蓖麻油的精煉技術(shù)
蓖麻油是唯一以含羥基酸為主的商品油脂。蓖麻籽的主要產(chǎn)地為巴西、印度及前蘇聯(lián)，我國(guó)各省亦均有種植。蓖麻油中含大量的蓖麻酸(80%以上)，蓖麻油不能食用，但經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高，是藥用瀉劑以及紡織、化工及輕工等部門助染劑、潤(rùn)滑劑、增塑劑、乳化劑、涂料、油漆、皂類及油墨等產(chǎn)品的生產(chǎn)原料。
蓖麻油是棕黃色的粘稠狀植物油，其含有的一些雜質(zhì)會(huì)影響它的使用價(jià)值，這些雜質(zhì)主要包括游離脂肪酸、粘液質(zhì)、蛋白質(zhì)、樹(shù)脂、色素等。因蓖麻油中磷脂含量較少(0.3%以下)，故一般在精煉時(shí)不采用水化法，而是直接進(jìn)行堿煉。
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精煉過(guò)程工藝流程圖
蓖麻油精煉技術(shù)過(guò)程工藝流程圖如圖 1 所示。
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精煉過(guò)程。
2.1脫膠工序應(yīng)用物理、物理化學(xué)或化學(xué)方法將毛油中的膠溶性雜質(zhì)除的工藝過(guò)程稱為脫膠。毛油屬于膠體體系〔1〕。其中的磷脂、蛋白質(zhì)、黏液質(zhì)及糖基甘油二酯等油脂膠溶性雜質(zhì)不僅影響油脂的穩(wěn)定性，而且影響油脂精煉和深加工的工藝效果。例如油脂在堿煉過(guò)程中，會(huì)促使乳化，增加操作困難，增大煉耗和輔助劑的耗用量，降低脫色效果。未脫膠的毛油無(wú)法進(jìn)行物理精煉和脫臭操作。因此毛油精制必須首先脫除膠溶性雜質(zhì)。
蓖麻油脫膠時(shí)采用的是超級(jí)脫膠工藝〔2〕。毛油邊上料邊升溫，當(dāng)溫度達(dá)到 80℃左右時(shí)加入油重 1‰的 85%磷酸攪拌 5 分鐘充分混合后，立即加入提前準(zhǔn)備好的 80℃以上、油重 4%的熱水，停止攪拌靜止 120 分鐘，排放油腳后轉(zhuǎn)入下個(gè)工序。
2.2脫酸工序 脫除游離脂肪酸的過(guò)程稱之脫酸。游離脂肪酸存在于油脂中會(huì)導(dǎo)致油脂的物理化學(xué)穩(wěn)定性削弱〔1〕。因此油脂脫酸工序是精煉過(guò)程的中心工序，即用堿與油脂中的游離脂肪酸發(fā)生中和反應(yīng)，使游離脂肪酸生成皂后排放出去，達(dá)到脫酸的目的。
2.2.1 化學(xué)反應(yīng)〔2〕
主反應(yīng)： RCOOH+NaOH=RCOONa+H2O;
不完全中和：2RCOOH+NaOH=RCOOH.RCOONa+H2O
水解反應(yīng):：2RCOONa+2H2O=RCOOH.RCOOH+2NaOH;
皂化反應(yīng):：C3H5(COOR)3+3NaOH=C3H5(OH)3+3RCOONa
2.2.2 影響脫酸過(guò)程的因素
2.2.2.1 堿的用量和堿的濃度 堿的用量直接影響堿煉效果。堿量不足，游離脂肪酸中和不完全，其他雜質(zhì)也不能被充分作用，皂膜不能很好地絮凝，致使分離困難，堿煉成品油質(zhì)量差，收率低。用堿量過(guò)多，中性油被皂化而引起精煉損耗增大。因此，正確掌握用堿量尤為重要。
脫酸時(shí)，耗用的總堿量包括兩個(gè)部分，一是用于中和游離脂肪酸的堿，通常稱為理論堿，可通過(guò)計(jì)算求得〔1〕。另一部分則是為了滿足工藝要求而額外添加的堿，稱之為超量堿。超堿量的確定，必須根據(jù)粗油品質(zhì)、精油質(zhì)量、精煉工藝和損耗等綜合進(jìn)行平衡。
堿煉時(shí)堿液濃度的選擇受到多方面因素堿的影響，適宜的堿濃度需綜合平衡諸多影響因素〔1,2〕，通過(guò)小樣試驗(yàn)來(lái)確定。
蓖麻籽油酸值超過(guò)6的較少〔3〕，皂腳量不大，為避免生成稀薄松散皂腳，堿煉過(guò)程使用較高濃度堿液和一定超量是必要的。
2.2.2.2 操作溫度 操作溫度是影響脫酸的重要因素，其主要影響體現(xiàn)在脫酸的初溫、終溫、升溫速度等方面。油脂被皂化的概率隨操作溫度的升高而增加，因此操作溫度控制在工藝限制的低溫下進(jìn)行，避免中性油的皂化損失。在中和反應(yīng)過(guò)程中，為了避免轉(zhuǎn)化成油/水型乳濁液，以致形成油-皂不易分離的現(xiàn)象，中和溫度必須保持穩(wěn)定和均勻。中和反應(yīng)后，為了避免皂粒的膠溶和被吸附組分的解吸，加熱到最終溫度的速度愈快愈好。蓖麻油在脫酸時(shí)溫度要調(diào)整到75℃～85℃后，加入預(yù)先配制好的堿液進(jìn)行中和。反應(yīng)過(guò)程中溫度要保持 80℃±2℃左右。
2.2.2.3 混合與攪拌 混合攪拌作用的一方面是使堿滴分散變小，堿液的總面積增大，從而增加了堿液與游離脂肪酸的接觸機(jī)會(huì)，加快反應(yīng)速度，縮短堿煉過(guò)程，有利于精煉率的提高。另一方面是增進(jìn)堿液與游離脂肪酸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提高反應(yīng)的速率，并使反應(yīng)生成的皂膜盡快地脫離堿滴。但這一過(guò)程的混合或攪拌強(qiáng)度要溫和些，以免在強(qiáng)烈混合下造成皂膜的過(guò)度分散而引起乳化現(xiàn)象。
蓖麻油的脫酸工序，全部堿液在 10min～15min 內(nèi)一次加入完成，加完堿液繼續(xù)攪10min～20min 后停止攪拌。
2.2.2.4靜止時(shí)間 靜止時(shí)間對(duì)脫酸效果的影響主要體現(xiàn)在中性皂化損失和綜合脫雜效果上。當(dāng)其他條件相同時(shí)，油堿接觸時(shí)間愈長(zhǎng)，中性油被皂化的概率愈大。綜合平衡中性油皂化損失的前提下，適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)脫酸操作時(shí)間，有利于其他雜質(zhì)的脫除和油色的改善。 在蓖麻油的脫酸工序中，靜止沉淀時(shí)間為 4～5 小時(shí)，待油皂分離后，排放皂腳，轉(zhuǎn)入下一工序。
2.3水洗工序 水洗過(guò)程中影響洗滌效果的因素有溫度、水質(zhì)、水量、攪拌等。操作溫度(油溫、水溫)低、水量少、攪拌不恰當(dāng)，都將增大洗滌損耗和影響洗滌效果。
蓖麻油水洗工序，皂腳排放完后，攪拌加熱油溫到 85℃～90℃后用同油溫的熱水進(jìn)行洗滌。洗滌 1～2 次，攪拌(30r/min左右)3min～5min，每次用水量為油重的 15%～20%，每次加水后，沉淀 30min～50min 后放出洗滌廢水。
2.4 干燥脫色工序 油脂在高溫下長(zhǎng)時(shí)間接觸空氣易氧化變質(zhì)，引起過(guò)氧化值升高，并產(chǎn)生較穩(wěn)定的氧化色素，因此必須在真空條件下進(jìn)行干燥脫色。
堿煉后的蓖麻油充分水洗后，在加熱真空條件下進(jìn)行干燥。干燥溫度達(dá)到 105℃～110℃，真空度達(dá)到 0.08Mpa～0.094Mpa 時(shí)，即為干燥合格,不停攪拌轉(zhuǎn)入脫色工序。
蓖麻油籽油，一般情況下色澤較淺。堿煉干燥的蓖麻油，在較高溫度下氧化后有較重的紅色。因此采用，在真空條件下用干燥的酸性白土、活性炭進(jìn)行脫色，脫色溫度為 100℃～110℃，真空度達(dá)到 0.08Mpa～0.094Mpa，在規(guī)定操作溫度的時(shí)間為20min 左右。脫色完畢后冷卻至 70℃～80℃進(jìn)行過(guò)濾，即成精煉蓖麻油。
2.5 脫臭工序 一般精煉蓖麻油不進(jìn)行脫臭，若產(chǎn)品質(zhì)量未達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)則可考慮脫臭。脫臭時(shí)由于蓖麻油中蓖麻酸的特性，要求脫臭溫度不宜過(guò)高，而對(duì)真空度的要求很高。一般脫臭溫度控制在 140℃～160℃，絕對(duì)壓 0.67Kpa 以下，脫臭時(shí)間4h～6h。脫臭后冷卻至 70℃～80℃后放出即為脫臭油。若在脫臭過(guò)程中加入少量的檸檬酸，可提高油脂的氧化穩(wěn)定性。用量為油重的 0.02%，濃度為 5%，可在脫臭開(kāi)始時(shí)加入。
3. 結(jié)束語(yǔ)
蓖麻油具有一系列優(yōu)良特性，如 448℃高溫下不燃燒-10℃低溫下不凝固，它可以代替煤和石油來(lái)制造很多產(chǎn)品?，F(xiàn)在
世界上利用蓖麻油可生產(chǎn)出 400 多種衍生物，2000 多項(xiàng)系列產(chǎn)品，它不僅是機(jī)械航空、醫(yī)藥、輕紡的重要原料，還廣泛應(yīng)用到
國(guó)民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域。蓖麻籽油的深加工固然是化工行業(yè)的責(zé)任，但它美好的應(yīng)用前景，也在要求油脂行業(yè)繼續(xù)推進(jìn)蓖麻籽
加工技術(shù)不斷發(fā)展與進(jìn)步。
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