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棉籽油特性和棉籽油榨油工艺

作者:管理员 来源: 日期:2015/10/15 9:31:09 人气:23 评论:0 标签:
    棉籽是我国三大油料作物之一。新疆地区年产各类油料300多万t,而棉籽的产量占了3/4左右,达到200-250万t。棉籽油是一种重要的食用植物油,它含有较丰富的饱和脂肪酸,除直接食用外,还可以制作煎炸油、起酥油、人造奶油,并能加工成增塑剂、调和漆,也可作为生产硬脂酸、软脂酸、甘油、丙二酸的工业原料和提取亚油酸的原料等。新疆是我国优质棉产地,也是加工棉籽的重要基地之一,为了充分利用其资源优势,生产出高品质的棉籽油以满足不同用途,就必须从棉籽加工工艺和设备及精炼工艺等方面进行合理选择。下面弘创液压榨油机就棉籽油的理化特性和常用精炼工艺进行简单的介绍。
  
  1棉籽油的理化特性
  

  棉籽油属于半干性油类,未经精炼的棉籽毛油有酸味和涩味,外观呈棕黄色或深褐色,其色泽主要是由于油中存在着棉酚及其衍生物、色素等所引起;而酸涩味则是由于游离脂肪酸存在所引起。棉籽油中含有20%-30%的同酸甘油三酸酯,故它的脂肪酸凝固点较高,在低温下储存时,同酸甘油三酸酯会从油中析出,冷冻过滤除去沉淀物的油在0℃时才会凝固,这是棉籽油区别于其他油脂的一个极重要特征之一。棉籽油的理化特性如表1所示。棉籽油的脂肪酸组成(%):棕搁酸20-22,硬脂酸约2,豆寇酸0.3-0.5,花生酸0.1-0.6,油酸30-35,亚油酸40-45。

2精炼工艺
  
  经过预榨和浸出的棉籽毛油中含有非甘油酯成分,这些物质易形成强烈的棕红色,并使未精炼油有臭味。毛油中含有2%以上棉酚、磷脂、甾醇、树脂、烃类和色素。这些成分在油脂精炼过程中必须脱除,否则将影响棉籽油的风味和感观指标。而棉酚是棉籽毛油中特有的成分,棉酚及其衍生物是强发性色素。毛油中的棉酚赋予棉籽毛油红色到棕色特征。碱炼和脱色是减轻毛油色泽的两个步骤,如果碱炼工段不能将棉酚脱除干净,那么未完全脱除的棉酚在脱色和脱臭过程中升温时会变性从而使色泽固定,造成不可脱除的颜色。因此,碱炼工段是脱除棉酚的关键,为了获得高品质的棉籽油,必须在碱炼工段将棉酚降低到痕量。本文着重探讨如何在碱炼工段将棉酚脱除干净的不同精炼工艺,避免因棉酚存在而导致对高品质棉籽油的影响。棉籽油常用精炼工艺有传统化学碱炼工艺和混合油精炼工艺。
  
  2.1传统的化学碱炼工艺
  
  传统的化学碱炼工艺是根据碱炼基本原理进行的,碱炼中的化学反应主要有:中和、油脂皂化、磷脂皂化、不完全中和等反应出现。因而碱炼中有几个反应同时进行,是一个比较复杂的过程,但最主要的反应是游离脂肪酸和碱的中和反应。此外棉籽油碱炼时,有一些重要的特有反应,就是能将棉籽油中的游离棉酚脱除,其原理是棉籽毛油中所含的游离棉酚可与碱反应,变成酚盐。这种酚盐在碱炼过程中更易被皂脚吸附沉淀,因而能降低棉籽油的色泽,从而提高精炼棉籽油的质量。也就是说棉籽油必须采用碱炼工艺,才能达到人们的食用要求。
  
  2.1.1间歇式碱炼工艺

间歇式碱炼是指加碱中和、油皂分离、碱炼后水洗、油水分离和干燥是分批间歇进行的工艺。该工艺比较适合于小规模及油脂品种更换频繁的工厂。间歇式碱炼工艺具有整体投资少,工艺设备简单,操作易于掌握,油脂质量稳定等特点。其工艺流程为:

  
  该工艺流程中采用的是自然沉淀分离油脚或皂脚,所以间歇式碱炼工艺最大的缺点是油脂精炼率比较低。一般棉籽油厂优质棉籽毛油(酸值小于8mgKOH/g)的油脂精炼率为80%一88%,最高不超过90%,有的甚至在75%以下。
  
  2.1.2连续式碱炼工艺

连续式碱炼工艺的加碱中和、油皂分离、碱炼后油的洗涤、油水分离和干燥全部过程都是连续进行的。具有精炼率高、处理量大、精炼费用低、环境卫生、生产稳定、精炼油质量稳定、占地面积小等特点,是目前国内外常用的先进碱炼工艺。其工艺流程为:

  
  因工艺流程中采用了碟式离心机等设备,所以设备的维修费用高,操作、调试较难以掌握,对操作人员的素质要求严格。
  
  2.1.3间歇式和连续式精炼工艺的比较

      前面已分别简述了间歇式碱炼工艺和连续式碱炼工艺的特点,为了充分说明它们之间的差别,主要从游离脂肪酸含量、色泽、精炼损耗等方面作了对比,结果见表2

  
  从表2可明显看出,间歇式和连续式精炼工艺的差别。脱色油色泽两者之间基本上是一致的,最大的差别在于精炼损耗。连续式比间歇式精炼工艺的精炼损耗小2.3%。同时,连续式精炼工艺还可避免间歇式精炼工艺易产生的一些弊端,如减少油与碱之间的接触时间,可减少中性油皂化;极大地改善油与皂脚的分离,从而减少损失;改善精炼方法的控制,使生产更稳定、油品的质量更好。
  
  2.2混合油精炼工艺
  
  棉籽油混合油精炼工艺是国内推广应用的一项新技术,它是在浸出车间内混合油状态下进行的精炼过程。混合油精炼技术至今已有30多年的历史,在国外已被多数棉籽油和葵花籽油厂所采用。混合油精炼工艺的特点是:混合油在溶剂蒸发前碱炼,混合油赫度小,与皂脚比重差大,只需一次碱炼和离心分离,即可有效降低油的酸值、去除油中的棉酚与皂脚,无需水洗,因此设备及厂房投资小、精炼炼耗低、成品油回收率高,也不存在水洗废水处理问题;混合油在溶剂蒸发前已有效脱除棉酚及其他热敏性物质,避免了这些成分受热后在设备内结焦,因而有利于设备的维护,延长设备的使用寿命,也有利于降低能量消耗;同时混合油中棉酚等色素成分在溶剂蒸发前的有效脱除,还避免了高温造成的油的色素固化,因而在精炼脱色时油中色素易于脱除,白土用量小,成品油的色泽好、且不易回色。
  
  根据目前国内引进设备及文献资料介绍情况,混合油精炼工艺达10余种,但就其实质来讲,基本上相同,只是设备配置上有差异,个别工序有所增减,以达到改善操作、降低消耗,提高产品质量和得率的目的。典型的混合油精炼工艺有两种,一种是工艺中分离设备采用了离心机,一种是采用静态分离器进行油皂分离。
  
  2.2.1采用离心机分离的工艺

  
  2.2.2采用静态分离器的工艺

  
  以上两种工艺,主要区别在于对皂脚的分离选用的设备不同,一个是采用了动态离心机,一个是采用静态的盘式分离器。采用动态离心机最大好处在于分离的效果比较好,分离出的混合油不用水洗含皂量即可达到标准要求。
  
  我院在新疆沙雅设计的混合油精炼工艺,流程简单,采用了以盘式分离器为主的静态混合器设备取代昂贵的离心机。盘式分离器与离心机相比,设备结构简单,制造方便,投资少。盘式分离器无转动部件,节省了动力,不需要特殊的密封,无泄漏,清洗时不需拆卸,溶剂消耗少,整个生产技术操作工人易掌握。该工艺通过试车及实际生产证明,采用静态分离器的工艺流程是合理的,符合我国国情,有利于进一步推广应用。
  
  3常用精炼工艺的比较
  
  传统的化学精炼工艺工序多,工艺路线长。加工每公斤成品油需要消耗4600-9300kJ能量,油脂加工企业是耗能大户,精炼新增成本的2/3是能量的消耗。同时碱炼产生的皂脚会吸附其质量25%-40%的中性油脂,造成成品油得率下降。另外,传统制油工艺生产每吨油脂会产生0.4-0.5t的废水,这些废水主要是COD值很高的碱炼废水。
  
  虽然在设备和工艺设计上不断改进,但是传统的精炼原理近70年来一直没有本质的改变。混合油精炼由于是在浸出车间内进行,因此要求所有设备必须是防爆和无泄漏,开停车时要进行充氮处理,这对一般工厂来说是很困难的。其次离心机对毛油杂质的要求较为严格,国外的离心机一般要求杂质含量在0.2%以下,一般工厂难以达到,同时必须定期对转鼓进行清理,无形中增加了溶剂消耗,造成生产成本的增加。
  
  通过上述,我们可以看出棉籽油常用精炼工艺中,无论是传统的化学精炼工艺还是混合油精炼工艺都有一些不足之处。表3是这两种常用精炼工艺得到的产品指标。

  
  从表3中数据可以明显看出,混合油碱炼工艺棉籽油的产品质量优于传统的化学碱炼工艺,混合油在脱溶期间不会由于加热而使油的颜色加深;混合油精炼能去除胶体色素和其他物质,防止胶体等杂质沉积在传热面上,从而保证了传热的工作效率;混合油精炼炼耗低。总的来说,混合油精炼的优点是明显的。除此之外,混合油精炼还具有精炼设备不存在污染问题;皂脚作为一种副产品,可用来调节粕的脂肪含量,增加粕的销售价值;整个系统是密闭的,可适当减少溶剂损耗;精炼设备所需要消耗的动力是比较低的;操作费和维修费也很低等优点。这些都是目前国内大型油厂采用混合油碱炼工艺的关键所在。因此,混合油精炼工艺有进一步推广和应用的价值。
  
  4结束语
  
  棉籽油的常用精炼工艺各有利弊。目前,国内外传统的化学碱炼工艺与混合油碱炼工艺技术在棉籽油中的应用已比较成熟和广泛。

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