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                    棉籽油脫色工藝探討

                    日期:2019-03-15 17:54
                    棉籽油色澤深的主要原因是油中存在棉酚及其衍生物。棉酚主要存在于棉仁的色素腺體之中,是棉籽中最重要的色素,占總色素的20%~40%。棉酚受熱變性易形成非常穩定的色素,無論是堿煉、吸附劑吸附還是高溫脫色都很難去除。
                     
                    對于棉籽油來講,棉籽毛油中所含棉酚越少,油中棉酚變性程度越低,則越易精煉脫色,堿耗和煉耗相應也會減少。棉籽油中棉酚含量和變性程度,主要取決于榨油工段和浸出工段工藝參數的控制。如果前期榨油工段和浸出工段處理不好,毛油質量差,油中棉酚變性嚴重,后續工段即使加入大量的超量堿或者白土都無濟于事。
                     
                    為了系統全面地解決脫色難題,生產出高品質的棉籽油,就必須從棉籽加工工藝、棉籽油精煉工藝等多方面進行考慮。下面圍繞影響棉籽油色澤的工藝,分析色素形成原因,并對如何降低色澤等問題進行探討。
                     
                    1棉籽榨油工藝應注意的問題
                     
                    1.1棉籽的安全儲存
                     
                    由于有棉殼的保護,棉籽比較容易儲存。但棉籽導熱性差,吸濕性強,濕熱不易擴散,容易發熱霉變。在霉變過程中,棉籽不但酸敗,而且由于水分和溫度的存在,會導致棉酚及其他一些色素物質氧化,造成棉籽油脫色困難。因此,為避免棉籽毛油顏色加深,應盡量縮短棉籽儲存時間,嚴格控制水分,及時檢查棉籽溫度。特別是光棉籽一定要做到合理堆放,做好垛底鋪墊和防雨雪工作。保證加工原料的質量。
                     
                    一般來說,棉籽安全儲存水分應低于10%。如果棉籽溫度高于30℃,且升溫很快,甚至帶有霉味,就應盡快采取措施進行處理。
                     
                    1.2降低仁中含殼量
                     
                    棉籽中含有約40%的殼,殼中含油一般只有05%~1.0%,并含有褐色素、農藥殘留物,且蠟質含量高。加之含有4%左右的短絨,制油過程中如不將其脫除,不但降低制油設備的生產能力,致使出油率降低,還影響粕的品質和粗蛋白含量,對毛油色澤和風味影響很大。
                     
                    有些生產廠家為追求出粕數量,忽視仁中含殼量,造成毛油色素、蠟質含量偏高,導致堿煉困難,煉耗增加。因此,棉籽加工一定要提高剝殼率,改進剝殼質量,避免棉殼中的色素溶于油中使油色澤加深,導致脫色困難。一般仁中含殼率(10目/英寸篩檢驗)應不大于10%,殼中含仁率應不大于0.5%。
                     
                    1.3高水分蒸炒預榨
                     
                    蒸炒過程對棉籽油精煉的影響非常關鍵。棉坯應采用高水分蒸炒工藝,其作用為:
                     
                    (1)在控制水分含量的同時,使細胞壁破裂,蛋白質凝固變性,降低油的黏度。但僅有較高水分還不夠,還需要較高的溫度和較長時間的蒸炒。
                     
                    (2)高水分蒸炒對于棉籽油精煉的重要之處還在于:①促使磷脂吸水膨脹。棉籽中的磷脂是以結合態和游離態兩種形式存在的,結合態磷脂是指磷脂與蛋白質、糖類物質結合成的一種復合物。游離態磷脂在棉籽中很少。蒸炒過程中,由于蛋白質變性,復合物中的磷脂被釋放出來,在水分作用下吸水膨脹呈凝聚狀態,不再溶于油中。因此,制油時凝聚態磷脂留于粕中。②促使棉酚與蛋白質結合。游離棉酚極易溶于油脂和溶劑中,不溶于水,在光、水、熱的作用下能生成變性棉酚。變性棉酚無毒,但是色澤極深,很難被堿破壞,這是制油過程中極不希望出現的情況。但是游離棉酚能與棉仁中的磷脂和蛋白質結合,生成結合棉酚,結合棉酚也無毒,但比變性棉酚對毛油色澤的影響更大,特別是游離棉酚與磷脂結合形成的結合棉酚可溶于油中而影響毛油質量。因此,可利用蒸炒使游離棉酚與蛋白質結合而留在粕中,從而提高毛油質量,同時降低煉耗。與此相反,低水分、高溫度、長時間蒸炒后,壓榨毛油呈很深的醬色,非常難脫除。
                     
                    無論膨化—浸出工藝還是傳統的壓榨—浸出工藝,蒸炒操作都不能被省略或忽視。為了提高毛油質量和出油率,降低堿煉損耗,必須對料坯進行高水分蒸炒。
                     
                    高水分蒸炒第一步要求料坯加熱水潤濕到含水分16%~20%,同時通直接蒸汽蒸坯,料層高度保證1m以上。第二步用間接蒸汽或導熱油加熱烘干調節水分,一般蒸炒鍋設計為4層或5層,每層料位高度大約300mm,每層處理時間控制在20~30min。全蒸炒過程時間應控制在1.5~2h。即使膨化—浸出工藝對料坯溫度和水分要求不嚴格,全蒸炒過程時間也不應少于15h。出料料坯溫度要達到100~110℃,水分降至5%~7%。
                     
                    壓榨生產出來的毛油要進行過濾并及時冷卻,避免油中含有的棉酚在高溫下產生變性棉酚和棉酚衍出物,從而使毛油色澤加深,給脫色帶來困難。
                     
                    另外值得一提的是,近年來很多棉籽蛋白加工企業采用一次浸出法制取棉籽油。該工藝同預榨浸出法相比缺少高水分高溫蒸炒過程,只經過低溫軟化或瞬時高溫膨化,棉酚、色素、磷脂、蛋白質變性程度小或者不變性,從而更多地溶于油中,造成一次浸出毛油質量差。而且一次浸出法制取的毛油酸值普遍較高,色澤深,磷脂含量高,精煉參數難以掌握,堿耗和煉耗都比較大。
                     
                    2棉籽浸出工藝應注意的問題
                     
                    為了提高濃縮效果,降低氣相溫度,改善毛油品質,防止氧化變質,目前棉籽油生產已廣泛采用負壓蒸發技術。棉籽毛油在高于130℃情況下,很容易發生氧化、聚合、分解,產生過氧化物和許多熱不穩定產物。特別是在高溫和水蒸氣的共同作用下,毛油中的棉酚、磷脂和蛋白黏液易氧化變性,導致毛油酸值升高,形成黑色素溶于油中使油色變深,造成脫色困難。因此,應盡可能降低蒸發系統氣相壓力,降低操作溫度以保證浸出毛油質量。一般要求負壓蒸發系統殘壓27~40kPa,氣相溫度控制在85~95℃。
                     
                    與壓榨生產出來的毛油相同,浸出毛油也需要及時冷卻,且不宜長時間儲存,以防止油中含有的棉酚氧化變性,使毛油色澤加深而難以精煉。
                     
                    3棉籽油精煉工藝應注意的問題
                     
                    棉籽毛油常用的精煉方法有傳統的化學堿煉工藝和混合油精煉工藝兩種,現階段國內多采用前一種方法,下面就化學堿煉工藝路線及參數進行討論。
                     
                    3.1中溫長混堿煉工藝
                     
                    一般來說,棉籽毛油中含有2%~4%的棉酚、磷脂和色素。這些成分在油脂精煉過程中必須予以脫除,否則將影響棉籽油的風味和感觀指標。堿煉和脫色是脫除毛油色素的兩個工段,如果堿煉工段不能將棉酚脫除干凈,那么殘存的棉酚和色素會在脫色和脫臭的升溫過程中變性而使油品色澤固定,造成不可脫除的顏色。因此,堿煉工段是脫除棉酚的關鍵。
                     
                    典型的棉籽油連續式脫膠堿煉工藝如下:
                     
                    棉籽毛油→預熱→混合磷酸↓→酸反應→混合堿液↓→中和反應→加熱→離心脫皂↓皂腳→水洗軟水↓→離心脫水↓廢水→加熱干燥→三級棉籽油
                     
                    很多廠家在實際生產過程中忽略了酸反應過程。充分合理的酸反應,不但能去除棉籽毛油中的非水化磷脂,磷酸的存在亦可使葉綠素轉化成色淺的脫鎂葉綠素,同時對降低紅色也有效。另外,磷酸也可絡合金屬離子,鈍化鐵、銅等微量金屬對油脂氧化的催化作用,增加油脂的氧化穩定性,改善油脂的風味。
                     
                    棉籽毛油采用高溫堿煉工藝時,由于反應溫度較高,長時間的中和反應會造成額外的油被皂化,使煉耗增加。如果反應時間短,則皂沒有足夠的時間吸附油中的色素和棉酚,棉酚就不能完全脫除,棉籽油色澤得不到明顯改善。而采用中溫長混工藝,堿煉溫度控制在65~70℃,既能提高精煉率,又能明顯改善棉籽油色澤,還可以最大限度脫除棉酚,是較為理想的棉籽油精煉方法。
                     
                    一般酸值(KOH)5~10mg/g的棉籽毛油,采用的堿液濃度為16%~18%。加堿量應以水洗后棉籽油酸值和皂腳而定,加堿離心分離后的棉籽油酸值(KOH)應該在1.0mg/g以下,皂腳應為中性,質地光滑柔軟。超量堿太多,不但精煉率降低,而且精煉后油的含皂量很高,透明度不好,甚至可致離心機出現鹽析現象。
                     
                    高酸值棉籽毛油堿煉也可以采用兩道高溫短混堿煉工藝。第一道控制酸值(KOH)在1.5mg/g左右,第二道控制在0.6mg/g以下。但是采用兩道堿煉會增加設備投資,并且煉耗會有所增加。
                     
                    3.2常規脫色脫臭
                     
                    棉籽油的脫色脫臭同其他油脂加工基本類似。脫色工段可采取預脫色—復脫色工藝,建立兩次吸附平衡,脫色效果會比較理想。在保證較高真空度前提下,脫色溫度可適當提高,以保證脫色效果。
                     
                    與大豆油和菜籽油相比,棉籽油熱脫色效果比較差。普通大豆油脫色后紅值為4.0(羅維朋比色槽133.4mm),經過高溫脫臭很容易將色澤降至標準要求。但棉籽油脫臭后顏色不會有顯著變化。如果條件允許,可適當延長脫臭時間(不短于90min)并提高脫臭溫度(高于250℃),以增強熱脫色效果。
                     
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                    棉籽油色澤的深淺不僅取決于加工工藝、精煉工藝和精煉程度,而且同原料儲存、清理、剝殼及仁殼分離、蒸炒榨油和浸出蒸發密切相關。棉籽儲存條件不當,榨油加工工藝不合理,精煉路線選擇不恰當都會導致棉籽油中棉酚含量高,棉酚變性甚至顏色固化,從而對棉籽油的色澤產生很大影響。因此,分析生產中的具體原因,對癥下藥才會有效解決棉籽油脫色這一行業難題。

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