利用干法分提生產(chǎn)線進(jìn)行葵花籽油脫蠟改造，采用冷凍結(jié)晶工藝分離出葵花籽油中的蠟。通過(guò)將棕櫚油干法分提生產(chǎn)線改造成能進(jìn)行葵花籽油脫蠟的生產(chǎn)線，使同一套設(shè)備具備多種油品加工工藝，并利用干法分提技術(shù)提高葵花籽油脫蠟生產(chǎn)工藝效率、降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品抗凍性。

1干法分提結(jié)晶機(jī)理

1.1油脂分提

   蠟酯是C20~C28高級(jí)脂肪酸與C22~C30高級(jí)脂肪醇形成的。油脂脫蠟是通過(guò)冷卻結(jié)晶將油中高熔點(diǎn)蠟與高熔點(diǎn)固體脂從中析出，再采用過(guò)濾或離心分離操作將其除去的工序。油脂分提，就是將油脂進(jìn)行冷卻、析出結(jié)晶、固液相分離提純的過(guò)程。脫蠟與冬化脫脂屬于分提的一種特殊情況，分離脫除高熔點(diǎn)的蠟或脫除高熔點(diǎn)的固體脂。分提一般分為3個(gè)過(guò)程：①油脂冷卻；②油脂結(jié)晶；③固液相分離（即晶體分離）。

1.2油脂結(jié)晶

   油脂結(jié)晶過(guò)程分為3個(gè)階段，即熔融油脂過(guò)冷卻（或過(guò)飽和）、晶核形成和晶體生長(zhǎng)。當(dāng)熔融油脂溫度比熱力學(xué)平衡溫度低得多，即過(guò)冷卻（或稀溶液變得過(guò)飽和）時(shí)，油脂中一些熔點(diǎn)（或凝固點(diǎn)）相對(duì)較高的甘油三酯或蠟首先結(jié)晶，形成許多微觀晶粒，這些晶粒和油脂中可能存在微觀固體雜質(zhì)顆粒，在結(jié)晶過(guò)程中起到晶核作用。液態(tài)油脂中未結(jié)晶甘油三酯不斷凝結(jié)至這些晶核表面，晶核也就不斷長(zhǎng)大，成為宏觀晶體。過(guò)飽和形成濃度差是晶核形成和晶體成長(zhǎng)的濃度推動(dòng)力[3]，其大小影響脂晶黏度及黏度分布。溶液中晶核有3種成晶現(xiàn)象，即在液相中均勻成核、外來(lái)物質(zhì)異類成核及微小晶粒從固體晶核上剝離，并作為二次成核晶粒[4]。

2分提脫蠟

   脫蠟工藝是將油脂溫度降低，使油脂中蠟質(zhì)的溶解度相應(yīng)下降，達(dá)到飽和狀態(tài)后，蠟結(jié)晶析出。其結(jié)晶過(guò)程與棕櫚油干法分提一致。利用棕櫚油干法分提生產(chǎn)線進(jìn)行葵花籽油脫蠟生產(chǎn)線改造，一是通過(guò)干法分提生產(chǎn)線進(jìn)行脫蠟生產(chǎn)線改造，一次性分離葵花籽油中高熔點(diǎn)蠟和高熔點(diǎn)固體脂；二是通過(guò)干法分提生產(chǎn)線結(jié)晶控制點(diǎn)位多的特點(diǎn)，得到優(yōu)于傳統(tǒng)脫蠟生產(chǎn)工藝的產(chǎn)品，提升了產(chǎn)品的品質(zhì)效益。

   目前我國(guó)的干法分提設(shè)備主要以加工棕櫚油為主，而脫蠟工藝則普遍采用與全精煉工藝連用的設(shè)備，給設(shè)備綜合利用加工多種油品帶來(lái)了限制。油脂加工要脫除其中蠟，不同熔點(diǎn)的油脂產(chǎn)品都要經(jīng)過(guò)冷凍結(jié)晶環(huán)節(jié)，故此高效的冷卻換熱比和結(jié)晶控制技術(shù)成為技術(shù)的關(guān)鍵。

2.1傳統(tǒng)脫蠟生產(chǎn)線

   脫蠟生產(chǎn)線普遍采用與精煉串聯(lián)的連續(xù)式脫蠟工藝。

原料經(jīng)加熱器升溫至破晶溫度進(jìn)入結(jié)晶罐。在第1個(gè)結(jié)晶罐中添加硅藻土，并攪拌均勻。添加硅藻土促進(jìn)結(jié)晶，使葵花籽油中蠟和易結(jié)晶高熔點(diǎn)甘油三酯，與硅藻土一同形成晶體。葵花籽油經(jīng)結(jié)晶罐冷卻降溫，逐罐之間為溢流結(jié)構(gòu)，水溫設(shè)定為逐罐降低，葵花籽油連續(xù)進(jìn)入結(jié)晶罐中，平穩(wěn)降溫，經(jīng)溢流在最后一個(gè)結(jié)晶罐中達(dá)到終溫。在最后一個(gè)結(jié)晶罐中添加硅藻土有助于過(guò)濾的進(jìn)行。一般情況下，整個(gè)工藝過(guò)程中硅藻土使用比例為5%，先加入2%~3%，其余部分最后加入，提高其過(guò)濾性能。

2.2干法分提生產(chǎn)線改造為脫蠟生產(chǎn)線

   利用棕櫚油干法分提生產(chǎn)線，改造成同時(shí)滿足脫蠟工藝的分提生產(chǎn)線。

利用多效換熱器快速降溫，降溫后的葵花籽油從底部進(jìn)入結(jié)晶罐。從結(jié)晶罐底部進(jìn)油可以有效降低油品接觸空氣發(fā)生氧化的情況。硅藻土由原來(lái)的直接添加到結(jié)晶罐，改為硅藻土預(yù)先注入預(yù)混罐與葵花籽油定量預(yù)混，通過(guò)螺桿泵定量輸出到各結(jié)晶罐中。在預(yù)混罐中預(yù)混可以防止混合不均，同時(shí)防止晶體被攪拌破壞。每個(gè)結(jié)晶罐都是獨(dú)立的降溫單元，可以獨(dú)立設(shè)定降溫工藝曲線。依次執(zhí)行開(kāi)始冷卻工藝菜單實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。過(guò)濾是根據(jù)冷卻工藝情況，依次進(jìn)入過(guò)濾機(jī)組，達(dá)到連續(xù)結(jié)晶過(guò)濾的工藝設(shè)計(jì)。

2.3多效換熱器提高冷卻速率

   應(yīng)用多效連用降溫?fù)Q熱器提高生產(chǎn)效率。需脫蠟油經(jīng)供油泵供入，經(jīng)升溫?fù)Q熱器、油油換熱器、冷 卻換熱器后進(jìn)入結(jié)晶罐。充分進(jìn)行了熱回收利用，省去了在結(jié)晶罐中消耗冷量所產(chǎn)生的成本。經(jīng)升溫?fù)Q熱器的葵花籽油升到工藝溫度，將熱量通過(guò)油油換熱器給剛進(jìn)入系統(tǒng)的毛油升溫破晶，再到冷卻換熱器，即可減少升溫帶來(lái)的蒸汽成本，也可以減少水冷卻的負(fù)荷。利用此多效換熱系統(tǒng)，達(dá)到快速冷卻進(jìn)油的目的。

2.4影響分提的因素

（1）油脂及其品質(zhì)。油脂中膠質(zhì)、非固體游離酸、甘油二酯、甘油一酯和過(guò)氧化物存在都會(huì)影響結(jié)晶分離效果，所以油脂分提前需精煉。

（2）加熱破晶工段。油脂在精制、運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)由于非勻速降溫而產(chǎn)生不均勻晶核，不均勻晶核晶型各異，晶粒大小不一，在冷凍結(jié)晶階段不利于脂晶均勻成長(zhǎng)和成熟。因此，分提過(guò)程中油脂在進(jìn)入冷凍階段前，加熱油品使其中的高熔點(diǎn)蠟和高熔點(diǎn)固體脂完全熔化后進(jìn)入結(jié)晶罐，使油脂呈現(xiàn)均一狀態(tài)。

（3）晶種。在分提過(guò)程中添加晶種。利用結(jié)晶關(guān)系原理，在介穩(wěn)區(qū)區(qū)間添加晶種，促使晶體生成及成長(zhǎng)。選擇晶種類型、添加量與添加時(shí)間是關(guān)鍵控制點(diǎn)。晶種類型應(yīng)用最多的有分提硬脂和已結(jié)晶好的油脂。

（4）結(jié)晶溫度和冷卻速率。過(guò)冷度太大，同時(shí)會(huì)形成很多晶核，使整個(gè)體系黏度增加，分子移動(dòng)困難阻礙結(jié)晶成長(zhǎng)。溫差大，急驟冷，易形成無(wú)法分離玻璃質(zhì)體，應(yīng)緩慢冷卻至一定結(jié)晶溫度，才能獲得相應(yīng)晶型。

（5）結(jié)晶時(shí)間。固體脂結(jié)晶時(shí)間不僅與體系黏度、多晶性、冷卻速率及某種飽和或不飽和甘油三酯結(jié)成穩(wěn)定晶型性質(zhì)等因素有關(guān)，且受結(jié)晶塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響。

（6）攪拌速度。具有攪拌功能的結(jié)晶罐，能加快熱傳遞速度，保持油溫和各成分均勻狀態(tài)，能加快結(jié)晶分提速度。但若攪拌力度不夠，會(huì)產(chǎn)生局部晶核;若攪拌太劇烈，會(huì)使結(jié)晶被撕碎，導(dǎo)致過(guò)濾發(fā)生困難，則更為不利。為了使蠟微粒之間的聚集碰撞增加，又能使油冷卻均勻，應(yīng)控制適當(dāng)攪拌速度，一般為8~13r/min。

（7）助濾劑。一般添加硅藻土或珍珠巖，相當(dāng)于增加晶核，加速結(jié)晶過(guò)程。高熔點(diǎn)的蠟或固體脂附著在助濾劑上，晶核顆粒逐漸成長(zhǎng)變大。添加助濾劑還可以改善過(guò)濾速率。

（8）輸送。輸送過(guò)程中應(yīng)盡量避免受絮流剪切，一般選擇螺桿泵輸出。螺桿泵輸出可以穩(wěn)定控制壓力和流量，同時(shí)減少對(duì)晶體的破壞。

（9）分離方式。干法分提普遍采用膜式過(guò)濾機(jī)，膜式過(guò)濾機(jī)所使用濾布透氣率對(duì)最終產(chǎn)品產(chǎn)生影響。濾布分為抗靜電的和不抗靜電的，透氣率在30~250L/（dm2·min），透氣率越小分離出細(xì)小晶體越好，但也造成過(guò)濾速度下降。

2.5降溫控制形式

   破晶溫度一般在60~70℃，油脂進(jìn)入結(jié)晶罐后，溫度一般會(huì)在過(guò)程中有所損失。該溫度控制點(diǎn)較少，逐級(jí)冷卻降溫，通過(guò)進(jìn)油流量調(diào)節(jié)降溫速率。

   在油品升溫達(dá)到破晶溫度后開(kāi)始分步降溫，同時(shí)打開(kāi)攪拌使結(jié)晶罐內(nèi)油品與冷卻盤管充分接觸。在冷卻的初始階段油品處于穩(wěn)定區(qū)間，在此區(qū)間對(duì)油品迅速降溫不會(huì)生成晶核顆粒，在設(shè)備允許范圍內(nèi)快速冷卻可以節(jié)省冷卻時(shí)間。油溫達(dá)到過(guò)飽和區(qū)域后，通過(guò)持續(xù)降溫讓油品溫度達(dá)到不穩(wěn)定區(qū)域自發(fā)形成晶核，或者在油品溫度處于介穩(wěn)區(qū)域時(shí)添加晶種，加速油品結(jié)晶成型過(guò)程。無(wú)論哪種方法都要晶核緩慢成長(zhǎng)為大的晶體顆粒，利于過(guò)濾。在晶核生成后緩慢養(yǎng)晶，使晶體逐漸成長(zhǎng)，最終達(dá)到過(guò)濾終溫。

   通過(guò)多效換熱器使原料油先后進(jìn)行預(yù)熱升溫-破晶升溫-熱回收-降溫階段，進(jìn)入結(jié)晶罐后縮短前期降溫時(shí)間，提高了結(jié)晶工段生產(chǎn)效率。尤其在夏季將大大降低電耗及蒸汽消耗。在快速進(jìn)油過(guò)程中，必須保證結(jié)晶罐內(nèi)沒(méi)有殘留晶核，不能影響后期結(jié)晶。

3結(jié)束語(yǔ)

   利用棕櫚油干法分提生產(chǎn)線改造成可以同時(shí)滿足油品脫蠟工藝的生產(chǎn)線，同時(shí)利用快速進(jìn)油提高熱能利用率和降低冷卻成本，利用硅藻土預(yù)混工藝實(shí)現(xiàn)預(yù)混添加，誘導(dǎo)晶核生成、成長(zhǎng)。利用干法分提生產(chǎn)線進(jìn)行脫蠟工藝改造后，生產(chǎn)的一級(jí)葵花籽油0℃冷凍試驗(yàn)達(dá)到72h以上，一級(jí)葵花籽油庫(kù)存一周以后，其酸值（KOH）小于等于0.1mg/g，過(guò)氧化值小于等于0.9mmol/kg，色澤R0.7/Y7~R0.8/Y8。在原有生產(chǎn)線基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝改善，提高了設(shè)備綜合利用率，并應(yīng)用干法分提技術(shù)機(jī)理生產(chǎn)高品質(zhì)脫蠟葵花籽油，可以使企業(yè)效益大幅增長(zhǎng)。

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