原创《粉末化浸出》
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摘 要：通过梳理溶剂浸出法的基本工序,从油料细胞结构入手,分析发现现有溶剂浸出法中轧胚和蒸炒（膨化）对油料细胞的破坏不彻底,并论述其对后续浸出的影响,结合国内外有关从粉状米糠和大豆中浸出提油的报道,提出了一种将油料粉碎成细胞级直接进行浸出的新技术——粉末化浸出,并分析了粉末化浸出的机理和优点,同时指出了还需要进一步研究的方向.
关键词：细胞尺寸；溶剂浸出；粉末化浸出
Abstract：Based on the side effects of two important steps of traditional solvent extraction includingflaking and expanding such as that oil seeds cell cannot be well powdered and the low extraction efficiency,and reports on method of solvent extraction used to extract oil from powdered rice bran and soybean, a newtechnique called pulverizing extraction was proposed. This technique aims to destroy cell structure and extractoil directly. The advantage and underling mechani of this technique was analyzed and further researchdirections were also proposed.
Key words：Size of cells; Solvent extraction; Pulverizing extraction
中图分类号：TS201.2
从植物油料中提取油脂的技术由来已久,但发展至今可分为机械压榨法、溶剂浸出法和水媒法3 种[1].由于浸出法制油具有粕中残油少、出油率高、粕的质量好、生产连续化、劳动强度低、生产条件良好、易实现大规模自动化生产等诸多优点,浸出法已成为目前大型油厂使用最普遍的方法[2].近年来,围绕浸出法进行的科技创新主要集中在筛选安全替代溶剂和工艺完善上.在关注新技术发展动态时,注意到国内外有一些关于从油料粉末中浸出提油的报道,经过一些初步研究和分析,发现这种方法有别于传统的浸出工艺,其简化了料胚制备（预处理）工序,为浸出法的科技创新提供了一种新的思路.根据此法对油料预处理的特点,将其命名为粉末化浸出.
1 溶剂浸出法的现有工艺
溶剂浸出法是20 世纪初产生的一种高效新型的制油技术,其基本原理是利用某些化工溶剂能溶解油脂而不溶解蛋白质、纤维素等成分的特性,起到油脂与饼粕的分离作用.经过100 多年在生产中不断改进和完善,浸出取油过程已基本确定为5 个基本工序：①浸出前料胚的制备（预处理）.②溶剂浸出.③从所得的萃取液（称混合油）中将溶剂与油分离.④从浸出后的物料（饼粕）中蒸脱溶剂.⑤溶剂的回收[3].其中,料胚制备（预处理）目前使用的成熟工艺是清理→破碎→轧胚→蒸炒（或膨化）,对高油分油料的料胚处理工艺是清理→破碎→轧胚→蒸炒→预榨.按此工艺生产的饼粕残油率普遍在0.5% ～ 1%,因此是目前在制油企业广泛使用的制油生产方法.
近年来,油脂行业在溶剂浸出法的5 个工序中作了很多技术创新工作,如选用异丙醇、异己烷、丁烷和临界态的二氧化碳等溶剂替代现有的己烷[2],还有许多在稳定生产质量和节能降耗方面的改进工作,但在料胚的制备（预处理）上的研究创新工作,除了用膨化代替蒸炒外,鲜有开创性的思路突破.国内外有一些关于对大豆和米糠粉末进行浸出的一些报道,对此笔者进行了深入研究,发现这是迥与传统的浸出方法,值得向大家介绍,并对此作进一步作探讨研究.
2 粉末化浸出机理
要比较深入地了解粉末化浸出的机理,就要了解构成油料的基本单元细胞的结构和现工艺主要工段的作用.细胞的直径范围是40 μm 左右,见表1[4],细胞是由细胞壁和内含物组成,细胞壁厚度在1 μm 以下,主要由纤维素和半纤维素组成,这些纤维素和半纤维素结合很紧密,而且网眼中有木质素等物质,细胞壁具有一定的硬度,犹如细胞的外壳有保护内含物的作用.油脂在细胞内含物中是以小球状的类脂体分布和缠绕在蛋白质的缝隙中,脂类体与蛋白质存在很强的亲和力[3].
现有的浸出法中的料胚制备（预处理）对油料组织破坏的主要是轧胚和蒸炒（或膨化）两个工段[5].轧胚的作用是借助机械力破坏细胞的结构,由于胚片厚度在0.3 ～ 0.4 mm,即300 ～ 400 μm,距离细胞平均尺寸40 μm 还很远,而且还只是一维方向上的尺寸,所以轧胚对油料细胞的破坏是有限的.蒸炒（或膨化）的主要作用是借助蒸汽的高温和湿度破坏细胞的结构和组织,并破坏油脂与蛋白的结合力、降低油脂的黏度,便于油脂渗出.由于轧胚和蒸炒（或膨化）两个工段对细胞壁的破坏有限的,因此后续的浸出过程需要提高溶剂的温度、时间、级数等手段,让溶剂充分扩散到油料细胞组织而浸出油脂.
A.Proctor 等研究了米糠油在室温条件下快速平衡浸出法.他们采用普通稻谷脱壳碾米后,对能通过40目筛子筛选的米糠进行了研究.用己烷在22 ℃下浸出1 g 米糠,浸出米糠油的数量在10 min 后测定,同时对不同数量米糠使用固定体积溶剂浸出油脂也进行了研究.研究表明,1 min 内浸出90% 的油脂,延长浸出时间或者快速达到平衡10 min 后,油脂产率增加都很少,增加到94%.1 min 米糠浸出效果不如大豆粉末浸出效果（油脂产率98%)[6].
美国阿肯萨斯大学食品科学系H.E.snyder 等人对用溶剂浸出大豆粉末中的油脂进行了研究,他们的实验结果是油脂从精细粉末中被冲洗出来的过程中扩散作用较小,在浸出大豆薄片时,浸出速率受限于溶剂进出薄片组织时的扩散作用[7].
粉末化浸出就是依据上述实验结果和参照水媒法中油料预处理的方法,直接把清理过的油料粉碎到细胞级或接近细胞级尺寸（μ 级）,从三维尺寸上彻底破坏了细胞结构的油料,细胞中的内含物全部暴露,油脂处于完全游离状态,此时加入适当的溶剂在常温下就能快速和高效浸出油料中的油脂了.
H.E.snyder 等人分别用逆流浸出系统进行了小试和中试,得到的毛油指标如下：①小试：磷脂含量7 mg/L,游离脂肪酸含量0.08%,色淡.②中试：磷脂含量15 mg/L[7].
为了验证粉末化浸出的可行性,选择大豆作为小试对象.将50 g 大豆进行粉碎,过40 目筛以后放入烧杯中,加入两倍的正己烷溶剂,进行搅拌,然后抽提,将浸出液蒸馏,获得毛油后,化验酸价和含磷量.从实验的过程和结果来看,浸泡时间虽然只有20 min,但残油率已达到1% 以下,同时获得的毛油的酸价（0.74）、色泽（1″槽 Y70R8）和含磷量（50 mg/L）都较低,便于后续的精炼.
3 结语
粉末化浸出目前还处于可行性研究阶段,对此的探索也只是开始而且略显粗糙.对除了大豆以外的其他油料的浸出效果、油料粉碎的经济尺寸、工艺数据的优化以及走向工业化需解决的关键设备问题,每一项都可以作为一个课题去深入探讨和研究.但从上述探索性小试中体现出的优势来看（工艺简化、毛油质量好便于精炼等）,这些探讨工作是值得去做的,创新的魅力也就在此.笔者希望和业内人士协作,打破传统思维窠臼,进一步深入研究,共创油脂加工的新局面.
参考文献：
[1] 雕鸿荪. 油料预处理及压榨工艺学[M]. 南昌：江西科学技术出版社,1985.
[2] 李 娜,黄耀江. 植物油浸出技术研究进展[J].安徽农业科学,2012,40（6）：3572-3574.
[3] 胡建华. 油脂浸出工艺[M]. 武汉：汇报科技出版社,1996.
[4] 郭 华,罗军武,周建平,等. 几种原料的子叶细胞形态与主要化学成分分析[J]. 现代食品科技,2006,22（4）：33-36.
[5] 刘大川. 关于油脂在种籽细胞中的存在状态[J].油脂科技,1984（12）：77-83.
[6] 刘军海,李 斌,刘 敏,等. 米糠油浸出和精炼技术研究新进展[J]. 聊城大学学报,2001,9（3）：10-12.
[7] 张佰生. 从大豆粉末中浸出油脂的研究[J]. 中国油脂,1993,18（5）：43.
作者简介：陈旻杰（1984—）,男,工程师；专业方向为油脂生产技术.
探讨论文参考资料：
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