CN102839046A - 一种正丁醇研磨同步提取油脂与高附加值产品的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种正丁醇研磨同步提取油脂与高附加值产品的工艺，涉及用正丁醇作溶剂可以得到质量上乘的植物油，同时副产得到茶皂素和磷脂等高附加值产品。正丁醇可与油脂任意比例混合，对维生素E、角鲨烯、麦角甾醇、卵磷脂等对人体有益的成分有较强的溶解能力。整个工艺过程都在80℃以下进行，可以避免苯并芘和反式脂肪酸生成。

Description

一种正丁醇研磨同步提取油脂与高附加值产品的工艺

技术领域

本发明属于油脂加工领域，尤其涉及一种使用油料果实的加工方法。 

背景技术

植物油是人们赖以生存的最基本的食物之一，其生产工艺路线主要有机械压榨、溶剂浸提和预榨——浸提联用等三种。机械压榨取油技术是传承上千年的工艺路线，具有设备简单和容易上马等多方面的优势，现仍普遍用于特种油料的小规模工业生产。该技术存在的主要问题是油料出油率低，一般在枯饼中还残存6%-8%的油未取尽，大约占到含油量的25%-33%（含油率在40%左右），一定程度上会造成资源浪费。以油茶籽加工为例，采用机榨法取油时所得到的茶油中的苯并芘偏高，很容易超过国家标准对该检测指标的限值，需要进行深度加工才能达到相应的食用油品质，而深度精炼增加的单元不但增加了设备投资而且增加了加工损耗。近年来，随着人们对油品质量的要求提高，机榨法多改用低温压榨取油技术，该法一定程度上使油脂产品的质量得到改进。工业上的溶剂法浸提取油技术是大型油料加工企业中最常使用的方法，一般使用6#溶剂或正己烷浸提油料，使油脂的得率大幅度提高，但油中容易残留的6#溶剂或正己烷，即使降到3 ppm以下，仍然存在损害人体健康的隐患。联合使用预榨——浸提取油的工艺也比较常见，该技术通常是先采用压榨的方式得到油脂，然后采用有机溶剂再将榨油后的枯饼浸提加工取油，这样的操作多数经过了高温的过程，因此枯饼中的苯并芘、反式脂肪酸都集中在产品油中，油的品质差是必然的。为保证健康、增加消费者的知情权，便于消费者正确识别油脂的加工工艺，食品行业规定标明所有出售的包装油脂必须标示出“浸提油或压榨油”。虽然浸出制油技术属于比较成熟的工艺，但仍受到人们的歧视，一个重要的影响因素就是溶剂浸提制油技术所采用的溶剂多来源于石化产品（如6#溶剂），一定程度上误导了普通消费者对该工艺的正确理解。鉴于此，若找到合适的替代溶剂，综合采用新型溶剂浸提法高效取油和低温压榨或研磨取油的技术特点，才能实现高品质食用级植物油脂的生产，进而有利于构建人们的健康饮食结构。公开号为CN99115525.4的中国专利公开了一种用正丁醇从茶枯饼中提取茶皂素的工艺：将茶枯饼中加入正丁醇并加热进行４次浸提；将浸提液在减压状态下进行蒸馏以回收正丁醇；在蒸馏釜中加入适量的水和脂肪酶，进行保温、搅拌操作，静置澄清后过滤，以用脂肪酶去掉残油；采用６号汽油汽涤茶皂素，除去杂质；洗涤后的茶皂素经干燥、粉碎，包装得成品。用该工艺制得的茶皂素纯度可高达８０％以上，同时正丁醇回收性能好，降低了产品成本。 

正丁醇早就用作中药的提取溶剂，在上世纪60年代是1.2万元/t左右，而6#溶剂油在0.3万元/t提高到现在的 0.8万元/t。正丁醇的价格维持不变，主要归功于加工技术的改进。近年来，中科院过程研究所由玉米芯研制正丁醇已在东北长春建成大规模生产厂并投产，为开发正丁醇浸提制备植物油提供了条件。经过长时间的查找资料和实验对比发现，正丁醇可以作为油料浸提制备植物油的最佳溶剂。正丁醇具有两方面的优势。① 正丁醇类似于乙醇，也是粮食、玉米芯等农作物通过发酵得到的产品。在白酒中也微量含有，也允许作为食品添加剂使用(GB2760-2011)。浸提法加工油料时，极少的残留正丁醇不会影响人体健康。正丁醇对油脂的溶解能力强于乙醇，能以任意比例与油脂混溶。尤其是具有对维生素E、角鲨烯、麦角甾醇和卵磷脂等也有很强的溶解能力，这是6#油或正己烷所没有的。因而，使用正丁醇作为油料浸提溶剂，不仅可以实现油料加工制油，还可以提高维生素等营养成分的含量，有利于人体健康。② 正丁醇的沸点为117.5℃，难挥发，真空为-0.095kPa时，沸点为75℃。常温下，正丁醇与水直接混合时，仍会分层，上层为溶解20%水的丁醇相，下层为溶解有90%丁醇的水相，通过膜透析可以回收水中的丁醇。正丁醇的闪点为35℃；6#溶剂的闪点为-30℃，虽然正丁醇还属于二级危险品，但比正丁烷与6#油的安全系数还是高。蒸发回收丁醇时可在80℃以下进行，避开了产生苯并芘的高温，也能在自然水下冷却，是正常生产的最佳温度。 

综合正丁醇这两方面的优势，构建多级连续浸提研磨取油技术，能够实现低温、高效提取植物油脂，降低油脂中有害物质苯并芘的含量，增加维生素E、麦角甾醇和角鲨烯等健康元素的含量。 

发明内容：

本发明的目的是提供一种采用正丁醇为浸提溶剂，通过分级研磨浸提技术实现油料加工制油的新工艺，有利于提高毛油质量，减少操作工序，缩短生产周期，增加油脂中V_E、角鲨烯等活性物质和营养成分的含量，进而改善人们的身体健康。 

正丁醇可与油脂任意比例混合，对维生素E、角鲨烯、麦角甾醇、卵磷脂等对人体有益的成分有较强的溶解能力。用正丁醇作溶剂可以得到质量上乘的植物油，同时副产得到茶皂素和磷脂等高附加值产品。整个工艺过程都在80℃以下进行，可以避免苯并芘和反式脂肪酸生成。 

本发明提供一种针对油料果仁进行研磨提取制油、皂素和磷脂的工艺，具体操作步骤如下： 

(1)浸泡：用90%-95%丁醇溶液浸泡脱壳后的果实籽仁4h-48h，进行软化脱壳后的果实籽仁； 

(2)磨料：将步骤(1)所得的果实籽仁经连续多级浸提磨进行研磨，初次研磨时要使研磨后的颗粒粒度达到0.1mm-0.2mm左右； 

(3)压滤：采用压力式过滤器进行过滤，将磨碎后的物料中的油脂取出，得到滤液； 

(4)二次提取：向步骤3中的滤渣补加丁醇溶液，浸泡30min后重复磨料和压滤等操作，再重复一次； 

(5)减压蒸馏：将三次提取得到的滤液合并，在70℃-75℃进行减压蒸馏去除该提取液的水（部分丁醇也会被蒸馏出）； 

(6)离心：采用离心机进行离心分离，离心转速为3600rpm/min，使皂素和油相分离； 

(7)二次减压蒸馏：在81℃-85℃下通过再次减压蒸馏彻底去除油相中的丁醇，丁醇蒸出后静置30min，磷脂便可以聚集在一起形成沉淀了，得到籽仁油，和副产磷脂； 

(8)分别检测茶油、皂素和磷脂的品质。 

在一个具体实施方案中，其中步骤(1)中所述加入丁醇的量，其体积（L）与果实籽仁质量（kg）比为0.5-1.5:1。 

在一个具体实施方案中，其中步骤(4)中所述丁醇溶液是指90%-95%丁醇溶液（丁醇体积与水体积之比），其体积（L）与果仁籽的质量（kg）比为0.5-2:1。 

技术效果 

1、正丁醇研磨取油技术 

我们没有采用传统的浸提工艺，而是使用常用的钢磨，将溶剂与种仁一起入磨，在磨的过程中又粉碎又浸提，物料逐步变细，有利于浸提完全，我们已初步设计多级连续浸提磨，以后再专文阐述其工作原理。 

2、副产品浓缩与溶剂回收技术 

我们使用丁醇含有9-10%的水，物料中也含有9%-11%的水分，使浸提液中水分不超过2%，成单相。有多种植物种仁(如大豆、油茶)都含有皂甙，皂甙易溶于含水的丁醇，而在丁醇逐步析出。水的沸点低于丁醇，一次蒸发进行到水分已被蒸出，还有部分丁醇，浸取液已浑浊，通过离心分离得到皂素。第一次蒸发后浸提液中还含有卵磷脂，进行二次蒸馏，完全回收丁醇，卵磷脂不溶于油脂，得到的油中卵磷脂能沉淀析出。 

3、可以得到有利于人体健康的食用油，提高了维生素E、角鲨烯、麦角甾醇的含量，降低了苯并芘、反式脂肪酸的含量。植物油是人民每天都要食用、不可或缺，显得特别重要。 

4、可以提高出油率，并可同时得到皂素、卵磷脂等产品，有利于提高资源利用率。 

5、相对于6#溶剂或正己烷浸提加工植物油，安全性要好一些，并有利于保护环境。 

附图说明

图1：用正丁醇作溶剂提炼植物油的工艺流程图 

具体实施方式

下面结合附图，用本发明的实施实例来进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限制本发明。 

实施例1： 

选取含水约7%、含油约42%脱壳后的茶籽仁100kg，用100L的92%丁醇溶液进行浸泡30小时；浸泡后的茶籽经连续多级浸提磨（自制，专利CN200320114354.6）进行研磨，初次研磨时要使研磨后的颗粒粒度达到0.1mm-0.2mm左右；采用常规压力式过滤器进行过滤，将磨碎后的物料中的油脂取出，滤渣加入100L的92%丁醇溶液，浸泡30min后重复磨料和压滤等操作，再重复一次。将三次提取得到的滤液合并，在70℃进行减压蒸馏去除该提取液的水，另外部分丁醇也会被蒸馏出。采用离心机进行离心分离，离心转速为3600 rpm/min，使茶皂素和油相分离。在82℃下通过再次减压蒸馏彻底去除油相中的丁醇，丁醇蒸出后静置30min，磷脂便可以聚集在一起形成沉淀了，得到果籽仁油，和副产磷脂（下层），分别检测茶油、皂素和磷脂的品质。最后分别得到茶油41kg、茶皂素34kg和磷脂12kg，即油脂的提取率为97.62%。浸提法制备的茶油的酸值1.72 mgKOH/g，与机榨茶油基本相当；浸提法制备的茶油的气相-质谱分析结果表明：维生素E含量是机榨茶油的3.4倍、角鲨烯含量是其24倍，均远高于机榨油的营养指标。 

实施例2： 

选取含水约6%、含油约57%脱壳后的蓖麻籽仁100kg，用110L的92%丁醇溶液进行浸泡30小时；浸泡后的茶籽经连续多级浸提磨（自制，专利CN200320114354.6）进行研磨，初次研磨时要使研磨后的颗粒粒度达到0.1mm-0.2mm左右；采用常规压力式过滤器进行过滤，将磨碎后的物料中的油脂取出，滤渣加入110L的92%丁醇溶液，浸泡30min后重复磨料和压滤等操作，再重复一次。将三次提取得到的滤液合并，在74℃进行减压蒸馏去除该提取液的水，另有部分丁醇也会被蒸馏出。采用离心机进行离心分离，离心转速为3600 rpm/min，使茶皂素和油相分离。在85℃下通过再次减压蒸馏彻底去除油相中的丁醇，丁醇蒸出后静置30min，磷脂便可以聚集在一起形成沉淀了，得到果籽仁油，和副产磷脂（下层），分别检测蓖麻油、皂素和磷脂的品质。最后分别得到蓖麻油56kg、蓖麻皂素25kg和磷脂9kg，即油脂提取率98.25%。 

实施例3： 

选取含水约7%、含油约57%脱壳后的蓖麻籽仁100kg，用100L的92%丁醇溶液进行浸泡30小时；浸泡后的茶籽经连续多级浸提磨（自制，专利CN200320114354.6）进行研磨，初次研磨时要使研磨后的颗粒粒度达到0.1mm-0.2mm左右；采用常规压力式过滤器进行过滤，将磨碎后的物料中的油脂取出，滤渣加入100L的92%丁醇溶液，浸泡30min后重复磨料和压滤等操作，再重复一次。将三次提取得到的滤液合并，在70℃-75℃进行减压蒸馏去除该提取液的水（部分丁醇也会被蒸馏出）。采用离心机进行离心分离，离心转速为3600 rpm/min，使茶皂素和油相分离。在81℃-85℃下通过再次减压蒸馏彻底去除油相中的丁醇，丁醇蒸出后静置30min，磷脂便可以聚集在一起形成沉淀了，得到果籽仁油，和副产磷脂（下层），分别检测蓖麻油、皂素和磷脂的品质。最后分别得到蓖麻油56kg、蓖麻皂素25kg和磷脂9kg，即油脂提取率98.25%。 

参照同样的实验操作过程，取178g光皮树果实外果皮（去核），其含油量为46%，提取后油脂为74.76g，油脂提取率91.30%。 

实施例4： 

参照同样的实验操作过程，取1000g大豆，其含油量为19%，提取后油脂为170g，油脂提取率89.47%。 

Claims (3)

1.本发明提供一种正丁醇研磨同步提取油脂与高附加值产品的工艺，具体操作步骤如下：

 (1) 去壳：对于含有硬质外壳的油料果实，需要进行去壳处理，得到含油量高的果仁；

(2) 浸泡：用含水5%-10%的丁醇溶液浸泡果仁4h-48h，使其软化；

(3) 磨料：将步骤(2)所得的果仁经“连续多级浸提磨”（自制设备）进行研磨，使其颗粒粒度达到0.1mm-0.2mm；

(4) 压滤：采用压力式过滤器进行过滤，收集滤液；

(5) 二次提取：向步骤(4)的滤渣中补加含水5%-10%的丁醇溶液，浸泡30min后重复磨料和压滤等操作；

(6) 三次提取：重复(5)的过程；

(7) 一次减压蒸馏：将三次提取得到的滤液合并，在70℃-75℃进行减压蒸馏去除该提取液的水（部分丁醇也会被蒸馏出）；

(8) 离心：采用离心机进行离心分离，离心转速为3600rpm/min，使皂素和油相分离；

(9) 二次减压蒸馏：在75℃-80℃下通过再次减压蒸馏彻底去除油相中的丁醇，丁醇蒸出后静置一段时间后，沉淀物为磷脂，油相为油脂；

(10) 通过(1)-(9)的步骤，可以得到相应的油脂、皂素和磷脂。

2.根据权利要求1的方法，其中步骤(2) 和(5)中所述加入丁醇溶液的量，其体积（L）与果实籽仁质量（kg）比为0.5:1～2.0:1。

3.根据权利要求1或2的方法，其中步骤(9)所述静置时间为5-15min。