油料加工
正文
將油料加工成食品油的過程。油料指作為油源的草本及木本植物的種子，如花生、茶籽等。加工過程包括油脂製備、精煉、改質及食品油生產等。副產品餅粕原用作肥料或飼料，現已發展為提取蛋白質，作為食品的原料。某些油料，如大豆在一些地區已轉成為提取蛋白質而加工。發展簡況 中國從油料製取油已有數千年歷史。明代宋應星編著的《天工開物》中描述了原始的水代法及壓榨法取油。水代法是用石磨把油料磨碎成漿，然後兌水振盪，再用水把油代出。壓榨法用槓桿或撞擊方法把油壓出，設備均為木製。這兩種方法仍在套用，只是設備材料改用鋼鐵並提高了機械化程度。1900年用螺鏇連續擠壓油料而取油的榨油機在美國首先製造成功，使取油方法從間歇式變為連續式，產量劇增，榨油遂從手工業變為機械化的工業。其後出現了用溶劑從油料中萃取油的浸出法。萃取法幾乎能將油料中的油全部取出，從1919年連續式生產進入實用階段後，通過數十年的不斷改進，此法已在全世界油脂製備中占主導地位。中國第一個間歇式浸出廠在1922年建於大連，第一個連續式浸出廠1957年建於東北。油脂精煉及改質的過程發展較晚，1933年以前基本上是間歇式生產，隨著食品油市場的擴展，以及離心機等新設備的日臻完善，連續式已占絕對優勢。油料加工的技術發展趨勢，在油脂製備方面是尋找不易燃易爆、價格合理、能大量生產的溶劑，代替目前使用的輕汽油和己烷。較有希望的是異丙醇及二氧化碳超臨界氣體浸出。已達到小型化生產階段的有以水作溶劑的水浸法。此法在中國已套用於花生油及花生蛋白的生產。目前存在的問題是工序多，得率低，而成本又高。精煉方面在研究套用分子膜分離技術使非油雜質與中性油分離。其優點是減少工序，提高得率。在一些問題解決後，會有較大的發展前途。酯交換方面正研究利用酶促使脂肪酸定位重排，以便用廉價油生產高價油代用品，或生產有特殊性能要求的油品。
油脂製備 製備方法大致分一般油料的油脂製備方法和特殊油料的油脂製備方法兩種。特殊油料是指油棕和油橄欖。油棕主要產於熱帶和亞熱帶，如馬來西亞等國,中國的海南島也有少量種植。其油脂製備過程是:棕果經發酵、脫果、掏碎、壓榨得到棕櫚油。棕櫚渣滓經分渣、剝殼得棕仁,再經破碎、蒸炒、壓榨得棕油。油橄欖多產於地中海沿岸或溫帶地區。油橄欖果經洗果、粉碎、裝餅、壓榨、油水分離而得橄欖油。橄欖油屬優質食用油，不經精煉以保持天然風味，多用作色拉油。
一般油料是絕大部分油料植物的含油種籽，如大豆、花生、棕仁、茶籽等。油脂製備方法有水代法、壓榨法、預榨浸出法、浸出法。普遍採用的是後 3種方法。它們的通用工序是預處理。
預處理 通過物理方法，把各種形狀及含雜質的油料處理成為有共同性質、適於提油的物料。處理的程式是：①清理，即清除油料在收穫儲存中帶來的雜質。主要利用篩分，風力，或風篩結合，磁力等。②剝殼、分離，使油料殼與仁分離。棉籽在剝殼前還需脫短絨，以便取得這種有價值的副產品。③破碎、軋片，把不同大小的籽仁破碎成粒度大致相等的碎片，然後用軋輥軋成薄片，以便蒸炒處理後胚片的性能趨於一致。並縮短處理的時間。纖維質較多或蛋白質含量高的油籽，為了減少軋片後的粉末，在軋片前還需經輕度的熱處理，這個過程稱為軟化。④蒸炒，用水熱處理使料胚成為適於壓榨或預榨的物料。經過預處理的油料，其細胞大部分被破壞，油滴凝聚，可用擠壓或萃取的方式把油取出。
壓榨法 根據施壓的方法分為水壓機法與螺鏇榨油機法。水壓機把包成薄片的餅內的油壓出,但工效低,勞動強度大，已日漸淘汰,僅橄欖油製取仍沿用此法,以獲得較高的油品質量。螺鏇榨油機利用變距變徑螺鏇產生高壓，把油擠出，故可以連續生產。螺鏇榨油機按榨膛及榨螺的結構及榨油轉速，又細分為高速薄餅型與低速厚餅型兩種。前者壓力較低,適用於冷榨,多用小型廠；後者工效較佳，已發展為日處理200～300噸的大型機組，並作預榨機使用。
預榨浸出法 含油較高的油料，採用通常的預處理方法，胚片的浸透性能差，用直接浸出法取油，不易取得較好的效果，粕殘油高，故適於先用螺鏇榨油機取出部分油脂，然後用浸出法把預榨餅殘油浸出。預榨餅尚含殘油約13～18％。
浸出法 按採用的工藝可分為：①輕汽油浸出法,即採用己烷或輕汽油為溶劑，通常浸出廠均採用此法。②混合溶劑浸出法，即利用不同溶劑對不同物料有不同溶解度的原理，使油料內油脂及有害物質分別從油料中提出，並予以分離，達到油料及餅粕均符合食用或飼用的要求。③低溫浸出法，在較低的溫度下對油料萃取，使油料中高熔點的蠟質留於餅粕內，以減少煉油工序，此法多用於米糠浸出。④低溫脫溶法，採用溶劑蒸汽脫除粕內溶劑，避免或減少蛋白質變性，廣泛用於製取食用蛋白粕。
按採用的設備可分為間歇式及連續式浸出法。①間歇式浸出法：使用一組密閉的帶攪拌的罐，油料與溶劑在罐內浸泡。採用逆流浸出的方式，使混合油順序通過含油保留較多的胚料，使最濃的混合油通過新鮮料胚後排出,而殘油最低的粕通過新鮮溶劑後排出,達到最後混合油濃度最高,餅粕殘油最低的目的。每組浸出罐由4～18個罐組成。此法在連續法發展後，只用於小型廠。②連續式浸出法：目前主要的浸出形式。所用浸出器有履帶式、平轉式等。但基本結構均是一個密閉的連續循環輸送裝置。料胚在進入器內輸送過程中，與同時連續進入器內的溶劑相向運動,最後在浸出器兩端分別排出,得到與間歇式逆流浸出相同的效果。浸出系統除浸出器外，還包括：a.粕脫溶系統：浸出後的含溶劑粕，利用直接蒸汽和（或）間接蒸汽,使溶劑蒸發,然後通過烘乾、冷卻、粉碎、包裝變為成品粕。b.混合脫溶系統：帶溶劑的油，通過升膜式的第一、第二長管蒸發器，脫除大部分溶劑，使混合油濃度由20～30％升至95％，然後進入汽提塔，利用直接蒸汽脫除殘餘溶劑。達到浸出成品油的要求。c.溶劑回收系統：從粕脫溶系統及混合油脫溶系統出來的溶劑及水蒸氣的混合汽，通過一組冷凝器冷凝後，進入分水器使溶劑與水分開。回收的溶劑再進入循環系統。水通過升溫脫除殘留溶劑後排出。d.不凝氣體內溶劑的回收：簡稱尾氣回收。物料進入浸出系統時夾帶的空氣，在與溶劑接觸後,變為含溶劑汽的空氣,含量與溫度有關。回收這部分溶劑有用礦物油吸收及冷凍回收等方法。前者利用礦物油與溶劑的互溶性，後者利用溫度愈低，空氣含溶劑汽的飽和度愈低的原理，降低排出廢氣的含溶劑量。回收的溶劑，也進入分水器分水後重複使用。
油脂精煉 包括過濾、脫膠、脫酸、脫色、脫臭、脫蠟等。經過過濾、脫膠、脫酸的油稱半煉油。繼而經過脫色、脫臭、脫蠟的油稱全煉油。一些含固體脂的油在作為涼拌油使用時，還需除去固體脂，這一過程稱冬化。由於固體脂屬中性油，脫除的固體脂也用作起酥油等食用油的原料，其工作原理與分提相同，故一般不把它列入精煉範圍。
過濾 使油通過濾布或篩網,截留及除去其中固體雜質。使用的設備有開式和密閉式兩種，後者多用不鏽鋼絲布作過濾件，自動化程度較高。過濾最高壓力3～4×105Pa，目前均為間歇操作,多配備兩台過濾機交換使用。
脫膠 有間隙式和連續式兩種方法，以連續式使用較普遍。配備於壓榨或浸出後的脫磷工序，多先加水脫除親水性磷脂,然後乾燥作為脫磷毛油,所得磷脂乾燥後用作乳化劑或食品添加劑等。配備於鹼煉工序前的，則加磷酸以破壞疏水性磷脂，然後與皂腳一起從油中分離，此過程稱脫膠。其主要目的是提高油皂的分離效率。
脫酸 脫酸有化學法、物理法。兩種方法按工藝分為多種方法。對不同毛油用相應的方法可取得較佳效果。但適應性較廣的是離心機法。因此，對毛油來源不穩定的廠家多採用此法。除了離心機法外，化學法還有澤尼斯法、混合油精煉法，物理法有蒸汽蒸餾法和薄膜蒸發法。①澤尼斯法：又稱塔式煉油法。立式高塔內裝有稀鹼液，油從塔底進入，形成小油滴從中通過，游離脂肪酸被中和，得到的中性油從塔上部排出。此法對酸價低的油效益較好。②混合精煉法：多用於棉籽浸出油，並附於浸出車間內，利用溶劑與油混合後粘度降低的特點，使皂腳易於分離，提高了精煉油得率。混合油經配比後，與鹼液混合，然後用離心機分離。使用的離心機應是防爆式的。③離心機法：此法流程如圖1所示。使用的離心機有管式和碟式兩種，前者多用於小型廠。碟式又有密閉和常壓兩種類型。密閉型的是使油在4×105Pa的壓力下進入離心機，有效地與空氣隔絕，油品質量較有保證。但密閉裝置要求較高。常壓型採用上進油形式，優缺點與密閉型相反。④高真空蒸汽蒸餾法：又稱物理精煉法。油在溫度220～270℃、真空殘壓200Pa下通過直接蒸汽蒸餾,把游離脂肪酸餾出。較化學法省去皂腳水解以製取脂肪酸的工序，油的質量也達到全煉油標準。此法最初只適用棕櫚油，因棕櫚油含磷量極低。目前由於脫磷技術有所突破，多種植物油毛油可脫至殘磷5ppm以下，故此法已推廣至多種油品。物理精煉是較有前途的方法，它的工藝關鍵是脫磷的預處理,目前較多採用的預處理流程如圖2所示。⑤薄膜蒸發法：主要用於游離脂肪酸含量較高的油的預脫酸，出來的油還需經鹼煉才能達到脫酸油的要求。當油在蒸發塔內呈薄膜狀運動時，高溫高真空的條件使游離脂肪酸迅速蒸發，並即在同一容器內的冷卻面上冷凝和分離。此法對設備要求較高，且只對處理游離脂肪酸高的油有利，因此採用得不多。
油料加工
油料加工
油料加工
油料加工
油料加工氫化 改質最古老而用途最廣的方法。氫化有全氫化、輕度氫化和選擇性氫化 3種。全氫化是通過加氫把不飽和脂肪酸全變成飽和脂肪酸。選擇性氫化是通過控制氫化條件如溫度、壓力、催化劑的品種和濃度，使某些不飽和脂肪酸的氫化速度加快或減慢，而得到不同程度氫化，也就是物理性質不同的油脂。
酯交換 油脂與脂肪酸、醇類或其他脂類相互反應，彼此交換脂肪酸根，因而產生新的酯類，稱酸解、醇解或酯交換。油脂本身或幾種油脂的混合油，通過酯交換後，雖然它們總的脂肪酸構成並沒有變化，但因脂肪酸位置的變化，其物理性質如晶相、塑性等有顯著的變化。酯交換的一般工藝過程為：將油或混合油送入混合器，並加接觸劑進行混合，然後將混合物送入反應器進行反應,所得反應物(新的酯類)加鈍化劑進一步混合,即得成品油。
分提 自從發現天然油脂是棕櫚酸、月桂酸、硬脂酸、油酸等脂肪酸的甘油酯後，為分離這些不同的脂肪酸以便分類，逐漸發展了分提技術。分提技術套用於獲取不同性質的食用油的方法有乾分提法和溶劑分提法兩大類。前者套用於晶體粒大且易於過濾或離心分離的油品；後者用於溶劑的稀釋能力使分離容易、得率較高、套用範圍較廣，但工序多（圖6）及有爆炸危險。分提與酯交換法配合可使酯交換的可逆反應偏向一方，稱定向酯交換法，也是改質的方法之一。
油料加工色拉油 又稱涼拌油。直接加入食品，特別是生菜、冷盤中食用。它要求藏於冷藏箱中不混濁，因此必須冷凍試驗合格,即在0℃以下,經5.5小時澄清透明。一般含固體脂不多的油如菜籽油，經脫膠、脫酸、脫色、脫臭即可達到冷凍試驗合格。含固體脂多的油如棉籽油，須經冬化以除去固體脂才達到要求。對含多不飽和酯的油如大豆油，須經輕度氫化減少多不飽和酯的含量，以增加它的穩定性，再經冬化除去輕度氫化時產生的固體脂，方可達到涼拌油的要求。
烹調油 家庭或餐廳炒菜用的油。要求煙點不能過低，以免烹調時冒煙。一般煙點可通過脫臭提高，但脫臭前必須經脫酸、脫色。因此一般的三脫油就是合格的烹調油。含多不飽和酯高的油經輕度氫化後也可達到烹調油的要求。
煎炸油 食品行業專作煎炸食品用的油。這種油反覆使用，且長期在高溫狀態下暴露於空氣中，特別易於氧化變質，因此要求氧化穩定性高。一般三脫油須經選擇性氫化才能達到要求。
人造奶油 用植物油或部分動物油經調配加工的製品,用以替代由牛奶製成的天然奶油。由於技術發展,使它在營養方面和使用功能方面均優於天然奶油，目前產量已超過天然奶油。按形狀分為硬質、軟質、液狀、粉末人造奶油 4種。按用途分為家庭用及食品工業用兩種，前者又分餐桌塗抹麵包用、烹調用及高亞油酸型人造奶油，後者又分麵包糕點裝飾用、製作酥皮用及製作餡餅點心用 3種不同用途的人造奶油。不同品種的人造奶油,主要是配方和使用的原料油和原料油的改質要求不同，其加工工藝和設備（圖7 ）是一樣的（液狀和粉末狀除外,前者不經A單元和B單元,後者另有成型的工藝設備）。
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