植物油料制油對油料的工藝性質具有一定的要求。因此制油前應對油料進行一系列的處理,使油料具有最佳的制油性能,以滿足不同制油工藝的要求。通常在制油前對油料進行清理除雜、剝殼、破碎、軟化、軋坯、膨化、蒸炒等工作統稱為油料的預處理。
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種清理設備去除油料中所含雜質的工序的總稱。
植物油料中不可避免地夾帶一些雜質,一般情況油料含雜質達1%~6%,最高達10%。混入油料中絕大多數雜質在制油過程中會吸附一定數量的油脂而存在于餅粕內,造成油分損失,出油率降低。混入油料中的有機雜質會使油色加深或使油中沉淀物過多影響油的品質,同時餅粕質量較差,影響餅粕資源的開發利用。混入油料的雜質,往往會造成生產設備效率下降,生產環境的粉塵飛揚,空氣混濁。因此采用各種清理設備將這些雜質清除減少油料油脂損失,提高出油率;提高油脂及餅粕的質量;提高設備的處理能力;保證設備安全工作;保證生產環境衛生。
清理后油料不得含有石塊、鐵雜、繩頭、蒿草等大型雜質。油料中總雜質含量及雜中含油料量應符合規定。花生、大豆含雜量不得超過0.1%;棉子、油菜子、芝麻含雜量不得超過0.5%;花生、大豆、棉子清理下腳料中含油料量不得超過O.5%,油菜子、芝麻清理下腳料中含油料量不得超過1.5%。
2、油料清理的方法及機理
油料中雜質種類較多。油料與雜質在粒度、密度、表面特性、磁性及力學性質等物理性質上存在較大差異,根據油料與雜質在物理性質上的明顯差異,可以選擇稻谷、小麥加工中常用篩選、風選、磁選等方法除去各種雜質。對于棉子脫絨、菜子分離,可采用專用設備進行處理。選擇清理設備應視原料含雜質情況,力求設備簡單,流程簡短,除雜效率高。
二、油料的剝殼及仁殼分離
1、剝殼的目的
大多數油料都帶有皮殼,除大豆、油菜子、芝麻含殼率較低外,其他油料如棉子、花生、葵花子等含殼率均在20%以上。含殼率高的油料必須進行脫殼處理,而含殼率低的油料僅在考慮其蛋白質利用時才進行脫皮處理。油料皮殼中含油率極低,制油時不僅不出油,反而會吸附油脂,造成出油率降低。剝殼后制油,能減少油脂損失,提高出油率。油料皮殼中色素、膠質和蠟含量較高。在制油過程中這些物質溶入毛油中,造成毛油色澤深,含蠟高,精煉處理困難。剝殼后制油,毛油質量好,精煉率高。油料帶殼制油,體積大造成設備處理能力下降,皮殼堅硬造成設備磨損,影響軋坯的效果。
2、剝殼的方法
油料剝殼時根據油料皮殼性質、形狀大小、仁皮結合情況的不同,采用不同的剝殼方法。
(1)摩擦搓碾法借粗糙工作面的搓碾作用使油料殼破碎。如圓盤剝殼機用于棉子、花生的剝殼。
(2)撞擊法借壁面或打板與油料之間的撞擊作用使皮殼破碎。如離心式剝殼機用于葵花子、茶子的剝殼。
(3)剪切法借銳利工作面的剪切作用使油料皮殼破碎。如刀板剝殼機用于棉子剝殼。
(4)擠壓法借軋輥的擠壓作用使油料皮殼破碎.如軋輥剝殼機用于蓖麻子剝殼。
(5)氣流沖擊法借助于高速氣流將油料與殼碰撞,使油料皮殼破碎。
油料剝殼時,應根據油料種類選擇合適的剝殼方式。同時應考慮油料水分對剝殼的影響。油料含水量低,則皮殼脆性大,易破碎,但水分過低,使在剝殼過程中易產生粉末。油料經剝殼機處理后,還需進行仁殼分離,仁殼分離的方法主要有篩選和風選2種。
三、油料的破碎與軟化
1、破碎:破碎是在機械外力作用下將油料粒度變小的工序。對于大粒油料如大豆、花生仁破碎后粒度有利于軋粒操作,對于預榨餅經破碎后其粒度符合浸出和二次壓榨的要求。
對油料或預榨餅的破碎要求:破碎后粒度均勻,不出油,不成團,粉末少。對大豆、花生仁要求破碎成6~8瓣即可,預榨餅要求塊粒長度控制在6~10mm為好。
為了使油料或預榨餅的破碎符合要求,必須正確掌握破碎時油料水分的含量。水分過低將增大粉末度,粉末過多,容易結團;水分過高,油料不容易破碎,易出油。
破碎的設備種類較多,常用的有輥式破碎機、錘片式破碎機,此外也有利用圓盤剝殼機進行破碎。
2、軟化:軟化是調節油料的水分和溫度,使油料可塑性增加的工序。對于直接浸出制油而言,軟化也是調節油料入浸水分的主要工序。
軟化的目的在于調節油料的水分和溫度,改變其硬度和脆性,使之具有適宜的可塑性,為軋粒和蒸炒創造良好操作條件。對于含油率低的、水分含量低的油料,軟化操作必不可少;對于含油率較高的花生、水分含量高的油菜子等一般不予軟化。
軟化操作應視油料的種類和含水量,正確地掌握水分調節、溫度及時間的控制。一般原料含水量少,軟化時可多加些水,原料含水量高,則少加水;軟化溫度與原料含水量相互配合,才能達到理想的軟化效果。一般水分含量高時,軟化溫度應低一些;反之軟化溫度應高一些。軟化時間應保證油料吃透水氣,溫度達到均勻一致。要求軟化后的油料碎粒具有適宜的彈性和可塑性及均勻性。
四、油料的軋坯
軋粒是利用機械的擠壓力,將顆粒狀油料軋成片狀料坯的過程。經軋坯后制成的片狀油料稱為生坯,生坯經蒸炒后制成的料坯稱為熟坯。
1、軋坯的目的是通過軋輥的碾壓和油料細胞之間的相互作用,使油料細胞壁破壞,同時使料坯成為片狀,大大縮短了油脂從油料中排出的路程,從而提高了制油時出油速度和出油率。此外,蒸炒時片狀料坯有利于水熱的傳遞,從而加快蛋白質變性,細胞性質改變,提高蒸炒的效果。
2、軋坯的要求:料坯厚薄均勻,大小適度,不露油,粉末度低,并具有一定的機械強度;生坯厚度要求:小于:大豆為0.3mm,棉仁O.4mm,菜子0.35mm,花生仁0.5mm;粉末度要求:過20目篩的物質不超過3%。
五、油料生坯的擠壓膨化
油料料坯的擠壓膨化是利用擠壓膨化設備將生坯制成膨化顆粒物料的過程。生坯經擠壓膨化后可直接進行浸出取油。該工藝大有取代直接浸出和預榨浸出制油工藝的趨勢。
1、擠壓膨化的目的:油料生坯經擠壓膨化后,其容重增大,多孔性增加,油料細胞組織被徹底破壞,酶類被鈍化。這使得膨化物料浸出時,溶劑對料層的滲透性和排泄性都大為改善,浸出溶劑比減小,浸出速率提高,混合油濃度增大,濕粕含溶降低,浸出設備和濕粕脫溶設備的產量增加,浸出毛油的品質提高,并能明顯降低浸出生產的溶劑損耗以及蒸汽消耗。
2、擠壓膨化原理:油料生坯由喂料機送入擠壓膨化機,在擠壓膨化機內,料坯被螺旋軸向前推進的同時受到強烈的擠壓作用,使物料密度不斷增大,并由于物料與螺旋軸和機膛內壁的摩擦發熱以及直接蒸汽的注入,使物料受到剪切、混合、高溫、高壓聯合作用,油料細胞組織被較徹底地破壞,蛋白質變性,酶類鈍化,容重增大,游離的油脂聚集在膨化料粒的內外表面。物料被擠出膨化機的模孔時,壓力驟然降低,造成水分在物料組織結構中迅速汽化,物料受到強烈的膨脹作用,形成內部多孔、組織疏松的膨化料。物料從膨化機末端的模孔中擠出,并立即被切割成顆粒物料。
六、油料的蒸炒
油料的蒸炒是指生坯經過濕潤、加熱、蒸坯、炒坯等處理,成為熟坯的過程。
1、蒸炒的目的與要求
(1)蒸炒的目的在于使油脂凝聚,為提高油料出油率創造條件;調整料坯的組織結構,借助水分和溫度的作用,使料坯的可塑性、彈性符合入榨要求;改善毛油品質,降低毛油精煉的負擔。
蒸炒可使油料細胞結構徹底破壞,分散的游離態油脂聚集;蛋白質凝固變性,結合態油脂暴露;磷脂吸水膨脹;油脂黏度、表面張力降低。因此,蒸炒促進了油脂的凝聚,有利于油脂流動,為提高出油率提供了保證。
蒸炒可使油料內部結構發生改變,其可塑性、彈性得到適當的調整,這一點對壓榨制油至關重要。油料的組織結構特性直接影響到制油操作和效果。
蒸炒可改善油脂的品質。料坯中磷脂吸水膨脹,部分與蛋白質結合,在料坯中大部分棉酚與蛋白質結合,這些物質在油脂中溶解度降低,對提高油脂質量極為有利。
料坯中部分蛋白質、糖類、磷脂等在蒸炒過程中,會和油脂發生結合或絡合反應,產生褐色或黑色物質會使油脂色澤加深。
(2)蒸炒的要求蒸炒后的熟坯應生熟均勻,內外一致,熟坯水分、溫度及結構性滿足制油要求。以濕潤蒸炒為例:蒸炒采用高水分蒸炒、低水分壓榨、高溫人榨、保證足夠的蒸炒時間等措施,從而保證蒸炒達到預定的目的。
2、蒸炒的方法
蒸炒方法按制油方法和設備的不同,一般分為2種。
(1)濕潤蒸炒濕潤蒸炒是指生坯先經濕潤,水分達到要求,然后進行蒸坯、炒坯,使料坯水分、溫度及結構性能滿足壓榨或浸出制油的要求。濕潤蒸炒按濕潤后料坯水分不同又分為一般濕潤蒸炒和高水分蒸炒。一般濕潤蒸炒中,料坯濕潤后水分一般不超過13%~14%,適用于浸出法制油以及壓榨法制油。高水分蒸炒中,料坯濕潤后水分一般可高達16%,僅適用于壓榨法制油。
(2)加熱蒸坯加熱蒸坯是指生坯先經加熱或干蒸坯,然后再用蒸汽蒸炒,是采用加熱與蒸坯結合的蒸炒方法。主要應用于人力螺旋壓榨制油,液壓式水壓機制油、土法制油等小型油脂加工廠。