本发明涉及一种通过压榨和萃取从含油籽(油籽)中获取生油的方法。 将在含油籽中含油量相对丰富的一种含油籽通过压榨和萃取用来生产油。被称为“一种螺旋榨机”并被使用在种子压榨上的一种装置,由在其内壁上有缝的筒体和位于筒体内的单个螺杆组成,并适用于压榨籽从而榨取出籽中的油来。然后,对保留在已压榨过的块中的残余油进行溶剂萃取,再将得到的萃取油与先前取得的压榨油混合在一起。
在用螺旋榨机压榨油籽的步骤之前,进行破坏油籽细胞的压碎步骤和加热油籽的蒸煮步骤,从而使油能容易地从细胞中出来。
还一直推荐一种方法,其中省去了压碎和蒸煮步骤,当这些油籽是在单螺旋榨油机中时(如在美国专利No.4024168中所述的情况)或是在双螺旋榨油机中时(如在未经审查的日本专利公开号H4-323297中所述地情况),油籽被直接压榨。在这些方法中的任何一种方法中,保留在油籽中的残余油通过一种萃取处理而进行回收。
然而,按照上述的传统方法,由于在完成压榨工序之后使用一种溶剂来萃取残余油,所以,任何原籽的不充分压碎都会成为从油籽中回收油产量降低的原因。可是,在美国专利No.4024168的情况下,由于使用单螺旋榨油机,故其输送能力和榨油的剪力与双螺旋榨油机相比较都低,以致如果提高通过速率的话,不能够取得油籽的充分压碎。另一方面,在未经审查的日本专利No.H4-323297所述的情况中,由于原料至螺杆的咬入度受机械结构的限制,所以虽然油籽的压碎情况极好,但要提高其通过速率是很困难的。再有,用这种传统方法得到的原油的脱胶是不充分的。
本发明的目的是提供一种当油籽处于未压碎的状态时(即,整籽)用榨油机直接加工油籽而提取油的方法,该方法能增加原料的输入,同时保持原籽的可靠压碎及排出榨油,并可获得低磷的水-脱胶油。
按照本发明,通过使用这样一种榨油机达到了上述目的,在该榨油机中,将搓碎螺杆或切削螺旋片螺杆加进到双螺旋压出机里,在压碎区下游配置了蒸汽输入装置,榨油区分别紧接着压碎区的下游和紧接着排出区的上游。在双螺旋条件下的两螺杆的旋转方向最好是彼此相同,但它们可以是彼此不同的。
应注意到,这里所使用的术语“搓碎螺杆”意指一种主要具有压碎和搓功能的螺杆,而术语“切削螺旋片螺杆”是指一种具有切和搓功能的螺杆。压出机出口的温度可以是在95-120℃(最好是105-120℃)范围内,而压出机出口的压力可以是在5至50kg/CM2的范围内,如果出口的温度小于95℃,则从原料中榨出的油可能会减少,并且榨油的排出可能会不稳定。另一方面,如果出口的温度大于120℃,则可能会引起焦块。如果压出机出口的压力小于5kg/CM2,则将榨油排出榨油机筒体可能进行得不充分。另一方面,如果出口的压力大于50kg/CM2,则可能会引起排块区的堵塞。这样获得的榨油接着在80至120℃的温度下进行热处理。
图1是按照本发明的榨油机的水平截面图;
图2是按照本发明的榨油机的纵截面图;
图3是沿图1的Ⅲ-Ⅲ线剖开的截面图;
图4是沿图1的Ⅳ-Ⅳ线剖开的截面图;
图5是双切削螺旋片螺杆的侧视图;
图6是双切削螺旋片螺杆的前视图;
图7是双搓碎螺杆的侧视图;
图8是双搓碎螺杆的前视图。
本发明将进一步参照附图进行说明。
图1至图4表明一按照本发明的榨油机的实施例,其中图1是一水平截面图,图2是一纵截面图,图3是沿图1的Ⅲ-Ⅲ线剖开的截面图,而图4是沿图1的Ⅳ-Ⅳ线剖开的截面图。在图1中,标号1代表一个双螺旋压出机,它包括一圆柱筒(筒体)2,圆柱筒2内装有螺杆3和螺杆4,每个螺杆都提供有一搓碎螺杆或一个切削螺旋片螺杆15。这些螺杆3和4适合于通过减速器5来借助电动机6的动力而旋转。
图5至图8分别表明了双切削螺旋片螺杆和双搓碎螺杆15的实施例。具体地说,图5和图6表明了双切削螺旋片螺杆的实施例,其中图6是从图5的左手侧看上去的螺杆的前视图。每个螺杆被切割形成螺槽51和剩下的螺旋片部分52。
图7和图8表明了双搓碎螺杆的实施例,其中图8是从图7的左手侧看上去的切削螺旋片螺杆的前视图。每个螺杆都具有许多搓碎盘71,搓碎盘71的相位处于恒定角度(相位不同)。搓碎螺杆15中的原料的流量基本上与前进的螺杆中的原料流量相同。然而,由于搓碎螺杆15的输送容量低于前进的螺杆的输送容量,其内原料的运动变得稍微慢些,以致通过搓碎螺杆15取得了有效的压榨。同样,由于切削螺旋片螺杆15的螺旋片区小于前进的螺杆区,切削螺旋片螺杆15的输送容量低于前进的螺杆的输送容量,其内的原料运动变得稍微慢些,以致通过切削螺旋片螺杆获得了有效的压榨。
搓碎螺杆和切削螺旋片螺杆它们本身属公知技术,例如在Kenkichi MURAKAMI,“Extrusion Molding”,Revised 6thEdition,Published by K.K.plastics Age,Japan,PP.182-185(1983)和“Extrusion Cooking”Published by Kourin,Japan,PP.50-57(1987)中描述了一种搓碎螺杆。在例如上述的“Extrusion Cooking”PP.45-49中描述了一种切削螺旋片螺杆。
图2表明了图1所示的榨油机的截面侧视图。如图2所示,装料斗8安装在圆柱筒(筒体)2的原料进口7上,在搓碎螺杆15上游区的壁中和出口13上游的榨油缸10的壁中形成有缝,以便能使筒体内的油籽的细胞中分离出的油排出。一保留热的装置11,例如一个用于加热或保持除榨油缸10之外整个内部热量的加热器或类似物,它围绕着榨油机安装。在出口13处安置一压力调节装置12以调节输送压力。另外,最好可以在图2标着9的部分也设置榨油缸10。在这种情况下,虽然不是必需的,但与缸10同样类型的缝最好成形在该附加榨油缸9的壁上。
具有上述结构的这种双压出机,在原料到达搓碎区之前,通过装料斗8输进圆柱筒2中的原料或多或少被加热。在该搓碎区,原料逐渐地被压碎的同时承受压、剪和搓揉作用,并且一部分油被从榨油缸9中取出。可使用切削螺旋片螺杆来代替搓碎螺杆。尤其是,如果反向螺杆(一能够后退原料的螺杆)被加进到搓碎螺杆中,则将增强压碎作用。然后,通过将经过搓碎区并被进一步加热和搓碎的原料与从一蒸汽引入部分14引入到圆柱筒中的蒸汽相接触而对该原料进行湿法加热。引入的蒸汽重量通常是原料油籽重量的1-5%。由于进行这种湿法加热,对在加水时脱胶具有坏影响的油籽中的大多数酶可被完全减活。原料由于双螺杆的搅拌作用而与蒸汽有效接触,然后被推进到榨油缸10里。通过调压装置12来调节出口的敞开比率,把榨油缸10的内部调节到适合于榨油的压力。结果,这个区中的内部压力增加,并且所产生的压榨油通过形成在榨油缸10壁上的缝而排出。从一个或二个缝区这样被排出的压榨油被进一步加热到80至120℃的温度,以减活任何存留下的酶,并且,随后通过适当的装置对该油进行处理,以去掉任何混在压榨油中的残留原料。通过这些处理,对在加水时脱胶具有坏影响的、保留在油籽中的任何酶可以完全减活。从出口13排出的块状物须经己烷的溶剂萃取,并将所得到的含油物质混合到在前边的固-液分离阶段中取得的压榨油中,从而得到了生油。本发明中所用的油籽是油菜籽、芥籽、葵花籽、红花籽、棉籽和类似物。
按照本发明,可将大量的未压碎或未分解的粗原料直接地放进榨油机中,从而使得能够简化油提练过程和提高油的生产率。并且,因为在压碎阶段之后才把蒸汽加到原料中,所以由于粗剪而降低压碎效率的任何可能性将得以消除。再有,由于在挤压机内进行湿法加热,所以可迅速和可靠地完成酶的减活(人们一直认为这些酶是引起脱胶率的降低的起因,例如磷脂酶和类似物),从而能够通过使这样得到的生油脱胶来获取低磷油。
下面将参照附图进一步说明本发明的实施例。
在这个实施例中所使用的原料是加拿大生产的1号油菜籽(含油量:43%,含水量:8.08%)。将上述的原料以20公斤/小时的速度通过装料斗8装进图1所示的、尺寸为L/D=34和φ=30mm的双螺旋压出机里(这里的L代表螺杆的长度;D为螺杆的直径;而φ为两螺旋叶尖之间的直径)。从输入原料的入口处测量,在位于11.6D位置处与19.6D位置处之间的圆筒区段上设置搓碎螺杆区。在该搓碎螺杆区中,完成油菜籽的压碎工作,这样使得在被搓碎的料中不再剩有未压碎的颗粒,并且这个圆筒区段的内部密密地充满了被搓碎的料,以致少量的油从榨油缸9的区域排出。然后,通过了这个压碎区的原料被允许与从入口处测量的19.6D位置处所提供的蒸汽(为输进到挤压机中的原料量的1%)相接触。最后,由于把压力从出口13施加到原料上,所以油从榨油缸10的区域排出。
在80℃的下对从这两个区中排出的压榨油加热5分钟,借此进行酶的减活。
在螺杆的速度被调节到169r·p·m的情况下进行挤压操作,通过调节筒体温度,出口温度保持在105℃,而挤压压力保持在11-15kg/cm2。从出口排出的块状物然后须经受使用正-己烷的溶剂萃取,并且将这样萃取的油与上述的压榨油混合,从而获取了生(未经加工的)油。为了在按照本发明而取得的生油和按照传统方法取得的生油之间对脱胶的容易程度进行比较,对这些生油进行脱胶处理,所进行的比较如下。即,把在上述实施例中所取得的100克生油加热至80℃之后,将3%重量的水加到生油中,把得到的混合物搅拌8分钟。通过使用一离心分离器,使得到的水合物胶分离,从而得到脱胶油。
而另一方面,按照下述的传统方法制得作为比较例而使用的油。把在这个实施例中使用的同样油菜籽压碎,然后在100℃温度下蒸煮处理30分钟。通过使用一单螺旋榨油机压榨这样蒸煮过的原料,而残余原料则用正-己烷进行溶剂萃取。之后,将这样萃取的油与榨过的油混合,从而得到了生油,然后以与上述实施例情况中的方式相同的方式对该生油进行脱胶。
表1
本发明 传统方法*
磷(ppm) 420 520
生油 酸值(-) 1.55 1.63
含水量(%) 0.02 0.02
磷(ppm) 8 100
脱胶油 酸值(-) 1.40 1.48
含水量(%) 0.22 0.23
(注)
*:在传统方法中,将原料压碎并蒸煮,其后通过使用单螺旋榨油机将这样蒸煮过的原料压榨,以提取出油。
按照本发明方法,会获得下述优点。
由于将具有压碎作用的一搓碎螺杆或一切削螺旋片螺杆加装到挤压机的螺杆里,就使得能可靠地粉碎未压碎的整个原籽料。其次,由于将压碎原料区限制在一个位置上,就能够在压碎区下游加蒸汽的情况下防止压碎效率的下降。还有,因为即使增加转动速度也可以避免任何堵塞现象,这就可以提高原料的生产率。
再有,由于通过在压碎处理之后把蒸汽提供到原料上能够有效地减活本来存在在原料中的酶(例如磷脂酶和类似物),所以就可获得低含磷量的生油(未加工油)。因此,在后来的脱氧处理工序中使用的化学物质的量可以减至最少,而同时排放物中的磷含量可减至最少,从而减轻了废水处理的负担。