專利名稱：植物油的低溫短時(shí)脫臭方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及植物油脫臭領(lǐng)域，尤其是涉及一種植物油的低溫短時(shí)脫臭方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
維生素E又叫生育酚，主要有α、β、Υ、δ四種異構(gòu)體。維生素E能提供氫給活性自由基，從而中斷由活性氧引發(fā)的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，起到抗氧化作用，因此是油脂中的天然抗氧化劑。此外，生育酚還具有一定的醫(yī)療保健作用，能保證人體機(jī)能的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止人體衰老和動(dòng)脈硬化，降低心血管疾病的發(fā)病率。因此，最大限度的保留油脂中的天然維生素Ε，減少精煉過程中生育酚損失，無論是對(duì)油脂氧化穩(wěn)定性還是營養(yǎng)性都十分有利。植物留醇屬于四環(huán)三萜類天然產(chǎn)物。植物油中的留醇種類豐富，達(dá)1 種，其中， 含量最大的是谷留醇、豆留醇、菜油留醇和菜籽留醇。1植物留醇大多是從植物油脫臭餾出物以及皂腳中提取。植物留醇具有防止冠心動(dòng)脈粥樣硬化、促進(jìn)膽固醇的降解代謝等藥用和保健價(jià)值；合成維生素D3等留類藥物重要中間體；生發(fā)、養(yǎng)發(fā)和皮膚營養(yǎng)劑；化紡工業(yè)中的分散劑、柔軟劑、抗氧化劑等。反式脂肪酸是指具有雙鍵反式構(gòu)型的脂肪酸。普遍存在于反芻動(dòng)物乳品及人造奶油等產(chǎn)品中。反式脂肪酸能升高低密度脂蛋白含量，增加了心腦血管疾病的危害，反式脂肪酸還與乳腺癌有關(guān)。2003年后很多歐美國家都要求標(biāo)注產(chǎn)品的反式脂肪酸含量，WHO/ FAO “膳食、營養(yǎng)與慢性病預(yù)防”專家委員會(huì)建議，膳食中的反式脂肪酸的最大攝入量最好不要超過總能量的1%。油脂脫臭是利用油脂中的臭味物質(zhì)與甘三酯的揮發(fā)度有很大差異，在高溫高真空條件下，借助水蒸氣蒸餾脫除臭味物質(zhì)的工藝過程。目前，國內(nèi)油脂企業(yè)脫臭多采用盤式板式塔，普遍存在脫臭溫度高O50-260°C甚至更高)，脫臭時(shí)間長等問題，使脫臭油中反式脂肪酸達(dá)到2%-4%之間，維生素E、甾醇損失70%以上。因此，開發(fā)一種低溫短時(shí)脫臭的方法非常必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種植物油的低溫短時(shí)脫臭方法，通過研究脫臭溫度、時(shí)間、 直接蒸汽用量對(duì)維生素E、留醇損失、反式脂肪酸生成量及一級(jí)油品質(zhì)的影響，確定最佳脫臭工藝及參數(shù)，在保證油脂質(zhì)量的前提下，減少油脂中維生素E、留醇的損失，降低反式脂肪酸的生成量，屬于開創(chuàng)性研究?！N植物油的低溫短時(shí)脫臭方法，其將脫色后的植物油除氧，加熱到165_185°C， 進(jìn)入板式塔，加熱到205-235°C，直接蒸汽汽提10-15分鐘，進(jìn)行熱敏脫色，然后進(jìn)入填料塔，溫度205-235°C，停留5分鐘左右，脫去脂肪酸，之后再進(jìn)入板式塔停留10-20分鐘，最后將油冷卻到35-45°C后進(jìn)行精濾，得脫臭油。由于脫臭是在較高溫度條件下進(jìn)行，因此，為了避免油脂氧化，在進(jìn)入脫臭塔之前，必須經(jīng)析氣器將脫色油中的氧脫除。
在上述脫臭方法中，溫度是影響脫臭效果的最重要因素。在一定的真空度條件 (3-5Torr)下，脫臭溫度過低，會(huì)造成脂肪酸及一些臭味成分揮發(fā)不出，熱脫色效果不佳，影響脫臭效果，脫臭溫度過高，造成脂肪酸異構(gòu)化、聚合現(xiàn)象嚴(yán)重，Ve,留醇損失量大，不僅降低油脂品質(zhì)還浪費(fèi)能耗。脫臭時(shí)間也是影響脫臭效果的重要因素。脫臭時(shí)間過短，游離脂肪酸及臭味物質(zhì)揮發(fā)不完全，脫臭時(shí)間過長則會(huì)降低生產(chǎn)效率，同時(shí)還會(huì)造成反式脂肪酸生成量及VE、留醇損失增加，降低油脂品質(zhì)。直接蒸汽用量也是影響脫臭效果的重要因素之一。蒸汽用量過小，對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的夾帶脫除不完全，影響脫臭效果，蒸汽用量過大，會(huì)造成蒸汽浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)增加Ve、甾醇的損失。蒸汽用量一般控制在0.6-1. 2%之間(直接蒸氣耗用量為脫臭油量的0. 6-1. 2% )。本發(fā)明的脫臭方法適用于常見植物油，如大豆油、菜籽油等。根據(jù)上述脫臭方法得到的脫臭植物油，對(duì)脫臭油各指標(biāo)進(jìn)行檢測，結(jié)果表明脫臭植物油相對(duì)其脫臭之前的脫色油中的維生素E損失率為4-12%，脫臭植物油相對(duì)其脫臭之前的脫色油中的植物留醇損失率為6-17%，反式脂肪酸含量在0. 3-1.0%;游離脂肪酸含量為0. 03-0. 05% ；色澤為:Y6-10, R0. 1_1· 0 (羅維朋比色，133mm比色杯)。為了更好地實(shí)施上述方法，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種脫臭設(shè)備，包括脫臭塔，所述脫臭塔的塔身結(jié)構(gòu)為第一層和第二層為板式塔，第三層為填料塔、以及第四層為板式塔；所述脫臭塔的每一層塔板上設(shè)置有溢流管、猛犸泵、排空管和折流板；所述脫臭設(shè)備還包括通至脫臭塔第一層猛犸泵的高壓蒸汽輸送管和通至脫臭塔其它層猛犸泵的飽和蒸汽輸送管，和設(shè)置在脫臭塔上部的待脫臭植物油進(jìn)口，以及與脫臭塔上部和底部相連的植物油輸送泵， 所述植物油輸送泵后連接換熱器，所述換熱器后為脫臭植物油出口。本發(fā)明中所選用的脫臭塔為板式-填料-板式組合脫臭塔，這種脫臭塔既改善單獨(dú)的板式塔脫臭溫度高、時(shí)間長、蒸汽用量大，易造成脂肪酸異構(gòu)化，Ve,留醇損失等缺點(diǎn)，又能改善單獨(dú)填料塔熱脫色效果不佳的缺憾。選用此種脫臭塔能夠降低脫臭溫度，減少脫臭時(shí)間和蒸汽用量，從而減少 Ve、甾醇損失和反式脂肪酸生成。其中填料塔采用不銹鋼規(guī)整波紋填料。上述脫臭設(shè)備，脫臭塔還可以包括第五層板式塔和第六層板式塔；所述脫臭塔的第四、五、六層板式塔的外部各設(shè)置有三通閥，并相互連接。所述排空管管徑和溢流管管徑優(yōu)選為DN80，連接脫臭塔第四、五、六層的三通閥管管徑優(yōu)選為DN150。上述脫臭設(shè)備，在脫臭塔頂部連接有脂肪酸捕集裝置，后連接脂肪酸暫存罐、脂肪酸輸送泵、換熱器和脂肪酸儲(chǔ)存罐。用于回收脫臭塔頂部蒸出的脂肪酸。一般條件下，植物油加熱后，進(jìn)入該脫臭塔，先經(jīng)過板式塔脫臭，然后進(jìn)入填料塔進(jìn)行脫臭，最后經(jīng)過板式塔脫臭完成脫臭過程，脫臭過程中蒸出的脂肪酸在脂肪酸回收段處進(jìn)行冷凝回收。在實(shí)際操作時(shí)，可根據(jù)需要，調(diào)節(jié)三通閥門使植物油繼續(xù)在第五層板式塔或第六層完成脫臭過程。通過在脫臭塔第四、五、六層設(shè)置三通閥門，可調(diào)整植物油在脫臭塔內(nèi)經(jīng)過的塔板數(shù)，調(diào)節(jié)脫臭時(shí)間，對(duì)植物油進(jìn)行適度精煉，減少了脫臭過程中蒸汽的使用、反式脂肪酸的生成和脫臭過程中留醇、Ve的損失，提高植物油安全和營養(yǎng)價(jià)值。本發(fā)明的低溫短時(shí)脫臭方法，是以脫色植物油為原料，預(yù)熱析氣除氧，選擇板式-填料-板式組合塔，經(jīng)板式塔熱敏脫色，填料塔汽提脫酸，再經(jīng)板式塔汽提，經(jīng)換熱器將油冷卻后進(jìn)行精濾，得脫臭油。以VE、植物留醇損失率，反式脂肪酸生成量為檢測指標(biāo)，通過對(duì)脫臭溫度、時(shí)間、直接蒸汽用量等參數(shù)的調(diào)整，得出低溫短時(shí)脫臭的最佳參數(shù)范圍。通過本發(fā)明的方法和設(shè)備進(jìn)行脫臭，可以減少脫臭過程中VE、留醇的損失，降低對(duì)人體有害的反式脂肪酸生成量，提高植物油的質(zhì)量和品質(zhì)。同時(shí)可以降低能耗，減少輔料用量，節(jié)約脫臭成本。


圖1是本發(fā)明的脫臭設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例中采用的測定方法為維生素E含量的測定紫外檢測-高效液相色譜法。反式脂肪酸含量的測定氣相色譜法。甾醇含量的測定氣相色譜法。游離脂肪酸含量的測定參考GB/T 5530-2005動(dòng)植物油脂酸值和酸度測定。色澤的測定參考GB/T 22460-2008動(dòng)植物油脂羅維朋色澤的測定。實(shí)施例1 如圖1所示，本發(fā)明主要采用一種塔身結(jié)構(gòu)為板式塔-填料塔-板式塔的脫臭塔作為主體脫臭設(shè)備，其是一種可調(diào)節(jié)脫臭時(shí)間的脫臭塔。本發(fā)明的脫臭設(shè)備，包括脫臭塔14，其塔身結(jié)構(gòu)為第一層和第二層為板式塔，第三層為填料塔、以及第四層為板式塔。還可以進(jìn)一步包括第五層板式塔和第六層板式塔。在脫臭塔14的第四、五、六層板式塔的外部各設(shè)置有三通閥4，并相互連接。脫臭塔14的每一層塔板設(shè)置有溢流管1、猛犸泵2、排空管3和折流板6。排空管3管徑和溢流管1管徑為 DN80，連接脫臭塔第四、五、六層的三通閥管管徑為DN150。脫臭塔14采用高壓蒸汽加熱，高壓蒸汽通過與脫臭塔14第一層猛犸泵2連接的高壓蒸汽輸送管輸送；脫臭塔14采用飽和蒸汽作為脫臭蒸汽，脫臭蒸汽通過與脫臭塔14其余各層猛犸泵連接的飽和蒸汽輸送管5輸送；在脫臭塔14上部設(shè)置有待脫臭植物油進(jìn)口，脫臭塔14上部和底部設(shè)置有連接植物油輸送泵7的管道；植物油輸送泵7后連接換熱器8，換熱器8后為脫臭植物油出口。在脫臭塔 14的頂部還連接有脂肪酸捕集裝置9，后連接脂肪酸暫存罐10、脂肪酸輸送泵11、脂肪酸換熱器12和脂肪酸儲(chǔ)存罐13。在脫臭塔14的頂部還焊接有吊耳，便于安裝和運(yùn)輸。在脫臭塔14的外部裝有保溫材料，使脫臭塔有較好的保溫效果。在使用時(shí)，待脫臭植物油進(jìn)入脫臭塔14第一層，被猛犸泵2加熱到脫臭溫度后，通過溢流管1流入第二層板式塔進(jìn)行汽提脫臭，當(dāng)?shù)诙右何贿_(dá)到溢流管位置時(shí)，植物油通過溢流管流入第三層填料塔進(jìn)行脫臭和脫酸。在填料塔完成脫臭和脫酸后，填料板層中的脫臭油流入第四層板式塔繼續(xù)進(jìn)行脫臭和熱脫色。在實(shí)際操作中，可據(jù)實(shí)際需要，調(diào)節(jié)三通閥，確定植物油是否繼續(xù)在脫臭塔的五、六層繼續(xù)進(jìn)行脫臭。當(dāng)脫臭塔五、六層不進(jìn)行脫臭時(shí)，可關(guān)閉該板層的脫臭蒸汽。脫臭后的植物油由植物油輸送泵7送換熱器8進(jìn)行降溫處理。脫臭蒸汽里的脂肪酸，經(jīng)脂肪酸捕集裝置9回收后進(jìn)入脂肪酸暫存罐10，并由脂肪酸輸送泵11送脂肪酸換熱器12進(jìn)行降溫后，對(duì)捕集的脂肪酸蒸汽進(jìn)行噴淋冷卻。當(dāng)脂肪酸暫存罐10液位高報(bào)時(shí)，打開脂肪酸通往脂肪酸儲(chǔ)存罐13的閥門，儲(chǔ)存脂肪酸。使用上述脫臭設(shè)備，在本實(shí)施例中，脫色大豆油在90°C左右，經(jīng)析氣器除氧，經(jīng)換熱器加熱到165°C左右，進(jìn)入板塔，真空度3. STorr的條件下，加熱到235°C，直接蒸汽汽提 15min,進(jìn)行熱敏脫色，然后進(jìn)入填料塔，停留5min，溫度235°C左右，蒸發(fā)脫去脂肪酸，之后再進(jìn)入板式塔，停留15min.；經(jīng)換熱器將油冷卻到45°C后進(jìn)行精濾，得脫臭油。檢測脫臭油指標(biāo)，結(jié)果如下，反式脂肪酸含量0. 60% ；維生素E脫臭損失率8.9%，甾醇脫臭損失率為15. 3%，脫臭油中游離脂肪酸含量為0.037%，色澤為 Y7R0. 5。實(shí)施例2 使用的脫臭設(shè)備同實(shí)施例1。將脫色菜籽油在130°C，經(jīng)析氣器除氧，經(jīng)換熱器加熱到170°C，進(jìn)入板塔，真空度
3.9Torr的條件下，加熱到212°C，直接蒸汽汽提15min，進(jìn)行熱敏脫色，然后進(jìn)入填料塔，溫度212°C，停留5分鐘，之后再進(jìn)入板式塔，直接蒸汽汽提15min，經(jīng)換熱器將油冷卻到45°C 后進(jìn)行精濾，得脫臭油。檢測脫臭油指標(biāo)，結(jié)果如下，反式脂肪酸含量0. 33% ；維生素E脫臭損失率
4.8 %，甾醇脫臭損失率為7. 6 %，脫臭油中游離脂肪酸含量為0. 032 %，色澤為Y10R0. 8。
權(quán)利要求
1.一種植物油的低溫短時(shí)脫臭方法，其特征在于將脫色后的植物油除氧，加熱到 165-185°C，進(jìn)入板式塔，加熱到205-235 ，直接蒸汽汽提10-15分鐘，進(jìn)行熱敏脫色，然后進(jìn)入填料塔，溫度205-235°C，停留5分鐘左右，脫去脂肪酸，之后再進(jìn)入板式塔停留10-20 分鐘，最后將油冷卻到35-45°C后進(jìn)行精濾，得脫臭油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫臭方法，其特征在于所述植物油為大豆油或菜籽油。
3.權(quán)利要求1或2的脫臭方法得到的脫臭植物油。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脫臭植物油，其特征在于所述脫臭植物油相對(duì)其脫臭之前的脫色植物油中的維生素E損失率為4-12%，所述脫臭植物油相對(duì)其脫臭之前的脫色植物油中的植物留醇損失率為6-17%，所述脫臭植物油中反式脂肪酸含量在質(zhì)量濃度1.0%以下。
5.用于權(quán)利要求1所述的脫臭方法的脫臭設(shè)備，包括脫臭塔，其特征在于所述脫臭塔的塔身結(jié)構(gòu)為第一層和第二層為板式塔，第三層為填料塔、以及第四層為板式塔；所述脫臭塔的每一層塔板上設(shè)置有溢流管、猛犸泵、排空管和折流板；所述脫臭設(shè)備還包括通至脫臭塔第一層猛犸泵的高壓蒸汽輸送管和通至脫臭塔其它層猛犸泵的飽和蒸汽輸送管，和設(shè)置在脫臭塔上部的待脫臭植物油進(jìn)口，以及與脫臭塔上部和底部相連的植物油輸送泵，所述植物油輸送泵后連接換熱器，所述換熱器后為脫臭植物油出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脫臭設(shè)備，其特征在于所述脫臭塔還包括第五層板式塔和第六層板式塔；所述脫臭塔的第四、五、六層板式塔的外部各設(shè)置有三通閥，并相互連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脫臭設(shè)備，其特征在于所述排空管管徑和溢流管管徑為 DN80，連接脫臭塔第四、五、六層的三通閥管管徑為DN150。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的脫臭設(shè)備，其特征在于在脫臭塔頂部連接有脂肪酸捕集裝置，后連接脂肪酸暫存罐、脂肪酸輸送泵、換熱器和脂肪酸儲(chǔ)存罐。
全文摘要
本發(fā)明提供一種植物油的低溫短時(shí)脫臭方法和設(shè)備。選擇板式-填料-板式組合塔作為脫臭器，通過研究脫臭溫度、時(shí)間、直接蒸汽用量對(duì)維生素E、甾醇損失、反式脂肪酸生成量及一級(jí)油品質(zhì)的影響，確定最佳脫臭工藝及參數(shù)，在保證油脂質(zhì)量的前提下，減少油脂中維生素E、甾醇的損失，降低反式脂肪酸生成量的一種脫臭方法。采用上述方法可以制得反式脂肪酸含量低(低于1.0％)、維生素E、甾醇損失率低(VE損失低于12％，甾醇損失低于17％)的脫臭植物油產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C11B3/14GK102311872SQ20111023301
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者劉元法, 彭亮, 李曉兵, 李玉玲, 王興國, 白紅超, 白長軍 申請(qǐng)人:山東渤海實(shí)業(yè)股份有限公司, 青島渤海農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司, 青島渤海和合工程技術(shù)有限公司, 青島渤海科技有限公司