左 青,竇維祥,左 暉
(1.江蘇牧羊豐尚油脂工程技術(shù)有限公司, 江蘇 揚(yáng)州 225127; 2.安徽省華銀茶油有限公司,安徽 舒城 231300;3.廣州星坤機(jī)械有限公司,廣州 510460)
油茶籽油是不干性油,富含油酸、茶多酚和維生素E,有很強(qiáng)的滲透性,與皮膚和頭發(fā)的親和性好,不容易氧化變質(zhì),無(wú)毒,可作為化妝品基礎(chǔ)油。油茶籽油油酸含量高,油酸與人體皮膚脂成分接近,對(duì)皮膚具有保水、潤(rùn)膚、護(hù)膚及殺菌作用。油茶籽油含有的茶多酚能阻止皮膚細(xì)胞內(nèi)氨基酸和一些化合物反應(yīng),減少黑色素;維生素E可抗衰老;角鯊烯能改善皮膚色澤,緩解牛皮癬和皮炎。另外,油茶籽油可防止紫外線對(duì)皮膚傷害,避免曬紅、爆皮、脫皮。油茶籽油還可外治燙傷、燒傷、燥裂、體癬、慢性濕疹、軟組織挫傷,不留疤痕。
油茶籽油作為化妝品基礎(chǔ)油在加工中要解決的主要問(wèn)題有:①油脂的氧化變質(zhì);②要求油酸含量高,在感官上為無(wú)色透明;③要求飽和脂肪酸含量低;④控制安全指標(biāo)如苯并芘含量、重金屬含量及微生物指標(biāo)。
基于冷榨油茶籽油顏色淺、易脫色,選用冷榨油茶籽油為原料,進(jìn)行油茶籽化妝品基礎(chǔ)油的精煉工藝[1]實(shí)踐,達(dá)到出口油茶籽化妝品基礎(chǔ)油的標(biāo)準(zhǔn),為油茶籽化妝品基礎(chǔ)油的生產(chǎn)實(shí)踐提供參考。
對(duì)低酸價(jià)的油茶籽毛油選用水化脫膠。在油溫60~65℃,加水量為3.5倍磷脂含量或5%,連續(xù)攪拌0.5 h條件下脫膠,靜置2~4 h后排水,排水后溫度降到常溫,脫膠油磷脂含量在27.7 mg/kg,同時(shí)脫除油茶籽油中的茶皂素和機(jī)械雜質(zhì)。
對(duì)高酸價(jià)油茶籽毛油選擇堿煉脫膠脫酸。新鮮的油茶籽毛油酸價(jià)(KOH)小于等于5 mg/g,選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.65%~8.07%的NaOH溶液,常溫堿煉,超堿量為0.25%,快速加入堿液,攪拌速度為50~60 r/min,加堿后30 r/min緩慢攪拌,反應(yīng)20 min,靜置4 h后排水,把油溫升到70~80℃,水溫85℃,加水量為油質(zhì)量的8%~10%,靜置2~4 h,水洗2~3次,含皂量降低至12 mg/kg以下, 105℃真空脫水30~40 min,油茶籽油的酸價(jià)(KOH)降至0.2 mg/g以下。如果油茶籽毛油酸價(jià)(KOH)為20 mg/g,需水洗3~4次,堿煉油得率在65%左右。
為了尋找經(jīng)濟(jì)有效的油茶籽油脫色工藝條件,用安徽省華銀茶油有限公司生產(chǎn)的浸出油茶籽油為原料,在實(shí)驗(yàn)室做幾種脫色劑的小試試驗(yàn)。
(1)雙氧水脫色:雙氧水添加量9%,溫度90℃。脫色油色澤Y 0.3、R 0,酸價(jià)(KOH)1.08 mg/g,過(guò)氧化值52.9 mmol/kg。雙氧水脫色效果很好,但是過(guò)氧化值升高,對(duì)碳鋼設(shè)備腐蝕大,鐵離子進(jìn)入油中產(chǎn)生紅色,要求脫色鍋材質(zhì)為不銹鋼。
(2)ClO2(泡騰片)脫色:添加1%ClO2粉末,用100倍水稀釋。脫色油色澤Y 0.7,R 0。
(3)乙醚和活性炭脫色:乙醚與油茶籽油體積比 1∶1,活性炭添加量5%。脫色油色澤Y 0.4,R 0。但是車間操作較難,脫色效果和實(shí)驗(yàn)室小試差別大。
(4)活性白土脫色:活性白土添加量3%,脫色溫度110℃,脫色時(shí)間25 min。脫色油色澤為Y 4.0、R 0.0。
(5)竹炭和活性白土混合脫色:竹炭與活性白土質(zhì)量比2∶1,總用量3.5%,脫色溫度60℃,脫色時(shí)間30 min。脫色率達(dá)到98.2%,脫色油接近無(wú)色狀態(tài)。
(6)活性炭和硅藻土混合脫色:活性炭和硅藻土質(zhì)量比6∶1,總用量2.7%,脫色溫度87℃,脫色時(shí)間30 min。脫色率為90.22%,脫色油色澤Y 0、R 0。
在車間生產(chǎn)中采用活性白土脫色,添加2.3%~2.8%活性白土和0.59%的活性炭(脫苯并芘),脫色真空0.08 MPa,脫色溫度110℃,脫色時(shí)間25 min,油溫降低到90℃,反應(yīng)20 min后降溫,在70℃破真空,過(guò)濾。
為防止苯并芘超標(biāo),每一批用于精煉的原料油都必須測(cè)定苯并芘含量,苯并芘含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的原料油按正常設(shè)定的精煉工藝進(jìn)行精煉,其成品可滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);苯并芘超標(biāo)的原料油,依據(jù)其超標(biāo)量加入吸附劑(活性炭),在脫色系統(tǒng)和脫色劑進(jìn)行匹配,對(duì)苯并芘進(jìn)行脫除。
臭味含類脂物、烴類、醛、醇、低分子脂肪酸以及油脂加工過(guò)程產(chǎn)生的異味、糊味、白土味、溶劑味,產(chǎn)生來(lái)源為揮發(fā)性物質(zhì)。
要求進(jìn)脫臭塔的油品含磷量小于等于10 mg/kg、含皂量小于等于10 mg/kg、固體含量小于等于10 mg/kg。脫臭塔組合采取先板式塔后填料塔的結(jié)合。采用4層板式塔,從板式塔出油流到填料塔,油在填料塔內(nèi)部滯留5 min,真空在150~200 Pa,水蒸氣噴入量為油質(zhì)量的3.5%左右,進(jìn)油溫度加熱到140℃,脫臭溫度在240℃左右,脫臭時(shí)間70~90 min,脫臭油經(jīng)油油換熱、冷水降溫到50℃左右出車間。脫臭油酸價(jià)(KOH)在0.2 mg/g及過(guò)氧化值為0時(shí),臭味完全脫除。
把脫臭油溫度降到40~45℃進(jìn)結(jié)晶罐,添加助濾劑(珍珠粉),助濾劑添加量為1.5 kg/t(以油質(zhì)量計(jì)),攪拌速度10 r/min,結(jié)晶時(shí)間24 h,降溫到3~4℃,養(yǎng)晶時(shí)間24 h,油溫升到10℃開(kāi)始過(guò)濾,因脫蠟是放熱反應(yīng),后續(xù)油升溫到14~15℃過(guò)濾,采用不同孔徑的袋式過(guò)濾機(jī),孔徑在0.5~1.0 μm之間,過(guò)濾次數(shù)4次,過(guò)濾壓力在0.5~5 MPa。結(jié)晶罐并聯(lián),均為間歇罐。
在灌裝前也要進(jìn)行過(guò)濾,布袋孔徑為0.5 μm,充氮保存,在7—9月每月檢測(cè)1次常規(guī)指標(biāo),1—6月檢測(cè)2次,10—12月檢測(cè)2次。
經(jīng)上述精煉工藝得到的油茶籽化妝品基礎(chǔ)油主要指標(biāo)見(jiàn)表1。
表1 油茶籽化妝品基礎(chǔ)油主要指標(biāo)
由表1可知,相比GB 11765—2018一級(jí)油茶籽油,油茶籽化妝品基礎(chǔ)油對(duì)酸價(jià)、油酸含量、色澤等指標(biāo)的要求高,另外還應(yīng)考慮到出口國(guó)對(duì)化妝品重金屬含量和微生物指標(biāo)的嚴(yán)格要求[2]。我們生產(chǎn)的出口油茶籽油質(zhì)量均符合用戶的質(zhì)量指標(biāo)和安全指標(biāo)。
冬化的目的為延長(zhǎng)油在低溫下保持澄清的時(shí)間,提高油酸和不飽和脂肪酸的含量[3]。經(jīng)3~4℃、48 h冬化處理,油茶籽油中油酸含量約82%,不飽和脂肪酸含量在90%左右,在0℃保持澄清200 h。對(duì)于酸價(jià)(KOH)在5~7 mg/g的冷榨油茶籽毛油,采取深度脫色和冬化,精煉率在87%~88%。但間歇式脫蠟存在缺點(diǎn):40~45℃的脫臭油在結(jié)晶罐降溫需要的時(shí)間長(zhǎng);在過(guò)濾前不能快速升溫,在油溫升到10℃時(shí),用低剪切力泵輸送到過(guò)濾機(jī),過(guò)濾速度慢。
在脫色過(guò)程中活性白土添加量對(duì)油茶籽油的酸價(jià)和過(guò)氧化值有影響。活性白土催化產(chǎn)物分解成低碳鏈脂肪酸,使油茶籽油酸價(jià)上升,但活性白土添加量超過(guò)6%時(shí),酸價(jià)上升不明顯,分析認(rèn)為活性白土對(duì)低碳鏈脂肪酸以吸附為主?;钚园淄翆⑦^(guò)氧化物氧化成二級(jí)氧化物,酸價(jià)趨于穩(wěn)定。油茶籽油脫色效果與活性白土添加量、脫色溫度和脫色時(shí)間有關(guān)[4],活性白土添加量從1%增加到3%,油茶籽油顏色變淺,超過(guò)3%以后,色澤變化小,活性白土吸收油脂,使酸價(jià)升高。脫色溫度在110℃,油茶籽油色澤最淺,隨著脫色溫度升高,色澤變深,酸價(jià)上升。最適宜的脫色時(shí)間是25 min。從脫色操作總結(jié)看,對(duì)脫色效果的影響大小依次為活性白土添加量>脫色時(shí)間>脫色溫度。
油茶籽油有兩種,即冷榨油茶籽油和浸出油茶籽油,浸出油茶籽油的色澤深,限于脫色技術(shù)水平,不能達(dá)到無(wú)色狀態(tài),只能采用冷榨油茶籽油進(jìn)行精煉,達(dá)到用戶要求的化妝品基礎(chǔ)油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
我司精煉設(shè)備前段水化和堿煉采取間歇式工藝和大鍋(材質(zhì)多是碳鋼),后段脫色和脫臭采取連續(xù)式工藝和設(shè)備(材質(zhì)為不銹鋼)?;瘖y品基礎(chǔ)油要求和皮膚的親和性和滲透性好、無(wú)毒、無(wú)色、無(wú)味(或微量水果味)、無(wú)過(guò)敏性、有濕潤(rùn)光滑感。精煉過(guò)程中在堿煉脫膠脫酸工段嚴(yán)格降低含皂量小于等于12 mg/kg,為了避免雙氧水和泡騰片對(duì)設(shè)備的腐蝕,采用活性白土添加其他脫色劑進(jìn)行脫色,在脫臭裝置中先采用板式塔是為了延長(zhǎng)生產(chǎn)周期而后面的填料塔保證油品無(wú)味,冬化的目的是延長(zhǎng)油在低溫下保持澄清的時(shí)間,提高油酸等不飽和脂肪酸含量。
美、歐化妝品的貿(mào)易發(fā)展早,已經(jīng)建立完善的化妝品監(jiān)管體系,我國(guó)是在改革開(kāi)放后引進(jìn)化妝品產(chǎn)業(yè),實(shí)行分段管理,產(chǎn)品審批備案并行。油茶籽油作為化妝品基礎(chǔ)油,在我國(guó)沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),國(guó)內(nèi)的高端化妝品行業(yè)也主要由外資控制,按照國(guó)外標(biāo)準(zhǔn),我們銷售給國(guó)內(nèi)化妝品企業(yè)也是按照國(guó)外標(biāo)準(zhǔn),因此建議及早制定油茶籽化妝品基礎(chǔ)油標(biāo)準(zhǔn)。油茶籽油作為食用油,在市場(chǎng)中與橄欖油競(jìng)爭(zhēng),一級(jí)油茶籽油的質(zhì)量和價(jià)格已經(jīng)見(jiàn)頂,而冷榨油茶籽油出口到東亞國(guó)家作為化妝品基礎(chǔ)油,價(jià)格在11.5萬(wàn)~12萬(wàn)元/t,可使整體經(jīng)濟(jì)效益提升。油茶籽化妝品基礎(chǔ)油具有技術(shù)含量高,經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)點(diǎn),可為企業(yè)增加新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
致謝:感謝中國(guó)糧油協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)王莉蓉的支持!