植物油脂制取工艺

植物油脂制取工艺本章内容概述植物油的制取油脂的精炼油脂的加工第一节概述植物油脂是主要的食用油脂和工业原料。广泛用于食品、医药、轻工、化工等部门，所以油脂工业和人类的生活及生产密切相关，是国民经济的重要组成部分。第一节概述一、油料含油率＞10%，具有制油价值的（植物包括草本和木本）种子和果肉,粮食加工副产品（如米糠、玉米胚芽等）。1.油料种子的类型：双子叶有胚乳：芝麻、亚麻、油桐籽；双子叶无胚乳：大豆、花生、葵花籽、油菜籽等；单子叶有胚乳：椰子、稻谷（米糠）、玉米（胚芽）。植物油料的含油率高低。2.油料细胞中油脂的存在状态油脂主要存在于原生质中，以油体和含油细胞形式、呈不连续颗粒状（无规则）。第一节概述3.油料的物理性质容重、散落性等。直接、间接的影响。4.油料的化学成分油料种子的种类很多，不同油子的化学成分及其含量不尽相同，但各种油料种子中一般都含有油脂、蛋白质、糖类、脂肪酸、磷脂、色素、蜡质、烃类、醛类、酮类、醇类、油溶性维生素、水分及灰分等物质。油料中除脂肪外，许多成分都是很有价值的营养成分，特别是蛋白质和磷脂等。第一节概述名称水分脂肪蛋白质磷脂碳水化合物粗纤维灰分大豆9-1416-2030-451.5-3.025-3564-6花生仁7-1140-5025-350.55-151.52棉子7-1135-4524-300.5-0.6-----64-5油菜子6-1214-2516-261.2-1.825-3015-203-4芝麻5-850-5815-25-----15-306-94-6葵花子5-745-5430.40.5-1.012.634-6米糠10-1513-2212-17------35-5023-308-12玉米胚------35-5617-28------5.5-8.62.4-5.27-16小麦胚1414-1628-38------14-154.0-4.35-7第一节概述二、油脂脂肪是由甘油和高级脂肪酸结合成的酯，即甘油三个羟基和三个脂肪酸分子的羧基脱水缩合而成的酯，学名为三酰甘油，也称为真脂或中性脂肪。若构成三酰甘油的三个羧基相同，则称为单纯甘油酯，否则称为混和甘油酯。天然脂肪中单纯甘油酯很少，只有少数脂肪例外。油：常温下，液态，含不饱和脂肪酸多的植物脂肪脂：常温下，固态，含饱和脂肪酸多的动物脂肪硬脂酸(C17H35COOH)软脂酸(C15H31COOH)油酸(C17H33COOH)第一节概述1.物理性质纯净的脂肪酸及其油脂都是无色的、无气味的。天然油脂的色泽：来源于非脂色素，如类胡萝卜素。天然油脂的气味：除了极少数由短链脂肪酸挥发所致外，多数是由其中溶有非脂成分引起的，如：椰子油的香气主要由于含有壬基甲酮，奶油香气部分是由于含有丁二酮。按含脂肪酸的多少和脂肪酸的饱和程度，可分为三类：不干性油、半干性油、干性油第一节概述1．密度比水的密度小，为0.9～0.95g/cm32．有明显的油腻感3．不溶于水，易溶于有机溶剂4．是一种良好的有机溶剂脂肪是混合物，所以没有确切的熔点和沸点。一般油脂的熔点低于37℃时，其消化率可达到97.98％；熔点在37～50℃时，其消化率可达到90％；熔点超过50℃则难以消化。第一节概述2.化学性质（1）水解与皂化（2）加成反应（3）自动氧化第一节概述三、植物油制取的主要方法当前的制油方式主要有机械法、浸出法与水代法三种。1.机械法（压榨）利用机械外力的挤压作用将榨料中的油脂提取出来的方法称为机械法。2.浸出法利用某些溶剂（如轻汽油、工业已烷、丙酮、异丙醇等）溶解油料中的油脂的特性，将油料料胚中的油脂提取出来的方法称为浸出法。3.水代法利用油料中的非油成分对油和水的亲和力的差异，并利用油水比重不同而将油脂与蛋白质等成分分离开来的制油方法，称为水代法。水剂法第二节油脂的提取一、原料的预处理原料预处理：从原料到提取油脂前的所有准备工序。包括清理、破碎、软化、轧胚（轧坯）、蒸炒等具体操作。预处理的好坏，直接影响制油效果。1.清理筛选、风选、磁选、比重分选等。清理指标：花生、大豆含杂量不得超过0.1％；棉子、油菜子、芝麻含杂量不得超过0.5％；花生、大豆、棉子清理下脚料中含油料量不得超过O.5％，油菜子、芝麻清理下脚料中含油料量不得超过1.5％。第二节油脂的提取2.油料的剥壳及仁壳分离吸附油脂，造成毛油色泽深、含蜡高，设备磨损剥壳的方法：摩擦搓碾、撞击法、剪切法、挤压法等仁壳分离方法：主要有筛选和风选2种。大豆去皮第二节油脂的提取3.油料的破碎与软化破碎：在机械外力作用下将油料粒度变小。破碎要求：破碎后粒度均匀，不出油，不成团，粉末少。对大豆、花生仁要求破碎成6～8瓣即可，预榨饼要求块粒长度控制在6～10mm为好。常用辊式破碎机、锤片式破碎机，此外也有利用圆盘剥壳机进行破碎。齿辊式破碎机第二节油脂的提取软化：通过对水分和温度的调节，使油料塑性增加的工序，主要应用于含油量低和含水分低的油料。软化的目的：通过对温度和水分的调节，使油料具有适宜的弹塑性，减少轧胚时的粉末度和粘辊现象，以保证胚片的质量。软化还可以减少轧胚时由于轧辊磨损造成的机器的振动，以利于轧胚操作的正常进行。软化温度：65℃左右时间：≥20min第二节油脂的提取轧胚：利用机械的作用，将油料由粒状轧成片状的过程。经轧胚后制成的片状油料称为生胚，生胚经蒸炒后制成的料胚称为熟胚。油料细胞壁破坏、缩短了油脂从油料中排出的路程。轧胚的要求：料胚厚薄均匀，大小适度，不露油，粉末度低，并具有一定的机械强度。生胚厚度要求：大豆为0.3mm，棉仁O.4mm，菜子0.35mm，花生仁0.5mm。粉末度要求：过20目筛的物质不超过3％。轧胚机，类型较多，常用的有三辊、五辊、单对辊、双对辊及液压紧辊轧胚机等。第二节油脂的提取4.油料生胚的挤压膨化油料料胚的挤压膨化是利用挤压膨化设备将生胚制成膨化颗粒物料的过程。生胚经挤压膨化后可直接进行浸出取油。该工艺大有取代直接浸出和预榨浸出制油工艺的趋势。第二节油脂的提取5.油料的蒸炒油料的蒸炒是指生胚经过湿润、加热、蒸胚、炒胚等处理，成为熟胚的过程。蒸炒的目的：①使细胞壁内的蛋白质受热变性而凝聚；增加细胞壁的渗透性、油易于流出；②使小油滴凝聚成大油滴；③降低油的粘度使其易于流动。蒸炒的要求：熟胚应生熟均匀，内外一致，熟胚水分、温度及结构性满足制油要求。湿蒸炒（水分12%以上）、干蒸炒90-100℃40min水分：2%左右立式蒸炒锅第二节油脂的提取二、机械压榨法制油1.压榨取油的基本原理借助机械外力的作用使油脂从榨料中挤压出来。压榨法取油特点：工艺简单，配套设备少，对油料品种适应性强，生产灵活，油品质量好，色泽浅，风味纯正。但压榨后的饼残油量高，出油效率较低，动力消耗大，零件易损耗。第二节油脂的提取2.压榨取油的必要条件：①物料条件一般说，施于油料上的压力越大越好，油脂排出的毛细管直径越大、数量越多越好，流油毛细管越短越好；受压油脂的粘度越低越好。而温度是影响油脂粘度的主要因素。②外部条件包括压力、时间、温度等。采用“先轻后重轻压勤压”的方法效果较好。3.榨油设备液压式榨油机螺旋榨油机第二节油脂的提取第二节油脂的提取液压压饼机第二节油脂的提取3.主要油料的压榨工艺第二节油脂的提取三、浸出法制油浸出法制油是目前世界上先进的取油技术。自1870年间世以来，经过了百余年的历史，其工艺不断得到改进和完善，到目前为止，已成为世界油脂工业中植物油制取的主要方式。①直接浸出、②预榨浸出1.浸出法制油的基本原理利用能溶解油脂的溶剂，通过润湿渗透、分子扩散和对流扩散的作用，将料胚中的油脂浸提出来第二节油脂的提取2.溶剂的选择理想的浸出溶剂应符合以下基本要求：①能在室温或低温下以任何比例溶解油脂；②溶剂的选择性要好，即除油脂外，不溶解其它成分。③化学性质稳定，对光和水具稳定性，经加热、蒸发与冷却不起化学变化。④要求溶剂沸点低，比热小和汽化潜热小，易从粕和油中分离回收。⑤溶剂本身无毒性，呈中性，无异味，不污染。⑥溶剂与油、粕和设备材料均不发生化学反应。第二节油脂的提取3.浸出法工艺流程湿粕脱溶冷却炽干浸出器溶剂罐预热蒸水罐冷凝器分水器冷凝器平衡罐尾气回收尾气冷凝器冷凝器气提塔一蒸发二蒸发过滤混合油料籽胚混合蒸汔成品粕冷凝器分水器溶剂废水蒸气毛油第二节油脂的提取浸出法制油工艺一般包括预处理、油脂浸出、湿粕脱溶、混合油蒸发和汽提、溶剂回收等工序。4.油脂浸出油脂浸出方式:浸泡式、喷淋式、混合式三种。浸出器:罐组式、u形拖链式和Y形(浸泡式)；履带式(喷淋式)；平转、环形(混合式)。第二节油脂的提取第二节油脂的提取影响浸出法制油的主要因素:料胚和预榨饼的性质:料胚的结构、水分浸出的温度：低于溶剂馏程初沸点5℃左右浸出时间：“经济时间”；一般为90～120min。料层高度：尽量提高料层高度溶剂比和混合油浓度的影响：0.8～1:1，18～25％沥干时间和湿粕含溶剂量：15～25min，含溶量为25～30%第二节油脂的提取5.湿粕脱溶烘干（湿粕蒸烘）工艺流程：方法：间接蒸汽加热结合直接蒸汽负压搅拌要求：粕中水分≤8.0～9.0％，残留溶剂量不超过O.07％。出粕温度在105℃以上或不超过70～80℃脱溶烘干设备：卧式烘干机、立式烘干机、DT型蒸脱机和高料层蒸烘机第二节油脂的提取第二节油脂的提取第二节油脂的提取第二节油脂的提取6.混合油的蒸发和汽提工艺过程:混合油过滤-→混合油贮罐-→第一蒸发器-→第二蒸发器-→汽提塔-→浸出毛油混合油蒸发:利用油脂与溶剂的沸点不同，将混合油加热至沸点温度，使溶剂汽化与油脂分离。蒸发器内混合油出口温度一般不宜超过110℃、浓度90～95%混合油汽提:是指混合油的水蒸气蒸馏。借助于蒸汽蒸馏的原理，使浓度较高的混合油的沸点大大降低，从而使混合油内少量溶剂在较低的温度下尽可能完全地被汽提出来。毛油中残留溶剂指标:50～500ppm。设备：第二节油脂的提取第二节油脂的提取7.溶剂回收通过脱溶烤粕和混合油蒸发汽提工序，回收尾气。设备有：冷凝器、分水器、蒸水缶及尾气回收装置等。第二节油脂的提取第二节油脂的提取四、水代法制油水代法制油是我国特有的一种制油方法，已有千年以上的历史。过去，水代法制油只用于小磨麻油的制取。实际上，这种制油方法同样适用于花生仁、葵花籽、油菜籽、油茶籽及其它高油分野生植物油料的油脂制取，但出油率都比较低。1.水代法制油的特点：油脂香味浓，设备简单，省电、投资少、出油效率高（小磨麻油可达95%左右），操作技术容易掌握；需要较多劳力，设备效率低，加工成本较高；粕中含水分高，容易变质。可归纳为6组物质，分别为含氧的醇、醛、酯类、吡嗪类、噻唑类、噻吩类、呋喃类、硫醇及硫醚类、烃类。其中以吡嗪类、噻唑类、呋喃类为芝麻油中气味成分的主要物质。芝麻酚\3,4-亚甲基二氧苯酚C7H6O3乙酰対二氮杂苯第二节油脂的提取2.工艺流程芝麻清理：水洗：漂洗浸泡1～2h，芝麻含水量为25％～30％。炒籽：开始用大火，炒20min左右，改用文火炒，芝麻仁呈红褐色即可，温度接近200℃，含水率为1%左右。泼入适量的冷水使芝麻激冷。再炒至160℃扬烟吹净：降低温度，扬去烟尘、焦末和碎皮磨籽：石磨或金刚砂轮磨浆机磨成芝麻酱。芝麻酱磨得愈细愈好。温度应保持在65～75℃兑浆搅油：分4次加入相当于麻酱重80％～100％（加水量=(1一麻酱含油率)×麻酱量×2）的热水，搅拌40～50min，转速10～30r／min震荡分油：保温、撇油第二节油脂的提取第三节油脂的精炼经压榨或浸出法得到的、未经精炼的植物油脂一般称之为毛油(粗油)。毛油的主要成分是混合脂肪酸甘油三酯，俗称中性油。磷脂、游离脂肪酸、色素、过氧化物、蜡质以及各种机械杂质等。这些杂质的存在对于油脂的贮存、食用或加工都有不利的影响。毛油去杂的工艺过程称为油脂的精炼。一、毛油中的杂质种类机械杂质：指在制油或储存过程中混入油中的泥沙、料胚粉末、饼渣、纤维、草屑及其他固态杂质。这类杂质不溶于油脂，故可以采用过滤、沉降等方法除去。第三节油脂的精炼水分：水分杂质的存在，