蓖麻油的精煉技術
蓖麻油是**以含羥基酸為主(zhǔ)的商品油(yóu)脂。蓖麻籽的主要(yào)產(chǎn)地為巴西、印度及前蘇聯,我(wǒ)國各省亦均有種(zhǒng)植。蓖麻油中含大量的蓖麻酸(80%以上),蓖麻油不能(néng)食(shí)用,但經濟價值很高,是藥用瀉(xiè)劑(jì)以及紡織、化工及(jí)輕工(gōng)等部(bù)門(mén)助染劑、潤滑劑、增塑劑、乳化劑、塗料、油(yóu)漆(qī)、皂類及油墨等產品(pǐn)的(de)生產原料。
蓖麻油是棕黃色的(de)粘稠狀植物油,其含有的一些雜質會影響它的使用價值,這些雜(zá)質主要包(bāo)括遊離脂肪酸、粘液質、蛋白質、樹脂、色素等。因蓖麻油中磷脂含量較少(0.3%以(yǐ)下),故一般在精煉時不采(cǎi)用水化法,而是直接(jiē)進行堿煉。
1、精煉過程(chéng)工藝流程圖
蓖麻油精煉(liàn)技術過程工藝流(liú)程圖如圖 1 所示(shì)。
2、精煉過程。
2.1脫膠(jiāo)工序應用物理、物理化(huà)學(xué)或化學方法將(jiāng)毛油中的膠(jiāo)溶性雜質除的工藝(yì)過(guò)程稱為脫膠。毛油屬於膠體體(tǐ)係〔1〕。其中的磷(lín)脂、蛋白質、黏液(yè)質及糖(táng)基甘(gān)油二酯等油脂膠(jiāo)溶性雜質(zhì)不(bú)僅影響油(yóu)脂的穩定性,而且影響油(yóu)脂精(jīng)煉和深加(jiā)工的工藝效果。例如油脂在堿煉過程中,會促使乳化,增加操作困難,增大煉耗和輔助(zhù)劑的耗用量,降低脫色效果。未脫膠的毛油無(wú)法進行物理精煉和脫臭操作。因(yīn)此毛油(yóu)精製必須首先脫除膠溶性雜質。
蓖麻(má)油脫(tuō)膠時采用的是(shì)超級脫膠工藝〔2〕。毛油邊上料邊升溫,當溫度達到 80℃左右時加入油重 1‰的 85%磷酸攪拌 5 分鍾充分混合後,立即加入提前準(zhǔn)備好的 80℃以上、油重 4%的(de)熱水,停止攪(jiǎo)拌靜止(zhǐ) 120 分鍾,排放油腳後轉入下個(gè)工序。
2.2脫酸工序 脫除(chú)遊離脂肪酸的過程稱(chēng)之脫酸。遊離脂肪酸存在於油脂中會導致(zhì)油脂的物理化學穩定性(xìng)削弱〔1〕。因此油脂脫酸工序是精煉過程的**工序,即用堿與油脂(zhī)中的遊(yóu)離脂肪酸發(fā)生中和反應,使遊離(lí)脂(zhī)肪酸生成皂後排放出去,達到脫酸的目的。
2.2.1 化學反應〔2〕
主反應: RCOOH+NaOH=RCOONa+H2O;
不完全中和:2RCOOH+NaOH=RCOOH.RCOONa+H2O
水解反應::2RCOONa+2H2O=RCOOH.RCOOH+2NaOH;
皂化反(fǎn)應::C3H5(COOR)3+3NaOH=C3H5(OH)3+3RCOONa
2.2.2 影響脫酸過程的因素
2.2.2.1 堿的(de)用量和堿的濃度(dù) 堿(jiǎn)的用(yòng)量直接影響堿煉效果。堿量不足,遊(yóu)離脂肪酸中和不完全(quán),其他雜質也不能被充分作用(yòng),皂膜不(bú)能很好地絮凝,致使分離困難,堿煉成品油質量差,收(shōu)率低。用堿量過多,中性油被皂化而引起精煉損耗增大。因此,正確掌握用堿量尤為重要。
脫酸時,耗用的總堿量包括(kuò)兩個部分,一是用於中和遊離脂肪酸的堿,通常稱為理論堿(jiǎn),可通過計算求得〔1〕。另一部分則是為了滿足工藝要求而額外添加的堿,稱之(zhī)為超量堿。超(chāo)堿量的確定,必須根據粗油品質、精油質量(liàng)、精煉工藝(yì)和損耗等綜合進行(háng)平衡。
堿煉時堿液(yè)濃度的選(xuǎn)擇受到多方麵因素堿的影響,適宜的堿濃度需綜合平衡諸(zhū)多影響因素〔1,2〕,通過小樣試驗來確(què)定。
蓖麻籽油酸值超過6的較少〔3〕,皂腳量不大,為(wéi)避免生(shēng)成稀薄鬆散皂腳,堿煉過程(chéng)使用(yòng)較高濃(nóng)度堿液和一定超量是必要的(de)。
2.2.2.2 操作溫度 操(cāo)作溫度是影響脫酸的重(chóng)要因素,其(qí)主要影響體現(xiàn)在脫酸的初(chū)溫、終溫、升溫速度等方麵。油脂被皂化的概率隨操作溫(wēn)度的升高而增加,因此操作溫度控製在工藝限製(zhì)的低溫下進行(háng),避免中性油的皂化損失。在中和反應過程中,為了避(bì)免轉化成油/水型乳濁(zhuó)液,以致形成油-皂不易分離的現象,中和溫度必(bì)須保持穩定(dìng)和均勻。中和(hé)反應後,為了(le)避免皂粒的膠溶和被(bèi)吸附組分的解吸(xī),加熱到**終溫(wēn)度的速度愈(yù)快愈(yù)好。蓖麻油在脫酸時(shí)溫度要調整到75℃~85℃後(hòu),加入預先配製好的堿液進行中和。反應過程中溫度要保持 80℃±2℃左右。
2.2.2.3 混合與(yǔ)攪拌 混(hún)合攪(jiǎo)拌作用的一方(fāng)麵是使堿滴(dī)分散(sàn)變小,堿液的總麵積增大,從而增加了堿(jiǎn)液與遊離脂肪酸(suān)的接觸機會,加快反應速度,縮短堿煉過程,有利於精煉率的提高。另一方麵是增進堿液與遊離脂肪酸的相對運動,提高反應的速率,並使(shǐ)反應生成的皂膜盡快地脫離堿滴。但這一過程的混合或攪拌強(qiáng)度要溫和些,以免在強烈混合下造成皂膜的過度分散而引起乳(rǔ)化現象。
蓖麻油的脫酸工序,全部堿液在 10min~15min 內一次加入完成,加(jiā)完(wán)堿液繼續攪10min~20min 後停止攪拌。
2.2.2.4靜止時間 靜止時間對脫酸效果的影響主要體現在中性皂化(huà)損失和綜合脫雜效果上。當其他條(tiáo)件相同時,油(yóu)堿接觸時間愈長(zhǎng),中性油被皂化的概率愈大。綜合(hé)平衡(héng)中性油皂化損失的前提下,適當的延長脫酸操作時間,有利於其他雜質的脫除和油色(sè)的改善。 在(zài)蓖麻油的脫酸工序中,靜止沉澱時間為 4~5 小時,待油皂(zào)分離後,排放皂腳(jiǎo),轉入下一工序。
2.3水洗工序 水洗過程中影響洗滌(dí)效(xiào)果的因素有溫度、水(shuǐ)質、水量、攪拌等。操作溫度(油溫、水溫)低、水量少(shǎo)、攪拌(bàn)不恰當,都將增大(dà)洗滌損耗和影(yǐng)響洗滌效(xiào)果。
蓖(bì)麻油水洗工序,皂腳排放完後,攪拌加熱油溫到 85℃~90℃後用(yòng)同油溫的熱水進行洗滌。洗滌 1~2 次,攪(jiǎo)拌(30r/min左右)3min~5min,每次用水量為油重的 15%~20%,每次加水後,沉澱 30min~50min 後放出洗(xǐ)滌廢水。
2.4 幹燥脫色工序 油脂在高溫下長時間接觸空氣易氧(yǎng)化變質,引起過氧化值升高,並產生較穩定的(de)氧化色素,因此必(bì)須在真空條件下(xià)進行幹燥脫色。
堿煉後的蓖麻油充分水洗後,在加熱真空條件下進行幹燥。幹燥溫度達到 105℃~110℃,真空度達到 0.08Mpa~0.094Mpa 時,即為幹燥合(hé)格(gé),不停攪拌轉入脫色工序。
蓖麻(má)油籽油,一般情況下色澤較淺。堿煉幹燥的蓖麻油(yóu),在較高溫度下氧化後(hòu)有較重的紅色。因此采用,在真空條件下用幹燥(zào)的酸性白土、活性炭進行脫(tuō)色,脫色溫(wēn)度為 100℃~110℃,真空度達到 0.08Mpa~0.094Mpa,在(zài)規定操作溫度的(de)時間(jiān)為20min 左右。脫色完畢後冷卻** 70℃~80℃進行過濾,即成精煉蓖麻油(yóu)。
2.5 脫臭工序 一(yī)般精煉蓖麻油不進行脫臭,若產品質量未達到質量標準則可考慮脫(tuō)臭。脫臭時(shí)由(yóu)於蓖麻油中蓖麻酸的特性(xìng),要求(qiú)脫臭溫度不宜過高,而對真空度的要求很高。一般脫臭溫度控製在 140℃~160℃,**壓 0.67Kpa 以下,脫臭時間4h~6h。脫臭後冷卻(què)** 70℃~80℃後放出即為脫臭油。若在脫臭過程中加入少量的檸檬酸,可提高油(yóu)脂的氧化穩定性。用量為油重的 0.02%,濃度為(wéi) 5%,可在(zài)脫臭開始時加入。
3. 結束語
蓖麻油具有一係列優良特性,如 448℃高溫(wēn)下不燃燒-10℃低溫(wēn)下不凝固,它可以代替煤和石油來製造很多產品(pǐn)。現在
世界上利用蓖麻油可生(shēng)產出(chū) 400 多種衍生物,2000 多項係列產品,它不僅是機械航空、醫藥、輕紡的重要原料,還廣泛應用到
國民經濟諸多領(lǐng)域。蓖(bì)麻籽油的深(shēn)加工固然是化工行業的責任,但(dàn)它美好的(de)應用前景,也在要求油脂行業繼續推進蓖麻籽
加工(gōng)技術不斷發展與進步。