深海鱼油精炼真空系统的应用实践

孙 乐，赵 宇

无锡中粮工程科技有限公司 (无锡 214035)

深海鱼油作为鱼粉加工的副产品，是一类富含营养物质的油脂。与其它食用油脂不同，深海鱼油具有大量长链多不饱和脂肪酸，特别是二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)具有多重营养和保健功能[1]。

深海鱼油的精炼是提升鱼油品质的过程。目前鱼油精炼工艺中，脱臭温度较高会导致油中部分EPA、DHA损失，并使油中产生聚合物；脱臭温度较低又会导致成品油鱼腥味较重。同时，真空系统会产生大量废水、废气，不利于环保。本文根据实际工程案例，对深海鱼油精炼工艺流程进行介绍，并根据工艺流程对真空系统进行选型，实践证明此真空系统适用于深海鱼油精炼生产线。

1 深海鱼油精炼工艺

1.1 工艺流程

鱼油精炼工艺见图1。

1.2 工艺流程描述

毛鱼油进入车间内真空毛油罐，升温后依次与一定比例的磷酸、液碱充分混合反应，经离心机脱皂；再与一定比例的热水混合，经离心机分离脱去油中残皂等杂质；最后经真空干燥器脱除油中水分及部分挥发性物质，得到的碱炼油进入脱色工段。碱炼油在真空脱色塔内与一定比例白土充分搅拌、反应后，进入叶片过滤机过滤得到脱色油。脱色油在冬化结晶罐内降温结晶后，进入隔膜过滤机过滤得到脱蜡油。脱蜡油在真空脱臭塔内通过直接蒸气汽提，脱除嗅味物质，最终得到脱臭成品油。

图1 鱼油精炼工艺示意图

2 真空系统要求

2.1 高度要求

项目所在车间分2层，总高10 m。设备的选型及安装不能超过现有车间高度。

2.2 排污要求

真空系统的选型应尽量避免废水、废气的产生，其产生的废水应便于收集。

3 真空系统选型及分析

3.1 碱炼、脱色真空系统

3.1.1 使用范围

该真空系统用于毛油罐、真空干燥器、脱色塔、脱色清油罐，使鱼油可以全程处于真空状态下，可以有效防止空气进入，从而避免产品氧化。

3.1.2 真空系统的选用

常用于碱炼、脱色系统的真空泵有蒸汽喷射真空泵、水喷射真空泵、液环真空泵等。考虑到蒸汽喷射真空泵不满足车间高度、排污要求，水喷射真空泵不满足车间排污要求，故选用液环真空泵。

为了满足车间高度、排污要求，采用列管冷凝器、液环真空泵的组合。如图2所示，列管冷凝器底部设暂存罐，用于暂存真空系统中水分及挥发性物质等的冷凝液；液环真空泵的工作液循环使用，冷却水通过板式换热器间接冷却工作液；该系统真空度可小于等于10 kPa(A)。

3.1.3 真空系统的使用效果

毛鱼油含水量≥0.6%，真空干燥器真空度为7～9 kPa(A)，碱炼油干燥后含水量≤0.04%；脱色塔及其它真空设备真空度7～10kPa(A)，均满足工艺要求。

3.2 脱臭真空系统

3.2.1 使用范围

该真空系统用于脱臭塔。为了最大限度的保留鱼油中的EPA、DHA等多不饱和脂肪酸，生产中脱臭塔直接蒸气汽提不以脱除鱼油中的脂肪酸为目的，主要用于脱除鱼油中的低级醛酮酸类物质及过氧化物等，以达到去除油中鱼腥味的作用。

3.2.2 真空系统的选用

常用于脱臭系统的真空泵有蒸汽喷射真空泵、罗茨真空泵机组等。考虑到蒸汽喷射真空泵不满足车间高度、排污要求，故选用罗茨真空泵机组。

为了满足车间高度、排污要求，采用列管冷凝器、旋液分离器、罗茨真空泵机组的组合。如图3所示，列管冷凝器底部设暂存罐，用于暂存真空系统中水蒸气及低级酸类等物质的冷凝液；旋液分离器用于防止冷凝液被吸入罗茨真空泵机组；罗茨真空泵机组采用罗茨真空泵加液环真空泵的组合，冷却水通过板式换热器间接冷却液环真空泵工作液。

图3 脱臭真空系统示意图

为了使水蒸气、低分子酸及多环芳烃类等物质冷凝为液体，而不是凝华为固体，参考水的三相点图及饱和水蒸气蒸汽压表[2]，拟定脱臭真空度为1 kPa(A)，该条件下饱和水蒸气在7 ℃会液化为水，可用4 ℃冷冻水间接将水蒸气等冷凝为液体；醛酮类等部分不可凝气体由真空泵抽出，排至尾气处理装置集中处理。拟选用罗茨液环泵二级机组[3]，该机组由1台罗茨真空泵和1台液环真空泵组成，真空度可小于等于1 kPa(A)。

参考相关资料，可知深海鱼油脂肪酸组成主要为C14:0～C22:6[1、4]。同系列脂肪酸的沸点随着碳链的增长而增加，相同碳数的饱和脂肪酸的沸点和不饱和脂肪酸的沸点相差很小。查表可知，在真空度为1kPa(A)的条件下，深海鱼油的脂肪酸沸点大于187 ℃[4]。故脱臭温度暂定为180 ℃。

3.2.3 真空系统的使用效果

实际生产中脱臭塔真空度为800～1 000 Pa(A)，根据水蒸气蒸汽压表[2]，需要将饱和水蒸气降温至4 ℃，使其液化为水，故选用1 ℃冷冻水间接将水蒸气等冷凝为液体。真空度的变化使脂肪酸沸点下降，故将脱臭温度降为165 ℃～170 ℃。脱臭时间60 min，脱臭成品油质量合格。

3.3 原油及产品指标

以金枪鱼油为例，各阶段产品指标均达到企业内控标准并优于国标，毛油及各阶段产品主要质量指标详见表1。

表1 主要质量指标

注：“-”表示国标未要求，暂未检测；“/”表示与真空系统无直接关系，暂未列出。

4 结论

经深海鱼油精炼工艺实践可知，该真空系统的使用可在较低的脱臭温度下脱除鱼油中低级醛酮酸类物质及过氧化物等，避免了温度过高导致EPA、DHA的损失和聚合物的产生，采用该真空系统生产出来的产品指标远高于国标一级精炼鱼油。使用该真空系统几乎没有废水、废气的产生，经济效益良好，具有较好的推广意义。