磷脂的精制工艺的制作方法

专利名称：磷脂的精制工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于油脂生产与综合利用技术领域，涉及磷脂的精制工艺。
背景技术：
中国油脂工业在近十年来取得了突飞猛进的发展，大豆、菜籽、花 生等制油规模、加工工艺都达到了较高水平，为满足国内日益增长的蛋 白、油脂需求提供了保证。目前，制约我国油脂工业水平提高的瓶颈在 于对制油过程中产生的副产品综合利用上。其中，水化磷脂是加工大豆、 菜籽、花生等过程中产生的主要副产品之一，而目前我国对磷脂的研发、 加工都处于比较落后的水平。
天然磷脂的主要来源为大豆，大豆中含0.3 — 0.6%的磷脂，大豆油中 含1. 0_3. 0%的磷脂。另外，油菜籽、花生、蛋黄等也是磷脂的重要来源。 "卵磷脂"(Lecithin ) —词是生物化学家对磷脂酰胆碱 (phosphatidylcholine)的俗称，但是商业上所指的"卵磷脂"则是各 种磷脂产品的通称，其准确的名称就为商品磷脂。中华人民共和国卵磷 脂行业标准目前通用的是1994年6月27日发布、12月1日实施的《磷 脂通用技术条件》(SB/T10206—94)。该标准明确了 "磷脂"是指黄色 或棕色的难溶于丙酮的含磷类脂物。"水化磷脂"是指过滤植物毛油经 过水化、分离，得到的黄色稠状物。水化磷脂在油脂加工工业上俗称"水 化油脚"或油脚。其主要组成为水、甘油三酯、杂质与磷脂。按化学结 构，磷脂是脂肪酸，甘油三酯和磷酸等化合物的衍生物，为磷脂酰胆碱、 磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酸、磷脂酰丝氨酸、溶血磷脂酰胆碱、 溶血磷脂酰肌醇、溶血酰丝氨酸、溶血磷脂酸、植物糖脂等组成的混合 物。将水化磷脂干燥脱水至水份含量1%以下，即得到浓縮磷脂。"浓縮 磷脂"水化磷脂经真空脱水、浓縮等工序而制成的塑状或粘稠状产品。 磷脂的用途非常广泛，主要应用在食品、医药、化工、饲料养殖等领域。磷脂由于具有乳化、防溅、速溶、润湿、分散、脱模分离、改善 粘度及营养源等多种功能特性，使得其能理想地用于食品领域，并作为 一种天然产物，受到消费者普遍接受。如在人造奶油中，磷脂可用作防 溅剂和乳化剂；在巧克力、焦糖、涂盖层中，磷脂可以控制粘度、降低
发粘及控制结晶；在可可粉、早餐饮品、代乳品等速溶食品中，磷脂可 用作乳化剂和润湿剂；在面包、巻饼、炸面饼圈、蛋糕、小甜饼、面制 糕点、馅饼等烘焙食品中，磷脂用作乳化剂、润湿剂和脱模剂；在婴儿 奶粉、代乳品、冰淇淋及风味品等乳制品中，磷脂可用作乳化剂、润湿 剂、防溅剂和脱模剂。几乎所有的动物体内都含有磷脂，人体营养需要 磷脂，膳食中磷脂酰胆碱为人们提供必需脂肪酸及胆碱来源。磷脂还有 调节血清脂质作用，调节血清脂质水平意味着能降低胆固醇水平，保护 肝脏。磷脂也具有一定改善记忆力，加强免疫力等作用。磷脂还可以作 为靶体药物的原料药等。另外，磷脂在涂料、油漆、塑料、玻璃钢、橡
胶、造纸、油墨、金属加工、饲料、纺织以及录音磁带等领域也有广泛 的使用。
磷脂从商品化生产至今仅80余年历史，据资料统计，1992年世界大 豆磷脂年产量约14万吨，美国和西欧约占世界大豆磷脂总产量的60%。 世界上磷脂原料的主要生产厂家为嘉吉(Cargill)公司(兼并了德国德 固赛(Degussa)公司的磷月旨业务)、ADM公司(Archer Daniels Midland Company)，舒莱(Solae)公司，德国Nattermarm磷脂公司、美国卵磷 脂公司(American Lecithin Company)等。目前，这些国外公司的磷脂 加工技术基本上对中国是处于封锁状态，国内磷脂的生产企业与世界上 这些磷脂老牌企业在技术水平上存在较大的差距。中国目前高档浓縮磷 脂主要依赖进口，年进口量约1万吨。中国作为世界上主要的大豆、油 菜籽、花生加工基地，拥有丰富的磷脂资源，却不能生产出高品质的磷 脂产品。而且，随着磷脂应用领域逐步扩大，中国磷脂的用量将会逐步 上升。所以，高品质磷脂的生产对于我国目前食品行业、医药行业、油 脂行业，尤其是大豆加工企业尤显重要。
我国磷脂工业由于综合利用差、技术研究不够等问题， 一直发展缓 慢。国内现有的浓縮磷脂生产厂家生产磷脂主要采用水化磷脂直接干燥法。这种工艺中存在有以下问题毛油中的杂质在经过水化、离心分离 后，大部分杂质转入到水化磷脂中。这些杂质随水化磷脂一起干燥，最 终产品中含杂量很高，限制了磷脂在食品、医药等领域的使用。
《磷脂通用技术条件》(SB/T 10206—94)规定的最高等级的一级
天然浓縮磷脂标准如下原料要求为所用原料必须是新鲜的水化磷脂或
合格的浓縮磷脂，原料中不得混有非食用植物油。感官指标为色泽为棕
黄色或棕色、呈塑状或粘稠状；质地均匀，无霉变，具有磷脂固有的气
味，无异味。质量指标为乙醚不溶物《0. 3%;丙酮不溶物>65.0%;水
份及挥发物《1.0%;酸价《 30.0mgK0H/g;色泽《12Gardner;水合试 验不分层。食用浓縮磷脂卫生指标过氧化值《12meq/kg;残留溶剂 量《50mg/kg;砷(以As计)《0. lmg/kg。三河汇福粮油集团2007年投 产的36吨/天浓缩磷脂生产线，采取直接浓縮水化磷脂生产的大豆浓縮 磷脂。产品的标准基本符合国家标准对于一级食品级浓縮磷脂的规定， 但与国外高档浓縮磷脂产品标准相比还存在一定的差距，其中最主要的 差距在于乙醚不溶物指标国外产品多数将乙醚不溶物控制在0. 1%以下， 而国内行业指标高为0. 3%。乙醚不溶物的含量过高对于磷脂的外观、透 明度等都会产生不利影响，限制了磷脂在食品行业等领域的应用。另外 一个差距为磷脂色泽稍深于进口高档磷脂产品。
国内油脂科研机构、企业对精制浓縮磷脂已经进行了多年的研究开 发，取得了一定的进展。如目前有在毛油胶磷脂前，通过过滤毛油或混 合油的工艺来降低含杂量。理论上讲，含杂量低的毛油容易制得含杂量 低的磷脂。但实际上，由于在脱除磷脂时，过滤后毛油的少量杂质仍旧 会大部分转移至水化磷脂中，影响磷脂含杂量指标。并且，由于过滤时 毛油粘度较高，其毛油中含有的磷脂容易被过滤剂吸附，要求的过滤压 力较高，过滤速度慢。过滤剂吸附的大量磷脂通常还被当作废料处理， 造成了大量的浪费。由于毛油在精炼时要经过过滤脱除残留的皂粒、胶 粒、色素等，提前增加大型的过滤设备对于最终成品油而言无疑是一种 重复过滤。而且，毛油中磷脂含量在1.0 — 3.0%左右，为得到少量的磷脂 而去过滤大量的毛油，设备投资、动力消耗都会增加很多。目前亦有采 用过滤浸出混合油制取高品质磷脂的技术方案。因为大豆在制油过程中有水进入混合油，具有良好的乳化性的磷脂会将豆油、溶剂、水形成分 子量很大的胶团，进而堵塞整套过滤系统。另外，混合油中的磷脂含量 更低，单纯为得到含杂量低的磷脂而过滤大量的混合油，需要增加大型 的过滤设备，操作极为不便。
也有的以饲料级磷脂为原料进行加工精制食品级磷脂，如专利申请
号200710019614. 4公布了一种食品级大豆浓縮磷脂的生产方法，采用无 机膜(包括无机陶瓷膜和不锈钢膜)过滤技术，将磷脂中影响产品透明性、 乙醚不溶物的物质脱除。但是这种工艺所使用的词料级磷脂产品原料就 存在缺陷。在生产饲料级磷脂过程中，由于水化磷脂中杂质含量较高、 蒸发温度较高等原因，使得饲料级磷脂色泽深、变性严重。而且，由于 磷脂在己烷中形成表观分子量较高的胶束，无机膜过滤时通量小，清洗 困难，连续大规模生产有一定难度。
大豆综合利用项目是一个极有前途的农业产业化项目。它不仅可带 动农业结构的调整，而且对养殖业、食品工业、保健品工业、医药工业 等均产生巨大影响。它不但具有巨大经济效益，而且带来了重大社会效 益。大豆综合利用项目对中国更具有现实意义，它将会提高我国人民营 养水平，推动相关工农业发展起到重要作用，成为当今最具有农业产业 化前途的项目之一。

发明内容
本发明的目的在于提供一种磷脂的精制方法，其主要针对的是现有 磷脂工业中遇到的水化磷脂产品脱水温度高、磷脂产品色泽深，磷脂产 品含杂量高、浓縮磷脂产品透明度差等国内磷脂的生产现状与技术难题。 本发明能够使油料制备过程中的副产品获得利用，降低磷脂产品的杂质 含量，改善磷脂的色泽，提高磷脂的品质。按此方法最终加工的产品足 以用于食品加工等对磷脂产品档次要求比较高的领域，实现原料的综合 利用，避免了浪费。
本发明的上述目的是这样实现的 本发明提供的磷脂的精制工艺包括如下步骤
1)含磷脂的混合物与戊垸、己烷、庚垸、乙醚或石油醚混合，得分层的乳化体系；
2) 对步骤l)制备的乳化体系进行分离，取上层乳液；
3) 对步骤2)制备的上层乳液去除溶剂与水。 作为优选，上述含磷脂的混合物是指粗磷脂或水化磷脂。 具体来讲，上述粗磷脂是指乙醚不溶物)O. 1%的含磷脂混合物，包
括根据我国卵磷脂行业标准《磷脂通用技术条件》(SB/T 10206_94)中规定的一级、二级、三级浓縮磷脂。其中一级浓縮磷脂乙 醚不溶物《0.3%， 二级浓縮磷脂乙醚不溶物《1.0%，三级浓縮磷脂乙醚 不溶物《3.0%。粗磷脂虽然能满足部分领域的需求，但由于乙醚不溶物
1%，杂质含量高，透明度很差，不能应用于对产品质量要求较高的 食品工业等领域。
具体来讲，上述水化磷脂是用如下方法制备的将含有磷脂的毛油 加水水化，经过沉降分离或离心分离得到水化磷脂。所用含有磷脂的毛 油可选自大豆毛油、菜籽毛油或花生毛油。
作为优化，上述步骤l)中，含磷脂的混合物与戊垸、己垸、庚垸、
乙醚或石油醚混合的质量比为1: l一l: 10，混合的温度为1—60°C。
作为优化，上述步骤2)中的分离为沉降分离或离心分离。具体来讲， 离心的条件为700—12000 (Xg)，时间5秒至25分钟；静置沉降条件 为10分钟至24小时，沉降温度1—60°C。
作为优化，上述步骤3)是在绝对压力0.001—0.03MPa，低于105
"C条件下进行的。
作为优化，上述步骤3)在去除溶剂之前用硅藻土、蒙脱土、膨润土、 珍珠岩、活性白土和凹凸棒土中的一种或几种作为渗透介质进行过滤。
本发明还提供一种变通的磷脂精制工艺以粗磷脂为原料，用硅藻 土、蒙脱土、膨润土、珍珠岩、活性白土和凹凸棒土中的一种或几种作 为渗透介质进行过滤。
上述用硅藻土、蒙脱土、膨润土、珍珠岩、活性白土和凹凸棒土中 的一种或几种作为渗透介质进行的过滤是在0—4(TC的温度条件和 0. 02—1. 5MPa的过滤压力条件下进行的。
概括而言，本发明所提供的磷脂的精制工艺为将水化磷脂与己垸等溶剂高速混合乳化，形成二元乳化体系。沉降分离后将上层体系蒸发， 即可得到初级精制浓縮磷脂产品。再将此产品进行混溶、过滤、蒸发、 脱溶，即能得到高品质的浓縮磷脂。
本发明所提供的磷脂的提取工艺，较现有的磷脂提取工艺相比，该 工艺对设备要求低，操作成本低，易于大规模化生产。制得的产品品质 好，可用于食品加工等对磷脂产品品质要求较高的领域。最终产品杂质
含量低于0.05%，透明度较好、色泽浅，其他指标均符合国标中的规定。


图l:精制磷脂的生产工艺流程图。
具体实施例方式
结合图1所示精制磷脂的生产工艺流程图，对本发明提供的磷脂精 制工艺的优选实施例进行详细描述。但该描述仅用于对本发明之技术进 行进一步说明，不应视为对本发明技术的限制。在不脱离本发明精髓的 情况下， 一切改变方法均应视同于本发明。
步骤l:毛油的制备
磷脂的质量指标如杂质、色泽、气味、过氧化值等受油料品质及加 工工艺的影响。因此，为保证磷脂产品的品质，需要从原料开始控制。 油料进行清理后轧坯，轧好的坯片进入浸出器，用己烷萃取油脂。己烷 与油脂的混合液蒸发，得到毛油。在萃取前，也可对油料进行预榨，直 接得到毛油。大豆可直接进行冷榨，但冷搾毛油中含磷脂量较低。花生、 菜籽等高含油油料可直接通过热搾制取含磷脂的毛油。
实施例l:精选经过后熟期的大豆5400吨，含油量19%，杂质含量
0.5%，水份13%，子叶变色粒5%，不完善粒总量10%，其中霉变粒2%，
色泽气味正常。经过除尘、去杂、去石、去并肩泥、去铁等清理工艺后，
将大豆进行脱皮。脱皮温度8(TC，脱皮率90%。将脱皮大豆破碎、轧坯， 轧坯后坯片厚度为0.25—0.35mm，坯片水份11%。然后将坯片送入浸出 器。采用工业己垸萃取，萃取温度55。C。萃取后得到毛油与己烷的混合 液体，工业上俗称混合油。混合油蒸发采用二次蒸发， 一次蒸发时温度控制为58°C_60°C，混合油浓度控制为38—42%， 二次蒸发时温度控制 为90—105。C，混合油浓度控制在96—99%，蒸发真空度控制在绝压 0.02—0.03MPa。如此即得到质量较好的毛油，约1000吨。根据生产需 要，可选择在二次蒸发后对毛油进行汽提脱溶以及干燥处理。
实施例2:精选经过后熟期的油菜籽IOO吨，含油量38%，杂质含量 1%，水份7%，色泽气味正常。经过去杂、去石、去铁等清理工艺，将 菜籽进行轧坯，坯片厚度为0.25—0.35mm，进行蒸炒、预榨，收集菜籽 预榨毛油。预榨后的菜籽进行工业己垸萃取，萃取温度55。C。萃取后得 到混合油。混合油蒸发采用二次蒸发， 一次蒸发时温度控制为58°C—60 °C，混合油浓度控制为38—42%， 二次蒸发时温度控制为100—105°C， 混合油浓度控制在96_99%，蒸发真空度控制在绝压0.02—0.04MPa。如 此即得到质量较好的菜籽毛油。根据生产需要，可选择在二次蒸发后对 毛油进行汽提脱溶以及干燥处理。将上述浸出、蒸发后的毛油以及预搾 毛油合并，总计约37吨，即得到用于进行进一步加工磷脂用的菜籽毛油。
步骤2:水化磷脂的制备将含有磷脂的毛油加水水化，经过沉降分 离或离心分离得到水化磷脂(俗称油脚或水化油脚)与脱胶毛油。脱胶 毛油再经过脱除游离脂肪酸、色素、臭味物质等后即得到精炼植物油。
实施例1:取1000吨按照上述实施例1得到的大豆毛油，升温至70 °C，与10吨纯净水均匀混合。毛油与水混合接触后，磷脂开始絮凝，絮 凝时间为20—40分钟。然后经过碟式离心机分离，相对离心力3000— 6000 (Xg)，离心时间5—IO秒，离心机轻相出口为脱除水化磷脂的毛 油，重相出口为水化磷脂，约为20吨。经分析，水化磷脂原料组分为 水份50.15%，丙酮不溶物32.32%，油脂含量17.38%,乙醚不溶物0.15%。
实施例2:取100吨按照上述实施例2得到的菜籽毛油，升温至90 °C，均匀加入1.5吨纯净水。充分均匀混合后，使磷脂、水絮凝，时间8 小时。然后经过静置分离，下层物质即为水化磷脂，总共约3吨。经分 析，水化磷脂原料组分为水份51.00%，丙酮不溶物30.20%,油脂含量 18.65%，乙醚不溶物0.15%。
实施例3:取IO吨商业购置的花生毛油，经分析，毛油中磷脂含量 1%。升温至6(TC，均匀加入0.1吨纯净水。充分均匀混合后，使磷脂、水絮凝，时间4小时。然后经过静置分离，下层物质即为水化磷脂，总
共约185公斤。经分析，水化磷脂原料组分为水份54.00%，丙酮不溶 物29.30%，油脂含量16.50°/。，乙醚不溶物0.20%。
实施例4:取100吨商业购置的大豆毛油，实验测得磷脂含量1.5%。 加入带有机械搅拌装置的沉降罐中，升温至70°C，均匀加入2吨纯净水。 缓慢搅拌(低于60转/分钟)，使磷脂、水絮凝，时间24小时。然后经 过静置分离，下层物质即为水化磷脂，约3.8吨，经分析，水化磷脂原料 组分为水份53.00%，丙酮不溶物28.04%,油脂含量18.74%，乙醚不 溶物0.22%。
一般来说，上述方法经过分离后得到的水化磷脂的主要成分为
水份油脂磷脂杂质
37—55%16—28%22—34%随原料变化 (0. 05—0. 5)
水化磷脂的制备工艺也可参考浙江省粮食行业协会油脂分会与浙江
食品工贸学校编写的《高级制油工必读》，中国农业科技出版社，1999 年6月。该书第二章至第五章较为详细地叙述了实际工业生产中油料的 清理工艺、榨油工艺、己烷萃取浸出工艺以及脱除水化磷脂的工艺。 步骤3:水化磷脂与溶剂混合-
水化磷脂粘度较高，并且粘度受磷脂含量、水份含量、温度等条件 影响较大。水化磷脂中的杂质(0.05—0.5%)是影响最终磷脂产品的主 要因素之一，常规方法很难将这些杂质从高粘度的水化磷脂中分离出来。 为了更好地从高粘度水化磷脂中分离杂质，采用在水化磷脂中加入低粘 度溶剂，按照一定比例进行混合，将总体粘度降低，制取易于分离杂质 的体系。利用水化磷脂中所含磷脂同时具有亲水、亲油的特性，形成乳 化体系。经过多次试验筛选，排除了苯、甲苯、二甲苯等芳香烃类溶剂， 甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇等醇类溶剂，丙酮、甲基丁酮、甲基异丁 酮等酮类溶剂以及苯酚、乙腈等等，最终选择戊垸、己垸、庚垸、乙醚、 石油醚为最佳。
也可以在水化磷脂与溶剂混合前，在保证最终产品的色泽的前提下，在较低温度、较高真空度条件下脱除水化磷脂的部分水。
也可以用粗磷脂为原料，与上述戊烷等溶剂混合。粗磷脂中含有少 量的水、杂质，在粗磷脂系统中引入戊垸、己垸等溶剂后，经搅拌，磷 脂作为乳化剂，仍能将少量的水与溶剂、植物油乳化，形成乳状液。但 由于现有磷脂工业中制备粗磷脂时水化磷脂产品脱水温度高、磷脂产品 色泽深，磷脂产品含杂量高、在高温下这些杂质与磷脂发生诸多复杂的 化学反应，产生许多复杂的化合物。甚至有的情况下还有部分碳化的黑 色颗粒。试验证实，粗磷脂与溶剂形成乳化体系后，按照后续步骤处理， 仅能对其含杂量指标有显著提高、对于透明度有所改善。但是，对于产 品的色泽、酸价等指标影响很小。其最终制得的精制磷脂产品应用领域 也受到一定的限制。
实施例1:取按照步骤2实施例1得到的10吨水化磷脂，升温至45 °C。按照水化磷脂己垸为h 5的质量比将水化磷脂与己烷混合，即均
匀加入50吨己垸。水化磷脂与己垸混合乳化后，形成己垸、磷脂、油脂、 水、杂质的乳化体系，共计60吨。
实施例2:取按照步骤2实施例1得到的2吨水化磷脂，与2吨乙醚 搅拌混合，温度20士5"C，搅拌速度60转/分钟，搅拌时间2小时，直至 整个体系中基本没有粘稠状态的水化磷脂，即能得到乙醚、磷脂、油脂、 水、杂质的乳化体系，共计4吨。
实施例3:取按照步骤2实施例2得到的IOO公斤水化磷脂，与300 公斤戊垸搅拌混合，温度10士5-C，搅拌速度40转/分钟，搅拌时间3小 时，直至整个体系中基本没有粘稠状态的水化磷脂，即能得到戊垸、磷 脂、油脂、水、杂质的乳化体系，共计400公斤。
实施例4:取按照步骤2实施例3得到的100公斤水化磷脂，与1000 公斤庚烷搅拌混合，温度50士5。C，搅拌速度70转/分钟，搅拌时间1.5 小时，直至整个体系中基本没有粘稠状态的水化磷脂，即能得到庚烷、 磷脂、油脂、水、杂质的乳化体系，共计1100公斤。
实施例5:取按照步骤2实施例3得到的10吨水化磷脂，在60°C， 绝对压力0.01—0.015MPa条件下，进行预脱水，时间30秒一2分钟。脱 水后，测得水化磷脂含水为21%，质量5.8吨，温度7(TC。按照预脱水水化磷脂庚垸为h 4的质量比将预脱水水化磷脂与庚烷混合。预脱水 水化磷脂与庚垸混合乳化后，形成庚烷、磷脂、油脂、水、杂质的乳化 体系，共计29吨。
实施例6:取按照步骤2实施例1得到的2吨水化磷脂，在70°C， 绝对压力0.01—0.015MPa条件下，进行预脱水，时间20—60分钟。脱 水后，测得水化磷脂含水为5%，质量1.05吨，温度65。C。按照预脱水 水化磷脂石油醚为l: 6的质量比将预脱水水化磷脂与石油醚混合。混 合条件为溶液温度40士5'C，搅拌速度20转/分钟，搅拌时间2小时， 直至整个体系中基本没有粘稠状态的水化磷脂，即能得到石油醚、磷脂、 油脂、水、杂质的乳化体系，共计7.35吨。
实施例7:取水份0.7%，乙醚不溶物0.5%的粗磷脂1吨。按照粗磷
脂石油醚为l: 3的质量比将粗磷脂与石油醚混合。经试验证实，在溶
液温度30士5。C，搅拌速度60转/分钟，搅拌时间20分钟条件下能混合 均匀，即能得到石油醚、磷脂、油脂、少量水、杂质的乳化体系，共计4吨。
步骤4:混合液沉降分离
上述形成的磷脂、油脂、溶剂、水、杂质的乳化体系是一种不稳定 的体系。水化磷脂中所含磷脂主要分为两种， 一种亲水性特性较强，以 磷脂酰胆碱为代表； 一种亲油特性较强，以磷脂酰乙醇胺为代表。利用
水化磷脂中所含不同类型磷脂的复杂作用所形成的不同特性的溶液，可 以对乳化体系进行分离。多次试验后发现，乳化体系在通过静置沉降或
离心沉降后将分成上下两层。上层是油包水型(W/0)的乳化体系，这种
油包水分散系的形成，主要是磷脂分子的极性基团朝向含水的髓心，形 成球状结构，将少量的水包围在其中。这种结构具有一定的稳定性，外
观呈现油样状态。下层是水包油型(0/W)的乳化体系，这种水包油分散
系的形成，是由于磷脂分子的非极性基团朝向含油的髓心，形成球状结 构，将少量的油包围在其中。这种结构具有一定的稳定性，外观呈现水 样状态。在形成两种不同的乳化体系后，通过静置沉降或离心沉降，将 上下两层乳化体系进行进一步分离。水化磷脂中含有的杂质在混合体系 中大部分转移到下层乳化体系，实现水化磷脂中杂质的初步分离。实施例1:取按照步骤3实施例1得到的己烷、磷脂、油脂、水、杂 质的乳化体系，总质量60吨。通过调节加热介质将混合体系总体温度控
制在25—27°C，在相对离心力6000—9000 (Xg)，离心时间4—30秒 条件下离心沉降，从轻相出口分离出上层乳化体系溶液54吨，即为下一 步进行加工的原料溶液。从重相出口分离出含有大部分杂质的下层乳化 体系溶液6吨，可作为生产粗磷脂的原料，也可以进一步回收磷脂。
实施例2:取按照步骤3实施例2得到的乙醚、磷脂、油脂、水、杂 质的乳化体系总共4吨，进行静置沉降分离。实验证实，温度20士5。C。 静置沉降时间在24小时左右的沉降分层效果较好。静置沉降后形成上下 两层乳化体系。下层为含有大部分杂质的液体，总质量1.25吨。上层溶 液2.75吨即为下一步进行加工的原料溶液。
实施例3:取按照步骤3实施例6得到的500克水化磷脂、石油醚形 成混合溶液，放入1000ml分液漏斗中，室温条件下沉降l小时，分出下 层沉降液。然后将下层沉降液加入离心管中，实验证实，在相对离心力 1500—2700 (Xg)，离心时间10—25分钟条件下离心沉降条件较好。 离心后将离心管中下层沉降的水包油型乳化沉降物弃去，共计20克。保 留上层澄清的油包水型液体，并与分液漏斗中沉降后上层液体合并，合 并后总计480克，即为下一步进行加工的原料液。
实施例4:取按照步骤3实施例3得到的1500克水化磷脂、戊烷形 成混合溶液。实验证实，在相对离心力2500—3700 ( Xg)，离心时间5— 10分钟条件下离心沉降条件较好。离心后将下层沉降的水包油型乳化沉 降物弃去，共计468克。保留上层澄清的油包水型液体，共计1032克， 即为下一步进行加工的原料液。
实施例5:取按照步骤3实施例4得到的取IIOO公斤水化磷脂、庚 烷形成混合溶液，进行离心分离。离心条件为相对离心力3500—6200( X g)，离心时间7—60秒。离心后将下层沉降的水包油型乳化沉降物排出， 共计60公斤。保留上层澄清的油包水型液体，共计1040公斤，即为下 一步进行加工的原料液。
实施例6:取按照步骤3实施例6得到的7.35吨石油醚、磷脂、油 脂、水、杂质的乳化体系，进行离心分离。离心条件为相对离心力4500—8000 (Xg)，离心时间7—40秒。离心后将下层沉降的水包油型乳化沉 降物排出，共计0.4吨。保留上层澄清的油包水型液体，共计6.95吨， 即为下一步进行加工的原料液。
实施例7:取按照步骤3实施例7得到的取4吨石油醚、磷脂、油脂、 少量水、杂质的乳化体系，进行离心分离。离心条件为相对离心力7000— 12000 (Xg)，离心时间3—20秒。离心后将下层沉降的水包油型乳化 沉降物排出，共计0.4吨。保留上层澄清的油包水型液体，共计3.6吨， 即为下一步进行加工的原料液。
步骤5:低温蒸发
己烷等溶剂、水的沸点远小于磷脂与植物油脂的沸点，可通过蒸发 实现磷脂与水、溶剂的进一步分离。传统的水化磷脂蒸发工艺的目的为 单一蒸发水，要求从水化磷脂中37—55%含量的水蒸发至1%以下，蒸发 所需温度、真空度等条件需保证在能将高粘度体系中的水分离出去。大 豆水化磷脂含水在19.3%，菜籽水化磷脂含水在12.2%时，整个系统粘度 最大。在7(TC时，含水5—10%的水化磷脂最高粘度能达到9000mPa s， 粘度的上升不仅会降低传热系数，而且由于高粘度的物料产生在蒸发过 程中产生的气泡容易积聚，容易发生"溢锅"现象。传统的水化磷脂脱 除水时，磷脂容易随温度升高而发生变性。既能保证在高粘度下脱除水 分，又要保证磷脂产品的色泽，这是目前磷脂工业生产中的一大技术难 题。
本发明步骤3在水化磷脂中引入戊垸等溶剂的另一个目的是降低蒸 发温度，以保证磷脂的色泽。磷脂是热敏性物料，尤其是大豆磷脂，在
超过6crc以上时色泽会逐渐加深。如果温度升得过快过高，磷脂将会焦
化，产品中会产生碳化的黑色颗粒。为了保证在低温条件下直接干燥磷 脂脱除水分，在整个体系中引入戊垸、己烷等低沸点溶剂。这些溶剂的 沸点低于水的沸点，在蒸发过程中由于溶剂分压的作用，整体要求真空 度、蒸发温度条件相对比较温和，使得整个蒸发温度比常规一次干燥温
度下降10—3(TC，对于保证磷脂的色泽等指标具有重要意义。并且，本 发明由于在步骤4中通过沉降分离去除了下层体系中的水，使整个蒸发 过程中蒸发水的总量显著减少。这无疑为得到色泽较浅的磷脂提供了更为可靠的保证。
蒸发完成后，如果仅需得到初级精制磷脂产品，只需将残留溶剂脱 除即可得到各项指标均可达到国家食品级磷脂的标准。如果要提高产品 质量，增加产品的透明度等指标，可以选择过滤进一步精制。需要过滤 精制的磷脂产品，可直接用蒸发制得的挥发物含量小于2%的磷脂产品， 而不必经脱溶处理。
实施例1:取按照步骤4实施例1得到的54吨经过离心分离后的上 层水化磷脂、己烷形成混合乳状溶液，采用二次蒸发脱除水、己烷。第
一次蒸发时蒸发温度66—68°C，真空度控制在绝压0.01—0.03MPa，出 口浓度控制在50%。第二次蒸发时蒸发温度70—80。C，蒸发真空度控制 在绝压0.01—0.015MPa，出口浓度控制在99.9%。最后进行脱溶处理， 脱溶条件为温度65'C，真空度绝压0.002—0.003MPa，脱溶时间3小时， 去除残留溶剂，即可得到初级精制磷脂，其初级精制磷脂得率具体指标
为乙醚不溶物0.09%;丙酮不溶物65%;水份及挥发物0.5%;酸价
25mgKOH/g;色泽llGardner;水合试验不分层。初级精制磷脂量4.4吨， 相对于水化磷脂中的磷脂含量，初次精制得率88.5%。相对于水化磷脂 中的杂质含量，初次精制杂质去除率74%。
经分析，该产品的质量指标以及与其他方法所得产品指标对比如下
同一水化磷脂原料，
项目国标一级天然国标一级脱色此工艺产品采用一次直接干《 工艺所得产品
乙醚不溶物，％《0.3《0.30.090.3
丙酮不溶物，％》65.0》65.06565.8
水份及挥发物，％《1.0《1.00.50.9
酸价，mgKOH/g《30.0《30.02525
色泽，Gardner《12《71113
水合试验不分层不分层不分层不分层
实施例2:取按照步骤4实施例2得到的2.75吨经过沉降分离后的 上层溶液。采用二次立式刮膜蒸发器蒸发，第一次蒸发温度40—65。C， 真空度控制在绝压0.01—0.03MPa，出口浓度控制在80%。 二次蒸发温度 88—93°C，真空度控制在绝压0.01—0.015MPa，出口浓度控制在98%。最后进行脱溶处理，脱溶条件为温度85。C，真空度绝压0.002—0.003MPa， 脱溶时间l小时，去除残留溶剂，即可得到初级精制磷脂，共计0.83吨。 经分析，该产品的质量指标如下乙醚不溶物0.1%，丙酮不溶物65%， 水份及挥发物0.6%，酸价25mgKOH/g，色泽llGardner，水合试验不 分层。初级精制磷脂量相对于水化磷脂中的磷脂含量，初次精制得率 84%。相对于水化磷脂中的杂质含量，初次精制杂质去除率72%。
实施例3:取按照步骤4实施例4得到的1032克离心后的上层澄清 的油包水型液体，放入5000ml的磨口烧瓶中，80—84T:水浴，旋转速度 20—40转/分钟，烧瓶容器内真空绝压0.001—0.002MPa，旋转时间5小 时，去除残留溶剂，得到初级精制磷脂产品，共计125克。经分析，按 照该方法制得的产品质量指标如下乙醚不溶物0.09%，丙酮不溶物61%， 水份及挥发物0.4%，酸价29mgKOH/g，色泽12Gardner，水合试验不 分层。初级精制磷脂量相对于水化磷脂中的磷脂含量，初次精制得率 84%。相对于水化磷脂中的杂质含量，初次精制杂质去除率88%。
实施例4:取按照步骤4实施例6得到的6.95吨经过沉降分离后的 上层溶液。采用高真空二次蒸发，第一次蒸发温度65—7(TC，真空度控 制在绝压0.02—0.03MPa，出口浓度控制在70%。 二次蒸发温度88—99 °C，真空度控制在绝压0.01—0.015MPa，出口浓度控制在99%。最后进 行脱溶处理，脱溶条件为温度82°C，真空度绝压0.002—0.003MPa，脱 溶时间1.5小时，去除残留溶剂，即可得到初级精制磷脂，共计0.94吨。 经分析，该产品的质量指标如下乙醚不溶物0.07%，丙酮不溶物65%， 水份及挥发物0.3%，酸价25mgKOH/g，色泽llGardner，水合试验不 分层。初级精制磷脂量相对于水化磷脂中的磷脂含量，初次精制得率 95%。相对于水化磷脂中的杂质含量，初次精制杂质去除率77%。
实施例5:取按照步骤4实施例7得到的3.6吨经过沉降分离后的上 层溶液。采用二次蒸发，第一次蒸发温度70—75"C，真空度控制在绝压 0.02—0.03MPa，出口浓度控制在75%。 二次蒸发温度90—105°C ，真空 度控制在绝压0.01—0.015MPa，出口浓度控制在99%。最后进行脱溶处 理，脱溶条件为温度88°C，真空度绝压0.002—0.003MPa，脱溶时间2 小时，去除残留溶剂，即可得到初级精制磷脂，共计0.92吨。经分析，该产品的质量指标如下乙醚不溶物0.095%，水份及挥发物0.3%。初级 精制磷脂量相对于水化磷脂中的磷脂含量，初次精制得率92%。相对于 水化磷脂中的杂质含量，初次精制杂质去除率96%。
6:过滤
如需使歩骤5所得的磷脂产品的品质进一步提高，需在进行脱溶前
与戊垸、己垸、庚垸、乙醚等完全与己烷互溶的低沸点溶剂混合，降低 磷脂的粘度，再对低粘度混合液进一步过滤脱除更为细微的杂质以及影 响磷脂品质的复杂化合物。过滤的方法可采用混合液过滤法。经过筛选 实验发现，选用硅藻土、蒙脱土、膨润土、珍珠岩、活性白土或凹凸棒 土作为过滤介质较好。而活性炭、石英砂、二氧化硅、锰砂等过滤介质 则对于磷脂溶液的过滤则不太适合。
一般观点认为，过滤精度越高，其最终产品含杂量越低。但此观点 并不完全适用于磷脂过滤。之所以选择上述介质过滤形式，是经过多次
试验总结后发现(1)磷脂在脱水过程中并不能完全将水脱除干净，国 家标准规定浓縮磷脂水份及挥发物小于等于1%，正是这少量的水份，影 响整个待过滤的溶液系统。由于这些少量的水在整个溶剂混合液系统中， 通过磷脂的作用，形成乳化微粒(反向胶束)。反向胶束的髓心是水分 子，磷脂的极性基团指向髓心，磷脂的非极性基团指向溶液中，形成球 状结构，因此反向胶束的表观分子量较大，采用较高形式的过滤形式时， 孔径通量必须要允许通过此胶束，过滤孔径极易受阻。如在无机膜膜孔
径低于0.6tim时，30。C条件下，0.2MPa过滤压力差，浓度为30%的磷脂 己烷溶液通过无机膜后得率仅为60%左右。(2)采用较大的过滤孔径时， 乳化颗粒会通过过滤微孔，最终产品含杂量高、透明度差。通过试验研 究，即使使用lum的袋式过滤、棒式过滤等直接过滤形式，对于经过上 述沉降分离精制的磷脂的产品品质改善几乎没有影响。
粗磷脂亦可以与戊烷、己烷、庚烷、乙醚等完全与己垸互溶的低沸 点溶剂混合，进行过滤介质过滤。但由于现有磷脂工业中制备粗磷脂时 水化磷脂产品脱水温度高、磷脂产品色泽深，磷脂产品含杂量高、在高 温下这些杂质与磷脂发生诸多复杂的化学反应，产生许多复杂的化合物。 甚至有的情况下还有部分碳化的黑色颗粒。直接过滤粗磷脂溶液，由于杂质含量大，过滤系统负荷量大，过滤速度较为缓慢。由于活性白土等 过滤介质具有一定的吸附色素功能，对于产品的色泽能起到一定的改善 作用。但由于粗磷脂产品本身的酸价、色泽、杂质等指标较差的因素， 最终过滤产品的这些指标也受到一定程度的影响，其最终制得的精制磷 脂产品应用领域也受到一定的限制。
实施例1:取按照步骤5实施例1制取的4.4吨干燥磷脂，具体指标
为乙醚不溶物0.09%，丙酮不溶物65 %，水份及挥发物0.5%，酸价 25mgKOH/g，色泽11Gardner，水合试验不分层。与13.2吨己垸在室 温下在混合均匀，至无块状粘稠状物质。再在混合液体中加入液体总质 量0.5%的硅藻土，再加入液体总质量0.1%的凹凸棒土，搅拌均匀。将此 混合液体输送至叶片过滤机，循环2—10分钟，直至出口液体澄清透明。 过滤操作压力控制在0.02—0.2MPa，温度维持在15—4(TC。随着硅藻土、 凹凸棒土量逐渐进入叶片过滤机，过滤压力逐渐升高，当升高至0.3MPa 时，停止过滤操作，打开叶片过滤机放空阀，排出硅藻土、凹凸棒土滤 饼。将澄清后过滤液干燥脱溶后，得到精制磷脂产品4.2吨，过滤得率 95%。测得最终产品指标如下乙醚不溶物0.04%，丙酮不溶物65%，水 份及挥发物0.3%，酸价25mgKOH/g，色泽11 Gardner,水合试验不分 层。且整体外观呈半透明状态，具有磷脂固有的气味。
此方法过滤与传统毛油过滤及混合油过滤对比指标如下(以精制1 吨磷脂计算)
磷脂溶剂混合液
项目 过滤
过滤液体总量(t) 2.5
过滤介质消耗(kg) 15
己垸消耗(kg) 10
过滤泵动力消耗(KWh) 25
加工成本(按照过滤介质1元/kg、己烷6.5 元/千克、电力0.5元/kwh计算，单位元)
毛油过滤 浸出混合油过滤
50 160 250 400 0 100 400 500
450 1300
实际上，毛油过滤和浸出混合油过滤制备磷脂所需过滤设备须为不 锈钢设备，投资较大。另外，毛油过滤与混合油过滤制得的最终磷脂产 品质量不稳定，尤其是透明度远低于通过磷脂溶剂混合液过滤制得的磷脂产品。在实际工业生产中，由于过滤毛油在脱除磷脂时，过滤后毛油 中的少量杂质仍旧会大部分集中转移至水化磷脂中，影响磷脂含杂量指 标。并且，过滤时由于毛油粘度较高，其毛油中含有的磷脂容易被过滤 剂吸附，要求的过滤压力较高，过滤速度慢。过滤剂吸附的大量磷脂通 常还被当作废料处理，造成了大量的浪费。由于毛油在精炼时要经过活 性白土过滤，提前增加大型的过滤设备对于最终成品油而言无疑是一种 重复过滤。
实施例2:取20吨粗磷脂，具体指标为乙醚不溶物0.3%，丙酮不溶 物63%，水份及挥发物0.8%，酸价29mgKOH/g，色泽13Gardner，水合 试验不分层。加入20吨戊烷，在室温下密闭的混合罐内混合均匀，至 无块状粘稠状物质。将此混合液体输送至预先装好过滤介质的叶片过滤 机中。所采用过滤介质为活性白土、凹凸棒土的混合物，混合质量比例 为l: 1。将此混合液体输送至叶片过滤机，循环2—10分钟，直至出口 液体澄清透明。试验证明，过滤操作压力控制在0.1—0.8MPa，温度维持 在20—3(TC条件下过滤效果较好。随着溶液内的细微杂质不断进入滤饼 层，过滤压力逐渐升高，当升高至l.OMPa时，停止过滤操作，打开叶片 过滤机放空阀，排出过滤介质。将澄清后过滤液干燥脱溶后，得到精制 磷脂产品18.4吨，过滤得率92%。测得最终产品指标如下乙醚不溶物 0.07%，丙酮不溶物62%，水份及挥发物0.7%，酸价29mgKOH/g，色泽 13Gardner，水合试验不分层。且整体外观呈半透明状态。
实施例3:取按照步骤5实施例2制取的0.83吨初级精制磷脂，指 标为磷脂乙醚不溶物0.1%，丙酮不溶物65%，水份及挥发物0.6%，酸 价25mgKOH/g，色泽11Gardner，水合试验不分层。，按照磷脂乙 醚=1: 9的质量比例与乙醚混合，混合温度控制在0—25°C。将此混合溶
液通过装有按照蒙脱土硅藻土珍珠岩等于1: 5: 1比例混合的深层 过滤罐体内。将此混合液体通过深层过滤罐循环，直至出口液体澄清透
明。试验证明，过滤操作压力控制在0.3—0.7MPa，温度维持在15_30 t:过滤效果较好。随着混合液内的细微杂质逐渐进入深层过滤罐，滤饼 阻力逐渐增大，过滤罐压力逐渐升高，当升高至0.7MPa时，停止过滤操 作，更换罐体内过滤介质。将澄清后过滤液干燥脱溶后，得到精制磷脂产品0.77吨，过滤得率93%。最终产品指标如下乙醚不溶物0.06%， 丙酮不溶物65%，水份及挥发物0.5%，酸价25mgKOH/g，色泽11Gardner，
水合试验不分层。且整体外观呈半透明状态，具有磷脂固有的气味。
实施例4:取按照步骤5实施例4制取的0.97吨初级精制磷脂。该 产品的质量指标如下乙醚不溶物0.07%,丙酮不溶物65%，水份及挥 发物0.3%，酸价25mgKOH/g，色泽llGardner，水合试验不分层。按 照磷脂庚垸=9: 1的质量比例混合，混合温度控制在20—35°C。将此 混合液体输送至预涂好硅藻土的叶片过滤机内进行过滤。试验证明，过 滤操作压力控制在0.5—1.5MPa，温度维持在30—5(TC过滤效果较好。 随着混合液内的细微杂质逐渐进入深层过滤罐，滤饼阻力逐渐增大，过 滤罐压力逐渐升高，当升高至2.0MPa时，停止过滤操作。将澄清后过滤 液干燥脱溶后，得到精制磷脂产品0.95吨，过滤得率98%。最终产品指 标如下乙醚不溶物0.03%，丙酮不溶物65%，水份及挥发物0.2%，酸 价25mgKOH/g，色泽11Gardner，水合试验不分层。且整体外观呈半 透明状态，具有磷脂固有的气味。
本领域技术人员可知，本步骤的过滤工艺可以直接以粗磷脂为原料 进行。直接以粗磷脂为原料进行本发明提供之过滤步骤亦可获得符合国 家标准的食品级磷脂，因此，亦属于本发明所主张保护的工艺之等同技 术。
7:总结上述工艺的主要由毛油的制备、水化磷脂的制备、水化磷
脂与溶剂混合、混合液沉降分离、低温蒸发、过滤六个步骤组成。其步
骤1、步骤2为制得高品质的初始原料一一水化磷脂，歩骤3至步骤6 为降低水化磷脂的粘度，除去杂质，低温蒸发，以保证最终产品的高品质。
按照步骤1至步骤6的顺序加工，能制得高品质的浓縮磷脂，其乙 醚不溶物能达到小于0.05%的高水平，无需采用脱色剂，其色泽能达到 11Gardner。且整体外观呈半透明状态，具有磷脂固有的气味。其他指标 均能达到或好于国外公司生产的同类产品。
对于含磷脂的毛油，可以从步骤2水化磷脂的制备开始，进行步骤3 至步骤5的操作，即可得到符合国家食品级磷脂标准的磷脂产品，如果
21再加入歩骤6的操作，其产品的乙醚不溶物则能达到小于0.07%的水平， 其综合品质明显高于国家食品级磷脂的标准。
权利要求
1.磷脂的精制工艺，包括如下步骤1)含磷脂的混合物与戊烷、己烷、庚烷、乙醚或石油醚混合，得分层的乳化体系；2)对步骤1)制备的乳化体系进行分离，取上层乳液；3)去除步骤2)制备的上层乳液中的溶剂和水。
2. 根据权利要求1所述磷脂的精制工艺，其特征在于，所述含磷脂 的混合物是粗磷脂或水化磷脂。
3. 根据权利要求2所述磷脂的精制工艺，其特征在于，所述粗磷脂是 指乙醚不溶物X). 1%的含磷脂混合物。
4. 根据权利要求2所述磷脂的精制工艺，其特征在于，所述水化磷 脂的制备方法如下将含有磷脂的毛油加水水化，经过沉降分离或离心分 离得到水化磷脂。
5. 根据权利要求4所述磷脂的精制工艺，其特征在于，所述含有磷 脂的毛油为大豆毛油、菜籽毛油或花生毛油。
6. 根据权利要求1所述磷脂的精制工艺，其特征在于，所述工艺步 骤l)中含磷脂的混合物与戊烷、己烷、庚烷、乙醚或石油醚混合的质量 比为l: 1 — 1: 10，混合的温度为1—60°C。
7. 根据权利要求l所述磷脂的精制工艺，其特征在于，所述工艺步 骤2)中的分离为沉降分离或离心分离。
8. 根据权利要求7所述磷脂的精制工艺，其特征在于，离心的条件 为700—12000Xg，时间为5秒至25分钟；静置沉降条件为10分钟至24 小时，沉降温度1一6(TC。
9. 根据权利要求l所述磷脂的精制工艺，其特征在于，所述工艺步 骤3)在绝对压力0.001—0.03MPa，温度低于105。C条件下进行。
10. 根据权利要求l所述磷脂的精制工艺，其特征在于，所述工艺的 歩骤3)在脱除溶剂之前用硅藻土、蒙脱土、膨润土、珍珠岩、活性白土 和凹凸棒土中的一种或几种作为渗透介质进行过滤。
11. 磷脂的精制工艺，其特征在于，以粗磷脂为原料，用硅藻土、蒙 脱土、膨润土、珍珠岩、活性白土和凹凸棒土中的一种或几种作为渗透介质进行过滤。
12.根据权利要求10或11任意一项所述磷脂的精制工艺，其特征在于，所述过滤在0—40。C的温度条件和0. 02—1. 5MPa的过滤压力条件下 进行。
全文摘要
本发明属于油脂生产与综合利用技术领域，涉及磷脂的精制工艺。磷脂的精制工艺，包括如下步骤磷脂的精制工艺，包括如下步骤1)含磷脂的混合物与戊烷、己烷、庚烷、乙醚或石油醚混合，得分层的乳化体系；2)对步骤1)制备的乳化体系进行分离，取上层乳液；3)去除步骤2)制备的上层乳液中的溶剂和水。本发明所提供的磷脂的精制工艺，较现有的磷脂提取精制工艺相比，该工艺对设备要求低，操作成本低，易于大规模化生产。制得的产品品质好，可用于食品加工等对磷脂产品品质要求较高的领域。
文档编号C07F9/00GK101293895SQ20081012932
公开日2008年10月29日 申请日期2008年6月26日 优先权日2008年6月26日
发明者张昭炜 申请人:三河汇福粮油集团有限公司