双低油菜籽脱皮冷榨的关键技术研究精.doc

第20卷第6期2004年11月农业工程学报
TransactionsoftheCSAEVol.20No.6Nov.2004
双低油菜籽脱皮冷榨的关键技术研究
李诗龙1,胡健华2,刘协舫1,林国祥1
(1.武汉工业学院机械工程系,武汉430023;2.武汉工业学院食品科学与工程系,武汉430023
摘要:针对双低油菜籽脱皮籽仁在冷榨过程中存在的一些关键技术问题,提出了双阶多级压榨的冷榨结构模型,对现有的螺旋榨油机的榨膛结构进行了改进,设计并制造了一种小型实验型冷榨机。在该机上,对操作工艺参数对脱皮籽仁的冷榨性能的影响进行了实验研究,结果表明,榨油机设定在较低转速(11rmin有利于油料的冷榨,对入榨油料进行适度的调质(水分在6.4%处理能改善油脂的提取效率,5%以下的仁中含皮率的要求是适宜的。冷榨脱皮菜籽仁的最大料筒温度始终低于70℃,确保了冷榨的需要。所研究的成果将为大型商用冷榨机的开发铺平道路。关键词:双低油菜;脱皮菜籽仁;螺旋榨油机;冷榨
中图分类号:S379.9文献标识码:B文章编号:100226819(20040620181205
收稿日期:2004203215修订日期:2004206201
作者简介:李诗龙(1966-,男,湖北监利人,硕士,副教授,主要从事粮油加工与食品机械的教学与研究工作。武汉市汉口常青花园中环西路特1号武汉工业学院机械工程系,430023。Email:lsl6710
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0引言
双低油菜籽是一种优质的油料资源,低油菜带”,的调整和农民增收[1,2]。质产品,世界各国对油菜籽的加工利用的新工艺方法进行了不断地研发,并在优质油脂、蛋白的制备,油脂蛋白的精深加工,以及菜籽饼粕的饲用及综合利用等方面取得了许多新的成果[3]。近几年来,国内外已开始对双低油菜籽脱皮冷榨的制油工艺的研究[4,5]。传统的油菜籽制油方法是用带皮的整粒籽热榨制油[6],所得的毛油颜色深暗,质量低劣,精炼困难;饼粕中含有一些对动物生长不利的成分,如硫甙、植酸、多酚类物质和粗纤维等,不宜直接利用。与传统的高温热榨工艺相比,脱皮冷榨可避免高温加工产生有害物质,保持易于丢失的油脂天然成分,提升饼粕的质量和使用价值。所得到的菜籽油是天然的绿色食用油,色泽清澈,营养价值高;饼粕中多酚类物质、粗纤维的含量减少,能改善动物的适口性,提高消化率和转化率,不需深加工就能直接替代豆粕作饲料使用。此外,脱皮菜粕进行深加工后,可以得到一系列极有价值的产品,诸如饲料蛋白、食用蛋白、植酸钠、单宁、羧甲基纤维素钠等。
德国凯姆瑞亚・斯凯特公司与埃森综合大学食品工艺系合作,对油菜籽脱皮和冷榨的工艺与设备进行了多年的研究,并在德国萨克森州的科朋斯德特油厂中建起了一相应的菜籽脱皮冷榨中试厂[4]。目前,我国对油菜籽的干燥、脱皮及皮仁分离技术已经成熟,但高效的冷榨制油装备还有待开发[7,8]。本文研究的目的旨在针对脱皮的双低菜籽仁这种高油份、低粗纤维含量的软油料在冷榨中存在的问题,对冷态压榨制油的装备及其操作工艺参数,如榨油机转速、油料的仁中含皮率和水份
1动力连续螺旋压榨是世界上从植物油料中提取油脂最广泛采用的一种方法[9,10]。在传统的95型双级螺旋榨油机上,对脱皮菜籽仁进行了冷态压榨试验,结果表明饼不成型,油料在榨膛内难于推进。这可能有以下几个方面的原因。首先,脱皮菜籽仁含油量高、粗纤维含量少,使得榨料的物理特性,如密度、摩擦因数、弹性模量和泊松比、渗透性和吸附性等,与未脱皮的油菜籽有明显的不同,尤其是榨料粒子间,榨料与榨笼内壁的摩擦系数大为减小,使得油料在喂料段输送困难,榨料在压榨段难以向前推进,因而在整个压榨过程中压力难以建立。其次,脱皮后的菜籽仁在冷榨时,入机油料未进行任何加热和轧胚等预处理,因此细胞壁很少被破坏,脂类体与蛋白质的亲合力仍很强。第三,从油菜籽微观结构看,其细胞壁的孔隙度和微孔直径较其他油料要小得多[11],因此油脂渗流出来的阻力大。这就是说现有的螺旋榨油机的榨膛结构不适宜冷态压榨取油。
事实上,在脱皮冷榨制油过程中,存在以下几方面的矛盾:1尽管在制油前脱除菜籽中强烈显色的菜籽皮,可提高其主产品——油与粕的质量,但在油脂的提取过程中,种皮的高粗纤维含量在榨膛内既可以增加榨料基质的孔隙度,便于油脂的渗透,又可以增大摩擦系数,有利于榨料在榨膛内的输送;2细胞壁和榨料基质中的毛细管,既提供了油脂流出的通道,即当油料受到挤压时,油脂会通过毛细孔逸出,又会由于当挤压力的解除而使油脂产生回吸;3高压有利于油脂通过毛细管被挤出,但与此同时,由于毛细管受到收缩、剪切乃至最终被封堵,使得压榨制油的提取率受到限制,这是冷榨过程中的主要矛盾。
对实践而言,首要的问题就是如何增强喂料输送螺旋的推进能力,提高预压段的起始压力,保证压榨的顺利进行。其次