CN102295984B

CN102295984B - 一种光皮树果实油生产方法

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Publication number: CN102295984B
Application number: CN2011102117088A
Authority: CN
Inventors: 蒋丽娟; 黎继烈; 李昌珠; 肖志红; 吴耀辉; 张蕾; 刘强; 尹翔
Original assignee: HUNAN RESEARCH CENTER OF BIODIESEL ENGINEERING TECHNOLOGY; Central South University of Forestry and Technology
Current assignee: HUNAN RESEARCH CENTER OF BIODIESEL ENGINEERING TECHNOLOGY; Central South University of Forestry and Technology
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2031-07-27
Also published as: CN102295984A

Abstract

一种光皮树果实油生产方法及装置，其生产方法包括以下步骤：粉碎与浸泡；酶反应；过滤与离心分离。其生产装置主要由粉碎机、浸泡罐、中间贮罐Ⅰ、输料泵Ⅰ、酶反应器、中间贮罐Ⅱ、输料泵Ⅱ、压滤机、中间贮罐Ⅲ、输料泵Ⅲ、转子流量计、离心机、产品贮罐组成。本发明能提高光皮树果实出油率和油脂质量，简化工艺过程和设备，降低能耗。

Description

一种光皮树果实油生产方法

技术领域

本发明涉及一种植物油生产方法及装置，尤其是涉及一种光皮树果实油生产方法及装置。

背景技术

光皮树为山茱萸科梾木属落叶乔木，是高产油料树种。主要分布于长江流域至西南各地的石灰岩区,黄河及以南流域也有分布，适合栽植区域广。光皮树全果含油，其油脂富含不饱和脂肪酸，理化性质与大豆油、花生油、菜籽油等食用油脂相近。光皮树果实能用压榨或浸提方法制取原料油，不同方法提取的光皮树籽油色泽有一定的差异。

利用光皮树果实提油具有很多优点。第一，光皮树果实的含油率高，经济利用系数高；第二，光皮树适应性强，生长迅速，可以为大规模工业生产提供充足的原料；第三，光皮树果实油品质好，气味清香，不仅能食用，而且具有保健功效，还可做工业原料，并应用于化妆品、洗涤剂行业；第四，科学试验表明，以光皮树果实油为原料生产的生物柴油与0#石化柴油燃烧性能相似，是一种安全、洁净的生物质燃料油，可作为生物柴油原料油。

目前,植物油脂的提取方法主要有物理压榨法、化学浸出法和生物酶法。传统压榨工艺多采取高温压榨，对油脂中的营养成分造成了很大的破坏，料胚在高温蒸炒时发生局部焦糊，产生大量黑色素，加深了毛油的色泽，给精炼造成困难，且由于蛋白质变性，使得饼粕的营养价值降低。而浸提法与当前倡导的“资源节约，环境友好”主题相悖，其存在的溶剂残留、油脂品质下降等问题。现有生物酶法提取的植物油脂虽然质量好，能耗低，但并没有得到广泛的工业化应用，主要原因是不同的植物来源的油脂原料，其植物组织细胞结构和油脂的化学组成差异较大，在采用生物酶法时，酶的组合和用量差异大，不易控制；另外，还存在生产过程中油脂容易乳化，油脂提取率低等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种出油率高，油脂质量好，工艺过程和设备简单，能耗低的水酶法提取光皮树果实油的生产方法及装置。

本发明之光皮树果实油的生产方法包括以下步骤：

（1）粉碎与浸泡：将光皮树果实加入粉碎机中粉碎后，送入浸泡罐加水浸泡，浸泡过程用超声波辅助处理；

光皮树果实粉碎粒度为20－100目（优选70目）；

浸泡的条件为：浸泡液为水，料液质量比1:3－7（优选1:5）；用酸液调节pH至4－7（优选6.5），浸泡时间0.5－2h（优选2h），温度50－100℃（优选70℃），超声波辅助处理功率200－1500W（优选1000W），超声时间10－30min（优选15min）；

（2）酶反应：将浸泡处理后的物料送入酶反应器，用酸液或碱液调节溶液pH值，先后加入纤维素酶、果胶酶和中性蛋白酶进行酶解；

酶反应罐的酶解条件为：先用酸液调节酶解溶液pH为4－6（优选4）；加入相当于原料光皮树果实干重0.5%－2%（优选2%）的酸性纤维素酶，在35－65℃（优选50℃）的温度下酶解2－8 h（优选4h）；再用碱液调节溶液pH为7±0.1左右，加入相当于原料光皮树果实干重1%－2%（优选1.5%）的果胶酶和中性蛋白酶的混合酶（果胶酶与中性蛋白酶质量比=1.5-2.5﹕1，优选2﹕1），在35－65℃（优选50℃）温度下酶解2－8h（优选3h），反应结束后，升温到100℃灭酶活；

（3）过滤离心分离：酶解后混合物经过压滤机过滤除渣，除渣后的酶解液送离心机离心分离，分离出的油相即为光皮树果实油产品；

压滤机压滤条件为：过滤压力小于10×10⁵pa，优选3×10⁵－5×10⁵pa[微软用户1] ；

离心机离心分离转速为：3000－15000 r/min（优选15000 r/min）；

所述的调节浸泡料液和酶解溶液pH的酸液为硫酸溶液或盐酸溶液，所述碱液为氢氧化钠或食用碱溶液；

所述的粉碎方式可为干法粉碎或湿法粉碎。

本发明之光皮树果实油的生产装置，包括粉碎机、浸泡罐、中间贮罐Ⅰ、输料泵Ⅰ 、酶反应器、中间贮罐Ⅱ、输料泵Ⅱ、压滤机、中间贮罐Ⅲ、输料泵Ⅲ、转子流量计、离心机、产品贮罐；粉碎机出口与浸泡罐进口相连，浸泡罐出口与中间贮罐 Ⅰ进口相连，中间贮罐Ⅰ出口与输料泵Ⅰ进口相连，输料泵Ⅰ出口与酶反应器上部进口相连，酶反应器底部出口与中间贮罐Ⅱ进口相连，中间贮罐Ⅱ出口与输料泵Ⅱ进口相连，输料泵Ⅱ出口与压滤机进口相连，压滤机出口与中间贮罐Ⅲ进口相连，中间贮罐Ⅲ底部出口通过输料泵Ⅲ 、转子流量计与离心机进口相连，离心机油相出口与产品贮罐进口相连。

所述粉碎机可为胶体磨、砂轮磨、辊式粉碎机或锤式粉碎机中的一种；

所述浸泡罐装有搅拌器、超声波发生装置、温度传感器和pH传感器，夹套用于加热或冷却，加热热源为蒸气或导热油，冷却用冷却水。

所述酶反应器可以是一个，也可为多个，当用多个反应器时，可以使生产流程趋向于连续化生产，酶反应器内部装有搅拌器、温度传感器和pH传感器，所述酶反应器设有加热冷却夹套，用于加热或冷却，加热热源为蒸气或导热油，冷却用冷却水；

所述离心机可为碟片式离心机或管式离心机；

所述输料泵为往复泵、齿轮泵或离心泵。

本发明之光皮树果实油生产方法具有如下优点：(1)生产操作简单，能耗低，生产规模放大方便；(2)在原料浸泡过程中采用超声波辅助处理，可以有效破坏光皮树果实组织细胞，加快酶穿透植物细胞和油脂从植物细胞中溶出的速度，相较于常规的浸泡处理，节约时间，降低成本；(3)用水酶法提取，条件温和，提油率高，且提取的光皮树果实油品质较好，易于精炼；(4)采用分步加酶法，给不同性质的酶提供了最适宜的反应条件，使得酶利用效率提高，获得的游离油显著增多。

附图说明

图1为本发明光皮树果实油生产装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：水酶法提取光皮树果实油的生产装置实施例

参照图1，本实施例之提取光皮树果实油的生产装置包括粉碎机1、浸泡罐2、中间贮罐 Ⅰ3、输料泵Ⅰ4 、酶反应器5、中间贮罐Ⅱ6、输料泵Ⅱ7、压滤机8、中间贮罐Ⅲ9、输料泵Ⅲ10、转子流量计11、离心机12、产品贮罐13，粉碎机1出口与浸泡罐2进口相连，浸泡罐2出口与中间贮罐Ⅰ3进口相连，中间贮罐Ⅰ3出口与输料泵Ⅰ4进口相连，输料泵Ⅰ4出口与酶反应器5上部进口相连，酶反应器5底部出口与中间贮罐Ⅱ6进口相连，中间贮罐Ⅱ6出口与输料泵Ⅱ7进口相连，输料泵Ⅱ7出口与压滤机8进口相连，压滤机8出口与中间贮罐Ⅲ9进口相连，中间贮罐Ⅲ9底部出口通过输料泵Ⅲ10、转子流量计11与离心机12进口相连，离心机12油相出口与产品贮罐13进口相连，离心机12油相出口的物料即为目的产物光皮树果实油，离心机12非油相物料由离心机12底部出口排出。

所述浸泡罐2设有加热冷却夹套、搅拌器、超声波发生装置、温度传感器和pH传感器，加热热源为蒸气或导热油，冷却用冷却水。

所述酶反应器5设有加热冷却夹套、搅拌器、温度传感器和pH传感器，加热热源为蒸气或导热油，冷却用冷却水。所述酶反应器5可以是1个或多个，当用多个反应器时，可以使生产流程趋向于连续化生产。

所述离心机12为碟片式离心机（也可为管式离心机）。

所述输料泵Ⅰ4、输料泵Ⅱ7和输料泵Ⅲ10为往复泵或齿轮泵或离心泵。

以下实施例2－8为光皮树果实油的生产方法实施例。

实施例2

本实施例包括以下步骤：

（1）粉碎与浸泡：将光皮树果实加入粉碎机1粉碎为40目左右，将粉碎后的光皮树粉粒送入浸泡罐2，按光皮树粉粒与水的质量比1:3比例加水，用硫酸溶液调节pH至4.0，打开浸泡罐2夹套加热或冷却装置维持罐内温度为70℃，并开启罐内超声波装置辅助处理，调节超声波功率为750 W，超声时间20 min，浸泡时间0.5 h，浸泡后的物料送中间贮罐Ⅰ3；

（2）酶反应：用输料泵Ⅰ4将浸泡处理后的物料从中间贮罐Ⅰ3送入酶反应器5，用硫酸溶液调节溶液pH至4.0，开启加热或冷却装置维持酶反应温度为40℃，先加入相当于原料光皮树果实干重0.5%的酸性纤维素酶酶解2 h；再用氢氧化钠溶液调节溶液pH为7，加入相当于原料光皮树果实干重1%的果胶酶和中性蛋白酶的混合酶（所述混合酶中，果胶酶与中性蛋白酶质量比为2﹕1），在40℃温度下酶解2 h，酶反应结束后，升温到100±0.1℃灭酶，酶解后混合物料送中间贮罐Ⅱ6；

（3）过滤离心分离：用输料泵Ⅱ7将酶解后物料从中间贮罐Ⅱ6送入压滤机8过滤除渣，过滤压力先小后逐渐加大，控制在3×10⁵－5×10⁵范围，除渣后的过滤液送中间贮罐Ⅲ9，再用输料泵Ⅲ10经转子流量计11将过滤液送离心机离心分离，离心机转速5000 r/min，分离出的油相即为光皮树果实油产品，通过测定提油率可达76.4%。

实施例3－8操作方法与实施例2相同，其他各工艺参数如表1所示。

表1 实施例3－8工艺参数

参数	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7	实施例8
							粉碎粒度（目）	20	80	60	70	60	100
超声波功率（W）	200	750	900	1000	1500	500
							超声波时间（min）	20	25	20	15	30	10
料液比（原料：水）	1:3	1:4	1:6	1:5	1:6	1:7
							浸泡温度(℃)	50	60	70	70	60	100
浸泡时间（h）	0.5	1	1.5	2	2	1
							浸泡pH	4	5	6	6.5	6.5	7
酶反应温度(℃)	35	55	40	50	45	65
							纤维素酶用量(%)	0.5	0.75	1	2	0.75	0.75
纤维素酶反应pH	5.5	4.5	5	4	4	6
							纤维素酶反应时间（h）	2	3	4	4	6	8
果胶酶、中性蛋白酶反应pH	7	7	7	7	7	7
							果胶酶︰中性蛋白酶（质量比）	1.5	2.0	2.0	2.0	2.0	2.5
果胶酶、中性蛋白酶用量（%）	1.5	1	1.5	1.5	1	2
							果胶酶、中性蛋白酶酶反应时间（h）	2	3	2	3	2	8
离心机转速（r/min）	5000	5000	8000	15000	10000	3000
							提油率（%）	73.3	77.2	78.9	85.3	81.3	75.2

Claims

1.一种光皮树果实油的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

光皮树果实粉碎粒度为20－100目；

浸泡条件为：料液质量比1:3－7；用酸液调节pH至4－7，浸泡时间0.5－2 h，温度50－100℃，超声波辅助处理功率200－1500W，处理时间10－30min；

酶解条件为：先用酸液调节酶解溶液pH为4－6；加入相当于原料光皮树果实干重0.5%－2%的酸性纤维素酶，在35－65℃的温度下酶解2－8 h；再用碱液调节溶液pH为7±0.1，加入相当于原料光皮树果实干重1%－2%的果胶酶和中性蛋白酶的混合酶，在35－65℃温度下酶解2－8h，反应结束后，升温到100℃灭酶活；

所述果胶酶和中性蛋白酶的混合酶中，果胶酶与中性蛋白酶质量比为1.5-2.5:1；

（3）过滤，离心分离：将酶解后的混合料经压滤机压滤除渣，再将除渣后的酶解液送离心机离心分离，分离出的油相即为光皮树果实油产品；

压滤机压滤条件为：过滤压力小于10×10⁵Pa；

离心机离心分离转速为：3000－15000 r/min；

调节浸泡料液和酶解溶液pH的酸液为硫酸溶液或盐酸溶液，所述碱液为氢氧化钠溶液或碳酸氢钠溶液；

所述粉碎方式为干法粉碎或湿法粉碎。

2.根据权利要求1所述的光皮树果实油的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）粉碎与浸泡：

光皮树果实粉碎粒度为70目；

浸泡的条件为：浸泡液为水，料液质量比为1:5；用酸液调节pH至6.5，浸泡时间2h，温度70℃，超声波辅助处理功率1000W，超声时间15min；

（2）酶反应：

酶反应器的酶解条件为：先用酸液调节酶解溶液pH为4；加入相当于原料光皮树果实干重2%的酸性纤维素酶，在50℃的温度下酶解4h；再用碱液调节溶液pH为7±0.1，加入相当于原料光皮树果实干重1.5%的果胶酶和中性蛋白酶的混合酶，在50℃温度下酶解3h，反应结束后，升温到100℃灭酶活；

（3）过滤，离心分离：

压滤机压滤条件为：过滤压力3×10⁵－5×10⁵Pa；

离心机离心分离转速为15000 r/min。