大多数植物油料的油脂制取与加工工艺流程基本相同,区别仅在于个别工序和设备型式的不同,但个别油料也采用一些特殊的油脂生产工艺。本章对大宗油料的通用生产工艺和个别油料的典型生产工艺作出阐述。
第一节 油脂制取工艺流程的选择
油脂生产工艺流程的选择与油料品种、产品质量、副产品质量、生产规模、技术条件、环境保护等要求都有关。虽然工业应用的油脂制取和精炼工艺仅有几种,然而生产过程中各工序的配合和工艺条件却千变万化。为此,有必要了解和掌握各种油料加工技术的共性和特性,选择合适的工艺流程,提高油脂生产效果。
一、根据不同油料品种确定合理的工艺流程及操作条件
植物油料种类繁多,不同油料的化学成分、含量、物理性状有差别。因此,油脂生产工艺的选择首先要考虑油料品种。
1、根据不同油料的共性将其分类,这样就有可能选择几种典型方法来实现生产要求。例如,对绝大多数油料都可以采用压榨法取油;对高含油料采用预榨浸出;对低含油料采用直接浸出;对带壳油料采用剥壳后的取油;对高酸价毛油采用物理精炼等等。
2、为保留某些油料所含油脂的特殊风味,选择合理的油脂生产工艺。不少油脂或油料蛋白具有消费者喜爱的独特风味,为保持其产品不失去原有的风味和优良的品质,应选择合理的油脂生产工艺和条件品。例如,芝麻油、浓香花生油、可可脂等油脂的生产,大多不能采用溶剂浸出取油,而需要采取高温炒籽和压榨法取油,采用低温油脂精炼、避免高温水蒸气蒸馏等。而橄榄油的最佳取油方法是鲜果冷榨法。
3、某些油料中含有抗营养因子或影响产品质量的特殊成分,在选择油脂生产工艺和操作条件时,必须考虑去除这些成分以改善其产品质量。例如,大豆中所含胰蛋白酶抑制素、尿素酶、凝血素等抗营养因子,在油脂生产过程中必须采用必要的湿热处理将其钝化,其饼粕才能饲用。棉籽中所含棉酚、菜籽中所含芥子甙、芝麻皮中所含草酸钙螯合物、葵花籽中所含的绿原酸和咖啡酸、花生感染黄曲霉毒素等。在加工这些油料时,要选择合理的油脂生产工艺和操作条件,力求在油脂生产过程中将其脱除或利于后序的脱毒处理。
4、避免油料中油脂或其他成分发生化学变化而使其品质劣变。某些油料如橄榄、油棕果、米糠等因脂肪酶含量较高而在油脂生产过程中容易酸败变质,故必须采用合理的工艺条件在加工之前或加工过程中对脂肪酶进行钝化,以提高产品得率和品质。又如桐油在高温、紫外光及硫、碘等元素的作用下易产生异构化,因此对桐籽的加工因选择低温、低水分、避免敏感元素等生产条件。
二、根据产品及副产品的质量要求选择油脂生产工艺
油脂生产的主要目的是要获得品质好、质量符合要求的产品,而油脂生产所得产品的种类和等级又有多种,有时还需要同时考虑副产物的质量要求。因此,油脂生产工艺选择的另一个重要因素是产品及副产品质量的要求。
1、根据油脂产品的用途和质量等级选择油脂生产工艺和操作条件。如油脂产品有普通食用油、高级食用油、食品专用油脂制品、工业用油脂等。最终产品的用途和质量要求不同,所选择和采用的油脂生产工艺和条件会有很大差别。如普通食用油的油脂制取和精炼工艺比较简单且要求较低,而高级食用油脂的油脂生产工艺复杂且技术指标的要求都非常高。在高级食用油生产过程中,预处理工艺中要采用严格的清选除杂、脱皮、膨化预处理或湿热处理等工艺技术,浸出工艺中要采用混合油全负压蒸发汽提工艺技术,油脂精炼工艺中采用超级脱胶、脱色、水蒸气蒸馏脱酸脱臭工艺技术等。食品专用油脂制品的生产还要进行氢化、分提、酯交换等等。
2、根据成品粕的用途和质量等级选择不同的生产工艺。如饲用豆粕的生产,要求其生产工艺和操作条件要满足有效破坏抗营养成分、豆粕充分熟化、豆粕尿素酶含量符合要求,同时还不能使蛋白质过度变性和破坏,以提高其饲用效价。又如高蛋白豆粕的生产,要求达到高脱皮率。等级豆粕的生产,应对豆粕和豆皮进行粉碎并根据不同蛋白质含量的要求按一定比例进行豆粕和豆皮充分混合。食用豆粕的生产,需要进行严格的除杂、脱皮,要求油脂生产过程在低温下进行,尤其是低温脱溶,以保持蛋白质的不变性或少变性。还有,饲用棉籽粕的生产要选择两步浸出脱酚工艺技术,饲用菜籽粕的生产选用脱皮和冷榨工艺等。
3、对于食品级油脂及粕的生产,还必须保证其生产工艺和条件符合食品卫生指标。油脂生产企业生产的油脂产品大多是食品级的,还有作为食品工业用的大豆低变性蛋白粕、植物蛋白粉等,在整个生产过程中都要严格遵循卫生指标,防止杂菌感染和污染。
4、在选择油脂生产工艺和条件时,还需要考虑副产品的质量要求。典型的例子是大豆油脂生产中浓缩磷脂的获得。若要获取食用或药用的高品质浓缩磷脂,在油脂生产过程的各工序都要尽量避免磷脂成分的改变。如在预处理过程中,短时间高温处理对脂肪氧化酶、磷脂酶的钝化,以防止水化磷脂转变成非水化磷脂;混合油在低温条件下的全负压蒸发汽提避免了磷脂的氧化分解及非水化磷脂的产生;油脂精炼的脱胶过程中避免添加磷酸,以防止油脚酸价的升高。如此,各工序合理生产条件的应用和配合,才能获得高丙酮不溶物含量和高卵磷脂含量的油脚,才能进一步生产出高品质的磷脂产品。
三、根据油脂生产技术的发展和具体生产条件选择油脂生产工艺
1、采用成熟而先进的工艺和设备,实现最佳技术经济效果。随着油脂生产理论和生产技术的不断发展和完善,不断有先进的工艺技术和设备在油脂工业中得到应用。在选择油脂生产工艺时,应特别关注和追踪最新技术的发展和应用。如油料全脱皮工艺、油料膨化工艺技术、湿粕DTDC处理技术、油脂物理精炼技术、生产节能技术、油脂生产废物控制和处理技术等。
2、根据生产规模选用油脂生产工艺。大规模油脂生产应选用工艺完善、设备配置精良、自动化程度高、副产物利用充分的生产工艺。小规模油脂生产应选用投资节省、容易改变油料品种、生产灵活、技术容易掌握的生产工艺。
3、根据油料资源品种和供应情况选择生产工艺。如经常需要改变油料品种,就应选择适应多种油料生产的工艺,但这种工艺和设备配置通常较复杂。如加工油料品种单一,应选择单纯的生产工艺,以简化工艺和节省设备投资。
4、生产工艺的选择还要考虑油脂生产废物的形成和处理,应选择废物形成量少、对环境影响小的工艺。如选择不产生废水或很少产生废水的油脂物理精炼工艺,选择生产废水减少、控制、再利用、甚至零排放的浸出生产工艺等。
5、其它诸如工艺技术和设备的成熟可靠程度、劳动生产力水平、能源供应、厂址等都是选择生产工艺时应考虑的因素。