一种植物油高效制取方法
技术领域
本发明涉及油料加工技术领域，具体涉及一种植物油高效制取方法。
背景技术
我国是食用植物油生产和消费大国，目前我国油料制取植物油的方法主要有预榨-浸出、一次热榨、膨化制取、低温压榨、水酶法制取等。但是油脂工业的油料制油技术仍然是预榨-浸出提取毛油，然后采用高温脱胶、脱酸、脱色和脱臭制取色拉油，而这种过度加工生产的产品中除去了大部分具有功能活性的脂肪伴随物如天然维生素E、植物甾醇、角鲨烯、多酚、β-胡萝卜素等以及特有风味物质，降低了植物油的原有的营养价值；同时，高温和化学处理导致植物油制作能耗高、炼耗高，同时也易产生氯丙醇酯、反式脂肪酸、苯并芘等有害物质等问题，无法生产出真正的优质植物油。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种节能环保、出油率高、油品质高的植物油高效制取方法。
本发明采用的技术方案为：一种植物油高效制取方法，该方法包括：
步骤一、净选原料：依次经筛选、空气重介流化干选、高压离子雾化分离非油籽杂质和油籽霉粒、瘪粒、生芽粒，获得清洁新鲜油籽；
步骤二、热泵预调质：利用太阳能热泵系统对净选后的油籽进行预调质；
步骤三、固态射频稳压式再调质：利用固态射频稳压式装置对预调质处理后的油籽进行再调质，再调质后油籽温度为130～170℃；
步骤四、抗氧化式压榨提油：在再调质后的油籽内加入抗坏血酸和2-苯基色原酮衍生物，压榨获得压榨油；
步骤五、油脂精炼：压榨油升温至40～55℃后，加入醇酯化合物，低温物理精炼并过滤分离后获得植物油。
按上述方案，在步骤一中，空气重介流化干选的方法为：筛选后的油籽输入流化床，带压气体通过布风板均匀输送入流化床，使油籽与杂质混合物的膨胀率为5～12％，比重比油籽小的介质从流化床上方分离，比重比油籽大的介质从流化床下方分离。
按上述方案，高压离子雾化的方法为：空气重介流化干选后的油籽和含尘空气分别进入厢式高压离子雾化装置，雾化压力5～15MPa，水雾粒滴粒径为5～50μm；所述油籽和含尘空气分别进入高压离子雾化装置的不同厢体内，分别排出洁净的油籽和空气。
按上述方案，在步骤二中，所述太阳能热泵系统包括太阳能集热器、集热水箱、热泵机组、流化床组、低温水泵和自控系统；所述太阳能集热器的进水口通过低温水泵与冷水供应管道连通，太阳能集热器的出水口通过管道与集热水箱的入水口连通，集热水箱的出水口与热泵机组的入水口连通，热泵机组内置有换热盘管，换热盘管的入口通过管道与冷空气源连通，换热盘管的出口与热泵机组的热空气出口连通，经管道与流化床组的内部连通，流化床组内有油籽；所述太阳能集热器的出水口处、集热水箱内部及流化床组内部均分别安装温度传感器，集热水箱内安装有液位传感器，各管道上均分别配置电磁阀，各温度传感器、液位传感器、电磁阀、热泵机组和低温水泵均分别与自控系统连接。
按上述方案，所述太阳能热泵系统还包括辅助集热装置，辅助集热装置的进水口通过低温水泵与冷水供应管道连通，辅助集热装置的出水口通过管道与集热水箱的进水口连通，辅助集热装置的出水口处安装有与自控系统相连的温度传感器；自控系统可为PLC控制系统。
按上述方案，在步骤二中，太阳能热泵系统提供的热空气经热泵机组泵入流化床组，对流化床组中的油籽加热调质，调质后油籽出料温度为50～60℃，水分为8～12％。
按上述方案，在步骤三中，所述固态射频稳压式装置包括机架、驱动电机、旋转筒和晶体管射频电源，所述驱动电机安装于机架上，驱动电机的电机轴与自旋转筒中心穿过的转轴固连，驱动旋转筒转动，转轴的另一端穿出旋转筒后与机架转动连接；所述旋转筒开设有进出料口；所述旋转筒的外周面上嵌置玻璃块，所述晶体管射频电源安装在玻璃块上，晶体管射频电源的能量可穿透玻璃块进入旋转筒的内部，对旋转筒内部的油籽射频加热；所述旋转筒内端面安装有压力传感器和温度传感器。
按上述方案，在步骤四中，抗坏血酸添加量为油籽的0.01～0.1wt％，2-苯基色原酮衍生物添加量为油籽的0.01～0.1wt％，在60～90℃的温度下压榨，获得压榨油。
按上述方案，在步骤四中，所述2-苯基色原酮衍生物为黄岑素、芦丁、陈皮素、葛根素、儿茶素或银杏素。
按上述方案，在步骤五中，醇酯化合物添加量为压榨油的0.01～0.1wt％；所述醇酯化合物为黄山梨醇酯、乙酸叶醇酯或甾醇酯。
本发明的有益效果为：本发明集净选原料、热泵预调质油籽、固态射频-稳压式调质油籽、抗氧化式压榨提油和油脂低温精炼等工序为一体，采用筛选、空气重介流化干选、高压离子雾化组合方法实现清理杂质，特别是更加有效清理分离油籽中的霉粒、瘪粒、生芽粒等油籽及粉尘，获得纯净清洁的新鲜油籽，为制取优质油脂奠定基础；采用太阳能热泵系统预调质净选后的油籽，再利用固态射频-稳压式装置对油籽进行再调质，实现了高效的节能降耗，同时更有效地热处理油籽细胞，使内源性的活性物质如维生素E、植物甾醇、多酚等大量释放，产生良好的风味物质，并提高后续出油率；调质后的油籽混合抗坏血酸和2-苯基色原酮衍生物进行抗氧化式低温压榨，实现出油的同时保护油脂的品质和新鲜度；压榨油中加入醇酯化合物，进行低温物理精炼，由于此时的压榨油中含有抗坏血酸、2-苯基色原酮衍生物、醇酯化合物，可以在低温下结合并分离磷脂、蜡质等杂质，实现油脂活性物质和良好风味的高保留率，最终获得优质植物油。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明中太阳能热泵系统的结构示意图。
图3为本发明中固态射频稳压式装置的结构示意图。
其中：1、驱动电机；2、进出料口；3、晶体管射频电源；4、放气阀；5、安全阀；6、自动气阀；7、密封胶圈；8、温度传感器；9、压力传感器；10、易熔片；11、机架；12、旋转筒；13、转轴。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
如图1所示的一种植物油高效制取方法，该方法包括：
步骤一、净选原料：依次经筛选、空气重介流化干选、高压离子雾化分离非油籽杂质和油籽霉粒、瘪粒、生芽粒，获得清洁新鲜油籽；
步骤二、热泵预调质：利用太阳能热泵系统对净选后的油籽进行预调质；
步骤三、固态射频稳压式再调质：利用固态射频稳压式装置对预调质处理后的油籽进行再调质，再调质后油籽温度为130～170℃；
步骤四、抗氧化式压榨提油：在再调质后的油籽内加入抗坏血酸和2-苯基色原酮衍生物，压榨获得压榨油；
步骤五、油脂精炼：压榨油升温至40～55℃后，加入醇酯化合物，低温物理精炼并过滤分离后获得植物油。
在步骤一中，空气重介流化干选的方法为：筛选后的油籽输入流化床，带压气体通过一定压降的布风板均匀输送入流化床，使油籽与杂质混合物的膨胀率为5～12％，比重比油籽小的介质从流化床上方分离，比重比油籽大的介质从流化床下方分离；空气重介流化干选后油籽含杂量为0.02～0.2％，油籽霉粒、瘪粒、生芽粒含量为0.01～0.1％。
在步骤一中，高压离子雾化的方法为：空气重介流化干选后的油籽和含尘空气分别进入厢式高压离子雾化装置，雾化压力5～15MPa，水雾粒滴粒径为5～50μm；所述油籽和含尘空气分别进入高压离子雾化装置的不同厢体内，分别排出洁净的油籽和空气。本发明中，所述厢式高压离子雾化装置为现有设备，这里不再赘述。
在步骤二中，如图2所示，所述太阳能热泵系统包括太阳能集热器、集热水箱、热泵机组、流化床组、低温水泵和自控系统；所述太阳能集热器的进水口通过低温水泵与冷水供应管道连通，太阳能集热器的出水口通过管道与集热水箱的入水口连通，集热水箱的出水口与热泵机组的入水口连通，热泵机组内置有换热盘管，换热盘管的入口通过管道与冷空气源连通，换热盘管的出口与热泵机组的热空气出口连通，经管道与流化床组的内部连通，流化床组内有油籽；所述太阳能集热器的出水口处、集热水箱内部及流化床组内部均分别安装温度传感器，集热水箱内安装有液位传感器，各管道上均分别配置电磁阀，各温度传感器、液位传感器、电磁阀、热泵机组和低温水泵均分别与自控系统连接。
优选地，所述太阳能热泵系统还包括辅助集热装置(可为电加热装置或燃料加热装置)，在太阳能集热器故障时提供热源；所述辅助集热装置的进水口通过低温水泵与冷水供应管道连通，辅助集热装置的出水口通过管道与集热水箱的进水口连通，辅助集热装置的出水口处安装有与自控系统相连的温度传感器；自控系统可为PLC控制系统。
本发明中，所述自控系统通过与热泵机组、电磁阀、温度传感器、液位传感器、低温水泵之间的连接，实现相应的控制，如当进入流化床组的热空气温度过高时，通过自控系统反馈调节热泵机组输出热空气温度，例如向太阳能集热器供入冷水，以降低集热水箱内的温度，继而降低换热后的空气温度；如当进入流化床的热空气温度过低时，停止向太阳能集热器供入冷水，对太阳能集热器内的水持续加热升温并流入集热水箱，继提高换热后的空气温度。
利用太阳能热泵系统对净选后的油籽进行预调质的方法为：太阳能热泵系统提供的热水在热泵机组与冷空气换热，加热后的热空气泵入流化床组，对流化床组中的油籽加热调质，调质后油籽出料温度为50～60℃，水分为8～12％。
在步骤三中，如图3所示，所述固态射频稳压式装置包括机架11、驱动电机1、旋转筒12和晶体管射频电源3，所述驱动电机1安装于机架11上，驱动电机1的电机轴与自旋转筒12中心穿过的转轴13固连，驱动旋转筒12转动，转轴13的另一端穿出旋转筒12后与机架11转动连接(转轴13穿出旋转筒12后通过密封胶圈7密封)；所述旋转筒12开设有进出料口2；所述旋转筒12的外周面上嵌置玻璃块，所述晶体管射频电源3安装在玻璃块上，晶体管射频电源3的能量可穿透玻璃块进入旋转筒12的内部(安装于外部，方便控制与操作)，用于对旋转筒12内部的油籽射频加热；所述旋转筒12内端面安装有压力传感器9和温度传感器8。
优选地，所述旋转筒12的外端面安装有易熔片10和第一管口，第一管口处安装有自动气阀6；所述旋转筒12的外周面开设有第二管口和第三管口，第二管口处安装有放气阀4，第三管口处安装有安全阀5。
利用固态射频稳压式装置再调质的具体方法为：预调质处理后的油籽输入固态射频稳压式装置的旋转筒12，装好后密封，启动晶体管射频电源3，并启动驱动电机1带动旋转筒12转动，旋转筒12内压力为0.15～0.35MPa，加热温度为130～170℃，当温度和压力升至目标值后维持稳定。
在步骤四中，在再调质后的油籽添加抗坏血酸和2-苯基色原酮衍生物，抗坏血酸添加量为油籽的0.01～0.1wt％,2-苯基色原酮衍生物添加量为油籽的0.01～0.1wt％，在60～90℃的温度下压榨，获得压榨油。本发明中，所述2-苯基色原酮衍生物为黄岑素、芦丁、陈皮素、葛根素、儿茶素或银杏素。
在步骤五中，所述压榨油升温至40～55℃，加入醇酯化合物,醇酯化合物添加量为压榨油的0.01-0.1wt％，采用程序降温至-8～5℃后，过滤分离得到优质植物油。本发明中，所述醇酯化合物为黄山梨醇酯、乙酸叶醇酯或甾醇酯。
实施例1
以油菜籽为原料，先采用筛选清理，筛选后的油籽输入流化床，带压气体通过一定压降的布风板均匀输送入流化床，使油籽与杂质混合物的膨胀率为12％，比重比油籽小的介质从流化床上方分离，比重比油籽大的介质从流化床下方分离，所得油菜籽的含杂量为0.02％，霉、瘪、生芽粒的油菜籽比例为0.01％。分离后的油菜籽和含尘空气分别进入厢式高压离子雾化装置，雾化压力15MPa，水雾粒滴5μm，其中油菜籽和含尘空气处于不同厢体，分别排出洁净的油菜籽和空气。洁净的油菜籽输入太阳能热泵系统的流化床组，通过太阳能集热器提供热源，通过热泵机组将热空气带入流化床组，然后加热流化床组中的油菜籽，调质出料温度为60℃，水分为8％。预调质后的油菜籽输入固态射频稳压式装置的旋转筒12，装好后密封，启动晶体管射频电源3，并旋转筒12身，加热油菜籽温度至130℃，旋转筒12的内部压力为0.35MPa，当温度和压力升至目标值后维持稳定。再调质后的油菜籽，按重量比均匀添加0.1％抗坏血酸和0.1％黄岑素，压榨温度为60℃，获得压榨菜籽油，压榨菜籽油中VE(维生素E)含量为670mg/kg、甾醇含量为9700mg/kg、Canolol(多酚)含量为1140mg/kg。压榨菜籽油升温至40℃，加入0.1％黄山梨醇酯，采用0.5℃/min降温至-8℃，过滤分离得到优质菜籽油，优质菜籽油中VE含量为623mg/kg、甾醇含量为8700mg/kg、Canolol含量为1026mg/kg，不含反式脂肪酸、苯并芘等物质，精炼油得率为98.6％。采用本发明所述方法与传统的预榨浸出色拉油技术相比，工序减少50％，能耗降低35％(色拉油工艺都会有每吨油大概消耗多少电、煤炭、蒸汽，可以统一换算成煤的用量，两者比较后得出)，无废水排放，环境友好。
实施例2
以油茶籽为原料，先采用筛选清理，筛选后的油籽输入流化床，带压气体通过一定压降的布风板均匀输送入流化床，使油籽与杂质混合物的膨胀率为5％，比重比油籽小的介质从流化床上方分离，比重比油籽大的介质从流化床下方分离，所得油茶籽的含杂量为0.2％，霉、瘪、生芽粒的油茶籽比例为0.1％。分离后的油茶籽和含尘空气分别进入厢式高压离子雾化装置，雾化压力5MPa，水雾粒滴50μm，其中油茶籽和含尘空气处于不同厢体，分别排出洁净的油茶籽和空气。洁净的油茶籽输入太阳能热泵系统的流化床组，通过太阳能集热器提供热源，通过热泵机组将热空气带入流化床组，然后加热流化床组中的物料，调质出料温度为50℃，水分为12％。预调质后的油茶籽输入固态射频稳压式装置的旋转筒12，装好后密封，启动晶体管射频电源3，并旋转筒12身，加热物料温度至140℃，旋转筒12的内部压力为0.15MPa，当温度和压力升至目标值后维持稳定。再调质后的油茶籽，现剥壳后，按重量比均匀添加0.01％抗坏血酸和0.01％芦丁，压榨温度为90℃，获得压榨茶籽油，压榨茶籽油中VE含量为290mg/kg、甾醇含量为1100mg/kg、角鲨烯含量为190mg/kg。压榨茶籽油升温至40℃，加入0.01％乙酸叶醇酯，采用0.6℃/min降温至-5℃，过滤分离得到优质茶籽油，优质茶籽油中VE含量为261mg/kg、甾醇含量为1001mg/kg、角鲨烯含量为175mg/kg，不含反式脂肪酸、苯并芘等物质，精炼油得率为98.5％。采用本发明所述方法与传统预榨浸出色拉油技术相比，工序减少50％，能耗降低30％，无废水排放，环境友好。
实施例3
以芝麻为原料，先采用筛选清理，筛选后的油籽输入流化床，带压气体通过一定压降的布风板均匀输送入流化床，使油籽与杂质混合物的膨胀率为8.5％，比重比油籽小的介质从流化床上方分离，比重比油籽大的介质从流化床下方分离，所得芝麻的含杂量为0.11％，霉、瘪、生芽粒的芝麻比例为0.05％。分离后的芝麻和含尘空气分别进入厢式高压离子雾化装置，雾化压力10MPa，水雾粒滴26μm，其中芝麻和含尘空气处于不同厢体，分别排出洁净的芝麻和空气。洁净的芝麻输入太阳能热泵系统的流化床组，通过太阳能集热器提供热源，通过热泵机组将热空气带入流化床组，然后加热流化床组中的物料，调质出料温度为60℃，水分为10％。预调质后的芝麻输入固态射频稳压式装置的旋转筒12，装好后密封，启动晶体管射频电源3，并旋转筒12身，加热物料温度至170℃，旋转筒12的内部压力为0.25MPa，当温度和压力升至目标值后维持稳定。调质后的芝麻，现剥壳后，按重量比均匀添加0.05％抗坏血酸和0.05％陈皮素，压榨温度为75℃，获得压榨芝麻油，压榨芝麻油的VE含量为630mg/kg、甾醇含量为6500mg/kg、总酚含量为590mg/kg。压榨芝麻油升温至40℃，加入0.05％甾醇酯，采用0.6℃/min降温至-5℃，过滤分离得到优质芝麻油，优质芝麻油中VE含量为579mg/kg、甾醇含量为5850mg/kg、总酚含量为531mg/kg，不含反式脂肪酸、苯并芘等物质，精炼油得率为98.7％。采用本发明所述方法与传统预榨浸出色拉油技术相比，工序减少50％，能耗降低30％，无废水排放，环境友好。
实施例4
以花生为原料，先采用筛选清理，筛选后的油籽输入流化床，带压气体通过一定压降的布风板均匀输送入流化床，使油籽与杂质混合物的膨胀率为10％，比重比油籽小的介质从流化床上方分离，比重比油籽大的介质从流化床下方分离，所得花生的含杂量为0.03％，霉、瘪、生芽粒的花生比例为0.06％。分离后的花生和含尘空气分别进入厢式高压离子雾化装置，雾化压力8MPa，水雾粒滴30μm，其中花生和含尘空气处于不同厢体，分别排出洁净的花生和空气。洁净的花生输入太阳能热泵系统的流化床组，通过太阳能集热器提供热源，通过热泵机组将热空气带入流化床组，然后加热流化床组中的物料，调质出料温度为55℃，水分为90％。预调质后的花生输入固态射频稳压式装置的旋转筒12，装好后密封，启动晶体管射频电源3，并旋转筒12身，加热物料温度至160℃，旋转筒12内部的压力为0.3MPa，当温度和压力升至目标值后维持稳定。调质后的花生，现剥壳后，按重量比均匀添加0.03％抗坏血酸和0.03％葛根素，压榨温度为70℃，获得压榨花生油，压榨花生油中VE含量为515mg/kg、甾醇含量为1630mg/kg。压榨油升温至55℃，加入0.03％乙酸叶醇酯，采用0.6℃/min降温至-5℃，过滤分离得到优质花生油，优质花生油中VE含量为458mg/kg、甾醇含量为1390mg/kg，不含反式脂肪酸、苯并芘等物质，精炼油得率为98.6％。采用本发明所述方法与传统预榨浸出色拉油技术相比，工序减少50％，能耗降低30％，无废水排放，环境友好。
实施例5：
以山桐籽为原料，先采用筛选清理，筛选后的油籽输入流化床，带压气体通过一定压降的布风板均匀输送入流化床，使油籽与杂质混合物的膨胀率为9％，比重比油籽小的介质从流化床上方分离，比重比油籽大的介质从流化床下方分离，所得山桐籽的含杂量为0.09％，霉、瘪、生芽粒的山桐籽比例为0.06％。分离后的山桐籽和含尘空气分别进入厢式高压离子雾化装置，雾化压力13MPa，水雾粒滴40μm，其中山桐籽和含尘空气处于不同厢体，分别排出洁净的山桐籽和空气。洁净的山桐籽输入太阳能热泵系统的流化床组，通过太阳能集热器提供热源，通过热泵机组将热空气带入流化床组，然后加热流化床组中的物料，调质出料温度为60℃，水分为9％。预调质后的山桐籽输入固态射频-稳压式装置的旋转筒12，装好后密封，启动晶体管射频电源3，并旋转筒12身，加热物料温度至135℃，旋转筒12内的压力为0.2MPa，当温度和压力升至目标值后维持稳定。调质后的山桐籽，现剥壳后，按质量比均匀添加0.05％抗坏血酸和0.05％儿茶素，压榨温度为70℃，获得压榨山桐籽油，压榨山桐籽油中的VE含量为980mg/kg，甾醇含量为1150mg/kg，总酚含量为230mg/kg。压榨油升温至45℃，加入0.01％甾醇酯，采用1.5℃/min降温至5℃，过滤分离得到优质山桐籽油，优质山桐籽油中VE为892mg/kg，甾醇含量为1035mg/kg，总酚含量为206mg/kg，不含反式脂肪酸、苯并芘等物质，精炼油得率为98.5％。采用本发明所述方法与传统预榨浸出色拉油技术相比，工序减少50％，能耗降低30％，无废水排放，环境友好。
最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
