）的糠油，溫度降到20。C時(shí)就已經(jīng)變得非常粘稠，給脫蠟過濾造成困難。所以酸值米糠油脫蠟，過濾溫度不宜低于20。C。我們采用的工藝是：將真空脫水后的糠油，打入結(jié)晶罐內(nèi)，在緩慢攪拌下進(jìn)行冷卻，使油溫在24h左右，由70。C緩慢均勻地降至25。C，繼續(xù)緩慢攪拌，并保持油溫不變，進(jìn)行養(yǎng)晶，養(yǎng)晶時(shí)間在48h以上，養(yǎng)晶結(jié)束后用葉片過濾機(jī)預(yù)涂硅澡土進(jìn)行過濾。過濾過程中油質(zhì)宜保持在25。C不變。過濾器溫度升，可加快過濾效率，減少蠟糊含油量，但脫蠟油中含蠟量會(huì)有所增加，濁點(diǎn)升，透明度變差； 過濾溫度降低，可減少油中含蠟量，降低濁點(diǎn)，提透明度，但會(huì)使過濾油率明顯降低，并增加蠟糊含油量。實(shí)踐表時(shí)：酸值在20-30（KOH）/（mg/g）的米糠油脫蠟溫度控制在20～25。C，綜合效果比較好。
需要說明的是：在生產(chǎn)中我們發(fā)現(xiàn)米糠油脫蠟有明顯的脫色作用。實(shí)測表明：Y70，R20（羅維朋25.4mm槽）左右的脫膠米糠油經(jīng)脫蠟后色澤降至Y70，R12（羅維朋：25.4mm）左右。其原因可能與下列因素有關(guān)：深油色的三價(jià)鐵離子與脂肪酸整合物以及某些熔點(diǎn)較的色素在低溫下結(jié)晶析出并在脫蠟過濾時(shí)截留在蠟中而從油中去掉。
（4）脫色 浸出米糠油般色澤都很深，酸值越色澤越深，而且脫除困難。我們采取的脫色工藝是：脫蠟油加熱至110。C左右進(jìn)入真空脫色塔，真空度保持在0.085Mpa以上，加入占油量4～6%的脫色劑，脫色劑為活性白土，為提脫色效果，改觀脫色油質(zhì)量，可在活性白土中加入5%左右（白土重量）的活性炭。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，提脫色溫度，有利于提脫色效果，但在物理脫酸過程中的熱脫色效果較差，脫色溫度降低，脫色效果下降，但物理脫酸過程中的熱脫色能力加強(qiáng)，綜合兩方面考慮，以115。C左右脫色效果較好。
（5）物理脫酸 米糠油酸值，堿煉脫酸煉耗太大，酸值煉耗比約為：1：0.9，以酸值30（KOH）/（mg/g）為例，其堿煉損耗的理論值為27%。另外我們?cè)趯?shí)踐中還發(fā)現(xiàn)，米糠油堿煉必需加入足夠的超量堿，使堿煉后酸值降至0.5（KOH）/（mg/g）以下，這更導(dǎo)致堿煉損耗的增加，否則，若堿煉不充分，不但不能降低色澤，反而會(huì)使油色顯著加深，且加深后的色澤非常牢固，很難用般的脫色方法脫除。幾年前，江蘇太倉某糧機(jī)供應(yīng)商給安徽淮南某地上條米糠油精煉廠，由于供應(yīng)商不了解米糠油特性，采用堿煉工藝，把大量米糠油煉成皂腳，損失非常慘重，后來這家精煉廠另請(qǐng)安徽某油脂技術(shù)人員指導(dǎo)，改用物理精煉工藝，生產(chǎn)才得以正常進(jìn)行。所以，對(duì)米糠油精煉，物理脫酸是選工藝。我們?cè)谠O(shè)計(jì)使用的是填料式脫酸塔，工藝條件中下：系統(tǒng)殘壓100pa以下，脫酸溫度：進(jìn)塔240～250。C，出塔≥230。C。物理脫酸后，酸值可降至1～3（KOH）/（mg/g），色澤由脫色后的Y70，R10（羅維朋25.4mm槽）左右大幅降至Y35，R3（羅維朋25.4mm槽）以下，達(dá)三級(jí)油色澤標(biāo)準(zhǔn)，脫酸和熱脫色效果都非常明顯。另外脫酸損耗也明顯降低，酸值煉耗比可降至
1：0.6，酸值為30（KOH）/（mg/g）的米糠油，物理脫酸的損耗只為18%，比堿煉損耗降低1/3。
物理脫酸后即得四級(jí)成品油，若需生產(chǎn)三級(jí)米糠油只需適當(dāng)升脫酸溫度，保證酸值在1（KOH）/（mg/g）以下即可，其他指標(biāo)都符合三級(jí)米糠油標(biāo)準(zhǔn)。
需要指出的是，物理脫酸后的米糠油酸值回升比較快，特別是低酸值時(shí)回升更快，必需及時(shí)冷卻至40。C以下保存。
2.2 、二級(jí)油精煉工藝
2.2.1 工藝流程
毛油 水化脫膠 真空脫水 冷凍脫蠟 預(yù)脫色 脫色 物理脫酸 冷凍脫 三次脫色蠟 脫臭 二級(jí)成品油
2.2 工藝說明
水化脫膠、真空脫水、冷凍脫蠟、物理脫酸均與三四級(jí)油相同，這里不再闡述。
（1）預(yù)脫色 用混入5%活性炭的活性白土加入油中，加入量為油重的0.5%，在溫度
115。C左右，真空度0.085Mpa以上的條件下充分混合后，穿過復(fù)脫色留下的脫色劑濾餅層進(jìn)入過濾，從而完成預(yù)脫色工藝，預(yù)脫色既可充分利用復(fù)脫色留下的白土濾餅層剩于脫色力，又有利于進(jìn)步脫除油中殘留的膠雜，為連續(xù)工序創(chuàng)造更有利的條件。
（2）復(fù)脫色 預(yù)脫色油再加入2～3%的脫色劑，脫色劑仍為加入5%活性炭的活性白土，脫色溫度115。C，真空度0.085Mpa。復(fù)脫色過濾后，過濾機(jī)不排空不卸餅，留等預(yù)脫色穿濾使用。
通過預(yù)脫色和復(fù)脫色處理，脫色油色澤更淺，質(zhì)量好，可保證經(jīng)后續(xù)處理后生產(chǎn)出合格的二級(jí)米糠油。
（3）冷凍脫脂 米糠油中除含有蠟外，還含有定量的脂，這些脂在低溫下會(huì)結(jié)晶析出，使油脂變渾，甚至出現(xiàn)固液分層現(xiàn)象，影響油品外觀，尤其是生產(chǎn)級(jí)油時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)中有冷凍實(shí)驗(yàn)要求，脫脂是必需的工序之。脫脂必需在脫酸以后進(jìn)行，否則大量的脂肪酸存在，脂肪酸在低溫下，甚至先于脂質(zhì)結(jié)晶凝固。使脫脂過濾過程無法正常進(jìn)行。我們?cè)O(shè)計(jì)的脫脂工藝是：將經(jīng)物理脫酸后，酸值降至1-3的米糠油冷卻到60-70。C，打入脫脂結(jié)晶罐，經(jīng)24小時(shí)左右的時(shí)間，將其緩慢勻速冷卻至0-2。C，然后保溫養(yǎng)晶，養(yǎng)晶時(shí)間應(yīng)在48小時(shí)以上。在冷凍和養(yǎng)晶過程中始終保持緩慢攪拌。在養(yǎng)晶過程中允許溫度略微回升，養(yǎng)晶結(jié)束時(shí)，油溫可允許回升至2-5。C，然后用葉片過濾機(jī)預(yù)涂硅澡土過濾，過濾時(shí)好利用油位差，借助重力形成的壓差自然過濾，需要時(shí)也可在養(yǎng)晶罐內(nèi)適當(dāng)加壓，加壓時(shí)壓力不得超過0.06Mpa，應(yīng)避免用切攪動(dòng)作用強(qiáng)的輸油泵加壓過濾，否則打碎脂晶，增加過濾難度，過濾后油中含脂量也會(huì)增加。
（4）三次脫色 浸出米糠毛油色澤深，即使經(jīng)過前道預(yù)脫色，復(fù)脫色及物理脫酸處理，色澤仍然很難達(dá)到級(jí)油標(biāo)準(zhǔn)，為此我們?cè)诠に囍性黾恿巳蚊撋ば?。?jīng)過前道處理，大部分可脫除的色素都在預(yù)脫色和復(fù)脫色過程中脫除，熱敏性色素也在物理脫酸過程中熱脫色去掉。三次脫色的主要目的在于進(jìn)步脫除經(jīng)脫脂后釋放出來的少量可脫除色素，所以脫色劑加入量不需要太多，般為油重的1%即可，其他工藝條件與復(fù)脫色相同。
（5）脫臭 將復(fù)脫色的油打入脫臭系統(tǒng)，先加熱至120-140。C左右進(jìn)行析氣，析氣后再進(jìn)步加熱到260-270。C進(jìn)入脫臭塔，我們使用的脫臭塔為不銹鋼填料塔，塔內(nèi)不設(shè)加熱裝置，油在塔內(nèi)溫度會(huì)略微下降，出塔時(shí)般可以維持在250。C左右。脫臭過程對(duì)真空度要求比較，殘壓要求不于100Pa，可用四級(jí)蒸汽噴射泵產(chǎn)生真空。
米糠毛油（酸值≤15（KOH）/（mg/g））經(jīng)上述工藝處理后，油的酸值可降至0.2（KOH）/（mg/g）以下，色澤可降至Y35，R3.5（羅維朋133.4mm槽）以下,達(dá)到級(jí)油標(biāo)準(zhǔn)。
需要說明的是：浸出米糠毛油般酸值較，經(jīng)過脫酸脫臭處理后，雖然酸值可降至0.2（KOH）/（mg/g）以下，但油中含有少量的甘酯和甘二酯，它們的穩(wěn)定性比甘三酯差，易進(jìn)步水解成甘油和脂肪酸，導(dǎo)致酸值在短期內(nèi)回升。即使加入防氧化劑也很難陰止酸值回升。另外，米糠油即使經(jīng)過嚴(yán)格的脫脂處理，存放時(shí)間長了，在低溫時(shí)（0。C左右）往往仍然會(huì)有少量固脂析出，使油變渾甚至產(chǎn)生固脂沉淀。所以小包裝級(jí)米糠油很難保證18個(gè)月的貨加期。由于級(jí)米糠油生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本、保存難，對(duì)毛油質(zhì)量要求，我們建議中小型米糠油廠應(yīng)以生產(chǎn)一、二、三、四級(jí)油為生。
