第八章植物油脂制取ppt课件

精选,1,粮油加工学,精选,2,第八章植物油脂制取,第一节植物油料的种类及工艺性质第二节植物油料的预处理第三节压榨法制油第四节溶剂浸出法制油第五节超临界流体萃取法制油第六节水剂法制油第七节加工副产品的综合利用,精选,3,教学目的：使学生掌握植物油脂提取的有关概念、基本理论及有关加工技术特点教学要求：要求熟练掌握压榨法制油、溶剂浸出法制油、CO2超临界萃取法制油、水溶剂法制油的工艺原理、工艺要求和工艺特点。重点：各种制油方法的机理、工艺要求及工艺特点难点：各种制油方法的机理及工艺。,精选,4,第一节植物油料的种类及工艺性质,油料油脂工业通常将含油高于10%的植物性原料称为油料一、油料种类及形态结构1、油料种类（1）按植物学属性分草本油料：大豆、油菜子、花生等木本油料：棕榈、椰子、油茶等农产品加工副产品油料：米糠、玉米胚芽等野生油料：野茶子、松子等,精选,5,（2）按含油率高低分高含油率（30%）油料：菜子、棉子、花生、芝麻等低含油率（20%左右）油料：大豆、米糠等世界大宗油料大豆、棕榈、菜籽、葵花籽、花生和棉籽我国大宗油料油菜籽、大豆、花生、葵花籽、棉籽、芝麻和亚麻,精选,6,2、油籽的形态结构种皮最外层保护胚和胚乳含有大量纤维物质胚油脂存于其中胚乳脂肪蛋白糖类维生素微量物质3、油料种子的细胞结构,基本结构,精选,7,精选,8,不同油料及油料不同组成部分的细胞的大小及形状不同。大小：大豆、花生的最大，棉籽的最小；形状：以球形为主，圆柱形、纺锤形、多角形；结构：细胞壁和细胞内容物；油体原生质：油料种子的原生质和油脂所组成的复合体，主要由水、无机盐、有机化合物组成，干燥后呈干凝胶状态，富有弹性。,精选,9,二、油料种子的化学组成,化学组成：油脂、蛋白质、磷脂、脂肪酸、色素、蜡、糖类和其他物质等1、油脂,（1）R1、R2和R3可代表饱和烃基或不饱和烃基（2）R1、R2和R3相同称为单纯甘油三酸酯（3）R1、R2和R3不相同称为混合甘油三酸酯,精选,10,常见的高级脂肪酸：直链含偶数碳、12-20碳、十六和十八碳、顺式常见分：饱和脂肪酸：软脂酸（16-碳酸）CH3（CH2）14COOH硬脂酸（18-碳酸）CH3（CH2）16COOH不饱和脂肪酸：油酸（9-十八碳烯酸）CH3（CH2）7CH=CH（CH2）7COOH亚油酸（9、12-十八碳烯二酸）CH3（CH2）4CH=CH（CH2）CH=CH（CH2）7COOH亚麻酸（9、12、15-十八碳烯三酸）CH3（CH2）5CH=CH（CH2）7COOH特点：饱和脂肪酸含量高的油脂熔点高,精选,11,碘价：每100g油脂吸收碘的克数。碘价越高，油脂中脂肪酸不饱和程度越高不干性油脂80半性油脂80130干性油脂130植物油脂大部分为半干性油,精选,12,酸价：中和1g油脂中的游离脂肪酸所需的氢氧化钾的毫克数。酸价越高，油脂中游离脂肪酸含量越高游离脂肪酸的产生：未完全成熟及加工、储存不当等。,精选,13,2、蛋白质蛋白质是由氨基酸组成的高分子复杂化合物存在部位：子仁凝胶对工艺和油品的影响：可塑性、产生深颜色,精选,14,3、磷脂（磷酸甘油酯）卵磷脂和脑磷脂性质：a不溶于水、可溶于油脂和有机溶剂，但不溶于丙酮b强吸水性形成胶体物质，溶解度降低c易氧化（在阳光下或空气中变成褐色至黑色物质）d可被碱化、皂化和被水解e具乳化性和吸附作用去除方法：水化法和加酸法,精选,15,4、色素主要是各种脂溶性色素引起如：叶绿素、类胡萝卜素、黄酮色素及花色苷等去除方法：活性白土或活性炭吸附除去，也可以在碱炼过程中被皂脚吸附除去,精选,16,5、蜡是高分子的一元脂肪酸和一元醇结合而成的酯主要存在于油子的皮壳内，且含量少，但米糠中含量较多性质：a能溶于油脂中b熔点较甘油三酸酯高c溶解度随温度升高而增大，在低温下会析出去除方法：冷却析出晶体蜡，再经离心分离,精选,17,6、糖类是含有醛基和酮基的多羟基的有机化合物主要存在于油子的皮壳中，仁中含量少高温下与蛋白质作用生成深颜色和焦糖化反应7、维生素主要是VE，能防止油脂氧化酸败8、其它物质花生中的黄曲霉毒素，菜子中含硫化合物,精选,18,3、油料种子的物理性质,（1）质量热容和热导率质量热容：使1Kg油料的温度升高1所需要的热量，与油料的化学成分、比例以及含水量有关。油料的导热性差，散热和加热的均匀性。（2）吸附性和解吸性注意储存环境的湿度和有毒、有味气体。,精选,19,第二节植物油料的预处理,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。,精选,20,清理干燥剥壳去皮脱绒油料生坯的制备（破碎、软化和轧坯等）油料生坯的挤压膨化油料熟坯的制备油料蒸炒,精选,21,一、清理,（一）清理的目的（1）提高出油率（2）提高油脂及饼粕的质量（3）减少设备磨损及处理能力（4）可避免生产事故（5）可改善生产环境卫生,精选,22,（二）清理的方法1、筛选2、风选3、磁选4、去除并肩泥5、干法比重分选（利用比重去石设备）,精选,23,二、剥壳,（一）剥壳的目的提高出油率，提高毛油和饼粕的质量，减轻对设备的磨损，增加设备的有效生产量利于轧坯等后续工序的进行及皮壳的综合利用,精选,24,（二）剥壳的方法皮壳性质、形状大小、皮结合情况摩擦搓碾法撞击法剪切法挤压法气流冲击法,精选,25,三、破碎,（一）破碎的目的使油料具有一定的粒度符合轧坯的条件利于软化时温度和水分的传递有利于浸出取油（二）破碎的标准粒度均匀，不出油，不成团，少成粉，粒度控制在610mm,精选,26,四、软化,软化是通过对水分和温度的调节，使油料塑性增加的工序，主要应用于含油量低和含水分低的油料。,精选,27,五、轧坯,轧坯就是利用机械的作用，将油料由粒状轧成片状的过程。主要目的（1）破坏油料的细胞组织，以提高浸出或压榨时的出油速度和出油率。（2）通过轧坯可使油料由粒状变成片状，表面积增加，有利于水热的传递，以保证料坯蒸炒的效果。要求：料坯薄而均匀，粉末度小，不露油,精选,28,卧式对辊轧坯设备,精选,29,六、油料生坯的挤压膨化,油料生坯的挤压膨化即是利用挤压膨化设备将生坯制成膨化状颗粒物料的过程。生坯经挤压膨化后可直接进行浸出取油作用节约浸出溶剂，浸出速率提高，有利于浸出设备和湿粕脱溶设备的产量增加，浸出毛油的品质提高，节约成本。,精选,30,挤压膨化机结构示意图,精选,31,七、油料熟坯的制备（油料的蒸炒）,油料生坯经过湿润、加热、蒸坯、炒坯等处理转变为熟坯的过程称作蒸炒。蒸炒的目的在于使料坯在微观生态、化学组成以及物理状态等方面发生变化，以提高压榨出油率及改善油脂和饼粕的质量。,精选,32,使油脂凝聚，为提高油料出油率创造条件；调整料坯的组织结构，借助水分和温度的作用，使料坯的可塑性、弹性符合入榨要求；改善毛油品质，降低毛油精炼的负担。,精选,33,湿润蒸炒,蒸炒方法,加热蒸炒,精选,34,精选,35,第三节压榨法制油,压榨法是一种古老的机械撮油脂的方法，最早可以追溯到五千多年以前。机械压榨法制油：指借助机械外力把油脂从料坯中挤压出来的过程。,精选,36,一、基本原理,（一）压榨过程1、油脂的挤出压力黏度油饼成型2、油饼的形成是建立排油压力的前提和必要条件,精选,37,（二）基本原理1、排油动力动力黏度温度油饼的成型,精选,38,2、排油深度压力大小使物料变形压力传递压力递增量要小，增压时间不过短黏度通过调整温度，使黏度阻力减少到极值,精选,39,3、油饼的成型物料含水量要适当排渣排油量适当形成受力而塑性变性的空间力场,精选,40,压榨取油的必要条件榨料里面的通道中油脂的液压愈大愈好压榨过程中流油毛细管直径愈大、数量愈多愈好流油毛细管的长度愈短愈好压榨时间在一定限度内要尽量长些受压油脂的粘度愈低愈好,精选,41,二、影响压榨制油效果的因素,（一）榨料结构性质对出油效果的影响取决于油料本身的成分和预处理效果被破坏的细胞愈多愈好颗粒大小适当容重在不影响内外结构的前提下愈大愈好榨料水分适当，流动性好粒子具有足够的可塑性,精选,42,（二）压榨条件对出油效果的影响,压力、温度、时间、料层厚度和排油阻力等1、榨膛内的压力压力大小、榨料受压状态、施压速度以及压力变化规律等；动态压力比静态压力效率高；流油不断、先轻后重、轻压勤压,精选,43,2、压榨时间榨料特性、压榨方式、压力大小，料层厚薄、含油量、保温条件以及设备结构等。3、温度的影响入榨温度100135,精选,44,三、压榨工艺及设备,（一）压榨法制油工艺静态压榨和动态压榨1、静态压榨特点：形成坚饼缺点：易产生油路过早闭塞、排油分布不匀现象原理：巴斯喀原理传递介质：食用油或油水混合物压榨要求：流油不断，掌握好压力与排油速率的关系压榨过程：预压成型、快榨、慢榨、油饼（沥油）,精选,45,2、动态压榨连续螺旋榨油机，瓦状饼块压榨过程：进料（预压）段、主压榨段（出油段）和成饼段（重压沥油段）特点：饼坯内含油率的变化与排油速率变化有关，要求与特定榨膛结构相适应，呈曲线规律性变化；瞬时高压取油。,精选,46,3、榨油机,（1）液压式榨油机间隙压榨，适用于小型油厂分类：按暴露于空间的形式：开式（板式）、半开式（盘式）和闭式（笼式）按油饼叠放的位置：卧式、立式和斜式按饼的外形：方饼车、圆饼车常用的为带电动泵的圆饼式结构组成：榨油机本体和液压系统,精选,47,卧式液压榨油机特点：饼块横叠、便于滤油、流油顺畅、出油率高（比立式的高0.2%0.5%）、清渣和卸饼可实现自动化、操作方便。缺点：占地面积大、稳定性差、装饼时易发生“歪垛”、需安装退榨装置。适用油料：高油分油料的制浆连续成型压榨。结构：主油缸、副油缸、圆柱螺杆、榨缸、进浆阀、液压系统、电气系统。,精选,48,卧式液压榨油机,精选,49,精选,50,立式液压机特点：占地面积小，操作使用方便。缺点：装卸饼的劳动强度大，装卸料饼自动化组合困难。组成：油缸、机架、档饼装置、油盘及承饼盘。,精选,51,立式液压榨油机,精选,52,（2）螺旋榨油机连续式榨油机特点：连续化生产、单机处理量大、劳动强度低、出油率高、饼薄易粉碎、有利于综合利用。主要类型：ZX系列（一次压榨）ZY系列。（预压榨）结构形式：单纯螺旋式，带蒸炒锅式，双榨螺旋式,精选,53,结构组成：进料装置、榨膛（榨笼和螺旋轴）、调饼机构、传动系统，机架。进料装置强制进料结构榨笼横榨笼结构形式：直筒式、梯段式、分段组装式按零件不同：榨条型、榨圈型、组合型,精选,54,螺旋轴结构形式：整体式（小型）、套式（连续和断续）连续式适合于小型榨油机、冷压榨或整子压榨；断续压榨出油率高。选择原则：不同油料配置不同的组装螺旋轴，榨螺与衬圈的表面必须耐磨，尤其是压榨段。调饼机构作用：调节出饼厚薄，改变榨膛压力。,精选,55,螺旋榨油机,精选,56,精选,57,第四节溶剂浸出制油,浸出法制油是目前世界上普遍采用的一种先进的制油方法。浸出法制油是应用固液萃取的原理，选用某种能够溶解油脂的有机溶剂，经过对油料的接触（浸泡或喷淋），使油料中的油脂被萃取出来的一种制油方法。,精选,58,基本过程：把油料胚（或预榨饼）浸于选定的溶剂中，使油脂溶解在溶剂内（组成混合油），然后将混合油与固体残渣（粕）分离，混合油再按不同的沸点进行蒸发、汽提，使溶剂汽化变成蒸气与油分离，从而获得油脂（浸出毛油）。溶剂蒸气则经过冷凝、冷却回收后继续使用。粕中亦含有一定数量的溶剂，经脱溶烘干处理后即得干粕，脱溶烘干过程中挥发出的溶剂蒸气仍经冷凝、冷却回收使用。,精选,59,特点：出油率高(干粕残油率一般在1%左右，而压榨法残油均在48%)；粕的质量好；加工成本低；自动化控制程度高、劳动强度低。,精选,60,缺点：一次投资较大；溶剂是易燃易爆的有毒物质，对安全性要求较高；毛油质量稍差,精选,61,一、油脂浸出的基本原理,一、分子扩散影响因素：扩散面积、分子梯度浓度、扩散时间、分子扩散系数。分子扩散系数与分子大小、介质的黏度和温度有关。二、对流扩散指物质溶液以较小体积的形式进行的转移；扩散物的数量与扩散面积、浓度差、扩散时间及扩散系数有关。,精选,62,二、浸出溶剂的选择,遵循“相似相溶”的原理（一）浸出法制油对溶剂的要求（1）对油脂有较强的溶解能力（2）既要容易汽化，又要容易冷凝回收（3）具有较强的化学稳定性（4）在水中的溶解度小（5）溶剂来源丰富,精选,63,（二）常用的浸出溶剂,精选,64,三、浸出法制油的工艺流程及工艺要点,（一）浸出法制油的分类1、按操作方式间歇式浸出连续式浸出2、按取油次数直接浸出：含油量20%左右，如大豆、米糠等预榨浸出：压榨出80%85%，如油菜籽、花生仁、棉籽等,精选,65,3、按溶剂与油料的混合方式浸泡式喷淋式混合式,精选,66,（二）浸出法制油的工艺1、预处理预压榨（破碎）、膨化颗粒（调节温度和水分）2、油脂浸出不同油料和相同油料生产目的不同时，浸出工艺参数和所选择的溶液也不同，生产手段和生产规模是浸出过程中选择浸出设备的主要依据。,精选,67,3、湿粕脱溶采用“加热解吸”，间接蒸汽加热结合直接蒸汽负压搅拌。标准：粕中水分不超过8%9%，溶剂残留不超过0.07%,精选,68,4、混合油蒸发和汽提利用油脂和溶剂的沸点差异混合油沸点随混合油浓度增加而提高，相同浓度的混合油沸点随蒸发操作压力降低而降低。二次蒸发法混合油浓度，第一次：20%25%至60%70%第二次：达到90%95%,精选,69,5、溶剂回收溶剂气体冷凝和冷却、溶剂和水分离、废水中溶剂回收、废气中溶剂回收。冷凝液需经分水处理,精选,70,四、影响油脂浸出的因素,（1）料坯和预榨饼的性质料坯结构：均一性、细胞破坏程度、机械性能、容重和粉末度。水分适当（2）浸出温度一般是低于溶剂馏程初沸程5左右，用6号溶剂油一般温度为55左右,精选,71,（3）浸出时间浸出时间越长，浸出越彻底，但影响产量。采用平转浸出器，处理量为50吨/日，浸出时间65min。（4）料层高度料层较厚，将减少溶剂与其接触的表面积，加大溶剂对其渗透的阻力，降低浸出效果，但对提高生产能力有利。为兼顾两者的需要，一般装料量到盛料格的70%。,精选,72,（5）溶剂比和混合油浓度一般料坯浸出所用的溶剂比例是（溶剂：料）0.81：1，混合油浓度达到18%25%；膨化料浸出的溶剂比例为0.50.6：1，浓度可更高。混合油浓度越高，料坯与混合油中的油脂浓度差越小，其粘度相应增大，会降低浸出速率。,精选,73,（6）沥干时间和湿粕含溶剂量沥干时间一般应掌握在1525min，应该尽量缩短沥干时间。湿粕含溶剂量与浸出器的种类和操作时间有关，预榨饼的湿粕含溶剂量小。,精选,74,第五节超临界流体萃取法制油,超临界流体萃取(SupercriticalfluidextractionSFE)是一项新开发的单元分离技术。近年来，在德国、日木、美国等发达国家.超临界流体萃取技术的发展极为迅速.其应用领域有食品、医药、化妆品.而且发展到化工、石油化工和煤化工领域，特别是在食品工业中的应用发展尤为迅速.为天然食品原料的开发和应用开辟了广阔的前景。,精选,75,1、超临界点流体萃取技术的原理,一般物质，当液相和气相在常压下平衡时，两相的物理特性如密度、粘度等差异显著。但随着压力升高，这种差异逐渐缩小。当达到某一温度Tc(临界温度)和压力Pc(临界压力)时，两相的差别消失，合为一相这一点就称为临界点。在临界点附近，压力和温度的微小变化都会引起气体密度的很大变化。随着向超临界气体加压，气体密度增大，逐渐达到液态性质，这种状态的流体称为超临界流体。,精选,76,纯物质的压力温度相图,精选,77,2、超临界流体的特点,(1)其扩散系数比气体小，但比液体高一个数量级;(2)粘度接近气体；(3)密度类似液体；压力的细微变化可导致其密度的显著变动;(4)压力或温度的改变均可导致相变。,精选,78,1)CO2临界温度为常温(3.13),操作时温度接近常温.对热敏性食品以及食品的风味不会产生影响;2)CO2的化学性质稳定.不燃烧.不爆炸.无腐蚀性;3)CO2的临界压力为72.9105Pa.较易达到;4)CO2为无色、无臭、无毒、无污染食品之忧;5)CO2具有防氧化、抑制微生物活动的作用.对食品分离过程有利;6)CO2容易得到较纯的产品，来源方便.价格便宜;7)CO2的临界区内较低温度范围内，密度变化较大，使得萃取和分离较易实现。,精选,79,CO2超临界萃取设备,精选,80,第六节水溶剂法制油,一、水代法制油（一）生产原理利用油料中非油成分对水和油的亲和力不同以及油水之间的密度差，经过一系列工艺过程，将油脂和亲水性的蛋白质、碳水化合物等分开。,精选,81,（二）水代法制油的特点我国特有的一种制油方法，已有千年以上的历史。过去，水代法制油只用于小磨麻油的制取。实际上，这种制油方法同样适用于花生仁、葵花籽、油菜籽、油茶籽及其它高油分野生植物油料的油脂制取，但出油率都比较低。,精选,82,水代法制油具有几下特点：油脂香味浓，尤其是小磨麻油更具有特殊的芳香味；水代法制油设备简单，省电、投资少、见效快；出油效率能达到一定水平（小磨麻油可达96%左右），操作技术容易掌握；需要较多劳力，设备效率低，加工成本较高；粕中含水分高，容易变质。,精选,83,芝麻筛选漂洗炒子扬烟吹净磨酱芝麻油对浆搅油振荡分油麻渣,（三）芝麻水代制油工艺,精选,84,(1)筛选清除芝麻中的杂质，如泥土、砂石、铁屑等杂质及杂草子和不成熟芝麻粒等。筛选愈干净愈好。(2)漂洗用水清除芝麻中的并肩泥、微小的杂质和灰尘。将芝麻漂洗浸泡12h，浸泡后的芝麻含水量为2530。将芝麻沥干，再入锅炒子。浸泡有利于细胞破裂。芝麻经漂洗浸泡，水分渗透到完整细胞的内部，使凝胶体膨胀起来，再经加热炒子，就可使细胞破裂，油体原生质流出。,精选,85,(3)炒子采用直接火炒子。开始用大火，此时芝麻含水量大，不会焦糊；炒至20min左右，芝麻外表鼓起来，改用文火炒，用人力或机械搅拌，使芝麻熟得均匀。炒熟后，往锅内泼炒子量3左右的冷水，再炒1min，芝麻出烟后出锅。(4)扬烟吹净出锅的芝麻要立即降低温度，扬去烟尘、焦末和碎皮。焦末和碎皮在后续工艺中会影响油和渣的分离，降低出油率。出锅芝麻如不及时扬烟降温，可能产生焦味，影响香油的气味和色泽。,精选,86,(5)磨酱将炒酥吹净的芝麻用石磨或金刚砂轮磨浆机磨成芝麻酱。芝麻酱磨得愈细愈好。把芝麻酱点在拇指指甲上，用嘴把它轻轻吹开，以指甲上不留明显的小颗粒为合格。磨酱时添料要匀，严禁空磨，随炒随磨，熟芝麻的温度应保持在6575，温度过低易回潮，磨不细。石磨转速以30rmin为宜。(6)对浆搅油用人力或离心泵将麻酱泵入搅油锅中，麻酱温度不能低于40，分4次加入相当于麻酱重80100的沸水。,精选,87,(7)振荡分油、撇油振荡分油(俗称“墩油”)就是利用振荡法将油尽量分离提取出来。工具是两个空心金属球体(葫芦)，一个挂在锅中间，浸入油浆，约及葫芦的23；另一个挂在锅边，浸入油浆，约及葫芦的12。锅体转速10rmin，葫芦不转，仅作上下击动，迫使包在麻渣内的油珠挤出升至油层表面，此时称为深墩。约50min后进行第二次撇油，再深墩50min后进行第三次撇油。深墩后将葫芦适当向上提起，浅墩约1h，撇完第四次油，即将麻渣放出。撇油多少根据气温不同而有差别。夏季宜多撇少留，冬季宜少撇多留，借以保温。当油撇完之后，麻渣温度在40左右。,精选,88,二、水剂法制油,（一）水剂法制油原理利用油料蛋白（以球蛋白为主）溶于稀碱水溶液或稀盐水溶液的特性，借助水的作用，把油、蛋白质及碳水化合物分开。（二）水剂法制油的特点安全；副产品质量好；油脂色泽浅、酸价低、无需精炼即可作为食用油脂；但出油率稍低、工艺路线长。,精选,89,稀碱液花生仁精选低温烘干脱皮研磨花生浆乳化油破乳水洗脱水花生油离心分离蛋白液加盐酸蛋白质凝聚沉水洗浓缩干燥花生蛋白粉,（三）花生水剂法制油工艺,精选,90,(1)花生仁清理和脱皮清理采用筛选的方法除杂，清理后的花生仁要求杂质01。清理后的花生仁在远红外烘干设备中进行二次低温烘干，原料温度不超过70，时间23min，水分降至5以下。(2)碾磨碾磨可以破坏细胞的组织结构。碾磨后固体颗粒细度在10um以下，使其不致于形成稳定的乳化液，有利于分离。碾磨可用湿法研磨或干法研磨。(3)浸取是利用水将料浆中的油与蛋白质提取出来的过程。浸取采用稀碱液，因为稀碱液能溶解较多的蛋白质，又能起到一定的防腐和防乳化作用。,精选,91,(4)破乳浸取后分离出的乳状油含水分2430，蛋白质1左右，很难用加热法去水，因而破乳工序是十分必要的。破乳的方法以机械法最为简单。此法是先将乳状油加盐酸调节氢离子浓度到pH值46，然后加热至405O并剧烈搅拌而破乳，使蛋白质沉淀，水被分离出来。接着再用超高速离心机将清油与蛋白液分开。清油经水洗、加热及真空脱水后便可获得高质量的成品油。(5)分离工序