一、常规法
常规法脱蜡即单靠冷冻结晶,然后用机械方法分离油、蜡而不加任何辅助剂和辅助手段的脱蜡方法。分离时采用加压过滤、真空过滤和离心分离等设备。此法最简单的是一次结晶、过滤法。例如将脱臭后的米糠油(温度在
由于脱蜡温度低、黏度大,分离比较困难,所以对米糠油这种含蜡量较高的油脂,通常采用两次结晶过滤法,即将脱臭油在冷却罐中充分冷至
脱酸米糠油→冷却结晶→布袋过滤→脱蜡油
↓
蜡糊→熔化→压榨→粗蜡
↓
软脂
图7-1 冷却袋滤法脱蜡工艺流程
冷却结晶是在冷却室进行的,室温0
蜡糊(占总油量的15%-17 %)倒入熔化锅,加热到 35-
目前国内大多油厂是冷却结晶后用板式压滤机分离油和蜡糊。有些小厂用布袋过滤,由于条件的限制,不能像上述要求那样控制冷却结晶温度和时间,所以脱蜡效果不太理想.葵花籽毛油含蜡比毛米糠油少,可以采用脱胶、脱酸油,在2天时间内从
溶剂脱蜡是在蜡晶析出的油中添加选择性溶剂,然后进行蜡—油分离和溶剂蒸脱的方法。蜡的分离温度一般要求在30℃以下,而一般油品的黏度在30℃以下增加特别快,无论哪一种分离设备,都因为黏度增加使分离困难。为了解决这一矛盾,可采用加入溶剂以加速分离,可供工业使用的溶剂有己烷、乙醇、异丙醇、丁酮和乙酸乙酯等。
1. 工业己烷法
工业己烷法如图7—2所示,含蜡油由脱酸油罐①用泵P1以3000L/h经换热器H1加热至80℃,泵入高位罐②借位能连续转入结晶塔③1-5,其中塔③1和③3用地下水冷却(其水温约18℃),塔 ③2、③4和③5用工业水冷却(其水温为6 -10℃),每个塔的出口油温顺次为76℃、56℃、47℃、38℃和22℃。油脂经过结晶塔历时约10h,然后流人养晶罐④,停留5h,使油温降至20℃,用泵 P2以3000 L/h送入混合器⑤,与溶剂泵P12输入的占油量40%的冷溶剂(18 - 20℃)充分混合后,输入预涂好的真空过滤机⑧分离蜡、油。制备真空过滤机预涂层时,在预涂调和罐⒃内加入 2m3溶剂和适量硅藻土。硅藻土分两次加人,先加160kg,然后再陆续加入600kg,搅拌成浆状,浓度控制在25%-30 %,由泵P3经涂浆加热器加热至30℃,喷入真空过滤机的转鼓上,使转鼓上预涂上80毫米厚的硅藻土过滤层,预涂要缓慢进行,每次历时2hr左右,以获得良好的预涂层结构以利蜡—油分离。真空过滤时,操作压力控制在50kpa左右,转鼓转速 15r/min,以1-1.5mm/h的进刀速度使刮刀刮下蜡层。滤出的脱蜡油通过接受罐⑥与溶剂气体分离后由泵P4输入混合油贮存罐⑾,经混合油过滤器⒀过滤后,再由泵P10送入混合油蒸发器⒇和汽提塔(23)蒸脱溶剂,蒸发器中混合油浓度控制在 93%- 95 % ,温度为120℃,混合油经汽提后,基本上脱除了溶剂,再经干燥塔(24)脱水干燥后,由泵 P14经冷却器 C3冷却至50℃,进人脱蜡油周转罐(25),经计量槽计量后由泵Pl5送往后续工序。
由蒸发器(20)、汽提塔(23)和蒸发罐(17)蒸脱出的溶剂气体经冷凝、冷却、分水后入溶剂贮罐(22)。真空过滤机刮刀刮下来的带蜡滤饼,经蜡饼输送机⑨输入蜡饼调和罐(12),熔化调匀后,用泵P7送往蜡饼处理罐(14),分离蜡、硅藻上和溶剂,滤液(蜡)由泵 P9送往蒸发罐(17)蒸脱溶剂。蒸脱完溶剂的粗蜡由泵P11送往蜡的精制工序。滤渣(硅藻土)用蒸汽把其中的溶剂蒸发后,借液压装置自动打开底盖后排出。
己烷法需通过冷却、过滤等诸多工序,存在不少困难,例如溶剂要回收,过滤机又必须特制,滤布要常更换,助滤剂要混合等等,操作繁琐,过滤速度慢。本法改用丁酮沉降,可以不通过过滤是其优点。例如米糠油和12%的水饱和丁酮混合,液体油在丁酮中易溶解,固体脂和蜡在常温下不易溶解而析出。油和丁酮容量比为25:75,在12.5℃时缓慢流入槽中,固体不溶物则在沉降承板上沉淀。
3 .三氯乙烯和甲醇混合液法
毛糠油 1860 克加三氯乙烯、甲醇混合液 1000g(按重量比64:36),搅拌,加热至40℃,成为透明溶液,冷却至0℃,放置24h,晶体析出,然后分离.此法主要是处理高酸价米糠毛油。如酸价不高,可以不用甲醇。
三、表面活性剂法
在蜡晶析出的过程中添加表面活性剂,强化结晶,改善蜡—油分离效果的脱蜡工艺称为表面活性剂脱蜡法。本法主要是利用表面活性物质中某些基团与蜡的亲和力(或吸附作用)形成与蜡的共聚体而有助于蜡的结晶及晶粒的成长,利于蜡—油的分离。
不同工艺目的所添加的表面活性剂的种类、数量各异。以助晶为目的,可于降温结晶过程中添加聚丙烯酸胺和糖脂等,其量以聚丙烯酸胺为例,约为油重的 50-80mg/Kg。若以提高表面活性、促进分离,则于分离前添加综合表面活性剂,添加量以油重计:其中烷基磺酸酯为1-100mg/Kg,脂肪族烷基硫酸盐为0.1%-0.5 %,硫酸为0.1%-11%,一起溶于占油重10%-20%的水中。添加后在20-27 ℃温度下搅拌30min,即可进行离心分离。
另外利用一种或多种食用合成表面话性剂(蔗糖脂肪酸酯和丙二醇脂肪酸酯等),可以提高植物油脱蜡的效率。例如毛糠油加HLB(亲水亲油平衡值)为 5 的蔗糖脂肪酸酯,在50℃时搅拌30min,然后冷却至5℃,保持 1 hr过滤。操作时因蜡和固体脂肪形成了大结块,过滤极为容易,蜡和固体脂得以完全滤去,同时对油还有一定的脱色作用(色素能同蜡质析出并带走)。所用表面活性剂有蔗糖酯、甘油酯、山梨醇酯、丙二醇酯等,由 C11-C22脂肪酸组成。蔗糖酯从单到三酸酯均好,其他几种都以单脂肪酸酯为好。表面活性剂可单独使用或二种混用,加入量在0.1-0.5%之间。
葵花籽油的脱蜡,是利用蜡分子的特性,将油中大部分的蜡质除掉。具有C32长链的蜡分子能被O / W(油/水)乳化液的界面所吸附,从而能被离心机分离,这种乳化液可用表面活性剂的水溶液(诸如十二烷基硫酸钠、蔗糖二硬脂酸酯和二聚磷酸钠或六偏磷酸钠的混合液)。温度必须保持30℃以下,因为温度较高,蜡分子的亲脂性加强而它的弱极性不变,在所有乳化剂中,以蔗糖硬脂酸酯和脂肪醇硫酸盐最有效(用量为油重的0.05% )。米糠毛油采用此法,则大部分磷脂会随同沉淀而去除。
美国有专利报道了葵花籽油的脱蜡问题,其方法为:先将葵花籽油加无机磷酸盐进行脱胶,然后在 24℃左右加入5%的表面活性剂混合溶液(内含 l %十二烷基硫酸钠, 4%六偏磷酸钠,95%水)进行乳化,利用离心机进行分离。再将分离所得油脂在15-16℃时水洗,再加人10mg/Kg的二辛基磺化琥珀酸钠加以处理,可得基本不含蜡的脱蜡油,在冷藏时放置数日,油液不浑,透明度不变。
四、结合脱胶、脱酸的脱蜡方法
本法是将脱胶、脱酸、脱蜡三脱合一,同步进行,并采用离心机分离的常温碱炼脱蜡工艺(简称三合一法)。该工艺是国内油脂工作者的研究成果。其流程见图 7-3。
草酸溶液 碱液+水玻璃
↓ ↓
米糠毛油→碱 炼→离心分离→油→水洗→干燥→脱色→脱臭→冷却→结晶→过滤→成品油
↓ ↓ 含蜡皂脚 蜡
图 7-3 三合一法脱蜡工艺流程
将油温调节到25℃左右,加入油重7%的草酸水溶液(其中含有油0. 2 %的草酸),搅拌 10 min以上,加入碱和水玻璃溶液,当出现清晰的油、皂纹路,再用泵循环翻动一下,使其均匀,然后用泵送入离心机分离,如果分出的皂脚很稠,可适当加入不超过油量3%的食盐水(浓度7°Be`),使皂脚稀薄些。分出的皂脚送去综合处理,得到的油已去除90%的蜡,经水洗、干燥、脱色、脱臭,然后把油冷却到室温,再通冷冻氯化钙液,冷到5℃左右.保持 2.5-3 hr,冷冻罐搅拌速度为20r/min,将冷却后的油通过有硅藻土涂层(每平方米过滤面积铺硅藻土900g左右)的压滤机,滤液即成品油。
该法简化了脱蜡操作,生产周期短,设备利用率高,脱蜡效果好(成品油0℃ 冷冻试验保持15min透明),但精炼率比常规碱炼低,皂脚成分复杂,增加了综合利用的困难。
五、其他脱蜡法
1.稀碱法
本法利用蜡分子在低温下的亲水性,通过稀碱液富集蜡的分子,以利蜡结晶,操作时脱酸油(FFA低于0.05%)在15℃左右进入结晶槽,以冷却剂迅速冷至零下1-7℃,并以低剪切力高循环的搅拌器搅拌,促进蜡质结晶,然后按油重的20-40%加入浓度为1%-3%的低温碱液,保持温度不超过8℃ ,在连续搅拌15min后,加入占油重 0.07%-0.15%(浓度为20%-40 %)的磷酸溶液,再搅拌 15 -20 min,破乳后送离心机分离,采用该法脱蜡时的关键是低温、磷酸添加量以及磷酸添加的方式。
2.添加凝聚剂法
在中性或碱性条件下,添加凝聚剂以增进脱蜡效果的方法称为凝聚剂法。常用高效能的凝聚剂是硫酸铝,其工艺流程见图7—4。
碱液 凝聚剂
↓ ↓
含蜡油→冷冻→碱 炼→分离→蜡糊→精制→精制蜡
↓
清油
↓
水洗→洗涤净油→干燥→脱蜡油
↓
废水
图 7—4 凝聚剂脱蜡工艺流程图
以凝聚剂法脱蜡时,先将含蜡油冷至 9-13 ℃,然后搅拌,添加理论碱量中和游离脂肪酸所用浓度为15°Be`左右,搅拌( 60-70 r/min) 1-1.2hr后,添加占油量0.1 %的硫酸铝(配成浓度为13.6-30%的水溶液),继续搅拌1- 1.2hr,终温不得超过17℃,然后经分离、洗涤及干燥,即得脱蜡油。
3.尿素脱蜡法
本法是通过添加尿素溶液包合蜡分子共结晶的一种脱蜡方法。首先将含蜡油按常规方法碱炼,然后冷至10℃左右,添加油量3%的尿素(配成饱和水溶液)搅拌、结晶 20-24hr,经离心分离、水洗、干燥即得脱蜡成品油、尿素脱蜡法与常规脱蜡法(即单纯机械分离法)设备通用,脱蜡率较高,残留尿素可结合后续工序脱除,但尿素的分解产物氨会造成环境污染,该方法有待工艺和设备的进一步完善