油茶籽反螺旋榨油機的設計及應用

賴瓊瑋，楊耀學，陳勁松，鄧一軍，凌小輝，吳 丹，黃 閨，成超麗

(湖南大三湘茶油股份有限公司，湖南 衡陽 421141)

目前以油茶籽為原料制取油脂主要采用壓榨法。壓榨法是用物理壓榨方式，從油茶籽中擠壓獲取油脂的方法，包括土榨、冷榨、熱榨?，F(xiàn)有土榨法(液壓)是我國農(nóng)戶和小作坊最主要的制油方法。冷榨法是指油茶籽在進榨機前不對油茶籽進行加熱或炒制，無需精煉即可食用，避免過度加熱和過多化學處理影響油脂品質。熱榨法是通過對油茶籽130℃高溫烘炒處理后壓榨，出油率高，風味濃郁。機械化加工企業(yè)多采用熱榨法進行連續(xù)生產(chǎn)[1-3]。

針對以上工藝方法，選擇合適的設備很重要。壓榨設備[4-5]從結構上分通常有液壓、單螺旋、雙螺旋[6-8]。目前雙螺旋榨油機被廣大加工企業(yè)采用，特別是壓榨油茶籽。在以油茶籽為原料壓榨制取油茶籽油過程中，因油料本身含有的糖類、淀粉、蛋白質等[9-11]，榨膛內(nèi)物料極易硬化、抱死，對榨油機性能要求比較高。

傳統(tǒng)螺旋榨油機通過變化螺旋導程、螺距進行排列，使榨膛內(nèi)壓力松、緊階段變化，達到擠壓出油目的，但榨膛前段和中間段在大部分擠壓出油后，后續(xù)榨螺無法提升更高的壓力，故在油未擠壓出榨膛時，又重新吸收到油料內(nèi)，隨餅排出。

本文以油茶籽為原料，對傳統(tǒng)雙螺旋榨油機同向螺旋結構的方式進行變化，增加尾端壓力，結合油茶籽原料的性質，探討其對雙螺旋榨油機壓榨效果的影響[12-14]。

1 雙螺旋榨油機設備參數(shù)

20型雙螺旋榨油機:湖南大三湘油脂機械有限公司；主電機45 kW，壓料電機3 kW，送料電機1.5 kW；送料電流控制75～85 A；出餅厚度調(diào)節(jié)3～5 mm；帶松散條。

2 反螺旋榨油機的設計

基于人工擰干衣服的原理，在傳統(tǒng)榨膛結構A的結構上，設計B結構，即榨膛尾端設置反螺旋，反向推壓，以期提高擠壓效果。同時在各高壓段設置松散條，使高壓后松散，再擠壓。具體榨螺、榨圈結構見圖1、圖2。根據(jù)變化的榨螺、榨圈結構，重新排列榨膛榨縫，具體見表1。

圖1 A類螺旋結構方式

圖2 B類螺旋結構方式

表1 各檔榨膛榨縫間隙

注：1為進料端。

3 反螺旋榨油機壓榨油茶籽油

取新鮮油茶籽(來自湖南大三湘茶油股份有限公司)，烘干至水分小于10%，經(jīng)過剝殼機完全剝殼，獲得油茶籽仁原料和油茶籽殼，調(diào)節(jié)油茶籽含殼率、入榨溫度、入榨水分，分別采用A類和B類榨樘結構的雙螺旋榨油機進行壓榨。參照GB/T 14488.2—2008、GB/T 14489.1—2008、GB/T 15690—2008分別檢測油茶籽含殼率、入榨水分及壓榨餅含油率。油茶籽入榨溫度采用手持式紅外線測溫儀測定。

3.1 油茶籽含殼率對壓榨餅含油率的影響

參考傳統(tǒng)壓榨工藝，在油茶籽入榨溫度50～60℃、入榨水分7%～8%條件下，調(diào)節(jié)油茶籽含殼率，進行壓榨，結果如圖3所示。

圖3 含殼率對壓榨餅含油率的影響

由圖3可知，B類榨機結構壓榨效果明顯優(yōu)于A類榨機結構。對于B類榨機：隨著油茶籽含殼率的增加，壓榨餅含油率降低；當油茶籽含殼率達到40%時，繼續(xù)增加油茶籽含殼率，對油茶籽壓榨后壓榨餅含油率的影響不大，但大量的油茶籽殼吸油，造成較大的損耗。綜合來看，油茶籽含殼率控制在40%為最佳，且B類榨機結構壓榨效果相對于A類榨機結構，降低壓榨餅含油率約2個百分點。

3.2 油茶籽入榨水分對壓榨餅含油率的影響

參考傳統(tǒng)壓榨工藝，在油茶籽入榨溫度50～60℃、油茶籽含殼率40%條件下，調(diào)整油茶籽入榨水分，進行壓榨，結果如圖4所示。

圖4 入榨水分對壓榨餅含油率的影響

由圖4可知，B類榨機結構壓榨效果明顯優(yōu)于A類榨機結構。對于B類榨機：入榨水分對油茶籽榨油后壓榨餅含油率存在很大影響。當入榨水分大于7%對壓榨餅含油率的影響尤為明顯，入榨水分越大，壓榨餅含油率越大；且當入榨水分大于10%時，水分帶油明顯，使壓榨餅含油率降低；當入榨水分小于4%時，對壓榨餅含油率的影響不大，但榨膛內(nèi)壓力大，壓榨不順暢，滑膛，尾部易出油。綜合來看，油茶籽入榨水分控制在7%為最佳，且B類榨機結構壓榨效果相對于A類榨機結構，降低壓榨餅含油率約3個百分點。

3.3 油茶籽入榨溫度對壓榨餅含油率的影響

在油茶籽含殼率40%、入榨水分7%條件下，調(diào)節(jié)入榨溫度[15]，進行壓榨，結果如圖5所示。

圖5 入榨溫度對壓榨餅含油率的影響

由圖5可知，入榨溫度對油茶籽壓榨后壓榨餅含油率存在很大影響,B類榨機結構壓榨效果明顯優(yōu)于A類榨機結構。對于B類榨機：隨著油茶籽入榨溫度的升高，壓榨餅含油率降低。因為溫度升高油茶籽冷卻硬化慢，榨膛內(nèi)壓力正常，壓榨順暢，不滑膛，避免尾部出油；當油茶籽入榨溫度達到40℃時，壓榨餅含油率最低，但油茶籽入榨溫度繼續(xù)升高時，壓榨餅含油率緩慢上升，油茶籽入榨溫度達到60℃后，壓榨餅含油率變化不明顯，因為油茶籽仁柔軟，壓榨壓力上升不高。綜合來看，入榨溫度控制在40℃為最佳，且B類榨機結構壓榨效果相對于A類榨機結構，降低壓榨餅含油率約2個百分點。

4 結 論

(1)通過對榨油機結構的設計，制作尾端反螺旋和設計榨膛縫隙，可以有效增加榨油機內(nèi)壓力，與未改進相比壓榨餅含油率降低約2個百分點，效果明顯。

(2)對于雙螺旋榨油機，控制油茶籽含殼率40%、入榨水分7%、入榨溫度40℃為最佳，但實際生產(chǎn)操作時，建議油茶籽含殼率35%～45%、入榨水分4%～7%、入榨溫度30～50℃，可以使油茶籽壓榨更順暢，出油率更高。