【畢業(yè)學位論文】（Word原稿）雙低菜籽脫皮冷榨膨化新工藝及其物化特性的研究農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程碩士論文

密級 論文編號： 中國農(nóng)業(yè)科學院 學位論文 雙低菜籽脫皮冷榨膨化 新工藝及其物化特性的研究 I 要 油菜是我國最主要的油料作物，含有豐富的油脂和蛋白資源。雙低油菜的選育成功不僅改善了菜籽油的營養(yǎng)價值，也為菜籽蛋白的綜合利用展現(xiàn)了廣闊的前景。目前雙低菜籽仍采用傳統(tǒng)的預榨浸出工藝，未能實現(xiàn)菜籽的優(yōu)質(zhì)優(yōu)用，造成資源的巨大浪費。 進行了雙低菜籽高效加工工藝的小試，確定最優(yōu)工藝路線為脫皮冷榨膨化工藝，即：雙低菜籽 清理調(diào)質(zhì)脫皮冷榨膨化浸出 ；采用正交實驗等確定了新工藝的關鍵工藝參數(shù)為：脫皮機轉(zhuǎn)速為 1500 轉(zhuǎn) /分鐘；冷榨溫度為室溫；膨化進料溫度 95，物料水分 喂料電機轉(zhuǎn)速 900r/ 進行了 雙低菜籽脫皮冷榨膨化新工藝的中試，對關鍵單機性能進行評價，以生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量為考核指標，確定新工藝的操作條件為：菜籽調(diào)質(zhì)水分為 7 10， 脫皮機轉(zhuǎn)速 1450分鐘；冷榨溫度為室溫；膨化進料溫度 90，物料水分 8 9，喂料電機轉(zhuǎn)速 900r/浸出時間 100 分鐘，料格裝料高度 ，溶劑噴淋量 h。在此工藝條件下，菜籽 脫皮率大于 95，皮中含仁小于 1，仁中含皮小于 2； 冷榨餅殘油 15%，膨化料容重達 490kg/化率達 出粕殘油率達到 1%以下。中試產(chǎn) 品冷榨油達到國家二級菜籽油標準，浸出粕粗蛋白質(zhì)含量達 46%以上， 達到一級 飼料用低硫苷菜籽粕標準 。中試 生產(chǎn)成本為 143 元 /噸，比預榨浸出工藝節(jié)約生產(chǎn)成本近 20。 采用 光光度法等對脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸組成、硫甙、植酸、單寧等生化品質(zhì)在脫皮冷榨膨化新工藝中的變化進行了研究，表明賴氨酸含量下降 25，幾種重要的氨基酸如含硫氨基酸、酪氨酸和苯丙氨酸、纈氨酸含量只有輕微下降，克服了預榨浸出工藝對蛋白質(zhì)有效氨基酸破壞嚴重的弊端，改善了餅粕的飼用效價。 采用透射電子顯微鏡對雙低菜籽細胞結(jié)構(gòu)在脫皮冷榨膨化新工藝 中的變化進行了研究，表明冷榨餅經(jīng)膨化后細胞結(jié)構(gòu)完全破壞，細胞壁充分斷裂，脂肪凝聚成較大的液滴，為浸出取油創(chuàng)造了良好的條件。 雙低菜籽脫皮冷榨膨化新工藝是可行的，具有提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、擴大生產(chǎn)能力等特點，產(chǎn)業(yè)化應用前景廣闊。 關鍵詞 : 雙低菜籽 脫皮 冷榨 膨化 工藝 is of in of of a of of is t up to of of to of of of is as of is et al is to of 500is at is 5 ,00 of is as 500at 90 ,00 is 5%, in is %, in is %, of is 5%,of 90kg/m3,of is % of 6%, 43T, is of 0%. of in on of by et ys 5%, as of of of is to of at of of of is of of 目 錄 第一章 緒論 . 1 究目的和意義 . 1 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 2 究內(nèi)容和方法 . 5 第二章 雙低菜籽高效加工工藝的小試 . 6 料與方法 . 6 果與分析 . 8 論 . 14 第三章 雙低菜籽脫皮冷榨膨化新 工藝的中試 . 16 試設計方案 . 16 試結(jié)果與分析 . 19 論 . 24 第四章 雙低菜籽生化品質(zhì)在脫皮冷榨膨化新工藝中的變化 . 25 料與方法 . 25 果與分析 . 27 論 . 30 第五章 雙低菜籽細胞結(jié)構(gòu)在脫皮冷榨膨化新工藝中的變化 . 32 料與方法 . 32 果與分析 . 32 論 . 34 第六章 結(jié)論 . 35 參考文獻 . 37 致謝 . 41 作者簡歷 . 42 中國農(nóng)業(yè)科學院碩士學位論文 第一章 緒論 1 第一章 緒論 究目的和意義 油菜是世界第三大油料經(jīng)濟作物，根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部提供的資料， 2000年菜籽加工的菜籽油產(chǎn)量為 世界植物油總量 而油菜在我 國是第一大油料經(jīng)濟作物， 35食用油來自菜籽油 3。油菜是我國發(fā)展最快和最具有發(fā)展?jié)摿Φ淖魑铮?已成為我國繼水稻、小麥、玉米、大豆之后的第五個年種植面積超億畝的作物（在湖北等長江流域省份為第二大作物） 和 農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的先鋒作物，農(nóng)民的現(xiàn)金作物，并已列入國家優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品計劃。 2001年全國油菜種植面積為 畝，年產(chǎn) 1120多萬噸菜籽，均居世界首位 6。 油菜籽含有極其豐富的營養(yǎng)成分，其中油脂含量一般在 35粗蛋白含量在 20%因此，油菜不僅是重要的油料資源，也是一個巨大的潛在植物蛋白 資源。菜籽蛋白為完全蛋白質(zhì)，幾乎不存在限制氨基酸 80。從蛋白質(zhì)氨基酸組成來看，菜籽蛋白的營養(yǎng)價值較高，與聯(lián)合國糧農(nóng)組織（ 世界衛(wèi)生組織（ 推薦值非常接近 69。與大豆蛋白相比，菜籽蛋白中蛋氨酸、胱氨酸等含硫氨基酸的含量較高，是大豆蛋白的含硫氨基酸的 賴氨酸含量略低于大豆蛋白 23。因此，當雙低菜籽與豆粕合用時，可以很好地起到氨基酸平衡和互補的作用、顯著提高動物的生長性能 60。 但長期以來由于我國種植的油菜為非優(yōu)質(zhì)品種，其餅粕中硫甙含量高達 100g， 芥酸含量在 40%以上，嚴重制約了油菜這一寶貴的可再生植物蛋白和油脂資源的開發(fā)利用 48。雙低油菜的選育成功是油菜科技的一次飛躍，硫甙含量降至 30g 餅以下，克服了常規(guī)油菜餅粕硫甙含量高有毒而難以直接飼用的弊端 7579，可代替豆粕安全飼用；芥酸含量降至 5%以下，對人體有益的油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸含量大大增加，油的脂肪酸組成更趨平衡合理 19。雙低油菜的育成使油菜從單純供油改良為油、飼和蛋白綜合利用的作物，亦為油和蛋白的精深加工和開發(fā)利用展現(xiàn)了廣闊的前景。 油菜的雙低化和雙低油菜的產(chǎn)業(yè)化 是當今世界油菜發(fā)展必然趨勢。 黨中央、國務院明確提出“ 大力發(fā)展雙低油菜 ” ，并將長江流域雙低油菜基地建設列入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展 “ 十五 ” 計劃綱要。 目前我國已選育出一批性狀優(yōu)異的雜交和常規(guī)雙低油菜品種，部分品種達到世界先進水平，并在全國大面積推廣應用 12。 2001年全國雙低油菜種植面積已達 5000多萬畝， 2002年達到 7100萬畝， 2003 年超過 8000 萬畝，其中湖北和安徽等地 2003 年油菜雙低化達 90以上，居全國領先水平 1。 雖然我國雙低油菜的育種和推廣工作取得了顯著的成效，但目前雙低油菜產(chǎn)業(yè)化的最關 鍵一環(huán)即加工增值還存在明顯的問題，雙低菜籽仍采用傳統(tǒng)的預榨浸出工藝，幾乎沒有實現(xiàn)應有的增值，更難實現(xiàn)精深加工與多層次增值，造成深層次的浪費，致使雙低菜籽優(yōu)質(zhì)難以優(yōu)用，更無法實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，嚴重制約了雙低油菜產(chǎn)業(yè)化的健康快速與可持續(xù)發(fā)展，已成為當前制約我國雙低油菜產(chǎn)業(yè)化的瓶頸，進行雙低菜籽高效加工新工藝的研究已迫在眉睫。 中國農(nóng)業(yè)科學院碩士學位論文 第一章 緒論 2 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 低菜籽優(yōu)質(zhì)餅粕與油脂制備工藝技術 我國目前采用的菜籽加工工藝是預榨浸出工藝，即預先用螺旋榨油機榨出 70油脂，然后用浸出器提取剩余的油脂 70。上 述工藝 是以菜籽為單純油源而設計的， 具有以下不足之處： 一是菜籽未脫皮加工，生產(chǎn)的餅粕蛋白含量低，色澤深，飼用適口性差，蛋白質(zhì)的消化率低，嚴重影響了蛋白質(zhì)的利用率；二是工藝中采取高溫長時，以菜籽蛋白過度變性或營養(yǎng)價值的喪失來獲取高的得油率。三是高溫和帶皮加工使油的質(zhì)量差、色澤深，雜質(zhì)多，造成精煉困難，煉耗增加，也不利于油的深度加工利用；四是加工能耗大、成本高 20455473。 1996 年劉澄清、熊遠著進行了現(xiàn)行工藝制備的未脫皮雙低菜籽餅粕的規(guī)模飼養(yǎng)試驗，證實了菜籽皮及蛋白質(zhì)的過度變性是影響雙低餅 粕飼用效價的主要因素，結(jié)果與 1988） 28。 雙低菜籽優(yōu)質(zhì)蛋白油脂制備工藝的研究是一個嶄新而又極其重要的領域，也是一個活躍的研究領域。 針對上述工藝存在的問題，國內(nèi)外開展了大量雙低菜籽脫皮制油工藝的研究，脫皮、冷榨、膨化技術是雙低菜籽高效加工工藝的關鍵技術： 皮技術 菜籽含種皮 12菜籽皮中只含有 6%左右的脂肪、 13%左右的粗蛋白，但含有大部分粗纖維、色素等，上述抗營養(yǎng)因子是影響菜籽餅粕適口性及蛋白營養(yǎng)品質(zhì)的主要因素。菜 籽脫皮不僅可提高餅粕蛋白含量和飼用效價，改善餅粕的適口性，而且脫皮制備蛋白油脂從理論上可提高生產(chǎn)能力 15以上，可降低電耗和設備磨損，提高油的質(zhì)量，減輕精煉負荷，簡化精煉工藝，有利油的氫化、精深加工及雙低菜籽皮等的綜合利用 13175378。 因菜籽籽粒微小、皮仁結(jié)合緊密，脫皮技術一直是雙低菜籽高效加工研究的難點和熱點 53。1979年加拿大食品研究所發(fā)明了菜籽干法脫皮技術，克服了濕法脫皮工序長、能耗大、綜合成本高且廢水量大、污染環(huán)境等弊端 ,有利蛋白、油脂的高效加工和綜合利用 13;1980年干法脫皮制取菜籽蛋白的美國專利技術 4158656問世 72。近年來，法國液壓和傳動公司又研究改進了菜籽干法脫皮技術，并進入了工業(yè)化使用階段 53。我國自 90 年代以來開展了菜籽脫皮技術的研究 4952，1998 年黃鳳洪等研究開發(fā)出了可工業(yè)化生產(chǎn)的菜籽脫皮專利技術和設備，填補了國內(nèi)空白 14。 榨技術 冷榨技術是當今世界最新開發(fā)的適宜脫皮菜籽高效加工的新技術， 菜籽冷榨可得到質(zhì)量優(yōu)良的菜籽冷榨油，為天然綠色食品；冷榨時物料處理溫度低，蛋白質(zhì)中的人體必需氨基酸破壞程度小，提高 餅粕的營養(yǎng)效價；采用冷榨省去傳統(tǒng)工藝中的蒸炒工序，可顯著降低菜籽 加工能耗 2815。 但是冷榨要求常溫進料，用傳統(tǒng)的預榨機難以實現(xiàn)。目前德國凱姆瑞亞 斯凱特公司 開發(fā)出了冷榨技術與設備，已應用于生產(chǎn)，生產(chǎn)的冷榨油價格是普通菜籽油的 4 倍以上，深受市場歡迎。其 制造的 產(chǎn)能力為 50 t/d，電機功率 1302。 國內(nèi)開發(fā)的 18型和 24型低溫螺旋榨油機（ 專利號： 電機功率分別為 量分別為 4 6t/0 25t/d，一次壓榨可使餅中殘油率達 16 18 30。 2003年武漢良龍機械制造公司研制了 新型的 雙 螺旋榨油機，已獲得國家專利 （ 專利號： ，其 生產(chǎn)能力為 50 t/d，電機功率僅為 37與傳統(tǒng)的單螺旋榨油機相比， 雙 螺旋榨油機具有如下特中國農(nóng)業(yè)科學院碩士學位論文 第一章 緒論 3 點：壓縮比達 23 1，使壓榨更加徹底； 雙螺旋逆向輸送建立強大的自清功能，解決了高油份油料易滑膛的難題；懸臂式主軸設計，減少榨膛和榨螺的不對稱磨損 9。 化技術 油料擠壓膨化技術是二十世紀后期興起的一種新技術，其原 理是油料在膨化機內(nèi)進行一定的濕熱處理并經(jīng)過混合、擠壓、膠和和減壓擠出膨化成型，成為容積密度較大的多孔性結(jié)構(gòu)的物料，不僅大大改善了物料的滲透性和滲濾性、滴干性，提高了油脂的浸出速度，增加了生產(chǎn)能力，降低了成本，而且快速殺滅脂肪酶、芥子酶、磷脂酶等酶類，改善了餅粕蛋白和油 的質(zhì)量 184084。 油料擠壓膨化技術最初應用于大豆等低含油料的加工， 1986 年 明了適宜棉籽、油菜等高含油料的擠壓膨化技術，并在工業(yè)化生產(chǎn)中使用 15。目前美國安德森國際公司生產(chǎn)的高含油料擠 壓膨化機處于國際領先水平。 人描述了改進型安德森膨化機（ 于高油分油料如卡諾拉籽的加工 64。 我國目前大豆等低含油量油料的膨化設備已開發(fā)成功 43， 高含油料擠壓膨化機的研制剛處起步階段，哈爾濱科華等單位 開發(fā)了 高含油料擠壓膨化機，該設備膨化未脫皮菜籽時效果良好，但在處理菜籽仁等含油量很高的物料時存在性能不穩(wěn)定、機械磨損大等問題，需進一步改進和完善 5055。 低菜籽高效加工新工藝的研究 將菜籽脫皮技術、冷榨技術、膨化技術結(jié)合配套形成雙低菜籽高 效加工新工藝是目前研究的熱點。目前國內(nèi)外已開發(fā)了多種工藝，取得了初步成果。 （ 1） 雙低菜籽脫皮冷榨工藝 2000年德國埃森綜合大學與凱姆瑞亞斯凱特公司合作在德國薩克森州的科朋斯德特油廠建起了一座菜籽脫皮冷榨中 試廠 2。 2002年 11月湖北鄂州建成一條菜籽脫皮冷榨中試生產(chǎn)線，生產(chǎn)出了冷榨油 21，通過成果鑒定。 脫皮冷榨工藝能生產(chǎn)出高質(zhì)量的冷榨油和脫皮餅粕，但該工藝存在 以下不足 21 30：一 、由于脫皮菜籽仁未經(jīng)軋胚、蒸炒而直接進行冷榨，冷榨餅物料細胞組織破壞程度小，蛋白質(zhì)沒有適度變性，物料的滲透 性和滴干性能差，浸出后餅粕殘油率高，溶劑損耗和蒸汽消耗升高，增加了浸出 生產(chǎn)成本，難以產(chǎn)業(yè)化推廣應用。 二、該工藝采用對輥式脫皮機，脫皮效果差，仁中含皮達6%，皮中含仁達 4%，需要進一步加以改進和完善 。 （ 2）雙低菜籽脫皮膨化工藝 2002年 9月我國四川成都建成了油菜脫皮膨化浸出制油 生產(chǎn)線 31，通過了成果鑒定 。 該工藝對脫皮的菜籽仁進行膨化，膨化料呈多孔狀結(jié)構(gòu)，浸出性能較好，生產(chǎn)出高蛋白餅粕。但該工藝目前存在以下問題 3051：一、由于膨化料含油率高達 28%，影響了浸出器的處理能力， 增加了浸出粕的 殘油率 ，而且由于加大了溶劑的用量，蒸脫和蒸發(fā)系統(tǒng)負荷加重，增加了生產(chǎn)成本，難以產(chǎn)業(yè)化推廣應用；二、擠壓膨化時溫度高達 90以上，生產(chǎn)的毛油需精煉加工；三、目前我國開發(fā)的高含油料擠壓膨化機還不完善，處理菜籽仁（含油量達 44%）等高含油料時機械磨損大，機器壽命短，影響企業(yè)正常生產(chǎn)，增加了生產(chǎn)成本。 （ 3）雙低菜籽脫皮冷榨膨化工藝 2001年 3月在已有工作基礎上中國農(nóng)業(yè)科學院油料作物研究所申請了“一種高含油料脫皮（冷榨）膨化制取油脂和餅粕的方法”專利技術（ 并于 2004年 3月獲得國家發(fā)明專利授權， 在世界上首次提出了菜籽脫皮冷榨膨化加工工藝的思路 16。 中國農(nóng)業(yè)科學院碩士學位論文 第一章 緒論 4 籽生化品質(zhì)及細胞結(jié)構(gòu)在制油工藝中的變化 雙低油菜雖然硫甙含量有大幅度降低，但仍然含有纖維素、植酸、單寧等抗營養(yǎng)因子 4247。油菜籽中含有高 達 13纖維素，比其它油料作物和谷物都高，纖維素主要集中于菜籽皮中，種皮中纖維素含量高達 31而籽仁中纖維素含量僅為 纖維素分子排列緊密，人體和家禽體內(nèi)的酶不能將它們水解，只有草食動物腸道的寄生菌所分泌的纖維素酶才能將其部分地降解為葡萄糖而為機體利用，因此大大 影響了菜籽粕的飼用，動物實驗結(jié)果也表明，纖維素降低單胃動物的消化率，減少代謝能 2438。菜籽餅中植酸含量為 3能與磷結(jié)合，降低磷的利用率，它還是一種很強的金屬螯合劑，能與鋅、鈣、錳、鐵等金屬離子螯合，影響這些微量元素的吸收，特別是導致鋅的缺乏，引起動物厭食、生長抑制、生殖機能減退等癥狀發(fā)生。有關實驗還證明，植酸可抑制胰蛋白酶、 424。單寧含量在 265，不僅味苦澀，影響適口性，而且可與消化酶特別是蛋白酶結(jié)合，從而降低蛋白質(zhì)的消化吸收率 2476。 油脂的制 取是油菜籽加工利用的重要環(huán)節(jié)，是一極其復雜的物化和生化過程。油菜籽生化品質(zhì)是衡量產(chǎn)品質(zhì)量指標的重要數(shù)據(jù)，研究生化品質(zhì)在加工工藝中的變化，對了解工藝性能和確定工藝參數(shù)具有重要意義。 黃鳳洪（ 1991）首次系統(tǒng)研究了菜籽蛋白利用限制因子在預榨浸出工藝中的流向及分布規(guī)律，表明 餅粕蛋白質(zhì)賴氨酸、蛋氨酸等限制氨基酸含量下降顯著近 50%，嚴重影響了餅粕飼用效價和進一步的精深加工， 硫甙和單寧也有顯著下降，植酸無顯著變化 11。錢和等（ 1995）研究了現(xiàn)行油菜籽加工過程中各種成分的變化，表明有效氨基酸含量下降顯著，其中賴 氨酸含量下降 60%左右，單寧含量下降 37%而植酸、纖維素含量基本無變化，與黃鳳洪的結(jié)果相一致 36。吳謀成（ 2000）報道，由于預榨溫度較高（ 130，菜籽餅粕中的蛋白質(zhì)在高溫和多酚、芥子堿、植酸等抗營養(yǎng)物質(zhì)的雙重作用下 ,一些營養(yǎng)物質(zhì)被破壞，營養(yǎng)價值大大降低，為 蔗糖含量由 為 類似于粗纖維的不消化物增加了 3%左右 46。李瑚傳等研究了水劑法制取的菜籽蛋白，表明賴氨酸等必需氨基酸保留完善 26。 錢和等（ 1997）研究表明，在 油菜籽加工過程中的蒸炒階段，可使硫甙發(fā)生酶解與非酶解反應，總降解率為 1537。 1985）研究預榨浸出工藝芥子酶，表明在菜籽破碎至脫溶工序前仍有活性，對硫甙有降解作用。芥子酶活性最高時的溫度范圍是 5070，水分在 57%的范 圍內(nèi) 82。 1982）、華聘聘（ 1989）等報道了制油過程中菜籽油硫組分的含量，表明浸出毛油含硫量要大大高于機榨毛油，而冷榨毛油的硫含量更低 1059。 脫溶之前 只有輕微降解 74。 77。 報道壓榨前物料經(jīng)高溫處理顯著增加了毛油中非甘三酯的含量 63。 1986）報道榨油不降低單寧含量 67。 國外資料報道，通過蒸煮和熱壓處理，菜籽的抗營養(yǎng)因子硫甙減少了 4794%，植酸減少了 943%，單寧減少了 4167%39。 現(xiàn)溫度從 85上升到 100時，油中的非水化磷脂降低了，但總含磷量、色澤和含硫量增加了 68。 1992）報道浸出和脫膠改變了葉綠素的組成 85。71。 高的蒸炒溫度不僅使總含磷量增高，而且脂肪酸含量也會增高 62。 研究物料細胞結(jié)構(gòu)在工藝中的變化能評價該工藝的加工效率。 81采用熒光顯微鏡中國農(nóng)業(yè)科學院碩士學位論文 第一章 緒論 5 研究了預榨浸出工藝中細胞結(jié)構(gòu)的變化，表明蒸炒改變了脂肪和蛋白的結(jié)構(gòu)，進一步的壓榨破壞了細胞壁，利于后續(xù)的浸出。 對菜籽脫皮冷榨膨化工藝中生化品質(zhì)和細胞結(jié)構(gòu)變化的研究未見報道。 究內(nèi)容和方法 本論文主 要進行雙低菜籽高效加工新工藝的研究，并進一步研究雙低菜籽的物化特性包括生化品質(zhì)和細胞結(jié)構(gòu)在新工藝中的變化。 研究內(nèi)容屬于“十五”國家科技攻關計劃項目“雙低油菜籽深加工關鍵技術研究與開發(fā)”（課題編號： 2001 目“中國雙低油菜深加工能力建設”中的部分內(nèi)容。 （ 1）雙低菜籽高效加工工藝的小試 進行雙低菜籽脫皮和冷榨技術的優(yōu)選；采用正交實驗進行冷榨餅的膨化試驗，確定最佳的工藝條件；進行冷榨餅膨化料、熟坯膨化料、冷榨餅的浸出性能比較實驗，篩選最優(yōu)的工藝路線，為中試工藝參數(shù)的確定提供依據(jù)。 （ 2）雙低菜籽脫皮冷榨膨化新工藝的中試 在小試基礎上，將菜籽脫皮分離系統(tǒng)、雙螺旋榨油機、膨化機和浸出器組裝集成形成雙低菜籽脫皮冷榨膨化新工藝，進行新工藝的中試和關鍵單機的性能評價，以產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)成本為指標，確定新工藝的操作條件，研究脫皮冷榨膨化新工藝產(chǎn)業(yè)化的可行性。 （ 3）雙低菜籽生化品質(zhì)在脫皮冷榨膨化新工藝中的變化 采用抽提法、氣相色譜法、凱氏定氮法、高效液相色譜法、分光光度法、 等研究雙低菜籽氨基酸組成、硫甙、植酸、單寧等生化品質(zhì)在脫皮冷榨膨化新工藝各加工工序中的變化規(guī)律，明確各 工序?qū)﹄p低菜籽生化品質(zhì)的影響，確定菜籽蛋白抗營養(yǎng)因子的流向分布，為新工藝的推廣應用提供生化基礎的支撐。 （ 4）雙低菜籽細胞超微結(jié)構(gòu)在脫皮冷榨膨化新工藝中的變化 采用透射電子顯微鏡對脫皮冷榨膨化工藝各工序物料的細胞超微結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)觀測，分析研究脫皮冷榨膨化工藝中物料的微觀細胞結(jié)構(gòu)的變化，豐富油料加工的理論體系。 中國農(nóng)業(yè)科學院碩士學位論文 第二章 雙低菜籽高效加工工藝的小試 6 第二章 雙低菜籽高效加工工藝的小試 脫皮技術、冷榨技術、膨化技術是實現(xiàn)菜籽高效加工的關鍵技術。本實驗進行脫皮技術和冷榨技術的優(yōu)選，確定適宜的工藝條件；采用正交實驗進行冷榨餅的膨化試驗，確定最佳的工 藝條件；進行冷榨餅膨化料、熟坯膨化料、冷榨餅的浸出小試，比較浸出性能，篩選最優(yōu)的工藝路線，為中試工藝參數(shù)的確定提供依據(jù)。 料與方法 籽脫皮技術的優(yōu)選實驗 原料 將收購的湖北當?shù)貎?yōu)質(zhì)菜籽經(jīng)烘干塔調(diào)質(zhì)，使其水分在 7間，再經(jīng)平面回轉(zhuǎn)篩、風選系統(tǒng)除雜后成為待脫皮物料。 設備 析天平；分析盤；鑷子等。 方法 菜籽脫皮與分離系統(tǒng)于 2000 年通過成果鑒定，為加快該設備的推廣應用， 課題組對設備進行了改進和完善： 第一，對脫皮機的撞擊擋圈進行了重新設計，并選用了新的材質(zhì)；二是在原來 流化床分離皮仁的基礎上，增加了一臺振動清理篩對皮再次進行處理。 開啟 節(jié)甩料盤變頻器頻率在 30左右，喂入待脫皮物料進行脫皮，在脫皮過程中適時根據(jù)脫皮物料的情況通過調(diào)節(jié)變頻器頻率來調(diào)整甩料盤轉(zhuǎn)速，取脫皮后的皮仁混合樣，按重量法測定脫皮率和粉末度。開啟皮仁分離系統(tǒng)，將脫皮后的混合料喂入皮仁分離系統(tǒng)的料箱，調(diào)節(jié)進風量，篩板振蕩速度、篩面傾斜度、吸料裝置吸料口與篩面之間的距離等，使物料在振動篩 板上分為皮、仁、整籽三層，皮和仁分別被吸料裝置吸收，取分離后的皮和仁樣，采用重量法分別測定皮中含仁率和仁中含皮率。 籽仁冷榨技術的優(yōu)選實驗 原料 經(jīng)脫皮后的菜籽仁 (含油率為 水分 設備 202螺旋榨油機；蒸炒鍋； 氏抽提器等。 方法 A 202螺旋榨油機 將脫皮后的菜籽仁在蒸炒鍋內(nèi)調(diào)溫，分別調(diào)節(jié)成 30、 40、 50、60、 70、 80、 90、 100的物料。開啟 202螺旋榨油機，分別將不同溫度的物料喂入 202螺旋榨油機進行壓榨，適當調(diào)節(jié)出餅圈，待 20 分鐘壓榨正常后取壓榨餅和油樣，分別測定壓榨餅的殘油率和水分、冷榨油的酸價、色澤和過氧化值等指標。 B 雙螺旋榨油機 將 1水噴灑于菜籽仁中并攪拌均勻，開啟 雙螺旋榨油機，將調(diào)質(zhì)后的菜籽仁喂入雙螺旋榨油機進行壓榨，適當調(diào)節(jié)出餅圈，待 20 分鐘壓榨正常后取冷榨餅和油樣，分別測定冷榨餅的殘油率和水分、冷榨油的酸價、色澤和過氧化值等指標。 中國農(nóng)業(yè)科學院碩士學位論文 第二章 雙低菜籽高效加工工藝的小試 7 榨餅膨化實驗 原料 將冷榨實驗中雙螺旋冷榨餅樣品以噴水和烘干（ 70以下）的方法制備高于原料水分（ 、低于原料水分（ 和原料基礎水分（ 的三種規(guī)格物料。 器和設備 璃浸出裝置；超級恒溫水??；索氏抽提器。 試劑 6號溶劑油；分析純乙醚 實驗方案的確定 影響冷榨餅膨化的因素有原料水分、進料速度、原料溫度、絞龍轉(zhuǎn)速等。由于膨化機絞龍轉(zhuǎn)速不可調(diào)，故將此因素棄去。選擇原料水分、溫度和進料速度（喂料電機轉(zhuǎn)速）作為變 量，各取 3個水平（見表 1），采用 34）正交表安排實驗，以膨化系數(shù)和浸出后粕中殘油率作為衡量指標。 表 1 影響冷榨餅膨化的因素及其水平 水 平 A 原料水分（） B 原料溫度（） C 喂料電機轉(zhuǎn)速（ r/ 1 5 700 2 5 900 3 5 1100 方法 隨機安排 9 個實驗號的次序， 先將膨化機進料筒的取樣門打開，開啟節(jié)流閥通蒸汽對膨化機預熱，當擠壓機溫度顯示至設定溫度后 ，啟動主電機。在調(diào)質(zhì)鍋內(nèi)將物料的溫度用間接蒸汽調(diào) 整好后，啟動喂料電機，調(diào)節(jié)變頻調(diào)速按鈕，使喂料量慢慢增加，最后達到設定轉(zhuǎn)速，膨化機正常穩(wěn)定工作后，適當調(diào)節(jié)蒸汽節(jié)流閥使擠壓絞龍內(nèi)的溫度保持在設定溫度，取膨化料作為樣品。在每份樣品中隨機選取 10 顆膨化料，用游標卡尺測量每顆的截面直徑，取平均值作為該樣品的截面直徑。膨化料的截面積與模板噴孔的截面積的比值即為膨化系數(shù)。 秤取膨化實驗所取 9 個膨化料樣品各 200 克裝入玻璃浸出裝置內(nèi)，開啟超級恒溫水浴循環(huán)水泵，用 50 恒溫水預熱樣品。按溶劑比 1:1 量取 6 號溶劑油并在超級恒溫水浴中預熱片刻，倒入浸出裝置中浸泡樣品每隔 10 分鐘從浸出裝置底部將混合油放出，再從頂部倒回進行循環(huán)。浸出90 分鐘后將濃混合油全部放出，再加入 200 克新鮮溶劑油浸泡 10 分鐘，放出溶劑并滴干 10 分鐘；倒出浸出裝置內(nèi)濕粕，先在室溫下自然揮發(fā)，再在 60烘箱內(nèi)除去殘留溶劑，粉碎后用索氏抽提法測定殘油率。 優(yōu)工藝路線的優(yōu)選實驗 將脫皮技術、冷榨技術、膨化技術等關鍵技術組裝集成可以形成脫皮冷榨工藝、脫皮膨化工藝和脫皮冷榨膨化工藝。三種工藝進行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的關鍵核心是物料的浸出性能要好，易于工業(yè)化生產(chǎn)。進行三種工藝浸出料的浸出性能比較實驗，篩選雙低菜籽高 效加工的最優(yōu)工藝路線。 驗原料的制備 菜籽脫皮冷榨工藝浸出料：菜籽仁經(jīng)雙螺旋榨油機在室溫下冷榨，得到菜籽冷榨餅（。 菜籽脫皮膨化工藝浸出料：脫皮菜籽仁經(jīng)軋胚后，在蒸炒鍋內(nèi)蒸炒 30 分鐘（ 100左右），中國農(nóng)業(yè)科學院碩士學位論文 第二章 雙低菜籽高效加工工藝的小試 8 喂入膨化機進行擠壓膨化，擠壓出部分毛油，并得到 熟坯膨化料（殘油 。 菜籽脫皮冷榨膨化工藝浸出料：菜籽仁經(jīng)雙螺旋榨油機在室溫下冷榨，得到菜籽冷榨餅，冷榨餅 喂入膨化機進行膨化，得到冷榨餅 膨化料（殘油 。 器 玻璃浸出裝置；超級恒溫水??； 索氏抽提器。 驗方法 浸出速率的測定：稱取每個樣品 200g 分別裝入玻璃浸出器內(nèi)，開啟超級恒溫水浴，在 50左右進行浸出試驗。按溶劑比 1:1 量取 6 號溶劑油并在超級恒溫水浴中預熱片刻，倒入浸出裝置中浸泡樣品，每隔 10 分鐘從浸出裝置底部將混合油放出，再從頂部倒回進行循環(huán)。每隔一定時間從浸出器內(nèi)勾取少量物料于鐵絲圈篩內(nèi)，用少量新鮮溶劑迅速淋洗，濾干后倒入燒杯中，用索氏抽提法測定殘油率。 滲透速度的測定：用標尺量出置于玻璃浸出器內(nèi)的 200g 試樣層的高度，用秒表測量從溶劑開始倒入浸出器的一刻起到溶劑通 過料層到達浸出器底部的所需時間，以單位時間內(nèi)溶劑流經(jīng)料層的高度表示其滲濾速度。 濕粕含溶的測定：將三種樣品分別完成浸出后，在開啟浸出器底部旋塞放出溶劑的同時，從浸出器內(nèi)勾取部分濕粕迅速置于鋁盒中蓋緊，并以膠帶紙密封，用重量法測定濕粕含溶量。 果與分析 籽脫皮技術的優(yōu)選實驗 表 2 菜籽脫皮分離試驗結(jié)果 樣品序號 原料水分（） 脫皮率（） 粉末度（） 皮中含仁率（） 仁中含皮率（） 1 進完善后的 菜籽脫皮分離系統(tǒng)的脫皮分離效果見表 2。結(jié)果表明，采用 皮率可達 95以上，粉末度在 3以下，皮仁分離