油脂制取与加工工艺学：第三节油料生坯的制备（Productflake)

1、第三节 油料生坯的制备（Product flake,本节主要内容 一、生坯制备的基本概念 二、油料的破碎（crashing） 三、油料的软化（condition） 四、油料的轧坯（flakeing） 五、生坯的干燥（drying,生坯制备的基本过程,Oilseed crashing condition flaking drying,第三节 油料生坯的制备,一、生坯制备的基本概念,一）生坯制备的步骤： 1.油籽的破碎（Oilseed crashing） 将大颗粒破成小粒度颗粒。 2.油籽的软化（Oilseed condition） 对油料进行温度和水分的调节。 3.油籽的轧坯（Oilseed f

2、laking） 将颗粒块油料轧成薄片。 4.油料生坯的干燥（flake drying) 对生坯进行干燥，以达到制油工艺的要求,第三节 油料生坯的制备,二）轧坯的种类： 1.将油籽轧成薄片； 2.将油籽轧碾成粉末； 3.将油籽破成一定程度的粒块； 国内一些预榨浸出部分采用此种方法，国内制乳香花生油。 （三）轧坯与油料的关系： 1.小颗粒油料不破碎 2.高含油料不软化,第三节 油料生坯的制备,二、油料的破碎,一）破碎的目的和要求： 1、目的： （1）利于油料的软化； （2）利于油料的轧坯； 2、要求： （1）粒度要均匀； 如：大豆破碎粒度为46瓣，花生6 8瓣。 （2）不出油，不成团 ； （3）粉

3、末度要小； 控制为通过20目（孔/英寸）筛不超过10,第三节 油料生坯的制备,二）油料破碎的方法和设备： 1.油料破碎的方法： （1）油料的挤压 （2）油料的碾磨 （3）油料的撞击 2.油料的破碎设备： （1）对辊破碎机 （2）圆盘破碎机 （3）锤式破碎机,第三节 油料生坯的制备,三）影响油料破碎因素： 1.油料性能 如：水分、温度、含杂量及流量； 2.破碎机的工作状态： 如：齿辊的形状， 辊齿的磨损， 齿辊间距， 齿辊的端密封,第三节 油料生坯的制备,三、油料的软化（油料质地调节,一)软化的目的和要求： 1.目的： （1）调节油料质地达到均匀 （2）调节油料的水分适宜油料的轧坯 （3）调节油

4、料的温度与轧坯一致 2.要求： （1）温度和水分的调节要均匀 （2）油料的硬度要适宜,第三节 油料生坯的制备,二）软化设备： 1.软化螺旋输送机 2.层式软化锅 3.卧式软化锅 4.软化调质塔 (三）影响软化的因素： 1.油料颗粒大小 2.油料的含油量 3.油料的含水量 4.设备的结构,第三节 油料生坯的制备,大 豆 调 质 塔,四、油料的轧坯,一）轧坯的目的和要求 1.轧坯的目的： （1）破坏油籽内部的细胞结构 减少油料细胞对油脂的束缚力，提高出油效率。 （2）减小物料厚度 增加油料的表面积，提高油脂流出面，缩短油流出的路径。 （3）使油籽达到最大的一致性,第三节 油料生坯的制备,2.轧坯的

5、要求： （1）生坯薄而均匀 （2）粉末度要小 （3）不露油 Soybean press： 0.20.25mm Solvent extract： 0.250.3mm Cottonseed press：0.20.3mm peanut press： 0.30.5mm Rapeseed： 0.2mm Sesame： 0.30.4mm Ricebran： 通24目筛的量8090,第三节 油料生坯的制备,二）轧坯的原理,1、轧辊有作用 （1）槽纹辊的辗轧作用： 在光面辊上开上不同形状的槽纹，有锐角、圆角、梯台，有倾斜度610. A、转速相同时，劈裂和挤压作用：用于破碎。 B、转速不相同时，壁裂挤压和剪切，

6、对油籽破坏性大，轻度为剥壳，重度为粉碎,第三节 油料生坯的制备,2）光面辊的辗轧作用： A、两辊转速相同时，物料受挤压，塑性变形。 B、两辊速度不同时，物料受挤压、剪切、内部有弹性变形、细胞破坏较重，也有塑性变形,第三节 油料生坯的制备,2.轧辊啮入油料的条件,1）理论分析： A、求证：向下力G向上力P，才能使油籽进入轧辊 之间: G=Fcos Q=Psin F=Pf 则：PfcosPsin ftg 若tg=f （摩擦角） tgtg,第三节 油料生坯的制备,B、结论：轧辊啮入物料的条件是油籽对轧辊的摩擦角大于油籽对轧辊的啮入角。 （2）增加轧坯机啮入的可能： A、增加磨擦角：改善油籽和轧辊的粗

7、糙度，即对油籽 破碎，对轧坯机轧辊拉槽。 B、减小啮入角：增加轧辊直径，减少油籽颗粒直径 （破碎）。 C、增加轧辊间距； （3）实际生产情况： A、实际啮入角比理论啮入角大，因为有物料的堆积。 B、实际磨擦角比理论磨擦角小，因为有油、水润滑作 用,第三节 油料生坯的制备,三）轧坯过程中油籽内部变化,1.油籽在轧坯时结构状态变化 （1）细胞组织的变化： A、油籽细胞破裂，破坏程度不一。 B、油籽细胞变形 C、部分细胞没有受到影响 （2）形状的变化： A、表面积增加： 有许多物质暴露于表面。 B、表面能增加： 有利于水分和溶剂渗透有利,第三节 油料生坯的制备,2.轧坯过程中油脂部位的变化： （1）

8、油籽中油脂存在的状态： 生理成熟油籽中，油脂呈颗粒状或球体状形存.在于油体原生质的糊粉粒和细胞的其它器官之间的缝隙中。 （2）轧坯时部分油脂被释放出细胞： 挤压细胞壁破裂，油体接触，形成大颗粒，由于液压差，形成渗透压，油渗透出细胞游离到坯的内外表面形成油膜或止流于细胞之间。 （3）部分油脂没有被释放： A、部分油脂处于破碎组织的残片上。 B、虽汇聚，但受细胞壁的束缚。 C、完全处于原始状态,第三节 油料生坯的制备,3.轧坯时油脂化学及生物化学变化： （1）化学变化（机械挤压、温度影响）： A、蛋白质变性：蛋白质部分结构遭破坏（5%）。 B、油脂的氧化：表面积增加，氧气接触面积大，且渗透均匀，适

9、宜温度和水分使得酶的破坏加剧。 （2）生物化学变化： 氧化渗入，造成呼吸和微生物活性增强，加快了内部物质的破坏,第三节 油料生坯的制备,四）轧坯工艺和设备,1.轧坯工艺条件： （1）轧辊间工作范围： 路程和时间长，破坏性大。 （2）工作压力： 压力大，油籽抗外力强度大，破坏性大。 （3）工作间隙：取决于物料厚度。 （4）油籽颗粒与轧辊直径的关系 （5）轧辊转速： 弹簧轧辊的线速度:46m/s 液压紧辊的线速度：11m/s,第三节 油料生坯的制备,2.轧坯设备种类(flaking equipment) （1）直列式轧坯机： A、三辊轧坯机 B、五辊轧坯机 适宜于小颗粒油料：sunflowerse

10、ed ricebran cottonseed, rapeseed, sesame （2）对列轧坯机： A、单对辊轧坯机 B、双对辊轧坯机 适宜于大颗粒油料peanut soybean 等 （3）斜列式轧坯机,第三节 油料生坯的制备,第三节 油料生坯的制备,第三节 油料生坯的制备,第三节 油料生坯的制备,3.轧坯设备的结构： （1）喂料机构：保持流量和分布均匀 （2）轧辊：主要工作部件 A、金属冷铸，表面淬火处理，深50mm HRC60 B、离心浇铸（高强度合金），白口层深度 2025mm，HRC6070，内层灰口层， 厚度 100150mm C、槽纹密度b/a=0.14 =610 =45， 槽

11、纹线 与轧辊轴线偏离50mm便于吃料 （3）轧距调节装置：弹簧式、杠杆式、液压式 （4）档板和刮刀 （5）机架和轴承座 （6）传动装置,第三节 油料生坯的制备,第三节 油料生坯的制备,第三节 油料生坯的制备,五）影响轧坯的因素,1.油籽含水量(moisture content) （1）油籽的弹性和塑性对轧坯的影响 弹性大，抗外力大，受力不均 匀，塑性大，对细胞破坏小。 （2）弹性和塑性取决于油籽含水： 水分低，弹性大，水分高，塑性 大 （3）加工适宜水分,第三节 油料生坯的制备,油籽轧坯的适宜水分 oilseeds Soy Cotton Rapeseed Optimum 1415% 9.511

12、.5% 89% Oilseeds Sesame Ricebran sunf optimum 78% 67% 7.07.5% 2.油籽的温度对轧坯影响: 温度影响强度，温度高，强度低，塑性大，易出油。 3.油籽颗粒大小: 粒大不被啮入，大小不均匀，坯片不均匀。 4.油籽含油： 高含油塑性大，易出油，造成啮入困难,第三节 油料生坯的制备,五、生坯干燥,一）生坯干燥的目的 1.调整水分以达到浸出的生产 2.调整水分使生产的正常进行 （二）生坯干燥的方式 1.传导加热脱水 2.热对流加热脱水 3.自然通风干燥脱水,第三节 油料生坯的制备,三）干燥设备,1.平板干燥机 2.热风干燥机 3.干燥输送机,第

13、三节 油料生坯的制备,平板干燥机,第三节 油料生坯的制备,干燥输送机,第三节 油料生坯的制备,本节思考题,1.轧坯目的和要求有哪些？ 2.影响生坯质量的因素有哪些，怎样获得优质坯片？ 3.轧坯机最佳啮入条件是什么？怎样实现？ 4.轧坯过程油籽结构发生哪些变化？ 5.轧坯机有哪几种，主要部件和功能是什么？ 6.试设计一个大豆的直接浸出工艺的预处理工艺,第三节 油料生坯的制备,第五节 油料的挤压膨化（Oilseed extrusion,本节的主要内容 一、油料膨化的意义 二、油料膨化设备 三、油料膨化工艺,第三节 油料生坯的制备,一、油料膨化的意义,一）油料膨化技术的发展过程： 1.早期的膨化技术

14、 20世纪六十年代以米糠的杀酶为主开发的工 艺技术。 2.大豆的膨化提高生产量为 膨化大豆进行浸出以提高生产量为主。 3.高含油料的浸出以提高油品质量 棉花籽、菜籽的膨化提高油品质量,第三节 油料生坯的制备,二）油料膨化的目的,1.破坏油料的细胞结构 破坏油料的细胞结构可改善油脂提取 效果。 2.提高设备生产能力 3.降低能量消耗 提高混合油浓度，降低湿粕含溶量； 4.提高浸出毛油质量 减少非水化磷脂的含量； 5.降低生产成本,第三节 油料生坯的制备,二、油料膨化原理与设备,一）膨化原理 1.油料在设备中受挤压而被压缩 油料在螺旋轴的推动和设备空余体积的减少 在设备内受到压缩。 2.由于摩擦和

15、加入蒸汽油料受热而升温 油料摩擦而生热，同时受蒸汽的加热而使水 分渗透到油料内部。 3.油料喷出设备而减压产生膨胀作用 油料解除压力后，水分会迅速汽化，而形成 多孔的凝胶结构,第三节 油料生坯的制备,二）膨化设备,1.膨化机的结构形式： （1）干式挤压膨化机 主要用于颗粒料的膨化米糠和大豆的膨化。 （2）湿式膨化机 A、闭壁式挤压膨化机 用于低含油料的膨化， B、开槽壁式挤压膨化机 用于高含油料的挤压膨化,第三节 油料生坯的制备,第三节 油料生坯的制备,第三节 油料生坯的制备,第三节 油料生坯的制备,第三节 油料生坯的制备,第三节 油料生坯的制备,第三节 油料生坯的制备,2.膨化机的结构,1）

16、螺旋轴 全叶连续式、全叶间歇式；螺距在缩小。 （2）压榨膛 全闭式、开槽式，前后直径一致； （3）蒸汽阀 在压榨筒上安装多组进汽阀门调节进汽量。 （4）出料机构 模式出料孔，锥形出料孔,第三节 油料生坯的制备,3.膨化机的规格,1）小型膨化设备 主要以干式挤压膨化机为主，产量为： 50200吨/日 （2）中型膨化设备 以湿式为主，产量为：300800吨/日； YPHD20（8英寸） YPHD25（10英寸） 300450T/D 500800T/D （3）大型膨化设备 YPHD30（12英寸） YPHD35（14英寸） 12001500T/D 18002000T/D,第三节 油料生坯的制备,三、油料膨化工艺,一）油料膨化的工艺过程： 1.生坯的调节： 大豆、米糠生坯可直接膨化，菜籽、棉籽干 燥后才能膨化，主要是温度和水分。 2.生坯的膨化： 可干膨化，也可湿膨化。 3.膨化料的干燥和冷却： 调整膨化料的温度和水分,第三节 油料生坯的制备,二）膨化工艺参数,1.入膨化前有油料条件 入膨化的水分：912%，温度：5085度。 2.膨化的温度和水分 膨化的蒸汽压力：0.60.8Mpa，膨化温度： 110120度，膨化后的水分：1314%。 3.膨化料的