蒸餾器在糧油加工中的應(yīng)用
新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)糧油工業(yè)發(fā)展迅速，尤其是在一些新型的糧油儀器被研發(fā)和運(yùn)用到生產(chǎn)中之后，糧油行業(yè)迅速崛起，一度領(lǐng)跑國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為什么說(shuō)糧油儀器的發(fā)明加快了糧油的發(fā)展呢！我們可以通過(guò)下面的蒸餾器在糧油加工中的應(yīng)用來(lái)解說(shuō)這個(gè)疑問(wèn)。
蒸餾器技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種分離新技術(shù)，分子蒸餾技術(shù)的工作原理是利用不同種類物質(zhì)其分子運(yùn)動(dòng)平均自由程不同的性質(zhì)，在高真空狀態(tài)下將液體混合物稍稍加熱，使液體分子從液面逸出擴(kuò)散，輕分子的平均自由程大落在冷凝面而重分子的平均自由程小又返回，從而將液體中的不同物料分離。本文對(duì)分子蒸餾技術(shù)在糧油工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了敘述。
1 蒸餾器技術(shù)在油脂提取中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的植物油脂提取方法主要是壓榨法和溶劑萃取法，壓榨法出油率低，粕內(nèi)殘油高，壓榨后粕中的蛋白質(zhì)已經(jīng)變性，生物效價(jià)低，只能用作飼料，造成資源浪費(fèi)；而溶劑萃取法具有出油率高，蛋白質(zhì)不變性的優(yōu)點(diǎn)，但是產(chǎn)品中的溶劑殘留較難控制，且有機(jī)溶劑易燃、易爆，并且產(chǎn)品純度不高。分子蒸餾技術(shù)提取油脂無(wú)溶劑殘留，無(wú)污染，適用于揮發(fā)性強(qiáng)、高沸點(diǎn)、熱敏性、易氧化物料的分離，特別適合應(yīng)用于一些功能性油脂的提取，來(lái)保護(hù)生理活性物質(zhì)的活性。隨著科技的發(fā)展，分子蒸餾技術(shù)日益受到重視，許多學(xué)者對(duì)分子蒸餾技術(shù)提取植物油脂進(jìn)行了研究，例如分子蒸餾技術(shù)提取菜籽油、玫瑰精油、桂皮油、玫瑰油、山蒼子油、米糠油、小麥胚芽油、丁香油等，另外分子蒸餾技術(shù)提取動(dòng)物油脂如魚油以及混合油脂的分離和提純?nèi)缬仓釂胃视王�、月桂酸單甘油酯、丙二醇酯等的分離等方面也進(jìn)行了研究和應(yīng)用。
2 蒸餾器技術(shù)在不飽和脂肪酸分離中的應(yīng)用
不飽和脂肪酸對(duì)人體具有重要的生理意義，因此對(duì)不飽和脂肪酸的提取分離國(guó)內(nèi)外都很重視。傳統(tǒng)脂肪酸的提取分離方法主要有：壓榨分離法、有機(jī)溶劑分離法、精餾分離法及尿素包合分離及綜合法等。但傳統(tǒng)的方法具有以下缺點(diǎn)：容易導(dǎo)致熱不穩(wěn)定性的生理活性物質(zhì)多不飽和脂肪酸分解變質(zhì)；同時(shí)有溶劑殘留給產(chǎn)品帶來(lái)污染，影響產(chǎn)品質(zhì)量；傳統(tǒng)的分離方法很難解決高純度的不飽和脂肪酸提取問(wèn)題。由于飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸分子運(yùn)動(dòng)平均自由程大，而多不飽和脂肪酸分子運(yùn)動(dòng)平均自由程小，因此在進(jìn)行分子蒸餾時(shí)多不飽和脂肪酸分子最后蒸出。通過(guò)多級(jí)蒸餾可以將不同組分分離。由于EPA、DHA不飽和程度很高，高溫下容易發(fā)生聚合、氧化等，且脂肪酸沸點(diǎn)較高，所以在進(jìn)行分子蒸餾前需先進(jìn)行乙酯化。不飽和脂肪酸提取工藝中影響分離效率的重要參數(shù)主要有：系統(tǒng)真空度、刮板轉(zhuǎn)速、初始進(jìn)料溫度、蒸發(fā)溫度及內(nèi)冷溫度等。同時(shí)在高真空下輸送泵能否正常輸送物料將影響整個(gè)工藝的連續(xù)生產(chǎn)。
3 蒸餾器技術(shù)在油脂脫酸、脫臭中的應(yīng)用
在油脂的生產(chǎn)過(guò)程中，由于從油料中提取的毛油(粗油)中含有一定量的游離脂肪酸，而脂肪酸是油脂水解酸敗的主要底物， FFA比甘油酯中的脂肪酸更容易被氧化，脂類氧化物會(huì)使食用油脂和食品中的脂類發(fā)生氧化酸敗，從而影響油脂的色澤和風(fēng)味以及保質(zhì)期，脫除油脂中游離脂肪酸的過(guò)程稱為脫酸，油脂脫酸是油脂加工業(yè)的重要工藝。毛油脫酸的常用方法為化學(xué)堿煉法和水蒸氣蒸餾法，這2種工藝對(duì)高酸值油的精煉得率都比較低。上述2種脫酸工藝，在脫除游離脂肪酸的過(guò)程中也會(huì)使油中的維生素E和甾醇類物質(zhì)部分脫除，造成有效成分的損失。利用分子蒸餾對(duì)高酸值的油脂進(jìn)行脫酸是一條有效途徑，馬傳國(guó)利用分子蒸餾裝置對(duì)酸值在1040mgKOH/g花椒子油進(jìn)行脫酸，結(jié)果表明脫酸效果顯著，得到重餾分(油脂)的酸值均小于4mgKOH/g。王寶剛利用分子蒸餾技術(shù)研究料繭蛹油脫酸工藝，實(shí)踐取得較好脫酸效果，研究得出工藝中影響油脂脫酸效果重要參數(shù)主要有：系統(tǒng)真空度、刮板轉(zhuǎn)速、初始進(jìn)料溫度、蒸發(fā)溫度及內(nèi)冷水溫度等；同時(shí)在高真空下輸送泵能否正常輸送物料將影響整個(gè)工藝連續(xù)生產(chǎn)。分子蒸餾技術(shù)還可以把需要去除的氣味物質(zhì)提取出來(lái)，因此可以用于油脂脫臭。
4 蒸餾器技術(shù)在天然色素提取中的應(yīng)用
傳統(tǒng)方法提取的色素有機(jī)溶劑殘留、澄清度等都很難符和標(biāo)準(zhǔn)，而且有機(jī)溶劑使用量大。分子蒸餾技術(shù)在制備天然色素方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，制得的色素產(chǎn)品質(zhì)量、外觀、得率都高于真空蒸餾的產(chǎn)品，克服了傳統(tǒng)分離提取法的種種缺陷，必將在天然色素的制備方面起到巨大的推動(dòng)作用。許多研究都證實(shí)了分子蒸餾技術(shù)在天然色素提取中的應(yīng)用的優(yōu)越性。如：鐘耕等采用分子蒸餾法，以冷榨甜橙油為原料，提取其中的類胡蘿卜素，結(jié)果表明，采用分子蒸餾法，從脫蠟的甜橙油中一步提取的色素，不含有機(jī)溶劑，純度高，色價(jià)高。陸韓濤等采用二級(jí)分子蒸餾對(duì)辣椒紅色素進(jìn)行處理后，產(chǎn)品中溶劑殘留的體積分?jǐn)?shù)僅為0·002%，產(chǎn)品指標(biāo)達(dá)到聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)標(biāo)準(zhǔn)。
5 蒸餾器技術(shù)在天然抗氧化劑提取中的應(yīng)用
在植物油加工中，脫臭餾出物一直是提取維生素E的重要原料，另外還可利從大豆油腳中提取維生素E。用分子蒸餾技術(shù)直接從脫臭餾出物中提取維生素E往往比較困難，需要對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理，以提高分離過(guò)程的選擇性，預(yù)處理過(guò)程能夠使分子蒸餾過(guò)程朝著有利的方向進(jìn)行，常用的預(yù)處理方法有：酯化、轉(zhuǎn)酯化、皂化、萃取、尿素絡(luò)合等。
6 蒸餾器在甾醇提取中的應(yīng)用
甾醇是一類具有生理活性的物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、飼料等行業(yè)。傳統(tǒng)提取甾醇的方法不僅耗費(fèi)大量有機(jī)溶劑，而且操作過(guò)程繁雜，并且還有安全和環(huán)保等問(wèn)題，分子蒸餾法可同時(shí)提取、分離維生素E和甾醇，特別適用于實(shí)驗(yàn)室的精制，也可用于工廠生產(chǎn)。該工藝的主要缺點(diǎn)是產(chǎn)品純度和收率低，需要進(jìn)行多次蒸餾。
7 蒸餾器在高碳脂肪醇提取物精制中的應(yīng)用
二十八烷醇是一種重要的高碳脂肪醇，具有降血脂、提高反應(yīng)敏銳性、保護(hù)肝臟等諸多生理活性，其中，增進(jìn)耐力、精力和體力的功能表現(xiàn)得尤為突出。二十八烷醇主要來(lái)源于動(dòng)物蠟和植物蠟，二十八烷醇的提取與分離傳統(tǒng)上采用高真空分餾法，可獲得純度50%的二十八烷醇產(chǎn)品，但分離效果和效率不太理想。采用分子蒸餾技術(shù)可以明顯提高二十八烷醇分離效率，提高產(chǎn)品純度，分離時(shí)間和分離效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方法。
陳芳等采用分子蒸餾技術(shù)進(jìn)行高碳脂肪醇提取物的精制，試驗(yàn)結(jié)果表明，蒸餾溫度和壓力作為分子蒸餾的關(guān)鍵工藝參數(shù)對(duì)高碳脂肪醇的精制效果具有顯著影響。除此之外，對(duì)于蒸餾效果的影響因素還包括進(jìn)料混合物的溫度、蒸發(fā)器內(nèi)部冷凝面與蒸發(fā)面之間的溫差等因素，要視待分離物料的組成具體進(jìn)行研究。
綜上所述，蒸餾器是糧油深加工中一些高附加值產(chǎn)品提取分離的必備儀器之一，同時(shí)還可與超臨界流體萃取技術(shù)、膜分離技術(shù)等結(jié)合使用提高分離效果。隨著技術(shù)的發(fā)展，分子蒸餾技術(shù)在糧油食品工業(yè)中應(yīng)用會(huì)不斷擴(kuò)大，必將帶來(lái)更大的發(fā)展和效益。
