油脂制取工藝與設備

1、1第四章 油脂制取工藝(gngy)與設備第一節(jié) 概述第二節(jié) 動力螺旋榨油機第三節(jié) 手動液壓榨油機第四節(jié) 毛油的精煉第五節(jié) 油脂廠的幾個(j )經(jīng)濟技術指標共六十五頁2第一節(jié) 概述(i sh)1 我國農(nóng)村榨油機的發(fā)展情況2 植物油料的種類及化學(huxu)成份3 植物油制取的主要方法4 大豆油提取共六十五頁3第一節(jié) 概述(i sh)1 我國農(nóng)村榨油機的發(fā)展情況(qngkung) 我國的榨油歷史很悠久，據(jù)歷史記載可以追溯到宋代，那時榨油所用的工具很落后，主要靠人力尖劈原理做成木楔來進行木榨，生產(chǎn)率極低。解放后，榨油工業(yè)迅速發(fā)展，徹底改變了我國榨油工業(yè)的落后面貌。共六十五頁42 植物油料的種類及化學

2、成份 植物油脂是主要的食用油脂和工業(yè)原料。廣泛用于食品、醫(yī)藥(yyo)、輕工、化工等部門，所以油脂工業(yè)和人類的生活及生產(chǎn)密切相關，是國民經(jīng)濟的重要組成部分。共六十五頁52.1 植物(zhw)油料的種類2.1.1 棉籽 棉籽本身非油料作物，因含14%25的油脂，而我國又是世界上主要的產(chǎn)棉國之一，故也成了油脂工業(yè)(gngy)的主要油料之一。 棉籽根據(jù)品種和處理情況，可分為毛籽和光籽。毛棉油精煉后可食用，工業(yè)上也可用來制肥皂、化妝品、人造奶油等原料。棉籽餅可做飼料和肥料使用。共六十五頁62.1.2 大豆 大豆屬豆科，含油量為16%22，是一種低含油量的油料。但大豆含蛋白質很高，約為35%52%。因此

3、，制油生產(chǎn)過程中可用冷榨和真空干燥豆粕的方法，將得到的豆餅和豆粕再去做豆腐和各種蛋白質制品。 大豆油是我國人民比較喜愛的一種食用油，除食用外在工業(yè)(gngy)上可做油漆、肥皂、甘油和潤滑油等原料。共六十五頁72.1.3 菜籽 菜籽即油菜的種子，是我國重要(zhngyo)的油料作物，是一種含油量較高的油料，高的可達48，低的只有32%48%。菜籽油是我國主要食用油之一，除食用外在工業(yè)上可做肥皂、潤滑劑等。共六十五頁8 菜籽熱榨較多，但由于菜籽中有一種物質在熱榨（蒸炒）過程中會發(fā)出(fch)剌眼、剌鼻的辣味（芥子精）有毒，使人頭暈，蒸炒時應注意安全。制取過程中“芥子精”并不能混在油中，只留在餅粕中

4、，因此餅粕質量較差，不能直接作為飼料。要通過發(fā)酵除毒制取蛋白，而菜籽油本身并沒有毒性。共六十五頁92.1.4 花生(hu shn) 花生是我國產(chǎn)量最多的一種大宗油料。花生的含仁率一般在68%72左右，剝殼后的果仁含油量40%51上下，是一種高含油量的油料。果仁皮也含油脂，最高含量為14左右，所以花生榨油時勿去果仁皮。花生是食品工業(yè)中營養(yǎng)價值豐富的原料，蛋白質含量30以上?；ㄉ灴捎脕碇谱麽u油，又是優(yōu)質飼料和肥料。共六十五頁102.1.5 芝麻 芝麻也是我國主要的油料作物。芝麻含油量很高，一般(ybn)在48%58%左右。芝麻油除食用外，在食品和醫(yī)藥上用處很廣，其餅粕是最好的飼料和肥料。共六十五

5、頁11 芝麻是主要(zhyo)油料作物，有特殊香味，“香油”。芝麻油之所以香是芝麻本身含有一種芝麻醚。 （C20H18O7）高溫水解（C7H6O3） 芝麻醚物質，具有異常香味。可以熱榨，注意熱炒時不可過火，否則影響出油率，餅可作為飼料、肥料。共六十五頁122.1.6 米糠 米糠是稻谷加工的副產(chǎn)品。米糠中含油量在1520之間。由于我國是世界上盛產(chǎn)稻谷的國家之一，故也成為大宗油料來源。利用米糠制油前途很大。米糠在工業(yè)上可制肥皂，如果(rgu)經(jīng)脫酸處理、去蠟、精煉后也是一種很好的食用油。米糠的糟粕仍可釀酒或作飼料等。共六十五頁132.2 植物油料的化學(huxu)成份世界上大宗植物油料有：大豆、菜

6、籽、葵花籽、花生、棕櫚果、椰子仁干、芝麻、蓖麻籽、油橄欖等。 由于油料的品種、產(chǎn)地、氣侯等條件不同，其化學成分有較大的差別。但大多包含以下主要(zhyo)成分，如油脂、蛋白質、碳水化合物以及其它多種微量成分，如磷脂、灰分、色素、有機酸以及蠟質等。 共六十五頁14 可見，油料(yu lio)和種籽中除脂肪外，許多成分都是很有價值的營養(yǎng)成分，特別是蛋白質和磷脂等。共六十五頁153 植物油制取的主要(zhyo)方法 人類制取植物油歷史悠久，當前(dngqin)世界上制油方法主要有機械法、浸出法與水代法3種。3.1 機械法 凡利用機械外力的擠壓作用將榨料中的油脂提取出來的方法稱為機械法。機械法又分為多

7、種形式，如靜態(tài)壓榨水壓機、螺旋擠壓式榨油機、偏心輪回轉式擠壓機以及離心式擠壓分離機等。共六十五頁163.2 浸出法 凡利用某些溶劑（如輕汽油、工業(yè)乙烷、丙酮、異丙醇等）溶解油料中的油脂的特性，將油料料胚中的油脂提取出來的方法稱為(chn wi)浸出法。多用于低油份油料，如大豆、棉籽、米糠等，一般采用一次直接浸出。對于高油份油料，如菜籽、花生、葵花籽等，還采用預榨浸出的兩次浸出法。共六十五頁173.3 水代法 凡利用油料中的非油成份對油和水的親和力的差異，并利用油水比重不同(b tn)而將油脂與蛋白質等成份分離開來的制油方法，稱為水代法。共六十五頁184 大豆油提取(tq)4.1 大豆在制油前原

8、料的預處理 原料預處理是從原料到提取油脂前的所需要準備的工序。包括清理、破碎、軟化、軋坯、蒸炒等具體操作。預處理的好壞直接影響(yngxing)制油效果。共六十五頁194.1.1 大豆(ddu)的清理 大豆的清理，就是清除原料大豆中夾帶的泥沙、石子、莖葉、鐵質等雜質，分離出混在原料中的雜、霉變籽粒。 根據(jù)物理特質不同，常用的清理方法有：篩選、風選、磁選，比重分選等。 設備包括：振動篩，比重去石機、吸風分離器、永磁滾筒等。共六十五頁204.1.2 大豆的破碎 經(jīng)過清理的大豆，如果含水低于13，可直接進行破碎，要求破碎成24瓣，如果凈豆水分高于13，須先經(jīng)過烘干才能(cinng)破碎。 大豆預處理

9、過程中需要進行脫皮，大豆脫皮要求先將含水量降至12以下(曬干) ，用熱空氣干燥至9%10的水分，再進行破碎，這樣有利于豆仁與種皮分離，用多級吸風器將豆皮吸走。 共六十五頁214.1.2 大豆的破碎目的和要求：在油料軋坯之前(zhqin)，必須對大顆粒的油料進行破碎。其目的是通過破碎使油料具有一定的粒度符合軋坯條件；油料破碎后的表面積增大，利于軟化時溫度和水分的傳遞，軟化效果提高。要求油料破碎后粒度均勻，不出油，不成團，少成粉，粒度符合要求。油料破碎的方法和設備：齒輥破碎機、錘擊破碎機、圓盤剝殼機。共六十五頁22共六十五頁234.1.3 軟化 軟化是軋胚前一項重要的預處理工序。軟化的目的是通過對

10、油料溫度和水分的調節(jié)，使油料具有適宜(shy)的彈塑性，減少軋坯時粉末和粘輥現(xiàn)象。保證坯片的質量。 要求：軟化后的料粒有適宜的彈塑性且內外均勻一致，能滿足軋坯的工藝要求。 共六十五頁24 4.1.3 軟化 大豆的含油量低，可塑性差，軋坯前一定要進行軟化。軟化溫度應視大豆含水量的高低而定。大豆水分為10-15%時，軟化溫度通常掌握在70-80，軟化時間為15-30min。 所用設備：夾層式軟化鍋、臥式蒸氣(zhn q)攪龍、軟化箱等。均可噴入蒸汽增溫增濕，又可間接加熱，使物料升溫去濕。共六十五頁25軟化(runhu)鍋臥式軟化(runhu)鍋共六十五頁264.1.4 軋坯 經(jīng)過破碎，軟化的物料，

11、要經(jīng)過軋坯設備對其進行碾軋，使之成為具有一定厚薄的料坯或生坯，即利用機械的作用，將油料由粒狀軋成片狀的過程(guchng)。 軋坯的目的： 破壞油料細胞組織，破壞細胞壁，使油能從細胞中分離出來； 油料軋成薄片，油從料坯中出來，走的路很短，容易出油； 軋坯便于蒸炒，吸熱面增大，吸熱均勻，便于吸收水份。 設備：軋坯機。類型較多，常用的有單對輥、雙對輥、三輥及液壓緊輥軋坯機等。共六十五頁27軋胚機軋胚機共六十五頁284.1.5 蒸炒 將軋胚后的生胚經(jīng)過加水、加熱、烘干等濕熱處理而變成熟(chngsh)胚的過程為蒸炒。 目的 細胞壁完全破壞，使油脂與料坯易分開； 油料中蛋白質凝固，易提取油質； 殺死了

12、微生物和油料中的酶，餅粕易貯存； 降低了油質粒度，利于出油； 磷脂與水膨脹，可使它留在餅粕內，利于提 高毛油質量 。共六十五頁29 蒸炒的方法濕炒法：首先將料餅加水潤濕，通蒸汽加熱，再經(jīng)間接蒸汽烘干(hn n)使料餅達到預定濕質水分的標準。干蒸炒：料餅不經(jīng)過加水潤濕，直接加熱去水，使之達到入榨條件。 設備蒸炒鍋，有立式或臥式，立式蒸炒鍋在大型煉油廠應用較多。共六十五頁30立式(l sh)蒸炒鍋共六十五頁314.2 榨油的工藝流程 油料進入榨油機壓榨時，必須有足夠的可塑性和彈性，才能承受榨油機的壓力，形成餅塊和油路，使油脂從油料細胞中壓出來。而塑性和彈性是由油料中的水分、溫度決定的，所以在入榨前

13、油料要經(jīng)過精選、剝殼、軋坯、蒸炒等工序處理，這些(zhxi)工序構成了榨油前期的工藝流程。共六十五頁32 液壓式榨油的工藝流程:油料 清選(qn xun) 剝殼 軋胚 炒胚 蒸胚 壓榨油餅(yubng)碎餅再次榨油粗濾毛油精煉共六十五頁33 動力螺旋榨油的工藝流程(n y li chn)油料 清選 剝殼 軋胚 炒胚蒸胚 壓榨 油餅(yubng)第二次壓胚粗濾毛油精煉第三次壓胚精品油餅粕共六十五頁344.3 壓榨法提取大豆油 壓榨取油的基本原理 壓榨過程的物理化學本質 存在于細胞原生質中的油脂，經(jīng)過軋胚、蒸炒處理，其中油脂大多數(shù)形成凝聚態(tài)。此時，大部分凝聚態(tài)油脂存在于細胞的凝膠孔道之中，壓榨取油

14、的過程，就是借助機械外力的作用使油脂從榨料中擠壓(j y)出來的過程。這種過程主要是屬于物理變化。如物料變形、油脂分離、摩擦發(fā)熱、水分蒸發(fā)等。共六十五頁35 但在壓榨過程中，由于水分、溫度的影響，也會產(chǎn)生某些生物化學方面的變化，如蛋白質變性、酶的破壞和受到抑制等。 壓榨取油的必要條件 物料(w lio)條件（內部條件） 一般來說，施于油脂上的壓力越大越好，油脂排出的毛細管直徑越大，數(shù)量越多越好，流油毛細管越短越好；受壓油脂的粘度越低越好。而溫度是影響油脂粘度的主要因素。共六十五頁36 榨油的外部條件 包括壓力、水分、時間、溫度等。 a. 壓力，在某一定的壓力條件下，榨料的壓縮有一個限度，當壓力

15、達到(d do)某一數(shù)值時，榨料不再被壓縮，此時的壓力稱為臨界壓力或極限壓力。合適的壓力以不超過極限壓力為宜。 榨料受壓狀態(tài)，分為靜態(tài)和動態(tài)受壓，一般說，動態(tài)壓榨有利于出油。施壓速度及壓力變化規(guī)律，實踐中采用“先輕后重輕壓勤壓”的方法效果較好。共六十五頁37 b. 水分高可塑性好，但彈性差，容易(rngy)造成“拉稀”現(xiàn)象，甚至不出油或出油少。水分低時可塑性差，而彈性好，不易結成餅塊，榨油過程中出干渣末，也會榨不出油來。所以經(jīng)過蒸炒的含水量要合適，不可過干也不可過濕。 c. 溫度過高，炒的時間越長，油料容易被炒焦；溫度低，炒的時間短時，油細胞受熱膨脹小，蛋白質熱變性小，膠體不能被破壞，油也就析

16、不出來。共六十五頁384.4 浸出法制取大豆油 浸出法制油是目前世界上先進的取油技術。自1870年問世以來，經(jīng)過了百余年的歷史，其工藝不斷得到改進和完善，到目前為止，已成為世界油脂工業(yè)(gngy)中植物油制取的主要方式。共六十五頁394.4.1 浸出法制油的基本原理及要素 浸出法制油是利用能溶解油脂的溶劑，通過潤濕滲透、分子擴散和對流擴散的作用，將料坯中的油脂浸提出來，然后把溶劑和脂肪所組成(z chn)的混合油進行分離，回收溶劑而得到毛油，這個過程，基本要素是溶劑和料胚以及決定浸出效果的浸出方式和工藝參數(shù)。共六十五頁40 (1) 溶劑的選擇(理想的浸出溶劑)能在室溫或低溫下以任何比例溶解油脂

17、；溶劑的選擇性要好，即除油脂外，不溶解其他成份；化學性質穩(wěn)定，對光和水具有穩(wěn)定性，經(jīng)加熱、蒸發(fā)與冷卻(lngqu)不起化學變化；要求溶劑沸點低，比熱小和氣化潛熱小，易從粕和油中分離回收；溶劑本身無毒性，呈中性，無異味，不污染；溶劑與油粕和設備材料均不發(fā)生化學反應。共六十五頁41 我國制油工業(yè)實際生產(chǎn)中應用最普遍的浸出(jn ch)溶劑有工業(yè)乙烷或輕汽油等幾種脂肪族碳氫化合物。其中輕汽油是我國目前應用最多的一種溶劑，它是石油原料低沸點分餾產(chǎn)物，但最大缺點是易燃易爆，空氣中含量達到1.25%4.9%時，有爆炸危險。同時，輕汽油成分復雜，沸點范圍較寬。除此之外，還有丙酮、丁酮、異丙醇、丁烷以及一些復

18、合型溶劑都可用于油脂浸出，有些已在研究試用。 共六十五頁42 (2) 對料胚的要求 大豆原料經(jīng)過預處理，應使其料胚的結構與性質(xngzh)滿足浸出工藝要求，才會獲得好的浸出效果。 細胞破壞程度越徹底越好; 料胚薄而結實，粉末度小。這樣浸出距離短，溶劑與料胚接觸面積大，有利于提高浸出效率。大豆直接浸出法要求料胚厚度0.20.3mm。共六十五頁43 水分適宜，浸出溶劑不溶于水，如果料胚中水分高了， 內部空隙充滿水分， 就會影響到溶劑的滲透和對油脂的溶解作用。 所以料胚水分宜低。（13%，5% 7%） 適當?shù)臏囟龋吓邷囟雀?，油脂粘?zhn d)低，容易流動，浸出效果好，但應注意，料胚溫度不宜超

19、過溶劑的沸點，以免使溶劑汽化。所以料胚溫度一般控制在4555，不宜超過60。 共六十五頁444.4.2 浸出制油工藝 (1) 常規(guī)工藝總體流程(lichng) 一個完整的浸出工藝包括溶劑浸出，混合油分離、濕粕脫溶烘干以及溶劑回收等工序。 共六十五頁45 浸出法工藝流程(n y li chn)圖共六十五頁46(2) 浸出工藝 溶劑浸出是浸出法制油的主體工序。在浸出工序中，通過特定的浸出裝置，以合理的浸出方式，實現(xiàn)溶劑與料胚的充分接觸，從而達到充分溶解油脂，提取油脂的目的。良好的浸出效果(xiogu)，又是由正確的浸出方式，合適的浸出工藝條件來保證的。 共六十五頁47浸出方式 浸泡式：料胚始終浸泡

20、在溶劑中。浸出時間短，混合油量大，但濃度較稀，即混合油中含油脂(yuzh)量少，混合油中含渣較多。 滲濾式：溶劑與料胚接觸過程始終為噴淋滲透狀態(tài)，浸出后可得到含油脂多的濃混合油，混合油中含渣量也小。但浸出時間較長。 浸泡、噴淋混合式：先將料胚浸泡，再進行噴淋滲透，提高了浸出速率和出油效率，又減少了浸出時間。 共六十五頁48 浸出工藝條件 浸出溫度與浸出時間，浸出溫度的要求與料胚的溫度一致，溶劑應先預熱。 浸出時間從理論上講，越長效果越好，粕中殘油率越低。實際生產(chǎn)中，油脂浸出過程可分成兩個階段，第一階段主要是由溶劑溶解被破壞的細胞中的油脂，提取量大，且時間短，僅1530min，即可提取總含油量的

21、85%90%；第二階段，需溶劑滲透到未被破壞的細胞中去，時間長而效率低，應根據(jù)實際情況考慮(kol)最佳“經(jīng)濟時間” 。 共六十五頁49 溶劑的滲透速率，單位(dnwi)時間內通過單位(dnwi)面積的溶劑量，即滲透速率，一般認為，大豆浸出過程，滲透速率以360升/dm2h為宜。共六十五頁50 溶劑用量與溶劑比，溶劑用量通常以“溶劑比”來衡量，溶劑比的定義是單位時間內，所用溶劑重量(zhngling)與被浸物料重量(zhngling)的比值。溶劑比的大小直接影響到浸出后的混合油濃度以及浸出時料坯內外混合油的濃度差、浸出速率以及殘油率等技術指標，一般多階段混合式浸出的溶劑比在（溶劑：物料）0.3

22、0.6:1的范圍內。共六十五頁51 瀝干時間與濕粕含溶量。浸出過程結束后，總希望粕中殘留溶劑盡量少，以減輕豆粕脫溶的設備負荷(fh)。所以應適當延長瀝干時間，大豆坯一次浸出的濕粕極限含溶量為25%30%，需瀝干時間為20min左右。 共六十五頁52 浸出器的類型 概括(giku)地分為連續(xù)式和間歇式，按浸出方式又分為浸泡式、滲透式與混合式。每種浸出方式的設備又分多種結構型式。共六十五頁53共六十五頁54 濕粕脫溶 從浸出器出來的“濕粕”通常含有21%40%的溶劑，必須經(jīng)過脫溶與烘干最后(zuhu)回收粕中的溶劑和降低水分，使之達到規(guī)定的殘留溶劑量指標（5001000ppm）與安全貯存水分。回收

23、溶劑的過程稱之為脫溶，烘干去水的過程稱之為烤粕。 共六十五頁55不銹鋼帶式烘干機 高效(o xio)節(jié)能平板烘干機 滾筒(gntng)烘干機 氣流干燥機 共六十五頁56脫溶烤粕的基本過程 脫溶階段主要是利用直接蒸汽穿過料層，兩者經(jīng)過接觸傳熱后使溶劑沸騰而揮發(fā)。直接蒸汽即做為加熱溶劑的熱源(ryun)，又有壓力帶著溶劑一起蒸出來。但同時水蒸汽在加熱溶劑的同時也會部分凝結成水滴留存于粕中，增加了豆粕的水分；所以需經(jīng)烤粕處理去除水分，烤粕一般采用間接蒸汽加熱，烤除水分。 共六十五頁57脫溶烤粕的基本(jbn)方法 高溫脫溶法 以表壓為0.5kg/cm2的直接蒸汽，通過1.5m左右厚的料層，蒸烘304

24、0min，再以表壓45kg/cm2的間接蒸汽烘干去水，以達到規(guī)定含水量要求。出粕溫度在105以上。這種粕蛋白質變性嚴重不利于蛋白質的進一步加工利用。共六十五頁58 閃蒸預脫溶（低溫脫溶）法，用高速流動的過熱溶劑蒸汽將濕粕吹至旋風分離器，以極短的時間脫除溶劑。脫溶后的粕借自重進入喂料器，均勻進入蒸烘冷卻器內。蒸烘冷卻器保持200400mmHg的真空度，上部以少量直接蒸汽脫盡殘溶，下層吹入干燥冷空氣以去除水分。這樣，豆粕受熱時間短，蒸烘溫度低，無水蒸汽直接作用，出粕溫度不超過(chogu)7080，故蛋白質變性率低，僅1%2%，有利于蛋白質進一步開發(fā)利用。 共六十五頁59共六十五頁60 機械預脫溶法，為了節(jié)約蒸汽，有時選用機械擠壓的方式先擠出部分溶劑，再進行(jnxng)熱