植物油料制油对油料的工艺性质具有一定的要求。因此制油前应对油料进行一系列的处理,使油料具有最佳的制油性能,以满足不同制油工艺的要求。通常在制油前对油料进行清理除杂、剥壳、破碎、软化、轧坯、膨化、蒸炒等工作统称为油料的预处理。
一、油料的清理
1、油料清理的目的和要求
油料清理是指利用各种清理设备去除油料中所含杂质的工序的总称。
植物油料中不可避免地夹带一些杂质,一般情况油料含杂质达1%~6%,最高达10%。混入油料中绝大多数杂质在制油过程中会吸附一定数量的油脂而存在于饼粕内,造成油分损失,出油率降低。混入油料中的有机杂质会使油色加深或使油中沉淀物过多影响油的品质,同时饼粕质量较差,影响饼粕资源的开发利用。混入油料的杂质,往往会造成生产设备效率下降,生产环境的粉尘飞扬,空气混浊。因此采用各种清理设备将这些杂质清除减少油料油脂损失,提高出油率;提高油脂及饼粕的质量;提高设备的处理能力;保证设备安全工作;保证生产环境卫生。
清理后油料不得含有石块、铁杂、绳头、蒿草等大型杂质。油料中总杂质含量及杂中含油料量应符合规定。花生、大豆含杂量不得超过0.1%;棉子、油菜子、芝麻含杂量不得超过0.5%;花生、大豆、棉子清理下脚料中含油料量不得超过O.5%,油菜子、芝麻清理下脚料中含油料量不得超过1.5%。
2、油料清理的方法及机理
油料中杂质种类较多。油料与杂质在粒度、密度、表面特性、磁性及力学性质等物理性质上存在较大差异,根据油料与杂质在物理性质上的明显差异,可以选择稻谷、小麦加工中常用筛选、风选、磁选等方法除去各种杂质。对于棉子脱绒、菜子分离,可采用专用设备进行处理。选择清理设备应视原料含杂质情况,力求设备简单,流程简短,除杂效率高。
二、油料的剥壳及仁壳分离
1、剥壳的目的
大多数油料都带有皮壳,除大豆、油菜子、芝麻含壳率较低外,其他油料如棉子、花生、葵花子等含壳率均在20%以上。含壳率高的油料必须进行脱壳处理,而含壳率低的油料仅在考虑其蛋白质利用时才进行脱皮处理。油料皮壳中含油率极低,制油时不仅不出油,反而会吸附油脂,造成出油率降低。剥壳后制油,能减少油脂损失,提高出油率。油料皮壳中色素、胶质和蜡含量较高。在制油过程中这些物质溶入毛油中,造成毛油色泽深,含蜡高,精炼处理困难。剥壳后制油,毛油质量好,精炼率高。油料带壳制油,体积大造成设备处理能力下降,皮壳坚硬造成设备磨损,影响轧坯的效果。
2、剥壳的方法
油料剥壳时根据油料皮壳性质、形状大小、仁皮结合情况的不同,采用不同的剥壳方法。
(1)摩擦搓碾法借粗糙工作面的搓碾作用使油料壳破碎。如圆盘剥壳机用于棉子、花生的剥壳。
(2)撞击法借壁面或打板与油料之间的撞击作用使皮壳破碎。如离心式剥壳机用于葵花子、茶子的剥壳。
(3)剪切法借锐利工作面的剪切作用使油料皮壳破碎。如刀板剥壳机用于棉子剥壳。
(4)挤压法借轧辊的挤压作用使油料皮壳破碎.如轧辊剥壳机用于蓖麻子剥壳。
(5)气流冲击法借助于高速气流将油料与壳碰撞,使油料皮壳破碎。
油料剥壳时,应根据油料种类选择合适的剥壳方式。同时应考虑油料水分对剥壳的影响。油料含水量低,则皮壳脆性大,易破碎,但水分过低,使在剥壳过程中易产生粉末。油料经剥壳机处理后,还需进行仁壳分离,仁壳分离的方法主要有筛选和风选2种。
三、油料的破碎与软化
1、破碎:破碎是在机械外力作用下将油料粒度变小的工序。对于大粒油料如大豆、花生仁破碎后粒度有利于轧粒操作,对于预榨饼经破碎后其粒度符合浸出和二次压榨的要求。
对油料或预榨饼的破碎要求:破碎后粒度均匀,不出油,不成团,粉末少。对大豆、花生仁要求破碎成6~8瓣即可,预榨饼要求块粒长度控制在6~10mm为好。
为了使油料或预榨饼的破碎符合要求,必须正确掌握破碎时油料水分的含量。水分过低将增大粉末度,粉末过多,容易结团;水分过高,油料不容易破碎,易出油。
破碎的设备种类较多,常用的有辊式破碎机、锤片式破碎机,此外也有利用圆盘剥壳机进行破碎。
2、软化:软化是调节油料的水分和温度,使油料可塑性增加的工序。对于直接浸出制油而言,软化也是调节油料入浸水分的主要工序。
软化的目的在于调节油料的水分和温度,改变其硬度和脆性,使之具有适宜的可塑性,为轧粒和蒸炒创造良好操作条件。对于含油率低的、水分含量低的油料,软化操作必不可少;对于含油率较高的花生、水分含量高的油菜子等一般不予软化。
软化操作应视油料的种类和含水量,正确地掌握水分调节、温度及时间的控制。一般原料含水量少,软化时可多加些水,原料含水量高,则少加水;软化温度与原料含水量相互配合,才能达到理想的软化效果。一般水分含量高时,软化温度应低一些;反之软化温度应高一些。软化时间应保证油料吃透水气,温度达到均匀一致。要求软化后的油料碎粒具有适宜的弹性和可塑性及均匀性。
四、油料的轧坯
轧粒是利用机械的挤压力,将颗粒状油料轧成片状料坯的过程。经轧坯后制成的片状油料称为生坯,生坯经蒸炒后制成的料坯称为熟坯。
1、轧坯的目的是通过轧辊的碾压和油料细胞之间的相互作用,使油料细胞壁破坏,同时使料坯成为片状,大大缩短了油脂从油料中排出的路程,从而提高了制油时出油速度和出油率。此外,蒸炒时片状料坯有利于水热的传递,从而加快蛋白质变性,细胞性质改变,提高蒸炒的效果。
2、轧坯的要求:料坯厚薄均匀,大小适度,不露油,粉末度低,并具有一定的机械强度;生坯厚度要求:小于:大豆为0.3mm,棉仁O.4mm,菜子0.35mm,花生仁0.5mm;粉末度要求:过20目筛的物质不超过3%。
五、油料生坯的挤压膨化
油料料坯的挤压膨化是利用挤压膨化设备将生坯制成膨化颗粒物料的过程。生坯经挤压膨化后可直接进行浸出取油。该工艺大有取代直接浸出和预榨浸出制油工艺的趋势。
1、挤压膨化的目的:油料生坯经挤压膨化后,其容重增大,多孔性增加,油料细胞组织被彻底破坏,酶类被钝化。这使得膨化物料浸出时,溶剂对料层的渗透性和排泄性都大为改善,浸出溶剂比减小,浸出速率提高,混合油浓度增大,湿粕含溶降低,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,并能明显降低浸出生产的溶剂损耗以及蒸汽消耗。
2、挤压膨化原理:油料生坯由喂料机送入挤压膨化机,在挤压膨化机内,料坯被螺旋轴向前推进的同时受到强烈的挤压作用,使物料密度不断增大,并由于物料与螺旋轴和机膛内壁的摩擦发热以及直接蒸汽的注入,使物料受到剪切、混合、高温、高压联合作用,油料细胞组织被较彻底地破坏,蛋白质变性,酶类钝化,容重增大,游离的油脂聚集在膨化料粒的内外表面。物料被挤出膨化机的模孔时,压力骤然降低,造成水分在物料组织结构中迅速汽化,物料受到强烈的膨胀作用,形成内部多孔、组织疏松的膨化料。物料从膨化机末端的模孔中挤出,并立即被切割成颗粒物料。
六、油料的蒸炒
油料的蒸炒是指生坯经过湿润、加热、蒸坯、炒坯等处理,成为熟坯的过程。
1、蒸炒的目的与要求
(1)蒸炒的目的在于使油脂凝聚,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。
蒸炒可使油料细胞结构彻底破坏,分散的游离态油脂聚集;蛋白质凝固变性,结合态油脂暴露;磷脂吸水膨胀;油脂黏度、表面张力降低。因此,蒸炒促进了油脂的凝聚,有利于油脂流动,为提高出油率提供了保证。
蒸炒可使油料内部结构发生改变,其可塑性、弹性得到适当的调整,这一点对压榨制油至关重要。油料的组织结构特性直接影响到制油操作和效果。
蒸炒可改善油脂的品质。料坯中磷脂吸水膨胀,部分与蛋白质结合,在料坯中大部分棉酚与蛋白质结合,这些物质在油脂中溶解度降低,对提高油脂质量极为有利。
料坯中部分蛋白质、糖类、磷脂等在蒸炒过程中,会和油脂发生结合或络合反应,产生褐色或黑色物质会使油脂色泽加深。
(2)蒸炒的要求蒸炒后的熟坯应生熟均匀,内外一致,熟坯水分、温度及结构性满足制油要求。以湿润蒸炒为例:蒸炒采用高水分蒸炒、低水分压榨、高温人榨、保证足够的蒸炒时间等措施,从而保证蒸炒达到预定的目的。
2、蒸炒的方法
蒸炒方法按制油方法和设备的不同,一般分为2种。
(1)湿润蒸炒湿润蒸炒是指生坯先经湿润,水分达到要求,然后进行蒸坯、炒坯,使料坯水分、温度及结构性能满足压榨或浸出制油的要求。湿润蒸炒按湿润后料坯水分不同又分为一般湿润蒸炒和高水分蒸炒。一般湿润蒸炒中,料坯湿润后水分一般不超过13%~14%,适用于浸出法制油以及压榨法制油。高水分蒸炒中,料坯湿润后水分一般可高达16%,仅适用于压榨法制油。
(2)加热蒸坯加热蒸坯是指生坯先经加热或干蒸坯,然后再用蒸汽蒸炒,是采用加热与蒸坯结合的蒸炒方法。主要应用于人力螺旋压榨制油,液压式水压机制油、土法制油等小型油脂加工厂。