一种制备高品质功能型油脂的预处理装置的制作方法

本实用新型涉及油料油脂加工技术领域，具体涉及一种制备高品质功能型油脂的预处理装置。

背景技术：

我国是油脂消费大国，每年消费食用油约3000多万吨。据研究报道，我国城乡居民平均每标准人日食用油的摄入量为41.8g。食用油是人们所需脂肪和能量的重要来源，还是必需脂肪酸亚油酸和亚麻酸的主要来源，可促进脂溶性维生素的吸收利用，对人体健康发挥重要作用，但摄入过多会增加罹患肥胖、糖尿病、心血管疾病、脂肪肝等慢性病的风险。因此，《中国居民膳食指南(2016版)》中提出中国居民每天食用油摄入量不宜超过25g或30g。“少吃油，吃好油，吃出营养、健康和美味”，逐渐成为现在人们消费食用油的共识。

当前的榨油工艺主要是热榨工艺，其过程是将收获的油料经筛选、去石和除铁后，经140℃左右的高温长时间蒸炒后再压榨，这导致压榨出的毛油色泽深，品质较差，需要复杂的化学精炼工艺，才能达到食用的要求，油中的微量营养成分VE、甾醇和多酚等被严重破坏。近一些年，逐渐发展的油料低温压榨技术，压榨温度低于90℃，压榨前不需要对油料进行高温蒸炒预处理，压榨出的毛油品质较好，但是为了保护油的微量营养成份，低温压榨油一般只经过适度的物理精炼处理，如加入脱磷剂、脱酸剂吸附精炼后进行精滤。如果生产的原料品质很差，含有大量影响食品安全的风险因子，如农药残留、塑化剂污染、微生物毒素污染和霉变等，仅通过传统的物理精炼方法难以将这些风险因子完全去除。此外，对于一些油料如油菜籽、芝麻和胡麻等，低温压榨油的风味不佳，影响了它们的售卖品质。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种制备高品质功能型油脂的预处理装置，采用对油料进行超声波辐射，并在通入臭氧的条件下进行清洗，然后进行微膨化处理，能较为完全地清洁油料，去除油料表面所含的风险因子，现榨或是存贮一段时间后再压榨，压榨油不仅营养成份含量高，而且具有一种令人愉悦的风味。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种制备高品质功能型油脂的预处理方法，包括以下步骤：

1)原料初清：将油料种子去除杂质，包括稻草、荚壳和浮尘等轻杂，以及泥土、石头、铁钉等重杂(可采用振动筛、去石机、永磁铁和组合式清理筛等设备实施清理)；

2)油料净洗：将经初清的油料种子置于清水中，使用超声波进行辐射，并向水中通入臭氧进行清洗；

3)微膨化处理：将经净洗的油料种子沥干、平铺后，进行微波辐射；

4)冷却打包贮存：将微膨化处理后的油料种子以10～30℃/min的冷却速率冷却到常温，再采用真空包装将其打包，于0～35℃温度下贮存。

根据以上方案，所述的油料种子为油菜籽、胡麻籽、芝麻或花生。

根据以上方案，所述油料净洗时，用水量为1～3L/kg油料种子，超声波辐射频率为20～45kHz，辐射强度为50～100w/kg油料种子，辐射时间为3～10min，温度20～50℃，水中臭氧浓度为0.35～0.85mg/L。

根据以上方案，所述微膨化处理时，微波频率为2450MHz或915MHz，先以300～380w/kg油料种子的强度辐射1～3min，再用150～200w/kg油料种子的强度辐射4～7min。

本实用新型中，如果经步骤3)微膨化处理后的油料种子立即进行压榨可以省去步骤4。经步骤4处理后的油料种子需要在0～12月之内进行压榨。

一种制备高品质功能型油脂的预处理装置，由初清装置、净洗装置、微膨化装置、热交换装置、真空打包装置、气力输送装置组成。

根据以上方案，所述初清装置由振动清理筛、比重去石机和永磁铁组成，或采用具有筛分、去石和除铁功能的多功能组合式清理筛。

根据以上方案，所述净洗装置包括相互关联的三个功能区段：清洗段、沥干段和除湿段。

根据以上方案，所述清洗段设有由支架支撑的清洗槽，所述清洗槽底面一段水平，另一段向上呈斜坡(使清洗槽主截面呈一倒梯形)，内设有一套刮料装置；所述刮料装置设有主动链轮、从动链轮、限位轮、链条和刮板，所述从动链轮位于清洗槽左侧下部，所述主动链轮位于清洗槽底面斜坡尽头上部，所述链条套设于所述主动链轮与从动链轮上，且所述链条上设有刮板，所述刮板垂直于链条形成的平面，整个链条被设于清洗槽底面水平部分和倾斜部分交界处上方的限位轮张紧(使得链条被主、从动链轮带动时，刮板能很好的贴合清洗槽底水平面和倾斜面刮动前行)；所述清洗槽的左侧面上部中间设有进水口，后侧面由所述链条围成的区域左边中部设有电加热管，在接近所述限位轮的部位设有液位计，水平底面外侧中间设有臭氧发生器，所述臭氧发生器两侧分别设有两排超声波发生器。

根据以上方案，所述沥干段位于所述清洗槽的右侧，由若干个沿清洗槽宽度方向水平并排布置的绞龙组成；所述绞龙的筒体左侧上部设有接料口，正对着所述主动链轮上链条刮板的落料处；所述绞龙中轴上左段设有正向螺旋，右段设有反向螺旋，正向螺旋与反向螺旋之间设有一段未设螺旋的空轴，所述正向螺旋数为反向螺旋数的2～5倍；所述绞龙筒体下半部与所述正向螺旋对应处设有若干均匀分布的沥水孔；所述沥水孔下方设有集水斗(将所有绞龙从沥水孔流出的水汇集)，所述集水斗底部中央设有出水口。

根据以上方案，所述除湿段位于所述沥干段的右侧，由集风罩、除湿室、布风板组成；所述除湿室为长方体，与所述沥干段的绞龙一一对应，左侧面中部设有进料口，与所述沥干段绞龙右端下侧筒体开口对应；所述布风板斜置于所述除湿室内，上端靠近所述进料口下沿，下端位于所述除湿室底面靠近右侧面，板面上设有均匀分布的透风孔；所述除湿室底面一侧设有出料口、所述出料口位于所述布风板下沿右侧，且设有星型卸料器；所述除湿室底面中央设有进风口、所述进风口位于布风板下沿左侧；所述集风罩位于所述除湿室顶部，顶部中央设有出风口，将所有除湿室的进风汇集。

根据以上方案，所述微膨化装置采用隧道式微波炉。

根据以上方案，所述热交换装置采用转筒冷却机、流态化冷却器、或使用干燥冷空气作为热交换介质的间壁冷却式颗粒物料冷却装置中的任意一种。

根据以上方案，所述气力输送装置由风机、风管、旋风分离器和PLC控制器组成。

本实用新型的真空打包装置采用现有的成熟方案。

本实用新型的初清装置、净洗装置、微膨化装置、热交换装置和真空打包装置之间的物料输送由气力输送装置实现；从热交换装置中流出的热空气，被导入净洗装置除湿段的进风口中；从净洗装置除湿段出风口出来的湿空气被导入旋风分离器中，经旋风分离器处理后排放。

本实用新型的工作原理：系统开启运作后，油料种子首先被气力输送装置运送到初清装置中，在初清装置中经振动筛分、比重去石和永磁除铁过程，去除稻草、荚壳和浮尘等轻杂，以及泥土、石头、铁钉等重杂。经初清的油料种子再被气力输送装置运送到净洗装置的清洗段的左端，首先干净的自来水从净洗装置清洗段清洗槽有进水口注入，由清洗槽中的液位计控制槽中水位达到工作所需高度，电加热管可将槽中水加热到工作所需温度，在清洗槽底部超声波发生器所产生的超声波和臭氧发生器所产生的臭氧的强大剪切力和大量高活性自由基共同作用下，油料种子颗粒表面泥土、尘土、微生物、寄生虫和塑化剂等危害物剥离、脱落，农药残留、塑化剂发生降解，微生物细胞壁和膜结构被破坏失活。油料种子在清洗槽内被超声波和臭氧共同作用的同时，又被由主动链轮、从动链轮、限位轮、链条和刮板组成的刮料装置带动，缓慢从清洗槽的左端移动清洗槽的右端，沿斜坡被刮出清洗槽进入沥干段沿清洗槽宽度方向水平并排布置的绞龙筒体的接料口中，油料种子被刮进绞龙接料口的同时也带入一定的水，油料种子在绞龙正向螺旋的推动向从左向右前进，所带入的水大部分在推进过程中逐渐从绞龙的筒体的沥水孔中流出，被集水斗汇集后，从集水斗底部出水口被水泵送到回收装置中进行净化处理后循环利用。油料种子被正向螺旋推进到正、反向螺旋之间的间隔空间处时，油料种子在间隔空间处积累直至空间被充满后进入反向螺旋，反向螺旋给油料种子一人向左的推力，而正向螺旋给油料种子向右的推力，油料种子在正、反向螺旋的推力的共同作用下，逐渐被压实在两螺旋间隔空间处形成料塞，具有一定的阻气作用。由于正向螺旋的长度是反向螺旋的2～5倍，其向右的推力大于反向螺旋向左的推力，油料种子最终被推出反向螺旋，从筒体右端下部的开口处进入除湿段相对应的除湿室中，沿倾斜的布风板向下滑动，布满板的表面，此时从除湿室底部进风口进来的干燥空气穿透布风板与油料种子充分接触，带走种子表面的水分，由于与除湿室联通的绞龙中有由油料种子压实形成的料塞，阻止空气由此穿出，因此与油料种子充分接触的空气带着水气只能在位于除湿室顶部的集风罩中汇集后从其中央的出风口流出，然后被导入旋风分离器中，经旋风分离器处理后排放。经表面除水的油料种子经除湿室底部的星型卸料器中排出净洗装置。从净洗装置排出的油料种子被气力输送装置运送至微膨化装置(可采用隧道式微波炉)中，经高强度微波短时间作用使油料种子内部产生膨爆效应，细胞壁被破坏；再经低强度微波辐射，效促进油料细胞内部的美拉德反应，给油料赋予令人愉悦的风味。经微膨胀化装置处理后的油料种子，可以立即由气力输送装置运送到榨油机中进行压榨制油，或是由气力输送装置运送到热交换装置(可采用转筒冷却机、流态化冷却器或采用间壁冷却方式的颗粒物料冷却装置)中进行快速冷却处理，使用干燥冷空气作为热交换介质，干燥冷空气在热交换装置中吸收油料种子的热量，温度升高后流出，被风机送至净洗装置除湿段的进风口，用于对除湿段的油料种子进行除湿。快速冷却后的油料种子被气力输送装置运送到真空打包装置中，进行真空包装后贮存。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型联用超声波与臭氧对经初清的油料种子进行处理，可快速去除油料种子表面农药残留、塑化剂污染、微生物毒素污染和霉变等，使低温压榨油的品质不受原料品质的影响；

2)本实用新型先采用高强度微波短时间作用使油料种子内部产生膨爆效应，细胞壁被破坏，油脂析出更容易，提升低温压榨油得率；再采用低强度微波辐射，可有效促进油料细胞内部的美拉德反应，给油料赋予令人愉悦的风味；

3)本实用新型对热能进行充分回收和循环利用，有效降低能耗；预处理后的油料种子，快速冷却后真空包装，可在较长的一段时间内很好的保存油料的营养和风味物质，方便的供家庭用小榨油机使用，兼顾了安全、营养和风味，拓宽了市场空间。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图；

图2是本实用新型的系统中净洗装置的剖视结构示意图；

图3是本实用新型的系统中净洗装置的俯视和局部剖视结构示意图。

图中：1、初清装置；2、净洗装置；3、微膨化装置；4、热交换装置；5、真空打包装置；6、气力输送装置；7、旋风分离器；8、水泵；9、风机一；10、风机二；

201、清洗槽；202、加热管；203、液位计；204、链条；205、刮板；206、主动链轮；207、筒体；208、正向螺旋；209、反向螺旋；210、出风口；211集风罩；212、除湿室；213、布风板；214、进料口；215、星型卸料器；216、进风口；217、沥水孔；218、集水斗；219、出水口；220、支架；221、限位轮；222、超声波发生器；223、臭氧发生器；224、从动链轮；225、进水口；226、出料口；227、透风孔。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型的技术方案进行说明。

实施例1，见图1至图3：

本实用新型提供一种制备高品质功能型油菜籽的预处理方法，包括以下步骤：

1)原料初清：采用振动清理筛、比重去石机和永磁铁将油菜籽中的稻草、荚壳和浮尘等轻杂，以及泥土、石头、铁钉等重杂实施清理；

2)油料净洗：将经初清的油菜籽置于清水中，使用超声波进行辐射，并向水中通入臭氧进行清洗，用水量为2L/kg油菜籽，超声波辐射频率为20kHz,辐射强度(功率)为50w/kg油料种子，辐射时间为3min，温度30℃，水中臭氧浓度为0.45mg/L；

3)微膨化处理：将经净洗的油菜籽沥干、平铺后，进行微波辐射，微波频率为2450MHz，先以380w/kg油菜籽的高强度辐射2min，再用180w/kg油菜籽的中强度辐射5min；

4)冷却打包贮存：将微膨化处理后的油料种子以25℃/min的冷却速率冷却到常温(25℃)，再采用真空包装将其打包，于20～25℃温度下贮存。

本实用新型还提供一种制备高品质功能型油脂的预处理装置(见图1至图3)，由初清装置1、净洗装置2、微膨化装置3、热交换装置4、真空打包装置5、气力输送装置6组成；所述初清装置1由振动清理筛、比重去石机和永磁铁组成；所述净洗装置2包括相互关联的三个功能区段：清洗段、沥干段和除湿段；所述微膨化装置3采用隧道式微波炉；所述热交换装置4采用使用干燥冷空气作为热交换介质的间壁冷却式颗粒物料冷却装置；所述真空打包装置5采用现有的成熟方案；所述气力输送装置6由风机(9、10)、风管、旋风分离器7和PLC控制器组成。

进一步地，所述清洗段设有由支架220支撑的清洗槽201，所述清洗槽201底面一段水平，另一段向上呈斜坡，使清洗槽主截面呈一倒梯形，内设有一套刮料装置；所述刮料装置设有主动链轮206、从动链轮224、限位轮221、链条204和刮板205，所述从动链轮224位于清洗槽201左侧下部，所述主动链轮206位于清洗槽201底面斜坡尽头上部，所述链条204套设于所述主动链轮206与从动链轮224上，且所述链条204上设有刮板205，所述刮板205垂直于链条204形成的平面，整个链条204被设于清洗槽201底面水平部分和倾斜部分交界处上方的限位轮221张紧(使得链条被主、从动链轮带动时，刮板能很好的贴合清洗槽底水平面和倾斜面刮动前行)；所述清洗槽201的左侧面上部中间设有进水口225，后侧面由所述链条204围成的区域左边中部设有电加热管203，在接近所述限位轮221的部位设有液位计203，水平底面外侧中间设有臭氧发生器223，所述臭氧发生器223两侧分别设有两排超声波发生器222。

进一步地，所述沥干段位于所述清洗槽201的右侧，由若干个沿清洗槽201宽度方向水平并排布置的绞龙组成；所述绞龙的筒体207左侧上部设有接料口，正对着所述主动链轮206上链条204刮板205的落料处；所述绞龙中轴上左段设有正向螺旋208，右段设有反向螺旋209，正向螺旋208与反向螺旋209之间设有一段未设螺旋的空轴，所述正向螺旋数为反向螺旋数的5倍；所述绞龙筒体207下半部与所述正向螺旋208对应处设有若干均匀分布的沥水孔217；所述沥水孔217下方设有集水斗218(将所有绞龙从沥水孔流出的水汇集)，所述集水斗218底部中央设有出水口219，所述出水口通过管道与循环水泵8连接，将回收的水进行循环使用。

进一步地，所述除湿段位于所述沥干段的右侧，由集风罩211、除湿室212、布风板213组成；所述除湿室212为长方体，与所述沥干段的绞龙一一对应，左侧面中部设有进料口214，与所述沥干段绞龙右端下侧筒体207开口对应；所述布风板213斜置于所述除湿室212内，上端靠近所述进料口214下沿，下端位于所述除湿室212底面靠近右侧面，板面上设有均匀分布的透风孔227；所述除湿室212底面一侧设有出料口226、所述出料口226位于所述布风板213下沿右侧，且设有星型卸料器215；所述除湿室212底面中央设有进风口216、所述进风口216位于布风板213下沿左侧；所述集风罩211位于所述除湿室212顶部，顶部中央设有出风口210，将所有除湿室的进风汇集。

实施例2：

本实用新型提供一种制备高品质功能型胡麻籽的预处理方法，包括以下步骤：

1)原料初清：采用振动清理筛、比重去石机和永磁铁将胡麻籽中的稻草、荚壳和浮尘等轻杂，以及泥土、石头、铁钉等重杂实施清理；

2)油料净洗：将经初清的胡麻籽置于清水中，使用超声波进行辐射，并向水中通入臭氧进行清洗，用水量为1L/kg胡麻籽，超声波辐射频率为45kHz,辐射强度(功率)为100w/kg油料种子，辐射时间为10min，温度50℃，水中臭氧浓度为0.35mg/L；

3)微膨化处理：将经净洗的胡麻籽沥干、平铺后，进行微波辐射，微波频率为915MHz，先以300w/kg胡麻籽的高强度辐射3min，再用150w/kg胡麻籽的中强度辐射7min；

4)冷却打包贮存：将微膨化处理后的油料种子以30℃/min的冷却速率冷却到常温(25℃)，再采用真空包装将其打包，于20～25℃温度下贮存。

本实施例的预处理装置同实施例1。

实施例3：

本实用新型提供一种制备高品质功能型芝麻的预处理方法，包括以下步骤：

1)原料初清：采用振动清理筛、比重去石机和永磁铁将芝麻中的稻草、荚壳和浮尘等轻杂，以及泥土、石头、铁钉等重杂实施清理；

2)油料净洗：将经初清的芝麻置于清水中，使用超声波进行辐射，并向水中通入臭氧进行清洗，用水量为3L/kg芝麻，超声波辐射频率为35kHz,辐射强度(功率)为80w/kg油料种子，辐射时间为8min，温度20℃，水中臭氧浓度为0.85mg/L；

3)微膨化处理：将经净洗的芝麻沥干、平铺后，进行微波辐射，微波频率为2450MHz，先以330w/kg芝麻的高强度辐射3min，再用200w/kg芝麻的中强度辐射4min；

4)冷却打包贮存：将微膨化处理后的油料种子以10℃/min的冷却速率冷却到常温(25℃)，再采用真空包装将其打包，于20～25℃温度下贮存。

本实施例的预处理装置同实施例1。

实施例4：

本实用新型提供一种制备高品质功能型花生的预处理方法，包括以下步骤：

1)原料初清：采用振动清理筛、比重去石机和永磁铁将花生中的稻草、荚壳和浮尘等轻杂，以及泥土、石头、铁钉等重杂实施清理；

2)油料净洗：将经初清的花生置于清水中，使用超声波进行辐射，并向水中通入臭氧进行清洗，用水量为1L/kg花生，超声波辐射频率为25kHz,辐射强度(功率)为50w/kg油料种子，辐射时间为3min，温度40℃，水中臭氧浓度为0.75mg/L；

3)微膨化处理：将经净洗的花生沥干、平铺后，进行微波辐射，微波频率为915MHz，先以360w/kg花生的高强度辐射2min，再用160w/kg花生的中强度辐射6min；

4)冷却打包贮存：将微膨化处理后的油料种子以18℃/min的冷却速率冷却到常温(25℃)，再采用真空包装将其打包，于20～25℃温度下贮存。

本实施例的预处理装置同实施例1。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本实用新型进行修改或者同等替换，但不脱离本实用新型精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。