油脂脱臭工艺的发展历史

2020-11-18 09:38:26 作者: 油脂脱臭工艺

食用油脂的主要成份是甘油三酯,纯净的甘油三酯是没有气味的。但加工所得到的各种毛油,都具有不同程度的“天然气味”。如芝麻油香、花生油的天然香味、豆油有清涩味等。在加工和储藏过程中油脂酸败、变质也会所产生异味,所有这些气味统称为臭味。这些气味物质包括游离脂肪酸、低分子醛、酮、醇以及不饱和碳氢化合物、溶剂等。它们的出在,有的只需在10-9数量级即可被察觉到。此外,个别油脂还有其特殊味道,如菜籽油中的异硫氢酸酯、噁唑烷硫酮等硫化物,均必须加以脱除。

脱臭是脱除油脂中臭味物质的过程,它是油脂精炼过程重要的工序。毛油经过化学精炼后还含有一定量的脂肪酸及微量的醛类、酮类、烃类、甘油酯的氧化物、肥皂味、白土味等,这些低沸点组分物质便组成油脂的“臭味”组分,这些臭味组分一般都是影响油脂风味、气味、色泽以及稳定性的低分子挥发物质,油脂脱臭便是利用臭味组分与甘油三酯之间挥发度存在很大差异,在高温高真空条件下,借助水蒸气蒸馏原理将臭味组分加以脱除的工艺过程。

十九世纪中叶前, 油脂几乎没有或根本没有精炼需求。食用油脂 (如猪油, 橄榄油, 牛乳等) 大多是未经提炼的, 甚至这些油特有的风味还招人喜欢 。

早期的脱臭方法于19世纪中叶取得了专利,但是没有普遍使用。1869年成功制造出奶油的第一代代用品,欧洲人造奶油工业需求的增长导致了食用油脱臭技术的发展。人造奶油不断采用新的油脂原料的同时,工艺也不断进步。十九世纪末, 开发了几种间歇式脱臭系统,这种脱臭系统用于椰子油与棕榈油,在系统中喷入直接蒸汽加热并搅拌油脂。

法国人罗卡(Rocca)于1900年在常压下连续脱臭,比利时人De Bruyn 于1900年常压下连续逆流柱筛板填充脱臭塔。

20世纪20年代欧洲己经有许多间歇式脱臭工厂。重要的改进如在真空下操作,采用间接加热来提高温度,通入过热的汽提蒸汽以避免油脂水解,脱臭设备采用抗氧化的材料。首次具有这些特征设计的是法国E.Bataille 和德国鲁奇 (Lurgi)脱臭器,1916年起在欧洲最广泛使用。

Bataille 间歇真空脱臭装置

在美国,1891年埃克斯坦(Eckstein)发明了第一个工业脱臭装置,在高温(160 - 175°C)的碱炼棉籽油中通入直接蒸汽,可以大大改善油的味道。美国最成功的脱臭工艺是Wesson(油脂精炼工艺的开拓者——威森 )1900年于南方棉籽油公司开发的。这一过程并没有获得专利,并在一段时间内保密,但这可能是美国第一个真空脱臭技术。Wesson的脱臭油的质量几十年来一直是全世界食用油的标准。

1948年美国推出较大操作系统,贝雷开发了半连续式卡特尔(Girdler)脱臭器,该设计是层叠浅盘鼓泡型脱臭器。每层的油逐次加热、析气、脱臭、热脱色和冷却。同时采用了低压热传递介质(如导热油),使高温操作设备的设计更容易。

Benjamin Thurman为Humko设备公司(Kraft食品部门)开发了一种连续式脱臭设备,于1948年获得了专利,并成功应用于工厂直至70年代。Thurman的设计有7个立式层叠水平的园盘。在真空条件下,其中4个用来脱臭,3个用来冷却。

Simon-Rosedowns的脱臭专利图

70年代中期热虹吸方法作为热回收的吸计,西蒙-罗斯唐( Simon-Rosedowns)获得了脱臭的专利。在真正的半连续系统中,热回收可以超过40%。

70年代A.Athanassiadis为迪斯美开发SCD(半连续式脱臭器);美国的Frank Sulliven为 Pallmco精炼厂设计,并于1974年投入生产。从物理精炼得到了有用的副产物需改为脂肪物冷凝器的设计,以处理高的馏出物负荷。

1970年薄膜理论开始再次实验,并首次将填料塔原理应用于油脂脱臭并取得专利(宝洁公司Procter&Gamble)。与“喷气浅盘型”脱臭塔相比,其优势在于在相同的条件下,汽提蒸汽的耗用量比浅盘型减少一半以上。

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