脱钙剂和油脂脱钙方法与流程

[0001]
本申请属于油脂脱钙技术领域，尤其涉及一种脱钙剂以及一种油脂脱钙方法。


背景技术：

[0002]
伴随着我国社会经济的高速发展，人民生活质量得到了极大的提高，餐厨垃圾的量也在逐渐攀升，目前，多数餐厨垃圾未实现有效的回收和利用，对环境造成了严重的不良影响，同时也造成了严重的资源浪费和食物安全隐患，其中最为严重的问题是餐厨垃圾中的废弃油脂的回收处理。餐厨垃圾中包含着大量的食用油脂，也就是人们通常说的泔水，其中的主要成分为粮食、蔬菜、动植物油和动物骨刺等。因而，针对餐厨垃圾特别是对餐厨废弃物中的油脂实施无害和资源化处理已经成为许多研究学者的关注重点。
[0003]
对餐厨垃圾废弃油脂的处理方法主要将其提炼加工成为工业用油，然而，例如泔水等餐厨垃圾废弃物中往往富含大量的矿物质钙，这对油脂加工过程的影响十分严重，不仅会影响提炼工艺，影响产品质量，还会加剧设备的腐蚀，影响安全生产。
[0004]
目前，用于油脂脱钙的方法主要包括：螯合沉淀脱钙、加氢催化脱钙、膜分离脱钙、co2脱钙、树脂脱钙、生物脱钙、过氧化氢脱钙、过滤脱钙和萃取脱钙等，由于螯合沉淀脱钙可利用电脱盐装置进行脱钙，具有使用方便、操作简单和灵活等特点，利用螯合沉淀脱钙的方法来进行油脂脱钙深受人们青睐。然而，现有的螯合沉淀脱钙技术的脱钙效率有限，仍需进一步改善。


技术实现要素：

[0005]
本申请的目的在于提供一种脱钙剂及油脂脱钙方法，旨在进一步改善螯合沉淀脱钙技术的脱钙效率。
[0006]
本申请采用的技术方案如下：
[0007]
一种脱钙剂，以所述脱钙剂的总重量为100％计，所述脱钙剂由以下重量百分含量组分组成：
[0008]
有机酸
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30％-60％，
[0009]
油酸基咪唑啉季铵盐
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0.1％-1％，
[0010]
聚氧乙烯型非离子表面活性剂
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0.1％-0.5％，
[0011]
水为余量。
[0012]
本申请所提供的脱钙剂，由特定重量百分含量的有机酸、油酸基咪唑啉季铵盐、聚氧乙烯型非离子表面活性剂和水组成，通过各组分间的协同作用，赋予了脱钙剂良好的脱钙效率，并有效降低了该脱钙剂对脱钙装置的腐蚀性。其中，有机酸为脱钙剂的主要成分，进行油脂脱钙时，有机酸能够与微溶于水或不溶于水的有机钙电离出的钙离子形成稳定的可溶于水的络合物，且该络合物随电脱盐脱水的脱出水排出，从而达到油脂脱钙的目的；聚氧乙烯型非离子表面活性剂作为相转移分散剂，可促进脱钙剂与油脂充分混合，使得脱钙剂与油水界面的钙充分接触并反应，促进钙从油相转移入水相，协同上述有机酸，使得脱钙
剂具有良好的脱钙效率；油酸基咪唑啉季铵盐作为缓蚀剂，协同上述聚氧乙烯型非离子表面活性剂，提高了缓蚀剂对基材的动态润湿能力，促进缓蚀剂在基材上形成均一、致密和结合力强的保护膜，从而降低脱钙剂对脱钙装置的腐蚀性。
[0013]
一种油脂脱钙方法，包括以下步骤：
[0014]
提供待脱钙的油脂样品以及上述脱钙剂；
[0015]
将所述油脂样品与所述脱钙剂混合，然后进行电脱盐处理。
[0016]
本申请所提供的油脂脱钙方法，将上述脱钙剂与油脂样品进行电脱盐处理，实现了有效脱除油脂中钙的目的，具有良好的脱钙效率，方法简便，操作简单灵活，可实现规模化油脂脱钙，降低油脂脱钙成本。
具体实施方式
[0017]
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0018]
一种脱钙剂，以脱钙剂的总重量为100％计，脱钙剂由以下重量百分含量组分组成：
[0019]
有机酸
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30％-60％，
[0020]
油酸基咪唑啉季铵盐
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0.1％-1％，
[0021]
聚氧乙烯型非离子表面活性剂
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0.1％-0.5％，
[0022]
水为余量。
[0023]
具体地，有机酸为脱钙剂的主要成分，进行油脂脱钙时，有机酸能够与微溶于水或不溶于水的有机钙电离出的钙离子形成稳定的可溶于水的络合物，且该络合物随电脱盐脱水的脱出水排出，从而达到油脂脱钙的目的。在本申请实施例中，有机酸在脱钙剂中的重量百分含量为30％-60％，具体实施例中，有机酸的重量百分含量为30％、35％、38％、41％、44％、46％、50％、55％或60％，控制有机酸的重量百分含量在该范围内，协同其他组分，可保证脱钙剂具有良好的脱钙效率。
[0024]
一些实施例中，有机酸选自马来酸、苹果酸、酒石酸和羟基乙酸中的至少一种，这类有机酸与钙离子形成的钙络合物稳定，且具有良好的水溶性，可进一步提高脱钙剂的脱钙效率。
[0025]
油酸基咪唑啉季铵盐作为缓蚀剂，用于抑制脱钙装置被脱钙剂中的有机酸等成分腐蚀，本申请实施例将油酸基咪唑啉季铵盐协同上述聚氧乙烯型非离子表面活性剂，提高了缓蚀剂对基材的动态润湿能力，促进缓蚀剂在基材上形成均一、致密和结合力强的保护膜，从而降低脱钙剂对脱钙装置的腐蚀性。在本申请实施例中，油酸基咪唑啉季铵盐在脱钙剂中的重量百分含量为0.1％-1％，具体实施例中，油酸基咪唑啉季铵盐的重量百分含量为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或60％，控制油酸基咪唑啉季铵盐的重量百分含量在该范围内，协同其他组分，有效降低了脱钙剂对脱钙装置的腐蚀性。
[0026]
聚氧乙烯型非离子表面活性剂作为相转移分散剂，一方面，用于促进脱钙剂与油脂充分混合，使得脱钙剂与油水界面的钙充分接触并反应，促进钙从油相转移入水相，协同
上述有机酸，使得脱钙剂具有良好的脱钙效率；另一方面，协同油酸基咪唑啉季铵盐，提高了缓蚀剂对基材的动态润湿能力，促进缓蚀剂在基材上形成均一、致密和结合力强的保护膜，从而降低脱钙剂对脱钙装置的腐蚀性。在本申请实施例中，聚氧乙烯型非离子表面活性剂在脱钙剂中的重量百分含量为0.1％-0.5％，具体实施例中，聚氧乙烯型非离子表面活性剂的重量百分含量为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％，控制聚氧乙烯型非离子表面活性剂的重量百分含量在该范围内，协同上述组分，赋予了脱钙剂良好的脱钙效率，并有效降低了该脱钙剂对脱钙装置的腐蚀性。
[0027]
一些实施例中，聚氧乙烯型非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，这类表面活性剂与有机酸和油酸基咪唑啉季铵盐之间的相容性好，保证脱钙剂具有良好的稳定性，有利于保证各组分作用的正常发挥，而且，这类表面活性剂还具有良好的表面活性、润湿性和分散性，有利于进一步提高脱钙剂的脱钙效率以及降低脱钙剂对脱钙装置的腐蚀性。进一步实施例中，聚氧乙烯型非离子表面活性剂选自月桂醇聚氧乙烯醚和/或鲸蜡醇聚氧乙烯醚。
[0028]
在上述实施例的基础上，优选地，脱钙剂用于餐厨垃圾废弃油脂脱钙。相较于原油，餐厨垃圾废弃油脂成分复杂，且餐厨垃圾废弃油脂中的钙含量较高，采用上述脱钙剂对餐厨垃圾废弃油脂进行脱钙处理，可获得优异的脱钙效率。
[0029]
综上，本申请实施例的脱钙剂由30％-60％有机酸、0.1％-1％油酸基咪唑啉季铵盐、0.1％-0.5％聚氧乙烯型非离子表面活性剂和余量的水组成，通过上述各组分间的协同作用，赋予了脱钙剂良好的脱钙效率和抗腐蚀性。
[0030]
基于上述技术方案，本申请实施例还提供了一种油脂脱钙方法。
[0031]
相应地，一种油脂脱钙方法，包括以下步骤：
[0032]
s01、提供待脱钙的油脂样品以及上述脱钙剂；
[0033]
s02、将油脂样品与脱钙剂混合，然后进行电脱盐处理。
[0034]
其中，步骤s01中，脱钙剂的组成及其作用效果与上文的脱钙剂相同，为节省篇幅，此处不一一赘述。
[0035]
另外，待脱钙的油脂样品为餐厨垃圾废弃油脂，餐厨垃圾废弃油脂成分复杂，且餐厨垃圾废弃油脂中的钙含量较高，采用上述脱钙剂对餐厨垃圾废弃油脂进行脱钙处理，并调整电脱盐处理的工艺条件，可使得脱钙剂的脱钙效率达到最优，例如脱钙率可高达83.6％。
[0036]
具体地，步骤s02中，将油脂样品与脱钙剂混合，然后进行电脱盐处理，从而实现油脂脱钙。
[0037]
将油脂样品与脱钙剂混合的步骤以及进行电脱盐处理的步骤可参考本领域的常规操作，以使得油脂样品与脱钙剂混合均匀，并成功进行电脱盐处理即可。
[0038]
为了获得良好的脱钙效率，本申请实施例对油脂样品与脱钙剂混合的温度、强度、脱钙剂用量、注水量以及进行电脱盐处理的工艺条件作了进一步优化。
[0039]
一些实施例中，油脂脱钙方法还包括：将油脂样品与脱钙剂混合的步骤之前，将油脂样品和脱钙剂分别加热至80℃-140℃。通过将油脂样品和脱钙剂分别加热至80℃-140℃，使得油脂样品和脱钙剂在该温度下进行混合，有利于促进脱钙剂中各组分与油脂样品充分接触，从而提高脱钙剂的脱钙率，并保证脱钙率在70％以上。优选地，当温度控制为120
℃时，可使得脱钙率高达83.6％。
[0040]
一些实施例中，将油脂样品与脱钙剂混合的步骤中，将油脂样品与脱钙剂以3000-4000转每分钟的转速进行混合。通过控制油脂样品与脱钙剂在该混合强度范围内进行混合，促进脱钙剂中各组分与油脂样品充分接触，从而提高脱钙剂的脱钙率，并保证脱钙率在69％以上。优选地，当转速控制为3500rpm时，可使得脱钙率高达72.8％，并适于工业应用。
[0041]
一些实施例中，将油脂样品与脱钙剂混合的步骤中，脱钙剂与油脂样品中钙的摩尔比为(1-2.5):1。通过控制脱钙剂的用量在上述范围内，可保证脱钙率在74％以上。优选地，当脱钙剂与油脂样品中钙的摩尔比为1.5:1时，可使得脱钙率高达83.6％。值得注意的是，脱钙剂与油脂样品中钙的摩尔比具体指的是脱钙剂中有机酸与油脂样品中钙的摩尔比。
[0042]
一些实施例中，将油脂样品与脱钙剂混合的步骤中，脱钙剂中的水的重量为油脂样品的重量的5％-12％。通过调节将油脂样品与脱钙剂混合的步骤中的注水量为5％-12％，可保证脱钙率在70％以上。优选地，当脱钙剂中的水的重量为油脂样品的重量的10％时，可使得脱钙率高达83％，并适于工业应用。
[0043]
一些实施例中，进行电脱盐处理的步骤采用电脱盐装置，电脱盐装置中的一级电脱盐罐内的电场强度为500-4000v/cm，电场停留时间为60分钟，如此，以保证良好的脱钙效率。
[0044]
综上，本申请实施例所提供的油脂脱钙方法，将上述脱钙剂与油脂样品进行电脱盐处理，并通过调节油脂样品与脱钙剂混合的温度、强度、脱钙剂用量、注水量以及进行电脱盐处理的工艺条件，使得脱钙效率基本控制在70％以上，实现了有效脱除油脂中钙，方法简便，操作简单灵活，可实现规模化油脂脱钙，降低油脂脱钙成本。
[0045]
以下通过实施例对本申请的实施进行举例说明。
[0046]
实施例1-3提供了一种脱钙剂，其配方如表1所示。
[0047]
表1
[0048][0049]
实施例4
[0050]
本实施例提供了一种油脂脱钙方法，选择实施例1的脱钙剂，并以餐厨垃圾废弃油脂为待脱钙的油脂样品，包括以下步骤：
[0051]
(1)将油脂样品及脱钙剂分别预热到120℃；
[0052]
(2)按照脱钙剂与油脂样品中钙的摩尔比为2:1、且脱钙剂中的水的重量为油脂样品的重量的10％的比例，将预热好的脱钙剂和油脂样品加入一级电脱盐罐内并以3500r/min的转速进行混合，并调节一级电脱盐罐内电场强度为3000v/cm、电场停留时间为60min以使得脱钙剂与油脂样品中的钙络合而生成水溶性的物质；之后，将一级电脱盐罐处理得
到的油水混合物转移到二级电脱盐罐中继续后续的电脱盐工艺。
[0053]
经测试，本实施例的脱钙率为72.8％。
[0054]
实施例5-7与实施例4的区别在于混合强度不同，如表2所示。
[0055]
表2
[0056] 实施例5实施例6实施例4实施例7混合强度(r/min)2000300035004000脱钙率(％)50.669.172.873.0
[0057]
实施例8-11与实施例4的区别在于混合强度不同，如表3所示。
[0058]
表3
[0059] 实施例8实施例9实施例10实施例4实施例11混合温度(℃)7090110120130脱钙率(％)38.472.078.783.683.2
[0060]
实施例12-14与实施例4的区别在于剂钙比不同，剂钙比为脱钙剂与油脂样品中钙的摩尔比，如表4所示。
[0061]
表4
[0062] 实施例11实施例12实施例13实施例4实施例14剂钙比0.51.01.52.02.5脱钙率(％)48.674.583.682.082.8
[0063]
实施例15-19与实施例13的区别在于注水量不同，注水量为脱钙剂中的水与油脂样品的重量占比，如表5所示。
[0064]
表5
[0065][0066]
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。