糠蠟的制取和利用介紹
糠蠟的制取和利用介紹
一、糠蠟概述
糠蠟是米糠油精煉過程中的一種重要副產(chǎn)物。它主要由高級(jí)脂肪酸和高級(jí)脂肪醇結(jié)合而成的酯類化合物組成,還含有少量的游離脂肪酸、烴類和膠質(zhì)等??废灳哂休^高的熔點(diǎn)、良好的韌性和光澤度,在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。
二、糠蠟的制取
(一)原料來源
糠蠟主要來源于米糠油的精煉。在米糠油的生產(chǎn)過程中,通過壓榨或溶劑萃取等方法從米糠中獲取毛油,毛油中含有糠蠟、磷脂、游離脂肪酸、色素等多種雜質(zhì)。這些雜質(zhì)會(huì)影響米糠油的品質(zhì),在精煉過程中,糠蠟會(huì)被分離出來,成為制取糠蠟的主要原料。
(二)制取方法
1. 溶劑法
? 原理:根據(jù)糠蠟在不同溶劑中的溶解度差異來提取。一般采用有機(jī)溶劑,如bing酮、苯、己烷等??废炘谶@些有機(jī)溶劑中的溶解度相對(duì)較高,而其他雜質(zhì)(如磷脂、游離脂肪酸等)的溶解度較低。將米糠油精煉過程中的蠟糊(含有糠蠟和雜質(zhì))與有機(jī)溶劑混合,糠蠟溶解在溶劑中,然后通過過濾、離心等方法分離出不溶性雜質(zhì),再通過蒸發(fā)溶劑的方式回收糠蠟。
? 操作過程:首先,將蠟糊與適量的有機(jī)溶劑(如bing酮)按一定比例(如1:3 - 1:5)混合,在常溫或適當(dāng)加熱(如40 - 60℃)的條件下攪拌一段時(shí)間(如30 - 60分鐘),使糠蠟充分溶解。然后,通過過濾除去固體雜質(zhì),如粕屑、膠質(zhì)等。接著,將濾液進(jìn)行減壓蒸發(fā),溫度控制在溶劑的沸點(diǎn)左右(如bing酮沸點(diǎn)約56℃),壓力一般在-0.08MPa至 -0.09MPa,回收溶劑并得到粗糠蠟。
? 優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是提取效率較高,能得到相對(duì)純凈的糠蠟;缺點(diǎn)是使用有機(jī)溶劑,存在安全隱患,如有機(jī)溶劑易燃易爆,而且溶劑回收成本較高,對(duì)環(huán)境也有一定影響。
2. 壓榨法
? 原理:利用機(jī)械壓力將蠟糊中的糠蠟擠壓出來。蠟糊在一定壓力下,糠蠟會(huì)從固體雜質(zhì)中分離出來,因?yàn)榭废灳哂幸欢ǖ捻g性和可塑性,能夠在壓力作用下被擠出。
? 操作過程:將蠟糊放入特制的壓榨設(shè)備中,如螺旋壓榨機(jī)。在壓榨過程中,逐漸施加壓力,壓力一般在10 - 30MPa之間,隨著壓力的增加,糠蠟被擠出,通過濾網(wǎng)或其他過濾裝置收集擠出的糠蠟。壓榨后的殘?jiān)梢赃M(jìn)一步處理,以回收其中殘留的糠蠟。
? 優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,不需要使用有機(jī)溶劑,安全性高,對(duì)環(huán)境友好;缺點(diǎn)是提取率相對(duì)較低,得到的糠蠟純度可能不如溶劑法高,而且產(chǎn)品質(zhì)量受蠟糊狀態(tài)和壓榨條件的影響較大。
3. 皂化法
? 原理:基于糠蠟中的酯類化合物與堿發(fā)生皂化反應(yīng)。在堿性條件下,糠蠟中的酯鍵斷裂,生成脂肪酸鹽和脂肪醇。然后通過酸解等后續(xù)操作,將脂肪酸鹽轉(zhuǎn)化為脂肪酸,再通過分離、提純等步驟得到糠蠟。
? 操作過程:將蠟糊與適量的堿液(如氫氧化鈉溶液)混合,堿液濃度一般為10% - 20%,在加熱(如80 - 100℃)和攪拌(如200 - 300轉(zhuǎn)/分鐘)的條件下進(jìn)行皂化反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間約2 - 4小時(shí)。皂化反應(yīng)完成后,加入酸(如硫酸)進(jìn)行酸解,調(diào)節(jié)pH值至酸性,使脂肪酸鹽轉(zhuǎn)化為脂肪酸。然后通過靜置分層、過濾等方法分離出脂肪醇和脂肪酸,進(jìn)一步提純得到糠蠟。
? 優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是可以有效分解蠟糊中的酯類,提取率較高;缺點(diǎn)是工藝過程較為復(fù)雜,需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件,如堿液和酸液的用量、反應(yīng)溫度和時(shí)間等,而且會(huì)產(chǎn)生較多的廢水,需要進(jìn)行處理。
三、糠蠟的提純
1. 脫色
? 原理:糠蠟中含有一些色素,如類胡蘿卜素等,會(huì)影響糠蠟的色澤。脫色主要是通過吸附劑吸附色素來實(shí)現(xiàn)。常用的吸附劑有活性炭、活性白土等。吸附劑具有較大的比表面積,能夠吸附色素分子,從而使糠蠟的顏色變淺。
? 操作過程:將粗糠蠟與適量的吸附劑(如活性炭用量為糠蠟重量的5% - 10%)混合,在加熱(如80 - 100℃)和攪拌(如100 - 200轉(zhuǎn)/分鐘)的條件下處理一段時(shí)間(如30 - 60分鐘)。然后通過過濾除去吸附劑,得到脫色后的糠蠟。
2. 脫臭
? 原理:糠蠟中可能含有一些異味物質(zhì),如游離脂肪酸氧化產(chǎn)生的醛、酮等。脫臭主要是通過真空蒸餾或汽提的方式,將這些異味物質(zhì)去除。在真空或通入蒸汽的條件下,異味物質(zhì)的沸點(diǎn)降低,容易被蒸發(fā)除去。
? 操作過程:在減壓(如壓力為-0.09MPa至 -0.1MPa)和適當(dāng)加熱(如150 - 200℃)的條件下,對(duì)糠蠟進(jìn)行真空蒸餾或汽提。蒸餾出的異味物質(zhì)通過冷凝回收或直接排放(經(jīng)過處理后排放),得到脫臭后的糠蠟。
四、糠蠟的利用
(一)在食品工業(yè)中的應(yīng)用
1. 食品包裝材料
? 糠蠟具有良好的防潮、防水性能,可用于食品包裝材料的涂層。例如,在紙張或紙板表面涂上一層糠蠟,可以有效地阻止水分的滲透,延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。同時(shí),糠蠟還能賦予包裝材料一定的光澤和韌性,提高包裝材料的質(zhì)量。
2. 食品添加劑
? 作為食品添加劑,糠蠟可以用于制作糖果、巧克力等食品的防潮涂層。在糖果表面涂上一層薄薄的糠蠟,可以防止糖果受潮粘連,保持糖果的外觀和口感。此外,糠蠟還可以在某些食品加工過程中起到脫模的作用,如在烘焙食品的模具表面涂上糠蠟,便于食品脫模。
(二)在化妝品行業(yè)中的應(yīng)用
1. 唇膏和口紅
? 糠蠟的高熔點(diǎn)和良好的韌性使其成為唇膏和口紅的理想成分。它可以增加唇膏和口紅的硬度和穩(wěn)定性,防止在使用過程中產(chǎn)品變形或折斷。同時(shí),糠蠟還能提供一定的光澤,使嘴唇看起來更加滋潤(rùn)有光澤。
2. 護(hù)膚霜和乳液
? 在護(hù)膚霜和乳液中,糠蠟可以作為一種乳化劑和增稠劑。它能夠幫助油相和水相更好地混合,形成穩(wěn)定的乳液體系。并且,糠蠟可以增加產(chǎn)品的稠度,改善產(chǎn)品的質(zhì)地,使其更容易涂抹和吸收。
(三)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
1. 皮革工業(yè)
? 糠蠟可以用于皮革的涂飾。在皮革表面涂上糠蠟,可以增加皮革的光澤和柔韌性,提高皮革的防水性能,同時(shí)還能防止皮革干裂,延長(zhǎng)皮革的使用壽命。
2. 造紙工業(yè)
? 作為造紙助劑,糠蠟可以提高紙張的抗水性和強(qiáng)度。在造紙過程中,將糠蠟乳液加入紙漿中,糠蠟可以附著在紙張纖維表面,形成一層防水層,減少紙張對(duì)水分的吸收,并且能夠增強(qiáng)紙張纖維之間的結(jié)合力,提高紙張的強(qiáng)度。
3. 金屬加工
? 糠蠟可以作為金屬加工的潤(rùn)滑劑和防銹劑。在金屬切削、研磨等加工過程中,糠蠟?zāi)軌蚪档偷毒吲c工件之間的摩擦力,減少刀具磨損,提高加工精度。同時(shí),糠蠟在金屬表面形成的保護(hù)膜可以防止金屬生銹。
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