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油料加工

简介

将油料作物子粒进行加工处理,制成食用或工业用油脂、饼粕或饼块及再加工产品的过程。油脂的制取包括:油料预处理、毛油提取和油脂精炼三部分。制取油脂的同时,可以获得油料饼粕、饼块。油脂经过深加工,可制成色拉油、起酥油、人造奶油、硬化油及代可可脂等产品。油料饼粕、饼块经过深加工,可以制成植物蛋白粉、组织蛋白、浓缩蛋白及分离蛋白等产品。

发展简史 人类很早就懂得利用曝晒及挤压方法从油料作物子粒中提取油脂。中国食用植物油,长期以来以芝麻油为主。1637年宋应星著《天工开物》,对春秋时代(公元前770~前476年)就开始应用水代法制取芝麻油作了详细描述。《博物志·物理》载:“武帝泰始中,武库火,积油所致。”这场火灾,由积油引起,时间在公元265~316年之间。宋代,出现了两种重要的油类—菜油和豆油。用油菜子制油见于《图经本草》(1059),豆油见于《物类相感志》(约12世纪)。公元1313年,王祯《农书》“农器图谱集之九”中完整地记载了楔形榨具及制油方法。在国外,古罗马加图(M. P. Cato)《农业志》(约公元前160年)中对榨油磨有详细记述。利用机械压榨从油料作物子粒中提取油脂,已有近二百年的历史;应用有机溶剂进行连续浸出制油的溶剂萃取法(浸出法)制油技术,是近百年来油脂工业化生产的一大创举。自20世纪40年代以来,连续化生产的压榨法、预榨浸出法及直接浸出法,已成为当前国内外的主要制油方式。欧美及日本等发达国家大多已实现了大型连续式浸出、精炼工艺与设备的配套。

中国于1895年在营口建立了第一个水压机榨油厂;1907年在大连建成罐组式浸出制油厂;1936年上海、郑州引进建成螺旋机榨油厂;1937年在天津军粮城与台湾建成米糠水压机榨油厂。20世纪50年代中国自行设计了平转式浸出制油厂,并引进了连续式履带型浸出与碟片式离心机炼油配套设备。至1990年底,基本实现了制油、油脂精炼工艺与设备系列化、标准化选定型以及引进设备消化吸收国产化配套。其中形成主体的浸出制油能力已占植物油总加工能力的60%以上,逐步建立了完整的、现代化油脂工业体系。

随着制油工业的发展与新技术的应用,油脂及饼粕的再加工、深加工与新产品的开发得到迅速发展。20世纪初期的油脂氢化技术,油脂分提技术以及1948年出现的酯交换等新技术的工业化应用,为发展起酥油、人造奶油、蛋黄酱以及代可可脂等油脂加工食品起了重要作用。20世纪40年代中期,随着食品、饲料工业的发展,植物蛋白制取工业,首先在美国发展起来。此后,膨化技术、生物技术、膜技术、水剂法(水浸法)及混合溶剂选择性低温浸出去毒等新技术与新工艺的普及与推广,使油料蛋白质资源得到进一步利用。

油料分类 不同品种的油料含油率差异很大。按含油率高低可分为:①低油分油料,含油率一般为8%~30%,如大豆、米糠、棉子等;②高油分油料,含油率一般大于35%,如油菜子、花生仁、向日葵子、蓖麻子、椰子干等。按油脂用途分为:①食用油料,如大豆、花生等多数油料;②工业用油料,如油桐子、漆树子等;③药用油料,如蓖麻子、沙辣子等。按油料来源分为:①油料作物种子,如大豆、油菜子、芝麻、棉子等多数油料;②粮食、食品加工的副产物,如米糠、小麦胚芽、玉米胚芽、番茄子、葡萄子、花椒子、山楂子等。20世纪80年代世界性大宗油料依次为:大豆、棉子、油菜子、向日葵子、花生仁、椰子干、棕榈仁、亚麻子、蓖麻子、芝麻、米糠以及油橄榄等。中国主要是油菜子、棉子、大豆、花生仁、向日葵子、芝麻以及米糠等7种。

制油方法 主要有压榨法、浸出法和水剂法三种。大宗油料都是采用前两种方法提取的。

压榨法 是利用机械外力的挤压作用,将油料中油脂提取出来的一种方法。按照工艺条件和压榨后油饼的用途可分为:热榨与冷榨,一次压榨、两次压榨及预榨等。按榨油机本身的工作原理分,主要有批量压榨的液压榨油机和连续压榨的螺旋榨油机两种。压榨法制油虽然出油率不如浸出法高,相对动力消耗也较大,油脂和油饼的质量还易受高温影响,但工艺简单、操作方便,适应性强,至今仍广泛应用于小批量、多品种或特殊油料(油橄榄、油棕果等)的特殊加工,尤其作为预榨工序与浸出相配合,应用于高油分油料的加工更有广阔的前景(见压榨法制油)。

浸出法 是利用某些有机溶剂(如工业乙烷、正己烷、丙酮、异丙醇等)能“溶解”油脂的特性,将料坯或预榨饼中的油脂提取出来的一种方法。其中又按加工工艺分为预榨浸出、一次浸出与两次浸出三种。一次(直接)浸出法适用于低油分油料,能耗较低、油粕质量较好。高油分油料则通常采用预榨浸出工艺,有利于提高设备利用率和出油效率。两次浸出法仅用于生产低变性粕的高油分油料。与压榨法相比,浸出法突出的优点是出油效率高(95%~99%)、干粕残油率低(0.5%~1.5%)、油脂和粕的质量较高,有利于进一步加工利用,但是设备投资较多,且溶剂易燃易爆(见浸出法制油)。

水剂法 是利用油料中的非油成分对油、水亲和力的差异,同时利用其比重差,将油脂与亲水物质分离的一种方法,其中又分水代法与水浸法两种。①水代法,即“以水代油”,是用于高油分软质油料(如芝麻、花543生仁、向日葵子仁、油茶子仁)的一种特殊制油法。尤其适合于制取芝麻油,能保持特有香味。但该工艺生产具有间歇性, 出油效率为89%左右, 干基残油率达9%~12.5%,芝麻渣水分含量达50%~64%,处理困难。②水浸法,又称水溶法或水剂法,方法是利用水或稀碱液能溶解可溶性蛋白质、糖类的特性,调节溶解液的pH值,使蛋白质呈“等电点”沉淀而将油脂与蛋白质分离。它与水代法的不同点在于水温较低(60~65℃),加水量多(1:6~15),主要用以提取油料蛋白质(如浓缩蛋白或分离蛋白),因而可应用于多种油料,如大豆、花生仁、棉子仁、油菜子、向日葵子仁等。水浸法制油的出油效率一般与压榨法相当(90%以上),然而油、浆分离困难、能耗较高,废水处理成本高。

油脂精炼与加工 是将毛油经过去除机械杂质、胶体杂质(磷脂、游离脂肪酸、蛋白质、多醣、鞣质等)、色素、臭味物质以及蜡质、水分等,然后达到一定级别的食用油或工业用油脂的处理过程。油脂精炼有机械法、物理法、化学法、物理化学法、生物化学法,按工序特点分为五脱精炼(脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱蜡),采用不同的精炼工序进行组合,可以得到不同品质的油脂产品。同时,用毛油或精炼油作原料,可以进一步深加工(如冬化、氢化及脂交换等工序),生产出色拉油、人造奶油、起酥油等。

发展趋势 目前油料加工正朝着制油工艺完善,制油设备配套,实现高效低耗、大型化、自动化、高质量和综合开发的方向发展。开辟新油源、开发新产品、研制新工艺、应用新技术与提高综合效益,已成为当前各国发展油脂工业的重要课题。例如,在油料预处理工艺中应用流化床与膨化技术、微波真空加热技术能提高工艺效果,简化加工设备;在浸出或精炼过程中配置微处理机,能有效地控制反应过程、调节工艺参数、稳定产品质量、自动安全报警、进行计量核算和提高劳动生产率。为了克服目前浸出法制油所存在的固有弱点(如溶剂消耗、易燃易爆),各国正在研究开发的新技术有: 探索安全溶剂(异丙醇、超临界二氧化碳流体);混合溶剂选择性浸出去毒(丙酮-正己烷、酒精-正己烷)以及丁烷低压浸出等,并都取得了一些进展。另外,膜分离技术自1972年开始应用于处理大豆乳清回收大豆蛋白以来,取得了较大的进展。该技术为植物蛋白的提取、油脂与溶剂的分离以及废水处理、油料蛋白去毒等方面提供了新途径。

自20世纪60年代以来,生物工程的应用也对油脂工业的发展,展示出新的希望。例如,运用遗传工程培育双低型(低芥酸、低芥子甙)油菜子、低棉酚棉子以及高油酸向日葵子、高蛋白大豆、低胰酶抑制素大豆(Kunitz大豆)、高芥酸和高月桂酸菜子等;应用酶催化技术促进油脂水解、氢化、酯化、酰胺化、胺化等化学反应过程;酶法脱酸、脱酚等生物精炼技术的应用、单细胞油脂的生产等等。为油料加工、新油源的开发以及节能、环境保护等开拓了新的技术领域。

英文

plant seed oil processing