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干法挤压膨化菜籽油脂及粕品质的试验研究

解铁民  
【摘要】: 挤压膨化技术作为一种新兴技术,二十世纪60年代中期开始应用于植物油脂加工工业,现在国外已把挤压膨化机作为油脂浸出厂中的标准设备。与传统的制油工艺相比,它具有提高浸出设备的生产能力、加快油脂浸出速度、降低能耗等优点。目前,在菜籽制油工业中应用的挤压膨化机都属于湿式高含油油料挤压膨化机。由于在处理过程中喷入了大量的水蒸汽,因此在膨化处理后还需进行适当的烘干加工,增加了工艺流程,造成能源的浪费。申德超教授研制出了干式高含油油料挤压膨化机,简化了工艺、减少设备投资、降低加工成本。 本试验将此干式高含油油料挤压膨化机应用于菜籽的挤压膨化加工中,在前人研究的基础上,对套筒温度进行调整,添加模孔长度作为试验影响因素,对菜籽挤压膨化浸油预处理工艺进行研究,以榨笼段出油率和粕残油率等为考察指标寻找挤压膨化参数的合理组合。通过二次旋转正交回归设计,研究模孔长度、模孔直径、套筒温度、螺杆转速、水分对挤压菜籽工艺中挤压机生产性能及功耗产量进行研究,同时对菜籽挤压油和菜籽饼粕的品质进行分析研究,具体研究内容和结果如下: ①在菜籽挤压膨化浸油预处理工艺方面: 干法挤压膨化菜籽制油,当水分降低到6%以下时,会产生不出油并且“闷车”的现象发生。发现腔体内的物料呈现硬度极大类似于塑料状的形态。分析原因是在低水分的原料中的蛋白质在热和高压下的作用下,分子间的疏水集团瞬间形成胶联,而油脂分子被锁在网状的空间内不能流出。所以,出现不出油及“闷车”现象的发生。 通过验证试验证明,干法挤压膨化可以将粕残油率降低到1%以下。 运用模糊综合判定法对其进行综合评定,利用响应面构建数学模型,用神经网络对得到的评定值进行预测,为保证粕残油率低、高出油率,当模孔长度x_1=50mm,模孔直径x_2=6mm,套筒温度x_3=125℃,螺杆转速x_4=25rpm,物料水分x_5=6.3%时,有最大值综合评定值为1.697。 ②对挤压油油脂品质方面的研究有如下结果: 通过挤压膨化制得的挤压油与传统工艺制得压榨油进行比较,在过氧化值和酸价两项影响油脂重要品质的指标上都远低于传统压榨油,并且过氧化值远低于国家三级油标准,酸价达到或接近国家三级油标准:对烟点进行测定发现烟点值高于传统压榨油的烟点,同时一些烟点测定值高于二级油205℃的国家标准(GB1536-2004)。对膨化挤压油的磷脂进行测定,其范围为0.01%~0.08%,测得传统工艺压榨油样品中磷脂含量为0.217%,可以看出膨化挤压油中磷脂要远低于传统工艺压榨油脂。通过罗维朋比色计对油脂色泽的测定可以看到,挤压膨化得到的油脂的色泽为黄32~32.2,红29~3.0,色泽比国家三级油标准黄35,红4.0浅,可以节省部分脱色费用,同时和传统工艺生产的压榨油相比较,可以看到色泽浅,油脂清亮透明。 ③对油脂中脂肪酸总量进行研究有如下结果: 可以建立单不饱和脂肪酸总量、多不饱和脂肪酸总量等脂肪酸总含量变化的方程。 对不饱和脂肪酸而言,模孔长度对其影响的因子最小,套筒温度对其影响非常重要,在多不饱和脂肪酸总量和亚油酸总量中影响大小为第一位,而在亚麻酸总量中占第二位,其影响因子都在1.8以上,而模孔直径的影响因子的变化较大。同为18个碳原子的油酸、亚油酸、亚麻酸,所含不饱和键的数目不同,其变化规律是不同样的,这可能是其化学稳定性不同造成的。 由于我们使用的是低芥酸品种的菜籽,对于人们感兴趣的芥酸含量的变化,我们进行回归分析后,并没有发现其中的变化规律,其变化范围在0.16%~0.98%之间。 ④对浸出粕中抗营养因子和蛋白质的氮可溶性指数(NSI)的研究得到的结果如下: 通过干法挤压膨化菜籽制油,挤压加工对浸出粕中单宁和植酸的降解有一定影响;对可溶性蛋白质来说挤压对其影响较大,测定值变化范围在33.21%~54.32%之间。


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