植物油脫臭過程中縮水甘油酯和塑化劑的控制實踐

路咸陽，孫 樂，許皎姣

無錫中糧工程科技有限公司 (無錫 214035)

我國植物油精煉技術(shù)、工藝經(jīng)過多年的發(fā)展，已日趨成熟。現(xiàn)生產(chǎn)工藝中過度精煉現(xiàn)象較突出，脫臭過程常以提高脫臭溫度、延長脫臭時間的方式保證成品油常規(guī)指標、提高成品油的質(zhì)量。

隨著近年來食品安全問題越來越引起人們的關(guān)注，精煉成品油檢測的指標越來越多，縮水甘油酯、塑化劑、反式酸增加值、返酸、返過氧化值等國標以外指標均在檢測范圍內(nèi)。在眾多精煉成品油指標中，以縮水甘油酯、塑化劑這兩個指標最難控制。

植物油本身縮水甘油酯含量較低，但經(jīng)高溫脫臭過程會使其含量急劇提高。縮水甘油酯本身對人體無害，其為縮水甘油和脂肪酸的酯化產(chǎn)物，但其進入人體經(jīng)代謝后重新產(chǎn)生的縮水甘油為致癌的毒性物質(zhì)。目前我國未對植物油中縮水甘油酯含量進行要求，國家食品藥品監(jiān)管總局僅在2017年對其進行風險解析。歐盟條例草案2017年9月起要求植物油中其含量≤1 000 μg/kg，該要求導致我國大量出口食用油因不合格被退回。

植物油中的塑化劑主要是油料種子內(nèi)塑化劑在制油時進入油中，此外加工過程中也會因接觸塑料制品帶入油中。塑化劑對人體有害，其指標主要依照2011年《衛(wèi)生部辦公廳關(guān)于通報食品及食品添加劑中鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)最大殘留量的函》中的要求。塑化劑經(jīng)油脂精煉脫臭工段，在高溫、高真空下可通過直接蒸汽脫除。

在一定的直接蒸汽汽提作用下，控制油中縮水甘油酯含量上升需要較短的脫臭時間、較低的脫臭溫度，而降低油中塑化劑含量需要較長的脫臭時間、較高的脫臭溫度；兩個指標的工藝參數(shù)相反，生產(chǎn)中較難保證兩個指標均處于合格范圍內(nèi)。因此，需要對現(xiàn)脫臭系統(tǒng)進行優(yōu)化、改進，以控制成品油縮水甘油酯和塑化劑含量，使成品油指標合格，生產(chǎn)穩(wěn)定連續(xù)。現(xiàn)以300 t/d植物油精煉生產(chǎn)線中脫臭工段為例，對優(yōu)化、改進后的脫臭系統(tǒng)進行說明。

1 工藝流程

1.1 常規(guī)脫臭系統(tǒng)

待脫臭油經(jīng)螺旋板換熱器/真空換熱器與脫臭高溫油換熱后，再經(jīng)最終加熱器加熱，進入脫臭塔，脫臭塔為組合塔或板式塔。脫臭后的油經(jīng)換熱、降溫后，即得到脫臭成品油。

1.2 現(xiàn)脫臭系統(tǒng)

待脫臭油經(jīng)降膜換熱器與脫臭高溫油換熱后，經(jīng)加熱器一最終加熱后，進入脫臭板塔。經(jīng)板塔油泵輸送至加熱器二后進入填料塔一，再經(jīng)填料塔泵一輸送至加熱器三后進入填料塔二，后經(jīng)填料塔泵二輸送至填料塔三。脫臭高溫油經(jīng)填料塔泵三輸送至降膜換熱器熱回收降溫后，再與前道工序低溫油進行油油換熱降溫，最終經(jīng)板式冷卻器冷卻后得到脫臭成品油。詳工藝流程見圖1。

注：1.降膜換熱器；2.加熱器一；3.脫臭板塔；40加熱器二； 5.填料塔一； 6.加熱器三；7.填料塔二；8.填料塔三；9.脫臭油泵；10.板塔油泵；11.填料塔泵一 ；12.填料塔泵二；13.填料塔泵三；14.板式冷卻器。

2 現(xiàn)脫臭系統(tǒng)特點

2.1 脫臭塔的改變

對脫臭板塔的汽提裝置進行優(yōu)化，采用直接蒸汽噴管和猛犸泵的雙重汽提裝置，可單獨或組合使用，適合不同品種、質(zhì)量的油脂。如加工花生油時，依據(jù)待脫臭油中塑化劑含量及成品油塑化劑含量要求，可采用直接蒸汽噴管或猛犸泵汽提裝置，也可同時使用兩種汽提裝置；兩種汽提裝置共同使用時塑化劑脫除效果最好，但汽提蒸汽量大于只使用一種汽提裝置。加工玉米油等易水解不宜過度汽提的油品時，一般只采用直接蒸汽噴管即可，汽提效果均勻，成品油質(zhì)量好。

對板塔段各層抽真空管進行改進，真空管上部采用擴徑形式，便于收集飛濺油，同時防止上層板塔油經(jīng)真空管落入下層板塔，影響脫臭效果。飛濺油單獨收集，最終從板塔底部排出，可避免混入成品油中，影響成品油品質(zhì)。

對板塔段各層的液位溢流管進行改進，使各層液位可調(diào)，同時實際使用層數(shù)可調(diào)，有效的控制了脫臭時間，避免油中縮水甘油酯在長時間脫臭情況下會急劇上升的情況。

對填料塔的進料裝置進行改進，油經(jīng)噴嘴進入油分配器，噴嘴使油產(chǎn)生閃蒸效果，脫除油中部分易揮發(fā)組分；噴嘴上部設有閃蒸填料，可捕集被真空系統(tǒng)帶走的中性油，避免損耗。

2.2 脫臭系統(tǒng)的改變

采用1個板式脫臭塔和3個填料脫臭塔的組合，可靈活調(diào)節(jié)工藝流程，板式脫臭塔在工藝流程中的順序可調(diào)，具體使用脫臭塔的數(shù)量可調(diào)。板式脫臭塔主要用于熱脫色和油中塑化劑等組分的脫除；填料脫臭塔主要用于脫酸，同時可脫除油中塑化劑、易揮發(fā)組分等。

針對油中縮水甘油酯在高溫、長時間脫臭情況下會急劇上升的情況，設置3個最終加熱器，使系統(tǒng)最多可實現(xiàn)三溫脫臭。既保證了板式脫臭塔較低的脫臭溫度、填料脫臭塔較高的脫臭溫度，又可對填料脫臭塔在物理脫酸后溫降較大的情況進行熱補償，有效的確保了脫臭工藝溫度的穩(wěn)定性、準確性。

2.3 換熱方式的改變

待脫臭油與高溫脫臭油采用降膜換熱器進行熱交換。待脫臭油走殼程，下進上出；高溫脫臭油走管程，上進下出；管程處于真空狀態(tài)，油在換熱管內(nèi)壁均勻成膜，通過重力向下流動。高溫脫臭油在真空狀態(tài)下的流動降溫過程中，部分脂肪酸和易揮發(fā)組分會進一步脫除，使成品油品質(zhì)進一步提高[1]。

3 工程應用

該脫臭系統(tǒng)設計后應用于花生油、玉米油、葵花籽油等脫臭加工。經(jīng)調(diào)試：花生油脫臭時，板塔脫臭溫度250 ℃，脫臭時間35～45 min，填料塔脫臭溫度270 ℃；玉米油脫臭時，板塔脫臭溫度255 ℃，脫臭時間 50～60 min，填料塔脫臭溫度270 ℃；葵花籽油脫臭時，板塔脫臭溫度235 ℃，脫臭時間25～35 min，填料塔脫臭溫度250 ℃；均可到達較好的脫臭效果。且經(jīng)檢測，脫臭成品油經(jīng)過降膜換熱器真空成膜降溫后，酸值可降低0.010～0.015 mgKOH/g，該換熱器的使用可提高成品油品質(zhì)。脫臭成品油主要指標見表1。

表1 質(zhì)量指標

采用該脫臭生產(chǎn)線，工藝流程、參數(shù)可靈活調(diào)節(jié)，提高了生產(chǎn)線加工油品的多樣性。經(jīng)該脫臭生產(chǎn)線得到的脫臭成品油符合國標一級油質(zhì)量要求，且縮水甘油酯和塑化劑含量均優(yōu)于相關(guān)標準、規(guī)范要求。