蓖麻油行业上、下游产业链及技术工艺发展趋势
2022.06.15
1 、上游行业发展状况
目前蓖麻产品不但国内需要,国际市场更具优势,发展前景广阔。蓖麻具有较高的经济价值,蓖麻籽含油率高达40%-70%,蓖麻油不但是重要的工业原料,而且是目前惟一可以代替石油的可再生型绿色油品资源。据调查,国际市场年需蓖麻籽在1000万吨以上,但产量只有200万吨左右,缺口甚大;我国蓖麻籽年需量约80万吨,产量只有30万吨,缺口50万吨。市场需求潜力为蓖麻业发展提供了良好机遇。
种植蓖麻比种植其他作物具有优势,不分地区、气候,各地均可种植。蓖麻的适应性强,根系发达,除大田种植外,还可以利用房前屋后、田头沟边、荒原荒坡等地方种植。一般每亩投入100元左右,亩收入在500-700元,采取复合模式生产效益更高,例如养蓖麻蚕,套种小麦、土豆等。蓖麻,喜温、耐旱、耐瘠薄、耐盐碱,适应性和抗逆性强、不耐淹。大田种植只要科学管理,就能获得显著的经济效益。
蓖麻在我国的种植分布没有明显划分。南起海南岛、北至黑龙江均有栽培,以黄河和长江流域分布最广。由于蓖麻具有耐干旱、耐瘠薄、耐盐碱、适应性强、节省人工、投入少、效益高等突出特点,在旱作栽培及旱薄地开发中,理所当然地成为首选作物。
2、下游产业发展情况
蓖麻籽含油率高达50%-70%,是开发医药、化工、能源、环保等方面的重要原料。
我国化学工业实现可持续发展现状我国化学工业经历了半个世纪的发展,已经形成了门类比较齐全、品种大体配套并基本可以满足国内需要的化学工业体系。化学工业是以天然物质或其它物质为原料,利用这些物质的性质或形态变化,或以这些物质组合、加工成对国计民生有价值的化学产品的一种工业。
我国化学工业主要特点:(1)在国民经济中占有重要地位(2)产品品种繁多、原料广泛、工艺多样、流程复杂(3)装置型工业(4)资金密集型、资源能源密集型、知识技术密集型(5)污染大户(6)安全问题(7)科研和新产品开发费用高。
我国化学工业的作用和地位:(1)化学工业为现代农业的发展提供物质条件。(2)化学工业为其他工业部门提供基本原料和材料。(3)化学工业为国防工业提供物质条件。(4)化学工业产品与人们日常生活密切相关。
我国化学工业面临的挑战:(1)国际竞争进一步加剧(2)本身基础薄弱( 体现在人员、设计、设备、控制上)。(3)能源、资源(水、石油、煤、天然气)等紧张。(4)安全、环保要求越来越严格。
3、产品技术发展现状
1、蓖麻油提取:
蓖麻油和椰子油、亚麻油同为重要的工业用植物油。由于社会需求的变化,蓖麻油的应用价值逐渐提高,特殊用途也在迅速开发中。特点和用途:蓖麻油中含有约90%的蓖麻酸,使之具有许多特性:黏度大且随温度变化小,凝固点极低,具有特异的溶解性,高电解常数,贮藏稳定性比大豆油高4倍。蓖麻油经处理可得到多种用途的产品,例如硬化蓖麻油、葵乙酸、十一烯、庚酸、蓖麻酸的酯类等。它们除可用来生产界面活性剂崩品、化妆品、食品搁滑剂、除锈剂、稳定剂、皮革油、橡胶、油墨、涂料等外,最近还用来作血清分离剂、柴油机用乙醇燃料着火促进剂、眼检查等。在荧光色素中加蓖麻油衍生物,可提高荧光寿命10倍。还可用作火箭推进药用黏合剂、无机质粉末成形助剂、印刷中铅版的磨边剂。此外,在鱼群探测用超声波变换器充填液中也使用蓖麻油;碘化蓖麻油具抗菌性能,十一烯酸锌治疗脚气有特效。
2、蓖麻油的精炼:
主要是用氢氧化钠碱炼毛油,以中和掉毛油中的游离酸,用沸水连续洗涤碱炼过的毛油,真空脱水,然后用酸性白土和活性炭脱色,最后过滤而得到成品油。
3、甲醇浸出蓖麻油的加工方法:
蓖麻籽经清理后进行常规选籽,无杂质无虫害即可,去壳、破碎或预榨制取一部分蓖麻油,然后在超声强化条件下或无物理场强化条件下用甲醇浸出蓖麻油的方法。在超声条件下,以甲醇为浸出溶剂浸出蓖麻油,改进了现有的溶剂浸出法,大幅度减少浸出时间,减少原材料用量,降低实验成本,是一种成本低、浸出时间短、得油率高的油脂浸出新方法。解决了现有的生物柴油制备方法对油脂的质量要求都较高,工艺路线较长,各种原料、试剂及设备消耗较大,试剂污染也比较严重,生产成本比较高的问题。
4、用酒精浸出蓖麻油的方法:
蓖麻籽经清理、轧胚、蒸炒,先预榨(或压榨)制取一部分蓖麻油,然后用酒精(亦称含水乙醇)浸出蓖麻饼中的剩余油脂。预榨饼的水分要求在2~14%,浸出温度50~90℃,酒精与蓖麻饼的比例为1∶0.6~1.2,浸出时间60~120分钟。混合油经沉淀、过滤、蒸发和汽提分离,分离出的酒精经冷凝和精馏循环使用。预榨毛油和浸出毛油经沉淀、过滤、脱酸和脱色处理制得工业或医药用蓖麻油。经本法处理的蓖麻粕中残油在1%以下。
5、蓖麻油精炼中的连续脱水脱色工艺:
蓖麻油的精炼中连续脱水脱色工艺,所述的脱水、脱色为连续脱水脱色,其工艺过程为:首先将碱炼水洗后的二级油在真空干燥器内,温度为115-125℃,在-0.95-0.98MPa真空度下,脱水时间为10-20 分钟,然后与按二级油重量的1.5%-2.1%加入吸附剂预混合后,进入脱色塔,脱色温度120-130℃,脱色时间为10-20分钟,使吸附剂连续完成吸附平衡,始建投资小、产能高、工人劳动量低、提高了设备利用率,白土活性炭的添加量降低三分之一、产品得率提高4个百分点、降低了生产成本,成品油质量稳定。
6、从蓖麻籽粕中提取蓖麻油的方法:
属从原料生产脂油的技术领域。它是将冷榨后的蓖麻籽粕与工业乙醇以1∶1~5的比例混合置循环浸取罐内,在90~110℃温度下,浸取30~120分钟;再经旋轮过滤机过滤;混合油经真空脱溶,得浸出蓖麻毛油;蓖麻湿粕经蒸发分离出溶剂后可作肥料或作进一步加工;溶剂经精馏塔精馏回收入溶剂贮罐循环使用。
蓖麻油的高温高压加氢方法,采用反应压力为2~2.5MPa,温度为130℃ -150℃的高温高压方法,该工艺方法解决了原有操作工艺方法的难题,缩短了反应时间,整个造化酸解的时间为7-8小时,提高了设备的利用率,产品质量得以稳定并提高,碘值为小于3.0g/100g,同时大大降低了生产成本,电力人工费用节省50%,设备损耗减少一半,生产效率提高一倍。
4、产品工艺特点或流程
1、蓖麻油的制取
蓖麻油的制取一般经过筛选、轧胚、蒸炒和压榨4步。
筛选的目的是清理蓖麻籽中的杂质和将籽粒大小类分流;轧胚是将蓖麻籽碾轧成薄片生胚,破坏籽细胞的细胞壁;蒸炒的目的是把生胚变成熟胚,促进细胞的高度破裂,打开油路,同时强化蛋白质变性,从而提高出油率和油品质量;压榨一般在螺旋挤压机中以较低的压力和较高的转数进行,这样得到的是粗蓖麻油(简称毛油)。
2、常规法蓖麻油精炼工艺
目前,常规的蓖麻油精炼多以间歇式为主。
该精炼工艺虽然较为成熟,但在实际过程中由于蓖麻油独特的理化性质,使其工艺过程的操作稳定性差,不易控制,且生产成本高,劳动强度大,成品油性能指标也有很大的不稳定性。
5、国内外技术未来发展趋势
蓖麻油作为一种丰富的可再生资源,应用前景非常广阔。它不仅可以作为重要的日用化工原料,其副产品还可用于肥料和饲料加工。另外,蓖麻油还可作为食用油脂的替代物,在资源相对贫乏的发展中国家,蓖麻油的深加工对缓解资源紧张有深远的意义。我国是世界蓖麻油产量大国之一,很有必要利用资源优势发展蓖麻油加工工业,加速开发蓖麻油精细化工产品及其在工业中的应用。
资源和环保压力再加上消费者的偏好,让越来越多的跨国化企在可再生化学品开发方面不遗余力。在所有的动物油脂及油类作物中,蓖麻油的脂肪酸含量最高,同时作为一种含羟基的脂肪酸,蓖麻油可用来进一步加工成许多高附加值的化工产品。基于此,国际上有实力的大化工公司近期展开了蓖麻油利用竞赛,争先恐后推出新产品,占据市场制高点。
目前,全国大多数蓖麻油厂还停留在低水平的重复生产上,所谓低水平重复生产也就是将原料简单制油,而不对其进行延伸一步的开发 研究 。近几年随着制油业的技术发展,蓖麻油产品的品质有很大的改善。在未来的蓖麻油生产中主要向以下几个方面发展:
(1)建立蓖麻油加工工艺过程中动态变化数学模型,实现油脂工业全自动控制。利用计算机、模糊数学和概率统计等技术。
(2)水酶法制油工艺的研究 。在水溶剂法应用基础上,采用纤维酶、半纤维酶或果胶酶,来破坏油料的细胞结构,提高油料蛋白和油脂提取率。
(3)生物技术在油脂改性或结构脂质制备中的研究 。酶促水解和酶促定向酯交换,生产出功能性油脂和结构脂质,化学或酶法合成共轭亚油酸。
(4)膜分离技术在油脂工业中的应用研究 。用膜分离进行油脂水化脱胶,用膜分离对油脂浸出中混合油分离溶剂来替代混合油的蒸发与汽提,回收溶剂,节能降耗。
(5)再生能源。由植物油制备生物柴油作为石油燃料的替代物,生物柴油不仅具有可再生的特点,而且可生物降解。
(6)可再生油脂浸出溶剂的开发研究 。
(7)开展蓖麻油基础理论研究 。进一步研究蓖麻油生物活性成分、结构、作用机理和对其功能性的评价。