近年來(lái)，葵花籽油得到了消費者的普遍認可，其家庭烹飪的使用量占比擴大。但由于壓榨或浸出法獲得的葵花籽毛油含有高熔點(diǎn)蠟和高熔點(diǎn)固體脂，影響產(chǎn)品透明度和適口性，進(jìn)而降低消費者認可性和其商品價(jià)值。為了獲取優(yōu)質(zhì)的葵花籽油，使其在任何貯存條件下都保持清澈透明，普遍進(jìn)行冷卻和結晶工藝，將油中含有的高熔點(diǎn)蠟與高熔點(diǎn)固體脂析出并除去?？ㄗ延椭幸话愫?.06%~0.2%的蠟，純凈的葵花籽油中蠟熔點(diǎn)為76~77℃。蠟溶于油中呈共熔體，這種共熔體對于溫度的敏感性較大，隨著(zhù)溫度的降低，蠟質(zhì)的溶解度相應下降，不過(guò)在一定的溫度下，只有當共熔體達到飽和狀態(tài)4h以上，蠟才結晶析出[1-2]。

1干法分提結晶機理

1.1油脂分提

蠟酯是C20~C28高級脂肪酸與C22~C30高級脂肪醇形成的。油脂脫蠟是通過(guò)冷卻結晶將油中高熔點(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油脂結晶；③固液相分離（即晶體分離）。

1.2油脂結晶

油脂結晶過(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(cháng)。當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)）相對較高的甘油三酯或蠟首先結晶，形成許多微觀(guān)晶粒，這些晶粒和油脂中可能存在微觀(guān)固體雜質(zhì)顆粒，在結晶過(guò)程中起到晶核作用。液態(tài)油脂中未結晶甘油三酯不斷凝結至這些晶核表面，晶核也就不斷長(cháng)大，成為宏觀(guān)晶體。過(guò)飽和形成濃度差是晶核形成和晶體成長(cháng)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種成晶現象，即在液相中均勻成核、外來(lái)物質(zhì)異類(lèi)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)的溶解度相應下降，達到飽和狀態(tài)后，蠟結晶析出。其結晶過(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(xiàn)進(jìn)行葵花籽油脫蠟生產(chǎn)線(xiàn)改造，一是通過(guò)干法分提生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行脫蠟生產(chǎn)線(xiàn)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(xiàn)結晶控制點(diǎn)位多的特點(diǎn)，得到優(yōu)于傳統脫蠟生產(chǎn)工藝的產(chǎn)品，提升了產(chǎn)品的品質(zhì)效益。

目前我國的干法分提設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備，給設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)冷凍結晶環(huán)節，故此高效的冷卻換熱比和結晶控制技術(shù)成為技術(shù)的關(guān)鍵。

2.1傳統脫蠟生產(chǎn)線(xiàn)

脫蠟生產(chǎn)線(xiàn)普遍采用與精煉串聯(lián)的連續式脫蠟工藝（見(jiàn)圖1）。

由圖1所示，原料經(jīng)加熱器升溫至破晶溫度進(jìn)入結晶罐。在第1個(gè)結晶罐中添加硅藻土，并攪拌均勻。添加硅藻土促進(jìn)結晶，使葵花籽油中蠟和易結晶高熔點(diǎn)甘油三酯，與硅藻土一同形成晶體?？ㄗ延徒?jīng)結晶罐冷卻降溫，逐罐之間為溢流結構，水溫設定為逐罐降低，葵花籽油連續進(jìn)入結晶罐中，平穩降溫，經(jīng)溢流在最后一個(gè)結晶罐中達到終溫。在最后一個(gè)結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(xiàn)改造為脫蠟生產(chǎn)線(xiàn)

利用棕櫚油干法分提生產(chǎn)線(xiàn)，改造成同時(shí)滿(mǎn)足脫蠟工藝的分提生產(chǎn)線(xiàn)（見(jiàn)圖2）。

由圖2所示，利用多效換熱器快速降溫，降溫后的葵花籽油從底部進(jìn)入結晶罐。從結晶罐底部進(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)的直接添加到結晶罐，改為硅藻土預先注入預混罐與葵花籽油定量預混，通過(guò)螺桿泵定量輸出到各結晶罐中。在預混罐中預混可以防止混合不均，同時(shí)防止晶體被攪拌破壞。每個(gè)結晶罐都是獨立的降溫單元，可以獨立設定降溫工藝曲線(xiàn)。依次執行開(kāi)始冷卻工藝菜單實(shí)現連續生產(chǎn)。過(guò)濾是根據冷卻工藝情況，依次進(jìn)入過(guò)濾機組，達到連續結晶過(guò)濾的工藝設計。

2.3多效換熱器提高冷卻速率

應用多效連用降溫換熱器提高生產(chǎn)效率。需脫蠟油經(jīng)供油泵供入，經(jīng)升溫換熱器、油油換熱器、冷卻換熱器后進(jìn)入結晶罐。充分進(jìn)行了熱回收利用，省去了在結晶罐中消耗冷量所產(chǎn)生的成本。經(jīng)升溫換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荷。利用此多效換熱系統，達到快速冷卻進(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，在冷凍結晶階段不利于脂晶均勻成長(cháng)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)入結晶罐，使油脂呈現均一狀態(tài)。

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

（4）結晶溫度和冷卻速率。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)困難阻礙結晶成長(cháng)。溫差大，急驟冷，易形成無(wú)法分離玻璃質(zhì)體，應緩慢冷卻至一定結晶溫度，才能獲得相應晶型。

（5）結晶時(shí)間。固體脂結晶時(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成穩定晶型性質(zhì)等因素有關(guān)，且受結晶塔結構設計直接影響。

（6）攪拌速度。具有攪拌功能的結晶罐，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 )使結晶被撕碎，導致過(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，應控制適當攪拌速度，一般為8~13r/min。

（7）助濾劑。一般添加硅藻土或珍珠巖，相當于增加晶核，加速結晶過(guò)程。高熔點(diǎn)的蠟或固體脂附著(zhù)在助濾劑上，晶核顆粒逐漸成長(cháng)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。螺桿泵輸出可以穩定控制壓力和流量，同時(shí)減少對晶體的破壞。

（9）分離方式。干法分提普遍采用膜式過(guò)濾機，膜式過(guò)濾機所使用濾布透氣率對最終產(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)入結晶罐后，溫度一般會(huì )在過(guò)程中有所損失。圖3為傳統脫蠟工藝結晶曲線(xiàn)。由圖3所示，該曲線(xiàn)的溫度控制點(diǎn)較少，逐級冷卻降溫，通過(guò)進(jìn)油流量調節降溫速率。

圖4為目前應用的干法分提冷卻降溫曲線(xiàn)，在油品升溫達到破晶溫度后開(kāi)始分步降溫，同時(shí)打開(kāi)攪拌使結晶罐內油品與冷卻盤(pán)管充分接觸。在冷卻的初始階段油品處于穩定區間，在此區間對油品迅速降溫不會(huì )生成晶核顆粒，在設備允許范圍內快速冷卻可以節省冷卻時(shí)間。由圖4所示，油溫達到過(guò)飽和區域后，通過(guò)持續降溫讓油品溫度達到不穩定區域自發(fā)形成晶核，或者在油品溫度處于介穩區域時(shí)添加晶種，加速油品結晶成型過(guò)程。無(wú)論哪種方法都要晶核緩慢成長(cháng)為大的晶體顆粒，利于過(guò)濾。在晶核生成后緩慢養晶，使晶體逐漸成長(cháng)，最終達到過(guò)濾終溫。

圖5為快速進(jìn)油法工藝曲線(xiàn)。由圖5所示，通過(guò)多效換熱器使原料油先后進(jìn)行預熱升溫-破晶升溫-熱回收-降溫階段，進(jìn)入結晶罐后縮短前期降溫時(shí)間，提高了結晶工段生產(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，必須保證結晶罐內沒(méi)有殘留晶核，不能影響后期結晶。

3結束語(yǔ)

利用棕櫚油干法分提生產(chǎn)線(xiàn)改造成可以同時(shí)滿(mǎn)足油品脫蠟工藝的生產(chǎn)線(xiàn)，同時(shí)利用快速進(jìn)油提高熱能利用率和降低冷卻成本，利用硅藻土預混工藝實(shí)現預混添加，誘導晶核生成、成長(cháng)。利用干法分提生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行脫蠟工藝改造后，生產(chǎn)的一級葵花籽油0℃冷凍試驗達到72h以上，一級葵花籽油庫存一周以后，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(xiàn)基礎上進(jìn)行工藝改善，提高了設備綜合利用率，并應用干法分提技術(shù)機理生產(chǎn)高品質(zhì)脫蠟葵花籽油，可以使企業(yè)效益大幅增長(cháng)。