CN103333738B

CN103333738B - 一种制取植物油的物理方法

Info

Publication number: CN103333738B
Application number: CN201310234272.3A
Authority: CN
Inventors: 黄凤洪; 刘昌盛; 李文林; 杨湄; 黄庆德; 邓乾春; 周琦; 钮琰星; 郭萍梅; 万楚筠; 许继取; 郑明明; 杨金娥
Original assignee: Oil Crops Research Institute of Chinese Academy of Agriculture Sciences
Current assignee: Oil Crops Research Institute of Chinese Academy of Agriculture Sciences
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2033-06-14
Also published as: CN103333738A

Abstract

本发明涉及一种制取植物油的物理方法，采用以下工艺步骤：清理，远程红外真空预调质，微波膨化，调质，压榨，膨化，高压流体萃取，固定床吸附精炼，连续式真空脱水，最后微过滤。本发明的远程红外真空预调质和微波膨化预处理方法快速高效，适用于工业化生产；采用压榨饼膨化和高压流体萃取相结合，有效解决了冷榨饼提油的难题，同时有效降低冷榨饼的残油；固定床吸附精炼方法操作简便，具有周期短、能耗低、炼耗低、油脂品质高等优点。本发明的整体工艺具有操作简便、无溶剂残留、能耗低、中性油损失小，产品品质高等优点，环境友好。可广泛适用于不同种类的油料。

Description

一种制取植物油的物理方法

技术领域

本发明涉及一种油脂制取方法，具体涉及使用一种全工艺采用物理手段制取植物油的方法，属油脂加工技术领域。

背景技术

目前的植物油提取方法主要有一次压榨、预榨-浸出、膨化制油、低温压榨、水酶法等。一次压榨法是采用压榨机进行一次性的深度压榨，其中单螺旋压榨机是我国一次压榨法中应用的典型设备，一般压榨温度高达125℃～130℃，获得的毛油和饼的质量较差。预榨-浸出制油法是采用压榨机先将60%以上的毛油挤压出来，然后用有机溶剂浸提压榨饼，浸出后的粕残油一般在1%左右；其缺点是存在能量消耗大，毛油磷脂含量高、色泽深、有机溶剂残留等，同时饼粕蛋白变性程度高，有效氨基酸损失大，饼粕色泽深。油料的膨化是指油料在膨化机内受到剧烈揉搓、挤压等作用下摩擦生热，在达到一定的压力和温度的状态下被释放出来，形成多孔性膨爆结构；膨化主要取代的蒸炒和预榨工段，可以实现降低能耗、增加产量，提高油和饼粕的质量。低温压榨制油技术是指油料未经过蒸炒，直接借助机械力将油脂挤压出来，能够最大程度的减少对营养成分的破坏，可以同时得到高品质的油脂和饼。水酶法是利用酶制剂降解油籽细胞壁和脂类复合体提高出油率，处理条件温和，能同时得到优质的油脂和饼粕蛋白，该工艺简单且能耗低，但是该工艺未形成大规模生产应用。

通常提取后的毛油需要经过适度精炼后才能成为合格的产品。油脂精炼主要包括脱胶、脱酸、脱色、脱臭等工序。植物毛油一般都含有胶体物质，这些胶体影响油脂的品质和稳定性，而且影响到后续精炼工序的效果，目前的脱胶技术除传统的水化脱胶和酸法脱胶外，酶法脱胶、膜法脱胶、吸附脱胶以及超临界脱胶等技术也已经取得了不同程度的发展。脱酸的主要目的是除去游离脂肪酸，是影响油脂炼耗和品质的关键工序之一；目前应用较广的主要是传统脱酸技术包括：碱炼脱酸、物理脱酸和混合油脱酸，近年来新的脱酸技术有膜法脱酸、超临界萃取脱酸、溶剂萃取脱酸、吸附脱酸、生物脱酸、化学酯化脱酸、分子蒸馏等。油脂脱色的方法主要是选择一些对色素具有选择性吸附作用的吸附剂用于脱除油脂中的色泽，常用的吸附剂有活性白土、凹凸棒土、活性炭、沸石、酸化稻壳灰等，这些吸附剂都具有一定的脱色效果，但是脱色温度较高。脱臭是指在高温、高真空下，借助水蒸气的汽提作用，将油脂中的气味物质、游离脂肪酸等物质去除，常用的脱臭温度在240℃以上。

CN 102517141A公开了一种低温制取山茶油的方法，强调了全程处理均采用纯物理工艺，没有化学物质添加，所有处理工艺均在低于100℃的温度下进行，避免高温操作带来的有害物质以及对油脂中营养物质的破坏。但是该工艺仅适用于油茶籽加工，而且采用水洗及分离方法周期长，而且所带来的炼耗高，有废水和油脚产生，同时脱臭时间长达3～6h，后续干燥时间为1～2h，能耗偏高；未涉及到脱酸和脱色工序。

CN 102268325A公开了一种葡萄籽油的冷榨提取方法，采用红外加热干燥葡萄酒皮渣，然后分离葡萄籽，再采用液压冷榨方法压榨葡萄籽，过滤后获得成品葡萄籽油；该方法操作简便，能耗低，但是压榨残油高而且未涉及到葡萄籽油的精炼处理。

CN 102002427A公开了一种花生胚芽油的制取方法，采用低温调质料胚，经过两道低温纯物理冷榨花生胚芽，再通过低温干燥脱水与多层植物纤维过滤相结合的物理精炼方法制取花生胚芽油；该方法能够最大限度保留油中的生理活性物质，但是未涉及到脱胶、脱酸和脱色工序。

CN 101597542A公开了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，对新鲜橡胶籽进行微波干燥和杀菌灭酶处理，然后进行剥壳、壳仁分离、籽仁脱皮、籽仁破碎处理，再将籽仁送入挤压膨化机压榨，得到一部份毛油后，将膨化物料送入螺旋机榨油机进行二次榨油；该方法能够较好的解决传统橡胶籽毛油榨取工艺，但是未涉及到油脂的精炼方法。

从上述油脂制取方法来看，这些工艺或存在预处理不充分、或存在压榨残油高、或存在精炼能耗高、炼耗高、周期长等问题。

发明内容

为解决上述提出的问题，本发明提供一种制取植物油的物理方法，该制油工艺普适性高，操作简便，周期短、能耗低，中性油损失小，产品品质高，环境友好。

本发明采用以下工艺步骤：清理，远程红外真空预调质，微波膨化，调质，压榨，膨化，高压流体萃取，固定床吸附精炼，连续式真空脱水，最后微过滤；

具体技术方案如下：

（1）清理：挑选新鲜成熟的油料籽实，分离除去杂质；

（2）远程红外真空预调质：将籽实装入密闭容器，保持真空度0.006MPa～0.06MPa，远程红外照射功率密度为0.8w/g～8w/g，辐照距离20mm～200mm，处理时间2min～15min，调节籽实的含水量按质量计至6%～12%，温度为60℃～100℃；

（3）微波膨化：采用微波对籽实进行微膨化处理，微波时间为2min～15 min，微波功率为20kw～200kw，微波膨化后的籽实温度为75℃～135℃，含水量按质量计为3%～7%；

（4）调质：将微波膨化后的籽实调质，边搅拌边通入30℃～85℃的雾化水，持续搅拌10min～60min，调质后物料温度40℃～100℃，含水量按质量计为7%～11%，出料冷却；

（5）压榨：采用螺杆压榨机对调质后物料进行压榨，入料温度控制在25℃～70℃，获得压榨饼和压榨毛油；

（6）膨化：采用膨化机对压榨饼进行膨化处理，膨化出口温度控制在60℃～130℃，膨化冷却后的物料水分按质量计控制在5%～11%；

（7）高压流体萃取：采用高压流体对膨化料进行萃取处理，减压分离，获得萃取毛油和粕；

（8）固定床吸附精炼：将压榨毛油或萃取毛油通入填充了脱胶层、脱酸层和脱色层的固定床进行吸附精炼，温度控制在35℃～75℃，吸附时间0.5h～3.0h；

（9）连续式真空脱水：将吸附精炼后的植物油在压力100Pa～1000Pa，温度85℃～115℃进行真空连续式脱水，脱水后冷却至30℃～60℃；

（10）微过滤：采用精滤过滤机处理脱水植物油，温度在20℃～55℃，压力在0.05 MPa～0.5MPa，过滤后保存。

按上述方案，步骤（1）所述的油料籽实为油菜籽、大豆、油茶籽、胡麻籽、葵花籽、核桃、紫苏、芝麻、棉籽、玉米胚和葡萄籽中的任意一种。

按上述方案，步骤（5）所述的螺杆压榨机为单螺杆压榨机或双螺杆压榨机；步骤（4）中所述搅拌的速率为30转/min～210转/min。

按上述方案，步骤（7）所述的高压流体萃取处理选用二氧化碳或丁烷。高压流体萃取处理选用二氧化碳的萃取压力为15MPa～45MPa，分离压力为6MPa～12MPa，流量为3 L/min～20L/min，萃取时间为1.0h～5.0h，萃取温度为20℃～50℃。高压流体萃取处理选用丁烷的萃取压力为0.2MPa～1.2MPa，萃取时间为0.5h～3.5h，萃取温度为10℃～45℃。

按上述方案，步骤（8）所述的脱胶层由①蒙脱石，②海泡石，③二氧化硅，④硅藻土四种原料填充而成，各原料所占质量百分数为：

蒙脱石： 30%～80%，

海泡石： 10%～50%，

二氧化硅：8%～40%，

硅藻土： 1%～10%。

步骤（8）所述的脱酸层由①膨润土，②碳酸钠，③硅藻土三种原料填充而成，各原料所占质量百分数为：

膨润土： 30%～80%，

碳酸钠： 10%～60%，

硅藻土： 1%～10%。

步骤（8）所述的脱色层由①膨润土，②活性炭，③沸石，④硅藻土四种原料填充而成，各原料所占质量百分数为：

膨润土： 40%～70%，

活性炭： 10%～50%，

沸石： 8%～40%，

硅藻土： 1%～10%。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的远程红外真空预调质和微波膨化预处理方法快速高效，适用于工业化生产；其中远程红外真空预调质，可以减少对油料损伤，操作简单能耗低，且干燥效果好，为下一段微波膨化打下了基础。

（2）本发明采用压榨饼膨化和高压流体萃取相结合，有效解决了冷榨饼提油的难题，同时有效降低冷榨饼的残油。

（3）本发明的固定床吸附精炼方法操作简便，具有周期短、能耗低、炼耗低、油脂品质高等优点。

（4）本发明的整体工艺具有操作简便、无溶剂残留、能耗低、中性油损失小，产品品质高等优点，环境友好。

（5）本发明的植物油制取工艺普适性高，可广泛适用于不同种类的油料。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步的说明。

实施例1：

选择新鲜成熟的油菜籽进行清理除杂，然后在0.03 MPa条件下，采用远红外处理3min，其中功率密度为5 w/g，辐照距离150mm；接着调节微波功率为100 kw，对油菜籽进行微波膨化5 min，膨化后的油菜籽温度为108℃，含水量为4.5%。将油菜籽放入密闭容器中，边搅拌边通入30℃的雾化水，持续搅拌30min，搅拌速率为45转/min，调质后的油菜籽含水量为8%，温度为50℃；接着将50℃的油菜籽输送入双螺杆压榨机进行压榨，获得压榨饼和压榨毛油；然后采用膨化机对压榨饼进行直接膨化，膨化时通入少量水，膨化出口温度控制在110℃，冷却后的物料水分为8%；将膨化料放入密闭容器，通入25MPa的二氧化碳，流量为10L/min，萃取温度为35℃，在萃取2.0h后，调节分离压力为8 MPa，分离菜籽毛油；接着，将毛油通入固定床进行吸附精炼，从脱胶层进入，最后从脱色层流出，温度控制在45℃，吸附时间1.5h；其中脱胶层填料按质量百分比计由60%蒙脱石、20%海泡石、15%二氧化硅、5%硅藻土组成；脱酸层填料按质量百分比计由80%膨润土、12%碳酸钠、8%硅藻土组成；脱色层填料按质量百分比计由60%膨润土、20%活性炭、11%沸石、9%硅藻土组成。再将吸附精炼后的菜籽油进行真空连续式脱水，压力为500Pa，脱水温度100℃；脱水后进行冷却，采用精滤过滤机处理，过滤温度50℃，过滤压力0.2MPa，过滤后获得菜籽油产品。

本实例制备的菜籽油不含反式脂肪酸，维生素E保留率为89%，甾醇保留率为85%，总酚保留率为88%，中性油得率为98%，而且产品具有愉快的风味。

实施例2：

选择新鲜成熟的亚麻籽进行清理除杂，然后在0.02 MPa条件下，采用远红外处理2.5min，其中功率密度为4 w/g，辐照距离160mm；接着调节微波功率为110 kw，对亚麻籽进行微膨化4.5 min，膨化后的亚麻籽温度为101℃，含水量为4.0%。将亚麻籽放入密闭容器中，边搅拌边通入35℃的雾化水，持续搅拌36min，搅拌速率为55转/min，调质后的亚麻籽含水量为8.2%，温度为48℃；接着将48℃的亚麻籽输送入双螺杆压榨机进行压榨，获得压榨饼和压榨毛油；然后采用膨化机对压榨饼进行直接膨化，膨化时通入少量蒸汽，膨化出口温度控制在103℃，冷却后的物料水分为7.8%；将膨化料放入密闭容器，通入23MPa的二氧化碳，流量为12L/min，萃取温度为33℃，在萃取2.3h后，调节分离压力为9MPa，分离亚麻籽毛油；接着，将毛油通入固定床进行吸附精炼，从脱胶层进入，最后从脱色层流出，温度控制在42℃，吸附时间1.9h；其中脱胶层填料由70%蒙脱石、15%海泡石、10%二氧化硅、5%硅藻土组成；脱酸层填料由75%膨润土、15%碳酸钠、10%硅藻土组成；脱色层填料由70%膨润土、15%活性炭、10%沸石、5%硅藻土组成。再将吸附精炼后的亚麻籽油进行真空连续式脱水，压力为450Pa，脱水温度98℃；脱水后进行冷却，采用精滤过滤机处理，过滤温度45℃，过滤压力0.3MPa，过滤后获得亚麻籽油产品。

本实例制备的亚麻籽油不含反式脂肪酸，维生素E保留率为90%，甾醇保留率为86.5%，总酚保留率为89.5%，中性油得率为97.9%，而且产品具有愉快的风味。

实施例3：

选择新鲜成熟的紫苏籽进行清理除杂，然后在0.05 MPa条件下，采用远红外处理8min，其中功率密度为3w/g，辐照距离170mm；接着调节微波功率为150 kw，对紫苏籽进行微膨化4 min，膨化后的紫苏籽温度为110℃，含水量为5.5%。将紫苏籽放入密闭容器中，边搅拌边通入25℃的雾化水，持续搅拌50min，搅拌速率为30转/min，调质后的紫苏籽含水量为9%，温度为48℃；接着将48℃的紫苏籽输送入单螺杆压榨机进行压榨，获得压榨饼和压榨毛油；然后采用膨化机对压榨饼进行直接膨化，膨化时通入少量水，膨化出口温度控制在115℃，冷却后的物料水分为8.5%。将膨化料放入密闭容器，通入0.6MPa的丁烷，萃取温度为25℃，在萃取1.0h后，分离紫苏毛油。接着，将毛油通入固定床进行吸附精炼，从脱胶层进入，最后从脱色层流出，温度控制在40℃，吸附时间2.0h；其中脱胶层填料由50%蒙脱石、30%海泡石、15%二氧化硅、5%硅藻土组成；脱酸层填料由60%膨润土、30%碳酸钠、10%硅藻土组成；脱色层填料由50%膨润土、25%活性炭、15%沸石、10%硅藻土组成。再将吸附精炼后的紫苏籽油进行真空连续式脱水，压力为200Pa，脱水温度95℃；脱水后进行冷却，采用精滤过滤机处理，过滤温度40℃，过滤压力0.4MPa，过滤后获得紫苏籽油产品。

本实例制备的紫苏籽油不含反式脂肪酸，维生素E保留率为91%，甾醇保留率为85%，总酚保留率为87.5%，中性油得率为97.9%，而且产品具有愉快的风味。

实施例4：

选择新鲜成熟的芝麻进行清理除杂，然后在0.03 MPa条件下，采用远红外处理8min，其中功率密度为4.8 w/g，辐照距离120mm；接着调节微波功率为160 kw，对芝麻进行微膨化7 min，膨化后的芝麻温度为115℃，含水量为3.5%。将芝麻放入密闭容器中，边搅拌边通入35℃的雾化水，持续搅拌60min，搅拌速率为80转/min，调质后的芝麻含水量为8.5%，温度为65℃；接着将65℃的芝麻输送入双螺杆压榨机进行压榨，获得压榨饼和压榨毛油；然后采用膨化机对压榨饼进行直接膨化，膨化时通入少量蒸汽，膨化出口温度控制在118℃，冷却后的物料水分为9.0%。将膨化料放入密闭容器，通入30MPa的二氧化碳，流量为16L/min，萃取温度为40℃，在萃取2.5h后，调节分离压力为7MPa，分离芝麻毛油；接着，将毛油通入固定床进行吸附精炼，从脱胶层进入，最后从脱色层流出，温度控制在50℃，吸附时间1.0h；其中脱胶层填料由70%蒙脱石、10%海泡石、15%二氧化硅、5%硅藻土组成；脱酸层填料由75%膨润土、16%碳酸钠、9%硅藻土组成；脱色层填料由70%膨润土、10%活性炭、10%沸石、10%硅藻土组成。再将吸附精炼后的芝麻油进行真空连续式脱水，压力为600Pa，脱水温度105℃；脱水后进行冷却，采用精滤过滤机处理，过滤温度45℃，过滤压力0.2MPa，过滤后获得芝麻油产品。

本实例制备的亚麻籽油不含反式脂肪酸，维生素E保留率为88.5%，甾醇保留率为82.5%，总酚保留率为86.5%，中性油得率为97.5%，而且产品具有愉快的风味。

实施例5

选择新鲜成熟的油菜籽进行清理除杂，然后在0.05 MPa条件下，采用远红外处理4min，其中功率密度为4.5 w/g，辐照距离150mm；接着调节微波功率为120 kw，对油菜籽进行微波膨化4.5min，膨化后的油菜籽温度为110℃，含水量为4.0%。将油菜籽放入密闭容器中，边搅拌边通入30℃的雾化水，持续搅拌40min，搅拌速率为50转/min，调质后的油菜籽含水量为8.5%，温度为55℃；接着将55℃的油菜籽输送入双螺杆压榨机进行压榨，获得压榨饼和压榨毛油；然后采用膨化机对压榨饼进行直接膨化，膨化时通入少量水，膨化出口温度控制在108℃，冷却后的物料水分为7.8%；将膨化料放入密闭容器，通入0.8MPa的丁烷，萃取温度为25℃，在萃取2.5h后，调节压力分离菜籽毛油，其中菜粕残油为3.5%；接着，将毛油通入固定床进行吸附精炼，从脱胶层进入，最后从脱色层流出，温度控制在40℃，吸附时间2.0h；其中脱胶层填料由60%蒙脱石、20%海泡石、15%二氧化硅、5%硅藻土组成；脱酸层填料由80%膨润土、12%碳酸钠、8%硅藻土组成；脱色层填料由60%膨润土、20%活性炭、11%沸石、9%硅藻土组成。再将吸附精炼后的菜籽油进行真空连续式脱水，压力为400Pa，脱水温度99℃；脱水后进行冷却，采用精滤过滤机处理，过滤温度45℃，过滤压力0.3MPa，过滤后获得菜籽油产品。

本实例制备的菜籽油不含反式脂肪酸，维生素E保留率为88%，甾醇保留率为84.8%，总酚保留率为87.6%，中性油得率为97.9%，而且产品具有愉快的风味。

Claims

1.一种制取植物油的物理方法，采用以下工艺步骤：

（1）清理：挑选新鲜成熟的油料籽实，分离除去杂质；

（3）微波膨化：采用微波对籽实进行微波膨化处理，微波时间为2 min～15 min，微波功率为20kw～200kw，微波膨化后的籽实温度为75℃～135℃，含水量按质量计为3%～7%；

其中，所述的脱胶层由蒙脱石、海泡石、二氧化硅、硅藻土四种原料填充而成，各原料所占质量百分数为：

蒙脱石： 30%～80%，

海泡石： 10%～50%，

二氧化硅：8%～40%，

硅藻土： 1%～10%；

2.如权利要求1所述的制取植物油的物理方法，其特征在于所述的油料籽实为油菜籽、大豆、油茶籽、胡麻籽、葵花籽、核桃、紫苏、芝麻、棉籽、玉米胚和葡萄籽中的任意一种。

3.如权利要求1所述的制取植物油的物理方法，其特征在于所述的螺杆压榨机为单螺杆压榨机或双螺杆压榨机；所述调质时的搅拌速率为30转/min～210转/min。

4.如权利要求1所述的制取植物油的物理方法，其特征在于所述的高压流体萃取处理选用二氧化碳或丁烷。

5.如权利要求4所述的制取植物油的物理方法，其特征在于高压流体萃取处理选用二氧化碳的萃取压力为15MPa～45MPa，分离压力为6MPa～12MPa，流量为3 L/min～20L/min，萃取时间为1.0h～5.0h，萃取温度为20℃～50℃。

6.如权利要求4所述的制取植物油的物理方法，其特征在于高压流体萃取处理选用丁烷的萃取压力为0.2MPa～1.2MPa，萃取时间为0.5h～3.5h，萃取温度为10℃～45℃。

7.如权利要求1或2所述的制取植物油的物理方法，其特征在于所述的脱酸层由膨润土、碳酸钠、硅藻土三种原料填充而成，各原料所占质量百分数为：

膨润土： 30%～80%，

碳酸钠： 10%～60%，

硅藻土： 1%～10%。

8.如权利要求1或2所述的制取植物油的物理方法，其特征在于所述的脱色层由膨润土、活性炭、沸石、硅藻土四种原料填充而成，各原料所占质量百分数为：

膨润土： 40%～70%，

活性炭： 10%～50%，

沸石： 8%～40%，

硅藻土： 1%～10%。