油脂制取工艺与设备ppt课件.ppt

油脂制取工艺与设备1,2023/1/10,油脂制取工艺与设备1,第一节 概述,1 我国农村榨油机的发展情况2 植物油料的种类及化学成份3 植物油制取的主要方法4 大豆油提取,油脂制取工艺与设备1,2,第一节 概述,1 我国农村榨油机的发展情况 我国的榨油历史很悠久，据历史记载可以追溯到宋代，那时榨油所用的工具很落后，主要靠人力尖劈原理做成木楔来进行木榨，生产率极低。解放后，榨油工业迅速发展，彻底改变了我国榨油工业的落后面貌。,油脂制取工艺与设备1,3,2 植物油料的种类及化学成份 植物油脂是主要的食用油脂和工业原料。广泛用于食品、医药、轻工、化工等部门，所以油脂工业和人类的生活及生产密切相关，是国民经济的重要组成部分。,油脂制取工艺与设备1,4,2.1 植物油料的种类,2.1.1 棉籽 棉籽本身非油料作物，因含14%25的油脂，而我国又是世界上主要的产棉国之一，故也成了油脂工业的主要油料之一。棉籽根据品种和处理情况，可分为毛籽和光籽。毛棉油精炼后可食用，工业上也可用来制肥皂、化妆品、人造奶油等原料。棉籽饼可做饲料和肥料使用。,油脂制取工艺与设备1,5,2.1.2 大豆 大豆属豆科，含油量为16%22，是一种低含油量的油料。但大豆含蛋白质很高，约为35%52%。因此，制油生产过程中可用冷榨和真空干燥豆粕的方法，将得到的豆饼和豆粕再去做豆腐和各种蛋白质制品。大豆油是我国人民比较喜爱的一种食用油，除食用外在工业上可做油漆、肥皂、甘油和润滑油等原料。,油脂制取工艺与设备1,6,2.1.3 菜籽 菜籽即油菜的种子，是我国重要的油料作物，是一种含油量较高的油料，高的可达48，低的只有32%48%。菜籽油是我国主要食用油之一，除食用外在工业上可做肥皂、润滑剂等。,油脂制取工艺与设备1,7,菜籽热榨较多，但由于菜籽中有一种物质在热榨（蒸炒）过程中会发出剌眼、剌鼻的辣味（芥子精）有毒，使人头晕，蒸炒时应注意安全。制取过程中“芥子精”并不能混在油中，只留在饼粕中，因此饼粕质量较差，不能直接作为饲料。要通过发酵除毒制取蛋白，而菜籽油本身并没有毒性。,油脂制取工艺与设备1,8,2.1.4 花生 花生是我国产量最多的一种大宗油料。花生的含仁率一般在68%72左右，剥壳后的果仁含油量40%51上下，是一种高含油量的油料。果仁皮也含油脂，最高含量为14左右，所以花生榨油时勿去果仁皮。花生是食品工业中营养价值丰富的原料，蛋白质含量30以上。花生饼可用来制作酱油，又是优质饲料和肥料。,油脂制取工艺与设备1,9,2.1.5 芝麻 芝麻也是我国主要的油料作物。芝麻含油量很高，一般在48%58%左右。芝麻油除食用外，在食品和医药上用处很广，其饼粕是最好的饲料和肥料。,油脂制取工艺与设备1,10,芝麻是主要油料作物，有特殊香味，“香油”。芝麻油之所以香是芝麻本身含有一种芝麻醚。（C20H18O7）高温水解（C7H6O3）芝麻醚物质，具有异常香味。可以热榨，注意热炒时不可过火，否则影响出油率，饼可作为饲料、肥料。,油脂制取工艺与设备1,11,2.1.6 米糠 米糠是稻谷加工的副产品。米糠中含油量在1520之间。由于我国是世界上盛产稻谷的国家之一，故也成为大宗油料来源。利用米糠制油前途很大。米糠在工业上可制肥皂，如果经脱酸处理、去蜡、精炼后也是一种很好的食用油。米糠的糟粕仍可酿酒或作饲料等。,油脂制取工艺与设备1,12,2.2 植物油料的化学成份,世界上大宗植物油料有：大豆、菜籽、葵花籽、花生、棕榈果、椰子仁干、芝麻、蓖麻籽、油橄榄等。由于油料的品种、产地、气侯等条件不同，其化学成分有较大的差别。但大多包含以下主要成分，如油脂、蛋白质、碳水化合物以及其它多种微量成分，如磷脂、灰分、色素、有机酸以及蜡质等。,油脂制取工艺与设备1,13,可见，油料和种籽中除脂肪外，许多成分都是很有价值的营养成分，特别是蛋白质和磷脂等。,油脂制取工艺与设备1,14,3 植物油制取的主要方法,人类制取植物油历史悠久，当前世界上制油方法主要有机械法、浸出法与水代法3种。3.1 机械法 凡利用机械外力的挤压作用将榨料中的油脂提取出来的方法称为机械法。机械法又分为多种形式，如静态压榨水压机、螺旋挤压式榨油机、偏心轮回转式挤压机以及离心式挤压分离机等。,油脂制取工艺与设备1,15,3.2 浸出法,凡利用某些溶剂（如轻汽油、工业乙烷、丙酮、异丙醇等）溶解油料中的油脂的特性，将油料料胚中的油脂提取出来的方法称为浸出法。多用于低油份油料，如大豆、棉籽、米糠等，一般采用一次直接浸出。对于高油份油料，如菜籽、花生、葵花籽等，还采用预榨浸出的两次浸出法。,油脂制取工艺与设备1,16,3.3 水代法,凡利用油料中的非油成份对油和水的亲和力的差异，并利用油水比重不同而将油脂与蛋白质等成份分离开来的制油方法，称为水代法。,油脂制取工艺与设备1,17,4 大豆油提取,4.1 大豆在制油前原料的预处理 原料预处理是从原料到提取油脂前的所需要准备的工序。包括清理、破碎、软化、轧坯、蒸炒等具体操作。预处理的好坏直接影响制油效果。,油脂制取工艺与设备1,18,4.1.1 大豆的清理 大豆的清理，就是清除原料大豆中夹带的泥沙、石子、茎叶、铁质等杂质，分离出混在原料中的杂、霉变籽粒。根据物理特质不同，常用的清理方法有：筛选、风选、磁选，比重分选等。设备包括：振动筛，比重去石机、吸风分离器、永磁滚筒等。,油脂制取工艺与设备1,19,4.1.2 大豆的破碎 经过清理的大豆，如果含水低于13，可直接进行破碎，要求破碎成24瓣，如果净豆水分高于13，须先经过烘干才能破碎。大豆预处理过程中需要进行脱皮，大豆脱皮要求先将含水量降至12以下(晒干)，用热空气干燥至9%10的水分，再进行破碎，这样有利于豆仁与种皮分离，用多级吸风器将豆皮吸走。,油脂制取工艺与设备1,20,4.1.2 大豆的破碎目的和要求：在油料轧坯之前，必须对大颗粒的油料进行破碎。其目的是通过破碎使油料具有一定的粒度符合轧坯条件；油料破碎后的表面积增大，利于软化时温度和水分的传递，软化效果提高。要求油料破碎后粒度均匀，不出油，不成团，少成粉，粒度符合要求。油料破碎的方法和设备：齿辊破碎机、锤击破碎机、圆盘剥壳机。,油脂制取工艺与设备1,21,油脂制取工艺与设备1,22,4.1.3 软化 软化是轧胚前一项重要的预处理工序。软化的目的是通过对油料温度和水分的调节，使油料具有适宜的弹塑性，减少轧坯时粉末和粘辊现象。保证坯片的质量。要求：软化后的料粒有适宜的弹塑性且内外均匀一致，能满足轧坯的工艺要求。,油脂制取工艺与设备1,23,4.1.3 软化 大豆的含油量低，可塑性差，轧坯前一定要进行软化。软化温度应视大豆含水量的高低而定。大豆水分为10-15%时，软化温度通常掌握在70-80，软化时间为15-30min。所用设备：夹层式软化锅、卧式蒸气搅龙、软化箱等。均可喷入蒸汽增温增湿，又可间接加热，使物料升温去湿。,油脂制取工艺与设备1,24,软化锅,卧式软化锅,油脂制取工艺与设备1,25,4.1.4 轧坯 经过破碎，软化的物料，要经过轧坯设备对其进行碾轧，使之成为具有一定厚薄的料坯或生坯，即利用机械的作用，将油料由粒状轧成片状的过程。轧坯的目的：破坏油料细胞组织，破坏细胞壁，使油能从细胞中分离出来；油料轧成薄片，油从料坯中出来，走的路很短，容易出油；轧坯便于蒸炒，吸热面增大，吸热均匀，便于吸收水份。设备：轧坯机。类型较多，常用的有单对辊、双对辊、三辊及液压紧辊轧坯机等。,油脂制取工艺与设备1,26,轧胚机,轧胚机,油脂制取工艺与设备1,27,4.1.5 蒸炒 将轧胚后的生胚经过加水、加热、烘干等湿热处理而变成熟胚的过程为蒸炒。目的 细胞壁完全破坏，使油脂与料坯易分开；油料中蛋白质凝固，易提取油质；杀死了微生物和油料中的酶，饼粕易贮存；降低了油质粒度，利于出油；磷脂与水膨胀，可使它留在饼粕内，利于提 高毛油质量。,油脂制取工艺与设备1,28,蒸炒的方法湿炒法：首先将料饼加水润湿，通蒸汽加热，再经间接蒸汽烘干使料饼达到预定湿质水分的标准。干蒸炒：料饼不经过加水润湿，直接加热去水，使之达到入榨条件。设备蒸炒锅，有立式或卧式，立式蒸炒锅在大型炼油厂应用较多。,油脂制取工艺与设备1,29,立式蒸炒锅,油脂制取工艺与设备1,30,4.2 榨油的工艺流程 油料进入榨油机压榨时，必须有足够的可塑性和弹性，才能承受榨油机的压力，形成饼块和油路，使油脂从油料细胞中压出来。而塑性和弹性是由油料中的水分、温度决定的，所以在入榨前油料要经过精选、剥壳、轧坯、蒸炒等工序处理，这些工序构成了榨油前期的工艺流程。,油脂制取工艺与设备1,31,液压式榨油的工艺流程:油料 清选 剥壳 轧胚 炒胚 蒸胚 压榨,油饼,碎饼,再次榨油,粗滤,毛油,精炼,油脂制取工艺与设备1,32,动力螺旋榨油的工艺流程油料 清选 剥壳 轧胚 炒胚蒸胚 压榨,油饼,第二次压胚,粗滤,毛油,精炼,第三次压胚,精品油,饼粕,油脂制取工艺与设备1,33,4.3 压榨法提取大豆油 压榨取油的基本原理 压榨过程的物理化学本质 存在于细胞原生质中的油脂，经过轧胚、蒸炒处理，其中油脂大多数形成凝聚态。此时，大部分凝聚态油脂存在于细胞的凝胶孔道之中，压榨取油的过程，就是借助机械外力的作用使油脂从榨料中挤压出来的过程。这种过程主要是属于物理变化。如物料变形、油脂分离、摩擦发热、水分蒸发等。,油脂制取工艺与设备1,34,但在压榨过程中，由于水分、温度的影响，也会产生某些生物化学方面的变化，如蛋白质变性、酶的破坏和受到抑制等。压榨取油的必要条件 物料条件（内部条件）一般来说，施于油脂上的压力越大越好，油脂排出的毛细管直径越大，数量越多越好，流油毛细管越短越好；受压油脂的粘度越低越好。而温度是影响油脂粘度的主要因素。,油脂制取工艺与设备1,35,榨油的外部条件 包括压力、水分、时间、温度等。a.压力，在某一定的压力条件下，榨料的压缩有一个限度，当压力达到某一数值时，榨料不再被压缩，此时的压力称为临界压力或极限压力。合适的压力以不超过极限压力为宜。榨料受压状态，分为静态和动态受压，一般说，动态压榨有利于出油。施压速度及压力变化规律，实践中采用“先轻后重轻压勤压”的方法效果较好。,油脂制取工艺与设备1,36,b.水分高可塑性好，但弹性差，容易造成“拉稀”现象，甚至不出油或出油少。水分低时可塑性差，而弹性好，不易结成饼块，榨油过程中出干渣末，也会榨不出油来。所以经过蒸炒的含水量要合适，不可过干也不可过湿。c.温度过高，炒的时间越长，油料容易被炒焦；温度低，炒的时间短时，油细胞受热膨胀小，蛋白质热变性小，胶体不能被破坏，油也就析不出来。,油脂制取工艺与设备1,37,4.4 浸出法制取大豆油 浸出法制油是目前世界上先进的取油技术。自1870年问世以来，经过了百余年的历史，其工艺不断得到改进和完善，到目前为止，已成为世界油脂工业中植物油制取的主要方式。,油脂制取工艺与设备1,38,4.4.1 浸出法制油的基本原理及要素 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，将料坯中的油脂浸提出来，然后把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，这个过程，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。,油脂制取工艺与设备1,39,(1)溶剂的选择(理想的浸出溶剂)能在室温或低温下以任何比例溶解油脂；溶剂的选择性要好，即除油脂外，不溶解其他成份；化学性质稳定，对光和水具有稳定性，经加热、蒸发与冷却不起化学变化；要求溶剂沸点低，比热小和气化潜热小，易从粕和油中分离回收；溶剂本身无毒性，呈中性，无异味，不污染；溶剂与油粕和设备材料均不发生化学反应。,油脂制取工艺与设备1,40,我国制油工业实际生产中应用最普遍的浸出溶剂有工业乙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，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。,油脂制取工艺与设备1,41,(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。细胞破坏程度越彻底越好;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，有利于提高浸出效率。大豆直接浸出法要求料胚厚度0.20.3mm。,油脂制取工艺与设备1,42,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%）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4555，不宜超过60。,油脂制取工艺与设备1,43,4.4.2 浸出制油工艺(1)常规工艺总体流程 一个完整的浸出工艺包括溶剂浸出，混合油分离、湿粕脱溶烘干以及溶剂回收等工序。,油脂制取工艺与设备1,44,浸出法工艺流程图,油脂制取工艺与设备1,45,(2)浸出工艺 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。,油脂制取工艺与设备1,46,浸出方式 浸泡式：料胚始终浸泡在溶剂中。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。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。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。,油脂制取工艺与设备1,47,浸出工艺条件 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，仅1530min，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”。,油脂制取工艺与设备1,48,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/dm2h为宜。,油脂制取工艺与设备1,49,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坯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）0.30.6:1的范围内。,油脂制取工艺与设备1,50,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，大豆坯一次浸出的湿粕极限含溶量为25%30%，需沥干时间为20min左右。,油脂制取工艺与设备1,51,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多种结构型式。,油脂制取工艺与设备1,52,油脂制取工艺与设备1,53,湿粕脱溶 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（5001000ppm）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。,油脂制取工艺与设备1,54,不锈钢带式烘干机,高效节能平板烘干机,滚筒烘干机,气流干燥机,油脂制取工艺与设备1,55,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。,油脂制取工艺与设备1,56,脱溶烤粕的基本方法 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3040min，再以表压45kg/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。,油脂制取工艺与设备1,57,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200400mmHg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7080，故蛋白质变性率低，仅1%2%，有利于蛋白质进一步开发利用。,油脂制取工艺与设备1,58,油脂制取工艺与设备1,59,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，高料层烘干以及蒸烘冷却器等。,油脂制取工艺与设备1,60,混合油蒸发 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50500ppm。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，溶剂的沸点随着混合油浓度的增加而提高的趋势。,油脂制取工艺与设备1,61,油脂制取工艺与设备1,62,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：混合油蒸发，即以间接蒸汽加热，蒸脱溶剂。汽提。在110115的温度下，通入压力为0.20.5kg/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。,油脂制取工艺与设备1,63,演讲完毕，谢谢听讲!,再见，see you again,3rew,2023/1/10,油脂制取工艺与设备1,