詳解丨分子蒸餾單甘酯生產工藝

分子蒸餾單甘酯是單硬脂酸甘油酯和單棕櫚酸甘油酯的混合物,其質量標準見表1。

表1 分子蒸餾單甘酯質量標準

分子蒸餾單甘酯是一種白色蠟質片狀、珠狀或粉狀固體,可溶于氯仿、乙醇、丙酮或乙醚等有機溶劑,也可溶于礦物油和不揮發性油。不溶于水,與熱水強烈振蕩混合可分散在熱水中。分子蒸餾單甘酯HLB值在3~4之間,屬油包水(W/O)型乳化劑,由于乳化性獨特,也可作為水包油(O/W)型乳化劑。它是美國食品和藥物管理局(FDA)和聯合國糧農組織與世界衛生組織(FAO/WHO)認定是“—般公認為安全的”(GRAS),“不作限制性規定使用的”少數食品添加劑之一,是目前世界上消耗量最大的食用乳化劑。

1 生產

分子蒸餾單甘酯生產主要分三個工序:合成、分離和成型,工藝流程如圖1。

圖1 分子蒸餾單甘酯生產流程

1.1 合成

工業生產從成本考慮,多采用氫化油脂(三脂肪酸甘油酯)與甘油的酯交換反應生產單、雙脂肪酸甘油酯(簡稱單、雙甘酯),反應式如下所示:

由于是平衡反應,其中有效成分單脂肪酸甘油酯(簡稱單甘酯)含量一般在40%~50%左右,很難突破60%,如何提高單甘酯的含量是生產此乳化劑的關鍵。

1.2 分離

利用分子蒸餾技術可以把此乳化劑的單甘酯含量大幅提高。分子蒸餾原理是基于不同類型分子的平均自由程不同。分子在液態時受到較大的束縛力,當獲得足夠能量,就能克服束縛力成為氣態分子,分子逸出液面后不與其它分子碰撞的直線運行距離稱為分子自由程。不同類型分子在同一外界條件下有不同的分子自由程,即使同一分子,在不同的時刻其分子自由程的大小也不完全相等,其平均值就稱為分子平均自由程。

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氣相重分子的平均自由程小,氣相輕分子的平均自由程大,如果在離液面大于重分子的平均自由程而又小于輕分子的平均自由程處設置一冷凝面,使得輕分子能飛到冷凝面被冷凝分餾,重分子又達不到冷凝面而發生多次碰撞返回原來液面,實現混合物的分離。分子蒸餾技術具有蒸餾溫度低于物料沸點、蒸餾壓降小、受熱時間短、分離程度高等特點,適合于分離高分子量、高沸點、熱敏性物質,單甘酯就是最成功的例子。

采用分子蒸餾技術把單甘酯的含量提高到90%以上,此方法生產的產品被稱為分子蒸餾單甘酯。其生產設備多采用旋轉刮膜式分子蒸餾器,它的基本結構為外層蒸發器與里層冷凝器及其運動刮膜機構。

圖2 分子蒸餾分離原理

如圖2所示,蒸餾時,混合物(單、雙甘酯)靠重力和機械力向下流動并形成快速移動、厚度均勻的薄膜在蒸發器壁面受熱,能量足夠的分子逸出液面而蒸發,氣態重分子(雙甘酯)的平均自由程小,未能到達冷凝器而發生多次碰撞返回到蒸發器壁面,從蒸發器這側流出;而氣態輕分子(單甘酯)的平均自由程大,所走距離遠,能直接到達冷凝器被冷凝為液體,從冷凝器這側流出,完成分離過程,獲得單甘酯含量為90%以上的產品——分子蒸餾單甘酯。

1.3 成型

根據不同客戶要求、不同產品用途,把分子蒸餾單甘酯經過噴霧、造珠或結塊工序制成各種形態:粉狀、珠狀、塊狀。

2 應用

分子蒸餾單甘酯是一種多用途產品,廣泛應用于各個行業。食用工業中,用于面包、面條、點心、人造奶油、冰淇淋、糖果、餅干、飲料、乳制品、肉制品、豆制品等;日用化工中,用于雪花膏、洗面奶、護膚霜、發乳等;藥品中,用于魚肝油乳液、各類軟膏、栓劑等;塑料中,用作潤滑劑、增塑劑、發泡穩定劑等;紡織中,用作柔軟整理劑、抗靜電劑等。隨著各行工業的不斷發展,加工品種的增多,分子蒸餾單甘酯的應用也越來越廣泛,是一種具有廣闊前景的乳化劑。

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文章來源：www.qiyuins.com