CN101597542B - 微波处理和挤压膨化合成法制备橡胶籽油的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及植物油类加工技术领域，特别是涉及一种用橡胶籽榨取油脂的新方法。它由新鲜橡胶籽收集工序和榨油工序构成，其特征在于所述的榨油工序包括下列步骤：对待榨油的新鲜橡胶籽进行微波幅射，使通过微波干燥的新鲜橡胶籽，其含水量能迅速下降至小于或等于12％的安全含水量，微波同时对橡胶籽进行杀菌灭酶处理；此后对橡胶籽进行剥壳、壳仁分离、籽仁脱皮、籽仁破碎处理，将破碎后的籽仁，送入挤压膨化机一次榨油，得到一部份橡胶籽毛油后，再将膨化物料送入螺旋机榨油机进行二次榨油，同时获得橡胶籽饼粕。用此新方法，能够完好的解决传统橡胶籽毛油榨取工艺，易酸败、难脱壳、难贮存、难精炼等技术难点。

Description

微波处理和挤压膨化合成法制备橡胶籽油的工艺方法

技术领域

本发明涉及植物油类加工技术领域，特别涉及一种用橡胶籽榨取油脂的新方法。

背景技术

我国现有近千万亩的橡胶林种植面积，主要分布在海南、云南、广东、广西等省区。橡胶籽是橡胶树产胶后，伴生的一种副产品。由于经济发展对橡胶需求不断地增加，橡胶籽产量也随之不断地增大。

橡胶籽内含粗脂肪50.2％，其中不饱和脂肪酸占81％，人体所必需的亚油酸和亚麻酸在58％以上；橡胶籽内含粗蛋白21.5％，脱脂后种仁蛋白质含量为42％。橡胶籽毛油是工业用油、生物柴油、食用油、皮革用油及医药用品的重要原料，橡胶籽饼粕是食品蛋白和饲料蛋白的宝贵来源。橡胶籽是一项有着广阔应用前景的可再生资源。

我国自上世纪五十年代初种植橡胶树开始，多年来就有许多专家学者对橡胶籽利用进行了研究。由于忽略对橡胶籽的收集储存，及其初榨工艺技术的研究，毛油的精炼和更进一步产品的开发，只停留于实验室的探讨层面，致使橡胶籽这一可再生资源，长期来不能得到有效的利用，长年累月的被白白浪费。与此同时，橡胶林区的部分老百姓，至今仍然生活在尚未脱贫的困境之中。因而，开发出新型橡胶籽榨油生产工艺，是油脂研究和工业化生产所面临的一项紧迫任务。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述橡胶籽特殊的组织成分特点，极易产生催化酸败的特征；及传统榨油工艺关键技术至今未取得突破的状况，而设计的微波处理和挤压膨化合成制备橡胶籽油的生产工艺。

本发明的技术方案是：一种微波处理和挤压膨化制备橡胶籽油的工艺方法，它由新鲜橡胶籽收集工序和榨油工序构成，其特征在于所述的榨油工序包括下列步骤：A、对待榨油的新鲜橡胶籽进行微波干燥加热，使新鲜橡胶籽的含水量迅速的降至小于或等于12％的安全含水量。同时又对橡胶籽进行杀菌灭酶的处理；B、对经过微波辐射后的橡胶籽进行胶籽剥壳、壳仁分离、籽仁脱皮、籽仁破碎处理；C、对破碎后的籽仁，运用挤压膨化机进行挤压膨化一次榨油，并得到一部份橡胶籽油；D、将挤压膨化一次榨油后的物料，再用榨油机进行二次榨油，获得橡胶籽毛油及饼粕。所述的微波辐射采用的微波工作频率是915MHZ和2450MHZ。所述的对被破碎后通过榨油的挤压膨化机的籽仁中，须加入数量小于35％的籽壳，以增强挤压膨化榨油效果。所述微波辐射的工作参数是：A、微波加热时间：5-30MIN之间，B、循环用空气温度：50-90℃之间，C、微波处理后的籽仁含水量：6-12％。所述的挤压膨化工序的工艺参数为：A、压力：1.3-4.0MPa之间，B、温度：控制在100-120℃之间，C、含水量：6％-12％，D、螺旋轴转速：55-320r/min之间，E、挤压膨化时间：30-180s之间，F、膨化料的粒径：≤55mm。

下面对本发明原理进行较深入的论述：

生产工艺流程

微波幅射和挤压膨化合成法制备橡胶籽油的主要工艺流程：

橡胶籽收集→清理→微波辐射→剥壳→脱皮→籽仁→破碎→挤压膨化一次榨油→榨油机二次榨油→橡胶籽毛油。

主要技术原理

橡胶籽仁粗脂肪含量约50％，不饱和脂肪酸约占81％左右，其中油酸(C_{18 :1})约21.5％，亚油酸(C_18:2)约37.3％，亚麻酸(C_18:3)约21.7％，这是橡胶籽油脂结构的特点。

橡胶籽的粗蛋白含量约21.5％，其中除70％左右的储藏蛋白(包括约20余种氨基酸)外，还有数量不等的脂肪酶、脂肪氧化酶、磷脂酶等多种细胞结构蛋白，这是橡胶籽蛋白成分的特点。

酶是一种具有特殊功能的蛋白质，是一种独特的生物催化剂。橡胶籽从外壳、仁皮到仁内的所有结构组分，包括所带有的微生物和细菌，所有细胞生化反应过程，都是在各种酶类催化作用下进行的，这是橡胶籽生理活动最鲜明的特征。

橡胶籽内各类酶的催化有不同的反应过程及催化结果。

脂肪酶的催化，在胶籽的收获成熟阶段，主要是将不饱和脂肪酸和甘油酯化合成反应为油脂的催化；而在胶籽、储藏、加工和胶籽萌芽期的过程中，即开始进入生理成熟期后，在橡胶籽水分含量高的情况下，脂肪酶它又对油脂进行反向催化，造成新籽的水解酸败。

脂肪氧化酶，它可以催化不饱和脂肪酸及其脂肪酸酯，特别是对籽仁内总含量高达58％左右的亚油酸和亚麻酸的催化，在橡胶籽水分含量高的情况下，将生成氢过氧化物，产生酸、醛、酮等过氧化物，使橡胶籽迅速的发生氧化酸败。

除脂肪酶和氧化脂肪酶外，能引起橡胶籽水解酸败和氧化酸败的，还有磷脂酶可以使类脂物磷脂水解成甘油、脂肪酸。橡胶籽杂质及微生物内所存有的其他酶类，在橡胶籽的生理成熟期和加工过程中，又能产生动植物酶解反应也可引起脂肪酸败。

所有这些酸败的后果，使采用现有传统工艺生产所得的毛油，油脂中的游离脂肪酸多，油脂酸值大，最高量可达30-50mg/g，压榨时出油率降低，油料品质低下，油溶性色素大，毛油颜色变深，且有臭气和苦涩的滋味，还有510-790ppm氢氰酸毒素。这就是迄今为止，传统工艺所生产的橡胶籽毛油，酸值高、品质低、精加工难度大，橡胶籽油一直不能得到很好开发利用的重要原因。

本发明的微波处理和挤压膨化合成制备橡胶籽油的生产工艺，正是针对上述橡胶籽特殊的组织成分特点和极易产生催化酸败的特征；及传统榨油工艺关键技术至今未取得突破的状况下，研发成功的。这一新工艺技术路线的主要技术原理：

新鲜橡胶籽的落地，既是橡胶籽生长成熟期的终止，又是其生理成熟期新的开始。

落地新鲜橡胶籽的含水量约36-40％，此时进入生理成熟过程中的胶籽，各种酶的催化合成作用十分旺盛，新籽将迅速发生水解酸败和氧化酸败和霉烂。对新籽进行微波处理，由于电磁能的穿透作用，新籽从外壳到仁内的水分子，都会在高频电场中每秒钟进行上亿次的变极运动，其离子极化和偶极子转向获得极大动能，新籽内外所产生的多方动能，使水分子发生强烈震荡而引起摩擦发热，构成籽内外的多点热源，从而使新籽的水分得以迅速的蒸发，这个加热效果，是其他的传导或对流的加热方式所难以比拟的。新籽在微波辐射独特的热效应下，含水量可迅速达到小于12％的安全含水量标准。

新鲜橡籽受到微波辐射时，其内外的分子结构产生急剧演变，它的蛋白质亦产生变性。橡胶籽所含的脂肪酶、脂肪氧化酶、磷脂酶等解脂酶的活性，随着胶籽含水量的下降，各类解脂酶的催化作用，由旺盛，转为低弱，达到低于12％的安全含水量时，各类解脂酶的活性趋于稳定，基本上达到转化成结合型的休眠状态，这样，橡胶籽生化反应的水解酸败和氧化酸败，就可以达到最小值。

与此同时，橡胶籽杂质所带的微生物霉菌、细菌和酵母菌，在微波能的作用下，菌体蛋白质变性，活体死亡，细菌的细胞膜破裂，失去生理功能，动植物酶解和霉烂也就终断。这就是通过微波辐射，使所收集到的新鲜橡胶籽，实现降低含水量、并达到杀菌灭酶效果、保证毛油具有良好品质的技术原理。

关于挤压膨化的技术原理：籽仁通过膨化，仁内的组织结构将获得彻底的改变，籽仁充分的软化，仁体内外表面被膨化释放出无数孔隙，使游离状的油脂都聚集在籽仁的表面附近。由于在此以前，籽仁已受微波辐射，籽仁体内蛋白质已充分变性，而此时仁内的含水量在6％-12％左右，是在榨油所需的最优水分范围内，加之使用的是生坯挤压膨化榨油机，榨油过程中籽仁的温度约在100-120℃左右，也是在榨油物料所需的最佳温度范围。以上各种因素的组合，使进入膨化机的籽仁，有着榨油物料的最佳结构，从而使籽仁压榨的出油率，由此得到大幅提高。

本发明的实现步骤

(一)、鲜橡胶籽的清理

将收购新籽中的杂质、泥土清理掉。

(二)、微波处理

使用工业微波设备，对所收集的新籽作微波处理，使新籽的含水量迅速的达到12％以下的安全含水量标准。所收集新籽的含水量大于15％时选用915MHZ的工作频率；当含水量低于15％时选用2450MHZ的工作频率。

微波辐射时间控制在5-30min之间。

循环用热空气温度控制在50-90℃之间。

经微波辐射后的籽仁的含水量在6-12％之间。

(三)、剥壳及壳仁分离

使用带有筛选和风选系统的卧式离心剥壳机，同时完成剥壳和仁壳分离作业过程，仁内含壳率不大于5％。

(四)、籽仁脱皮

剥壳后籽仁含水量6-8％左右。使用离心式脱皮机，进行仁皮分离，仁内含皮率不大于2％。

(五)籽仁破碎

使用齿辊破碎机，对6-8％左右的含水量的籽仁进行破碎，至1/8-1/4的小块，或破碎至1-1.5毫米的粒径。

(六)、挤压膨化一次榨油

对破碎后籽仁，进行生坯挤压膨化榨油，使用的是装配可调节的颚式出料器的开槽壁式挤压膨化机，根据需要加入不大于35％的籽壳，再出料端的排油笼收集到约60％左右的毛油。挤压膨化参数的控制：

压力：1.3-4.0MPa

温度：100-120℃

湿度：保持在6％-12％

螺旋轴转速：55-320r/min

挤压膨化时间：30-180s

膨化料的粒径：≤5mm

(七)、二次榨油

将挤压膨化余下的膨化物料，直接送榨油机进行二次榨油。

开槽壁挤压膨化机和榨油机榨出毛油后的饼粕，籽饼的含油率小于5％，通过专用调饼粕装置处理后，送进饼粕库。

本发明新工艺技术路线的特征，是物理原理、机械方法及生产过程的自动化控制操作。应用本工艺技术的优点，可以解决鲜胶籽加工中易酸败、难脱壳、难贮存、难榨油等技术难点，且可以避开浸出萃取法榨油工艺过程中所存有的，易燃、易爆、污染大等缺陷，实现了规模化生产橡胶籽毛油的技术要求，和榨油所得饼粕蛋白质基本完好的质量要求。因而，应用本新工艺方法，不仅榨取所得橡胶籽毛油质量好，且在规模化生产中，使项目具有投资节省、生产能耗少、环境污染小等众多优越性。

具体实施方式

实施例1

将含水量30％左右新籽，置入微波炉中，通过温度为60-70℃的循环热空气，用915MHZ的工作频率加热6min，使新籽的含水率达到12％左右后，再作微波辐射约2-4min，此时籽仁的含水量约6％左右，温度约70-80℃，进行杀菌灭酶除霉；再经剥壳、脱皮、破碎工序；送开槽壁式挤压膨化机，加35％以下的籽壳，进行挤压膨化，此过程中选用如下的工作参数：压力1.4kMPa；机膛内籽仁物料温度约达120℃；螺旋轴转速225r/min，挤压膨化时间90S，在出料端的排油笼，收集到约60％的毛油；所剩含油率40％左右的膨化物料，进螺旋榨油机二次榨出毛油。

实施例2

将含水量达到12％以下的新籽，置入微波炉中，通过温度为65-70℃的循环热空气，用2450MHZ的工作频率，微波辐射约2.5-5min，此时籽仁的含水量约8％左右，进行杀菌灭酶除霉；再经剥壳、脱皮、破碎工序；送开槽壁式挤压膨化机，加入35％以下的籽壳，进行挤压膨化一次榨油，在此过程中选用如下的工作参数：压力1.4kMPa；机膛内籽仁物料温度约达110℃；螺旋轴转速105r/min；挤压膨化时间120S，在出料端的排油笼收集到约65％的毛油；所剩膨化物料，进入螺旋榨油机二次榨出毛油。

实施例3

将含水量达到18％左右的新籽，直接置入微波炉中，用915MHZ的工作频率加热3-5min，进行杀菌灭酶除霉；再经剥壳、脱皮、破碎工序；此时，向膨化机的机膛内加注蒸汽，进行湿法膨化，加入25％以下的籽壳由膨化机作一次榨油，在此过程中选用如下的工作参数：压力1.7kMPa；机膛内籽仁物料温度约达105℃；螺旋轴转速65r/min；挤压膨化时间105S，在出料端的排油笼收集到约70％的毛油；所剩的膨化物料，进螺旋榨油机二次榨出毛油。

Claims (2)

1.一种微波处理和挤压膨化合成法制备橡胶籽油的工艺方法，它由新鲜橡胶籽收集工序和榨油工序构成，其特征在于所述的榨油工序包括下列步骤：

A、对待榨油的新鲜橡胶籽进行微波辐射处理，使通过微波辐射的橡胶籽的含水量小于或等于12％，微波辐射采用的工作频率是915MHz和2450MHz，微波加热时间为5-30MIN，循环用空气温度为50-90℃，微波处理后的橡胶籽仁含水量为6-12％；

B、对经过微波辐射后的橡胶籽进行剥壳、壳仁分离，籽仁脱皮、籽仁破碎处理；

C、对破碎后的籽仁通过挤压膨化机进行挤压膨化一次榨油，得到一部份橡胶籽毛油，其挤压膨化工序的工艺参数为：压力：1.3-4.0MPa，温度：100-120℃，含水量：6％-12％，螺旋轴转速：55-320r/min，挤压膨化时间：30-180s，膨化料的粒径≤5mm；

D、将挤压膨化一次榨油后的物料，再用榨油机进行二次榨油，获得饼粕及另一部分橡胶籽毛油。

2.根据权利要求1所述的微波处理和挤压膨化合成法制备橡胶籽油的工艺方法，其特征在于向破碎后通过榨油的挤压膨化机的籽仁中，加入籽仁重量小于35％的籽壳，以增强膨化挤压榨油效果。