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行业新闻

详解丨分子蒸馏单甘酯生产工艺

分子蒸馏单甘酯是单硬脂酸甘油酯和单棕榈酸甘油酯的混合物,其质量标准见表1。

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表1 分子蒸馏单甘酯质量标准


分子蒸馏单甘酯是一种白色蜡质片状、珠状或粉状固体,可溶于氯仿、乙醇、丙酮或乙醚等有机溶剂,也可溶于矿物油和不挥发性油。不溶于水,与热水强烈振荡混合可分散在热水中。分子蒸馏单甘酯HLB值在3~4之间,属油包水(W/O)型乳化剂,由于乳化性独特,也可作为水包油(O/W)型乳化剂。它是美国食品和药物管理局(FDA)和联合国粮农组织与世界卫生组织(FAO/WHO)认定是“—般公认为安全的”(GRAS),“不作限制性规定使用的”少数食品添加剂之一,是目前世界上消耗量最大的食用乳化剂。

1 生产

分子蒸馏单甘酯生产主要分三个工序:合成、分离和成型,工艺流程如图1。

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图1 分子蒸馏单甘酯生产流程

1.1 合成

工业生产从成本考虑,多采用氢化油脂(三脂肪酸甘油酯)与甘油的酯交换反应生产单、双脂肪酸甘油酯(简称单、双甘酯),反应式如下所示:

由于是平衡反应,其中有效成分单脂肪酸甘油酯(简称单甘酯)含量一般在40%~50%左右,很难突破60%,如何提高单甘酯的含量是生产此乳化剂的关键。

1.2 分离

利用分子蒸馏技术可以把此乳化剂的单甘酯含量大幅提高。分子蒸馏原理是基于不同类型分子的平均自由程不同。分子在液态时受到较大的束缚力,当获得足够能量,就能克服束缚力成为气态分子,分子逸出液面后不与其它分子碰撞的直线运行距离称为分子自由程。不同类型分子在同一外界条件下有不同的分子自由程,即使同一分子,在不同的时刻其分子自由程的大小也不完全相等,其平均值就称为分子平均自由程。



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气相重分子的平均自由程小,气相轻分子的平均自由程大,如果在离液面大于重分子的平均自由程而又小于轻分子的平均自由程处设置一冷凝面,使得轻分子能飞到冷凝面被冷凝分馏,重分子又达不到冷凝面而发生多次碰撞返回原来液面,实现混合物的分离。分子蒸馏技术具有蒸馏温度低于物料沸点、蒸馏压降小、受热时间短、分离程度高等特点,适合于分离高分子量、高沸点、热敏性物质,单甘酯就是最成功的例子。

采用分子蒸馏技术把单甘酯的含量提高到90%以上,此方法生产的产品被称为分子蒸馏单甘酯。其生产设备多采用旋转刮膜式分子蒸馏器,它的基本结构为外层蒸发器与里层冷凝器及其运动刮膜机构。

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图2 分子蒸馏分离原理

如图2所示,蒸馏时,混合物(单、双甘酯)靠重力和机械力向下流动并形成快速移动、厚度均匀的薄膜在蒸发器壁面受热,能量足够的分子逸出液面而蒸发,气态重分子(双甘酯)的平均自由程小,未能到达冷凝器而发生多次碰撞返回到蒸发器壁面,从蒸发器这侧流出;而气态轻分子(单甘酯)的平均自由程大,所走距离远,能直接到达冷凝器被冷凝为液体,从冷凝器这侧流出,完成分离过程,获得单甘酯含量为90%以上的产品——分子蒸馏单甘酯。

1.3 成型

根据不同客户要求、不同产品用途,把分子蒸馏单甘酯经过喷雾、造珠或结块工序制成各种形态:粉状、珠状、块状。

2 应用

分子蒸馏单甘酯是一种多用途产品,广泛应用于各个行业。食用工业中,用于面包、面条、点心、人造奶油、冰淇淋、糖果、饼干、饮料、乳制品、肉制品、豆制品等;日用化工中,用于雪花膏、洗面奶、护肤霜、发乳等;药品中,用于鱼肝油乳液、各类软膏、栓剂等;塑料中,用作润滑剂、增塑剂、发泡稳定剂等;纺织中,用作柔软整理剂、抗静电剂等。随着各行工业的不断发展,加工品种的增多,分子蒸馏单甘酯的应用也越来越广泛,是一种具有广阔前景的乳化剂。



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文章来源:www.qiyuins.com

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