專利名稱：植物油的低溫短時脫臭方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及植物油脫臭領域，尤其是涉及一種植物油的低溫短時脫臭方法和設備。
背景技術：
維生素E又叫生育酚，主要有α、β、Υ、δ四種異構體。維生素E能提供氫給活性自由基，從而中斷由活性氧引發的自由基鏈式反應，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療保健作用，能保證人體機能的正常運轉，防止人體衰老和動脈硬化，降低心血管疾病的發病率。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，無論是對油脂氧化穩定性還是營養性都十分有利。植物留醇屬于四環三萜類天然產物。植物油中的留醇種類豐富，達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脈粥樣硬化、促進膽固醇的降解代謝等藥用和保健價值；合成維生素D3等留類藥物重要中間體；生發、養發和皮膚營養劑；化紡工業中的分散劑、柔軟劑、抗氧化劑等。反式脂肪酸是指具有雙鍵反式構型的脂肪酸。普遍存在于反芻動物乳品及人造奶油等產品中。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。2003年后很多歐美國家都要求標注產品的反式脂肪酸含量，WHO/ FAO “膳食、營養與慢性病預防”專家委員會建議，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與甘三酯的揮發度有很大差異，在高溫高真空條件下，借助水蒸氣蒸餾脫除臭味物質的工藝過程。目前，國內油脂企業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)，脫臭時間長等問題，使脫臭油中反式脂肪酸達到2%-4%之間，維生素E、甾醇損失70%以上。因此，開發一種低溫短時脫臭的方法非常必要。
發明內容
本發明的目的是提供一種植物油的低溫短時脫臭方法，通過研究脫臭溫度、時間、 直接蒸汽用量對維生素E、留醇損失、反式脂肪酸生成量及一級油品質的影響，確定最佳脫臭工藝及參數，在保證油脂質量的前提下，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，屬于開創性研究。—種植物油的低溫短時脫臭方法，其將脫色后的植物油除氧，加熱到165_185°C， 進入板式塔，加熱到205-235°C，直接蒸汽汽提10-15分鐘，進行熱敏脫色，然后進入填料塔，溫度205-235°C，停留5分鐘左右，脫去脂肪酸，之后再進入板式塔停留10-20分鐘，最后將油冷卻到35-45°C后進行精濾，得脫臭油。由于脫臭是在較高溫度條件下進行，因此，為了避免油脂氧化，在進入脫臭塔之前，必須經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，會造成脂肪酸及一些臭味成分揮發不出，熱脫色效果不佳，影響脫臭效果，脫臭溫度過高，造成脂肪酸異構化、聚合現象嚴重，Ve,留醇損失量大，不僅降低油脂品質還浪費能耗。脫臭時間也是影響脫臭效果的重要因素。脫臭時間過短，游離脂肪酸及臭味物質揮發不完全，脫臭時間過長則會降低生產效率，同時還會造成反式脂肪酸生成量及VE、留醇損失增加，降低油脂品質。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，對揮發性物質的夾帶脫除不完全，影響脫臭效果，蒸汽用量過大，會造成蒸汽浪費，同時也會增加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% )。本發明的脫臭方法適用于常見植物油，如大豆油、菜籽油等。根據上述脫臭方法得到的脫臭植物油，對脫臭油各指標進行檢測，結果表明脫臭植物油相對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)。為了更好地實施上述方法，本發明進一步提供一種脫臭設備，包括脫臭塔，所述脫臭塔的塔身結構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置有溢流管、猛犸泵、排空管和折流板；所述脫臭設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，和設置在脫臭塔上部的待脫臭植物油進口，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的板式塔脫臭溫度高、時間長、蒸汽用量大，易造成脂肪酸異構化，Ve,留醇損失等缺點，又能改善單獨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整波紋填料。上述脫臭設備，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置有三通閥，并相互連接。所述排空管管徑和溢流管管徑優選為DN80，連接脫臭塔第四、五、六層的三通閥管管徑優選為DN150。上述脫臭設備，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，進入該脫臭塔，先經過板式塔脫臭，然后進入填料塔進行脫臭，最后經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行冷凝回收。在實際操作時，可根據需要，調節三通閥門使植物油繼續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、六層設置三通閥門，可調整植物油在脫臭塔內經過的塔板數，調節脫臭時間，對植物油進行適度精煉，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價值。本發明的低溫短時脫臭方法，是以脫色植物油為原料，預熱析氣除氧，選擇板式-填料-板式組合塔，經板式塔熱敏脫色，填料塔汽提脫酸，再經板式塔汽提，經換熱器將油冷卻后進行精濾，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，通過對脫臭溫度、時間、直接蒸汽用量等參數的調整，得出低溫短時脫臭的最佳參數范圍。通過本發明的方法和設備進行脫臭，可以減少脫臭過程中VE、留醇的損失，降低對人體有害的反式脂肪酸生成量，提高植物油的質量和品質。同時可以降低能耗，減少輔料用量，節約脫臭成本。
圖1是本發明的脫臭設備的結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。實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動植物油脂酸值和酸度測定。色澤的測定參考GB/T 22460-2008動植物油脂羅維朋色澤的測定。實施例1 如圖1所示，本發明主要采用一種塔身結構為板式塔-填料塔-板式塔的脫臭塔作為主體脫臭設備，其是一種可調節脫臭時間的脫臭塔。本發明的脫臭設備，包括脫臭塔14，其塔身結構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置有三通閥4，并相互連接。脫臭塔14的每一層塔板設置有溢流管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上部設置有待脫臭植物油進口，脫臭塔14上部和底部設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和脂肪酸儲存罐13。在脫臭塔14的頂部還焊接有吊耳，便于安裝和運輸。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，待脫臭植物油進入脫臭塔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行汽提脫臭，當第二層液位達到溢流管位置時，植物油通過溢流管流入第三層填料塔進行脫臭和脫酸。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進行脫臭和熱脫色。在實際操作中，可據實際需要，調節三通閥，確定植物油是否繼續在脫臭塔的五、六層繼續進行脫臭。當脫臭塔五、六層不進行脫臭時，可關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進行降溫處理。脫臭蒸汽里的脂肪酸，經脂肪酸捕集裝置9回收后進入脂肪酸暫存罐10，并由脂肪酸輸送泵11送脂肪酸換熱器12進行降溫后，對捕集的脂肪酸蒸汽進行噴淋冷卻。當脂肪酸暫存罐10液位高報時，打開脂肪酸通往脂肪酸儲存罐13的閥門，儲存脂肪酸。使用上述脫臭設備，在本實施例中，脫色大豆油在90°C左右，經析氣器除氧，經換熱器加熱到165°C左右，進入板塔，真空度3. STorr的條件下，加熱到235°C，直接蒸汽汽提 15min,進行熱敏脫色，然后進入填料塔，停留5min，溫度235°C左右，蒸發脫去脂肪酸，之后再進入板式塔，停留15min.；經換熱器將油冷卻到45°C后進行精濾，得脫臭油。檢測脫臭油指標，結果如下，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。實施例2 使用的脫臭設備同實施例1。將脫色菜籽油在130°C，經析氣器除氧，經換熱器加熱到170°C，進入板塔，真空度
3.9Torr的條件下，加熱到212°C，直接蒸汽汽提15min，進行熱敏脫色，然后進入填料塔，溫度212°C，停留5分鐘，之后再進入板式塔，直接蒸汽汽提15min，經換熱器將油冷卻到45°C 后進行精濾，得脫臭油。檢測脫臭油指標，結果如下，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。
權利要求
1.一種植物油的低溫短時脫臭方法，其特征在于將脫色后的植物油除氧，加熱到 165-185°C，進入板式塔，加熱到205-235 ，直接蒸汽汽提10-15分鐘，進行熱敏脫色，然后進入填料塔，溫度205-235°C，停留5分鐘左右，脫去脂肪酸，之后再進入板式塔停留10-20 分鐘，最后將油冷卻到35-45°C后進行精濾，得脫臭油。
2.根據權利要求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.權利要求1或2的脫臭方法得到的脫臭植物油。
4.根據權利要求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量濃度1.0%以下。
5.用于權利要求1所述的脫臭方法的脫臭設備，包括脫臭塔，其特征在于所述脫臭塔的塔身結構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置有溢流管、猛犸泵、排空管和折流板；所述脫臭設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，和設置在脫臭塔上部的待脫臭植物油進口，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.根據權利要求5所述的脫臭設備，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置有三通閥，并相互連接。
7.根據權利要求6所述的脫臭設備，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.根據權利要求5-7任一項所述的脫臭設備，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、換熱器和脂肪酸儲存罐。
全文摘要
本發明提供一種植物油的低溫短時脫臭方法和設備。選擇板式-填料-板式組合塔作為脫臭器，通過研究脫臭溫度、時間、直接蒸汽用量對維生素E、甾醇損失、反式脂肪酸生成量及一級油品質的影響，確定最佳脫臭工藝及參數，在保證油脂質量的前提下，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％)的脫臭植物油產品。
文檔編號C11B3/14GK102311872SQ20111023301
公開日2012年1月11日 申請日期2011年8月16日 優先權日2011年8月16日
發明者劉元法, 彭亮, 李曉兵, 李玉玲, 王興國, 白紅超, 白長軍 申請人:山東渤海實業股份有限公司, 青島渤海農業發展有限公司, 青島渤海和合工程技術有限公司, 青島渤海科技有限公司