有机山茶油的压榨工艺是怎样的?

根据不同等级山茶油的生产需要,山茶油的工业提取制备方法主要有机械压榨法、溶剂萃取法和超临界流体萃取法。在我国,山茶油一般采用机械压榨和溶剂萃取的方法制备。

机械压制方法

机械压榨是提取山茶油的基本方法。山茶油压榨经历了土壤压榨(主要是楔形压榨)、水力压榨、螺旋压榨等几个阶段。根据茶叶籽在压榨过程中压榨室内的温度不同,通常将前两种称为低温压榨法,后者称为高温压榨法。

低温压制法

目前,在茶油产区的农村地区,茶油的提取多采用液压榨油工艺。该工艺得到的粗山茶油杂质少,色泽浅,是提取山茶油的主流工艺。液压油压机有立式和卧式两种结构,实际生产中卧式液压油压机居多。

山茶油常用低温压榨法的工艺流程为:茶籽→低温储藏→清洗分级→磁选→脱壳→轧坯→冷榨→油渣分离→山茶油毛油→低温结晶和晶体生长→低温过滤→茶籽饼→浸出成品冷榨油。

低温冷榨法的关键工序质量控制点是低温储存、清洗分级、冷榨和油渣分离。低温贮藏过程中,温度控制在0 ~ 7℃,有利于油茶籽的后熟。在清洗分级过程中,根据不同的颗粒大小进行分级处理,然后对颗粒均匀的原料进行脱粒,可以保证脱壳效率;在冷榨过程中,使用专用冷榨机,冷榨温度为70-80℃,专用冷榨机可以避免山茶油因高温而变黑,有效成分流失。在油渣分离过程中,要控制好分离时间和停留时间,过滤时原油不需要经过沉淀池。

高温压制法

高温压榨法主要采用螺旋榨油机进行动态压榨。压榨室内油的瞬时压榨温度高,对油和饼都有影响。比如茶油毛油杂质多,颜色深,降低了山茶油的精炼率。所以技术上要求将茶籽脱壳进行螺旋榨油。

高温压榨法的关键工序质量控制点是脱壳、蒸炒和压榨。在脱壳过程中,干燥后的茶籽(含水量12%-14%)进入茶籽脱壳机进行破壳,然后进行风、仁、壳分离;在蒸炒过程中,要调整好茶籽的含水量和温度,压榨后的茶籽含水量控制在3%左右,压榨温度要达到110-120℃;在压榨过程中,通过连续的动态压榨,茶油不断地从压机中释放出来。

机械压制法的优点是工艺简单灵活,适应性强,成本低,投资少。压榨出的油无溶剂残留,但出油率不高,数据显示出油率在80%左右。而且由于油茶籽中还原糖、总糖、淀粉含量较高,采用压榨法制油时容易发生美拉德反应,使油的颜色加深,从而增加脱色过程中活性白土的用量。另外,由于机械压榨法的原料需要蒸煮或烘烤热处理,蛋白质等会变性,榨油后饼粕的综合利用价值降低,残渣中残油率高,仍需用溶剂浸出。

溶剂萃取

溶剂萃取是20世纪70年代后兴起的一种制油方法。溶剂浸出是利用某些有机溶剂(如正己烷、石油醚、无水乙醇)溶解油脂的特性,从毛坯或预榨饼中提取油脂的方法。有三种基本工艺:预压浸出、直接浸出和二次浸出。

溶剂萃取脱油的工艺流程:油脂→制坯(或坯预压)→溶剂萃取→混合油分离→毛油精炼→成品粕/粕脱溶。

研究人员比较了几种不同溶剂对山茶油的提取效果。结果表明,以石油醚为提取溶剂,料液比为1:10,提取温度为50 ℃,提取时间为3h时,山茶油提取率可达93%以上,所得山茶油为淡黄色。

本发明具有出油率高(生产收率可达90%左右)、提取彻底、溶剂可回收、成本低、操作简单、易于实验室研究的优点。但在溶剂回收过程中,容易引起不饱和脂肪酸的分解,使毛油皂化值高,产品中有溶剂残留,极易燃烧,对操作安全性要求高。最近新闻里报道某公司生产的山茶油苯并芘超标。该公司表示,苯并芘超标的主要原因是浸出油,苯含量超标主要是农民在压榨山茶油时,为提高出油率,反复烘烤、蒸煮茶籽,导致燃烧现象。这种焦茶饼易产生苯并芘,在提取过程中苯与溶剂油发生高温化学反应,进一步增加了山茶油中苯并芘的含量。因此,用溶剂萃取法提取山茶油时,要注意茶籽烘蒸过程中的温度控制,防止过热造成安全问题。

水酶法

水酶法是近年来研究和利用的一种新的油脂提取方法。它利用机械和酶降解植物细胞壁的纤维素骨架,使包裹在细胞壁中的油脂释放出来,同时破坏与碳水化合物和蛋白质分子结合的其他油脂复合物,使油脂释放出来。

水酶法提取山茶油的工艺流程:

油茶籽→粉碎→称重→加入缓冲液→蒸汽处理→冷却→加入酶制剂→酶解→灭酶→抽滤→出渣→烘干→石油醚萃取→抽滤→真空干燥→干燥至恒重→油茶籽油。

研究人员使用不同的酶提取山茶油,发现Alcalase2.0L蛋白酶最有利于油脂提取。当其用量为0.02ml/g时,油脂提取率最高。同时,考察了温度、pH值和固液比对油脂提取率和蛋白质水解度的影响。采用响应面法优化并确定了酶法提油的最佳工艺条件:温度55℃,pH值8,固液比1:6(g/ml)。在此条件下,酶解4h,出油率达到78.25%,高于普通压榨法。

与传统工艺相比,水酶法具有以下优点:条件温和,出油率高,色泽浅,易于精制;该脱脂饼具有低蛋白质变性和良好的可利用性。油和饼易于分离,简化了工艺,提高了设备的处理能力,降低了生产成本;通过降低能耗,废水中生化需氧量(BOD)和化学需氧量(COD)的数值大大降低(约35%~75%),易于处理,有利于节能环保,符合可持续发展原则。

超临界二氧化碳萃取

超临界流体萃取是在超临界状态下,将超临界流体(通常为CO2)与待分离物质接触,控制体系的压力和温度,选择性地萃取其中一种组分,然后通过温度或压力的变化,降低超临界流体的密度,分离出被萃取物质,并回收超临界流体。

研究人员提出了超临界CO2萃取山茶油的方法,考察了压力和温度对山茶油在CO2中溶解度的影响,分析了萃取条件与油品质的关系,得出了最佳工艺条件:压力30MPa,温度35 ℃, CO2流量6L/min。方芳等人讨论了超临界CO2萃取的压力、温度、流量和时间对山茶油萃取率的影响,确定了超临界CO2萃取山茶油(原料粒度为40目)的最佳工艺条件为:萃取压力35MPa,温度50 ℃, CO2流量20kg/h,萃取时间65438±050min,此时萃取率可达33.5%,为常规工艺条件。

韩等研究了超临界CO2萃取鄂西山茶油的最佳工艺参数及出油率与萃取压力、温度、时间的关系。正交试验结果表明,萃取压力为35MPa,温度为45 ℃,时间为2.5h,影响萃取率的因素依次为压力、时间和温度。单因素实验表明,萃取率随萃取压力和温度的增加而增加。超临界CO2萃取的山茶油保留了茶的香气,酸值低,色泽浅,无溶剂残留,无需进一步精制。

超临界CO2萃取山茶油操作温度低,不会影响热敏性物质的天然活性。得到的茶籽油香气更接近天然香气,可以省去油脂的精炼过程,出油率在90%以上。但工艺设备要求高,价格昂贵,大规模生产可操作性差。现在只停留在实验室研究阶段。