本发明涉及一种植物油精炼工艺，特别是涉及一种植物油四步法低温精炼工艺。
背景技术：
植物油精炼就是对经压榨、浸出或水代法得到的毛油进行精制，毛油中主要成分是甘油三酯、脂肪酸酯的混合物，除此以外还含有水分、固体杂质、胶质性杂质(磷脂、蛋白质、糖类)、脂溶性杂质(游离脂肪酸、色素、棉酚、糠蜡、烃类)、毒性物质(黄曲霉毒素、多环芳烃、农药)。这些杂质的存在，不仅影响植物油的食用价值和安全储藏，而且给深加工带来困难，因此需要对毛油进行精炼，去除毛油中的杂质，得到精炼植物油。
现有植物油精炼是要通过“五脱”甚至“六脱”工艺，现有油脂精炼一般包括包括如下步骤：一、水化脱胶去除胶溶性杂质；二、化学碱炼脱酸去除游离脂肪酸；三、常压180℃吸附脱色去除各种色素；四、汽提高温230℃脱臭去除油脂中的气味；五、油脂冷却和结晶去除高溶点蜡和高溶点固体脂；按照脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱蜡、脱溶工序来完成。毛油脂温度由55℃左右到180℃甚至230℃再到5℃之间进行操作。现有的植物油精炼工艺存在以下不足：1、粗油脂中的维生素、长链不饱和脂肪酸遭到破坏，并且高温精炼容易形成致癌物苯丙比及反式脂肪酸；2、处理工艺流程长，生产设备投入成本高；3、脱色、脱臭工艺操作温度高，耗能高；4、化学碱炼脱酸去除游离脂肪酸，需要消耗大量碱液和洗涤水，增加生产成本；5、用现有精炼方法获得的植物油，由于蜡质(脂肪酸和脂肪醇)、植物油的聚合物和饱和三甘油酯等成分去除不彻底，在储藏及销售环节易于产生浑浊，影响油脂品质。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种工艺流程短、高效、低能耗、低成本、能够获得高质量油脂的一种植物油四步法低温精炼工艺。
本发明由如下技术方案实施：一种植物油四步法低温精炼工艺，其包括如下步骤：(1)水化；(2)纯化；(3)净化；(4)冬化；其中，
(1)水化：将毛油升温到55-72℃，然后采用梯度加水法，总加水质量为毛油中含胶质量的2-3倍，水温控制在比油温高10℃-13℃，得到水化后的油脂；利用本发明水化方法脱除毛油中的磷脂和部分蛋白质及胶质，保证油脂品质，更大限度的延长植物油的保质期。
(2)纯化：将所述水化后温度为40-50℃的油脂泵入刮板蒸发器，在负压真空条件下，将油温升至90-97℃，进行0.5-1h的脱水、脱酸、脱氧处理，得到纯化后油脂；
利用本发明纯化方法，可以大量分离出游离脂肪酸、甾醇类物质，防止油脂被氧化、除酸，这样可保证油脂品质，更大限度的保存油脂的营养成分。
刮板蒸发器的工作原理：利用刮板蒸发器内的液体分布器把油脂均匀的分配到刮膜机构上，此时，植物油会被均匀加热进行布朗运动，完成游离脂肪酸、水分、过氧化物等的分离，实现对植物油的纯化工艺。
(3)净化：在混合罐内加入纯化后油脂重量的0.5％-3％的活性炭，将所述纯化后油脂加入混合罐，边加入边搅拌，加入油脂完成后停止搅拌，静置2-4h，然后进行过滤，得到净化后油脂；
(4)冬化：将所述净化后油脂采用梯度降温法去除蜡质得到成品油脂。
进一步，所述梯度加水法的具体步骤为：
第一次加水质量为总加水质量的50-60％，加水过程中以60-70转/分钟速度进行搅拌，搅拌20-30分钟，使亲水性磷脂快速吸水膨胀、凝集并分离，加水完成后停止搅拌，静置2-4h；
第二次加水质量为总加水质量的30-40％，第二次加入的水为淡盐水，所述淡盐水中含盐质量为所述毛油质量的0.2％，边搅拌边加水，搅拌时间为15-25分钟，加水完成后停止搅拌，静置4-6h；除了亲水的磷脂外，油脂还含有一部分非亲水的磷脂(β-磷脂，钙，镁复盐，溶血磷脂等)以及蛋白质降解产物的复杂结合体，用食盐水作电解质来改变水合度、促使非亲水的磷脂和蛋白质降解产物发生凝集、沉降，进一步去除油脂中的磷脂和蛋白质。
第三次加水质量为总加水质量的10-15％，进行洗涤静置2h，放出皂角；
第一次加水质量、第二次加水质量与第三次加水质量质量之和为总加水质量。
进一步，所述步骤(2)纯化步骤中，真空度为0.03mpa-0.05mpa。
进一步，所述梯度降温法的具体操作步骤为：
第一步：以10-20℃/h速度将温度降到35-40℃，并在该温度下静置1-1.5小时；
第二步：以2-4℃/h速度将温度降到10-25℃，并在该温度下静置2-2.5小时；
第三步：以0.5-1℃/h速度将温度降到3-6℃；
第四步：在3-6℃温度条件下保持24-32h后进行过滤去除蜡质，即得到成品油脂。
植物油脂脱蜡有两层意义：一是去除植物油等含有高溶点蜡质(脂肪酸和脂肪醇)；二是将植物油在储藏中产生浑浊的所有固体成分去除。本发明针对植物油储藏及销售环节造成浑浊的蜡质(脂肪酸和脂肪醇)、植物油的聚合物和饱和三甘油酯等成分的去除而采取的梯度降温法。梯度降温是根据植物油中去除物的溶点差及蜡在油脂中的溶解度的变化来确定的，通过分阶段进行析出晶体蜡。蜡质脱除更彻底，植物油储藏及销售环节不会浑浊，提高油脂品质。
本发明的优点：
(1)本发明精炼工艺在低于100℃温度下完成，避免了高温氧化、维生素损失及苯丙比和反式脂肪酸的形成，大大提高了油脂质量，同时降低了能耗；
(2)本发明工艺流程短，生产效率高，设备投入少，设备投入较常规工艺减少了近30％；
(3)本发明水化采用梯度加水方法，保证了磷脂和部分蛋白质及胶质的充分吸收和沉降，无需加碱及水洗，降低原料成本；
(4)本发明净化工艺，将所述纯化后油脂利用活性炭进行脱色，去除油脂中低分子的醛、酮、游离脂肪酸、不饱和碳氢化合物及小分子量的多环芳烃，提高油脂的烟点，改善食用油风味及稳定性。去除杂味、杂质、色泽、多环芳烃及农药残毒，使油脂中的过氧化值含量降低，这样可保证植物油的颜色透亮，由于过氧降低，更有效的延长了植物油的保质期；
(5)本发明冬化采用梯度降温方法，通过分阶段进行析出晶体蜡，保证了蜡质、脂肪醇类物质的充分析出和凝集，蜡质脱除更彻底，植物油储藏及销售环节不会浑浊，进一步提高了油脂品质。
具体实施方式：
实施例1：一种植物油四步法低温精炼工艺，其包括如下步骤：(1)水化；(2)纯化；(3)净化；(4)冬化；其中，
(1)水化：将毛油升温到55℃，然后采用梯度加水法，总加水质量为毛油中含胶质量的2倍，水温控制在比油温高10℃，得到水化后的油脂；利用本发明水化方法脱除毛油中的磷脂和部分蛋白质及胶质，保证油脂品质，更大限度的延长植物油的保质期。
所述梯度加水法的具体步骤为：
第一次加水质量为总加水质量的50％，加水过程中以60转/分钟速度进行搅拌，搅拌20分钟，使亲水性磷脂快速吸水膨胀、凝集并分离，加水完成后停止搅拌，静置2h；
第二次加水质量为总加水质量的40％，第二次加入的水为淡盐水，所述淡盐水中含盐质量为所述毛油质量的0.2％，边搅拌边加水，搅拌时间为15分钟，加水完成后停止搅拌，静置4h；除了亲水的磷脂外，油脂还含有一部分非亲水的磷脂(β-磷脂，钙，镁复盐，溶血磷脂等)以及蛋白质降解产物的复杂结合体，用食盐水作电解质来改变水合度、促使非亲水的磷脂和蛋白质降解产物发生凝集、沉降，进一步去除油脂中的磷脂和蛋白质。
第三次加水质量为总加水质量的10％，进行洗涤静置2h，放出皂角；
第一次加水质量、第二次加水质量与第三次加水质量质量之和为总加水质量。
(2)纯化：将所述水化后温度为40℃的油脂泵入刮板蒸发器，在负压真空条件下，真空度为0.03mpa，将油温升至90℃，进行0.5h的脱水、脱酸、脱氧处理，得到纯化后油脂；
利用本发明纯化方法，可以大量分离出游离脂肪酸、甾醇类物质，防止油脂被氧化、除酸，这样可保证油脂品质，更大限度的保存油脂的营养成分。
刮板蒸发器的工作原理：利用刮板蒸发器内的液体分布器把油脂均匀的分配到刮膜机构上，此时，植物油会被均匀加热进行布朗运动，完成游离脂肪酸、水分、过氧化物等的分离，实现对植物油的纯化工艺。
(3)净化：在混合罐内加入纯化后油脂重量的0.5％的活性炭，将所述纯化后油脂加入混合罐，边加入边搅拌，加入油脂完成后停止搅拌，静置2h，然后进行过滤，得到净化后油脂；
(4)冬化：将所述净化后油脂采用梯度降温法去除蜡质得到成品油脂。
所述梯度降温法的具体操作步骤为：
第一步：以10℃/h速度将温度降到35℃，并在该温度下静置1小时；
第二步：以2℃/h速度将温度降到10℃，并在该温度下静置2小时；
第三步：以0.5℃/h速度将温度降到3℃；
第四步：在3℃温度条件下保持24h后进行过滤去除蜡质，即得到成品油脂。
植物油脂脱蜡有两层意义：一是去除植物油等含有高溶点蜡质(脂肪酸和脂肪醇)；二是将植物油在储藏中产生浑浊的所有固体成分去除。本发明针对植物油储藏及销售环节造成浑浊的蜡质(脂肪酸和脂肪醇)、植物油的聚合物和饱和三甘油酯等成分的去除而采取的梯度降温法。梯度降温是根据植物油中去除物的溶点差及蜡在油脂中的溶解度的变化来确定的，通过分阶段进行析出晶体蜡。蜡质脱除更彻底，植物油储藏及销售环节不会浑浊，提高油脂品质。
实施例2：一种植物油四步法低温精炼工艺，其包括如下步骤：(1)水化；(2)纯化；(3)净化；(4)冬化；其中，
(1)水化：将毛油升温到72℃，然后采用梯度加水法，总加水质量为毛油中含胶质量的3倍，水温控制在比油温高13℃，得到水化后的油脂；利用本发明水化方法脱除毛油中的磷脂和部分蛋白质及胶质，保证油脂品质，更大限度的延长植物油的保质期。
所述梯度加水法的具体步骤为：
第一次加水质量为总加水质量的60％，加水过程中以70转/分钟速度进行搅拌，搅拌30分钟，使亲水性磷脂快速吸水膨胀、凝集并分离，加水完成后停止搅拌，静置4h；
第二次加水质量为总加水质量的30％，第二次加入的水为淡盐水，所述淡盐水中含盐质量为所述毛油质量的0.2％，边搅拌边加水，搅拌时间为25分钟，加水完成后停止搅拌，静置6h；除了亲水的磷脂外，油脂还含有一部分非亲水的磷脂(β-磷脂，钙，镁复盐，溶血磷脂等)以及蛋白质降解产物的复杂结合体，用食盐水作电解质来改变水合度、促使非亲水的磷脂和蛋白质降解产物发生凝集、沉降，进一步去除油脂中的磷脂和蛋白质。
第三次加水质量为总加水质量的10％，进行洗涤静置2h，放出皂角；
第一次加水质量、第二次加水质量与第三次加水质量质量之和为总加水质量。
(2)纯化：将所述水化后温度为50℃的油脂泵入刮板蒸发器，在负压真空条件下，真空度为0.05mpa，将油温升至97℃，进行1h的脱水、脱酸、脱氧处理，得到纯化后油脂；
利用本发明纯化方法，可以大量分离出游离脂肪酸、甾醇类物质，防止油脂被氧化、除酸，这样可保证油脂品质，更大限度的保存油脂的营养成分。
刮板蒸发器的工作原理：利用刮板蒸发器内的液体分布器把油脂均匀的分配到刮膜机构上，此时，植物油会被均匀加热进行布朗运动，完成游离脂肪酸、水分、过氧化物等的分离，实现对植物油的纯化工艺。
(3)净化：在混合罐内加入纯化后油脂重量的3％的活性炭，将所述纯化后油脂加入混合罐，边加入边搅拌，加入油脂完成后停止搅拌，静置4h，然后进行过滤，得到净化后油脂；
(4)冬化：将所述净化后油脂采用梯度降温法去除蜡质得到成品油脂。
所述梯度降温法的具体操作步骤为：
第一步：以20℃/h速度将温度降到40℃，并在该温度下静置1.5小时；
第二步：以4℃/h速度将温度降到25℃，并在该温度下静置2.5小时；
第三步：以1℃/h速度将温度降到6℃；
第四步：在6℃温度条件下保持32h后进行过滤去除蜡质，即得到成品油脂。
植物油脂脱蜡有两层意义：一是去除植物油等含有高溶点蜡质(脂肪酸和脂肪醇)；二是将植物油在储藏中产生浑浊的所有固体成分去除。本发明针对植物油储藏及销售环节造成浑浊的蜡质(脂肪酸和脂肪醇)、植物油的聚合物和饱和三甘油酯等成分的去除而采取的梯度降温法。梯度降温是根据植物油中去除物的溶点差及蜡在油脂中的溶解度的变化来确定的，通过分阶段进行析出晶体蜡。蜡质脱除更彻底，植物油储藏及销售环节不会浑浊，提高油脂品质。
实施例3：一种植物油四步法低温精炼工艺，其包括如下步骤：(1)水化；(2)纯化；(3)净化；(4)冬化；其中，
(1)水化：将毛油升温到60℃，然后采用梯度加水法，总加水质量为毛油中含胶质量的2.5倍，水温控制在比油温高12℃，得到水化后的油脂；利用本发明水化方法脱除毛油中的磷脂和部分蛋白质及胶质，保证油脂品质，更大限度的延长植物油的保质期。
所述梯度加水法的具体步骤为：
第一次加水质量为总加水质量的55％，加水过程中以65转/分钟速度进行搅拌，搅拌25分钟，使亲水性磷脂快速吸水膨胀、凝集并分离，加水完成后停止搅拌，静置3h；
第二次加水质量为总加水质量的30％，第二次加入的水为淡盐水，所述淡盐水中含盐质量为所述毛油质量的0.2％，边搅拌边加水，搅拌时间为20分钟，加水完成后停止搅拌，静置5h；除了亲水的磷脂外，油脂还含有一部分非亲水的磷脂(β-磷脂，钙，镁复盐，溶血磷脂等)以及蛋白质降解产物的复杂结合体，用食盐水作电解质来改变水合度、促使非亲水的磷脂和蛋白质降解产物发生凝集、沉降，进一步去除油脂中的磷脂和蛋白质。
第三次加水质量为总加水质量的15％，进行洗涤静置2h，放出皂角；
第一次加水质量、第二次加水质量与第三次加水质量质量之和为总加水质量。
(2)纯化：将所述水化后温度为45℃的油脂泵入刮板蒸发器，在负压真空条件下，真空度为0.04mpa，将油温升至94℃，进行0.8h的脱水、脱酸、脱氧处理，得到纯化后油脂；
利用本发明纯化方法，可以大量分离出游离脂肪酸、甾醇类物质，防止油脂被氧化、除酸，这样可保证油脂品质，更大限度的保存油脂的营养成分。
刮板蒸发器的工作原理：利用刮板蒸发器内的液体分布器把油脂均匀的分配到刮膜机构上，此时，植物油会被均匀加热进行布朗运动，完成游离脂肪酸、水分、过氧化物等的分离，实现对植物油的纯化工艺。
(3)净化：在混合罐内加入纯化后油脂重量的2％的活性炭，将所述纯化后油脂加入混合罐，边加入边搅拌，加入油脂完成后停止搅拌，静置3h，然后进行过滤，得到净化后油脂；
(4)冬化：将所述净化后油脂采用梯度降温法去除蜡质得到成品油脂。
所述梯度降温法的具体操作步骤为：
第一步：以15℃/h速度将温度降到38℃，并在该温度下静置1.2小时；
第二步：以3℃/h速度将温度降到20℃，并在该温度下静置2.2小时；
第三步：以0.8℃/h速度将温度降到4℃；
第四步：在4℃温度条件下保持28h后进行过滤去除蜡质，即得到成品油脂。
植物油脂脱蜡有两层意义：一是去除植物油等含有高溶点蜡质(脂肪酸和脂肪醇)；二是将植物油在储藏中产生浑浊的所有固体成分去除。本发明针对植物油储藏及销售环节造成浑浊的蜡质(脂肪酸和脂肪醇)、植物油的聚合物和饱和三甘油酯等成分的去除而采取的梯度降温法。梯度降温是根据植物油中去除物的溶点差及蜡在油脂中的溶解度的变化来确定的，通过分阶段进行析出晶体蜡。蜡质脱除更彻底，植物油储藏及销售环节不会浑浊，提高油脂品质。
实施例4：常规植物油精炼工艺包括如下步骤：
(一)水化脱胶去除胶溶性杂质：将油温升到50-60℃，加入磷脂含量的2-3倍的水，静置沉降不少于8h。其操作条件控制得适宜，才能获得较为满意效果；油脂中的胶来源于原料籽实中，包括水溶性和脂溶性两部分，若不进行脱除则后续加工难度增大，加工成品色泽偏深，过氧化值、酸值偏高，容易酸败。
(二)化学碱炼脱酸去除游离脂肪酸：向脱胶油中加入碱液，使碱液与游离脂肪酸(ffa)反应，ffa以皂角形式沉淀，沉淀8小时后放出皂角。加入油脂重量的10％-15％的85℃水进行洗涤，加水后静置1-2小时，放出洗涤水。碱炼损耗为(ffa)的两倍；原料籽实若成熟度不高，或存在时间过长，则压榨出的油脂酸值偏高，若不除去，则加工成品酸值高，易酸败。
(三)常压180℃吸附脱色去除各种色素：待脱色油脂转入脱色罐在真空下加热180℃干燥后，与由吸附剂罐吸入的吸附剂在搅拌下充分接触，完全吸附平衡，然后经冷却由泵泵入压滤机分离吸附剂；脱色是为了是加工成品符合国家标准。
(四)汽提高温230℃脱臭去除油脂中的气味：经脱臭前处理的油脂接真空输入脱臭罐60％左右，开启加热装置，当油温达到100℃时，开启汽提直接蒸汽，油温达到230-250℃时，汽提脱臭过程开始。操作压力5毫米汞柱以下，时间一般要4-8小时(其中在最高温度下维持4小时)。脱臭损耗为1.05-1.2％；油脂中的臭味一方面源自原料籽实本身，原料籽实本身会将其自身携带的气味带入油脂中，另一方面油脂中的游离脂肪酸会发生酸败变臭。
(五)油脂冷却和结晶去除高溶点蜡和高溶点固体脂。脱蜡是因为原料籽实本身带有蜡质，若不去除影响油品外观，导致油品烟点低。
(六)脱溶；若采用浸出法提取油脂，则需要用到6-抽提油(溶剂)，6-抽提油对人身健康产生危害，有致癌风险，需要控制在20ppm以内，因此必须进行脱溶。若采用压榨法提取油脂则不需要此步骤。
一、经本发明步骤(1)水化处理后得到的油脂与采用上述常规植物油精炼工艺中的水化碱炼处理得到的油脂进行检测对比数据如下表所示：
注：1、为经常规水化碱炼处理后所得油脂；
2、为经本发明步骤(1)水化处理后得到的油脂。
由上表数据可以看出经本发明水化处理后油脂中的磷脂含量明显少于经常规水化碱炼处理后油脂中的磷脂含量。
二、经本发明步骤(1)和(2)处理后，各类植物油脂检测数据如下表所示：
备注：1为经本发明步骤(1)和(2)处理之前各品种植物油的各项指标；
2为经本发明步骤(1)和(2)处理后的各品种植物油的各项指标。
由上表数据可以看出经本发明步骤(1)和(2)处理后，水分、酸价、过氧化值明显降低，并且达到了较为理想的效果。
三、葵花籽油经过本发明工艺精炼后产品送检报告如下表所示：
由上表数据可以看出经本发明工艺精炼后的葵花籽油的各项检测指标达到并远远超过了标注要求。
四、常规植物油精炼工艺与本发明植物油精炼工艺效益对比如下表所示：
综述所述，本发明植物油精炼工艺，就油脂食用安全方面规避了高温氧化、维生素损失及苯丙比和反式脂肪酸的形成；从产品产量方面也减少了0.3-1％和4.7％的脱臭及碱炼损耗；从投资成本上减少了近30％的设备投入。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。