CN103834466B - 一种黄连木籽综合加工制取食用油脂、生物柴油和饲料粕的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明目的是提供一种黄连木籽综合加工制取食用油脂、生物柴油和饲料粕的工艺，针对黄连木籽分级利用，可制取食用油脂、生物柴油和饲料粕。本发明有益的效果是：1、充分合理，综合优化加工利用黄连木籽，兼顾食用、饲料用和生物能源开发；2、开发保持黄连木籽油原香的食用油和可单独食用或与其它脂肪酸营养互补食用油调和用的一级精炼食用油，且食用油中不合任何浸提剂残留；3、预榨后的浸提工艺选择具有内部热能交换和低气化点的4号溶剂加压浸提技术，显著节能，油脂浸提彻底，粕质量好；4、浸提油脂和食用油脂精炼副产物回收的油脂用于生产国标生物柴油，兼顾生物能源开发。

Description

一种黄连木籽综合加工制取食用油脂、生物柴油和饲料粕 的工艺

技术领域

本发明涉及一种黄连木籽综合加工工艺，尤其是涉及一种黄连木籽分级利用，制取食用油脂、生物柴油和饲料粕的工艺。

背景技术

黄连木(Pistacia chinensis Bunge)，别名药木、药树、楷树、药瘤木等，属漆树科黄连木属落叶乔木，天然分布于北纬18°09′～40°09′，东经96°52′～123°14′之间的温带、亚热带、热带地区，一般生长在海拔2000m以下地段，海拔400～800m较为集中。在我国华北、华南、西南、华中、华东、西北20多个省市区均有分布。

黄连木具有深根性，耐干旱瘠薄，主根发达，抗风能力强，在微酸性、中性、微碱性土壤均能生长，有利于广泛栽培，发挥水源涵养，水土保持等生态功能。幼时耐阴，有利于营造混交林和改造低产林分；成年喜光，可作建群树种培育高产纯林。对二氧化硫和烟尘的抗性较强，有利于净化城乡矿区空气。黄连木林相变化丰富优美，还可作景观树栽植。黄连木病虫害少。影响黄连木生长结实的主要病虫害有黄连木尺蠖、缀叶螟和种子小峰，可以采用人工、物理或生物化学方法防治。尤其是种子小峰，可以通过连年采集果实自然除治。

黄连木雌雄异株，在自然状态下授粉雄株数量充足，不仅形成可大量结实的优势种群群落，散生单株籽实产量也较高。自然状态下胸径15cm的黄连木，单株果实产量一般为50～75kg。按平均密度600～825株·hm^-2折算，单位面积果实产量为41.25～45.00t·hm^-2；胸径30cm以上的大树，单株年产可达250kg。同时，自然条件下黄连木不仅籽实产量高，而且生命周期和结果期长，可达上百年，有利于长期经营。

黄连木单个果实直径约6mm，每果枝结籽几十到几百粒，可通过采集果枝进行采果。黄连木新鲜成熟果实主要成分含量为：水31.68％，可溶糖1.98％，淀粉3.27％，油脂41.96％，可溶蛋白0.9％，总蛋白8.58％，其余为粗纤维等。黄连木籽不含生物抗性组分，饼粕可做动物饲料使用。

据资料，我国现有油料植物1554种(含变种)，分属151科697属，其中，能利用宜林地建立良种供应基地的油料植物10种左右。已知树木种类中，虽然含油率较高者较多，如黄连木、漆树、乌桕、油桐、油橄榄、文冠果、花椒等，但其用途与价值、规模化基地建设、生态与生产条件、现有开发利用技术水平，产业发展成熟程度等不尽相同。有些主要用于生产重要化工原料，如乌桕、油桐、生漆等，有些主要生产食品、药品等，如油茶、油橄榄、文冠果、花椒等，它们的食用、药用或工业用价值高于生产生物柴油。

黄连木籽制取的油脂主要脂肪酸组成为：棕榈酸(16∶0)12.01％，硬脂酸(18∶0)1.24％，油酸(18∶1)39.37％，亚油酸(18∶2)43.06％，亚麻酸(18∶3)1.04％。不含对人体健康不利成分。其油脂中不饱和脂肪酸含量很高，可以单独食用，也可与其他脂肪酸组分互补的油脂调和食用。不饱和脂肪酸在降低胆固醇和甘油三酯，降低血液粘稠度，改善血液微循环等方面有着重要的功能。

黄连木籽油所含的脂肪酸碳链长度集中在C₁₆～C₁₈之间，，以其生产的生物柴油碳链长度集中在C₁₇～C₁₉之间，理化性质与普通柴油接近。黄连木籽实也是较为理想的生物柴油原料。

由黄连木籽油制取的生物柴油指标：闪点/℃149，十六烷值54.23，馏程/℃360，密度(20℃)/(g/cm^-3)0.895，灰分/％无，总杂质/％无，粘度(40℃)/(mm²/s^-1)3.7。与0^#柴油指标：闪点/℃50，十六烷值46.00，馏程/℃365，密度(20℃)/(g/cm^-3)0.850，灰分/％0.025，总杂质/％无，粘度(40℃)/(mm²/s^-1)2.7极为接近，环保性能上更具有优势。

黄连木果实(籽)所含油脂既可食用，叉可作工业原料。黄连木产籽产油丰富，曾是历史上和在困难时期群众的食用用油。源于天然健康饮食理念和食品营养科学的进步，黄连木籽制取的精炼油脂更适于食用油脂开发。

为满足我国经济发展和人民生活水平不断提高的需要，国家在发展粮食生产的同时，高度重视发展油料生产，促使了我国油料生产不断提高。根据国家粮油信息中心的统计，我国油菜籽、大豆、花生、棉籽、葵花籽、芝麻、油菜籽、亚麻籽等八大油料产量由1990年的3524.6万吨上升到2010年的5811.4万吨，增长64.9％，平均年增长3.2％。2011年我国棉籽产量1188万吨，大豆产量1350万吨，八大油料总产量5817万吨，比2010年略有增长。2011年我国国产油料的榨油量(除大豆、花生、芝麻和葵花籽4中油料部分直接食用外)为1091.8万吨，与2011年度我国食用油的年度总供给量2865.1万吨差距较大。

在国家多项惠农政策的支持、鼓励下，我国的油料生产发展较快，但发展速度仍跟不上人民生活水平不断提高的需求。为满足食用油市场供应日益增长的需求，我国政府采取了在提高国内油料产量的同时，增加了油脂油料的进口数量，并出现不断加速上升的趋势。现在，我国油脂油料净进口折油总量已由2000年的461.4万吨上升到2010年的2088.9万吨，十年间增长353％，平均年增长35.3％。与此同时，我国食用油自给率由本世纪出的60％下降到目前的38％左右。

针对粮食安全，提高食用油自给率，扶持和发展油茶为代表的木本油料种植极为重要。茶籽油、橄榄油、葡萄籽油等为黄连木籽油制造食用油脂提供很好的借鉴作用。

生物柴油是由动植物油脂与醇(例如甲醇或乙醇)经酯交换制得的脂肪酸单烷基酯，最典型的为脂肪酸甲酯，以BD100表示，执行国家标准GB/T20828～2007。生物柴油调和燃料(B5)执行国家标准GB/T25199～2010。生物柴油是一种优良的石化柴油补充和替代品。

生物柴油的发展过程中曾有直接混合法、微乳化法、热解法和酯交换法等生产方法。直接混合和微乳化方法是动植物油脂混合于石化柴油中，并未改变油脂的化学成分。热解法形成的产品也不具备脂肪酸单烷基酯分子结构。只有酯交换法可以生产符合国家标准GB/T20828～2007的生物柴油产品。

生产生物柴油所用油脂依工艺不同有不同的要求。发达国家多使用精炼油脂生产生物柴油。国内为避免与人争粮、与粮争地，则充分使用地沟油、泔水油、煎炸废油、酸化油、劣质毛油等非食用油资源，可统称为非精炼油脂。使用非精炼油脂可在一定程度上降低生产成本和利于废油脂的非食品方向应用。

将黄连木籽油脂分级利用，优先生产食用油脂，剩余的低品位油脂用于生产生物柴油，达到物尽其用，优化组合效果。

目前为止，现有技术中对黄连木籽产业化开发和综合加工、分级利用的技术基本上尚属空白。

发明内容

为填补现有技术上的空白，本发明目的是提供一种黄连木籽综合加工制取食用油脂、生物柴油和饲料粕的工艺，针对黄连木籽分级利用，可制取食用油脂、生物柴油和饲料粕。

为实现上述技术目标，本发明采用的技术方案如下：

本发明的工艺步骤如下：

第一步，将合格黄连木籽除杂干燥，气调储藏；

第二步，将储藏的黄连木籽生产调用，经风选、筛选、磁选清除杂质；

第三步，将清除杂质后的黄连木籽炒籽，压榨；

第四步，压榨制取的油经沉降、冷却后过滤，选取达到清澈标准的油脂制取原香食用油；滤渣汇入预榨饼中；

第五步，对剩余部分过滤后的油脂脱胶、脱酸、脱色，深度精炼制取一级精炼食用油；

第六步，精炼过程产生的副产物：油脚、皂脚和残皂予以酸化，制取酸化油；产生的废水排入污水处理站净化再生；

第七步，预榨饼经4号溶剂加压浸提制取浸出毛油和成品粕；

第八步，浸出毛油和酸化油调和储藏，应用非精炼油生产生物柴油工艺制取国标生物柴油，副产少量粗甘油和生物渣油。

在上述第一步中，所述黄连木籽要求充分干燥，含水率降至12％以下。存储黄连木籽的仓库密闭，并使用脱氧剂气调储藏。

在上述第三步中，炒籽使用圆筒炒锅，直火干炒。

生物柴油生产工艺采用本单位已经申报的专利《一种非精炼油脂生产生物柴油的制备工艺》申请号：201210150779.6

污水处理工艺采用本单位已经申报的专利《一种生物柴油工厂含油污水处理工艺》申请号：201210253410.8

黄连木籽清理过程产生的废物主要是可燃有机质，与煤掺混燃烧。生产过程产生的固体废物只有炉渣一种。

本发明有益的效果是：

1、充分合理，综合优化加工利用黄连木籽，兼顾食用、饲料用和生物能源开发；

2、开发保持黄连木籽油原香的食用油和可单独食用或与其它脂肪酸营养互补食用油调和用的一级精炼食用油，且食用油中不含任何浸提剂残留；

3、预榨后的浸提工艺选择具有内部热能交换和低气化点的4号溶剂加压浸提技术，显著节能，油脂浸提彻底，粕质量好；

4、浸提油脂和食用油脂精炼副产物回收的油脂用于生产国标生物柴油，兼顾生物能源开发；

附图说明

图1为本实施例的工艺流程简图。

具体实施方式

结合实施例对本发明做进一步说明。

参见图1，本发明的工艺步骤如下：

黄连木3至4月开花，9至10月果熟。当果实从红色变为铜锈色时及时采果，否则10天后自行脱落，铜绿色果实是成熟饱满的种子，红色、淡红色果多为空粒。采摘时可用高枝剪，剪断整个果穗，收集晾晒。晾晒同时果粒脱落，去除果枝杂叶。也可采用强制烘干措施。黄连木籽含水率不超过12％即达到收储条件。

干燥并清除果枝杂物的黄连木籽以麻袋包装或散装，运入库区。

黄连木籽采用房式仓和密闭钢板立筒仓群存储。油料经计量后进入带防潮层的房式仓暂存，之后初净，干燥后送入密闭钢板仓储藏。钢板仓放入足量单独包装的铁系除氧剂，气调储藏，并充分利用秋冬春季自然低温。黄连木籽储藏尽量不过夏，在夏季来临前完成全年加工量。夏季安排检修，技术升级工作。

库存的黄连木籽按生产计划出仓。采用锥形仓底螺旋机械出仓和带式输送机输送。风选与筛选相组合的方式去除大小轻重不同于黄连木籽的杂质。除杂过程严格除尘，选用离心除尘器和脉冲袋式除尘器串接方式除尘。风选筛选后顺接永磁滚筒磁选器去除金属杂质。此段工序分离的杂质多为可燃有机物，混入燃煤送锅炉燃烧，为生产提供热能并显著减少体积。燃烧剩余物混入炉渣，不可燃的固体杂质直接进入炉渣。最终的固体废弃物只有炉渣一种，炉渣则外售用于铺路或制免烧砖等。

经深度除杂后的黄连木籽进入滚筒炒籽机，直接火做热源。炒籽时间20～30min，炒籽温度180℃以上，要求炒籽均匀，不焦不糊，不夹生。炒籽过程促使蛋白质变性，钝化活性酶，发生一些列生物化学反应，使油料散发特殊香气，并有利于后续油脂的制取以及粕的营养性质。

炒后的黄连木籽不必降温，直接进入螺旋榨油机，压榨制取油脂。因榨油过程由于多种磨擦作用会产生大量热能，榨料的过热将导致压缩比的降低和油饼质量变坏，甚至严重影响压榨效果。黄连木籽压榨取油选用带冷油喷淋榨笼冷却的安迪生式双级螺旋榨油机。榨出的油在后续工段原香油脂升温预热精炼处换热器中与冷油换热，榨出油冷却到50℃左右，然后以一定范围的流量喷淋到露出的排油榨条上。冷油的喷淋不仅冷却了榨笼，而且冲洗了榨笼表面的油渣，同时冷油的流动也覆盖了榨笼暴露的排油表面，可防止由于新鲜热油在榨笼上残留过久而造成的空气氧化。榨饼单独存放，送往浸提车间。

压榨制得的毛油中一般含有5％左右的油渣。毛油在澄油箱内靠重力自然沉降分离油渣。油渣被螺旋输送机送往榨油机内复榨。

经澄清捞渣后的毛油通过冷却换热器，冷却到5℃～8℃，之后进入带保温层的储罐内。冷却换热器油冷冻机组提供冷能。

储罐内的冷却后毛油经齿轮泵输送，进入立式叶片过滤机过滤。起初过滤未达到彻底清澈标准的油脂返回重新过滤。滤饼达到一定厚度，过滤机进入稳定工作状态的滤出油进入原香油储罐。为保证食品安全，过滤过程不使用任何助滤剂。过滤机卸出的滤渣汇入预榨饼内，一同进入浸提车间。

质检合格后计量灌装，一部分原香油制取具有黄连木籽油特殊香气的小包装成品食用油(成品油A)。

剩余原香油进入油脂精炼工段。

首先脱胶。先与初榨油换热升温，并间接蒸汽加热升温至50℃～55℃。在水化锅内加入占油重量0.05％～0.2％的浓度75％～85％的磷酸，充分混合后，再加入1％～5％的与油脂等温软水进行水化。连续搅拌20min左右，离心分离或沉降法将油脚分出。加水后允许温度上升10℃。

脱胶后油脂进行碱炼脱酸。可选用10％浓度的氢氧化钠水溶液。超碱量0.1％～0.2％，搅拌速度约60r/min，全部碱液在5～10min内全部加完。连续搅拌至油、皂呈明显分离时(20～50min)，降低搅拌速度至30r/min左右，蒸汽间接加热，每分钟升高1℃，保持终温70℃～75℃。保温沉降6～8h分离皂。

分离皂后的油脂，为清除残余皂，加入15％油脂质量的60℃软水在线混合洗涤，并经碟式离心机分离。

经离心机分离残皂后的油脂，在304不锈钢波纹板填料闪蒸塔真空闪蒸脱水，充分干燥。入料温度90℃～100℃，出料与入料换热，蒸汽间接加热，水喷射真空，真空度-0.09MPa。

经闪蒸脱水后的油脂进行真空吸附脱色。脱色剂选用漂土和活性白土混合使用(混合比1∶10～20)。在90℃开始真空脱除氧气，之后在搅拌状态下加入脱色剂并迅速升温至110℃，保持搅拌，停止加热，保温30min后氮气破除真空，立式叶片过滤机过滤。

吹扫净后的废脱色剂混入煤中进锅炉混烧。废脱色剂露天存放有自燃危险，故随产随清，及时烧掉。

过滤后的油脂质检入库，为达到一级精炼油脂的食用油(成品油B)。可以单独包装销售，或与其它脂肪酸营养互补的油脂调和后，作为调和食用油销售。

油脂精炼过程产生的油脚、皂脚和残皂，全部送入酸化池酸化，制取酸化油。酸化油进入生物柴油原料储罐，最终按非精炼油脂生产国标生物柴油工艺加工成国标生物柴油。生物柴油生产工艺采用本单位已经申报的专利《一种非精炼油脂生产生物柴油的制备工艺》申请号：201210150779.6

酸化过程产生的废水等，则送入污水站净化再生，实现资源循环利用和污水零排放。污水处理工艺采用本单位已经申报的专利《一种生物柴油工厂含油污水处理工艺》申请号：201210253410.8

预榨后的饼进入浸提车间提取剩余油脂。

浸出工艺采用4号溶剂加压浸提工艺。4号浸提溶剂即液化石油气(主要成分为液化丙烷、丁烷)，沸点均在0℃以下。

4号溶剂浸出过程为罐组式工艺，主要设备均为二类压力容器。4号溶剂浸出工艺分为固体物料系统、混合油蒸发系统、溶剂回收系统、循环水系统、真空系统。工艺过程为：1、预榨饼装入浸出罐；2、将4号溶剂注入浸出罐浸泡油料；3、从浸出罐抽出混合油打入蒸发系统；4、联通浸出罐与压缩机吸气口，使粕中的残溶气化，进入压缩机，经压缩液化，循环使用，粕排出进出系统；5、混合油进入蒸发系统，使4号溶剂蒸发后与毛油分离，溶剂蒸气经压缩液化后循环使用，毛油排出浸出系统。

工艺参数：浸出温度：20～40℃；浸出时间：120min；浸出压力：0.3～1.0MPa；粕脱溶温度：30℃；粕脱溶压力：-0.8MPa；粕脱溶时间：1min；毛油脱溶压力：-0.8MPa；毛油脱溶时间：30min。粕残油：1％～1.5％；粕残溶：(10～200)×10^-6；水溶性蛋白保存率：95％。毛油残溶：＜50×10^-6。

在该工艺中，应用：工艺系统内部换热技术；油料自动装排料方法；混合油压差输送方法；浸出过程气体翻动物料方法；无空气安全浸出方法；浸出粕热烃风运加热方法；浸出粕真空脱残溶方法；毛油残溶的脱溶塔循环脱溶方法及一些列的自动控制方法等。

4号溶剂浸出工艺中，混合油及粕中溶剂的蒸发是减压后自发进行的。溶剂的液化则由压缩机压缩，经热交换冷凝液化，热交换过程是溶剂液化时放出热量(液化潜热)与蒸发时吸收热量(气化潜热)的热交换，因溶剂的液化潜热与气化潜热相等，浸出系统将保持热平衡，实现工艺系统内部热交换，使浸出车间基本上不使用蒸汽，从而大幅度降低了油脂生产过程的能耗，降低油脂生产成本，减少了“三废”污染。

浸出后的粕(成品粕A)质检入库，袋装或散装销售，用以补充和代替部分大豆饼粕，用于饲料生产。黄连木籽粕的库房为房式仓，地面有隔潮层，严格防火。

浸出后的油不需精炼，可直接进入生物柴油原料油储罐，与前面油脂精炼回收的酸化油混合。此混合油应用非精炼油脂生产国标生物柴油工艺加工成国标生物柴油。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种黄连木籽综合加工制取食用油脂、生物柴油和饲料粕的工艺，其特征是：由以下步骤组成：

第一步，将合格黄连木籽除杂干燥，所述黄连木籽要求充分干燥，含水率降至12％以下；存储黄连木籽的仓库密闭，并使用脱氧剂气调储藏；

第二步，将储藏的黄连木籽生产调用，经风选、筛选、磁选清除杂质；

第三步，将清除杂质后的黄连木籽炒籽，压榨；炒籽使用圆筒炒锅，直火干炒；

第四步，压榨制取的油经沉降、冷却后过滤，选取达到清澈标准的油脂制取原香食用油；滤渣汇入预榨饼中；

第五步，对剩余部分过滤后的油脂脱胶、脱酸、脱色，深度精炼制取一级精炼食用油；

第六步，精炼过程产生的副产物：油脚、皂脚和残皂予以酸化，制取酸化油；产生的废水排入污水处理站净化再生；

第七步，预榨饼经4号溶剂加压浸提制取浸出毛油和成品粕；

第八步，浸出毛油和酸化油调和储藏，应用非精炼油生产生物柴油工艺制取国标生物柴油，副产少量粗甘油和生物渣油。