油脂脱臭馏出物综合利用

CEREALS AND OILS PROCESSING ＜＜＜ 油脂工程·技术 2009 年第 10 期 粮油加工 油脂脱臭馏出物综合利用 杨 凡 （国家粮食储备局武汉科学研究设计院） 【摘要】 本文从植物原油脱臭馏出物中提取天然 VE、 植物甾醇， 并得到甘油、 脂肪酸、 生物 柴油等副产品， 并将各产品进行提纯。 【关键词】 天然 VE； 甾醇； 甘油； 脂肪酸； 生物柴油 中图分类号： TS 229 文献标识码： A 文章编号： 1673-7199(2009)10-0075-02 植物原油在精炼过程中的脱臭工序产生的一种副 产物———脱臭馏出物 （简称 D．D 油）。 大豆油脱臭馏出 物中主要含有天然 VE （6％～8％）、 甾醇 （10％～35％）、 甘油 （10％）、 脂肪酸 （30％～68％）、 还有 10％左右的 其他物质 （烃类、 蜡质、 氧化副产物， 水分等）。 我国 油脂资源丰富， 却一直没能得到充分利用， 若将其变 废为宝， 用一套完整的工艺从 D．D 油中提取天然 VE、 甾醇， 并获取甘油、 脂肪酸以及脂肪酸甲酯 （俗称生 物柴油）， 综合的开发生产高附加值产品， 可以带来显 著的社会效益和经济效益。 同时比较合理的处理了油 脂精炼废弃物， 也保护了我们赖以生存的环境。 采用国内外此领域成熟的工艺———酯交换法， 利 用新型催化剂对工艺中关键反应进行催化， 配备世界 领先的分子蒸馏设备， 这样生产工艺得到了优化， 大 大提高了 VE等各产品的得率和纯度。 1 粗产品提取及精制 1．1 粗产品提取工艺流程 油脂脱臭馏出物中含有一定量的脂肪酸和水分， 首先利用分子蒸馏分离出 D．D 油中的水分和绝大部分 脂肪酸。 然后对物料进行酯化反应， 大部分脂肪酸已 经在前段工序中脱掉， 酯化工序主要是甘油三酯与甲 醇进行酯交换反应， 酯化产物主要是脂肪酸甲酯和甘 油。 待酯化完成后， 通过过滤， 回收固态催化剂， 滤 液进入冷析釜进行冷析。 冷析完成后， 大量植物甾醇 以晶体的形式沉淀析出。 最后将物料进行分离， 固相 为粗甾醇产品， 滤液进行分子蒸馏分离出 VE粗产品、 脂肪酸甲酯和渣油。 本工艺中酯化工序采用 Mg－Al 复合氧化物作为催 化剂， 催化效率高， 生产操作方便， 可以回收利用。 传统的工业生产方法一般采用强酸或强碱作为甲酯化 反应的催化剂， 反应为均相酯交换， 得出的产品脂肪 酸甲酯和甘油的质量受较大的影响。 利用 Mg－Al 复合 氧化物催化剂， 反应为非均相酯交换， 甲酯产物在反 应后不需要利用大量水冲洗分离催化剂， 甘油的纯度 相应提高， 故非均相催化比均相催化更具优势。 Mg－Al 复合氧化物催化剂可以采用过滤便能实现 催化剂与液相物质分离， 催化剂可回收再生利用， 整 个过程无污染。 采用分子蒸馏设备， 其工艺具有蒸馏压力低、 受热 时间短、 操作温度低、 分离程度高等特点。 在浓缩天然 VE工艺中， 采用分子蒸馏法， 可以有效地减少生产过程 中 VE氧化， 具有损失少、 收率高、 产品色味纯正等优 点。 分子蒸馏可以重复进行， 从而获得高浓缩的产品。 1．2 产品精制 （1） 天然 VE 产品精制。 由于甾醇是左旋光度物 75 CEREALS AND OILS PROCESSING 2009 年第 10 期 技术·油脂工程 ＞＞＞ 粮油加工 质， 其比旋光度绝对值较大， 少量的甾醇都会极大的 影响 VE产品的比旋光度， 天然 VE初产品的比旋光度 很难达到 FCC 标准， 需要进一步提纯。 对天然 VE产品 进行提纯， 其主要目的是将其中的甾醇除掉， 以提高 天然 VE产品的比旋光度， 主要采用的方法有： 溶剂结 晶法、 络合法、 分子蒸馏法、 干式皂化法以及醇法等。 （2） 甾醇产品精制。 国内主要采用溶剂结晶法对 其进行提纯。 采用乙醇先将粗产品溶解， 经过过滤， 再对滤液采取冷却结晶法， 冷却温度－3℃， 冷析 70～ 80h之后， 游离甾醇将从溶剂中结晶析出， 然后再进行 一次过滤。 滤饼经烘干可以得到纯度为 95％的植物甾 醇， 滤液经真空浓缩回收乙醇。 所得的甾醇若要作为 药用或得到更高纯度的甾醇， 可以采用重结晶法将其 进一步提纯。 （3） 甘油粗产品浓缩。 粗产品工艺中所得到的甘 油含有一定量的水分和甲醇， 采用真空浓缩系统可以 将其浓缩成纯度较高的产品。 （4） 本工艺中脂肪酸和脂肪酸甲酯是通过多级分 子蒸馏得到的产物， 纯度较高， 只需要进行简单的物 化处理就能够制成工业原料。 2 产品价值 （1） VE 又名生育酚， 是人体必须的维生素之一。 它能促进人体生理机能的活化， 增加黄体激素的分泌， 促进人体内消耗氧的有效性， 抑制体内脂肪酸沉积和 脂质过氧化物的生产， 活化人体细胞的新陈代谢。 在 生物体内， 天然维生素 E 能够阻断细胞膜脂质过氧化 物的链式反应， 从而使生物体细胞、 组织、 器官不会 受到自由基的攻击， 具有抗衰老、 抗癌、 抗肿瘤和防 止心血管疾病等功能。 在体外， 天然维生素 E 主要用 作油脂或者含油食品的抗氧化剂； 维生素 E 营养丰富， 适用于生产各种功能保健强化食品， 特别是婴幼儿食 品的抗氧化剂、 营养强化剂。 作为食用油脂抗氧化剂， 维生素 E 有着很多优点， 比如沸点高、 热稳定性好， 适应于需要加热保存的食品如方便面、 人造奶油、 奶 粉等。 因此， 天然维生素 E 不但是医疗保健药品， 而 且是一种食品添加剂， 安全、 无毒， 是一种有效的自 由基清除剂， 越来越受到人们的欢迎。 因此， 天然 VE的发展势必成为 VE 工业发展的主 流， D．D 油中天然 VE的含量相当高， 是一种比较理想 的天然 VE提取原料。 （2） 植物甾醇是具有生理活性的物质， 其在医药、 化妆品、 动物生长剂及纸张加工、 印刷、 纺织、 食品 等领域有着广泛用途。 （3） 甘油大量用作化工原料， 用于制造合成树脂、 塑料、 油漆、 硝酸甘油、 油脂和蜂蜡等， 还用于制药、 香料、 化妆品、 卫生用品等工业中。 （4） 脂肪酸甲酯是生物柴油的主要成分， 与石油、 柴油按 1 ∶ 1 配比调兑， 形成完全可以满足内燃机要求 的燃料型生物柴油。 该种生物柴油燃烧后的尾气中二 氧化硫和一氧化碳大大低于 0＃柴油， 是一种性价比较 高的环保型的清洁燃料。 3 结束语 此工艺先脱水、 脱酸， 可以显著的减少酯化过程中 各反应物的用量和电、 汽的耗量， 因而减少产品的生 产成本。 利用了新型的酯化反应催化剂， 使反应更加 完全， 反应更彻底， 产品得率大大的提高， 同时催化 剂使用量大大的减少， 既减少了生产成本， 又减少了 传统工艺对环境的污染程度。 参 考 文 献 ［1］ 宋国安 ． 天然维生素 E 的提取及开发前景 ［J］ ． 武汉工业学院 报， 2000 （1）： 24～26． ［2］ 金涛． 皂化－冷析法精制天然维生素 E 工艺的研究 ［J］ ． 中国油 脂， 2003， 28 （3）： 61～62． ［3］ Rahman， Maizar．Biodiesel： apromising substitute energyforIndone- sia， Lembaran， P．L， l995， l9 （1）： 9933～9938． ［4］ 杨廷芝． 非均相油脂酯交换法制备生物柴油工艺研究 ［J］ ． 四川 立功学院学报： 自然科学版， 2005， 18 （3）： 32～34． ［5］ 吴玉秀 ． 用于菜籽油酯交换过程的 Mg－Al 复合氧化剂催化剂 ［J］ ． 石油化工， 2003 （32）． ［6］ 王保刚． 分子蒸馏提纯天然维生素 E 工艺实践 ［J］ ． 中国油脂， 2005， 30 （10）： 80～82． ［7］ 胡晓泓． 大豆油脱臭馏出物中提取植物甾醇的研究 ［J］ ． 中国油 脂， 2003， 28 （12）： 47～48． ［8］ 刘成梅， 等． 天然维生素 E 及其抗氧化机理 ［J］ ． 食品研究与开 发， 2005 （26）： 205～207． 收稿日期： 2009－05－29 作者简介： 杨凡 （1981—）， 男， 湖北人， 助理工程师， 主要从事油 脂工程设计和工程管理工作。 通信地址： （430079） 湖北省武汉市卓刀泉南路 3 号 76