粮油加工-植物油提取

2020/7/14第四章植物油提取与精炼一、植物油提取的主要方法及其选择二、油料预处理三、三种植物油提取方法第一节植物油提取方法2020/7/14超市货架上出售的各种植物油2020/7/14一、植物油提取的主要方法及其选择•当前，世界范围内主要有机械法（压榨法）、浸出法、超临界流体萃取法和水剂法四种制油的方法，其中应用较多的是前两种方法。•（一）机械法（压榨法）•1．概念：凡是利用机械外力的挤压作用将油料细胞壁挤破而挤出油脂的方法，称为机械法或压榨法。•2．特点：出油率较浸出法低，油饼的利用受到质量的控制，相对动力消耗较大，但具有工艺简单灵活，适应性强等特点，因而广泛应用于小批量、多品种或特殊油料的加工，尤其是作为浸出工艺的预先榨油设备今后有着广阔的前景。2020/7/14•（二）浸出法•1．概念：凡是利用某些有机溶剂能“溶解”油脂的特性，将料坯或预榨油饼中的油脂提取出来的方法称为浸出法。•2．特点：出油率高（90~99%），干粕残油率低（0.5~1.5%），成品色浅，含杂质少，制油后的残渣中含有丰富的蛋白质可予利用，易实现过程的连续化和自动化，劳动强度低，生产效率高，相对动力消耗小。但对设备要求较高，由于毛油成分复杂，如精炼不好不能食用，此外，由于使用溶剂，具有易燃易爆危险等固有弱点。2020/7/14•（三）超临界流体萃取法•1．概念：超临界流体萃取技术是用超临界状态下的流体作为溶剂对油料中油脂进行萃取分离的技术。•2．特点：出油率高，选择性好，但是对设备要求较高。•适合于各种油料提取油脂，目前已进行研究和应用的主要有大豆油、小麦胚芽油、玉米胚芽油、棉籽油、葵花籽油、红花籽油等。但是目前还没有大规模应用。2020/7/14•（四）水剂法•1．概念：凡是利用油料中非油成分对油和水“亲和力”的差异，同时利用油水比重不同，而将油脂和蛋白质等分离出来的方法统称为水剂法。•水剂法有水代法和水浸法两种：•水代法：用热水（90℃以上用量1：2~2.5）加到磨成浆状的油酱中，使蛋白质微粒吸水膨胀，并且借助他们的比重差，采用震荡方式进行分离油脂的方法，即以水代油，小磨香油就是一个典型的代表。•水浸法：又称水溶法，即利用水或稀碱液能溶解油料中可溶性蛋白质、糖类等的特性，继而调节溶解液的pH值，达到蛋白质的等电点（pH4.3~4.6）后，进行沉淀分离与离心分离，喷雾干燥等步骤取得蛋白质与油脂的一种特殊方法。2020/7/14•2．特点•水代法：出油率高（仅次于浸出法），能保持油脂的特有风味，设备简单，但出油慢，油中水、杂质含量高，易使成品变质，劳动强度大。•水代法只适合于高油分软质油料的制油，如芝麻、花生仁等。•水浸法：出油率高（99%以上），即可提取油脂又可提取蛋白质，但油的风味较水代法差，油、水分离较难，电耗大，成本较高，可和其它方法相结合。•水浸法应用范围较广，含油量高、低的油料均可，应用较多的是花生、大豆，目的是提取油脂和蛋白质，此外，还可和其它方法结合如预榨。2020/7/14二、油料预处理•油料进行预处理的工艺为：•油料→清理→干燥→脱绒、剥壳、去皮→胚料制备→热处理（蒸炒）→成型•工艺说明：油料预处理，主要是指油料净化和制胚两大步骤。预处理的好坏将直接影响制油的效果，良好的预处理可达到如下的目的：制得出油率高的料胚；得到质量最佳的油脂和饼粕；提高设备处理能力与降低能源消耗。2020/7/14（一）清理•1．清理的意义•（1）可以减少油脂损失，提高出油率。•（2）可以提高油脂饼粕和副产品的质量。•（3）可以提高设备的处理量。•（4）可以减轻设备机件的损耗。•（5）可以避免发生事故，提高工艺效果。2020/7/14•2．清理的方法•理论依据：根据杂质和油料间的物理性质不同，如粒度、比重、表面形状、弹性、硬度、磁性以及在气流中的悬浮速度等。•主要包括“四选”——筛选、风选、磁选和水选。2020/7/14不同形状筛孔的分离原理图2020/7/14筛孔形状与尺寸选用参考2020/7/14风力分选器1—出风口2—插板3—螺钉4—视镜5，6—上下箱体7—隔板8—螺旋输送机9—淌板10—管道11—导风管2020/7/14比重去石机2020/7/14永磁滚筒磁选机2020/7/14•3．清理的要求•通过清理要求尽量除净杂质，使油料越纯净越好，而且力求清理流程简短，设备简单，除杂效率高。•一般油厂工艺规程中规定：各种油料经过清理后，不得含有石块、铁器、麻绳等大型杂质，总的要求是油料经过清理后，油料杂质含量及杂质中含油料量应符合规定。•花生、大豆含杂量不得超过0.1%，棉籽、油菜籽、芝麻不得超过0.5%。花生、大豆、棉籽清理下脚料中含油料量不得超过0.5%，油菜籽、芝麻清理下脚料中含油料量不得1.5%。2020/7/14（二）干燥•干燥方式有很多，最普通的是焙炒、日光或热风干燥，大型工厂化干燥要选择干燥的设备。•常用的设备有：热风干燥机、滚筒干燥机、流化床烘干机等。在干燥时要注意干燥的温度不要太高，否则会使油料的酸价升高和蛋白质变性而不利于再加工。2020/7/14（三）脱绒、剥壳和去皮•1．目的•总的来讲，是为后道工序创造条件，提高出油率和油的品质。2020/7/14•2．方法•棉籽的脱绒方法主要是利用棉绒纤维的特性，将带有锯齿的锯片作用于棉籽，依靠运动的锯齿将棉籽上的短绒钩取下来，然后通过气流或气刷的作用来收集。•具体进行剥壳和去皮时，要根据各种油料的不同特性、大小和形状及仁壳之间的附着情况等采取不同的方法，常用的方法有以下几种：2020/7/14•（1）摩擦搓碾法：借助于粗糙面的搓碾作用将油料皮壳破碎。（花生）•（2）撞击法：借与壁面或打板的撞击作用使油料皮壳破碎。（葵花籽）•（3）剪切法：借锐利面的剪切作用使油料皮壳破碎。（棉籽）•（4）挤压法：借轧辊的挤压作用使油料皮壳破碎。（蓖麻）•（5）气流冲击法：借助于高速气流将油料与壳碰撞，使油料皮壳破碎。2020/7/14圆盘剥壳机2020/7/14双圆盘剥壳机实物图2020/7/14刀板剥壳机2020/7/14齿辊剥壳机2020/7/14棉籽齿辊剥壳机实物图2020/7/14卧式离心剥壳机2020/7/14•3．要求•棉籽脱绒时，要求尽量提高棉籽的出绒率和降低破碎率。•对于油料的剥壳和去皮，为了便于仁和壳的分离，降低壳中含仁率和仁中含壳率。•具体进行时还应考虑的问题是什么？•是否将油料皮壳去除的越彻底越好？2020/7/14（四）胚料的制备•料胚的制备通常包括：油料破碎、软化和轧胚，主要工序为后者。•轧胚：油料干燥或剥壳去皮后，将其破碎成粉或轧扁成片的操作。•1．轧胚的意义（仅限于压榨法）•（1）尽量破坏细胞组织•（2）减小物料厚度•（3）使生胚达到最大的一致性2020/7/14•2．轧胚的方法•主要包括破碎、软化和轧胚。前两道工序是准备工作，主要工序是轧胚。•（1）破碎对颗粒较大的油料如大豆、花生、油桐或预榨饼块等需要破碎成一定大小的颗粒度才能进行轧胚。油料破碎的一般要求是颗粒度大小适当、均匀一致、粉末少而不挤出油脂。2020/7/14破碎的工艺指标2020/7/14•（2）软化软化是将小颗粒的或经过破碎后的油料调节适当的水分和温度使其变软适合于轧胚工序。•软化的方法有两种：加温去水法与升温加水法。•加温去水法主要是用于水分高的高油分油料。有时某些高油分油料如花生、篦麻籽、菜籽等软化后只需适当加温，可以不经软化直接轧胚。2020/7/14软化的工艺指标2020/7/14滚筒软化锅2020/7/14软化锅实物图2020/7/14•（3）轧胚•轧胚就是利用辊筒机将整籽或破碎后的小粒油料轧成0.5毫米以下的薄片。2020/7/143．轧胚的工艺要求•工艺要求：“薄而均匀，粉末少不露油，手握发松，松手发散”。•对于不同的油料轧胚后所要求的厚度不一致，具体如下：大豆0.3mm以下、棉籽0.4mm以下、菜籽0.35mm以下，花生仁0.5mm以下。粉末度要求，过20目筛的物质不超过3%。2020/7/14轧胚机结构示意图左图为直立五辊轧胚机右图为对辊轧胚机2020/7/14（五）成型•成型是将粉末状的或经轧胚后的料坯用专用设备制成颗粒度和水分含量适当的“熟坯”的过程，料坯成型可增加容重，提高溶剂的渗透性；钝化油料中的有害成分；克服粉状油料一次压榨制油时的困难。•成型适用于粉末状或高油分油料。•成型制坯的方法有：机械冷压成型、凝聚造粒成型和膨化成型三种。2020/7/14•机械冷压成型是将粉末油料的水分调节到10%左右，然后进入颗粒成型机压成直径为3~4.5毫米左右，长为7~12毫米的圆柱形颗粒，再干燥到水分7%~10%，进行浸出制油。•凝聚造粒成型是将粉末油料通过调湿、振动凝聚成颗粒以及烘干等过程，在凝聚机的作用下，成为有一定强度而内部多孔隙的粒状料坯，然后用于浸出制油。•膨化成型是利用挤压膨化机将粉末状油料调节到一定水分，如米糠含水量为12%~13%、大豆含水量为10%~12%。然后物料在机膛内经过挤压、胶合、膨化与成型，成为颗粒而又多孔的“熟料”。经过膨化后的料坯成为疏松多孔的海绵状，容易将油脂提取出来。2020/7/14闭壁式挤压膨化机结构示意图2020/7/14（六）蒸炒•1．概念•蒸炒就是将轧胚后所得的料胚经过润湿、加热、蒸胚及炒胚等处理，使生胚或预榨后的料胚在其内部产生种种量和质的变化，最后成为适合于压榨或浸出的熟胚。•实质上，是料胚在调节水分、加热及轻度机械作用下产生的一系列复杂变化的综合。2020/7/142．蒸炒的作用•简单归纳是：“凝聚油脂，调整结构，改善油品”。•具体作用包括如下：•（1）能充分破坏油脂细胞。•（2）湿热作用会使蛋白质充分变性而变“硬”，从而又能挤出细胞中的细油滴加速凝聚成大滴。•（3）湿热作用会使料胚中的成分产生一系列有利于提高油品质量的变化。•（4）调整料胚的软硬程度（可塑性），确保压榨时能承受较大的压力而挤出油脂。•（5）蒸炒的副作用：油脂易在高温下氧化变质，色素及类脂物易溶于油中使油色加深，杂质增多，蛋白质变性，棉酚结合等都不利于综合利用。2020/7/14•3．蒸炒的方法•主要有三种：湿润蒸炒、加热干蒸炒和直接火炒籽法。•（1）湿润蒸炒法：即第一步将料胚加热水润湿到13~20%，接着通直接蒸气加热蒸胚，第二步用间接蒸气烘干使榨料达到预定温度与水分的指标。•突出的特点是：先用高水分加温产生蒸汽的自蒸作用能使蛋白质充分热变性，而磷脂也能留在饼中，从而既能有利于聚集油脂，提高出油率，又能使油中的磷脂含量降低。2020/7/14湿润蒸炒的一般工艺条件2020/7/14•（2）加热干蒸炒：料胚不经加水湿润便直接加热去水，使达到入榨条件的蒸炒法。（目前已经基本淘汰）•（3）直接火炒籽法：采用直接火加热用来处理整粒油料进行湿热处理的方法。常用的有平底炒锅与微压圆筒炒锅两种蒸炒方式，适用于小型榨油设备的配套。2020/7/144．蒸炒的设备•目前常用的蒸炒设备是蒸炒锅，有立式和卧式两种，应用最多的是立式蒸炒锅。2020/7/14蒸炒锅（立式）结构示意图2020/7/14立式蒸炒锅实物图2020/7/14卧式蒸炒锅（花生专用炒炉）2020/7/14三、压榨法•1．压榨取油的过程•此过程就是借助于机械外力的作用，使油脂从榨膛中挤出来的过程。它一般属于物理变化，如物料变形、油脂分离、摩擦发热、水分蒸发等。然而，在压榨过程中，由于温度、水分、微生物等的影响。同时也会产生某些生化方面的变化，如蛋白质变性、游离酚与赖氨酸的结合、酶的破坏和抑制等，因此，压榨取油的过程实际上是一系列过程的综合。2020/7/14•2．压榨法制油的基本原理•3．影响压榨制油效果的因素•（1）榨料结构性质对出油效果的影响•（2）压榨条件对出油效果的影响2020/7/144．榨油设备•主要有液压机和螺旋榨油机两种，目前，应用较多的是螺旋榨油机。2020/7/14液压榨油机左上——液体静压力传递原理左下————立式液压榨油机右——卧式自动液压榨油机2020/7/14螺旋榨油机的压榨过程2020/7/