核桃油加工技术
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第二节 核桃压榨制油机械的选择

以核桃仁为原料,考察多种榨油机对核桃制油过程中饼残油和饼食用价值的影响,通过对比分析,选择适合核桃制油的设备。

一、原料特性

陕南某植物油厂提供的核桃仁,原料的基本成分见表2-4。

表2-4 原料的基本成分

二、核桃榨油设备的比较

(一)螺旋榨油机

1.ZX10螺旋榨油机

ZX10型动力螺旋榨油机适合于压榨颗粒型油料,对于粉末状油料的压榨也可取得良好的效果。其具有高速、饼薄、出油率高等特点,料胚在榨膛内停留时间短,仅45~50s,蛋白质变性很小。周伯川等人曾以该种榨油机对核桃仁进行压榨制油,在压榨过程中加入了30%左右的壳,这种工艺出油率高,还最大限度地保留了核桃油中的生物活性成分,并延长了核桃油的货架寿命,但是加入壳限制了核桃饼在食品行业的应用。本试验将榨油机预热到70℃,加入60℃的核桃仁直接压榨,榨条缝隙有饼屑被挤出,调整出饼圈后榨膛压力不足,出现“滑膛”现象,不能很好地成饼,压榨饼进行第2次压榨时,饼能够成型,但是流油仍然不畅,油从榨条间隙喷出,并夹带大量的饼屑,出来的饼含油量仍然较高。又进行第3次压榨,压榨效果与普通油料没有什么区别,但是饼的色泽较深,不具有食用价值。将第3次压榨出来的饼与核桃仁按照1∶1的比例混合后进行压榨,流油和出饼均顺畅,但是饼的颜色较深,出油率不高。这种方法一直有饼回榨,降低了设备的实际生产能力。

2.SSYZ双螺旋冷榨机

SSYZ双螺旋榨油机采用双螺杆螺旋结构,利用啮合和非啮合式相结合的原理,在榨膛内实行多级压缩与张弛及薄料层压榨。与传统的单螺旋榨油机相比,双螺旋榨油机具有如下特点。

(1)双螺旋的设计提供了极高的压缩比,其理论压缩比可达23∶1,强大的径向压缩力给油料极大的机械压榨力。

(2)双螺旋榨油机显著增加了长径比,延长了压榨时间,使压榨更加彻底。

(3)在同一榨笼壳内双螺旋逆向输送压榨,建立强大的自清功能,从根本上解决了高油分油料摩擦力小、易“滑膛”的难题。

(4)双螺旋的设计实现了较长距离的薄料层压榨,极大地缩短了流油距离,给油料在高压段以充分的压榨时间,实际高压榨油可达到80s以上,使压榨油得率更高。

原料进榨机前先在蒸炒锅内调质至含水5.5%~6.0%,出料温度50℃左右,以使蛋白质不变性为度,保持该温度立即向榨机中进料;榨机在进料前先用油菜籽预热到一定的温度,螺旋轴转速为8r/min。流油主要集中在进料口后方1~2个格内,复榨时略向后移,这也说明当原料含油高时出油主要集中在低压段,在复榨时低压已不能将油挤出,需要进一步加压才能流油,所以出油段移到中压段的前端。中间段对油料进行放松,在榨螺末端继续加压,形成高压段,在此段有轻微的喷油现象,从榨条间隙有少量饼屑挤出,在高压段也有少量细小油滴滴下,这可能与中间段放松后又加压有关;流油较混浊但从油池中倒油时发现油渣并不多,滤网上面油渣也较少,估计是油中含水的缘故,可能有细小的饼屑需要长时间的重力沉降或其他过滤方式。在复榨时仅有少量的油呈细小的油滴流出。压榨饼厚3~4mm,颜色也没有因受热明显加深,这与中间段没有加压、高压段经受时间较短有关。从出料的情况看(饼呈瓦片状,出花),入料水分还可再提高些。若要进行复榨,头道压榨饼需要经过粉碎、调质(加水),并且投料不能太快,第2次压榨后饼的色泽略有加深。对压榨饼进行检测,SSYZ系列螺旋榨油机第1次压榨后饼中残油9.3%,第2次压榨后饼中残油6.7%。

3.德国KEK螺旋冷榨机

物料在烘箱中加热调质,加热温度60℃左右,冷榨机在试验前也进行了加热圈预热,当压榨第2次时就能很好地成饼,多次压榨后压榨饼颜色略有加深,但不太明显,压榨对饼残油及饼状态的影响见表2-5。

表2-5 压榨对饼残油及饼状态的影响

从表2-5可知,压榨1次后能够把饼中残油降到36.6%左右,压榨3次就能够把饼中残油降到7.1%,而且压榨毛油和饼的颜色都能够满足要求。从整个试验过程和检测结果看:该榨油机能够实现核桃仁的压榨制油,毛油质量也较正常,且榨油机榨螺较短,物料不可能升温太高,蛋白变性不明显。

国内也出现了KEK螺旋冷榨机的仿制机,通过试验发现效果不太理想;从新疆某厂应用的国外进口螺旋榨油机的实际生产来看,榨油机的升温也没有得到很好控制,因此在试验中没有进行研究。

(二)液压榨油机

液压榨油机具有结构简单、油饼质量好、消耗动力小等特点,但也存在着饼残油较高、生产能力低、间歇性生产、压榨周期长、操作麻烦、劳动强度大等缺点,就机械性能而言,液压榨油机最终将被螺旋榨油机所取代,但就其对特殊油料榨油工艺的效果而言,又有其他榨油设备不可替代的优势,尤其是油橄榄、可可仁和核桃仁的制油。试验选择了国内普遍应用的两种液压榨油机进行研究。

1.6YY-230液压榨油机

将破碎后的核桃仁包装成一个个小包(每包5kg),把包好的核桃仁放入榨筒内,每个料层之间要用铁饼隔开,以利于料层间油的流出,榨机最大压力设定为28MPa,回压设定为20MPa,试验开始2min后压力达到28MPa,加压过程自动停止,0.5min后回压至20MPa,然后加压系统自动开启,经过15s的加压过程从20MPa加压到28MPa。经过3次回压到20MPa,第4次回压到0,加压结束后,继续流油1min,取出物料,翻动物料后放入榨筒,中间操作1min左右,加压,仍有油脂流出,流油清亮。重复压榨3次。压力要“少升”“勤升”,不能1次升压过高,否则油以浆状喷出或者是油料间流油通道封闭和收缩,出油不理想。从压榨过程看,流出的油较为清亮,压榨饼的颜色也没有加深的迹象,试验还对比了破碎和未破碎核桃仁的压榨效果,可以明显看到经过破碎的压榨饼残油比未破碎的残油要低。对试验所取样品经检测压榨1次后饼中残油为43.7%,比原料66.7%的含油有了较大幅度降低,但仍不理想,第3次压榨后的残油为21.1%。

2.QYZ系列液压榨油机

QYZ系列液压榨油机在工作原理上与6YY-230液压榨油机没有明显不同,但其榨筒直径和工作压力较大,最大型号的榨油机处理量在2t/d左右。将物料平均放在5块滤布上包裹好,待榨油机预热到40℃开始进料,每放入1包物料放入1块铁饼,设定榨油机的最大压力为50MPa,回压为43MPa,开始加压约10s,压力不足10MPa时即有大量油流出,流油也较为清晰,随着油的流出压力逐渐降低,待流油变小时再进行加压,当又有大量油流出时停止加压,这样反复六七次,流油开始变少,试验进行23min后流油已很少(压力从43~50MPa升降3次,这一阶段是自动控制启闭的),33min后试验结束,取出物料,整个操作过程中物料不用从榨筒中取出。对所取压榨饼样品进行检测,饼边残油20.4%,饼中心残油12.3%,整饼残油16.1%,饼颜色较浅,蛋白质几乎没有变性。

QYZ系列液压榨油机能够有效降低压榨饼中的残油,且产量也比其他的液压榨油机大很多,同时压榨过程对蛋白质的破坏较小,操作也较为简单,是核桃冷榨制油的最佳选择。