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油料加工预处理

从原料到油脂提取前所有准备工序的总称。除干燥、计量、输送及除尘等辅助作业外,其主要工序包括清理、剥壳(或脱皮)、壳仁分离与制坯(破碎、软化、轧坯、蒸炒或成型)等。各工序须按油料品种和性质、制油方法以及油脂与饼粕的质量要求进行合理组合。为满足最佳制油效果,要求料坯品质优良不变质、杂质少,坯薄而均匀,粉末度低(或颗粒度均匀),批量一致性与加工性能良好。清理清除油料中的杂质。

从原料到油脂提取前所有准备工序的总称。除干燥、计量、输送及除尘等辅助作业外,其主要工序包括清理、剥壳(或脱皮)、壳仁分离与制坯(破碎、软化、轧坯、蒸炒或成型)等。各工序须按油料品种和性质、制油方法以及油脂与饼粕的质量要求进行合理组合。为满足最佳制油效果,要求料坯品质优良不变质、杂质少,坯薄而均匀,粉末度低(或颗粒度均匀),批量一致性与加工性能良好。

清理

清除油料中的杂质。根据杂质与油料的不同物理性质,确定有效的清理方法,常用的有筛选、风选、磁选和水选等方法。这些方法可以单独采用或综合应用,如芝麻采用水洗与筛选结合的方法去除并肩泥;又如油棕壳仁分离采用б重为1.16~1.13的泥浆水或盐水,利用壳、仁在水或盐水(海水)、泥浆水中的浮力不同进行分离。一般采用处理后油料的最大含杂率和杂质下脚含子率衡量清理效果(表1)。

表1 油料清理后的最大含杂率和杂质下脚含子率

剥壳

利用壳、仁结构性质的不同,借助搓碾、剪切、撞击或挤压的原理进行壳、仁有效剥离,剥壳后的仁壳混合物通常采用筛选、风选或组合分离设备进行清理。衡量剥壳效果的标准是:①剥壳率高而碎仁率低;②剥壳后仁中含壳率,视制油工艺而定,如预榨、浸出工艺规定棉子仁、向日葵子仁中含壳不超过10%,花生仁含壳在1%以下;③剥壳后壳中含仁率要低,如棉子、花生不超过0.5%,向日葵子低于1%。为提高剥壳效果宜选择合理的剥壳设备与壳仁分离配套措施(表2);调节剥壳前油料的最佳水分,如向日葵子、红花子7.5%~8.5%,棉子10%~12%,花生果、大豆9%~10%,油茶子12%~18.5%,油桐子9~15%。

脱皮

制油工艺通常不考虑脱皮,只有在生产植物蛋白且要提高其获得率的情况下才需脱皮。例如大豆(种皮占7%~10%)、芝麻(种皮占15%~20%)、油菜子(种皮占25%以下)的脱皮以及花生仁脱除“红衣”等,须采用和配置相应的脱皮工艺和设备(见大豆油的制取加工)。

表2 常用的剥壳机工作原理及壳仁分离设备

棉子脱绒

棉子剥壳前通常要求将毛棉子(含绒8~14%)的短绒尽量脱除(要求含绒5%以下),以利于提高制油效果(见棉子剥绒)。

软化

对油料进行湿热处理使之变软的过程。通常在轧坯前进行软化,可避免轧坯时产生粉末或“粘辊”。软化的方法有:①加热去水法,适于油菜子、花生仁、油茶仁等高油分油料以及米糠等;②升温加水法,适于大豆、棉子等低油分油料。软化工艺操作条件依油料品种、水分进行适当调整。软化设备与蒸炒工序相似,须配备湿润(通蒸汽、加热水)与烘干相结合的装置。

轧坯

又称压片,是利用机械作用将油料由粒状碾压成片状的过程。轧坯的目的在于破坏油子细胞;轧成薄片增大接触表面,缩短出油的“油路”,有利于蒸炒,尤其是直接浸出提高其出油率的关键。坯片要薄而均匀,坯厚为0.2~0.5毫米,大豆坯厚小于0.3毫米,菜子坯厚小于0.35毫米;②粉末度小而不露油迹。常用的轧坯设备有:①并列式对辊或双对辊轧坯机,有弹簧紧辊和液压紧辊两种型式,后一种处理量大、转速高、压力大,该机适用于大豆、棉子等颗粒较大的油料;②直立式三辊、四辊或五辊轧坯机,适用于皮壳坚韧的小颗粒油料,如油菜子、亚麻子及芥菜子等。

破碎

对于大颗粒油料如大豆、花生仁、油茶子、油桐子及椰子干等在软化、轧坯或成型前通常须先行破碎、使之形成较小的颗粒(剥壳有时可代替破碎),以利于轧成薄片。例如大豆呈4~8瓣、粉末度小于10%(通过20目/英寸筛网的筛下物应小于10%);花生仁呈6~8瓣、粉末度小于5%。常用的破碎设备有齿辊式(用于椰子干、预榨饼)、槽辊式(用于大豆、花生仁)以及锤式破碎机(用于椰子干)等。

蒸炒

生坯经过润湿、加热、蒸坯及炒坯等处理而发生一定的物理、化学变化,致使其内部结构改变成为“熟坯”的过程。它是压榨法制油工艺中必需的制坯工序。也可以用作粉末油料(如米糠)直接浸出前的成型工序。蒸炒主要作用在于充分破坏油子细胞,使蛋白质变性,有利于凝聚油脂,调整料坯结构和改善油脂品质。蒸炒的方法有:①湿润蒸炒法,即先蒸后炒的方法。第一步将料坯加热水润湿,并用直接蒸汽加热料坯。第二步用间接蒸汽烘干,以达到入榨前所规定的水分、温度及可塑性要求。经过高水分、高温处理后的蒸坯,能保证蛋白质充分变性,有利于凝聚油脂和降低油中磷脂含量,适于多种油料的一次压榨工艺。②加热蒸炒法,即用间接加热法去水,以满足入榨要求的方法,适合于液压榨油机榨油。③直接火炒子法,常用于处理整粒油子(花生仁、油菜子、油茶子仁及芝麻等)或米糠,适应小型榨油工艺要求。蒸炒设备有敞口平底炒锅和密闭式微压圆筒炒锅两种。应用最广泛的蒸炒设备有4~6层层叠式蒸炒锅,具有结构紧凑、连续生产、操作方便等特点。

成型制坯

用机械或湿热处理方法,将粉状油料或轧坯后的料坯,制成适合于直接制油(一次压榨或浸出)的型坯。制成型坯的目的在于:①制成结实而又多孔的颗粒,提高溶剂浸出时的渗透性;②进行必要的湿热处理,便于凝聚油脂、钝化油料中的有害酵素(解脂酶、尿素酶、脂肪氧化酶、磷脂酶、芥子酶等)。除上述轧坯、蒸炒法以外,成型制坯的方法还有:①机械冷压成型,即挤压造粒成型,将料坯(如米糠)先用蒸汽调节水分至10%~13%,然后用颗粒成型机挤压并切割成直径3~4.5毫米、长5~12毫米的圆柱形颗粒。再经烘干至入浸水分为6%~10%。该方法成型快,可增加料坯容重,提高设备处理能力。但是,这种颗粒易碎,且热处理不足,料坯结构未改变,因此,浸出时有时会因空隙过大、渗透过快而使制油效果受到影响。②凝聚成型,将轧坯后的料坯借助专用凝聚机经过调湿(约15%含水率)、升温(约90℃)、振动凝聚成粒以及流态化烘干、通风冷却去水达到入浸要求(含水率7%~8%,温度60℃)。凝聚法对料坯的湿热处理兼有蒸炒成型的特点,且能形成具有一定强度、内部多孔隙的颗粒(直径8~20毫米),有利于高油分油料(油菜子、向日葵子仁)的直接浸出。然而,该过程由于自然成型,颗粒不易均匀一致,大小不易控制,而且不结实易松散或因吃水不均而结团,尚待进一步完善。③挤压膨化成型,利用膨化原理将粉状料坯或小颗粒破碎油子在一定水分(如米糠16%~28%,大豆坯10%~12%)与温度(130~190℃)条件下,经过挤压、膨化与成型的过程,迅速形成结实而多孔状颗粒,然后再经烘干、冷却去水(含水率为6~9%)达到入浸要求。该法成型效果好,湿热处理充分,能迅速破坏油子细胞、凝聚油脂及钝化酶,从而改善型坯浸出效果,提高直接浸出或一次压榨制油时的出油率。但相对动力消耗大、高温处理易影响油、粕质量。