植物油罐儲油影響因素分析

◎ 王 寧

（鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450001）

隨著人們生活水平的提升以及食品安全問題的日益凸顯，使得現(xiàn)在社會各界普遍關(guān)注各類食品的安全性問題。植物油脂通常由花生、大豆、玉米等油脂、脂肪酸含量較高的糧食谷物進(jìn)行榨取加工。植物油是人們?nèi)粘Ｉ詈透鞣N食品加工過程必不可少的原材料。除了供給人們?nèi)粘Ｉ铒嬍呈秤茫参镉驮趧游镲暳霞庸?、工業(yè)生產(chǎn)供能等方面也有著極為廣泛的應(yīng)用。為確保植物油在儲藏過程的品質(zhì)不受影響、延長保質(zhì)期限，需要嚴(yán)格控制外界環(huán)境條件和植物油脂的各項物化指標(biāo)。要盡可能避免因溫度、濕度、光照、氧化等環(huán)境因素的變化所帶來的影響。對于我國常用的糧油貯藏方式來說，采取儲油罐集中罐裝保存能夠較好地保障植物油的品質(zhì)，對其保質(zhì)期的延長大有助益，并且在操作技術(shù)的難度和儲存成本方面更符合如今發(fā)展的需要。本文就對植物油品質(zhì)帶來影響的主要因素及切實可行的罐裝保存技術(shù)進(jìn)行具體分析。

1 植物油品質(zhì)變化影響因素分析

植物油生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、儲藏過程中會受到環(huán)境溫度、濕度及所暴露環(huán)境的氧氣、雜質(zhì)含量等條件的影響。研究表明，油脂的儲存溫度對酸價的影響較小，但對過氧化值有較為明顯的影響；水分會促進(jìn)油脂酸敗，導(dǎo)致酸價升高；光、重金屬等因素會促進(jìn)油脂的氧化，雜質(zhì)能促進(jìn)油脂分解。

植物油中所富含的不飽和脂肪酸遇到氧氣會迅速發(fā)生分解反應(yīng)，使得油脂發(fā)生酸敗變質(zhì)，并且在此過程也同時伴隨著環(huán)境溫度所帶來的影響。由此可見在植物油儲存過程中需要格外注意環(huán)境溫度和油脂儲存環(huán)境的氧氣、水分含量所帶來的影響，盡可能降低這些因素給植物油儲存帶來的不確定性。

陽光中的紫外線容易活化環(huán)境中的氧及光敏物質(zhì)，從而會使油脂的自由基被改變而導(dǎo)致品質(zhì)下降。長時間的光照還會破壞植物油中天然抗氧化成分，促使油脂發(fā)生氧化反應(yīng)，所以在植物油保藏過程也需要注意避光抗紫外線。除此之外，植物油儲存容器的材質(zhì)與工藝、環(huán)境中微生物有害菌、植物油輸送管路、人員操作技術(shù)等因素都會導(dǎo)致植物油的品質(zhì)發(fā)生變化。

2 植物油罐裝保存技術(shù)分析

2.1 罐體材質(zhì)及處理工藝分析

我國用于大量儲存植物油的油罐并無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和定型的配套設(shè)備。油罐既有常見的標(biāo)準(zhǔn)樣式，即立式圓筒形，也有將標(biāo)準(zhǔn)罐進(jìn)行分隔的非標(biāo)準(zhǔn)油罐，或是其他各種形狀的儲存容器或油罐[1]。行業(yè)內(nèi)通常借鑒儲藏石油的方法用鋼材焊接的方式生產(chǎn)罐體，這種方式忽略了石油與植物油的理化特性差異和油使用范圍的差異[2]。顯然用于人們?nèi)粘Ｊ秤玫闹参镉托枰叩钠焚|(zhì)保障，經(jīng)過多年的優(yōu)化改進(jìn)，食用油罐內(nèi)的充氮保護(hù)、保溫加熱、液位監(jiān)測、內(nèi)壁防腐等技術(shù)已經(jīng)日漸成熟。我國于2003年和2014年發(fā)布了《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計規(guī)范》技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并于2014年發(fā)布了《植物油庫設(shè)計規(guī)范》，為大型的儲油罐設(shè)計提供了技術(shù)支持。相比于舊式的儲油罐，大型化立式圓筒儲罐能夠在保障植物油儲備量的前提下減少罐體鋼材的用量和罐體的占地面積，在節(jié)約資源、降低成本方面收效顯著，在使用操作和配套檢修維護(hù)方面也有所提升。

食用油罐的材質(zhì)現(xiàn)在常用的為Q235、Q345、S304、S316L等，其中Q235和S304材質(zhì)最為常見。Q235與Q345在長時間不儲存油脂時，會產(chǎn)生銹蝕，當(dāng)鐵、銅、鎳等金屬離子溶于油脂中，將會是一種很好的助氧化劑，即使?jié)舛鹊椭?.1 mg·kg-1，仍能增加油脂氧化速率，促進(jìn)油脂的氧化，從而縮短油脂的保質(zhì)期，影響到油脂的品質(zhì)及罐體的穩(wěn)定性。但是在長期儲存過程中[3]，油脂會形成有效的抗氧化膜，包裹在金屬罐壁的外側(cè)，從而減少罐壁的氧化銹蝕。結(jié)合鋼材本身的價格等因素，一般大型長期儲油罐和毛油儲油罐的材質(zhì)選取碳鋼材質(zhì)，而對品質(zhì)要求比較高的成品油和油脂的暫存罐，一般選用不銹鋼材質(zhì)。

植物油罐的外壁需要長時間暴露在大氣環(huán)境中，環(huán)境中的二氧化硫、硫化氫和二氧化碳等氣體，再加上粉塵、有害介質(zhì)會對罐體外壁有一定的腐蝕作用。尤其在環(huán)境濕度較大、溫度偏高的情況，罐外壁被環(huán)境中水分所附著，在介質(zhì)的影響下會形成電解質(zhì)溶液，對罐壁造成電化學(xué)腐蝕。隨著時間的推移，腐蝕程度逐漸加深，罐體外壁會逐漸形成腐蝕斑點并逐漸擴(kuò)大腐蝕滲透程度。這種現(xiàn)象是油罐發(fā)生穿孔、植物油滲漏的常見原因之一。常見于罐體被碰傷、劃損的部位，罐外壁鍍層被破壞，更易造成電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。針對這種情況，除了對罐體情況進(jìn)行定期檢查、及時補(bǔ)修之外，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理措施。對油罐按照儲存時長進(jìn)行分類，對于儲存期較長、進(jìn)出油頻率較低的油罐，其損耗率和腐蝕速率相對就小很多，檢查間隔和頻率可以適當(dāng)延長。對于短期儲存需要頻繁進(jìn)出油的設(shè)備就要加強(qiáng)檢查維護(hù)的力度。

為有效控制環(huán)境溫度、減少儲存環(huán)境熱交換，可以從保溫材料方面入手?，F(xiàn)如今有許多的隔熱、避光材料各具特點優(yōu)勢。使用聚氨酯材料和巖棉材料能夠很好地減少油罐與外界的熱交換，使油罐保持相對穩(wěn)定的儲存溫度。對于罐體外壁而言，可以進(jìn)行隔熱漆的噴涂或者增加其他保溫材料鍍層，也能在一定程度上降低熱交換的效率。針對較大型的儲油罐，由于內(nèi)儲植物油量較大，為了進(jìn)一步對油脂進(jìn)行降溫處理，可以在油罐內(nèi)部加裝冷卻循環(huán)管路，同時從內(nèi)部和外部對油脂進(jìn)行降溫處理。不過內(nèi)置冷卻管路的成本相對較高，有一定的技術(shù)難度，需要結(jié)合有關(guān)部門的實際情況進(jìn)行考量。

2.2 植物油輸送管路分析

氧氣含量對植物油脂的酸敗現(xiàn)象產(chǎn)生極大的影響，為盡可能地減少植物油灌裝儲存過程被氧氣所影響，需要注重植物油通過管路運(yùn)輸?shù)姆绞?。傳統(tǒng)的植物油進(jìn)油管路是從油罐頂口向下通入，進(jìn)油過程中，油面不斷受到?jīng)_擊，使得植物油與空氣的接觸面積增加，造成氧氣的大量接觸而使得油脂酸敗程度被加深。不僅如此，隨著油面的沖擊會使得罐底部分所沉降的雜質(zhì)、水分被沖起又重新混入了新油內(nèi)，植物油品質(zhì)將進(jìn)一步被破壞。為避免這種情況，可以采取從儲油罐底部進(jìn)油的方式來減少空氣中氧氣的混入量。并且使用U型管從罐子底部進(jìn)入，將新油通入的過程進(jìn)行緩沖分散，這樣的操作方式會大大降低底部雜質(zhì)被沖起的可能性。另外，還要注意植物油輸送的進(jìn)油速度，將此過程嚴(yán)格控制在合理范圍區(qū)間內(nèi)，顯著緩解油脂因氧化而發(fā)生的酸敗過程，避免被沖起的雜質(zhì)造成二次污染。

油罐中經(jīng)常會設(shè)置盤管來對某些特種油脂進(jìn)行加溫作業(yè)，而在儲油過程中，盤管同樣可起到冷卻換熱的效果，在有條件的地區(qū)對油罐內(nèi)進(jìn)行冷水循環(huán)，配合罐體的外保溫圍護(hù)，也可起到明顯的降溫作用。但是對降溫用水需嚴(yán)格把控，盡量減少水體中的雜質(zhì)，并盡量做到循環(huán)利用，以減少資源浪費。

在輸油過程中，可對管道進(jìn)行同罐壁一樣的隔熱、避光材料外包，可起到同罐體一樣的作用，但油脂在管道內(nèi)存在時間短，此項投資利用效率較低。儲備油脂庫一般不需要設(shè)置管道保溫，并在進(jìn)行輸送作業(yè)后，應(yīng)盡量將管道內(nèi)的殘油排空回收，以防油脂在管道出現(xiàn)品質(zhì)下降，并會在下次輸油作業(yè)時與不同期的油脂混雜。

2.3 灌裝儲存充氮技術(shù)分析

天然油脂如果暴露在空氣中會自發(fā)地進(jìn)行氧化反應(yīng)，油脂氧化是油脂酸敗的主要原因，絕大多數(shù)油脂均能發(fā)生這種氧化型酸敗[4]。另外空氣中的水蒸氣、粉塵雜質(zhì)也可加速油脂的氧化酸敗，采用密閉性較好的罐體，利用呼吸閥等設(shè)備，采用氮氣正壓充滿，進(jìn)而隔絕空氣是一種有效防止油脂酸敗的儲備方法。

氮氣作為最常見的惰性氣體，大量存在于空氣中，常用做隔絕氧氣防止食品氧化變質(zhì)的保護(hù)氣體?，F(xiàn)如今工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，使得氮氣的獲取效率大大提升，氮氣應(yīng)用范圍更加廣泛。在植物油進(jìn)行罐裝保存的過程中，通過通入氮氣的方式能夠有效實現(xiàn)植物油防氧化、防變質(zhì)的目的。并且由于如今氮氣提取技術(shù)的提升，使用氮氣所花費的成本也大大降低。植物油生產(chǎn)企業(yè)可以通過直接購買罐裝氮氣或者引進(jìn)氮氣氣體發(fā)生器來進(jìn)行植物油罐裝通氮操作。新罐子和放置長時間后重新啟用的罐子在進(jìn)行儲油充氮前要對罐子內(nèi)部進(jìn)行徹底的清理消毒，去除掉罐內(nèi)壁附著的雜質(zhì)和沉積物，并殺滅細(xì)菌微生物。罐內(nèi)充氮技術(shù)的關(guān)鍵在于平衡充氮效率和氮氣的均勻分布程度，并且需要通過調(diào)節(jié)呼吸閥壓力、采用反光涂層等措施來保持罐內(nèi)氮氣的有效濃度，否則無法保證充氮儲存的效果[5]。

現(xiàn)在充氮氣調(diào)分為常規(guī)的頂部充氮與新興研究的底部充氮，頂部充氮為現(xiàn)階段常用的充氮模式，頂部充氮時油脂處于靜止?fàn)顟B(tài)，油脂內(nèi)的雜質(zhì)等會沉積在罐底，形成油腳。靜止的油脂僅有上表面與氣體接觸，接觸面小對整罐油脂品質(zhì)的保持有積極的作用。而使氮氣通過罐底部通入，通過分流盤進(jìn)行均勻分散并通過罐頂部閥門排出罐內(nèi)空氣的方式可以提升空氣中氧氣的置換效率，減少氧化反應(yīng)。并且可以有效提升氮氣的利用率，減少氮氣使用成本。但是充氮時對油脂有一定的攪動作用，導(dǎo)致底部的水分、雜質(zhì)等會翻騰至整個罐體內(nèi)的油脂里。若此時氮氣的濃度不滿足要求，空氣中的氧氣與油脂的接觸面擴(kuò)大，會適得其反的造成油脂的加速氧化。所以，底部充氮對氮氣濃度要求較高，并需油品雜質(zhì)較少，以盡量減少氮氣攪動帶來的影響[6]。

3 結(jié)語

研究表明，通過嚴(yán)格控制植物油脂在儲藏過程中的溫度、空氣環(huán)境內(nèi)的氧氣、水分、雜質(zhì)、光照條件可以進(jìn)一步提升植物油儲藏品質(zhì)，延長保質(zhì)期。通過對材料與工藝技術(shù)、油管路輸送技術(shù)、充氮技術(shù)等方面的改進(jìn)，能夠使植物油罐裝儲存的品質(zhì)達(dá)到更高的水平。根據(jù)實際植物油存儲量和存儲時長的需要，靈活選擇合適的工藝技術(shù)，在滿足植物油儲藏品質(zhì)要求的前提下，盡可能節(jié)約儲藏成本，更好地助力糧油行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

通過對油罐及外壁圍護(hù)材質(zhì)的選擇，并改良油罐管道配置，配置氮氣儲存技術(shù)等多方面的舉措，可確保植物油在儲藏過程的品質(zhì)不受影響、延長保質(zhì)期限，為安全儲油提供前提條件。