精炼成本控制方法

'精炼成本控制方法李键概要：分析油脂损耗的形成，估算毛油品质对精炼损耗的影响和数量，明确油脂制取、加工各工序与精炼成本的关系，提出控制精炼损耗的方法随着国内生活水平不断提高，对成品油的品质要求不断提高，加上大型的油脂加工厂的不断涌现，促使成品油市场竞争日益激烈，因此，改善产品质量，降低生产成本，提高产品竞争力，是油厂面临的严峻挑战。油脂精炼成本主要包括两方面的因素，一是原料油在加工过程中除杂产生的各种损耗，既是炼耗成本；二是生产过程必须添加的各种辅助材料及能源消耗、人工费用、设备维护费用、设备折旧等本文仅就炼耗成本、辅助材料、能源消耗方面加以讨论。一.分析原料油损耗的形成以各种制油方法制取的未经过精炼的油称为毛油（新国家标准中称之为原油），毛油的主要成分是甘油三脂肪酸脂，也即称为中性油，此外的非甘油脂组分统称为杂质。油脂的精炼就是利用杂质与中性油的理化性质的差异，通过不同的工艺及设备将其分离出去的过程。由此看出原油精炼加工必然带来油脂损耗，并可分为必然损耗与附加损耗。根据杂质在油脂中存在的状态，将其分为悬浮杂质、胶溶性杂质、脂溶性杂质、水分等。悬浮杂质包括泥沙、饼粕屑、草纤维、铁屑等 ；胶溶性杂质包括磷脂、蛋白质、糖类等；脂溶性杂质包括脂肪酸、甾醇、生育酚、色素、烃类、蜡质以及油脂氧化产物醛、酮、酸、过氧化物等。虽然不同的原料和工艺得到的原油质量各不相同，但根据新的食用植物油国家标准，原油质量必须符合六项指标要求：水分、挥发物<0.2%，气味、滋味无异味，不溶性杂质≤0.2%，酸值≤4mgKOH/g，过氧化值≤7.5mmol/kg，溶剂残留量≤100mg/kg。油脂的精炼损耗与原油含杂量和成品油的质量要求有关。下面对符合国标要求的原油精炼为一级油过程产生的损耗进行估算：1.脱除毛油中悬浮杂质的损耗毛油中悬浮杂质的含量≤0.2，一级油中悬浮杂质含量要求≤0.05%，一般脱除悬浮杂质造成的油脂损耗为杂质量的1.3—1.5倍，既损耗约为0.2%。2.脱除毛油中胶体杂质的损耗毛油中胶体杂质主要是磷脂，不同品种的油中磷脂的含量也不相同，大豆毛油中磷脂含量约1.1%—3.5%，花生毛油中磷脂含量约0.6%—1.2%，棉籽毛油磷脂含量约1.5%—1.8%，菜籽毛油的磷脂含量约1.5%—2.5%。成品一级油的磷脂含量虽然未做出明确的要求，但要达到一级油其他的指标要求含磷量在5mg/kg以下。油脂的脱胶损耗约为磷脂含量的1.5倍，以大豆油为例，脱胶损耗为1.65%—5.25%，取大豆油含磷脂为1.8%，则脱胶损耗为2.7%。3.脱除毛油中游离脂肪酸的损耗 国标要求毛油酸值在4mgKOH/g以下，一级油的酸值在0.2mgKOH/g以下。采用化学精炼工艺，产生的损耗约为毛油中游离脂肪酸含量的1.5—2.0倍，即油的损耗为3%—4%。如采用物理精炼工艺，损耗约为游离脂肪酸的1.05-1.2倍，即油的损耗为2.1%—2.4%。通常大豆油的酸值在2mgKOH/g左右，则化学精炼损耗约为1.8%，物理精炼损耗约为1.1%。1.脱除毛油中色素的损耗油脂精炼脱除色素的主要方法是吸附脱色工艺，造成油脂损耗主要由于添加的吸附剂夹带油脂形成的。吸附剂的加量视毛油的色泽而定，一般为0.6%-3%，过滤后的吸附剂含油25%，造成的损耗约0.15%-0.75%，按吸附剂的添加量为1.5%计，损耗为0.375%。2.脱除油中臭味组分的损耗油脂中的臭味组分有低分子的醛、酮、酸、不饱和碳氢化合物，以及油脂在加工过程产生的焦糊味、溶剂味，漂土味氢化异味等，此外一些油脂因含有特殊组分而带有特殊异味。除了游离脂肪酸外，其它的臭味组分在油中的含量是很少的，一般不超过0.1%，但实际的脱臭损耗远大于此，这是由于在脱除臭味组分的同时，部分油脂水解为脂肪酸蒸馏除去以及部分油脂随汽提蒸汽飞溅损耗。油脂的脱臭损耗一般为0.2%-0.4%，按经过碱炼处理的油计算，取脱臭损耗是0.2%。综合上述估算，大豆油在物理精炼下的损耗约为4.575%，化学精炼下的损耗为5.275%。一.毛油质量对精炼损耗的影响 1.毛油中悬浮杂质的含量毛油中悬浮杂质不但直接造成精炼损耗，而且对水化脱胶、碱炼脱酸效果产生影响，由于悬浮杂质的存在，很容易造成水化碱炼时乳化现象的发生，使油脂与油脚或皂脚的分离效果下降，油脚或皂脚夹带的中性油量增加，增大附加损耗。因此，应在油脂制取工程中采取措施，降低毛油的杂质含量，如增加或改进毛油的油渣分离工艺，浸出混合油蒸发的粕末的分离工艺等。2.毛油中胶体含量胶体杂质对脱胶、脱酸、脱色乃至脱臭都有影响，胶体含量高，脱胶的必然损耗就高，由于胶体的乳化性质，造成的附加损耗势必增加。尤其非水化磷脂含量高时，必须通过敬爱如磷酸，碱的辅助剂才能从油中除去，不但增加辅助剂的使用，同时还会增加额外的油脂损耗。胶体杂质对脱酸的影响主要是由于其较强的表面活性，使碱炼油易产生持久乳化，胶体杂质与碱的反应，增加了超量碱的用量。在脱色过程中，油中的含磷将增加活性白土的使用量，使夹带损耗加大，还会造成过滤效率下降，影响产量。由于含磷量高，影响脱臭的效果，成品有色泽加深，易回色等。在油脂的制取过程中，采用膨化、湿热处理钝化磷脂酶等技术，可有效降低非水化磷脂的含量，大大改善油脂的精炼效果。3.毛油中的色素 油中的色素可分为天然色素和加工色素，天然色素主要是叶绿素，类胡萝卜素和其他色素，加工色素是油料在储运、加工过程中产生的新色素，主要是裂变油料中蛋白质、糖类、磷脂的降解产物，或油脂与其它类脂物的氧化、异构化产生的色素。加工色素比天然色素更难除去，为脱除加工色素需要添加更多数量的白土或其它吸附剂，或采用热脱色的办法。这些无疑将增加油脂的炼耗。因此在储运与加工过程采取有效的措施，尽量减少此类加工色素的产生。如防止油料的发热赤变等。1.毛油中酸值和臭味组分的含量的影响油中的臭味组分的浓度对油脂的脱臭损耗及脱臭效果有直接的影响，油中臭味组分的含量与脂肪酸的含量存在一定的关系，游离脂肪酸含量降低，臭味组分的含量也相应降低，当游离脂肪酸含量降至0.01%-0.03%时，感官鉴定气味即可合格。油中的酸值和臭味组分含量高，不仅直接造成精炼损耗增加，而且还必须加大直接蒸汽的用量和更多的热能投入，较长的脱臭时间，较多的飞溅损耗等。因此针对臭味组分的来源，采取有效的措施减少臭味组分的形成，是控制脱臭损耗的主要目标。一.油脂制取加工各工序与精炼成本的关系1.毛油制取工艺与精炼成本的关系1.1预处理浸出工艺对毛油中磷脂成分的影响无论是采用物理精炼还是化学精炼，如前所属毛油中非水化磷脂的含量 都是直接影响精炼成本的重要因素之一。油中的非水化磷脂的含量不但与油料品种、生长条件、存储条件有关，还与与处理和浸出的工艺条件有关，非水化磷脂的形成与以下因素的相互作用的结果（1）油料中的水分及轧坯后生坯的含水量，其值越高，非水化磷脂含量越高（2）磷脂酶D的活性，活性加强会促使水化磷脂向非水化磷脂转变（3）浸出前或过程中对油料的热处理，50℃—70℃是磷脂酶的活跃温度，在工艺过程正尽量避开此温度（4）油料细胞的破坏程度，适宜的料温和充足的空气利于各类酶的活动。在传统的油料处理工艺中，油料的水分、软软化蒸炒的温度、浸出的温度都是有利于磷脂酶活动的条件。因此有必要对此进行改良，在轧坯后将生坯通过直接蒸汽加湿、加热，使料坯温度快速达到98℃—102℃，水分15%—16%下进行约40min的湿热处理，再冷却到55℃浸出，可以较好的钝化磷脂酶的活性，或者通过挤压膨化工艺在高温高压下短时间（130℃—160℃，3—5min）对物料进行杀毒灭菌处理，也能较好的降低毛油中非水化磷脂的含量。1.2混合油蒸发条件的控制对毛油色泽的影响无论采用常压或负压工艺，对混合油中粕末的去除都是十分必要的。粕末在蒸发温度下糊化，使毛油色泽变深发黑，如蒸发温度超过120℃，林职业化焦化，这些变化生成难以脱除的色素，给油脂的脱色工序增加了难度。1.毛油精炼工艺各工序对精炼成本的关系从生产控制来讲，要求最大限度的脱除杂质，最少量的油品损失，最小的排污量，最小的添加剂用量。2.1脱胶工序 脱胶工序是整个精炼工艺的基础，其效能将直接影响到后续的每道工序，进而影响精炼成本。对于物理精炼而言，脱胶后的油力求含磷量达到20ppm以下，才能在脱色后含磷量控制到5ppm以下，才不会对成品油的品质及脱臭设备造成负面影响，同时应努力控制油脚中性油的含量。因此开发出不同于常规水化脱胶工艺的酸法脱胶、特殊湿法脱胶、酶法脱胶等新工艺。酸法脱胶是油温加热到70℃左右，加入油重0.05%—0.2%的磷酸或柠檬酸，进行体系的ph值调节，使非水化磷脂解离，之后油温降到40℃以下，加水使磷脂在慢速状态下形成稳定的液态晶体，同时这些晶体会有效的束缚糖类和金属离子。通过酸法脱胶可将油重含磷量降至30ppm以下。特殊湿法脱胶则是油温加热到70℃左右，加入油重0.05%—0.2%的磷酸或柠檬酸进行调理，之后油温降到40℃以下，加入油重2%—3%，浓度2%2.5%的NaOH溶液，使液晶态的磷脂水化絮凝，反应后油温加热到70℃，进入离心机分离。2.2脱酸工序在脱酸工序中，酸值炼耗比是衡量生产工艺和操作技术水平的重要指标。应根据原油的品种和质量合理选择合理的工艺路线，对含磷量高，酸值高的油应选长混工艺，反之，选择短混工艺。合理调整工艺参数，如搅拌强度，反应温度，反应时间，加碱量，碱浓度，超碱量等。加碱量可以通过酸值计算得出；碱浓度则根据油的品种和酸值确定，酸值高用浓碱，酸值低用淡碱 ；由于混合的均匀程度和杂质的存在，必须加入一部分超碱量补充损耗的碱量，超量碱的数量对碱炼效果至关重要，加量少，中和不完全，油皂不易分离，加量多，易分离，但皂化部分中性油，加大油脂损耗。2.3脱色工序脱色成本主要是吸附剂成本和吸附剂含油的附加损耗成本。应选择比表面积大活性度低、过滤速度快、滤饼残油低、游离酸值低的吸附剂。表面积大吸附力强，活性度低则经过脱色处理的油品结构变化小，抗氧化能力强，过滤速度快可以提高产量，含油低减少油脂损耗，游离酸值低可以减小油品的水解和氧化。尽量降低待脱色油的含皂、含磷量，以减少吸附剂的用量。脱色中要保持真空和良好的搅拌，避免油品氧化，提高脱色效率。2.4脱臭工序脱臭损耗主要是臭味组分的蒸馏损耗及油脂的飞溅损耗，因此在保证汽提效果下合理的控制直接蒸汽量，降低馏分气速，增加折流板减少气体夹带，降低飞溅损耗。控制合理的真空度和脱臭温度，重视成品油的热量回收，用成品与待脱臭油换热，最大限度的降低能源的消耗。四.总结通过以上分析，通过革新油脂制取工艺，提高毛油品质是关键；通过合理选择先进的工艺和设备，科学的调整工艺参数，总结明确细致的操作方法，加上严格的管理，降低精炼损耗成本，提高企业产品竞争力，增加企业经济效益，大有可为。 参考文献1.倪培德植物油制取与精炼2.苏望懿油脂加工工艺学湖北科学技术出版社19973.刘玉兰大豆预处理对大豆油脂生产工艺效果的影响郑州粮食学院学报第20卷第2期1999年6月4.黄忠胜ALCON熟化调理工艺在加工大豆产品中的优势中国油脂2004年第29卷第1期5.胡学烟等油脂中非水化磷脂成因及去除方法的探讨中国油脂2001年第26卷第1期6.马传国油脂脱胶的理论与实践中国油脂2002年第27卷第1期7.张本成精炼成本控制与各生产工序的关系中国油脂2002年第27卷第4期8.刘玉兰等油脂精炼损耗的形成及其控制中国油脂2004年第29卷第12期'