專利名稱：膨化浸出油脂新工藝的制作方法
油脂制取工藝，從原始的壓榨到現(xiàn)在的高效浸出，從最初的罐組式間歇浸出發(fā)展到今天的大型連續(xù)式浸出，技術(shù)上已日越成熱。大型的平轉(zhuǎn)式或其它形式的連續(xù)浸出器，在蒸汽、動(dòng)力、勞力和材料的低消耗方面都已達(dá)到很高的水平。但是，它的適用性被機(jī)械加工的困難所限制。那些困難包括把料坯與混合油作相反方向的移動(dòng)且相互混合；最后又將混合油與油籽粒子有效的分開。
上述困難是如何產(chǎn)生的呢？我們知道，油料預(yù)處理過程中很重要的一步就是軋坯。根據(jù)油脂浸出理論，油脂在整仁和未破壞的細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)的擴(kuò)散速度比醇離分子的擴(kuò)散速度小1000倍；而在生坯中只小10倍。因此軋坯的主要目的就是最大限度破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。坯片越薄，細(xì)胞破壞程度越大，油脂擴(kuò)散經(jīng)過的路程也越短。但是太薄的坯片在壓坯過程中，油籽原有的直孔被彎曲和膠合，反而使擴(kuò)散阻力增大。因此坯片最適宜的厚度是0.55mm-0.35mm。軋坯可以破壞細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)和增大表面積，大大提高浸出速率，但是在浸出大量料坯內(nèi)的油脂時(shí)，在部分?jǐn)嚢杌蛘吖潭▽又薪鰰r(shí)，可能使料坯結(jié)塊，也可能使一部分料坯的表面被另外一部分料坯所覆蓋。料坯內(nèi)部溶劑的滲透性取決于滲透通道的直徑、連續(xù)性和彎曲程度。如果料坯被壓縮(如生坯)，那么隨著料層的加厚或者在液體壓力作用下，在料坯之間及其內(nèi)部形成彎曲的通道，料層的滲透性將會(huì)變差。料坯的粘結(jié)性使溶劑的滲透也增加了困難。細(xì)小粉末隨溶劑流動(dòng)，但它的聚集加大了溶劑流動(dòng)的阻力，降低了溶劑的滲透能力。所有這些表明軋制的薄坯片在溶劑的滲透、混合油與料坯的最后分離上，都存在難以克服的困難。再者，坯片越薄，在運(yùn)動(dòng)、攪動(dòng)中越易破碎成粉，使得溶劑更難滲透。所以，在實(shí)際生產(chǎn)中，往往采用比理論計(jì)算值稍厚的坯片來(lái)浸出；還用延長(zhǎng)浸出時(shí)間的辦法，來(lái)補(bǔ)償因加厚坯片而降低浸出速率所造成的后果。
另一方面，人們?yōu)榱藦母吆土现苯咏鲋蝎@得更好品質(zhì)的油和粕，盡管努力研制，但還是因軋制坯的高粘合性導(dǎo)致溶劑的滲透性很差，從而使得現(xiàn)有浸出器所提取的油脂和粕的質(zhì)量還不夠理想。因此，高含油料的直接浸出應(yīng)用還很不廣泛。
為了解決上述問題，人們所做的研究工作可歸納為兩類①制定最適宜的物料結(jié)構(gòu)；⑦選擇最適宜的浸出方法。制定最適宜的物料結(jié)構(gòu)是最重要的，因?yàn)樵俸玫慕龇椒ǘ际歉鶕?jù)物料結(jié)構(gòu)所確定的。荷蘭的“斯托克”公司采用調(diào)節(jié)凝聚機(jī)，讓料坯在“沸騰”床中移動(dòng)對(duì)與蒸汽強(qiáng)烈接觸，形成直徑為3mm左右的圓形多孔凝聚物。近年來(lái)，膨化制備一種多孔的入浸坯代替軋制坯浸出的新工藝，已被巴西、美國(guó)等應(yīng)用到生產(chǎn)中。我國(guó)利用膨化原理，將破碎后的油料送入普通螺桿膨化機(jī)內(nèi)，經(jīng)多階段擠壓加熱后，在出口前12-20秒內(nèi)，很快升溫至160-230℃，使膠體中多余的水分迅速蒸發(fā)而成蒸汽，產(chǎn)生較大的壓力；在壓力和螺旋軸的擠壓作用下，油料被高速射出頭部開孔；較大的壓力差與蒸汽噴爆作用，使油料變?yōu)槌尚蔚亩嗫捉Y(jié)構(gòu)。這種多孔結(jié)構(gòu)大大有利于溶劑的滲透，使得該油料比軋制坯更易浸出，而且浸出速率也優(yōu)于軋制坯。然而，從制作過程中可以看出，多孔結(jié)構(gòu)油料不是與蒸汽強(qiáng)烈接觸就是被擠壓加熱到150℃以上；在那高溫加工條件下，其中的蛋白質(zhì)無(wú)疑變性很大；自然，油品的質(zhì)量也大受影響。在越來(lái)越注重粕中蛋白質(zhì)和油品質(zhì)量的今天，那些變性無(wú)疑是不可取的。
為了更好的解決由于提高浸出速率而造成混合油與料坯的相對(duì)移動(dòng)，及最后料坯與混合油分離困難的問題，同時(shí)在處理油料過程中又不影響其中的蛋白質(zhì)和油脂的質(zhì)量，我們采用膨化方法制備一種多孔結(jié)構(gòu)的顆粒油料來(lái)代替軋制坯浸出。該顆粒油料是整仁的油籽或部分破碎的油籽。這種近似圓形的油料在浸出時(shí)，混合油與料坯的相對(duì)移動(dòng)及它們的最后分離無(wú)疑是十分容易的。
先從理論上分析浸出速率。生理成熟的干油籽中，油脂呈顆粒狀和球體形式存在糊粉粒和細(xì)胞其它擬器官之間的縫隙中，這些脂類體彼此緊密地連接起來(lái)，油脂存在油籽細(xì)胞中。根據(jù)浸出理論，阻礙溶劑滲入細(xì)胞內(nèi)和油脂向外作相反方向移動(dòng)的最大障礙是細(xì)胞壁。如果我們破壞細(xì)胞壁，而且整粒油籽又是多孔結(jié)構(gòu)的話，那么溶劑就能通過那些孔道，順利穿過被破壞的細(xì)胞壁，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)與油脂溶解在一起；油脂則因濃度差形成的滲透壓，很快從細(xì)胞內(nèi)滲透到細(xì)胞外的溶劑中，被溶劑帶走。正是基于這一點(diǎn)，本發(fā)明制備的多孔結(jié)構(gòu)油籽徹底破壞了油脂浸出的細(xì)胞壁，因而它既有高浸出速率，同時(shí)又使混合油與料坯的相對(duì)移動(dòng)及分離變得十分容易。
那么制作過程如何呢？首先，將清選除雜、剝殼去皮等處理后的整仁油籽(如花生等)，或部分破碎的油籽(如菜籽等)，在一定壓力、溫度下，用溶劑浸泡。油籽是一種多孔毛細(xì)管結(jié)構(gòu)的物料。經(jīng)過一段時(shí)間后，象傳統(tǒng)的用水浸泡大豆一樣，溶劑就會(huì)滲入油籽細(xì)胞中與油脂溶解在一起。然后在一定溫度下，將飽含溶劑的油料迅速送入一個(gè)比浸泡壓力低的系統(tǒng)；該壓力低于一定溫度下溶劑的蒸汽壓或臨界壓力(如果用超臨界氣體，如二氧化碳來(lái)浸泡的話)。此時(shí)油籽細(xì)胞中所含溶劑就會(huì)因外部壓力的迅速降低而猛烈蒸發(fā)，體積迅速膨脹，向外快速擴(kuò)散。這一過程是如此刷烈，以致造成油籽細(xì)胞壁的徹底破壞；而且在擴(kuò)散過程中形成的許多孔隙通道，使得油籽成為一種多孔結(jié)構(gòu)。經(jīng)過一次或若干次膨化后，我們就制備成了一種多孔結(jié)構(gòu)的油籽。此油籽是整仁的或部分破碎的。它的細(xì)胞壁已遭到徹底破壞，因而在浸出時(shí)，既有高的、甚至超過軋制坯的浸出速率，又使混合油與料坯的相對(duì)移動(dòng)及分離變得十分容易。由于選用適當(dāng)?shù)娜軇麄€(gè)膨化過程可以在室溫下進(jìn)行，因而蛋白質(zhì)的變性將會(huì)很小，油品的質(zhì)量也將大大提高。用于此膨化過程的溶劑可以是二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、異丁烷、戊烷、己烷、乙醇、丙酮等溶劑中的一種，或這些溶劑中若干種的混合物。
多孔結(jié)構(gòu)的油籽油料的浸出過程，實(shí)際上在膨化過程中就已經(jīng)發(fā)生。某些油料可以多次膨化，而且膨化和浸出可以交替進(jìn)行。正式浸出工藝中的設(shè)備可采用罐組式、平轉(zhuǎn)式等各種連續(xù)浸出設(shè)備。浸出溶劑可與膨化過程中的溶制相同，也可采用其它任何一種能完成油脂浸出的溶劑。浸出油脂后得到的混合油，經(jīng)脫溶后可得到毛油。浸出油脂后的粕，脫溶后有多種用途。脫除的溶劑回收后可循環(huán)利用。
這種膨化浸出油脂新工藝與原有的軋制坯浸出工藝相比，克服了軋坯后帶來(lái)的混合油與料坯相對(duì)移動(dòng)及最后分離的困難。油脂浸出速率與軋制坯浸出速率相同，甚至超過。這些都大大提高了生產(chǎn)效率。另外本發(fā)明中的膨化過程，只要選用適當(dāng)?shù)娜軇?，就可在室溫下進(jìn)行，蛋白質(zhì)、油脂所受影響很小，是擠壓膨化或其它方法制備多孔凝聚物油料所無(wú)法比擬的。再者極為重要的是，本發(fā)明克服了高含油料入浸坯的高粘結(jié)性，使它們的直接浸出變得容易得多。同時(shí)，油籽的整仁浸出，將那些油料的利用推到了一個(gè)全新的領(lǐng)域。如整仁花生全脫脂后可直接制成各種高蛋白低脂肪的食品這些食品是很有價(jià)值的。在整仁浸出全脫脂這一點(diǎn)上，原有的浸出工藝根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
以丙烷為膨化浸出溶劑為例，本發(fā)明的工藝流程如附圖
所示。1.進(jìn)料絞龍2.浸泡器3.膨化器4.浸出進(jìn)料刮板5.6.7.浸出罐8.10.22.23.25.壓縮機(jī)9.24.真空泵11.冷凝器12.出粕刮板13.混合油罐14.第一蒸發(fā)器15.17.19.閃發(fā)分離器16.第二蒸發(fā)器18.真空脫溶器20.毛油貯罐21.毛油泵26.溶劑罐27.溶劑泵28.浸泡泵其工藝過程是經(jīng)預(yù)處理后的油料，由進(jìn)料絞龍1送入浸泡器2中。用泵將溶劑從溶劑罐26中打入浸泡器2中浸泡油料。浸泡后的油料連續(xù)送入膨化器3中膨化。壓縮機(jī)8不斷抽除膨化器3中的溶劑氣體，維持膨化所需的壓差。膨化后的油料由浸出進(jìn)料刮板4輸送至浸出罐。在此油料經(jīng)三次稀混合油浸泡和一次新鮮溶劑浸泡后，即完成泡出過程。濃混合油被溶劑泵27送入混合油罐13中。浸出粕在完全脫溶后由出粕刮板12送至粕成品庫(kù)?；旌嫌徒?jīng)由第一蒸發(fā)器14、第二蒸發(fā)器16、真空脫溶器18等組成的蒸發(fā)系統(tǒng)徹底脫溶后，毛油存入毛油貯罐20中。最后由毛油泵21將毛油送至精煉車間?；旌嫌秃推芍姓舭l(fā)的溶劑氣體經(jīng)壓縮后，連同膨化器中出來(lái)的被壓縮的溶劑氣體，經(jīng)冷凝器11冷凝后液化，回收至貯存大量溶劑的溶劑罐26中。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明屬于食品工業(yè)油脂生產(chǎn)專業(yè)。其特征是在一定壓力、溫度下，將清選除雜、剝殼去皮等處理后的整仁油籽(如花生等)，或部分破碎的油籽(如菜籽等)用溶劑浸泡；溶劑滲透到油籽細(xì)胞中與油脂溶解在一起。然后，在一定溫度下，讓飽含溶劑的油料迅速進(jìn)入一個(gè)比浸泡時(shí)壓力低的系統(tǒng)。該壓力低于一定溫度下溶劑的蒸氣壓或臨界壓力(如果是用超臨界氣體，如二氧化碳來(lái)浸泡的話)。此時(shí)，油籽細(xì)胞中所含溶劑就會(huì)因外部壓力的降低而猛烈蒸發(fā)，體積迅速膨脹，同時(shí)向外迅速擴(kuò)散。這一劇烈的變化過程造成對(duì)細(xì)胞壁的徹底破壞。在擴(kuò)散過程中形成的許多孔隙通道，使油籽成為一種多孔結(jié)構(gòu)。經(jīng)過一次或若干次這樣的膨化過程后，可將油籽制成一種多孔結(jié)構(gòu)的油料，以替代軋制坯進(jìn)行油脂浸出過程。選種油料在浸出過程中，由于油籽是整仁或部分破碎的，滲透性能大大提高，因而混合油與油料的相對(duì)移動(dòng)及最后的分離，將十分容易。而且，由于油籽的多孔性和細(xì)胞壁的徹底破壞，其浸出速率與軋制坯的浸出速率相同，甚至超過。另一方面，選用適當(dāng)?shù)娜軇?，膨化過程可在室溫下進(jìn)行，因而蛋白質(zhì)的變性將很小，浸出油品的質(zhì)量將大大提高。這種油料流動(dòng)性能良好，輸送能量將降低。其滲透性能的提高將縮短浸出時(shí)間。所有這些都將大大提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，選擇適宜的浸出方式又將獲得蛋白低變性的粕。再者，由于改善了高含油料入浸坯高粘合性的問題，從而使高含油料直接浸出變得簡(jiǎn)單可行。還有極為重要的是，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了某些油料的整仁浸出全脫脂。這種技術(shù)為粕的應(yīng)用帶來(lái)了更廣闊的前景。這是原浸出工藝所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，用于膨化過程的溶劑可以是二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、異丁烷、戊烷、己烷、乙醇、丙酮等溶劑中的一種，或這些溶劑中若干種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，浸出過程中所用的溶劑可以是膨化過程中所用的相同溶劑，也可以是其它任何只要能完成油脂浸出的溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，對(duì)于需要多次膨化的油料，浸出和膨化過程可交替進(jìn)行。5.根據(jù)權(quán)利要求1，浸出設(shè)備可以是罐組式、平轉(zhuǎn)式、履帶式等浸出器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，膨化過程的溫度可以是室溫，也可以高于室溫。
全文摘要
本發(fā)明屬于食品工業(yè)油脂生產(chǎn)專業(yè)。它采用膨化工藝制備一種多孔結(jié)構(gòu)的油料取代軋制坯浸出油脂。由于油料滲透性能的提高,浸出效率提高了。又由于選用適當(dāng)?shù)娜軇?膨化過程可在室溫下進(jìn)行,因而蛋白質(zhì)變性很小,油品的質(zhì)量也將大大提高。本發(fā)明使高含油料的直接浸出變得簡(jiǎn)單容易,而且可實(shí)行油料的整仁浸出全脫脂。
文檔編號(hào)A23D9/02GK1185905SQ96118489
公開日1998年7月1日 申請(qǐng)日期1996年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月27日
發(fā)明者方石明 申請(qǐng)人:方石明