CN101812371A - 从番茄籽中提取番茄籽油的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及从油料中萃取油脂的方法，具体涉及从番茄籽中提取番茄籽油的方法。一种从番茄籽中提取番茄籽油的方法，其特征包括如下步骤：(1)先将番茄籽干燥至水分含量小于13％，经粉碎机粉碎至40-80目；(2)将干燥粉碎后的番茄籽投入萃取釜中，抽真空降至1×10⁴Pa以下，排出萃取釜内空气；(3)然后用柱塞泵往萃取釜内打入四氟乙烷溶液，通过视镜观察液位淹没番茄籽原料为止；(4)启动搅拌，开始萃取，萃取压力范围为1.0-1.2MPa，温度范围为40-45℃，每次萃取时间40-50min；(5)接着在分离釜中进行减压升温蒸发分离，分离压力范围为0.5-0.1MPa，温度范围为45-50℃；(6)亚临界萃取后，毛油经过高速离心机离心分离、过滤，得到最终的番茄籽油。

Description

从番茄籽中提取番茄籽油的方法及装置

技术领域：

本发明涉及从油料中萃取油脂的方法，具体涉及从番茄籽中提取番茄籽油的方法。

背景技术：

番茄(tomato)别名西红柿、洋柿子，果实营养丰富，具特殊风味。可以生食、煮食、加工制成番茄酱、汁或整果罐藏。番茄是全世界栽培最为普遍的果菜之一，美国、意大利和中国为主要生产国，我国是仅次于美国和意大利的第三大番茄生产国，番茄产量约占全球的20％左右，年加工鲜番茄约200万吨，生产番茄酱12万吨，产生5万吨番茄籽(以干态计)。番茄籽是番茄酱加工后废渣中的主要成分之一，也是一种极具开发潜力的可利用资源。番茄籽中含有20％以上油脂，从番茄籽中提取的番茄籽油是一种极具开发潜力的特种植物营养油。番茄籽油中不饱和脂肪酸占80％以上，其中亚油酸含量51.34％，油酸含量22.01％，这些成分均具有降低血脂和防止动脉硬化的作用；此外番茄籽油中丰富的VE是一种强有效的自由基清除剂，有延缓衰老和抗氧化作用；番茄籽油中富含人体必需的多种矿物元素，如钾含量达384mg/100g，钙含量达218mg/100g，铁含量达96mg/100g，这些矿物元素对维持人体平衡、血压正常、防止贫血以及维持人体正常的生理功能具有重要作用。当前国内各大油脂厂积极开发生产各类调和油，因而对像番茄籽油这种特种油脂的需求量急剧上升。

从植物种籽中提取油脂的方法一般有物理方法和化学方法以及超临界CO₂萃取法。物理方法常用压榨法提取，压榨法利用机械力使料胚受挤压而出油，其工艺路线简单，生产过程中产品易受污染，含有许多杂质，微生物和重金属易超标，出油率低，油渣残油量高；化学方法通常用有机溶剂浸出油脂，常用的有机溶剂是乙醚、石油醚、正己烷等，因溶剂易燃易爆，生产安全性差，并且产品存在溶剂残留，影响其品质和质量，也影响其应用，两种方法都存在着明显的缺点。超临界CO₂萃取植物油脂因设备设计制造成本和运行费用较高，目前国内只能生产3000L超临界萃取装置，处理原料量有限，生产成本高，主要用于萃取一些高附加值的产品，对番茄籽油这类附加值较低的产品生产成本太高，所以在工业化生产中不适宜处理生产像番茄籽这类大宗原料。

亚临界流体是指选用某一特种溶剂在高于沸点，但在临界压力和临界温度之下，以流体形式存在；以亚临界流体对物质进行溶解和分离的过程就叫亚临界流体萃取。亚临界流体萃取技术是近几年来随着超临界流体萃取技术而发展起来的一种新型萃取分离技术，亚临界流体具有较低的粘度和较高的扩散系数，传质速度快，因此对许多物质有较好的渗透性和较强的溶解能力；其原理就是通过控制萃取溶剂的压力和温度，使其始终处于高于沸点，低于临界压力和临界温度的状态下，发挥该流体的渗透特性和溶解特性，从目标物中溶解有效成分，当系统恢复到常压和常温时，溶解在亚临界流体中的目标成分与气态溶剂分开，从而达到萃取分离的目的。

亚临界流体萃取与传统的提取技术相比，具有萃取压力低、温度低，设备成本及能耗低，溶剂挥发不残留，并能较好地保留产品中的热敏性成分等，被认为是一种“绿色、环保可持续发展技术”。该技术非常适宜提取像番茄籽油这样量大、季节性强的原料，在医药、食品、生物、香精香料等领域均得到不同程度的应用。

发明内容：

本发明的目的在于避免现有技术的不足，提供一种从番茄籽中提取番茄籽油的方法，采用亚临界R134A流体从番茄籽中提取番茄籽油。本方法具有萃取效率高、产物无溶剂残留、设备造价低、工艺流程简单、生产成本低等特点，整个萃取过程在绝氧、低温的条件下进行，并且提取分离同时完成，提取速度快，效率高，可以获得高品质番茄籽油，适合番茄籽油这种富含不饱和脂肪酸油脂的工业化生产。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种从番茄籽中提取番茄籽油的方法，其主要特点包括如下步骤：

(1)先将番茄籽干燥至水分含量小于13％，经粉碎机粉碎至40-80目；

(2)将干燥粉碎后的番茄籽投入萃取釜中，抽真空降至1×10⁴pa以下，排出萃取釜内空气；

(3)然后用柱塞泵往萃取釜内打入四氟乙烷溶液，通过视镜观察液位淹没番茄籽原料为止；

(4)启动搅拌，开始萃取，萃取压力范围为1.0-1.2Mpa，温度范围为40-45℃，每次萃取时间40-50min；

(5)接着在分离釜中进行减压升温蒸发分离，分离压力范围为0.5-0.1Mpa，温度范围为45-50℃；

(6)亚临界萃取后，毛油经过高速离心机离心分离、过滤，得到最终的番茄籽油。

所述的从番茄籽中提取番茄籽油的方法，重复萃取2-3次。

所述的从番茄籽中提取番茄籽油的方法，番茄籽干燥烘干温度为80-90度，或自然风干，含水量小于13％。

所述的从番茄籽中提取番茄籽油的方法，每次萃取时间40-50min，分离时间为15-25min。

所述的从番茄籽中提取番茄籽油的方法，高速离心机的转速为15000-16500n/min。

一种从番茄籽中提取番茄籽油的装置，其主要特点在于四氟乙烷气体罐(1)的输出端与四氟乙烷液化储罐(2)的输入端通过管道连接；四氟乙烷液化储罐(2)的输出端通过柱塞泵(5)、加热器(6)与萃取釜(7)连接，萃取釜(7)的输出端与分离釜(9)的输入端通过管道连接；分离釜(9)通过管道顺序连接压缩机(11)、冷凝器(12)，并连接于四氟乙烷气体罐(1)与四氟乙烷液化储罐(2)之间；在萃取釜(7)上设有抽真空泵系统(3)。

所述的从番茄籽中提取番茄籽油的装置，其特征在于在四氟乙烷液化储罐(2)上设有冷凝夹套(4)；在萃取釜(7)上设有加热保温套(8)；在分离釜(9)上设有加热套(10)。

本发明的有益效果：

本发明选用萃取溶剂为R134A，化学名1，1，1，2-四氟乙烷，是一种绿色环保制冷剂，广泛应用于现代制冷和在医药产品中常常作为抛射剂使用。与其他亚临界萃取溶剂如：CO₂、异丁烷、氟里昂等相比较，R134A具有无色、无毒、无味，不燃烧爆炸，易挥发、溶解性好等特点，具有较好的溶剂特性。对大部分物质不反应，以及较低的临界压力(4.06MPa)和较高的临界温度(101.1℃)等特点，具有在常压下为气体，而在亚临界状态下为液体的特性，二者均比较容易实现工业化控制，萃取完成后可通过气化冷凝得到完全回收，目前已被作为亚临界萃取剂的首选，具有较好的提取、分离效能。

此条件下萃取的番茄籽油提取率为93.2％，经过高速离心机离心分离、过滤后，番茄籽油的质量可达到《国家食用油卫生标准》(GB2716-2005)的质量要求，可直接食用。

附图说明

图1为采用亚临界R134A流体从番茄籽中提取番茄籽油的工艺流程示意图。

图中，1.为R134A气体罐，2.为R134A液化储罐，3.为真空泵，4.为冷凝夹套，5.为柱塞泵，6.为加热器，7.为萃取釜，8.为加热套，9.为分离釜，10.为加热套，11.为压缩机，12.为冷凝器。

具体实施方式：

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1.将番茄籽干燥到含水量≤13％，经分析检测含油量为22％；称取10kg预先干燥的番茄籽，经粉碎机粉碎至40-80目，装入萃取釜7，关闭进料阀，用真空泵3抽真空降至1×10⁴pa以下，排出萃取釜系统内空气；然后将气体罐1中的R134A气体通入液化储罐2，通过冷凝夹套4冷凝为液体溶剂；储罐2内储存的R134A溶液经柱塞泵5打入萃取釜内，过视镜观察液位淹没番茄籽原料为止；经加热器6加热，加热套8保温，形成R134A亚临界流体，在1.0-1.2Mpa、40-45℃下搅拌进行萃取，共萃取2次，每次45min；萃取完成后，萃取液进入分离釜9，降压，通过加热套10升温，在0.5Mpa以下、45-50℃条件下进行加热汽化分离，分离时间为15-20min；得到黄色植物油2.05kg，提取率为93.2％；得到的毛油经高速离心机离心分离，转速为15000-16500n/min，得到成品番茄籽油1.85kg；从分离釜9蒸发出来的R134a气体经压缩机11压缩后，经过冷凝器12变为液体进入溶剂储罐2继续循环使用。第一次提取结束后，进行第二次提取，待全部提取完成后，打开萃取釜底阀在不断搅拌条件下，从底阀排出残渣。

实施例2.与实施例1不同的是番茄籽经烘干温度为80-90度干燥；每次萃取时间为45-50min，分离时间为20-25min；，其余步骤与实施例1相同。

实施例3.一种从番茄籽中提取番茄籽油的装置，四氟乙烷气体罐1的输出端与四氟乙烷液化储罐2的输入端通过管道连接；四氟乙烷液化储罐2的输出端通过柱塞泵5、加热器6与萃取釜7连接，萃取釜7的输出端与分离釜9的输入端通过管道连接；分离釜9通过管道顺序连接压缩机11、冷凝器12，并连接于四氟乙烷气体罐1与四氟乙烷液化储罐2之间；在萃取釜7上设有抽真空系统泵3。在四氟乙烷液化储罐2上设有冷凝夹套4；在萃取釜7上设有加热保温套8；在分离釜9上设有加热套10。

对比例1.将与实施例1相同的番茄籽原料称取10kg，送入蒸炒锅内，加入相当于番茄籽原料重量20％的水，在50-60℃温度下进行蒸炒，时间为45-60min；蒸炒后的物料送入榨油机(型号为110型)，得到棕褐色番茄籽毛油1.5kg，提取率为68.2％；得到的毛油必须进行进一步精炼、脱色后，才能达到食用标准，进一步增加了生产成本，并且残渣经检测含油量为6.8％，残油很高。

对比例2.将与实例1相同的番茄籽原料称取10kg，经过粉碎机粉碎至40-80目，投入多功能提取釜(100L)中，选用油脂专用溶剂(正己烷)进行浸提，固液比为1∶6-4，浸提温度为85℃，浸提时间为3h，浸提2次；浸提完成后将浸提液混合物进行真空浓缩，回收溶剂，得到棕色番茄籽油2.1kg，提取率为95.5％；由于提取的毛油颜色较深，有溶剂残留，必须进一步精炼、脱色，增加了生产成本，且油品质量差。

对比例3.将与实例1相同的番茄籽原料称取10kg，经粉碎机粉碎至40-80目，投入超临界萃取釜(24L)中，关闭萃取釜盖，通过高压泵打入超临界CO₂流体，在25Mpa，40℃条件下进行萃取；萃取液进入分离釜，降压至6.5Mpa，升温至50℃进行解析分离，在上述条件下萃取分离时间为9h，得到浅黄色植物油2.0kg，虽然油品质量好，提取率较低为91％。由于超临界萃取设备压力高，设备制造成本、运行费用高，使得生产成本高，不适合处理像番茄籽这样季节性强、产品附加值低的原料。

上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种从番茄籽中提取番茄籽油的方法，其特征包括如下步骤：

(1)先将番茄籽干燥至水分含量小于13％，经粉碎机粉碎至40-80目；

(2)将干燥粉碎后的番茄籽投入萃取釜中，抽真空降至1×10⁴pa以下，排出萃取釜内空气；

(3)然后用柱塞泵往萃取釜内打入四氟乙烷溶液，通过视镜观察液位淹没番茄籽原料为止；

(4)启动搅拌，开始萃取，萃取压力范围为1.0-1.2Mpa，温度范围为40-45℃，每次萃取时间40-50min；

(5)接着在分离釜中进行减压升温蒸发分离，分离压力范围为0.5-0.1Mpa，温度范围为45-50℃；

(6)亚临界萃取后，毛油经过高速离心机离心分离、过滤，得到最终的番茄籽油。

2.根据权利要求1所述的从番茄籽中提取番茄籽油的方法，其特征在于重复萃取2-3次。

3.根据权利要求1所述的从番茄籽中提取番茄籽油的方法，其特征在于，番茄籽干燥烘干温度为80-90度，或自然风干，含水量小于13％。

4.根据权利要求1所述的从番茄籽中提取番茄籽油的方法，其特征在于每次萃取时间为40-50min，分离时间为15-25min。

5.根据权利要求1所述的从番茄籽中提取番茄籽油的方法，其特征在于高速离心机的转速为15000-16500n/min。

6.一种从番茄籽中提取番茄籽油的装置，其特征在于四氟乙烷气体罐(1)的输出端与四氟乙烷液化储罐(2)的输入端通过管道连接；四氟乙烷液化储罐(2)的输出端通过柱塞泵(5)、加热器(6)与萃取釜(7)连接，萃取釜(7)的输出端与分离釜(9)的输入端通过管道连接；分离釜(9)通过管道顺序连接压缩机(11)、冷凝器(12)，并连接于四氟乙烷气体罐(1)与四氟乙烷液化储罐(2)之间；在萃取釜(7)上设有抽真空泵系统(3)。

7.根据权利要求6所述的从番茄籽中提取番茄籽油的装置，其特征在于在四氟乙烷液化储罐(2)上设有冷凝夹套(4)；在萃取釜(7)上设有加热保温套(8)；在分离釜(9)上设有加热套(10)。