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文檔簡(jiǎn)介
1、國際油脂工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)人們從植物油料中獲得兩類主要初始產(chǎn)品:毛油和餅粕。毛油進(jìn)一步加工可得到不同等級(jí)的食用油或固體脂肪,同時(shí)在過程中得到油脂伴隨物,成為提取磷脂、脂肪酸、苗醇、生育酚等的原料,當(dāng)然油脂本身又可制成多種工業(yè)原料或制品。餅粕進(jìn)一步加工可得到不同種類的飼料或多種蛋白制品,同時(shí)在過程中產(chǎn)生的廢液又成為提取異黃酮、皂苴、低聚糖及食用纖維等的原料。20世紀(jì)初出現(xiàn)的V.D.Anderson機(jī)械螺旋壓榨使油料加工得以規(guī)?;a(chǎn),并得到較高質(zhì)量的油和餅粕。其后GustavdeLaval連續(xù)離心分離機(jī)的使用,30年代蒸汽-真空脫臭原理的運(yùn)用及商業(yè)化,40年代后期AltonBaiey多盤式半連續(xù)
2、脫臭的應(yīng)用及第二次世界大戰(zhàn)后溶劑浸出逐漸取代螺旋壓榨等使油脂工業(yè)發(fā)展成今天的狀況。1 國際油脂工業(yè)現(xiàn)狀1.1 世界植物油料及油脂生產(chǎn)概況2000-2002年世界植物油料生產(chǎn)分布如下:1999/2000年世界油脂生產(chǎn):豆油2420萬t,棕植油2100萬t,菜籽/卡諾納油1380萬t,其他2740萬t,總計(jì)8640萬t。幾種油脂按產(chǎn)量所占百分比:大豆油,28%;棕植油,25%;菜籽/卡諾納油,16%;向日葵油,11%。2004Z2005年世界植物油料產(chǎn)量預(yù)計(jì)38050萬t,其中大豆為22300萬t;美國油料產(chǎn)量預(yù)計(jì)為7720萬t。2003/2004美國出口大豆2449萬t,巴西2300萬t,阿根廷
3、975百萬t。2004/2005年全球植物油產(chǎn)量約10590萬t,美國產(chǎn)量約920萬t。豆油是最主要的植物油脂,2003/2004年產(chǎn)量達(dá)到3210萬t,占9種主要植物油脂總產(chǎn)量的31.8%。棕植油產(chǎn)量?jī)H次于豆油,達(dá)到2810萬t,占9種主要植物油脂總產(chǎn)量的27.9%,其中馬來西亞產(chǎn)量達(dá)1370萬t,馬來西亞和印度尼西亞的棕榴油占世界產(chǎn)量的75%。據(jù)預(yù)測(cè),到2020年因油棕種植在南美、非洲和東南亞的擴(kuò)展,棕榴油將成為世界上最主要的植物油脂之一。1.2油脂生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大化,業(yè)主集中化,制油、煉油、包裝一體化大規(guī)模制油主要體現(xiàn)在大豆加工上。目前,大豆制油幾乎全部采用溶劑浸出,其生產(chǎn)技術(shù)主要是直接浸出
4、或膨化浸出,大型油廠采用膨化浸出在技術(shù)和設(shè)備設(shè)計(jì)及制造上相對(duì)比較容易。近十多年來油廠規(guī)模不斷擴(kuò)大。ADM率先在荷蘭鹿特丹港建成歐盟最大的大豆油加工廠,年處理大豆240萬t。上世紀(jì)末,僅三家公司ADM,Cargill和EridaniaBeghinSay的制油能力約占?xì)W盟總能力的75%。在日本,96個(gè)油廠中,有10個(gè)日加工能力超過1000t,其加工總?cè)萘空既毡菊麄€(gè)油加工能力的72%。目前,世界上最大單線大豆加工能力是13000t/d,這條線在阿根廷,采用固定藍(lán)斗式浸出器,由美國Franch公司制造。而世界最大的3個(gè)大豆油脂加工廠,除上述一個(gè)在阿根廷外,另兩個(gè)都在中國:東海糧油公司和九三制油公司,規(guī)
5、模均在12000t/d以上。俄羅斯的YugRusi公司花費(fèi)2.43千萬美元在2004年把它的浸出能力擴(kuò)大到3000t/d,每年為110萬t。菜籽加工最大單線能力為4000t/d,德國和巴西各有一家。世界上主要的制油商ADM、Cargill及Bunge都在拉丁美洲設(shè)有油廠,而且正在擴(kuò)展。阿根廷和巴西油廠的生產(chǎn)能力都要比在美國的大。油脂精煉技術(shù)在油脂工業(yè)中具有相當(dāng)?shù)闹匾裕鶕?jù)油脂質(zhì)量要求的不同,其生產(chǎn)能力也有差別,但不像油脂制備那樣相差那么大。上個(gè)世紀(jì)70年代,工業(yè)化國家連續(xù)精煉裝置平均日處理能力為100t,80年代至90年代有些精煉廠規(guī)模就已達(dá)到1000t以上。美國在1958年有16個(gè)公司運(yùn)營
6、42個(gè)油脂精煉廠,40年后,只有其中的3個(gè)公司仍在經(jīng)營,而此前的1956個(gè)精煉廠中也只剩15個(gè)在運(yùn)轉(zhuǎn),另有33個(gè)已建成或在建,即上世紀(jì)末美國有23家公司擁有48個(gè)油脂精煉廠。由于競(jìng)爭(zhēng),一些跨國公司精煉油廠的規(guī)模大部分為5002000t/d,一個(gè)典型規(guī)模精煉油廠的年處理毛油能力為35萬t。世界上最大的油脂精煉生產(chǎn)線在馬來西亞,單線生產(chǎn)能力達(dá)3000t/d,這主要是棕植油的精煉脫膠用干法生產(chǎn),避免了使用離心機(jī),而精煉生產(chǎn)不能大規(guī)模生產(chǎn)的主要原因之一也在于離心機(jī)目前的最大產(chǎn)量?jī)H為1200t/do在擴(kuò)大精煉規(guī)模的同時(shí),精煉裝置與浸出廠相銜接,生產(chǎn)線高度自動(dòng)化,操作穩(wěn)定,產(chǎn)品質(zhì)量可靠。為了賺錢,生產(chǎn)線常
7、常一開幾個(gè)星期不停工,整個(gè)廠包括浸出在內(nèi),傭工(成本的最大因素)不足20人,因此加工成本低。美國大豆毛油與精煉油價(jià)格差低至每噸70美元,這樣的差額水平,對(duì)100t日處理能力的精煉廠來講根本不賺錢,而對(duì)一個(gè)現(xiàn)代化的1000t/d精煉廠其卻能在一年賺幾百萬美元,這是因?yàn)閮蓚€(gè)不同規(guī)模的廠子用工人數(shù)一樣,而小廠的相對(duì)勞動(dòng)成本比大廠高出10倍,同時(shí)小廠的投資成本,每噸油比大廠約高5倍。關(guān)于油脂設(shè)備制造商,在國際上比較有名的有:美國皇冠公司(生產(chǎn)的主要設(shè)備是環(huán)形浸出器)、法蘭區(qū)公司(生產(chǎn)的主要設(shè)備是平轉(zhuǎn)浸出器),德國魯奇公司(主要設(shè)備是履帶框式浸出器),比利時(shí)迪斯美公司(主要設(shè)備履帶式浸出器)。這幾家生產(chǎn)
8、商都具備生產(chǎn)6000t/d以上的生產(chǎn)線。.3油廠自動(dòng)化日趨完善油廠生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量的提高與油廠生產(chǎn)自動(dòng)化進(jìn)展相呼應(yīng)。油脂生產(chǎn)的整個(gè)過程包括從原料到瓶裝成品油的各工序都涉及溫度、壓力、料位和流量的控制,利用自控系統(tǒng)控制生產(chǎn)過程則能增進(jìn)效率、安全,改善產(chǎn)品質(zhì)量和降低操作費(fèi)用。20世紀(jì)60年代,美國和歐洲的油脂加工和精煉廠的早期自控是由安裝在儀表板上的氣動(dòng)單站控制器來完成的。到了70年代中期,電子單站被引進(jìn)油廠,80年代初,PLC的采用標(biāo)志著油廠的自動(dòng)控制進(jìn)入新的里程碑。PLC技術(shù)取代電子控制,在那時(shí)基本上還是計(jì)算機(jī)從場(chǎng)傳感器接受輸入再指令輸出回傳感器以控制過程?;谏鲜鯬LC系統(tǒng),世界上許多加工
9、廠的自動(dòng)化仍然處在初級(jí)水平。其后,人們采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),通過人-機(jī)界面(HMl),操作者接受輸入并送出指令至加工過程,人們可以坐在桌前操縱整個(gè)工廠。工業(yè)上最新的技術(shù)趨向包括數(shù)字控制系統(tǒng)(DCS),它不像PLC受制于基礎(chǔ)邏輯,DCS可以按程序執(zhí)行邏輯語句,為解決一個(gè)問題能做需要它做的任何事情。目前,在美歐等地,90%以上油廠利用計(jì)算機(jī)PLC自控系統(tǒng)來提高產(chǎn)量,使補(bǔ)缺工人比例降到最低以保持競(jìng)爭(zhēng)力。雖然DCS的應(yīng)用前景好,但投入費(fèi)用高,特別當(dāng)基于PLC的系統(tǒng)仍然持有較高的功能,經(jīng)濟(jì)上合算以及企業(yè)有一批熟練人員時(shí),其推廣受到限制。1.4副產(chǎn)品綜合利用初顯規(guī)模,高附加值產(chǎn)品初見成效油脂水化油腳的利用植物油
10、在水化脫膠時(shí)都會(huì)產(chǎn)生油腳,國際上多用大豆油腳來提取具有生物活性的大豆磷脂,其多方面的生理功能和理化性質(zhì),受到學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的高度重視?;诹字娜榛櫇窦盃I養(yǎng)保健等特性,大豆磷脂被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健、化妝品、食品、飼料及其他工業(yè)。大豆磷脂產(chǎn)品可分為濃縮(液體、流質(zhì)、塑性)磷脂、粉狀磷脂、粒狀磷脂、軟膠囊磷脂及硬膠囊磷脂等幾種,磷脂通過分離純化、復(fù)配、化學(xué)或生物改性等過程賦予產(chǎn)品以不同的性質(zhì)和用途,使品種可達(dá)上百種,尤以濃縮磷脂為最。世界磷脂產(chǎn)量在16萬17萬t,美國、歐洲和日本是大豆磷脂的主要生產(chǎn)地,國際上著名的生產(chǎn)磷脂的公司都集中在那里。如美國的CentralSoya公司、Ricelan
11、dFoods公司及ADM公司;歐洲主要磷脂生產(chǎn)廠商有德國漢堡的SternLecithin公司及LucasMeyer公司,NattermanPhospholipid公司,荷蘭鹿特丹的ADMEuropoortBV公司,比利J時(shí)Izegem的Cargill公司,荷蘭Zwijindrecht的UnimillsBV公司及西班牙巴塞羅那的NorteProducts公司,其磷脂產(chǎn)量約占?xì)W洲總產(chǎn)量的75%;日本的磷脂廠商有日清制油、真磷脂、味之素、豐年制油及昭和產(chǎn)業(yè)等。上述各公司在產(chǎn)品品種上多有所側(cè)重,但CentralSoya公司、LucasMeyer公司及ADM公司的產(chǎn)品較齊全,品種都在幾十種,甚至近百種。
12、在工業(yè)規(guī)模上,從濃縮磷脂中脫去油脂的方法包括:丙酮萃取、超臨界二氧化碳萃取、近臨界丙烷萃取及膜分離等。粉末磷脂是PC、PI、PE、PA及少量PS的混合物。PC有降低血酯、增強(qiáng)記憶及對(duì)肝臟的脫毒和修復(fù)作用,PS抗機(jī)能衰退及防止老年癡呆癥,利用化工分離及生物技術(shù)制取高純度PC和PS倍受重視。油脂脫酸皂腳的利用回收脂肪酸及肥料。油脂堿煉脫酸皂腳的處理,最通常的做法是用硫酸酸化以回收脂肪酸。但在放出的酸水中,磷和硫的含量高,曾經(jīng)造成墨西哥灣靠近密西西比河出口處8000平方英里范圍內(nèi)海洋生物無法生存的死區(qū)Danniels法對(duì)廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)實(shí)施零排放并將全部酸水中的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為作物肥料,成為正式注冊(cè)的
13、作物營養(yǎng)劑。果蔬保鮮膜。皂腳經(jīng)冷凍干燥,破碎分離,水合、降低pH值再經(jīng)澆鑄得到可生物降解、能隔離空氣的薄膜。經(jīng)新鮮果蔬包裹與否試驗(yàn),證明能有效地減少水分散失,延長(zhǎng)貨架壽命。生物柴油。油脂在堿催化下與甲醇生成的甲酯作為生物柴油在經(jīng)濟(jì)上無法與石油產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。為降低成本,除了用過的烹飪油和動(dòng)物脂肪外,皂腳也成為生產(chǎn)生物柴油的原料。歐洲國家2004年生物柴油產(chǎn)量:德國108.8萬t,法國50.2萬t,意大利41.9萬t,總計(jì)約220萬t。歐盟計(jì)劃將它消耗在運(yùn)輸上的生物柴油從近年的0.3%提高到2010年時(shí)的5.7%。美國Georgia的PeachStateLabs計(jì)劃到2005年底每月生產(chǎn)13650m3
14、,ADM計(jì)劃將它目前在德國Hamburg的生物柴油產(chǎn)量每年12萬t,到2006年翻一番。止匕外,皂腳還可做飼料的能量添加劑。油脂脫色漂土的利用2001年估計(jì)全世界油脂精煉廠產(chǎn)生的脫色廢白土達(dá)100萬t。這種被認(rèn)為公害的物質(zhì)含有多達(dá)50%以上的有機(jī)物,通常被拋棄于廢物堆,或作廢渣掩埋,或摻入動(dòng)物飼料。廢白土富含油脂,無毒,但因其引火自燃性而成公害物。關(guān)注環(huán)境及拋棄費(fèi)用的提高,迫使企業(yè)尋找經(jīng)濟(jì)地處理這些廢物的途徑。白土再生、瀝青原料、建筑材料、堆肥及生物燃料均在考慮之中。有報(bào)道利用含油廢白土通過微生物發(fā)酵可制得核黃素。油脂脫臭鐳出物的利用脫臭儲(chǔ)出物中的皂化物主要是FFA及甘油酯,不皂化物含有混合生
15、育酚、苗醇、角沙烯、其他微量炫類及分解產(chǎn)物如醛、酮等。天然VE提取可用分子蒸儲(chǔ)、短程蒸儲(chǔ)、超臨界流體浸出及其層析,還有填料塔蒸儲(chǔ)等方法。若要從含5%左右混合生育酚的微出物中提純生育酚,僅靠一系列分子蒸儲(chǔ)則代價(jià)太高。20世紀(jì)90年代初期美國的EastmanChemicalCo,及HenkelCorp和日本的EisaiCo.,Ltd.便可生產(chǎn)天然VE,至U1995年ADM開始生產(chǎn)天然VE,很快EisaiCo.,Ltd.就不再生產(chǎn),而ADM的供給量占世界一半以上。1998年初,芬蘭科學(xué)家發(fā)現(xiàn)OL-生育酚有減少前列腺癌發(fā)病率及死亡率的作用,1999年ADM開始擴(kuò)建,增加天然VE的產(chǎn)量。Cargilll
16、nc.也于1998年下半年開始生產(chǎn)該產(chǎn)品。蛋白提取液中回收異黃酮大豆異黃酮具有降血脂、抗癌和防止骨質(zhì)疏松等功能。大豆蛋白制品主要有大豆粉、大豆?jié)饪s蛋白及大豆分離蛋白。大豆粉加工中異黃酮損失很少,大豆?jié)饪s蛋白特別是醇溶大豆?jié)饪s蛋白加工中異黃酮損失最大。大豆分離蛋白生產(chǎn)過程中,約26%的異黃酮保留在制品中,損失的74%中大約有19%、14%、22%分別留在廢渣、乳清及洗滌水中。歐洲人盡量使異黃酮多保留在制品中,而美國做法是從中多回收。國際上利用異黃酮的特性向消費(fèi)者提供新型功能食品如在面包、谷物及飲料中適量添加。濃縮異黃酮也被摻入休閑食品中(tastydailyfoodproducts.)。ADM于
17、1998年9月在Illinois的Decatur建成當(dāng)時(shí)世界上最大的異黃酮生產(chǎn)線,生產(chǎn)純度40%的大豆異黃酮。美國Kentucky的OwensboroGrainplans于1998年底建成了一條20t/d的浸出中試線,用于提取大豆異黃酮。1.5油脂與植物蛋白的工業(yè)利用每年有5001000萬t石油基脂肪化學(xué)品進(jìn)入生物圈,其中約40%來自泄露、市政污水、城市拋棄物、煉油過程及輪機(jī)廢氣冷凝物,造成環(huán)境污染。油脂與植物蛋白在工業(yè)上利用的主要意義在于替代礦物油生產(chǎn)各種化工原料、產(chǎn)品及化學(xué)中間體,具有可再生、可生物降解、無毒及在很多情況下可使油脂與植物蛋白原料增值等多種優(yōu)點(diǎn)。自從石油工業(yè)興起以后,大量使用
18、不能再生的礦物資源,排放出的CO2不像可再生資源那樣能進(jìn)入良性循環(huán),從而造成全球變暖,構(gòu)成對(duì)人類的最大威脅。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),油脂與植物蛋白工業(yè)上可利用的領(lǐng)域有:膠合板黏結(jié)劑、木質(zhì)生物復(fù)合材料、生物柴油、可生物降解的塑料制品、聚氨酯泡沫塑料、固體潤滑脂、液壓油、干性油、油漆涂料、印刷油墨、作物保護(hù)劑、聚合乳化劑、生物基化學(xué)溶劑、離子交換樹脂、食用膜、鋼材及鋼管防腐劑、降解橡膠、化妝品以及肥料等。美國2001年工業(yè)用油脂需求量達(dá)200萬t以上。以潤滑劑為例,分為兩大類:發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑劑和非發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑劑,前者包括交通工具發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油;后者包括傳動(dòng)潤滑油、動(dòng)力轉(zhuǎn)向潤滑油、齒輪油、液壓油、
19、金屬加工潤滑劑等。由于非發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑劑在潤滑性質(zhì)上對(duì)技術(shù)和性能要求較低,所以它代表著植物油基潤滑劑巨大的應(yīng)用前景。單植物油基潤滑劑一項(xiàng),美國市場(chǎng)的應(yīng)用潛力就達(dá)到200多萬t,2002年歐洲生物潤滑劑市場(chǎng)約15.7萬t,其中67%來源于動(dòng)植物油廢料的合成酯,33%以植物油為原料。美國從1987年開始用豆油基油墨印刷報(bào)紙,到目前約1/3的報(bào)紙,包括95%日?qǐng)?bào)是用豆油基油墨印刷的。歐洲、澳大利亞及亞洲國家等也都在用。豆油基油墨還用于熱定形油墨,冷凝油墨及苯胺印刷油里里o美國P&G公司和日本Kaneka公司將合資建一座每年3萬5萬t生物可降解塑料廠,現(xiàn)正在全球選擇廠址。2國際油脂工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)國
20、際油脂工業(yè)包括浸出制油和煉油的生產(chǎn)規(guī)模、工藝設(shè)備、產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及過程自動(dòng)化都已經(jīng)達(dá)到很高水平,這方面潛力的挖掘比較有限,盡管資源綜合利用仍存有相當(dāng)大的空間,但未來發(fā)展的注意力卻受制于消費(fèi)者對(duì)營養(yǎng)健康的追求和社會(huì)對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境的期盼。2.1對(duì)浸出溶劑正己烷的質(zhì)疑與應(yīng)對(duì)工業(yè)己烷含50%85%的正己烷,從20世紀(jì)40年代以來,它在美國一直用作油脂浸出的溶劑,對(duì)油脂浸出非常有效,它很少浸出非油物質(zhì)且易于從油及粕中脫除。正己烷在油脂浸出過程中的添加是一種臨時(shí)添加劑"incidentaladditives),不必在產(chǎn)品標(biāo)簽中標(biāo)出。同時(shí),浸出毛油通過精煉,在脫臭階段經(jīng)高溫、高真空作用后,
21、一般都認(rèn)為精煉油中不再有正己烷殘留,F(xiàn)DA對(duì)脫脂棉籽酚中正己烷要求不超過60mg/kg,歐洲容許正己烷在植物油中的最大殘留為5mg/kg;用浸出粕做動(dòng)物飼養(yǎng)試驗(yàn),也未見有害健康的結(jié)果。盡管如此,在眾多食品加工時(shí)所用添加物中,F(xiàn)DA未將正己烷列為GRASo鑒于己烷能在大氣中經(jīng)光化學(xué)降解生成臭氧,從環(huán)境因素和健康考慮,在美國它被列為189種毒性化學(xué)品之一,是有害的空氣污染物質(zhì)(HAP)。為此,美國油脂工業(yè)面臨著進(jìn)一步控制溶劑損耗,選擇毒性比正己烷小、法規(guī)管理較松的替代溶劑的壓力。從幾方面來看,溶耗降低余地有限;替代性溶劑中研究較多的有:異己烷、異丙醇、丙酮及乙醇等,這種取代程度有限且過程會(huì)相當(dāng)漫長(zhǎng)
22、;不用溶劑取油,如以膨化壓榨等制油法也只能局部或逐漸減少浸出溶劑使用量。在這種情況下,出現(xiàn)了思考FDA所訂規(guī)章的問題。為了弄清美國GRAS的情況,油脂浸出溶劑的用戶可考慮如下的選擇:GRASaffirmation:FDA主持整個(gè)認(rèn)證過程,需要很長(zhǎng)時(shí)間。FEMAGRAS(independentthird-partydetermination):美國香料浸出物制造商協(xié)會(huì)(FEMA)組織相關(guān)專家成立評(píng)議組,收集利用所有能得到的數(shù)據(jù),包括某物質(zhì)在食品中常用的經(jīng)驗(yàn)來確認(rèn)其為GRAS。FDA雖不把他們確認(rèn)的東西列入法規(guī),但確認(rèn)為GRAS物質(zhì)。GRASself-determination:這要由產(chǎn)品制造商根
23、據(jù)FDA對(duì)GRAS的標(biāo)準(zhǔn)要求,考察所有能獲得的數(shù)據(jù),做出有力的個(gè)案表述。GRASnotification:FDA發(fā)布了一項(xiàng)建立通告程序的建議條例,即任何人可以通告FDA一項(xiàng)有關(guān)其某一特殊用途的物質(zhì)屬GRAS的決定。當(dāng)然,F(xiàn)DA對(duì)通告的質(zhì)疑或認(rèn)可還要經(jīng)過若干程序。2.2油料加工規(guī)模大型化與小型化趨勢(shì)前面談到油廠規(guī)模大型化的情況,從近年出現(xiàn)的事例表明這種趨向并未終止。前幾年報(bào)道的美國Franch公司在阿根廷大豆加工能力9100t/d,現(xiàn)已達(dá)13000t/d以上。前兩年,談到國內(nèi)最大的油廠都指東海糧油公司,可據(jù)說現(xiàn)在九三油脂公司規(guī)模達(dá)到17000t/d。2005年年中荷蘭LodersCroklaan
24、公司在鹿特丹港建成一座25003000t/d歐洲最大的棕榴油精煉與分提廠。加工規(guī)模擴(kuò)大畢竟有限度,大油廠轉(zhuǎn)向注重油料精加工。油料中生物活性成分的開發(fā)廣受重視,綜合下列因素,加工小型化成為另一個(gè)趨向:(1)特種油料、有計(jì)劃種植的油料、按合同加工的油料等加工。(2)適應(yīng)天然食品與化妝品對(duì)冷榨油增長(zhǎng)的需要。(3)轉(zhuǎn)基因油料加工。(4)小型全籽高能動(dòng)物飼料擠壓設(shè)備增長(zhǎng)的需要。(5)與小型瓶裝線配套,出售高質(zhì)量毛油。(6)交通不發(fā)達(dá)、運(yùn)輸成本高地區(qū)油料的加工。小型加工不等于要求低,它包括浸出、壓榨等方法,規(guī)模從每天幾十到一、二百噸,需要完善的制油及煉油設(shè)備,有時(shí)在技術(shù)上要求甚至更高。2.3依據(jù)脂類組成、
25、結(jié)構(gòu)特性,開發(fā)營養(yǎng)保健油脂近些年來,由于科學(xué)家與工程技術(shù)專家的努力,在油脂成分、結(jié)構(gòu)與其營養(yǎng)或生理功能相關(guān)性的研究與實(shí)踐中取得很大進(jìn)展,主要內(nèi)容可分述如下:(1)油脂中的脂肪酸依其碳鏈長(zhǎng)短、雙鍵多少與位置不同可分為飽和酸、單不飽和酸、多不飽和酸及36系列、33系列,工業(yè)界利用它們的不同營養(yǎng)特性及(06/(03脂肪酸的組成比等對(duì)油脂功能特性的影響生產(chǎn)出各種營養(yǎng)調(diào)和油。美國NPR公司2004年擴(kuò)建一個(gè)45t/d粉末油脂廠,產(chǎn)品(02P)是由CLA、橄欖油、大豆油和魚油調(diào)制而成,應(yīng)用于食品成分、功能性配料、化妝品等。(2)油脂中甘三酯結(jié)構(gòu)對(duì)油脂功能特性影響的研究成果,成為近些年研發(fā)結(jié)構(gòu)脂的熱點(diǎn)。結(jié)構(gòu)
26、脂(有稱設(shè)計(jì)脂)是指在甘三酯的甘油骨架上,其脂肪?;幸粋€(gè)預(yù)定的組成與分布。這種脂具有特殊的營養(yǎng)價(jià)值和生理功能,在自然界一般是不存在的,需要用人工去合成,而且化學(xué)合成常常達(dá)不到目的,要通過酶法或化學(xué)一酶法才能實(shí)現(xiàn)。在合成結(jié)構(gòu)脂之前,要根據(jù)各種功能脂肪酸的特性以及它們?cè)诟视突喜煌奈恢脤?duì)其功能影響來設(shè)計(jì)它們的結(jié)構(gòu)和脂肪酸范圍以優(yōu)化其效能。目前,這些結(jié)構(gòu)脂包括甘三酯、甘二酯、單甘酯及磷脂。除了少數(shù)結(jié)構(gòu)甘二酯、甘一酯及中碳鏈甘三酯外,近幾年成為研發(fā)熱點(diǎn)的結(jié)構(gòu)甘三酯其分子中有兩類脂肪酸:一是中碳鏈脂肪酸,二是具特殊功能的長(zhǎng)鏈脂肪酸,而且在分子結(jié)構(gòu)上長(zhǎng)鏈脂肪酸常處在中間位(Sn-2),中碳鏈脂肪酸處在
27、兩邊的端位(Sn-1,3)。從消化吸收來說,中碳鏈脂肪酸比長(zhǎng)鏈脂肪酸容易,而Sn-2位上的脂肪酸甘油酯最易被吸收。魚油中富含EPA及DHA,單細(xì)胞油脂。在結(jié)構(gòu)甘三酯中n-3PUFA(EPAorDHA)在中間位,辛酸、癸酸或月桂酸在端位,這種結(jié)構(gòu)脂的營養(yǎng)和保健價(jià)值受到關(guān)注。它是經(jīng)兩步化學(xué)一酶法合成的。要得到高純度的特定結(jié)構(gòu)脂,除了需要高活性及高選擇性的酶以外,要精心實(shí)施反應(yīng)過程參數(shù)的優(yōu)化,特別要注意盡量減少過程中產(chǎn)生酰基的位移。油脂酶法改性提出了20多年,特別是近些年每年有大量研究論文發(fā)表,主要是通過1,3-專一脂肪酶合成結(jié)構(gòu)脂,但只有少數(shù)公司利用該項(xiàng)技術(shù)達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)。如上個(gè)世紀(jì)80年代荷蘭的U
28、nilever公司和日本的FujiOil公司用以生產(chǎn)類可可脂;90年代荷蘭的LodersCroklaan公司用以生產(chǎn)人乳脂,其甘三酯2-位棕植酸約占15%。1998年日本批準(zhǔn)以1,3-甘二酯為主要成分的產(chǎn)品作為健康食品推向市場(chǎng)并已走向美國。1,3-甘二酯的代謝特性與甘三酯不同,它不在體內(nèi)集聚,有降脂減肥作用。目前,雖然商品固定酶有供應(yīng),但酶法酯交換的加工成本比傳統(tǒng)法高,因此其應(yīng)用仍受限制。一些中試成果只待活性更高、價(jià)錢更便宜的酶問世,各種結(jié)構(gòu)脂的工業(yè)生產(chǎn)才能得到較快的發(fā)展。(3)人造奶油是西方人最主要的食用脂肪,一直依靠部分氫化法制取。多年以來,研究發(fā)現(xiàn)反式酸能升高LDL-C有害于心臟健康,F(xiàn)
29、DA已經(jīng)要求自2006年1月1日起實(shí)施標(biāo)識(shí)。生產(chǎn)商在驚慌之余,通過改善氫化條件,如在SC-CO2中或以電化學(xué)氫化;使用新型氫化催化劑或采用酯交換法等生產(chǎn)低或無反式酸的塑性脂肪。ADM原來用部分氫化法制得產(chǎn)品NovaLipidTM油及起酥油含有反式酸,鑒于標(biāo)識(shí)要求,研究用極度氫化大豆油與普通大豆油進(jìn)行酯交換,得到的產(chǎn)品不含反式酸。經(jīng)過申請(qǐng),2004年FDA批準(zhǔn)ADM用酯交換產(chǎn)品標(biāo)以“interesterifiedsoybeanoil",經(jīng)調(diào)和后替代原來標(biāo)為“hydrogenated”的老產(chǎn)品,并在2004年7月宣布擴(kuò)大其生產(chǎn)。加拿大的UnileverCanada公司的無反式酸人造奶油也
30、在2004年6月底開始出售。4制油方法多樣化及特種油脂的制取毫無疑問,當(dāng)前最主要的制油方法仍然是溶劑浸出法及膨化浸出法。但對(duì)營養(yǎng)與環(huán)境保護(hù)的追求及特種油脂熱的興起使其他制油法得到相應(yīng)的發(fā)展。4.1膨化壓榨法此法用于大豆加工,不需要溶劑。豆粒經(jīng)破碎至單螺桿擠壓機(jī)膨化,再經(jīng)改進(jìn)型螺旋榨油機(jī)壓榨。由于膨化過程鈍化了內(nèi)源蛋白酶抑制劑和脂氧化酶,使餅的營養(yǎng)和風(fēng)味好。榨出的油磷脂含量低,保持了較多的內(nèi)源生育酚,從而提高油的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。榨餅經(jīng)冷卻、磨碎供食品或飼料用。由于全部是機(jī)械過程,油和餅系天然產(chǎn)品,生產(chǎn)過程也不影響環(huán)境。壓縮氣體溶劑浸出農(nóng)業(yè)原料中有一些是富含生物活性物質(zhì),人們對(duì)其開發(fā)的興趣持續(xù)增長(zhǎng)。這
31、些原料包括米糠、堅(jiān)果等。為了產(chǎn)品的綠色性質(zhì),所用浸出溶劑是丙烷、丁烷、二氧化碳的壓縮液體。目前,美國在這方面尚處在試驗(yàn)研究階段,主要研究原料水分、浸出壓力、溫度對(duì)出油率及單位質(zhì)量的浸出溶劑浸出的油脂質(zhì)量和浸出物化學(xué)成分的影響。冷榨法在浸出和精煉大規(guī)模地生產(chǎn)高品質(zhì)食用油的同時(shí),許多發(fā)達(dá)國家的消費(fèi)者對(duì)未經(jīng)任何化學(xué)處理、具有原汁原味的純正油產(chǎn)生興趣,一個(gè)新的冷榨油市場(chǎng)在北歐、英國、德國、法國及瑞士興起。冷榨法一般為全機(jī)械過程,有的為提高出油率,原料先經(jīng)纖維素酶及果膠酶處理,然后經(jīng)螺旋壓榨機(jī)壓榨再經(jīng)板式過濾機(jī)過濾。所用油料多為向日葵籽,也有用亞麻籽、芝麻、南瓜籽,德國多用菜籽。冷榨油在歐洲市場(chǎng)有不同的
32、標(biāo)識(shí),如“naturalunrefinedoils:"naturalcold-pressedoils:aspecialtyoils等,甚至標(biāo)為“virgin油;和橄欖油的價(jià)錢差不多。水酶萃取法這種方法可同時(shí)制取油與蛋白。以水替代溶劑,借助酶的作用同時(shí)制取油和蛋白是比較新的方法。如果沒有酶的參與,油的回收率僅能達(dá)27%37%。試驗(yàn)用的酶有蛋白酶、淀粉酶及纖維素酶,單用或復(fù)合用;原料用過的有米糠、玉米胚和花生等;工藝條件隨原料、產(chǎn)品要求、酶的種類及活性高低不同而有異。該法目前在國際上仍處試驗(yàn)階段,雖說產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo)與溶劑浸出法差不多,但油的得率僅在77%92%,蛋白的得率在68%左右
33、。要達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn),必須要有新品種和高活性的酶。特種油脂制取近幾年來,附加值高,具有重要生理功能用于功能性配料及食品、化妝品、藥物等場(chǎng)合的特種油脂,如芝麻油、紅花籽油、琉璃苣油、葡萄籽油、范籽油、馬利筋籽油等受到重視。特種油料加工裝置,不像己烷浸出大宗油料那樣,往往用一種溶劑對(duì)一種原料,而荷蘭BolierbV公司于1999年專門為特種油料加工設(shè)計(jì)的裝置適用于10種不同油料和2種極性不同的溶劑,體現(xiàn)其靈活性。這套裝置于2002年投入使用。具預(yù)處理部分和通常的差不多,浸出溶劑為丙酮、CO2、異丙醇、乙醇及各種水溶液。毛油不經(jīng)化學(xué)處理,使用吸附劑(中性或酸性白土、液體硅酸鈉)和物理精煉以除去游離脂肪
34、酸、色素和氣味。美國Texas的A&M大學(xué)在工業(yè)規(guī)模試驗(yàn)中,得到成品油的酸價(jià)小于0.05%,過氧化值為0。2.5油料中生物活性物質(zhì)開發(fā)與油脂及植物蛋白工業(yè)利用仍將是油脂工業(yè)的亮點(diǎn)2003年9月,在AOCS加拿大分會(huì)第18屆年會(huì)上,加拿大的RWeselake教授談到了植物油脂向功能性配料和非食品應(yīng)用改變的趨向。油料中生物活性物質(zhì)大體上可分為兩類:一類含在植物油中約有10種,如磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸、-生育酚、3亞麻酸、伊谷爸醇、小胡蘿卜素等被加拿大學(xué)者在2002年AOCS年會(huì)上稱為油脂藥物(oilmedicinal);另一類基本上含在除油以外的油料其他成分中,多屬于植物化學(xué)品。兩類物質(zhì)
35、大都獲準(zhǔn)作為天然藥物(處方或非處方),食用增補(bǔ)劑或新一代功能食品配料。它們有很大的開發(fā)潛力和廣闊的市場(chǎng)前景。油脂和植物蛋白的工業(yè)利用繼續(xù)受到重視。2004年10月在美國芝加哥舉行的可再生資源工業(yè)利用會(huì)議,有來自15個(gè)國家世界上有名的大化工公司和農(nóng)產(chǎn)品加工公司的170名代表參加。他們的討論涉及這方面的話題雖然廣泛,但卻集中在聚合物、生物柴油及其添加劑、潤滑劑、功能液、涂料和發(fā)酵法生產(chǎn)的新型化學(xué)品與材料等的發(fā)展。巴西目前每年生物柴油市場(chǎng)只有幾十萬立方米,預(yù)計(jì)到2020年對(duì)生物柴油的年需求量將達(dá)到13億m3。2005年底將美國Cargill和Hatco公司合資在上海建成生產(chǎn)高性能酯并調(diào)配成冰箱,汽車、金加工及鉆探用潤滑劑。2.6不斷采用高技術(shù),促進(jìn)油料深加工高新技術(shù)在油脂工業(yè)上的利用主要
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