李志鋼,馬 力,陳永忠,彭邵鋒,彭映赫,張 震,許彥明,唐 煒
(1. 湖南省林業(yè)科學院,湖南 長沙 410004; 2. 國家油茶工程技術研究中心,湖南 長沙 410004)
茶油冷榨工藝
李志鋼1,2,馬 力1,2,陳永忠1,2,彭邵鋒1,2,彭映赫1,2,張 震1,2,許彥明1,2,唐 煒1,2
(1. 湖南省林業(yè)科學院,湖南 長沙 410004; 2. 國家油茶工程技術研究中心,湖南 長沙 410004)
采用傳統(tǒng)壓榨法制取茶油,產品油質渾濁、顏色深、雜質多、且含水率高。國家油茶工程技術研究中心(湖南省林業(yè)科學院)開展了油茶冷榨工藝中烘干、剝殼、冷榨、過濾等相關工序的優(yōu)化研究,并初步總結出一套系統(tǒng)的冷榨工藝參數(shù),生產出的產品達到《油茶籽油》(GB 11765-2003)壓榨二級油標準,油質較好。
油茶;冷榨;工藝
油茶是我國特有的優(yōu)質木本油料樹種,具有一年種植,多年受益的特點,豐產期長達 80 年[1-3]。茶油不飽和脂肪酸含量高達 90%,油酸含量 80%以上,油質優(yōu)于橄欖油,是最具國際市場競爭力的出口創(chuàng)匯農產品之一[4-8]。湖南省油茶資源豐富,面積、產量和產值均居全國首位[9-12]。自 2008 年來,全省 300 多家企業(yè)、2 000 多家種植大戶、500多家專業(yè)合作社參與油茶發(fā)展。到 2016 年底,全省油茶林面積從 2008 年的 118.53 萬 hm2增加到140.91 萬 hm2,占全國油茶總面積的 33.55%;茶油年產量由 2008 年的 10 萬 t 增加到 23.4 萬 t,占全國總量的 40.34%;油茶年總產值增加到 300.8 億元,占全國油茶產業(yè)總產值 45.58%。全省茶油年加工能力達 50 多萬 t,其中年產 1 000 t 以上的茶油企業(yè)達 35 家。針對傳統(tǒng)壓榨制取茶油需經(jīng)過高溫蒸炒與高溫高壓壓榨,使得茶籽中的糖、蛋白質、油脂等成分發(fā)生一系列聚合、分解等生物化學反應,造成茶籽油色澤深、酸價高、有不良氣味等問題[13-15],國家油茶工程技術研究中心(湖南省林業(yè)科學院)于 2015 年建設了一條全新的油茶冷榨加工工藝線,總結出一套系統(tǒng)的冷榨工藝參數(shù),可為冷榨工藝的推廣應用奠定基礎。
目前,茶油制取主要采用壓榨法和溶劑法。壓榨法制油工藝操作簡單,生產規(guī)模大小靈活,生產設備維修方便,同時生產比較安全。但壓榨過程中有生坯蒸炒的工序,油料中蛋白質變性嚴重,油料資源綜合利用率低等缺點。浸出法制油是一個化工過程,粕中殘油少,出油率高;加工成本低、生產條件良好;粕的質量高,油料資源可得到充分利用。缺點是毛油質量較差,含有一定殘留溶劑。
油料冷榨是指原料不經(jīng)過常規(guī)熱榨工藝中的蒸炒過程,直接進行壓榨的一種制油方法。采用冷榨技術制油,就是力求避免對油料的過度加熱和過多的化學處理,使得成品油和餅粕的品質都得到相應提高,如油的滋味、外觀等,保持油的純天然特性,避免高溫加工油脂時產生有害物質,又盡可能保留油中的生理活性物質,如維生素 E、γ—亞麻酸等,油脂加工后的餅粕蛋白也可得到更充分的利用[16-18]。在國外冷榨食用油被冠以“冷榨天然食用油”的商品名,國內對冷榨工藝研究最先在菜籽油上應用[19]。一般而言冷榨技術不適合于含油量低于 25% 的油料的壓榨。對于花生和芝麻而言,雖然其屬于高含油的油料,但基于風味原因,一般也不適合采用冷榨工藝[20]。
圖1 冷榨工藝流程Fig.1 Process of cold-pressing
該工藝按照冷榨工藝設計、操作,沒有烘炒工序,嚴格控制烘干、壓榨溫度,日生產量4 ~ 6 t,生產的茶油毛油達到國家標準《油茶籽油》(GB11765-2003)壓榨油二級油標準。
2.2.1 烘干 烘干是油茶加工的重要工序。一是油茶籽烘干程度影響出油率;二是油茶籽烘干程度與后續(xù)加工工藝是否順暢緊密相關,特別是壓榨工序,直接入榨的油茶籽一般水分烘干至 6%~8%。如果烘干的油茶籽水分過高,超過10%,容易在壓榨過程中造成滑膛;如果烘干的油茶籽水分過低,則出來的油茶枯餅易焦脆、發(fā)糊,質量差,原料卡塞造成炸膛。本工藝烘干采用的是熱風循環(huán)烘箱,其基本原理是利用電加熱作為熱能源,利用風機進行對流換熱,對物料進行熱量傳遞,并不斷補充新鮮空氣和排出潮濕空氣,干燥箱內能保持適當?shù)南嚓P溫度和濕度。
通過設置不同參數(shù)進行試驗(見表 1),結果表明:采后油茶鮮果采用機械剝殼或人工剝殼后,油茶鮮籽的含水率 45%~55%,需緩慢升溫烘干,升溫至 40 ℃ 烘 1 h,再升溫至 60 ℃ 烘1 h,緊接著升溫至 80 ℃ 烘 5 h 后,緩慢降溫至室溫。升溫不能過快也不能太慢。
表1 油茶烘干工藝對比Tab.1 Comparison of drying process of Camellia oleifera
2.2.2 脫殼 油茶籽脫殼是利用機械力的物理作用破碎油茶籽,再通過風力的作用,將籽—仁分離。本工藝采用的是專用油茶籽脫殼機。
操作要點為油茶籽進入剝殼機后,頻率調至25~30 Hz,根據(jù)殼中含仁量和仁中含殼量適當調整轉速。殼中含仁和仁中含殼是評價脫殼效果的主要指標。殼中含仁量一般控制在 1% 以下,殼中含仁量過多,浪費太大。仁中含殼量一般控制在總果殼量的 20% 左右為宜,仁中含果殼量過高,壓榨過程中,果殼吸油,造成出油率低,油茶餅粕含油率高;反之,在榨油過程中,榨膛內的摩擦力小,容易滑膛,造成壓榨無法進行。
2.2.3 壓榨 壓榨是通過機械力的作用將油脂擠壓出來,是茶油加工過程中最重要和最難掌握的一道工序。本工藝采用的是雙螺桿壓榨。
操作要點為先用菜枯餅預熱 2 h 后,加入油茶籽,頻率調至 1.2~1.8 Hz,同時觀察電流表表顯示在 8~10 A,緩慢增大頻率至 1.8~2.5 Hz ,電流在 10~15 A。壓榨過程中垂—橫紋籠轉速匹配及根據(jù)出餅性狀調整工藝參數(shù)是確保壓榨順利進行的關鍵。如果垂紋籠的螺桿轉速與主壓榨螺桿的轉速不匹配,體現(xiàn)在主螺桿的送料速度慢,在榨膛內形成不了一定的壓力,導致原料在榨膛內沒被壓榨,而純粹是螺桿的推力在出餅處形成擠壓,造成非正常的出油現(xiàn)象,即在出餅處出油,解決的主要措施可通過增大送料速度,同時與垂紋籠轉速匹配,保證在榨膛內形成一定的壓力以保障正常的物理壓榨。正常工作情況下,電流表應顯示在 15~20 A,頻率為 2.8~3.2 Hz 。另外垂紋籠螺桿由于經(jīng)常擠壓,容易形成油茶籽擠壓成的硬塊,送料時容易造成打滑,需定時清除,以保證垂紋籠送料的順暢。根據(jù)出餅性狀調整工藝的方法為:在壓榨過程中,如果出來的油茶枯餅不成形且顏色為黑褐色,說明入榨的油茶籽含水量過高,容易造成滑膛,應加入一定量的油茶籽殼或花生殼,增大膛內摩擦力;如果出來的枯餅焦脆、且有明顯的糊味,說明入榨的油茶籽含水量太低,應加入少量的水,增加入榨原料的含水率。
2.2.4 過濾 過濾是利用介質除去油中的雜質,其工作原理為過濾時壓榨后的毛油經(jīng)輸送通道分配到各個濾框內,通過濾布將雜質過濾,過濾后的毛油匯集于輸出通道內,排出機外;而雜質留在濾布表面上。當濾布表面的濾渣逐漸增厚,過濾阻力增加,當增加到一定程度(一般為0.3 Mpa)應停止過濾,更換濾布后,繼續(xù)使用。本工藝采用的是板框式濾油機過濾。
操作要點為將干凈的濾布鋪設平整,布上的出油口和板框設備上出油口要對齊,并安裝牢固緊密,防止過濾過程中出現(xiàn)冒油的現(xiàn)象。過濾過程中,毛油會在壓力下通過板框過濾機的濾布,同時將固體懸浮雜質留在濾布上,要逐漸使壓力升高,由最開始的 0.05 Mpa 向 0.1 Mpa 升高,最高不能超過 0.3 Mpa,這是由于油中的固體懸浮雜質留在濾布上形成濾餅,增大油脂通過的阻力,因此要隨著濾餅的形成加大壓力。當板框過濾機的壓力超過 0.3 Mpa 的時候,就必需停機對濾布進行清理。具體的操作流程為:停止過濾,連接空氣壓縮機,用空氣擠壓 30 min,再卸壓拆機清理板框過濾機上的濾餅。慮餅清理完后,視實際的濾布情況進行判斷,如果濾布沒有使用很長時間,滲油情況良好,那么只需要將濾餅鏟掉就可以安裝繼續(xù)使用;如果濾布使用時間比較久,滲油明顯緩慢,那么需要對濾布進行徹底的清洗,洗凈曬干后再繼續(xù)使用。
過濾后的毛油,對其主要理化指標進行了檢測(見表 2)。
表2 過濾茶油的檢測指標與對比Tab.2 Detection index of filtering oil-tea Camellia
酸值和過氧化值是評價油脂品質好壞的重要指標,由表 2 可知,壓榨、過濾后的茶油酸值為1.16 mg/g,過氧化值為 0.55 mmol/kg,均低于《油茶籽油》(GB 11765-2003)壓榨二級油標準,油質較好。
按照現(xiàn)有工藝操作,1 t 油茶籽支出成本為:原料 16 000 元,其他(包括水電費、工資、機器折舊費等)3 400 元。出油量為 0.28 t(經(jīng)過反復的試驗,出油率為 28%)。1 kg 茶油的成本為:(16 000 元 + 3 400 元)÷280 kg = 69.29 元/kg。
5
(1)建設該套冷榨線,烘干、脫殼、壓榨、過濾是其主要工藝環(huán)節(jié),為保證生產的流暢,在實際操作過程中必須要嚴格按照各工藝的操作參數(shù)進行。該工藝生產出的產品達到《油茶籽油》(GB 11765-2003)壓榨二級油標準,油質較好。生產成本低,1 kg 茶油的成本為 69.29 元。
(2)該套工藝日生產量為 4~6 t,適合油茶大戶、農村合作社等中小規(guī)模生產。
(3)將總結出設該套工藝的標準化、規(guī)范化流程,便于推廣、應用。
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(文字編校:楊 駿)
Cold - pressing technology of Oil-tea Camellia
LI Zhigang1,2,MA Li1,2,CHEN Yongzhong1,2,PENG Shaofeng1,2,PENG Yinghe1,2,ZHANG Zhen1,2,XU Yanming1,2,TANG Wei1,2
(1. Hunan Academy of Forestry,Changsha 410004,China;2. National Oil-tea Camellia Engineering amp; Technology Research Center,Changsha 410004,China)
Quality of camellia oil extracting by traditional pressing technology is turbidity,color depth,many impurities and high water content.The National Oil-tea Camellia Engineering amp; Technology Research Center(Hunan Academy of Forestry)has carried out the optimization of the cold-pressing technology with drying,peeling,cold pressing,filtering and other related procedures,and summed up a set of system of cold-pressing process parameters of camellia oil.The production has reached the national standards of 'Oil-tea camellia seed oil'(GB 11765-2003)two stagepress oil,and the oil material is good.
Camellia oleifera Abel.;cold pressing;technology
TS 255.16
A
1003-5710(2017)04-0092 -04
10.3969 / j.issn. 1003-5710.2017.04.019
2017-04-25
國家科技部項目“國家油茶工程技術研究中心”(2011FU125X11)
李志鋼(1970-),男,湖南省永州市人,工程師,主要從事油脂機械研究;E-mail:1679159860@qq.com
馬 力(1982-),女,博士,副研究員;E-mail:276841095@qq.com