第六章 花生副產物資源化利用(二)(2 / 3)

②加壓催化水解。間歇式操作常用於水解優質原料以生產無需蒸餾的淺色脂肪酸,或者用於熱敏性油脂的水解,而且比常壓水解要迅速。加壓催化水解使用的催化劑通常為二價金屬氧化物或氫氧化物,如氧化鋅、氧化鎂和氧化鈣等,二價金屬氧化物或氫氧化物比一價金屬氧化物或氫氧化物的催化活性高。這些金屬氧化物或氫氧化物在油脂水解時容易生成金屬皂,溶解在油中,可起乳化作用,形成油包水型乳濁液,從而加快水解反應。水解時采用了較高的壓力,促進了油水之間的互溶,也能使水解較好地進行。國外加壓催化水解采用的壓力較高,一般在1.03~3.34MPa;國內一般采用較低壓力,一般在0.7~1.0MPa。

水解後得到的脂肪酸中含有水解時生成的油溶性金屬皂,需采用酸處理方法而除去。然而硫酸分解鈣皂後生成的硫酸鈣不能被水洗去,殘存在脂肪酸中會影響產品質量。當采用氧化鋅為催化劑時,生成的鋅皂用硫酸分解後,轉化為可溶於水的硫酸鋅。

若脂肪酸供製皂用時,鋅皂的殘存不影響肥皂質量,所以采用氧化鋅為催化劑較多。在水解鍋中加入酸化油和1br3油重的水,然後加入油重0.3%~0.4%的催化劑,用直接蒸汽加熱物料。蒸汽壓的高低視脂肪酸的用途而定,如供製皂用,水解度不必過高,否則脂肪酸顏色加深。這樣用途的脂肪酸隻需在0.6~0.7MPa下水解6~8h,水解率可達90%。若需要分離脂肪酸製取固體酸和液體酸,水解度要達到95%以上,這時需要1MPa以上的直接蒸汽加熱,水解8~9h。這樣長時間的水解,有可能使脂肪酸顏色加深,生產上可以采用常壓水解法所用的分段逆流水解方法。

③高壓無催化劑水解。水在較高溫度下,可以離解為氫離子和氫氧根離子,能夠促進油脂水解。在一定的溫度和蒸汽壓力下,可以不需要催化劑,直接進行油脂水解。

將相當於油質量30%~60%的水和酸化油一起加入到水解鍋中。通入蒸汽於物料中以置換出水解鍋頂部空間的空氣,以及溶解於油和水中的空氣,然後關閉水解鍋出口並繼續通入蒸汽使其壓力提高到要求的壓力。水解鍋內蒸汽的冷凝和少量蒸汽的放空維持了蒸汽的足夠流通,以保持物料的翻動。水解6~10h後,約95%或更多的油脂即可被水解。當達到預定的水解程度後,物料被送入沉降罐,分開的脂肪酸從水—甘油混合物中排出。

也可以采用分段方法進行水解。第一次水解時如入油質量30%~35%的水,通入1.5MPa蒸汽水解5~6h,然後降溫降壓,放出甘油水。第二次水解時加入油質量20%~30%的水,用直接蒸汽加熱和攪拌下水解3~5h,水解度可達9%以上。

高壓水解時間短,脂肪酸的得率高,質量好,但設備投資較大。

④高溫連續水解法。在提高溫度和壓力時,水在油中的溶解度顯著增加,達到一定溫度和壓力時,水相和油相形成一個均相,並且還可以及時排出反應生成的甘油,使水解反應很好地進行。

連續高溫水解是在水解塔內進行。原料經熱交換器送入水解塔底部,通過分配器成為小油滴,油滴通過甜水層向上移動,同時溫度升高。油滴經過油br水界麵進入反應區,工藝水從水解塔頂噴下,在反應區與油脂逆流接觸,並使油脂水解。主要操作條件為:溫度260℃,壓力2MPa,油與水質量比為2∶1,反應時間為2~3h,水解率可達98%~99%。連續高溫水解時間短.蒸汽利用率高,產品脂肪酸色澤淺,但對於熱敏性原料,如不飽和度高和含羥基酸的油脂不適用,因為易引起脂肪酸組成或構型的變化,而且在水解時有可能生成聚合物。因此,水解前必要時可對原料進行預處理,如預先氫化後再進行水解。

(3)水洗

水洗的目的是將粗脂肪酸中的雜質(如無機酸、甘油等)除去。粗脂肪酸加熱至90~95℃,加入濃度約為2%的同溫同量的鹽水,攪拌一定時間後,靜置0.5h,放出廢水。如此水洗進行數次,以洗去其中的水溶性雜質,直至放出的廢水的pH值為6~7為止。

(4)幹燥

幹燥的目的是將粗脂肪酸中的水分除去,以便於蒸餾操作。

常壓幹燥是將粗脂肪酸升溫到130℃,幹燥至液麵無蒸汽逸出時,轉入粗脂肪酸暫存罐。減壓幹燥是在真空下以間接蒸汽加熱至105~110℃,用過熱蒸汽或壓縮蒸汽攪拌。幹燥後用壓縮空氣將物料壓入暫存罐。

(5)蒸餾

按皂化酸解法中所述的蒸餾方法進行蒸餾。

(二)混合脂肪酸的分離

用油脂堿煉皂角或水化油腳製取的脂肪酸與同種油脂的脂肪酸組成基本上是近似的。利用花生油脂精煉油腳製取的混合脂

肪酸可分離為兩大類產品:固體脂肪酸和液體脂肪酸。固體脂肪酸以棕櫚酸為主,含有部分硬脂酸和不飽和脂肪酸,常溫下為固態。液體脂肪酸主要以油酸和亞油酸為主,其中含有少量的飽和脂肪酸,常溫下呈液態。

目前,工業上常用的分離混合脂肪酸的方法有冷凍壓榨法、表麵活性劑分離法、精餾分離法和溶劑分離法等。

1.冷凍壓榨法

冷凍壓榨法是利用脂肪酸的熔點不同,將混合脂肪酸冷卻到一定溫度,熔點較高的脂肪酸結晶出來,再通過壓榨的方法將其與熔點較低的脂肪酸進行分離。

其工藝流程為:混合脂肪酸→冷凍→裝袋→壓榨→固體酸↓液體酸

①冷凍

將混合脂肪酸放入冷凍罐內,在冷凍罐的夾套內通入冷凍鹽水,冷凍鹽水的溫度一般為-20~-15℃。混合脂肪酸在冷凍罐內攪拌下逐步結晶,緩慢冷卻到所需溫度。為了使結晶粗大,便於分離,可放慢冷卻速度。