一种小磨芝麻油处理工艺及其制备的芝麻油
技术领域
本发明涉及芝麻油提取技术领域，尤其涉及一种小磨芝麻油处理工艺及其制备的芝麻油。
背景技术
芝麻油色如琥珀，橙黄微红，晶莹透明，浓香醇厚，经久不散，可用于调制凉热菜肴，去腥臊而生香味，加于汤羹，增鲜适口，用于烹饪、煎炸，味纯而色正，是食用油中之珍品，芝麻油含人体必需的不饱和脂肪酸和氨基酸，居各种植物油之首，还含有丰富的维生素和人体必需的铁、锌、铜等微量元素，其胆固醇含量远远低于动物脂肪，深受人们喜爱，使得人们对芝麻油提取工艺的研究越来越多。
CN107189851A公开了一种高品质芝麻油提取加工工艺，包括如下步骤：原料处理、脱水烘干、一次烘焙、二次烘焙、水代法制油，该技术方案的水代法制油的过程为：将二次烘焙步骤制得的芝麻酱液高速离心分离，去除油渣，保留油层，将油层在室温条件下静置7-10天，采用传统撇油方式获得芝麻油粗品。该技术方案水代法制油过程中通过离心分离实现芝麻酱液中液相和固相油渣之间的分离。
然而固相油渣的主要成分是蛋白质等物质，具有一定的亲油性，且离心分离后油渣中会残留一定量的含有芝麻油的液相，在一定程度上影响了芝麻油的提取效率，在一定程度上增加了芝麻油成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种小磨芝麻油处理工艺，其具有可提高芝麻油提取效率的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种芝麻油，其具有成本低的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种小磨芝麻油处理工艺，包括以下步骤：
S1水洗：将芝麻用水淘洗，去除灰尘、泥土和杂质，制得洁净芝麻；
S2热炒：将洁净芝麻转入炒锅中，加热至180-220℃翻炒25-35min，制得热芝麻；
S3粉碎：将热芝麻粉碎，制得芝麻粉；
S4搅拌：向芝麻粉中加入0.45-0.55倍芝麻重量的分散液，搅拌40-80min，制得芝麻浆；所述分散液包括100重量份的水和0.4-0.8重量份的磷酸二氢钠；
S5一次压榨：将芝麻浆导入隔膜压滤机中；向隔膜压滤机的隔膜腔中通入0.4-0.7MPa的空气加压，进行一次压榨，隔膜腔膨胀挤压芝麻浆，芝麻浆中的液体物质从隔膜压滤机中流出，制得第一滤液，将隔膜腔泄压至常压；
S6二次压榨：向隔膜压滤机中导入0.2-0.3倍芝麻重量的水，静置10-20min，向隔膜腔中通入0.4-0.7MPa的空气加压，进行二次压榨，液体物质从隔膜压滤机中流出，制得第二滤液，将隔膜腔泄压至常压；
S7三次压榨：向隔膜压滤机中导入0.2-0.3倍芝麻重量的水，静置10-20min，向隔膜腔中通入0.4-0.7MPa的空气加压，进行三次压榨，液体物质从隔膜压滤机中流出，制得第三滤液，将隔膜腔泄压至常压；
S8油水分离：将第一滤液、第二滤液和第三滤液混合均匀，制得滤液，将滤液转入油水分离机，将油相和水相分离，收集油相，制得芝麻油。
通过采用上述技术方案，将洁净芝麻高温热炒，有助于使芝麻油从芝麻内部流动至芝麻表面，通过粉碎破坏芝麻的细胞壁，有助于芝麻油从芝麻中游离出来；芝麻中除芝麻油外，其它的主要成分为水和蛋白质，蛋白质中含有碱性的氨基基团和酸性的羧基基团，芝麻油中含有酸性的羧基基团，向芝麻粉中加入含磷酸二氢钠的分散液，一方面磷酸二氢钠溶解在水中增大了水相的密度，增大了水相和油相的密度差，使水相和油相更容易分离；另一方面，磷酸二氢钠呈弱酸性，弱酸性的磷酸二氢钠和蛋白质中碱性的氨基基团发生反应，提高芝麻浆中固体物质的亲水性，降低亲油性，有利于使酸性的芝麻油从芝麻中游离出来，有助于提高芝麻油提取效率；通过一次隔膜压榨使芝麻浆中的液体物质从芝麻浆中分离出来，再通过加水二次压榨和三次压榨使滤饼中残留的芝麻油被分离出来；本申请通过高温热炒芝麻、粉碎芝麻、分散液中加入磷酸二氢钠、用隔膜压滤机压榨芝麻浆、加水两次洗涤和多次压榨，共同作用使芝麻中的芝麻油更多地从芝麻中分离出来，减少滤饼中芝麻油的残留量，在一定程度上提高了芝麻油的提取效率。传统的用晃荡罐晃动提取芝麻油的工艺，需要长时间地晃动罐体以促使芝麻油游离出来，一般需要晃动6-7小时，能耗较高且晃动时间较长；相比于传统的用晃荡罐晃动提取芝麻油的工艺，本申请的方法还具有能耗低和加工周期短的优点。
优选的，所述芝麻粉的粒径为不大于80μm。
通过采用上述技术方案，将芝麻粉碎成粒径较小的芝麻粉，有助于更充分地破坏芝麻的细胞壁，便于芝麻油从芝麻中游离出来，有助于提高芝麻油提取效率。
优选的，所述分散液还包括1-2重量份的食品级硅藻土。
通过采用上述技术方案，在分散液中加入少量的食品级硅藻土，硅藻土具有一定的助滤作用，有助于减少滤饼对芝麻油的吸附，提高芝麻油提取效率。
优选的，所述步骤S8将第一滤液、第二滤液和第三滤液混合均匀，制得滤液，将滤液转入油水分离机，将油相和水相分离，收集油相，制得芝麻油；将压榨得到的湿滤渣于100-120℃干燥40-80min，制得芝麻渣饼。
通过采用上述技术方案，将湿滤渣干燥后存放，有助于对芝麻渣饼的回收利用，提高经济价值，降低成本；同时，将芝麻渣饼干燥后单独存放，由于芝麻渣饼中残留的芝麻油和水少，芝麻渣饼不易腐坏产生臭味，有助于对芝麻渣饼的回收利用。
优选的，所述步骤S4搅拌温度为50-80℃；所述步骤S8油水分离温度为15-30℃。
通过采用上述技术方案，步骤S4在较高温度下搅拌，有助于蛋白质上的氨基基团和磷酸二氢钠充分反应，有助于加快芝麻油从芝麻粉中游离出来，有助于提高芝麻油提取效率；在较低温度下进行油水分离，有助于提高油相和水相的分离效果，减少芝麻油中杂质含量。
优选的，所述加压的加压速率为0.01-0.02MPa/min。
通过采用上述技术方案，通过缓慢加压对滤饼进行压榨，使液体物质从压滤机出液口有序流出，有助于降低隔膜压滤机因压榨操作受损的几率，更好地保护设备，有助于降低工艺成本。
优选的，所述隔膜压滤机包括从隔膜压滤机中部进料的进料通道、与隔膜压滤机下部连通的进水通道和与隔膜压滤机上部连通的出液通道；所述步骤S5从进料通道导入芝麻浆，所述液体物质从出液通道流出，所述步骤S6-S7从进水通道导入水。
通过采用上述技术方案，从隔膜压滤机中部导入芝麻浆，有助于芝麻浆均匀分布在隔膜压滤机的过滤腔中，更好地压榨芝麻浆，有助于提高芝麻油提取效率。芝麻油的密度约为0.92g/ml，水的密度约为1g/ml，水的密度大于芝麻油的密度，芝麻油易于向上移动，水易于向下移动，从隔膜压滤机上部出液有助于使芝麻油先流出，水后流出，后流出的水对滤饼和管路中残留的芝麻油有一定的冲洗作用，而从隔膜压滤机下部进水有助于充分淋洗滤饼中残留的芝麻油，有助于提高芝麻油提取效率。
所述进水通道包括第一进水通道和第二进水通道，所述出液通道包括第一出液通道和第二出液通道，所述压滤机包括呈正方形的进出料面板，所述第一进水通道、第二进水通道、第一出液通道和第二出液通道分别分布在进出料面板的四个角位置处，第一进水通道和第一出液通道呈对角；所述第一滤液从第一出液通道流出，步骤S6从第一进水通道进水，第二滤液从第一出液通道流出，步骤S7从第二进水通道进水，第三滤液从第二出液通道流出。
通过采用上述技术方案，通过对角进水和出液，有助于延长水在滤饼中的流通距离，有助于更好地淋洗滤饼，有助于提高芝麻油提取效率。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种芝麻油，由上述小磨芝麻油处理工艺制得。
通过采用上述技术方案，使用本申请公开的小磨芝麻油处理工艺制备芝麻油，有利于提高芝麻油提取效率，提高芝麻油产量，降低成本。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请通过对芝麻高温热炒，对芝麻进行破碎处理以破坏芝麻的细胞壁，便于芝麻油从芝麻中游离出来，在分散液中加入少量弱酸性的磷酸二氢钠，增大水相的密度，有助于提高水相和油相的分离效果，弱酸性的磷酸二氢钠和芝麻浆中蛋白质上的碱性的氨基基团发生反应，提高芝麻浆中固体物质的亲水性，降低亲油性，有助于迫使含有酸性羧基基团的芝麻油游离出来，有助于提高芝麻油提取效率；使用压滤机对芝麻浆进行压榨，再通过通入水进行两次淋洗和多次压榨，有助于减少滤饼中残留的芝麻油，有助于提高芝麻油提取效率，在一定程度上降低了成本；而传统的使用晃荡罐晃动提取芝麻油的工艺，需要长时间地晃动罐体以促使芝麻油游离出来，一般需要晃动6-7小时，能耗较高且晃动时间较长；相比于传统的用晃荡罐晃动提取芝麻油的工艺，本申请公开的方法还具有能耗低和加工周期短的优点；
2.本申请通过加入食品级硅藻土、控制芝麻粉粒径、在较高温度搅拌制备芝麻浆、较低温度进行油水分离和控制加压速率等方式，有助于提高芝麻油提取效率；
3.本申请通过从隔膜压滤机中部进芝麻浆、从隔膜压滤机下部通水进行淋洗、从隔膜压滤机上部出液，对角进水和出液，有助于提高对滤饼的淋洗效率，提高芝麻油提取效率。
附图说明
图1为本申请压榨使用的隔膜压滤机结构示意图。
附图标记：1、第一进水通道；2、第二进水通道；3、第一出液通道；4、第二出液通道；5、进出料面板；6、进料通道；7、进料阀；8、第一进水阀；9、第二进水阀；10、第一出液阀；11、第二出液阀。
具体实施方式
实施例
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明所涉及的原料均为市售，原料的型号及来源如表1所示。
表1原料的规格型号及来源
以下实施例中步骤S5-S7用隔膜压滤机进行压榨，隔膜压滤机包括呈正方形的进出料面板5，进出料面板5上设置有从进出料面板5中部进料的进料通道6、与隔膜压滤机下部连通的进水通道和与隔膜压滤机上部连通的出液通道；进水通道包括第一进水通道1和第二进水通道2，出液通道包括第一出液通道3和第二出液通道4，第一进水通道1、第二进水通道2、第一出液通道3和第二出液通道4分别分布在进出料面板5的四个角位置处，第一进水通道1和第一出液通道3呈对角。进料通道6、第一进水通道1、第二进水通道2、第一出液通道3、第二出液通道4与进出料面板5之间依次设置有进料阀7、第一进水阀8、第二进水阀9、第一出液阀10和第二出液阀11。
实施例1：一种小磨芝麻油处理工艺，包括以下步骤：
S1水洗：取200kg芝麻，用500kg水淘洗，去除灰尘、泥土和杂质，沥干，制得洁净芝麻；
S2热炒：将洁净芝麻转入炒锅中，加热至200℃翻炒30min，制得热芝麻。
S3粉碎：用粉碎机将热芝麻粉碎，用孔径为80μm的筛网筛分，粒径大于80μm的颗粒继续粉碎直至粒径不大于80μm为止，制得芝麻粉。
S4搅拌：取100kg水，加入0.6kg磷酸二氢钠和1.5kg食品级硅藻土，混合均匀，制得分散液。向芝麻粉中加入分散液，加热至65℃，以200转/分钟的转速搅拌60min，制得芝麻浆。
S5一次压榨：如图1所示，启动隔膜压滤机(景津环保股份有限公司提供，型号为XMZG10/870-U，过滤面积为10平方米)控制器，将隔膜压滤机的过滤板压紧(压紧压力为1.6MPa)，打开隔膜压滤机的进料阀7，将芝麻浆从进料通道6导入，关闭进料阀7，打开第一出液阀10，收集液体物料，以0.015MPa/min的加压速率向隔膜压滤机的隔膜腔中通入0.6MPa的压缩空气加压，进行一次压榨，隔膜腔膨胀挤压芝麻浆，芝麻浆中的液体物质从第一出液通道3中流出，制得第一滤液，将隔膜腔泄压至常压。
S6二次压榨：如图1所示，关闭第一出液阀10，打开第一进水阀8，从第一进水通道1向隔膜压滤机中导入50kg水，关闭第一进水阀8，静置15min，打开第一出液阀10，以0.015MPa/min的加压速率向隔膜腔中通入0.6MPa的空气加压，进行二次压榨，液体物质从第一出液通道3中流出，制得第二滤液，将隔膜腔泄压至常压。
S7三次压榨：如图1所示，关闭第一出液阀10，打开第二进水阀9，从第二进水通道2向隔膜压滤机中导入50kg水，关闭第二进水阀9，静置15min，打开第二出液阀11，以0.015MPa/min的加压速率向隔膜腔中通入0.6MPa的空气加压，进行三次压榨，液体物质从第二出液通道4中流出，制得第三滤液，将隔膜腔泄压至常压。
S8油水分离：将第一滤液、第二滤液和第三滤液混合均匀，制得滤液，25℃环境温度下，将滤液转入小型油水分离机中，将油相和水相分离，收集油相，制得芝麻油。将压榨得到的湿滤渣混合均匀，取500g湿滤渣用于渣饼含油量测定，将余下的湿滤渣于110℃干燥60min，制得芝麻渣饼。
实施例2
实施例2：一种小磨芝麻油处理工艺，包括以下步骤：
S1水洗：取3.5吨芝麻，用8.5吨水淘洗，去除灰尘、泥土和杂质，沥干，制得洁净芝麻；
S2热炒：将洁净芝麻转入炒锅中，加热至200℃翻炒30min，制得热芝麻。
S3粉碎：用粉碎机将热芝麻粉碎，用孔径为80μm的筛网筛分，粒径大于80μm的颗粒继续粉碎直至粒径不大于80μm为止，制得芝麻粉。
S4搅拌：取1.75吨水，加入10.5kg磷酸二氢钠和26.3kg食品级硅藻土，混合均匀，制得分散液。向芝麻粉中加入分散液，加热至65℃，以200转/分钟的转速搅拌60min，制得芝麻浆。
S5一次压榨：如图1所示，启动隔膜压滤机(景津环保股份有限公司提供，型号为XMZG180/1250-U，过滤面积为180平方米)控制器，将隔膜压滤机的过滤板压紧(压紧压力为1.6MPa)，打开隔膜压滤机的进料阀7，将芝麻浆从进料通道6导入，关闭进料阀7，打开第一出液阀10，收集液体物料，以0.015MPa/min的加压速率向隔膜压滤机的隔膜腔中通入0.6MPa的压缩空气加压，进行一次压榨，隔膜腔膨胀挤压芝麻浆，芝麻浆中的液体物质从第一出液通道3中流出，制得第一滤液，将隔膜腔泄压至常压。
S6二次压榨：如图1所示，关闭第一出液阀10，打开第一进水阀8，从第一进水通道1向隔膜压滤机中导入875kg水，关闭第一进水阀8，静置15min，打开第一出液阀10，以0.015MPa/min的加压速率向隔膜腔中通入0.6MPa的空气加压，进行二次压榨，液体物质从第一出液通道3中流出，制得第二滤液，将隔膜腔泄压至常压。
S7三次压榨：如图1所示，关闭第一出液阀10，打开第二进水阀9，从第二进水通道2向隔膜压滤机中导入875kg水，关闭第二进水阀9，静置15min，打开第二出液阀11，以0.015MPa/min的加压速率向隔膜腔中通入0.6MPa的空气加压，进行三次压榨，液体物质从第二出液通道4中流出，制得第三滤液，将隔膜腔泄压至常压。
S8油水分离：将第一滤液、第二滤液和第三滤液混合均匀，制得滤液，25℃环境温度下，将滤液转入大型油水分离机中，将油相和水相分离，收集油相，制得芝麻油。将压榨得到的湿滤渣混合均匀，取500g湿滤渣用于渣饼含油量测定，将余下的湿滤渣于110℃干燥80min，制得芝麻渣饼。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，实施例3未加入食品级硅藻土，其它均与实施例1保持一致。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于，实施例4第一滤液、第二滤液和第三滤液均从第一进水通道1流出，步骤S6-S7中水从第二进水通道2加入，其它均与实施例1保持一致。
实施例5-9
实施例5-9与实施例1的区别在于，实施例5-9各原料的加量不同，及工艺参数不同。实施例5-9中芝麻粉的粒径与实施例1保持一致，实施例5-9芝麻添加料均为200kg，步骤S1淘洗水用量均为500kg，实施例5-9各原料的加量见表2，实施例5-9的工艺参数见表3。
表2实施例5-9的各原料的加量
表3实施例5-9的步骤中的参数
对比例
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1未加入磷酸二氢钠，其它均与实施例1保持一致。
对比例2
对比例2与对比例1的区别在于，对比例2未加入磷酸二氢钠，且对比例2不经S6二次压榨步骤和S7三次压榨步骤，其它均与实施例1保持一致。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于，对比例3未加入磷酸二氢钠，且对比例3的步骤S5-S7不向隔膜压滤机的隔膜腔中通入高压空气，靠隔膜压滤机压紧过滤板的压紧压力(1.6MPa)分离芝麻浆中的液体物质；其它均与实施例1保持一致。
性能检测
渣饼含油率：在实施例1-9和对比例1-3实施过程中，将实施过程中压榨得到的湿滤渣混合均匀，取500g湿滤渣用于渣饼含油量测定；测试方法如下：将湿滤渣于60℃干燥200min，制得渣饼，将渣饼参照GB/T10359-2008《油料饼粕含油量测定第1部分：己烷(或石油醚)提取法》公开的方法进行含油量测定，以石油醚为提取剂，测试滤饼含油量。测试结果见表4。
表4不同实施方式的渣饼含油率测试结果对比表
渣饼含油率是指芝麻经芝麻油处理工艺处理后渣饼中残留的芝麻油含量，渣饼含油率越低，被提取的芝麻油越多，芝麻油提取效率越高。
对比例1未加入磷酸二氢钠，虽然采用了隔膜压滤机压榨且用水淋洗滤饼，渣饼含油率高，芝麻油提取效率低。对比例2未加入磷酸二氢钠，且不经过二次压榨和三次压榨处理，没有经过水洗滤饼步骤，渣饼含油率高，芝麻油提取效率低。对比例3未加入磷酸二氢钠，且不用高压空气压榨滤饼，渣饼含油率高，芝麻油提取效率低。
对比实施例1和对比例1-3的实验结果，可以看出，在分散液中加入少量的磷酸二氢钠，且用高压空气压榨处理滤饼，对滤饼进行二次压榨和三次压榨处理，对滤饼进行两次水洗，渣饼含油率显著降低，芝麻油提取效率高，有助于提高生产效率，降低芝麻油成本。
对比实施例1和实施例2的实验结果，实施例1用过滤面积为10㎡的小型压滤机进行小型实验，而实施例2用过滤面积为180㎡的大型压滤机进行大型实验，渣饼含油率和实施例1差别不大，芝麻油提取效率高，有助于提高生产效率，降低芝麻油成本。
对比实施例1和实施例3的实验结果，实施例3的分散液中未加入食品级硅藻土，渣饼含油率明显增大，芝麻油提取效率降低。对比实施例1和实施例4的实验结果，实施例4从隔膜压滤机下部进水，从隔膜压滤机下部出液，渣饼含油率明显增大，芝麻油提取效率降低。
相比于实施例1，实施例5-9各原料的加量不同，及工艺参数有所不同，渣饼含油率低，芝麻油提取效率高，有助于提高生产效率，降低芝麻油成本。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
