一种植物油脂的离解-螯合脱胶方法

一种植物油脂的离解-螯合脱胶方法
【专利摘要】本发明涉及一种植物油脂的离解-螯合脱胶方法；将毛油过滤除去固体颗粒杂质，加热到40～90℃；在转速80～150转/分钟的条件下，加入质量为毛油1.0～5.0%的复合脱胶剂水溶液，恒温反应2～15min；然后将转速调至30～60转/分钟，恒温反应10～30min。反应结束后采用静置分离或离心分离，得到脱胶油和油角；复合脱胶溶液由螯合剂、离解剂和去离子水组成；本方法脱胶过程能够使非亲水性磷脂的螯合反应和离解转化反应及亲水性磷脂的络合絮凝过程同步进行，实现一步法脱除磷脂、金属等胶质；具有工艺简单、原料适应性广、油脂损失少等特点，适用于植物油脂的加工生产。
【专利说明】一种植物油脂的离解-螯合脱胶方法

【技术领域】
[0001] 本发明属于植物油的加工范畴，尤其涉及一种利用压榨或浸渍工艺制备出的植物 毛油的离解-螯合脱胶方法。

【背景技术】
[0002] 以小桐子、黄连木、文冠果、光皮树等木本油料种籽和大豆、菜籽、花生等草本油料 种籽为原料，采用机械压榨或溶剂萃取方式生产出的油脂统称为毛油，其主要成分是甘油 三酯和游离脂肪酸。除此之外，还有水分、固体杂质（油料饼屑、草杆纤维）、胶溶性杂质（磷 月旨、蛋白质、糖类）、脂溶性杂质（游离脂肪酸、留醇、色素）、毒性物质（黄曲霉毒素、多环芳 烃、农药）等。这些杂质的存在不仅影响油脂的食用价值和安全储藏，而且给后续深加工带 来困难。尤其是作为生物燃料的原料（生物柴油和航空生物燃料）使用时，这些杂质会对 制备工艺、催化剂及产品质量都有非常大的影响。因此，毛油精炼是植物油进一步应用的前 提和基础。
[0003] 化学精炼是传统的油脂加工方法，也是目前最常用的油脂精炼方法，一般包括脱 胶、中和、脱水、脱色、脱臭等工序。脱胶主要除去磷脂、蛋白质、糖类等胶质；中和是通过碱 中和油脂中的游离脂肪酸；脱水是采用抽真空除去油脂中的游离水；脱色是利用白土等吸 附油脂中的不皂化物；脱臭是利用水蒸气蒸馏的方法除去油脂中的风味物质。
[0004] 脱除毛油中胶溶性杂质的工艺过程称为脱胶，其方法可分为水化脱胶、碱法脱胶、 酶法脱胶等。水化脱胶是利用磷脂的亲水性，使水化磷脂吸水膨胀、凝聚，形成胶团析出，实 现与油脂的分离。其只能除去水化性磷脂，而不能脱除非水化性磷脂，且脱胶效率低于70%， 不能达到下游用户的要求。化学脱胶是利用一定浓度的烧碱、纯碱或氢氧化钙溶液来中和 毛油中的游离脂肪酸，生成的皂脚能够把磷脂、糖类等胶溶性杂质和部分脂溶性杂质被絮 状皂团挟带下来，因此化学脱胶本身具有脱酸、脱胶、脱固体杂质和脱色等综合作用。如专 利CN1147009A、CN1749380A、CN104021A、CN1147011A中公开使用脱胶、中和等化学精炼的 方法来生产不同标准的油脂。化学脱胶的工艺路线长、能耗也大。同时中和（碱炼）不仅 会造成游离脂肪酸损失，而且产生的皂角会夹带20?50%的甘油三酯，造成精炼损失率增 大。此外由于需要洗涤皂化物，因此还会产生废水，这些废水的COD值较高，处理困难。虽 然近年来设备和工艺不断改进，但化学脱胶原理近70年来一直没有改变。酶法脱胶就是利 用磷脂酶与油中的磷脂发生特异性反应，切除非水化磷脂中的一个或两个脂肪酸，生成水 化磷脂，然后与水结合通过沉淀或离心分离从油中除去。如专利CN101092587A、CN1066679A 中公开使用磷脂酶的方法进行脱胶。德国Lurgui公司最早将酶法应用于工业生产，但由于 磷脂酶来源有限，价格昂贵，对设备运行环境要求高，且脱胶的适应性尚存一些不足，故该 方法一直未进行大规模推广。
[0005] 植物油脂中含有钾、钙、镁、锌等几十种金属离子，含量一般在50?500 μ g/g之 间。这些金属离子大都与含磷化合物结合成复盐式磷脂，这时磷脂化合物中没有亲水性基 团，极性变弱，完全溶于油相中，很难脱除。本发明利用复合脱胶溶液与含金属离子的复盐 式磷脂发生螯合反应，生成正四面体、正六面体和正八面体的螯合物；同时与非亲水性磷脂 发生离解转化反应，生成的亲水性磷脂从油相中絮凝成大颗粒络沉淀物，从而达到脱胶效 果。其优点是工艺简单、原料适应性广、油脂损失少等，适用于植物油脂的间歇或连续化加 工生产，目前在油脂脱胶工艺中的应用尚未见报道。


【发明内容】

[0006] 本发明的目的是提供一种植物油脂的离解-螯合脱胶方法。该工艺能一次性脱除 油脂中的非亲水性磷脂、亲水性磷脂、金属及色素等胶质，从而减少脱色工艺中吸附剂的用 量；具有工艺简单、原料适应性广、油脂损失少、脱胶效率高等特点，适用于植物油脂的间歇 或连续化加工生产。
[0007] 本发明所述的植物毛油脱胶过程如下：
[0008] a)将压榨或萃取出的毛油过滤，除去其中的固体颗粒杂质，然后加热到40? 90 〇C ；
[0009] b)在转速80?150转/分钟的条件下，加入质量为毛油I. 0?5. 0%的复合脱胶 剂水溶液，恒温反应2?15min ;
[0010] C)然后将转速调至30?60转/分钟，恒温反应10?30min，反应结束后采用静 置分离或离心分离，得到脱胶油和油角；
[0011] 所述复合脱胶溶液由螯合剂、离解剂和去离子水组成，螯合剂与离解剂的质量配 比为0. 5?5:1，脱胶溶液由上述混合物与去离子水配制而成，去离子水与螯合剂和离解剂 所形成的混合物的质量配比为2?10:1。
[0012] 所述螯合剂选自N，N-二羧酸氨基-2-羟基丙烷基磺酸钠、3-羟基_2,2'-亚氨 基二琥珀酸四钠及其盐；乙二胺四亚甲基膦酸钠、三乙烯四胺六亚甲基膦酸、1-羟基亚甲 基_1，1'-二膦酸及其盐；聚天门冬氨酸及其盐；葡萄糖、偏硅酸、聚羧酸、聚环氧琥珀酸及 其盐中的一种或任意几种。
[0013] 所述离解剂选自顺丁烯二酸、反丁烯二酸、明矾、硫酸亚铁、硅酸钠、酸酐、磷酸三 钠、食盐、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠中的一种或任意几种。
[0014] 上述脱胶过程中所使用的毛油为小桐子、黄连木、文冠果、光皮树、千年桐、沙棘、 油茶、油桐、乌桕、地沟油及藻类油脂中的一种或多种。
[0015] 将过滤除杂后的毛油加热到40?90°C，在搅拌条件下，加入复合脱胶溶液，恒温 搅拌20?60min，使螯合剂与含金属离子的复盐式磷脂发生螯合反应，生成正四面体、正六 面体和正八面体的螯合物；同时离解剂进一步使N-酰基脑磷脂和β-磷脂等不含金属离子 的胶质转化成亲水性磷脂，并中和胶体分散相质点的表面电荷和水合度，促使磷脂从油相 中絮凝成大颗粒络合物沉淀物，采用静置沉降或离心分离去除胶质，得到脱胶油。
[0016] 所述脱胶过程能够使非亲水性磷脂的螯合反应和离解转化反应同步进行，同时使 亲水性磷脂从油相中絮凝成大颗粒络沉淀物，以便实现连续分离。该方法具有工艺简单、原 料适应性广、油脂损失少、成本低等特点，适用于不同酸值、不同胶质含量的植物油脂加工 生产。
[0017] 本发明不仅能高效地脱除不同品质油脂中的胶质和金属离子（磷脂和金属的脱 除率均在90%以上），减少脱色工艺中吸附剂的用量；而且脱胶过程游离脂肪酸不损失，油 脂损失率小、无废水排放，从而降低了生产成本、提高了脱胶效率，有效地保证了脱胶油的 质量；同时可适用于不同品质、不同酸值的毛油。本发明的脱胶效率和稳定性高，可进行大 规模的连续操作。

【具体实施方式】
[0018] 实施例1
[0019] 将IOOg小桐子毛油（磷含量161. 3 u g/g、金属452. I u g/g、不皂化物0· 65%、 酸度7. 62%)加热到70°C，在120转/分钟搅拌条件下加入由N，N-二羧酸氨基-2-羟基丙 烷基磺酸钠、反丁烯二酸和去离子水组成的复合脱胶溶液3. 5g，恒温反应lOmin。然后将转 速调至60转/分钟，恒温反应15min后过滤得到脱胶油。产品的磷含量8.6 u g/g、金属 12. I u g/g、不皂化物0. 45%、酸度7. 58% ;油脂损失率0. 84%。
[0020] 实施例2
[0021] 将IOOg沙棘毛油（磷含量267. 2 u g/g、金属148. 8 u g/g、不皂化物0· 71%、酸度 〇. 69%)加热到75°C，在100转/分钟搅拌条件下加入由N，N-二羧酸氨基-2-羟基丙烷基 磺酸钠、反丁烯二酸和去离子水组成的复合脱胶溶液4. Og，恒温反应15min。然后将转速调 至50转/分钟，恒温反应20min后过滤得到脱胶油。产品的磷含量9. 8 u g/g、金属14. 5 u g/g、不皂化物0. 55%、酸度0. 68% ;油脂损失率1. 09%。
[0022] 实施例3
[0023] 将IOOg光皮树毛油（磷含量85. 3 u g/g、金属36. 2 u g/g、不皂化物0· 71%、酸度 9.8%)加热到65°C，在150转/分钟搅拌条件下加入由1-羟基亚甲基_1，广-二膦酸、明 矾和去离子水组成的复合脱胶溶液3. Og，恒温反应lOmin。然后将转速调至40转/分钟， 恒温反应25min后过滤得到脱胶油。产品的磷含量6.9 u g/g、金属8..8 u g/g、不阜化物 0. 56%、酸度9. 7% ;油脂损失率0. 57%。
[0024] 实施例4
[0025] 将IOOg藻类毛油（磷含量178.4 u g/g、金属136.2 u g/g、不皂化物0.91%、酸 度6.5%)加热到80°〇，在80转/分钟搅拌条件下加入由1-羟基亚甲基-1，1'-二膦酸、 明矾和去离子水组成的复合脱胶溶液5. Og，恒温反应5min。然后将转速调至30转/分钟， 恒温反应25min后过滤得到脱胶油。产品的磷含量8. I u g/g、金属10. 7 u g/g、不阜化物 0. 66%、酸度6. 7% ;油脂损失率0. 89%。
[0026] 实施例5
[0027] 将IOOg小桐子毛油和黄连木毛油按1:1混合（磷含量148. 5 u g/g、金属328. 2 u g/g、不皂化物0. 78%、酸度6. 91%)的油脂加热到65°C，在100转/分钟搅拌条件下加入由 N，N-二羧酸氨基-2-羟基丙烷基磺酸钠、乙二胺四亚甲基膦酸钠、硫酸亚铁和去离子水组 成的复合脱胶溶液4. 5g，恒温反应4min。然后将转速调至30转/分钟，恒温反应20min后 过滤得到脱胶油。产品的磷含量9. 7 u g/g、金属10. 4 u g/g、不皂化物0. 62%、酸度6. 89% ; 油脂损失率0.73%。
[0028] 实施例6
[0029] 将IOOg文冠果毛油和油茶毛油按1:1混合（磷含量121. 4 u g/g、金属126. I u g/ g、不皂化物0. 54%、酸度3. 55%)的油脂加热到73°C，在80转/分钟搅拌条件下加入由N， N-二羧酸氨基-2-羟基丙烷基磺酸钠、乙二胺四亚甲基膦酸钠、硫酸亚铁和去离子水组成 的复合脱胶溶液4. Og,恒温反应3min。然后将转速调至30转/分钟，恒温反应25min后过 滤得到脱胶油。产品的磷含量7. 2 u g/g、金属9. I u g/g、不皂化物0. 48%、酸度3. 45% ;油 脂损失率0.66%。
[0030] 实施例7
[0031] 将IOOg沙棘毛油和乌桕毛油按1:1混合（磷含量135. 3 U g/g、金属108. 2 U g/ g、不皂化物0. 58%、酸度4. 30%)的油脂加热到60°C，在70转/分钟搅拌条件下加入1-羟基 亚甲基-1，广-二膦酸、葡萄糖溶液和酸酐组成的复合脱胶溶液4.0g，恒温反应3min。然 后将转速调至35转/分钟，恒温反应24min后过滤得到脱胶油。产品的磷含量10.2 u g/ g、金属9. 5 u g/g、不皂化物0. 50%、酸度4. 28% ;油脂损失率0. 70%。
[0032] 实施例8
[0033] 将IOOg沙棘毛油和乌桕毛油按1:1混合（磷含量135. 3 u g/g、金属108. 2 u g/ g、不皂化物0. 58%、酸度4. 30%)的油脂加热到73°C，在80转/分钟搅拌条件下加入聚天门 冬氨酸和偏娃酸溶液4. Og,恒温反应3min。然后将转速调至30转/分钟,恒温反应25min 后过滤得到脱胶油。产品的磷含量7. 0 u g/g、金属9. 2 u g/g、不皂化物0. 47%、酸度4. 42% ; 油脂损失率0.71%。
[0034] 实施例9
[0035] 将IOOg黄连木毛油和文冠果毛油按1:1混合（磷含量124.8 u g/g、金属97.6 u g/g、不皂化物0. 46%、酸度3. 93%)的油脂加热到75°C，在80转/分钟搅拌条件下加入三 乙烯四胺六亚甲基膦酸和聚环氧琥珀酸溶液4. 0g，恒温反应5min。然后将转速调至40转 /分钟，恒温反应20min后过滤得到脱胶油。产品的磷含量8.8 u g/g、金属9.4 u g/g、不 皂化物0. 42%、酸度3. 90% ;油脂损失率0. 69%。
[0036] 实施例10
[0037] 将IOOg黄连木毛油和文冠果毛油按1:1混合（磷含量124.8 u g/g、金属97.6 u g/g、不皂化物0. 46%、酸度3. 93%)的油脂加热到75°C，在80转/分钟搅拌条件下加入乙 二胺四亚甲基膦酸钠、葡萄糖和氢氧化钠溶液4. 0g，恒温反应5min。然后将转速调至40转 /分钟，恒温反应20min后过滤得到脱胶油。产品的磷含量8.4 u g/g、金属9.2 u g/g、不 皂化物0. 41%、酸度3. 89% ;油脂损失率0. 68%。
[0038] 表1油脂脱胶试验数据
[0039]

【权利要求】
1. 一种植物油脂的离解-螯合脱胶方法，其特征在于： 植物毛油脱胶过程如下： a) 将压榨或萃取出的毛油过滤，除去其中的固体颗粒杂质，然后加热到40?90°C ; b) 在转速80?150转/分钟的条件下，加入质量为毛油1. 0?5. 0%的复合脱胶剂水 溶液，恒温反应2?15min ; c) 然后将转速调至30?60转/分钟，恒温反应10?30min，反应结束后采用静置分 离或离心分离，得到脱胶油和油角； 所述复合脱胶溶液由螯合剂、离解剂和去离子水组成，螯合剂与离解剂的质量配比为 0. 5?5:1，脱胶溶液由上述混合物与去离子水配制而成，去离子水与螯合剂和离解剂所形 成的混合物的质量配比为2?10:1 ; 所述螯合剂选自N，N-二羧酸氨基-2-羟基丙烷基磺酸钠、3-羟基_2,2'-亚氨基二 琥珀酸四钠及其盐；乙二胺四亚甲基膦酸钠、三乙烯四胺六亚甲基膦酸、1-羟基亚甲基-1， 1二膦酸及其盐；聚天门冬氨酸及其盐；葡萄糖、偏硅酸、聚羧酸、聚环氧琥珀酸及其盐 中的一种或任意几种； 所述离解剂选自顺丁烯二酸、反丁烯二酸、明矾、硫酸亚铁、硅酸钠、酸酐、磷酸三钠、食 盐、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠中的一种或任意几种。
【文档编号】C11B3/00GK104419518SQ201310371239
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】赵光辉, 李建忠, 何玉莲, 王桂芝, 邓旭亮, 董平, 崔锡红, 马建英, 雪晶, 何皓, 孙洪磊, 秦丽华, 贾云刚, 邵伟, 张家仁, 何昌洪, 王东军, 邴淑秋, 汪涵, 刘剑, 裴浩天, 徐艳, 王东青, 赵辉, 牛新宇 申请人:中国石油天然气股份有限公司