大豆油取自大豆种子, 大豆油是世界上产量最多的油脂。 大豆油的种类很多, 按加工方 式可分为压榨大豆油、浸出大豆油; 按大豆的种类可分为大豆原油,转基因大豆油。大豆毛 油的颜色因大豆种皮及大豆的品种不同而异。 一般为淡黄、略绿、 深褐色等。 精炼过的大豆 油为淡黄色。
大豆油加工工艺流程
大豆油料的清理
→
筛选
→
风选
→
比重法去石
→
磁选
→
并肩泥失误清选
→
除尘
→
大豆水分调节
→
破碎
→
软化
→
轧坯 → 大豆的挤压膨化
→
大豆油的浸出
→
混合油处理
→
混合油的净化与预热
→
混合油蒸发
→
混合油汽提
→
大豆原油(毛油)
→
过滤
→
水化脱胶
→
碱炼脱酸
→
脱色
→
脱臭
→
成品油
目的和要求:
油料在收获、
运输和储藏过程中会混入一些杂质。
尽管油料在储藏之前通常要
进行初清,
但在初清后的油料仍会夹带少量杂质,
不能满足油脂生产的要求,因此,油料进
入生产车间后还要进一步清理,
将其杂质含量降到工艺要求的范围之内,
以保证油脂生产工 艺效果和产品质量。
清理方法:
①筛选:
筛选是利用油料和杂质在颗粒大小上的差别,
借助含杂油料和筛面的相对运动,
通
过筛孔将大于或者小于油料的杂质清除掉。
油厂常用的筛选设备有振动筛、
平面回转筛、
旋
转筛等。
多有的筛选设备都具有一个重要的工作构件即筛面。
筛孔大小及筛孔形状的选择要
根据油籽颗粒的实际大小来确定。
②风选:
根据油籽和杂质的比重和气体动力学性质上的差别,
利用风力分离油料中的杂质的
方法称为风选。风选可用于去除油料中的轻杂质及灰尘,也可用于去除金属、石块等重杂,
还可以用于油料剥壳后的仁壳分离。
一般油厂所选的风选设备大多与筛选设备联合使用,
如,
吸风平筛、
振动清理筛、
平面回转晒等配有风选装置。
也有专门的风选除杂和选仁分离的设
备。如,风力分选器就是一种专门清除棉籽中重杂质的风选设备。
③比重法去石:
该法是根据油籽与石子的比重及悬浮速度不同,
利用具有一定运动特性的倾
斜筛面和穿过筛面的气流的联合作用达到分级去石的目的。
目前油脂加工厂常用吸风式比重
去石机,其特点是工作时去石机内为负压,可有效地防止灰尘外扬,且单机产量大,但是需
要单独配置吸风除尘系统。
吹风比重式去石机自身配置有风机,
结构简单,
但是工作条件较
差且产量小,仅用于小型油脂加工厂。
④磁选:
磁选是利用磁力清除油料中磁性金属杂质的方法。
磁选的应用则是利用各种矿石或
物料的磁性差异,
在磁力及其他力作用下进行选别的过程。
一般用于磁选的设备有永磁滚筒
磁选器、圆筒磁选器、转筒式吸铁机、带电电磁吸铁机。
⑤并肩泥的清洗:
形状大小和油籽相近或者相等,
且比重与油籽也相差不多的泥块,
称之为
并肩泥。
菜籽、
大豆、
芝麻中并肩泥含量较多。
并肩泥的清理时利用泥块的机械行性能不同,
先对含并肩泥的油籽进行碾磨或者打击将其中的并肩泥粉碎即磨泥,
然后将泥灰筛选或风选
出去。磨泥使用的设备主要有胶辊磨泥机、立式圆打筛等。
⑥除尘:
油料中所含灰尘不仅影响油、粕的质量,而且还会在油料清理和输送过程中飞扬
起来,
这些飞扬起来的灰尘污染空气,影响车间的环境卫生,
因此必须加以清除。
除尘的方
法首先是密闭尘源,
缩小灰尘的影响范围,
然后设置除尘风网,
将含尘空气集中起来并将其
中的灰尘除去。油厂常用的除尘器有离心除尘器和袋式除尘器。此处考虑成本及其他因素,
用离心除尘器。
要求大豆破碎后粒度均匀,不出油,不成团,少成粉,粒度符合要求。大豆破碎粒度为
4~6
瓣,破碎豆的粉末度控制为通过
20
目
/
英寸筛不超过
10%
。预榨饼破碎后的最大对角线
长度为
6~10mm
。为了达到破碎的要求,必须控制破碎时油料的水分含量。水分含量过高,
油料不易破碎,且容易被压扁。出油。还会造成破碎设备不宜吃料,产量降低等;水分含量
过低,
破碎油料的粉末度增大,
含油粉末容易粘附在一起形成团。
此外,油料的温度也会对
破碎效果产生影响。
热油籽破碎后的粉末度小,
而冷油籽破碎后的粉末度大,
通常大豆适宜
破碎水分为
10%~15%
。
油料的破碎方法有撞击、
剪切、
挤压及碾磨等几种形式。
常用的破碎设备有齿辊破碎机,
锤式破碎机,圆盘式剥壳机。此处大豆的破碎选择齿辊破碎机。
豆坯厚度对压榨出油率的影响
大豆含油率
出油率
18.35
0.5
13.58
18.35
0.8
12.95
一般大豆的轧坯厚度要求
0.3mm
以下。
轧坯设备可分为直列式轧坯机和平列式轧坯机两类。直列式轧坯机有三辊轧坯机和五辊
轧坯机两种,
平列式轧坯机有单对辊轧坯机和双对辊轧坯机两种。
此处选择生产能力大的平
列式的单对辊轧坯机 壁挤压膨化机。
油脂挤压膨化是利用挤压膨化设备将经过破碎、轧坯或整粒油料转变成多孔的膨化粒料
的过程。
挤压是一种高温、短时处理过程。常用的挤压机有单螺杆、双螺杆两类,按挤压时的水 分含量可分成湿法、干法挤压两种方法。油料的挤压膨化预处理目前主要为低水份湿法用 单螺杆挤压机处理,即 : 油料经清理、轧坯后进入挤压机,通过加热、加压、胶合和减压挤 出,膨化成型。一般说来,在挤压过程中,挤压温度可达到 110 一 200 ℃左右,在挤压机内 的停留时间为 l 一 3min , 短的只有 5 一 105 。 油料经高温湿热挤压处理后, 可达到以下目的 :(1) 使淀粉糊化、蛋白质变性,由于膨胀,能迅速彻底地破坏细胞结构,油脂均匀地扩散出来, 易于提取。 (2) 能钝化各种酶类,特别是脂肪水解酶、氧化酶等,在挤压后,失活率达 95% 以上。
(3)
可提高出油率,增加产量,降低溶剂损耗。
油料挤压膨化的设备:目前,油料挤压膨化设备主要有两种,一种是用于低含油料生坯 的膨化机, 即所谓的闭壁式挤压膨化机, 一种是用于高含油料生坯的膨化机, 即所谓的开槽 壁挤压膨化机。
浸出法制油是利用能溶解油脂的溶剂,通过润湿渗透、分子扩散和对流扩散的作用,将
料胚中的油脂浸提出来,
然后把由溶剂和脂肪所组成的混合油进行分离,
回收溶剂而得到毛
油,同样也要将豆粕中的溶剂回收,
得到浸出粕。
这个过程中,基本要素是溶剂和料胚以及
决定浸出效果的浸出方式和工艺参数。
1
、溶剂的选择
理想的浸出溶剂应符合以下基本要求:
①
能在室温或低温下以任何比例溶解油脂;
②
溶剂的选择性要好,即除油脂外,不溶解其它成分。
③ 化学性质稳定,对光和水具稳定性,经加热、蒸发与冷却不起化学变化。
④
要求溶剂沸点低,比热小和汽化潜热小,易从粕和油中分离回收。
⑤
溶剂本身无毒性,呈中性,无异味,不污染。
⑥
溶剂与油、粕和设备材料均不发生化学反应。
我国制油工业实际生产中应用最普遍的浸出溶剂有工业已烷或轻汽油等几种脂肪族碳
氢化合物。
其中轻汽油是我国目前应用最多的一种溶剂,
它是石油原料低沸点分馏产物,
符
合溶剂上述的基本要求。但最大缺点是易燃易爆,空气中含量达到
1.25
~
4.9%
时,有爆
炸危险。同时,轻汽油成分复杂,沸点范围较宽。
除此之外,还有丙酮、丁酮、异丙醇、丁烷以及一些复合型溶剂都可用于油脂浸出,有 些已在研究试用。
2
、对料胚的要求
大豆原料经过预处理,应使其料胚的结构与性质满足浸出工艺要求,才会获得好的浸
出效果。
①
细胞破坏程度越彻底越好。
②
料胚薄而结实,粉末度小。这样浸出距离短,溶剂与料胚接触面积大,有利于提高浸
效率。大豆直接浸出法要求料胚厚度
0.2
~
0.3mm
。
③
水分适宜,浸出溶剂不溶于水,如果料胚中水分高了,
内部空隙充满水分,
就会影
响到溶剂的渗透和对油脂的溶解作用。
所以料胚水分宜低。
(
<13%
,
5
~
7%
)
④
适当的温度,料胚温度高,油脂粘度低,容易流动,浸出效果好,但应注意,料胚温
度不宜超过溶剂的沸点,以免使溶剂汽化。所以料胚温度一般控制在
45
~
55
℃
,不宜超过
60
℃
。
溶剂浸出是浸出法制油的主体工序。在浸出工序中,通过特定的浸出装置,以合理的浸
出方式,实现溶剂与料胚的充分接触,从而达到充分溶解油脂,提取油脂的目的。
良好的浸
出效果,又是由正确的浸出方式,合适的浸出工艺条件来保证的。
(
1
)浸出方式是指油脂浸出过程中溶剂与料胚的接触方式,有三种:
①
浸泡式:料胚始终浸泡在溶剂(或稀混合油)中而完成浸取过程。这种方式浸出时间
短,混合油量大,但浓度较稀,即混合油中含油脂量少,混合油中含渣较多。
②
渗滤式:溶剂与料胚接触过程始终为喷淋
—
渗透状态,浸出后可得到含油脂多的浓混
合油,混合油中含渣量也小。但浸出时间较长。
③
浸泡、喷淋混合式:先将料胚浸泡,再进行喷淋渗透,提高了浸出速率和出油效率,
又减少了浸出时间。
按浸出器的类型把浸出方式分为间歇式和连续式,
以浸泡缶浸出的方式为间歇式,
目前
普遍应用的其它浸出器则为连续式。
然而无论哪种浸出方式,
都基本采取逆流浸出过程。
溶
剂浸出过程中料胚中的油分不断地被不同浓度的溶剂提取出来,
使粕中残油逐渐降低直到规
定指标,而溶剂中含油的浓度则沿着逆向逐渐增浓最后排出回收。
(
2
)浸出工艺条件
①
浸出温度与浸出时间,浸出温度的要求与料胚的温度一致,溶剂应先预热。
浸出时间从理论上讲,越长效果越好,粕中残油率越低。
实际生产中,
油脂浸出过程可
分成两个阶段,第一阶段主要是由溶剂溶解被破坏的细胞中的油脂,提取量大,且时间短,
一般仅
15
~
30
分钟,即可提取总含油量的
85
~
90%
;
第二阶段,
需溶剂渗透到未被破坏
的细胞中去,时间长而效率低,应根据实际情况考虑最佳
“
经济时间
”
。
②
溶剂的渗透速率,单位时间内通过单位面积的溶剂量,即渗透速率,一般认为,大豆
浸出过程,渗透速率以
360
升
/
分米
2
·
小时为宜。
③
溶剂用量与溶剂比,溶剂用量通常以
“
溶剂比
”
来衡量,溶剂比的定义是单位时间内,
所用溶剂重量与被浸物料重量的比值。
溶剂比的大小直接影响到浸出后的混合油浓度以及浸
出时料胚内外混合油的浓度差、
浸出速率以及残油率等技术指标,
一般多阶段混合式浸出的
溶剂比在(溶剂:物料)
0.3
~
0.6:1
的范围内。
④
沥干时间与湿粕含溶量。浸出过程结束后,总希望粕中残留溶剂尽量少,以减轻豆粕
脱溶的设备负荷。所以应适当延长沥干时间,大豆胚一次浸出的湿粕极限含溶量为
25
~
30%
,需沥干时间为
20
分钟左右。
(
3
)浸出器的类型
概括地分为连续式和间歇式,按浸出方式又分为浸泡式、渗透式与混合式。每种浸出
方式的设备又分许多种结构型式,
其中的单缶及缶组式因间歇生产,
劳动强度大,
已日趋淘
汰。而平转式、环型拖链式等浸出效率高、工艺先进,已得到普遍应用,但造价较高。
从浸出器出来的 “ 湿粕 ” 通常含有 21 ~ 40% 的溶剂, 必须经过脱溶与烘干最后回收粕中的 溶剂和降低水分,使之达到规定的残留溶剂量指标 ( 500 ~ 1000ppm )与安全贮存水分。 回收 溶剂的过程称之为脱溶,烘干去水的过程称之为烤粕。
1.
脱溶烤粕的基本过程
脱溶阶段主要是利用直接蒸汽穿过料层, 两者经过接触传热后使溶剂沸腾而挥发。 直接 蒸汽即做为加热溶剂的热源, 又有压力带着溶剂一起蒸出来。 但同时水蒸汽在加热溶剂的同 时也会部分凝结成水滴留存于粕中, 增加了豆粕的水分; 所以需经烤粕处理去除水分, 烤粕 一般采用间接蒸汽加热,烤除水分。
2.
脱溶烤粕的基本方法
①高温脱溶法
以表压为
0.5kg/cm2
的直接蒸汽,通过
1.5m
左右厚的料层,蒸烘
30
~
40
分钟,
再以表压
4
~
5kg/cm2
的间接蒸汽烘干去水,
以达到规定含水量要求。
出粕温度在
105
℃
以上。这种粕蛋白质变性严重不利于蛋白质的进一步加工利用。
②
闪蒸预脱溶(低温脱溶)法,用高速流动的过热溶剂蒸汽将湿粕吹至旋风分离器,以
极短的时间脱除溶剂。
脱溶后的粕借自重进入喂料器,
均匀进入蒸烘冷却器内。
蒸烘冷却器
保持
200
~
400mmHg
的真空度,上部以少量直接蒸汽脱尽残溶,下层吹入干燥冷空气以
去除水分。
这样,
豆粕受热时间短,
蒸烘温度低,
无水蒸汽直接作用,
出粕温度不超过
70
~
80
℃,故蛋白质变性率低,仅
1
~
2%
,有利于蛋白质进一步开发利用。
③
机械预脱溶法,为了节约蒸汽,有时选用机械挤压的方式先挤出部分溶剂,再进行热
力脱溶和烤粕。
脱溶烤粕设备主要有,多段卧式烘干机,高料层烘干和以及蒸烘冷却器等。
从浸出工序得到的浓混合油中含油量一般为
10
~
30%
,要得到毛油必须从混合油中把
溶剂蒸脱掉,浸出法制油规定毛油中残留溶剂指标为
50
~
500ppm
。
从混合油中脱除溶剂是利用溶剂的沸点比油脂沸点低的特性,采用加热使混合油沸腾,
从而使溶剂汽化而保留油脂。
但由于溶剂与油脂是均匀互溶液体,
在一定的压力或真空的条
件下,溶剂的沸点有随着混合油浓度的增加而提高的趋势。
可见,仅靠加热蒸发是除不尽混合油中的溶剂的,所以还必须配合以汽提的方法。
常
规的混合油分离可分为二个步骤:
①
混合油蒸发,即以间接蒸汽加热,蒸脱溶剂。
②
汽提。
在
110
~
115
℃
的温度下,
通入压力为
0.2
~
0.5kg/cm2
的直接蒸汽,使混
合油中的少量溶剂随蒸汽一起带走,以脱尽残留溶剂。
蒸发设备常用长管或蒸发器,汽提设备有升膜式、管式、汽提塔等。
7.5
溶剂回收
通过脱溶烤粕和混合油蒸发汽提工序,回收尾气。设备有:冷凝器、分水器、蒸水缶及
尾气回收装置等。
毛油一般指从浸出或压榨工序由植物油料中提取的含有不宜食用
(或工业用)
的某些杂
质的油脂。
毛油的主要成分是甘油三脂肪酸酯的混合物(俗称中性油)
。除中性油外,毛油中还含
有非甘油酯物质(统称杂质)
,其种类、性质、状态,大致可分为机械杂质、脂溶性杂质和
水溶性杂质等三大类。
(
1
)油脂精炼的目的
油脂精炼,
通常是指对毛油进行精制。
毛油中杂质的存在,
不仅影响
油脂的食用价值和安全贮藏,
而且给深加工带来困难,
但精炼的目的,
又非将油中所有的杂
质都除去,而是将其中对食用、贮藏、工业生产等有害无益的杂质除去,如棉酚、蛋白质、
磷脂、黏液、水分等都除去,而有益的
"
杂质
"
,如生育酚等要保留。因此,根据不同的要求
和用途,
将不需要的和有害的杂质从油脂中除去,
得到符合一定质量标准的成品油,
就是油
脂精炼的目的。
(
2
)油脂精炼的方法
根据操作特点和所选用的原料,油脂精炼的方法可大致分为机械法、
化学法和物理化学法三种。一般情况下只需要先对毛油进行沉淀。
毛油属于胶体体系,
其中的磷脂、蛋白质、粘液质和糖基甘油二酯等,
因与甘三酯组成
溶胶体系而得名为油脂的胶溶性杂质。
胶溶性杂质的存在不仅影响油脂的稳定性,
而且影响
油脂精炼和深度加工的工艺效果。例如油脂在碱炼过程中容易形成乳化,增加操作的难度,
加大油脂精炼损耗和辅助材料的耗用量,
并使皂脚的质量降低;
在脱色过程中,
会增大吸附
剂的耗用量,
降低脱色效果;
未脱胶的油脂无法进行物理精炼和脱臭操作,
也无法进行深加
工。因此,毛油精制必须首先脱除胶溶性杂质。
应用物理、
化学或物理化学的方法脱除毛油中脱溶性杂质的工艺过程称为脱胶。
脱胶的
方法有水化脱胶、酸炼脱胶、吸附脱胶、
热聚脱胶及化学试剂脱胶等,
油脂工业上应用最为
普遍的是水化脱胶和酸炼脱胶。
而食用油脂的精制多采用水化脱胶,
强酸酸炼脱胶则用于工
业用油的精制。
一般对油脂采用水化脱胶的操作。水化脱胶是利用磷脂等胶溶性杂质的亲水性,将一定
量的热水或稀碱、食盐、
磷酸等电解质水溶液,在搅拌下加入热的毛油中,
使其中的胶溶性
杂质吸水凝聚,
然后沉降分离的一种油脂脱胶方法。
在水化脱胶过程中,
能被凝聚沉降的物
质以磷脂为主,
还有与磷脂结合在一起的蛋白质、
糖基甘油二酯、
粘液质和微量金属离子等。
水花脱胶的主要设备按工艺作用可分为水化器、
分离器、
干燥器及脱溶器等,
按生产的
连贯性又可分为间歇式和连续式。
毛油中含有一定量的游离脂肪酸脱除这些脂肪酸的过程叫脱酸。脱酸常用方法为碱炼
法化学精炼和水蒸汽蒸馏物理精炼法。
碱炼脱酸法是通过在油中毛油或水化脱
胶油添加碱性水溶液进行中和化学反应而达到脱酸目的。
碱炼脱酸工艺常用的化学中和
剂是烧碱
NaOH
添加量视原料油品质而定总耗碱量详见以下步骤包括三个部分一
是用于中和游离脂肪酸的碱通称为理论碱二是用于中和酸反应过程添加的磷酸另一
部分则是为了满足工艺要求而额外增加的碱称为超量碱。碱液浓度一般为
12~240Be
。
超量碱根据工艺选定一般为油量的
0.1
0.25%
连续生产线按理论碱的
25%
计。
中和化学反应于混合装置、
滞流反应罐和相关管线中完成借助于离心分离机分离出皂脚
俗称脱皂脱皂油中的残皂通过淡碱液洗涤复炼和热水洗涤水洗再借助于离
心分离机分离出净油然后经真空干燥脱溶器脱除残余水份和残溶而得到国标三、
四级成
品油。或进入脱色、脱臭、脱脂工序精炼加工成国标一、二级成品油。
在前面所述的精炼方法中, 虽可同时除去油脂中的部分色素, 但不能达到令人满意的地 步。因此,对于生产高档油脂 -- 色拉油、化妆品用油、浅色油漆、浅色肥皂及人造奶油用的 油脂, 颜色要浅, 只用前面所讲的精炼方法, 尚不能达到要求, 必须经过脱色处理方能如愿。 油脂脱色的方法有日光脱色法(亦称氧化法) 、化学药剂脱色法、加热法和吸附法等。 目前应用最广的是吸附法, 即将某些具有强吸附能力的物质 (酸性活性白土、 漂白土和活性 炭等)加入油脂,在加热情况下吸附除去油中的色素及其它杂质(蛋白质、黏液、树脂类及 肥皂等) 。
工艺流程:间歇脱色即油脂与吸附剂在间歇状态下通过一次吸附平衡而完成脱色过程的工
艺。
脱色油经贮槽转入脱色罐,
在真空下加热干燥后,
与由吸附剂罐吸入的吸附剂在搅拌下
充分接触,
完成吸附平衡,
然后经冷却由油泵泵入压滤机分离吸附剂。
滤后脱色油汇入贮槽,
借真空吸力或输油泵转入脱臭工序,压滤机中的吸附剂滤饼则转入处理罐回收残油。
纯粹的甘油三脂肪酸酯无色、
无气味,
但天然油脂都具有自己特殊的气味
(也称臭味)
。
气味是氧化产物,进一步氧化生成过氧化合物,分解成醛,因而使油呈味。此外,在制油过
程中也会产生臭味,例如溶剂味、肥皂味和泥土味等。除去油脂特有气味(呈味物质)的工
艺过程就称为油脂的
"
脱臭
"
。
浸出油的脱臭(工艺参数达不到脱臭要求时称为 " 脱溶 " )十分重要,在脱臭之前,必须 先行水化、碱炼和脱色,创造良好的脱臭条件,有利于油脂中残留溶剂及其它气味的除去。 脱臭的方法 脱臭的方法很多,有真空蒸汽脱臭法、气体吹入法、加氢法和聚合法等。 目前国内外应用最广、效果最好的是真空蒸汽脱臭法。 真空蒸汽脱臭法是在脱臭锅内用过热蒸汽 (真空条件下) 将油内呈味物质除去的工艺过 程。 真空蒸汽脱臭的原理是水蒸气通过含有呈味组分的油脂, 汽-液接触, 水蒸气被挥发出 来的臭味组分所饱和,并按其分压比率选出而除去。 九 、成品油 经过上述操作工艺后,生产得到的油脂即是成品油。
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