賴瓊瑋,楊耀學,陳勁松,鄧一軍,凌小輝,吳 丹,黃 閨,成超麗
(湖南大三湘茶油股份有限公司,湖南 衡陽 421141)
目前以油茶籽為原料制取油脂主要采用壓榨法。壓榨法是用物理壓榨方式,從油茶籽中擠壓獲取油脂的方法,包括土榨、冷榨、熱榨?,F(xiàn)有土榨法(液壓)是我國農(nóng)戶和小作坊最主要的制油方法。冷榨法是指油茶籽在進榨機前不對油茶籽進行加熱或炒制,無需精煉即可食用,避免過度加熱和過多化學處理影響油脂品質。熱榨法是通過對油茶籽130℃高溫烘炒處理后壓榨,出油率高,風味濃郁。機械化加工企業(yè)多采用熱榨法進行連續(xù)生產(chǎn)[1-3]。
針對以上工藝方法,選擇合適的設備很重要。壓榨設備[4-5]從結構上分通常有液壓、單螺旋、雙螺旋[6-8]。目前雙螺旋榨油機被廣大加工企業(yè)采用,特別是壓榨油茶籽。在以油茶籽為原料壓榨制取油茶籽油過程中,因油料本身含有的糖類、淀粉、蛋白質等[9-11],榨膛內(nèi)物料極易硬化、抱死,對榨油機性能要求比較高。
傳統(tǒng)螺旋榨油機通過變化螺旋導程、螺距進行排列,使榨膛內(nèi)壓力松、緊階段變化,達到擠壓出油目的,但榨膛前段和中間段在大部分擠壓出油后,后續(xù)榨螺無法提升更高的壓力,故在油未擠壓出榨膛時,又重新吸收到油料內(nèi),隨餅排出。
本文以油茶籽為原料,對傳統(tǒng)雙螺旋榨油機同向螺旋結構的方式進行變化,增加尾端壓力,結合油茶籽原料的性質,探討其對雙螺旋榨油機壓榨效果的影響[12-14]。
20型雙螺旋榨油機:湖南大三湘油脂機械有限公司;主電機45 kW,壓料電機3 kW,送料電機1.5 kW;送料電流控制75~85 A;出餅厚度調(diào)節(jié)3~5 mm;帶松散條。
基于人工擰干衣服的原理,在傳統(tǒng)榨膛結構A的結構上,設計B結構,即榨膛尾端設置反螺旋,反向推壓,以期提高擠壓效果。同時在各高壓段設置松散條,使高壓后松散,再擠壓。具體榨螺、榨圈結構見圖1、圖2。根據(jù)變化的榨螺、榨圈結構,重新排列榨膛榨縫,具體見表1。
圖1 A類螺旋結構方式
圖2 B類螺旋結構方式
表1 各檔榨膛榨縫間隙
注:1為進料端。
取新鮮油茶籽(來自湖南大三湘茶油股份有限公司),烘干至水分小于10%,經(jīng)過剝殼機完全剝殼,獲得油茶籽仁原料和油茶籽殼,調(diào)節(jié)油茶籽含殼率、入榨溫度、入榨水分,分別采用A類和B類榨樘結構的雙螺旋榨油機進行壓榨。參照GB/T 14488.2—2008、GB/T 14489.1—2008、GB/T 15690—2008分別檢測油茶籽含殼率、入榨水分及壓榨餅含油率。油茶籽入榨溫度采用手持式紅外線測溫儀測定。
參考傳統(tǒng)壓榨工藝,在油茶籽入榨溫度50~60℃、入榨水分7%~8%條件下,調(diào)節(jié)油茶籽含殼率,進行壓榨,結果如圖3所示。
圖3 含殼率對壓榨餅含油率的影響
由圖3可知,B類榨機結構壓榨效果明顯優(yōu)于A類榨機結構。對于B類榨機:隨著油茶籽含殼率的增加,壓榨餅含油率降低;當油茶籽含殼率達到40%時,繼續(xù)增加油茶籽含殼率,對油茶籽壓榨后壓榨餅含油率的影響不大,但大量的油茶籽殼吸油,造成較大的損耗。綜合來看,油茶籽含殼率控制在40%為最佳,且B類榨機結構壓榨效果相對于A類榨機結構,降低壓榨餅含油率約2個百分點。
參考傳統(tǒng)壓榨工藝,在油茶籽入榨溫度50~60℃、油茶籽含殼率40%條件下,調(diào)整油茶籽入榨水分,進行壓榨,結果如圖4所示。
圖4 入榨水分對壓榨餅含油率的影響
由圖4可知,B類榨機結構壓榨效果明顯優(yōu)于A類榨機結構。對于B類榨機:入榨水分對油茶籽榨油后壓榨餅含油率存在很大影響。當入榨水分大于7%對壓榨餅含油率的影響尤為明顯,入榨水分越大,壓榨餅含油率越大;且當入榨水分大于10%時,水分帶油明顯,使壓榨餅含油率降低;當入榨水分小于4%時,對壓榨餅含油率的影響不大,但榨膛內(nèi)壓力大,壓榨不順暢,滑膛,尾部易出油。綜合來看,油茶籽入榨水分控制在7%為最佳,且B類榨機結構壓榨效果相對于A類榨機結構,降低壓榨餅含油率約3個百分點。
在油茶籽含殼率40%、入榨水分7%條件下,調(diào)節(jié)入榨溫度[15],進行壓榨,結果如圖5所示。
圖5 入榨溫度對壓榨餅含油率的影響
由圖5可知,入榨溫度對油茶籽壓榨后壓榨餅含油率存在很大影響,B類榨機結構壓榨效果明顯優(yōu)于A類榨機結構。對于B類榨機:隨著油茶籽入榨溫度的升高,壓榨餅含油率降低。因為溫度升高油茶籽冷卻硬化慢,榨膛內(nèi)壓力正常,壓榨順暢,不滑膛,避免尾部出油;當油茶籽入榨溫度達到40℃時,壓榨餅含油率最低,但油茶籽入榨溫度繼續(xù)升高時,壓榨餅含油率緩慢上升,油茶籽入榨溫度達到60℃后,壓榨餅含油率變化不明顯,因為油茶籽仁柔軟,壓榨壓力上升不高。綜合來看,入榨溫度控制在40℃為最佳,且B類榨機結構壓榨效果相對于A類榨機結構,降低壓榨餅含油率約2個百分點。
(1)通過對榨油機結構的設計,制作尾端反螺旋和設計榨膛縫隙,可以有效增加榨油機內(nèi)壓力,與未改進相比壓榨餅含油率降低約2個百分點,效果明顯。
(2)對于雙螺旋榨油機,控制油茶籽含殼率40%、入榨水分7%、入榨溫度40℃為最佳,但實際生產(chǎn)操作時,建議油茶籽含殼率35%~45%、入榨水分4%~7%、入榨溫度30~50℃,可以使油茶籽壓榨更順暢,出油率更高。