[發明專利]油脂分提方法和設備

在審

• 申請號: 201410236611.6
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN105462685A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 司耀彬;張虹
• 申請（專利權）人: 豐益（上海）生物技術研發中心有限公司
• 主分類號: C11B3/02
• 分類號: C11B3/02;C11B7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬蔚鈞;李炳愛

技術領域

本發明涉及油脂的加工，更具體地涉及油脂的分提，特別涉及用于油脂干法分提的方法和設備。

背景技術

油脂的加工方法分為兩類：精煉和改性。分提作為一種油脂改性技術，是利用油脂中不同的脂肪酸甘油三酯在熔點或不同溫度下的互溶度方面的差異，通過冷卻結晶和固液分離，來實現油脂中不同脂肪酸甘油三酯的分離的技術。通過分提可以將油脂分離為具有較低熔點的液體部分（下文也稱為軟脂）和具有較高熔點的固體部分（下文也稱為硬脂）。分提按照使用的介質不同又可分為溶劑分提、表面活性劑分提和干法分提。溶劑分提由于需要使用大量的溶劑，工廠的投資成本和運行成本都比較高，只是在一些附加值較高的產品和難分離物質的分提過程中使用，使用范圍相對較小。表面活性劑分提需要引入外來的表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉，因此產品不可避免的會受這些物質的污染，使用上也逐漸受到限止。干法分提相比前兩種方法雖然分離效果稍差，但隨著多步分提工藝的使用和高壓隔膜壓濾機在工業上的推廣應用，干法分提的分離效果得到了顯著改善。并且，干法分提具有能耗低，生產過程綠色環保、過程可逆等顯著的優點，其應用呈現越來越廣泛的趨勢。但是，干法分提在結晶效率和控制方面仍需進一步改進。

干法分提廣泛適用于各種油脂的改性，包括但不限于，棉籽油、棕櫚油、菜籽油、鯨魚油、牛脂、奶油、大豆油、紅花籽油、葵花籽油、芝麻油、玉米胚芽油、橄欖油、花生油、椰子油、棕櫚仁油、豬油、魚油等等，其中使用最廣泛的還是棕櫚油的干法分提。

棕櫚油是一種應用廣泛的植物油，主要產地位于東南亞印度尼西亞、馬來西亞等國家。棕櫚油含有約50%的不飽和脂肪酸和約50%的飽和脂肪酸，這種較為特殊的脂肪酸比例使得棕櫚油成為應用最為廣泛的食品原料。

棕櫚油按照分提后熔點的不同可以分為33度棕櫚油、24度棕櫚油、10度棕櫚油等，其中在國內應用最為廣泛的是10度棕櫚油，多作為煎炸油、調和油的主要原料。10度棕櫚油主要由24度棕櫚油經過干法分提后去除高熔點的硬脂部分而得到，在24度棕櫚油的結晶過程中，少量SSS三飽和甘油三酯和SSU/SUS單不飽和甘油三酯（其中S代表飽和脂肪酸，U代表不飽和脂肪酸）會逐漸結晶，剩余液體中SUU/USU和UUU等多不飽和甘油三酯的相對含量會增加，使最終所得液體油的熔點降低，耐寒性變好。

在常規的24度棕櫚油干法分提過程中，由于SUS等對稱性甘油三酯較難結晶，使得結晶耗時較長，且由于結晶初期晶核完全由原料自身的過度冷卻產生，需要較高的過冷度和較長時間的冷卻，且形成晶核的過程較難控制，易產生大量細小的晶核，對后續養晶、過濾產生不利的影響。另外，由于24度棕櫚油原料組成的波動，也經常會使分提過程變得復雜，如果控溫不合適，還可能出現回溫、凍罐、難以過濾等現象，嚴重影響工廠的生產效率。因此24度棕櫚油的分提工藝尚有較大的改進空間，目前對分提工藝的改進主要是對設備的改進和結晶過程控制的改進。

Desmet等在US0264667A1中對干法分提結晶器進行了改進，以換熱排管同時作為攪拌器，極大地增加了換熱面積，同時在結晶過程中保持均勻的線速率進行攪拌，也使得養晶過程中晶體的生長較為均勻，利于后續的過濾并提高了軟脂的得率。

對結晶過程的控制目前主要是采用添加晶種的方法來促進結晶，達到優化過程控制的目的。例如，美國專利US5231200中通過在精煉后的棕櫚油中加入0.5%的活性白土，引入非均相的晶核，促進結晶，提高軟脂的得率。美國專利申請US20070160739通過在原料中加入后續分提過程中產生的高熔點的硬脂，來調節原料的化學組成，使得原料油更易結晶分提。美國專利US5602265與US5621125通過向原料油中加入高分子和高熔點的物質來縮短結晶誘導時間，從而提高生產效率和軟脂得率。但是添加外來物質促進結晶的方式雖然可以改進工藝，卻不可避免的會帶入其它外來物質的污染，對后續產品質量產生影響。

中國專利申請CN102229860A與美國專利US6630185B2均采用超聲波來加速油脂的結晶，可起到縮短結晶時間和改善分離效率的目的。但超聲波實現成本較高，且在促進結晶的同時會產生熱效應，無法長時間使用。另外，超聲波可能會使油脂的風味發生變化，對后續產品的質量有一定的影響。

另外，借助氣泡來促進晶體成核是化工行業中已知的，例如常規的鼓泡塔結晶器。但是該手段通常用于從溶劑體系等低粘度物料中實現結晶分離，對于體系粘度較大的油脂，如果使用鼓泡塔結晶器進行干法分提會產生大量的泡沫，不利于后續的產品分離。