光皮树果实专用型螺旋冷榨机的压榨性能研究

李昌珠，肖志红，刘汝宽，黄志辉

(1. 湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004; 2 .中南大学机电工程学院， 湖南 长沙 410083)

光皮树果实专用型螺旋冷榨机的压榨性能研究

李昌珠1，肖志红1，刘汝宽1，黄志辉2

(1. 湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004; 2 .中南大学机电工程学院， 湖南 长沙 410083)

开展了能源植物光皮树果实压榨制油工艺研究，对比了自制硬果核油料专用小型螺旋冷榨机(XLK-2010型)与德国进口的螺旋冷榨机(KOMET CA-59-G型)的压榨效果。重点考察了在出饼孔分别为5mm和6mm的条件下，不同榨机榨轴转速对光皮树果实的生产效率、饼粕残油率和出饼温度的影响。结果表明：在相同条件下，自制的小型螺旋冷榨机与进口设备相比，压榨效率相当，但饼粕残油率和出饼温度略低，设备制造成本大大降低。该研究初步建立了光皮树果实压榨制油工艺参数，为大型专用型冷榨机的研制提供了理论支撑。

冷榨机；光皮树果实；工艺参数

光皮树(Swidawilsoniana)为山茱萸科梾木属，是一种生态适应性广的木本油料植物[1]。其果实的干果含油率32 %以上，其中含不饱和酸大于76 %，平均亩产油大于100 kg，是一种优良的油料资源[2-3]。为了保持油料中原有的营养成分及榨出油的原有风味，多采用低温压榨工艺[4-9]。这种工艺的核心设备多为螺旋榨油机，国内小型冷榨机的设计比较少，而且技术不成熟。国外虽有小型冷榨机的相关产品，但都是针对大豆、花生、蓖麻、向日葵等软质地的草本油料植物设计的，而针对光皮树果实等硬果核木本油料植物的小型螺旋冷榨机几乎没有[10-11]。因此，开展光皮树果实专用型低温螺旋榨油机的研制，优化其冷榨工艺参数是一项十分有现实意义的课题。我们利用新型研制的硬果核油料小型螺旋冷榨机对光皮树果实的低温压榨进行性能测试，为该工艺的中试放大试验提供参考数据。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

1.1.1 材料 光皮树果实于2010年采摘自湖南省林业科学院试验林场，晒干。其他化学试剂均为分析纯。

1.1.2 仪器设备 光皮树果实专用型螺旋冷榨机(湖南省林业科学院自制，XLK-2010型)；螺旋冷榨机(德国，KOMET CA-59-G型)；红外测温仪(上海佳朝，DHS-120型)；转速测量仪(上海安诺，VB-Z9200型)；天平(梅特勒，AB104-N型)；电热鼓风干燥箱(上海华岩，101-E型)；脂肪测定仪(上海楚柏，SZC-D型)；离心机(上海安亭，TDL-5-A型)；循环水式真空泵(巩义科瑞，SHZ-D III型)；旋转蒸发器(上海亚荣，RE52CS-1型)等。

1.2方法

精选足量的光皮树果实，采用掺水或烘干等处理方式控制其水分含量在9.5 %左右。将所精选的光皮树籽按批次等重分包，调整新型冷榨机上的变频器，使其转速在低、中、高三段分别与KOMET CA-59-G型冷榨机转速等级为1、4、7的榨轴转速相同(对应榨轴转速分别为16.3rpm/min、50.2rpm/min、85rpm/min)，分别采用5mm、6mm两组出饼头应用上述两款压榨机进行压榨制油，记录压榨等量光皮树籽各自所需时间和压榨温度，并在正常出粕5min后取适量饼粕(≥15g/Ps)装于密封袋用于残油率的测定。操作过程中，保证两台设备工作环境、运行状态和处理对象的一致性。从压榨出的毛油中按同比例选取一定量进行离心、真空抽提和过滤等操作，进行油渣和水分的分离。

含油率测定参照GB/T 14488.1-2008，含水率测定参照GB/T 5497-1985。

2 结果与分析

2.1物料性质

通过掺水或烘干等处理手段，将光皮树果实原料的水分含量控制在9.5%左右。经检测待处理的光皮树果实的实际平均含水率为9.47 %，平均含油率为32.60 %(见表1)。

表1 物料的性质参数Tab 1 PropertyparametersoffruitsfromSwidawilson⁃ian指标含水率(%)含油率(%)参数9 4732 6

2.2饼粕提取参数

不同压榨条件下的出饼效果见表2。由表2可知，出饼孔为5mm和6mm时，不同榨轴转速条件下，自主设计光皮树果实专用螺旋冷榨机(XLK-2010型)与德国进口螺旋冷榨机(KOMET CA-59-G型)相比，压榨时间偏长一些，但出饼温度偏低。

表2 不同压榨条件下的出饼效果Tab 2 EffectofdifferentpressconditionsonthecakeoffruitsfromSwidawilsonian试验组号出饼孔直径(mm)榨轴转速(r/min)加料量(kg)KOMETCA-59-G型XLK-2010型饼粕代号压榨时间(min)出饼温度(℃)饼粕代号压榨时间(min)出饼温度(℃)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

采用同一批次进行光皮树果实压榨试验，结果如表3所示。两台设备在相同压榨转速和出饼孔情况下，压榨1.5kg光皮树果实后榨出的毛油量：进口榨油机的出油量约为330mL，自制榨油机的出油量约为400mL。由此可以看出，自制螺旋冷榨机的毛油出油量要明显高于进口型低温榨油机，但自制设备的含渣率和含水率则比进口设备高很多。折算成精炼油的数量后，自制榨机的总出油率仍比进口榨机高出1.91%。

表3 不同榨机的毛油出油量的对比分析Tab 3 Comparisonofoilyieldbydifferentpressma⁃chines榨油机型毛油总量(mL)含渣率(%)含水率(%)进口33015 000 97自制40031 202 80

2.4压榨性能

图1 出饼孔5mm时榨轴转速对压榨效率的影响 Fig.1 Effect of rotational speed on squeezing efficiency with cake hole of 5mm

图2 出饼孔6mm时榨轴转速对压榨效率的影响 Fig.2 Effect of rotational speed on squeezing efficiency with cake hole of 6mm

2.4.1 榨轴转速对压榨效率的影响 从图1、图2中可以看出，不同出饼孔时自制冷榨机在压榨效率上和原进口机器差别不大，且都是随着转速的加大压榨效率升高。

2.4.2 榨轴转速对压榨温度的影响 从图3、图4中可以看出，不同出饼孔时自制冷榨机压榨温度均比原进口机器略低，这与表2中的结果相一致。

图3 出饼孔5mm时榨轴转速对压榨温度的影响 Fig.3 Effect of rotational speed on temperature of the cake with cake hole of 5mm

图4 出饼孔6mm时榨轴转速对压榨温度的影响 Fig.4 Effect of rotational speed on temperature of the cake with cake hole of 6mm

2.4.3 榨轴转速对压榨饼粕残油率的影响 从图5、图6中可以看出，不同出饼孔时自制的针对光皮树果实的低温榨油机压榨的饼粕残油率明显要比原进口机器低。

图5 出饼孔5mm时榨轴转速对饼粕残油率的影响 Fig.5 Effect of rotational speed on residual oil rate of the cake with cake hole of 5mm

图6 出饼孔6mm时榨轴转速对饼粕残油率的影响 Fig.6 Effect of rotational speed on residual oil rate of the cake with cake hole of 6mm

3 结论与讨论

(1) 自主设计光皮树果实专用型螺旋冷榨机(XLK-2010型)的压榨效率与同类型德国进口螺旋冷榨机(KOMET CA-59-G型)压榨性能相差不大，但制造成本显著降低，且压榨温度和饼粕残油率均比进口设备略低，有利于降低加工成本，保证油品质量。

(2) 自主设计光皮树果实专用型单螺旋冷榨机，能够作为光皮树果实专用的加工制油设备。综合考虑压榨生产率和饼粕残油率，光皮树果实压榨的合适转速为30～40rpm/min，此时饼粕的残油率约为7.2%，加工能力约为3.7kg/h。

(3) 自制的小型单螺旋冷榨机在控制毛油中的残渣和水分上，仍有提高的空间，需要继续深化相关的技术研究。同时，为应对大批量新型油料资源的处理，应加强榨油机产能放大的研究。

[1] 马倩. 光皮树砧木与嫁接苗生长特性研究及矮化预测[D]. 长沙：中南林业科技大学, 2011.

[2] 梁仰贞. 光皮树栽培技术[J]. 特种经济动植物, 2007 (3): 38-39.

[3] 梁仰贞. 值得发展的油料植物—光皮树[J]. 植物杂志, 1996 (2): 12.

[4] 李诗龙. 双螺杆榨油机国内外研究进展[J]. 中国油脂, 2005, 30(12): 13-16.

[5] H.J.拉泽洪, H.D.戴克, 忻耀年. 菜籽脱皮冷榨的理论和实践[J]. 中国油脂, 2000, 5(6): 50-54.

[6] 忻耀年. 油料冷榨的概念和应用范围[J]. 中国油脂, 2005, 30(2): 20-22.

[7] L.Bertram. Reuter: Erste anlage zur raps-schaelung in betrieb[J]. Raps, 1999, 17(3): 149-150.

[8] 刘大川, 张麟. 油菜籽脱皮、挤压膨化、浸出制油新工艺的中试研究[J]. 中国油脂, 2003(1): 17-20.

[9] 张麟. 油菜籽脱壳与仁壳分离设备研究[J]. 农业工程学报, 2004, 20(1): 140-143.

[10] 聂明. 加工与贮藏对茶油品质特性影响研究[D]. 重庆: 西南大学, 2010.

[11]王湘南. 油料冷榨及在油茶加工中的应用前景[J]. 湖南林业科技, 2006, 33(3): 93-94.

(文字编校：张 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

国家林业局公益项目(201004071)；国家科技计划项目(2011BAD22B04)；湖南省科技厅项目(2012NK4026)。

TS 223.3

A

1003-5710(2013)02-0006-03

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