机械压榨制油的基本原理
压榨过程及其物理化学本质在于油脂在油料中的存在状态,一般认为是存在于细胞原生质中。蒸炒后的料胚,其中的油脂大多数形成凝聚态。此时,大部分凝聚态油脂仍存在于细胞的凝胶束孔道(亦称微胶粒网或“纤维毛细管)之中。随着电子显微扫描等新技术的应用,人们对油脂存在状态的理论做了技术上的研究和直接观察后发现:油料作物细胞中的油脂及其伴随物不是连续相,也非显微均匀态,而是以极小直径的球形脂类体存在。压榨取油的过程,就是借助机械外力的作用使油脂从榨料中挤压出来的过程。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物化学方面的变化,例如蛋白质变性、酶的破坏和抑制等。因此,压榨取油的过程,实际上是一系列以物理过程为主、同时伴随部分化学变化过程的综合1。
压榨时,受榨料胚(简称榨料)的粒子在压力作用下使其内外表面相互挤压,而由于表面挤压作用,致使液体部分和凝胶部分分别产生两个不同过程:(1)油脂从空隙中被挤压出来,(2)物料粒子在高压下经弹性——可塑性变形后形成坚硬的料饼,直至内外表面连接而封闭油路。
工艺流程植物油生产的主要工艺流程为:清理——蒸炒——软化——压榨——出油——沉降——精制七个过程。
清理的目的是去除各种杂物,以避免原料在压榨的过程中产生糊化、焦化、堵塞毛油通道,提高出油率。原料还必须经过除铁器处理,否则这些含铁物质一旦进入榨油机,将会危害到榨机的正常运行。
原料随后进入碎胚机破碎。碎原料有利于出油率的提高,但容易堵塞榨笼,影响出油量和毛油品质。原料经过榨皮机时,喷入少量蒸汽,软化原料,使蛋白质变性、破坏胶体,打开油路通道。磷脂吸水膨胀,减少了油料和油料表面的结合力。
蒸炒原料是原料压榨工艺的重要过程,直接影响原料的出油量和毛油品质。采用压榨工艺的国内油脂企业,原料的蒸炒温度通常为120-125摄氏度。在挤压力、推力、阻力共同作用下,原料中高温、高压、流动性很强的原料毛油和饼粕分离。原料饼送往包装间,作为产品出售。
在压榨过程中,原料处于高温、高压状态,工艺参数控制不好,原料会出现糊化、焦化现象,使榨笼经常堵塞,减少了输油的通道,榨胚出油量下降,原料粕的饼残升高。同时导致玉米毛油品质下降。
饼粕的饼残压榨工艺具有的诸多优点,如无化学残溶,完全保持油料原有营养与风味,绿色健康等,但仍不能阻止植物油压榨工艺市场份额不断下降。主要是因为——饼粕的饼残高。采用物理压榨工艺进行生产,依据目前国内榨油机组和压榨工艺的的技术及操作水平,大部分厂家只能将饼残降为15%;相对于浸出工艺3-5%的饼残,采用压榨工艺企业的产品成本更高,企业的经济效益较低,有时甚至会直接影响到一个企业的生存和发展。
榨油中常用经济指标计算公式1.预榨出油率(%)=预榨毛油量/原料重量×100
2.预榨出油效率(%)=预榨出油率/原料含油量×100
3.预榨出饼率(%)=油饼总量/原料重量×100
4.出饼(粕)率(%)=粕总量/原料重量×100(以耗用原料计)
5.预榨浸出后的总出油效率(%)=总出油量/原料含油量×100
6.干饼(粕)残油率(%)=干饼(粕)中残余油量/原料重量×100
指标分析从上述六个常用经济指标的计算过程中可以看出,它们与原料含油率m%密切相关。因此,植物油厂应足够重视原料的收购,严格把好质量关,做好原料的检验,防止不法商贩掺杂使假。只有这样,才能保证获得良好的经济效益。
上述经济指标的理论范围,是在预榨工艺标准规定的情况下获得的,因而要求严格按照规程操作,保证设备正常运转,使各道工序间相互制约,进入良性循环。例如,当发现预榨出油率过低时,这必然是蒸炒工序所造成的,因而应查找影响蒸炒工序效果的各种因素,以期找到解决问题的途径2。
常用经济指标的计算方法,还为植物油厂制订其他各项经济指标提供了依据。我们只要将某批油料的含油率代入上述各式,就会得到油料的总出油效率。当某批油料的加工时间跨月而企业又要进行财务分析时,在企业计量器具相对不够完善的情况下,亦可利用上述公式计算各项经济指标,供企业各有关单位参考。同时,它们还可为植物油厂的经营决策提供依据。例如,根据含油率的测定可以推算某批代加工油料的产成品数量,再依据企业的生产指标和相关的加工成本,推算预测是否有利及利润的多少。
降低油分损失的方法榨油时的油分总损失用(1-油料总出油率)计算,该值能评价油料质量和榨油效率。影响油分总损失的因素较多,如料坯形态、浸出温度、时间、料层的高度、混合油浓度、料溶比和溶剂质量等。
为减少油分总损失值,提高榨油效率,可采用以下方法:
首先严把制坯关,对使葵花仁在受热处理的同时水分含量降至10%以下,使料胚发生塑性变化。软化常用五层软化锅或滚筒烘干机,料胚在软化时不宜温度升高过急,以防止蛋白质过早变性而使料胚失去弹性,进而影响轧胚、蒸炒和榨油处理。软化温度一般控制在70℃左右,时间25min左右。随即经辊筒轧胚机轧成0.3~0.4mm的薄片,促进细胞结构的破坏,使油路缩短,便于料胚的蒸炒和压榨。彻底破坏油料细胞结构,这样既有利于预榨出油,又有利于浸出时降低干粕残油。
高水分蒸炒、低水分压榨是蒸炒压榨工艺的关键,但是有些油厂,操作工为了省事,全榨季蒸炒未加过水,这对高水分葵花籽还可以,对低水分葵花籽,若不调整蒸炒水分,将导致油品质量差,油分损耗增加。饼中含油越低,饼质越紧密,其渗透性愈差,扩散阻力愈大,粕残油较高。当饼含油过高时,饼的渗透虽然较好,但在浸出条件(浸出温度、时间、料溶比)相同的条件下,混合油浓度高,黏度相应增大,这会降低浸出速度,影响粕残油。将预榨饼含油量控制在15%~18%时,能保证饼的多孔性,增加渗透性,有利油脂溶解到溶剂中,且混合油浓度梯度也比较适中。
其他情况造成的油分损耗因混合油含杂或水分过大,汽提操作不慎,容易造成液泛现象发生,使得部分油脂随废水带走,造成油脂流失。因此,在浸出工序必须加强混合油净化处理手段,避免造成不必要的油分损失。由于从葵花仁中直接榨取的毛油中存在着杂质多、色深、酸值高等不足,其水分及挥发性物质占0.3%,杂质0.2%,酸值4,沉淀物6%,色泽淡黄,气味正常,经280℃加热,有沉淀物析出。
毛油由于水分和杂质含量较高而不耐贮存,不宜作为食用油脂。因此,需经加工精炼后,才能获得高品质精炼葵花籽油。因此,在毛油精炼加工过程中也会造成一定的油分损失。由于精炼车间离榨油、浸出车间较远,而输油管道一般在地下,如果毛油出现跑、冒、滴、漏现象则很难发现,特别是当炼油阀门不开或开不到位,榨油或浸出就打油,将会冲坏法兰垫,造成毛油严重泄漏。如果在管道上安装压力表。从压力上就可反映管道的通畅情况,可防止毛油泄漏。