一、预处理压榨的一般工艺过程
油料预处理工艺的确立,与油料品种、取油工艺、产品质量指标、油料综合利用、投资规模等多种因素相关,因此有多种方案可供选择。而压榨工艺相对简单,可以根据整体油脂生产工艺以及产品质量的要求,选择压榨、预榨、热榨、冷榨等不同的榨油工艺。
单纯的压榨取油工艺可采取一次压榨或两次压榨,主要用于生产规模较小的油脂加工厂,或要求保持油脂特有风味的油料加工,如芝麻油、浓香花生油、可可脂等。在压榨取油工艺中要求尽量提高压榨出油率。
与浸出法取油工艺相配套的预榨取油工艺主要用于生产规模较大的油脂加工厂,以及大宗高含油料的油脂制取工艺。在预榨工艺中仅要求榨出料胚中70%左右的油脂,预榨饼中残留的油脂经溶剂浸出法取出。
通常情况下,油料的压榨或预榨工艺均采用热榨,仅有当压榨饼用作食品生产或医药生产的原料时,才采用冷榨取油工艺。在冷榨工艺中由于入榨料胚的温度较低(≯70℃),因此可以保持压榨过程中油料蛋白质不变性或少变性,但冷榨出油率较低。
二、主要油料的预处理压榨工艺
(一)大豆
大豆的油脂制取工艺通常采用预处理直接浸出,个别情况下也采用冷榨工艺。
大豆冷榨工艺流程:大豆→清理→破碎→软化→轧胚→调温→压榨→豆饼。
大豆冷榨工艺中的软化温度一般不高于45℃~50℃,软化水分为10%~12%,轧胚厚度为0.4mm~0.5mm,入榨前的调质温度不高于70℃。若采用ZX10型螺旋榨油机整籽冷榨时,则不需要轧胚。
传统的大豆预处理浸出工艺比较简单,先进的大豆预处理浸出工艺可采用脱皮、挤压膨化、湿热处理等技术,并且可以结合大豆脱皮前的干燥进行调质,省略软化工序,简化预处理工艺流程。
传统的大豆预处理工艺流程:大豆→清理→破碎→软化→轧胚→干燥→浸出
一般的大豆脱皮预处理工艺流程:大豆→清理→干燥→破碎→脱皮→软化→轧胚→浸出
大豆干燥调质脱皮预处理工艺流程:大豆→清理→干燥调质→破碎→脱皮→轧胚→浸出
大豆挤压膨化预处理工艺流程:大豆→清理→干燥→破碎→软化→轧胚→挤压膨化→干燥→浸出
大豆湿热预处理工艺流程:大豆→清理→破碎→软化→轧胚→湿热处理→浸出
大豆的预处理浸出工艺还应与大豆蛋白生产、大豆综合利用以及大豆活性成分的提取结合起来。
(二)油菜籽
传统油菜籽的油脂含量较低,芥酸和芥子甙含量较高。芥子甙(硫代葡萄糖甙)含量通常在4%左右。在湿热条件下,油菜籽中的芥子甙在芥子酶的作用下降解,产生有毒的含硫化合物硫氰酸脂、异硫氰酸酯、恶唑烷硫酮及睛类化合物等,这些分解产物能抑制动物的甲状腺对腆的吸收而发生肿胀,导致代谢紊乱。在油菜籽加工过程中,少量的分解产物转移到油中,大量的残留在饼粕中。因此,菜籽粕必须经过脱毒处理或限制在饲料中的比例(约10%)才能作为牲畜饲用。传统菜籽油的特点是芥酸含量较高(40%以上),人们曾对菜籽油高芥酸的营养安全性问题提出质疑。
“Canola”籽是加拿大培育的低芥酸及芥子甙的“双低”菜籽品种,1996年加拿大油籽榨油家协会(WCOCA)定义,将油中芥酸允许含量降低到1%、粕中芥子甙允许含量低于20μmol/g。 2001年4月1日我国颁布实施的农业行业标准规定,低芥酸低硫甙油菜籽中芥酸含量不高于5%,硫甙含量不高于45μmol/g(饼),低芥酸菜籽油中芥酸含量≤5%。加拿大双低菜籽含油量(42%~45%)较我国双低油菜的含油量高2~3%。据有关部门统计,2001年我国冬播油菜籽中,双低油菜籽的播种面积占油菜总播种面积的66.7%,并力争在3~5年在全国普及双低油菜。
事实上,双低油菜已不再是传统的油用作物,而是菜、油、饲兼用作物。双低油菜的菜苔是很好的食用蔬菜;低芥酸菜籽油脂肪酸组成合理,是较理想的营养油;低硫甙饼粕蛋白质含量高达36~42%,且氨基酸组成合理,是较好饲用蛋白源。因此,双低油菜的产业化开发意义重大。
传统的菜籽预处理制油工艺一般采用预榨浸出。其工艺流程:
菜籽→清理→(软化)→轧胚→蒸炒→预榨→浸出
传统的菜籽油脂生产工艺的缺点是:菜籽外皮含有大量纤维素、胶质以及单宁等多酚类化合物,带皮制油所得菜籽饼粕作为饲料的适口性和蛋白利用率很差;经高温蒸炒和热榨,生产的毛油色泽较深,杂较多,酸价较高,降低了油脂精炼得率;未考虑菜籽粕的脱毒处理和蛋白利用。
近年来,对菜籽尤其是双低菜籽制油技术的发展有菜籽脱皮制油、冷榨制油、挤压膨化制油等。其产品为绿色菜籽油脂、饲用菜籽粕等。
1、菜籽脱皮
油菜籽含有35-40%的油脂和25%左右的蛋白质,含有12~19%左右的种皮,皮中含有30%~34%的粗纤维,全籽中90%的芥子碱、色素、植酸、单宁等抗营养物质也主要存在于种皮中。菜籽不脱皮而直接制油,除加深毛油色泽、增加精炼困难外,还将影响菜籽饼粕的品质、外观及适口性,影响菜籽饼粕蛋白质的利用价值。油菜籽脱皮可以有效地除去其中所含的抗营养因子,使菜籽饼粕蛋白质含量提高到45%左右,饼粕质量得到很大提高,使脱皮菜籽饼粕成为可与大豆饼粕相媲美的优质饲用蛋白资源。
双低油菜籽的含皮率较普通菜籽更高,国外对双低油菜籽的脱皮技术有很多研究,脱皮原理和设备有齿盘式、离心撞击式、高速气流碾削式和齿辊式等。
我国对菜籽脱皮技术的研究尚处于起步阶段。经过近几年的努力,现已将菜籽脱皮工艺和设备成功地应用于工业生产。
菜籽脱皮工艺包括菜籽干燥、利用撞击或其他外力作用使菜籽破裂脱皮、利用筛选和风选进行皮仁的分离。
菜籽脱皮率与其含水量呈显著正相关,见表1。但菜籽脱皮率与其粉末度也显著相关,随着脱皮率的增高,粉末度亦随之加大,影响了皮仁分离的效果。因此,脱皮率还应根据粉末度和皮仁分离的效果进行控制。控制菜籽适宜的脱皮水分在7-8%,脱皮率在80-85%,粉末度控制在2-3%。在最佳分离状态下,可以达到仁中含皮<2%、皮中含仁或籽≤2%的分离效果。由于最终产品皮和仁的纯度之间有一定的联动性,即提高皮中含仁率可降低仁中含皮率,相反亦是如此,因此在实际生产中可根据需要适当提高仁中含皮率、降低皮中含仁率以降低仁的损失。此外,由于油菜籽品种之间或同一品种不同批次之间物料状况差异较大,故在具体操作中可选择适宜的脱皮率和皮仁分离条件。
表1 菜籽脱皮率与含水量的关系
含水量(%) 8.8 7.4 6.1 4.6 4.2 3.6 3.4
脱皮率(%) 67.4 84.0 89.7 88.1 90.5 88.3 91.0
一种脱皮设备是撞击式菜籽脱皮机。其脱皮原理是:脱皮机以离心方式运行,待处理原料利用离心力加速后高速撞击在挡圈上,在强大的撞击力作用下菜籽破裂脱皮。
另一种菜籽脱皮设备是YTPG型油菜籽脱皮机组。YTPG型油菜籽脱皮机组主要由以下设备组成:油菜籽脱皮机、仁皮分离机、风机、旋风分离器、分选筛及输送设备等。YTPG型油菜籽脱皮机综合利用剪切、挤压、搓碾等多种作用同时进行脱皮,因此,其脱皮效果优于对菜籽进行单一作用的机型。经脱皮机处理的仁皮混合物落到仁皮分离机的振动筛面上,利用脱皮后的仁、皮各组份悬浮速度的差异,在振动和风的共同作用下,筛面上的物料呈悬浮状态并自动分成皮和仁两层,密度小的皮浮在上面用风吸走,密度大的仁则沉在下层,从仁皮分离机前端出口排出。风吸走的皮中还带有少量的碎仁,还需要进一步筛选,分离出皮中带有的碎仁,完成仁皮分离的全过程。物料进机含水量5~8%,脱皮率>98%,仁中含皮率< 2%,皮中含仁率< 2%。
2、菜籽冷榨
德国埃森综合大学与凯姆瑞亚?斯凯特公司合作,在德国萨克森州的科朋斯德特油厂建起了一座菜籽脱皮冷榨工厂。生产结果显示,脱皮冷榨菜籽油的质量与普通菜籽油水化脱胶及中和后的油相近,不需精炼即可食用。不仅避免了对食用油的热和化学处理,保留了菜籽油的纯天然特性和营养价值,同时避免和减少了在压榨过程中蛋白质的变性,提高了压榨饼的质量。该工艺被称作绿色油脂加工工艺,冷榨天然菜籽油在德国一些城市的天然食品商店,按绿色食品以高于菜籽色拉油的价格出售。
国内对此工艺也作了研究和尝试,菜籽冷榨工艺流程:
菜籽→清杂→调质干燥→脱皮分离→冷榨→精炼→冷榨菜籽油
该工艺与传统的予榨浸出相比,省略了轧胚和浸出,也简化了炼油工艺。因此与预榨浸出相比,节省投资30~40%,生产中的水、电、汽消耗也可节省30~40%。冷榨(冷榨温度 <60℃)菜籽毛油的色泽浅、磷脂含量和酸价都较低,无需精炼即可食用(接近食用二级油指标)。采用物理精炼时,辅助材料的用量很少,提高了精炼得率,同时由于在制油和精炼过程中避免了热和化学处理,保留了油溶性的维生素和生理活性物质,油品质量提高。冷榨饼粕色泽较浅,蛋白变性小。随着人们对健康、绿色食品的需求增加,脱皮冷榨后经物理精炼的食用油,受到消费者的喜爱。
脱皮冷榨菜籽油的质量指标:
水 份(%) ≤0.1 色泽(罗维朋25.4mm槽) ≤Y3.5 R4
气味、滋味 具有菜籽油特有的气味和滋味
磷含量(meq/kg) ≤3 酸价(mgKOH/g) ≤1
杂质(%) ≤0.1 过氧化值(meq/kg) ≤2
脱皮冷榨菜籽饼的质量指标:
水份(%) ≤2 残油(%) ≤7
蛋白含量(%) ≤37 粗纤维含量(%) ≤8
3、菜籽脱皮挤压膨化制油工艺
菜籽→清杂→调质干燥→脱皮分离→轧胚→调质→挤压膨化→浸出
油菜籽原料经清理、烘干、冷却、脱皮和皮仁分离后,获得含皮率2%左右的菜籽仁。菜籽仁经轧坯,再经调质处理,使物料达到适宜的水分温度后,喂入高油份油料挤压膨化机。经挤压膨化机榨出菜籽仁中39%左右的油脂,其余物料形成膨化系数1:1.69、容重480~495kg/㎡、含水分3.5%~4%的多孔状结构颗粒状膨化粒料,膨化粒料残油率27~28%(干基)。在油脂浸出时,膨化粒料由于呈多孔状结构,溶剂易于向物料内渗透,混合油也易于向外扩散,浸出器再加大溶剂喷淋量,适当提高溶剂比,浸出成品粕残油率达1.5%以下,粗蛋白含量高达45%~48%(干基)。而未脱皮菜籽预榨—浸出粕粗蛋白含量为35~40%。并且,脱皮菜籽粕的色泽浅,抗营养因子含量降低,大大提高了粕的营养价值。挤压和浸出毛油再分别进行精炼得成品菜籽油。挤压膨化机提取的毛油酸价低(AV=2mgkoH/g左右),色泽浅(罗维朋比色计25.4mm槽:Y35,R10),经水化处理后即可得质量好的二级菜油。
(三)花生
花生是高含油料,一般采用预榨浸出制油工艺,小型油厂也采用一次压榨制油工艺,浓香花生油生产则采用特殊的油脂生产工艺。
一般的花生预处理预榨浸出制油工艺:
花生→清理→剥壳→破碎→轧胚→蒸炒→预榨→浸出。
一般工艺生产的预榨花生油风味纯正、清香,是人们喜爱的食用油脂。
浓香花生油是以优质的、精心挑选的、新鲜的花生仁为原料,采用部分整籽特殊高温炒制、混合机械压榨、低温冷滤的纯物理方法生产的纯正精制植物油。浓香花生油独特的生产工艺能够使榨取的花生油产生浓郁的花生油香味,并在精炼过程中不损失,此外,还最大限度地保留了花生中的营养成分和生理活性成分。
浓香花生油生产工艺流程:
优质花生仁→清选→破碎→轧胚→蒸炒 冷冻介质
↓ ↓
优质花生仁→清选→炒籽→扬烟冷却→破碎→压榨→沉降→冷却→过滤→成品油
↓ ↓
碎红衣 预榨饼
生产浓香花生油的原料,应选择新鲜、籽粒饱满、无破损、无霉变、无虫蚀、品质优良的当年花生仁,并符合GB1533-79中三等以上的标准要求。花生仁要有好的储藏条件,最好是低温储藏,品质差的花生仁无法加工出好的浓香花生油产品。
浓香花生油生产的两个关键工序是炒籽和冷滤。炒籽工序一般采用滚筒炒籽机,直接火作热源,炒籽时间为30~40分钟,炒籽温度达180℃以上,要求炒籽均匀,不焦不糊,不夹生,掌握合适的炒籽。炒籽后要迅速冷却,并去除脱落的花生红衣。冷却过滤工序一般采用冷却油罐,将其在搅拌下缓慢冷却至20℃左右,然后将其油脂打入板框滤油机进行粗过滤。
冷却粗滤工序的冷却水温要求在20℃以下,在冬季可采用循环水池的冷水,但一定要保证冷却水的清洁,以免冷却油罐中换热盘管的结垢和堵塞。当夏季水温较高时,需要用冷冻机组提供的低温冷却水作为冷却介质对油脂进行冷却。
冷却精滤工序:将粗滤后的油脂打入冷冻油罐,进一步冷却至15℃左右,毛油中胶体杂质在临界凝聚温度下逐渐凝聚。将其油脂打入板框滤油机,油脂经过滤布和滤纸组成的过滤介质,胶体杂质被过滤介质截流从而与油脂分离。
冷却精滤工序的冷却水温要求在10℃以下,需要采用由冷冻机组提供的低温冷却水作为冷却介质对油脂进行冷却。冷却油输送泵要采用即能满足较大过滤压力、又避免凝聚胶质破碎的泵类。
浓香花生油产品质量要符合国家标准(GB8615-88)。花生油具有特殊的香味,为最佳的食用油之一,在我国大多数地区,其价格都高于其他油脂。采用普通油脂制取和精炼工艺生产的花生油香。