李昌珠，肖志紅，劉汝寬，黃志輝

(1. 湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004; 2 .中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410083)

光皮樹果實(shí)專用型螺旋冷榨機(jī)的壓榨性能研究

李昌珠1，肖志紅1，劉汝寬1，黃志輝2

(1. 湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004; 2 .中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410083)

開展了能源植物光皮樹果實(shí)壓榨制油工藝研究，對(duì)比了自制硬果核油料專用小型螺旋冷榨機(jī)(XLK-2010型)與德國(guó)進(jìn)口的螺旋冷榨機(jī)(KOMET CA-59-G型)的壓榨效果。重點(diǎn)考察了在出餅孔分別為5mm和6mm的條件下，不同榨機(jī)榨軸轉(zhuǎn)速對(duì)光皮樹果實(shí)的生產(chǎn)效率、餅粕殘油率和出餅溫度的影響。結(jié)果表明：在相同條件下，自制的小型螺旋冷榨機(jī)與進(jìn)口設(shè)備相比，壓榨效率相當(dāng)，但餅粕殘油率和出餅溫度略低，設(shè)備制造成本大大降低。該研究初步建立了光皮樹果實(shí)壓榨制油工藝參數(shù)，為大型專用型冷榨機(jī)的研制提供了理論支撐。

冷榨機(jī)；光皮樹果實(shí)；工藝參數(shù)

光皮樹(Swidawilsoniana)為山茱萸科梾木屬，是一種生態(tài)適應(yīng)性廣的木本油料植物[1]。其果實(shí)的干果含油率32 %以上，其中含不飽和酸大于76 %，平均畝產(chǎn)油大于100 kg，是一種優(yōu)良的油料資源[2-3]。為了保持油料中原有的營(yíng)養(yǎng)成分及榨出油的原有風(fēng)味，多采用低溫壓榨工藝[4-9]。這種工藝的核心設(shè)備多為螺旋榨油機(jī)，國(guó)內(nèi)小型冷榨機(jī)的設(shè)計(jì)比較少，而且技術(shù)不成熟。國(guó)外雖有小型冷榨機(jī)的相關(guān)產(chǎn)品，但都是針對(duì)大豆、花生、蓖麻、向日葵等軟質(zhì)地的草本油料植物設(shè)計(jì)的，而針對(duì)光皮樹果實(shí)等硬果核木本油料植物的小型螺旋冷榨機(jī)幾乎沒有[10-11]。因此，開展光皮樹果實(shí)專用型低溫螺旋榨油機(jī)的研制，優(yōu)化其冷榨工藝參數(shù)是一項(xiàng)十分有現(xiàn)實(shí)意義的課題。我們利用新型研制的硬果核油料小型螺旋冷榨機(jī)對(duì)光皮樹果實(shí)的低溫壓榨進(jìn)行性能測(cè)試，為該工藝的中試放大試驗(yàn)提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

1.1.1 材料 光皮樹果實(shí)于2010年采摘自湖南省林業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)林場(chǎng)，曬干。其他化學(xué)試劑均為分析純。

1.1.2 儀器設(shè)備 光皮樹果實(shí)專用型螺旋冷榨機(jī)(湖南省林業(yè)科學(xué)院自制，XLK-2010型)；螺旋冷榨機(jī)(德國(guó)，KOMET CA-59-G型)；紅外測(cè)溫儀(上海佳朝，DHS-120型)；轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x(上海安諾，VB-Z9200型)；天平(梅特勒，AB104-N型)；電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海華巖，101-E型)；脂肪測(cè)定儀(上海楚柏，SZC-D型)；離心機(jī)(上海安亭，TDL-5-A型)；循環(huán)水式真空泵(鞏義科瑞，SHZ-D III型)；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮，RE52CS-1型)等。

1.2方法

精選足量的光皮樹果實(shí)，采用摻水或烘干等處理方式控制其水分含量在9.5 %左右。將所精選的光皮樹籽按批次等重分包，調(diào)整新型冷榨機(jī)上的變頻器，使其轉(zhuǎn)速在低、中、高三段分別與KOMET CA-59-G型冷榨機(jī)轉(zhuǎn)速等級(jí)為1、4、7的榨軸轉(zhuǎn)速相同(對(duì)應(yīng)榨軸轉(zhuǎn)速分別為16.3rpm/min、50.2rpm/min、85rpm/min)，分別采用5mm、6mm兩組出餅頭應(yīng)用上述兩款壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨制油，記錄壓榨等量光皮樹籽各自所需時(shí)間和壓榨溫度，并在正常出粕5min后取適量餅粕(≥15g/Ps)裝于密封袋用于殘油率的測(cè)定。操作過程中，保證兩臺(tái)設(shè)備工作環(huán)境、運(yùn)行狀態(tài)和處理對(duì)象的一致性。從壓榨出的毛油中按同比例選取一定量進(jìn)行離心、真空抽提和過濾等操作，進(jìn)行油渣和水分的分離。

含油率測(cè)定參照GB/T 14488.1-2008，含水率測(cè)定參照GB/T 5497-1985。

2 結(jié)果與分析

2.1物料性質(zhì)

通過摻水或烘干等處理手段，將光皮樹果實(shí)原料的水分含量控制在9.5%左右。經(jīng)檢測(cè)待處理的光皮樹果實(shí)的實(shí)際平均含水率為9.47 %，平均含油率為32.60 %(見表1)。

表1 物料的性質(zhì)參數(shù)Tab 1 PropertyparametersoffruitsfromSwidawilson?ian指標(biāo)含水率(%)含油率(%)參數(shù)9 4732 6

2.2餅粕提取參數(shù)

不同壓榨條件下的出餅效果見表2。由表2可知，出餅孔為5mm和6mm時(shí)，不同榨軸轉(zhuǎn)速條件下，自主設(shè)計(jì)光皮樹果實(shí)專用螺旋冷榨機(jī)(XLK-2010型)與德國(guó)進(jìn)口螺旋冷榨機(jī)(KOMET CA-59-G型)相比，壓榨時(shí)間偏長(zhǎng)一些，但出餅溫度偏低。

表2 不同壓榨條件下的出餅效果Tab 2 EffectofdifferentpressconditionsonthecakeoffruitsfromSwidawilsonian試驗(yàn)組號(hào)出餅孔直徑(mm)榨軸轉(zhuǎn)速(r/min)加料量(kg)KOMETCA-59-G型XLK-2010型餅粕代號(hào)壓榨時(shí)間(min)出餅溫度(℃)餅粕代號(hào)壓榨時(shí)間(min)出餅溫度(℃)1516 30 3A111 7756B111 48542550 20 6A27 3572B28 00713585 00 9A36 875B37 1724616 30 3A411 4258B411 42565650 20 6A58 0573B58 18716685 00 9A67 0173B67 3372

2.3出油量

采用同一批次進(jìn)行光皮樹果實(shí)壓榨試驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。兩臺(tái)設(shè)備在相同壓榨轉(zhuǎn)速和出餅孔情況下，壓榨1.5kg光皮樹果實(shí)后榨出的毛油量：進(jìn)口榨油機(jī)的出油量約為330mL，自制榨油機(jī)的出油量約為400mL。由此可以看出，自制螺旋冷榨機(jī)的毛油出油量要明顯高于進(jìn)口型低溫榨油機(jī)，但自制設(shè)備的含渣率和含水率則比進(jìn)口設(shè)備高很多。折算成精煉油的數(shù)量后，自制榨機(jī)的總出油率仍比進(jìn)口榨機(jī)高出1.91%。

表3 不同榨機(jī)的毛油出油量的對(duì)比分析Tab 3 Comparisonofoilyieldbydifferentpressma?chines榨油機(jī)型毛油總量(mL)含渣率(%)含水率(%)進(jìn)口33015 000 97自制40031 202 80

2.4壓榨性能

圖1 出餅孔5mm時(shí)榨軸轉(zhuǎn)速對(duì)壓榨效率的影響 Fig.1 Effect of rotational speed on squeezing efficiency with cake hole of 5mm

圖2 出餅孔6mm時(shí)榨軸轉(zhuǎn)速對(duì)壓榨效率的影響 Fig.2 Effect of rotational speed on squeezing efficiency with cake hole of 6mm

2.4.1 榨軸轉(zhuǎn)速對(duì)壓榨效率的影響 從圖1、圖2中可以看出，不同出餅孔時(shí)自制冷榨機(jī)在壓榨效率上和原進(jìn)口機(jī)器差別不大，且都是隨著轉(zhuǎn)速的加大壓榨效率升高。

2.4.2 榨軸轉(zhuǎn)速對(duì)壓榨溫度的影響 從圖3、圖4中可以看出，不同出餅孔時(shí)自制冷榨機(jī)壓榨溫度均比原進(jìn)口機(jī)器略低，這與表2中的結(jié)果相一致。

圖3 出餅孔5mm時(shí)榨軸轉(zhuǎn)速對(duì)壓榨溫度的影響 Fig.3 Effect of rotational speed on temperature of the cake with cake hole of 5mm

圖4 出餅孔6mm時(shí)榨軸轉(zhuǎn)速對(duì)壓榨溫度的影響 Fig.4 Effect of rotational speed on temperature of the cake with cake hole of 6mm

2.4.3 榨軸轉(zhuǎn)速對(duì)壓榨餅粕殘油率的影響 從圖5、圖6中可以看出，不同出餅孔時(shí)自制的針對(duì)光皮樹果實(shí)的低溫榨油機(jī)壓榨的餅粕殘油率明顯要比原進(jìn)口機(jī)器低。

圖5 出餅孔5mm時(shí)榨軸轉(zhuǎn)速對(duì)餅粕殘油率的影響 Fig.5 Effect of rotational speed on residual oil rate of the cake with cake hole of 5mm

圖6 出餅孔6mm時(shí)榨軸轉(zhuǎn)速對(duì)餅粕殘油率的影響 Fig.6 Effect of rotational speed on residual oil rate of the cake with cake hole of 6mm

3 結(jié)論與討論

(1) 自主設(shè)計(jì)光皮樹果實(shí)專用型螺旋冷榨機(jī)(XLK-2010型)的壓榨效率與同類型德國(guó)進(jìn)口螺旋冷榨機(jī)(KOMET CA-59-G型)壓榨性能相差不大，但制造成本顯著降低，且壓榨溫度和餅粕殘油率均比進(jìn)口設(shè)備略低，有利于降低加工成本，保證油品質(zhì)量。

(2) 自主設(shè)計(jì)光皮樹果實(shí)專用型單螺旋冷榨機(jī)，能夠作為光皮樹果實(shí)專用的加工制油設(shè)備。綜合考慮壓榨生產(chǎn)率和餅粕殘油率，光皮樹果實(shí)壓榨的合適轉(zhuǎn)速為30～40rpm/min，此時(shí)餅粕的殘油率約為7.2%，加工能力約為3.7kg/h。

(3) 自制的小型單螺旋冷榨機(jī)在控制毛油中的殘?jiān)退稚希杂刑岣叩目臻g，需要繼續(xù)深化相關(guān)的技術(shù)研究。同時(shí)，為應(yīng)對(duì)大批量新型油料資源的處理，應(yīng)加強(qiáng)榨油機(jī)產(chǎn)能放大的研究。

[1] 馬倩. 光皮樹砧木與嫁接苗生長(zhǎng)特性研究及矮化預(yù)測(cè)[D]. 長(zhǎng)沙：中南林業(yè)科技大學(xué), 2011.

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(文字編校：張 珉)

ThepressingperformanceofspiralcoldpressingmachineforfruitsfromSwidawilsoniana

LI Changzhu1, XIAO Zhihong1, LIU Rukuan1, HUANG Zhihui2

(1. Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China; 2. College of Mechanical & Electrical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

A new type of cold pressing machine for hard fruits, such as fruits fromSwidawilsoniana, was manufactured. The pressing effects of fruits fromSwidawilsonianaby the new machine (XLK-2010) and a pressing machine imported from Germany (KOMET CA-59-G) were compared. And the efficiency of production, the residual oil rate and the temperature of the cake were studied under the different machine revolution, when the cake holes were 5mm and 6mm respectively. The results showed that, under the same conditions, compared with the imported pressing machine, the new spiral cold pressing machine had the same squeezing efficiency, a lower meal residual oil rate, a lower cake temperature and a lower cost for manufacturing the equipment. The research initially established parameters for processing fruits fromSwidawilsonianaand provided theoretical support for the development of large cold pressing machine.

cold pressing machine; fruits ofSwidawilsoniana; process parameters

2012-12-28

2013-03-08

國(guó)家林業(yè)局公益項(xiàng)目(201004071)；國(guó)家科技計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAD22B04)；湖南省科技廳項(xiàng)目(2012NK4026)。

TS 223.3

A

1003-5710(2013)02-0006-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 02. 002