油脂制取工艺学第1、2章

绪论油脂制取工业是我国粮油食品工业的重要组成部分。植物油生产在整个国民经济中占有一定的地位。植物油生产的主要原料是含油的植物种籽。它的主要产品应该是食用油、工业用油、以及含有较高植物蛋白质的饼粕。油脂是人们日常生活的必需品，它在人体内起着十分重要的生理功能，是人类生命的能源之一。其发热量为37.67千焦耳/克，高出蛋白质和碳水化合物一倍左右。油脂也是构成人体组织的一种重要组成成分，可以维持体温、保护器官、润泽皮肤。例如，油脂中的亚油酸、亚麻酸等成分，是人体所不能合成的必需脂肪酸，缺乏这类脂肪酸会影响人体正常的生理代谢。油脂内还含有磷酯、甾醇、维生素等营养物质，这些物质对人们的生长发育和维持正常的生理功能也有着密切的关系。所以油脂对维持人们身体健康有着重要的功用。油脂除了食用外，也是重要的工业原料，在工业上有着广泛的用公安处。诸名脂皂、食品、糖果、罐头、油漆、日用化学、润滑剂、甘油、人造橡胶、油布、油墨、塑料等工业都直接或间接用油脂为原料。同时油脂的产品也广泛用于医药、纺织、制革、选矿、铸造等方面。另外，油脂还是重要的出口物资。蛋白质对于人类的生命是十分重要的。“生命是蛋白质存在的形式”。蛋白质除可供给人体能量之外，它还是生命体物质基础的主要组成部分和重要来源。蛋白质中的赖氨酸等必需氨基酸亦非人体所能合成。人体缺乏任何一种必需氨基酸，均会使生理机能反常或产生疾病。近几年随着国民经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，对蛋白质的需求量越来越大。作为蛋白质的重要资源之一的植物蛋白质也就越来越引起人们的关注，如何将油料进行综合性的开发，即从油料中不仅仅提取我们传统的食用油脂或工业用油，而且还提取植物蛋白质以供食用或饲用，以及提取各种营养物质也正是今后油脂工业发展的方向之一。油脂制取工业有着悠久的历史。早在人类穴居时代，古代劳动人民从生活实践中就发现从曝晒植物籽仁时可以取得油脂。在发掘埃及坟墓和金辽塔时发现了存有油脂残余物的陶罐，其中包括棕榈油和作为它分解产物的棕榈酸。根据历史学家的论证，离现在大约二千年，在尼罗河山谷中古老的埃及人民已经把亚麻分开用来加工成纤维和提取油脂。早在14世纪初叶，我国即有楔式榨油的完整记录。17世纪，我国农书《天工开物》中，对我国特有的水代法制油方法也有了详细的记载，那时世界油脂工业基本上还处于原始的手工生产阶段。公元1785年英国发明了液压榨油机，到19世纪初期才开始应用在工业上。与此同时，制油的辅助设备也有了许多的改进和发展，如蒸炒锅的使用，直到1830年才由火力加热改用蒸汽加热。到20世界初期，由于连续作用的动力螺旋榨油机获得成功，才使油脂工业有可能采用机械化、连续化生产。但是机械压榨油制油过程存在有根本的缺点，即饼中残油高，油和饼的损耗大，这就促使不少学者力求寻找新的、更现代的撮油脂的方法。几乎在发展螺旋榨油机的同时，具有崭新技术的溶剂浸出法制油也开始出现于工厂。这种浸出法是从1843年有人利用二硫化碳作溶剂浸出橄榄油开始的。1856年正式采用溶剂在单罐浸出器内浸出植物油。1870年在欧洲出现了间歇操作的罐组式浸出器，它利用逆流原理进行浸出。这就意味着可以在较大工业规模中采用，并且效果和经济上也较单罐为有利。1919年德国建成了连续操作的直立篮斗式浸出器。之后，世界各国又都制造了许多连续式浸出设备，如U型螺旋式浸出器、塔式浸出器、盘式浸出器、水平篮斗浸出器等等。但是这些浸出设备的技术性能和技术指标等方面都有某些不足之处。直到1947年之后，陆续出现了采用多阶段逆流喷淋原理工作的履带式浸出器、平转式浸出器、环形浸出器，以及它们的改进型等等，才使浸出设备在浸出油脂、技术特征和自动程度等方面达到了比较满意的效果。从而使世界油脂工业进入了现代化的生产阶段。总的来说浸出发展有如下的特点：1、出现了许多不同结构的连续式浸出器，同时每一种形式的浸出器又有不少的改进，品种繁多；主要有履带式、平转式和环形浸出器。2、工厂的规模由小到大，小的日处理量为几吨，大的日处理量为几千吨。国外浸出工厂从70年代后开始，一般建厂规模为大豆2000～4000吨/日，菜籽、花生1500～2000吨/日，葵花籽1000～1500吨/日。一般来说，油厂的规模越大，则在社会经济效益、企业经济效益、经济技术指标上、成本和占有劳动力等方面都具有明显的优越性。3、随着浸出技术的发展，浸出用的溶剂也在相应的改进。开始采用的溶剂不纯，且沸点范围太宽，故不易从油和粕中回收，如提高温度又影响产品质量。过去曾使用二硫化碳，工业苯，70℃～90℃的轻汽油作为溶剂。我国目前采用的是60℃～90℃的6号溶剂油。近几年来，世界各国所采用的溶剂沸程越来越窄，许多国家均认为是66℃～69℃左右的工业己烷较为适宜。其它为制取无毒的棉籽粕采用丙酮作溶剂。或采用丙酮—石油醚—水的共沸物浸出棉籽，这样一方面可降低粕中棉酚的含量，同时也可处理水分含量高的油料。大家知道，我国油脂工业的发展有着悠久的历史，很早就取得了相当的成就。但是由于我国长期受封建统治的影响，墨守陈规，闭关自守，一直使用落后的土榨生产工具使油脂工业发展极其缓慢。直到解放前夕，我国植物油料加工在大多数地区仍然采用以人力为主的土法榨油，机械化生产的油脂加工厂寥寥无几。据有关资料记载，1949年全国只有343个植物油加工厂，植物油产量只有9万多吨。其中动力螺旋榨油机三十多台，浸出油厂一座，其余大多采用土榨、水压机等生产工具，生产效率低，劳动强度大，这些油厂的布局上集中在沿海地区或大城市，广大的内地、中小城市以及油料产区几乎是空白，布局很不合理。整个油脂工业远远落后于世界水平。1954年以前我国的榨油技术也很落后，如大豆出油率一般仅8%。1954年以后，推广了李川大豆榨油法才使大豆出油率提高到12%，1958年我国生产了一大批200型螺旋榨油机，这使我国的榨油面貌有了很大的改变。在此期间，我国也自行设计并建造了一些采用浸出法制油的工厂，由于浸出法一般能使粕中残油率降到1%以下，因而大大提高了出油率，为国家增产了大量的油脂。后来由于技术力量薄弱，企业管理不善和多种因素所造成的阻力，使浸出法制油的发展走了一段弯路，其发展速度仍然是十分缓慢的，直至1972年召开了全国油脂浸出会议，提出了大力推广浸出法制油之后，才使我国的油脂工业向前推广进了一大步。到了80年代，自从油脂浸出技术被列为国家“六五”重点推广项目以来，我国的浸出法制油得到了飞跃的发展，目前全国已有一千多个浸出油厂，浸出油脂已经达到国内全部油脂产量的54%以上。与此同时，随着我国经济政策的开放，由于开展了多种形式的对外技术交流矣引进国外多种先进设备，大大加快了我国油脂工业及其工艺设备的发展进程，促进了国内油脂工业的现代化。“油脂制取工艺学”是高等院校油脂工程专业的一门主要专业课程，是研究油脂制取的工作原理、工艺过程、工艺效果以及生产设备的一门科学。它的任务是研究油料在加工过程中所起的物理和化学变化，采用合理的工艺措施以达到提高生产率，提高质量、提高产量和降低损耗、降低成本的目的，并对生产设备的构造、作用原理、维护管理进行研究，以达到安全生产、合理使用、提高设备利用率的要求，还研究新的制油方法和设备，开拓植物蛋白资源的利用。主要内容包括油籽的贮藏、油籽的除杂、水份调节、油籽的破碎、轧坯、蒸炒、压榨法、水代法和浸出法制取植物油脂等。这门课程所牵涉的范围很广，它综合了油脂制取工业有关的生物化学、机械、化、油脂化学等知识。更因为目前国内制油生产方法多样、油料的品种比较复杂，必须认真掌握其基本理论知识、密切联系实际并认真加强生产实习，同时还应与“油脂化学”和“化学工程”等课程密切联系，并与“油脂加工工艺学”、“植物油厂综合利用”、“油脂工厂工艺设计”、“浸出油厂安全技术”、“粮油工业企业管理”和“物料输送”等课程适当配合，方能获得系统全面的知识。第一章油籽贮藏§1概述油籽的贮藏是油籽收购部门和油脂工业企业的一项重要工作。在实际工作中，尤其在整个油脂制取工艺过程中，油籽的贮藏往往被忽视。根据油籽本身的生物特性，油籽的贮藏是比较困难的。这是因为油籽在贮藏期间存在着一系列复杂的变化，它在很大的程度上直接影响着制油工艺的效果。同时由于同籽贮藏不好，而导致油籽及油籽中所含脂肪的较大损失。这实际上等于降低了油籽的产量，使耗费在栽培和收获油籽方面的劳动失去了价值。油籽在贮藏期间如能根据合理的工艺学业进行贮存并能正确管理，那么不仅能保证油籽不受损失或只有最低限度的损失，而且还能在最小的损耗下具有最大的出油率。当然，这只有在掌握各种类型油籽的物理、生物化学特性，积累实践和科研数据的情况下，才能得以实现。§2油籽贮藏的生化和工艺基础进入油厂的油籽质量取决于很多因素，如播种种籽的质量，植物在田间的生长条件，收获条件，在油籽收购部门的贮藏条件，以及将油籽送到油厂的输送条件等。我们所指的油籽是指油料作物的种籽。而种籽物质是由主要作物的种籽和恶化杂植物的种籽、各种不同的有机有无机杂质、微生物及存在于油料种籽之间的空气所组成。生产中我们是根据主要含油作物的名称来命名的。例如：大豆、油菜籽、棉籽等。主要含油作物的种籽具有不同的大小、水分、外形、含油率及其它指标。这说明，即使是同一品种的油料种籽也不是同时开花和成熟的，因而它的形状、大小、含油等是不可能完全相同的。油籽中混合的有机杂质的水分比油籽的水分要高，所以它比较容易受到微生物的作用。同时，它也是促使油籽发热变质的原因之一。微生物，特别是霉菌在一定的条件下，在油籽贮藏时起着重要的作用。存在于油籽间的空气促进了油籽生命力的保存。同时，在贮藏时我们可以采用机械通风、熏蒸等工艺方法来处理油籽。综上所述，在油籽中存在着按不同方式影响油籽的贮藏及在油籽中进行各种过程的不同组分。一、油籽的物理性质及其对贮藏的关系我们在油籽进行贮藏和管理的过程中，应该考虑它们的物理性质——散落性、自动分级、空隙度、吸附性质、导热率和导温率。（一）油籽的散落性油籽的散落性即其自动流动性。它是由油料种籽间磨擦力的大小所决定的，一般用静止角（自然坡度角）表示。静止角是指油料种籽在不受任何限制和帮助时，自由垂直降落到水平面时，所形成的圆锥体的斜面线与底面直径构成的角度。一般说来，颗粒表面光滑且呈圆形的、水份低的油籽其静止角小。否则反之。如葵花籽的静止角为31°～42°，蓖麻籽为34°～46°，大豆为25°～32°，亚麻籽为31°～42°，棉籽为42°～45°。油籽散落性的另一种指标是自流角。即将油籽放在某一平面上，将平面的一端慢慢提起，使之与水平面之间的夹角逐渐增大，至油籽开始滚动时所成的角度，即为自流角。总之，油料种籽的静止角或自流角愈小，油籽的散落性就愈好。油籽的散落性取决于许多因素，其主要因素是：油籽的形状、大小，油籽表面的特性和状态，油籽的含水、含杂及油籽外壳的组成情况等等。在贮藏过程中，油籽的散落性可能发生变化。尤其是在不良条件下贮藏时，其散落性可以完全失去（中在高水分、含杂多以及发热和结块的情况下）。各种油籽具有不同的散落性，因而在生产工艺流程中，可以采用自流、散装贮藏，亦可利用斗式提升机、螺旋输送机、带式输送机来输送油籽。在设计机器、仓库、重力输送等时，应该考虑油籽的静止角。设计计算时是按最高的条件进行的；如在计算重力输送时，我们采用最大的静止角；而在计算仓库壁的强度时，则应采用最小的静止角。（二）自动分级自动分级是油籽散落性和不均匀性的必然结果之一。即油籽种籽在振动或移动时，同类型油籽或杂质集中在料堆的某一部分，造成料堆组成成分的重新分配，破坏了原来的均一性。这种现象称为自动分级。产生自动分极的原因，主要是料堆中各组成的比重、大小及磨擦系数不同，在料堆具有散落性的基础上形成的。油料种籽愈多，移动距离愈大，散落愈快时其自动分级也愈严重。自动分级对油籽的贮藏、发售及判断其质量具有很大的意义。在油籽中，由于自动分级所产生的轻油籽、重油籽（常常是重油籽）以及轻杂质和重杂质分布的不均匀，促使料堆产生局部发热变质，破坏了油籽的均一性，造成取样的困难，同时也使取样方法复杂化。（三）空隙度与密度空隙度是油籽堆中空气所占的体积与全堆油籽体积的百分比值。空隙度的大小，对油籽受环境空气影响使温度水分发生变化和空气成分的改变有影响。由于油籽本身也是具有多孔性的凝胶结构，油籽堆的空隙和油籽本身的空隙内，均能容纳气体并进行交换，因此油籽堆空隙便构成堆内外进行气体交换的基础。空隙度大小，取决于油籽的形状、大小、弹性、表面状态、含水量；亦取决于杂质的数量和特性、水份及其它因素，甚至对于同一种油籽，其空隙度的变化幅度也是很大的。例如葵花籽的空隙度为60～80%；大豆为38～43%；亚麻籽为35～45%；油菜籽为36%等。贮藏时由于油籽表面状态的变化及上层油籽对下层油籽的压力，使下层油籽的空隙度减小。油籽及杂质的实际体积占料堆总体积的百分比值称为料堆的密度。密度与空隙度之和为100%。（四）吸附性质吸附额是种籽物质对不同物质的蒸汽或气体进行吸附或解吸的一种能力。油籽的吸湿性和解吸性是指油籽从周围环境，尤其是从空气中吸收水份或向空气中解吸水分的能力。吸湿与解吸是油籽和空气中水蒸汽作用的两个相反过程。吸湿性将对油籽的质量和油籽的保管带来很大的影响。油籽在一定的空气相对湿度和温度时的湿含量称为油籽的平衡水分，它是空气相对湿度或水蒸汽分压的函数。平衡状态可以通过水蒸汽的吸附和解吸的方法达到。吸湿和解吸等温线（在一定温度下平衡水分与空气相对湿度间的平衡关系曲线）是不一致的。只有当Φ=0和Φ=100时，它们的数值才是一样的。吸湿和解吸等温线的不一致现象，叫做吸湿滞后现象。各种油籽在同一条件下所达到的平衡水分是不同的；油籽组成中含疏水物质较多者春平衡水分就较低，而收获后单粒油籽具有不同的水分，在贮藏的第一阶段，它们将进行水分的再分配。水分再分配，是以吸附作用产生的一种吸附平衡现象，其结果使油籽水分发生变化。但由于吸湿滞后现象，使水分的再分配不可能充分均匀。油籽进行贮荐时，其水分起着决定性的作用。因此，有关水分在油籽中的分布，及它由一个地方再分配到另一个地方的问题是非常重要的。油籽的各个部分从空气中吸收的水分数量是不一样的。油籽皮、壳比仁的吸湿性大，因此如果整颗葵花籽的平衡水分为10%，那么仁（在同一条件时）约为8%，壳约为16%。油籽的平衡水分具有重要的意义。因为当知道油籽的平衡水分和实际水分时，我们可以确定油籽在该条件中应该进行湿润还是干燥；也可预测在若干天，乃至一年内，由于空气相对湿度的变化所引起的油籽水分发生的变化。贮藏过程中，油籽所有有生命的组分会放出热量和水分。并在一定的条件下可以大大地改变贮藏油籽的水分。在油籽中，温度差的存在导致水分由较热的地方转移到较冷的地方，发生水分的热扩散。所有这些都使油籽的贮藏复杂化。油籽在吸收含有特殊气味的蒸汽和气体时其质量会变坏，因此用于贮藏油籽的仓库和输送工具不得含有外来的气味；而熏蒸法中所使用的物质，应根据其吸附和解吸能力进行评定。通过葵花籽对二氧化碳（CO2）吸附过程的研究表明：二氧化碳不能作为惰性物质来进行研究。二氧化碳对油籽的生产活动力和存在于油籽中的微生物产生了相当大的影响。同时，油籽本身内部空气中的二氧化碳对油籽的生命活动力和它的物理——生物化学活动，也产生决定性的影响。油籽的吸附额随着二氧化碳浓度和油籽水分的增加而增加。整粒油籽和破碎油籽吸附额的比较表明：整粒油籽吸附二氧化碳比破碎油籽要多。这说明，在油籽外壳的完整性被破坏时，改变了油籽内部的气体状态，这是被损坏油籽的稳定性降低的原因之一。从某一水分开始，油籽的物理——生活化学过程显著加强（主要表现为呼吸强度增大），在一定温度下水分增高到一定数值时呼吸强度急剧上升，形成一个明显的转折点。此时的油籽含水量称为临界水分。油料种籽与禾谷类种籽的临界水分是不同的。禾谷种籽的临界水分为14.5～15.5%，而油籽的临界水分要低一些，并且含油率愈高的油籽，其临界水分就愈低，如果把油籽的总水分换算成油籽的亲水部分，那么亲水部分的数值将是14.0～15.0%。如果按凝胶部分的临界水分为14.5%，那么油籽的临界水分（%）可用下式表示：W=14.5（100-M）/100。式中：M——种籽含油率（%）现在认为，任何一种种籽的所谓“临界水分”，是指与大约75%的在气相对湿度相平衡的种籽含水量，即种籽在空气的相对湿度为75%时的平衡水分。油籽水份达到“临界水分”时，油籽中出现了游离水，导致油籽呼吸强度跳跃式加强，亦导致微生物群落的大大增长。当贮藏“临界水分”较低的油籽时，油籽中所有生命过程是缓慢的，因而贮藏时油籽中的物质损失较小。当油籽水份高于其“临界水分”时，油籽、微生物和油籽中害虫的生命活动力加强，并伴随有油籽贮备物质的消耗及其余各部分成分的变化：如高分子化合物被水解及油籽中低分子化合物的累积，油脂酸价的增长，微生物的繁殖导致油脂色泽的变化，现出外来气味及油籽温度的升高。油籽的变质过程随着上述各种变化增长的速度而进行，且伴随有油籽数量上的损失，油籽质量的大大下降，乃至油籽完全变质。（五）导热性空气是热的不良导体，而油籽中空气的含量较大，因此其导热系数和导温系数均不大。虽然油籽本身具有较大的导热系数，但其含水量将较大地影响它的导热系数：即随着水分的增加，油籽导热系数增加。油籽的导温系数低，因而具有较大的热惯性。这一特征既有良好作用，也有不良作用。当我们正确进行贮藏时，由于油籽的导热系数低，因而可以长时间的使油籽保持低温，这保证了油籽的安全贮藏；另一方面，由于导温系数低，因而贮藏时，油籽因生命活动而产生的热量不能释放出来，引起油籽发热，使油籽质量降低。二、油籽贮藏期的生命活动（一）油籽的后熟作用油籽的收获是在收获成熟阶段进行的。油籽收获后的一般尚未达到生理上的完全成熟，种籽内的合成作用和胚的发育尚未结束，其表现为：发芽率低，呼吸强度高，贮藏性能差，工艺品质不良等。因此新种籽仅完成了收获上的成熟，往往还需要经过一个从收获成熟到生理成熟和工艺成熟的过程，这个过程称为后熟作用。完成后熟所需要的时间称为“后熟期”。后熟期的终了常以种籽发芽率达到80%以上为标准。油籽经过最后熟化，其发芽率提高，油籽达到生理成熟，所含水分均匀且含量下降，减小了生理过程的活性，呼吸强度亦下降。1、后熟期的生化变化油籽在后熟期的生化变化是种籽成熟期生化变化的继续，其特点是以进行合成作用为主。在此过程中，各种低分子物质继续转化为高分子化合物：可溶性糖、非蛋白质态氮素（氨基酸）及游离脂肪酸的含量下降，而淀粉、蛋白质及脂肪的含量却相应增加。油籽后熟期的合成作用中，以脂肪的合成最显著。例如，由于后熟作用，葵花籽在干燥后，再在22℃～28℃下堆放3～5天，含油率可增加0.27%或0.23%不等，此外，经烘干的葵花籽其油脂的酸价为0.92～1.95,而未经烘干的葵花籽其酸价为2.2～4.47。由此可见，烘干可促进油籽的后熟作用，烘干不但能使油籽酸价降低，还能加强脂肪的合成。在合成过程中油籽析出水分，例如葡萄糖合成麦芽糖时，水的析出可按下列化学方程式：2、影响后熟作用的因素因为后熟作用是种籽生理成熟的继续，所以凡能影响生理代谢的因素，都能对后熟产生影响。油籽在合成过程要析出水分，因而采用干燥或者通风从刚收获的油籽内排除水分，因而采用干燥或者通风从刚收获的油籽内排除水分，可以加快油籽的后熟作用。同时适宜的温度加快了反应速度，而且加快了油籽的后熟作用。而低温将阻碍甚至完全暂时停止后熟的进行。当油籽间空气中二氧化碳的浓度提高时，将延缓后熟作用的进行。3、后熟作用对油籽工艺品质的影响从制油工艺的角度看，后熟作用可以改善油籽的工艺品质：如后熟能提高油籽的含油率使酶转化成结合的冬眠状态，活性下降，有利于安全贮藏。对含壳油籽，在堆放贮藏期间，其水分在仁和壳之间进行调整，有利于仁壳分离，同时对降低壳和饼中含油率亦有良好效果。综上所述，后熟作用对改善油籽的工艺品质有利。但由于后熟作用伴有旺盛的生理活动，在种籽进行合成反应时，放出的热量和水分往往能导致油籽发热变质。因此新收获的油籽妈工在贮藏期完成后熟过程，又要防止因后熟作用带来的不利因素。所以对新收获的油籽，在入库前应充分干燥，使其水分降低至“临界水分”以下，加速后熟的完成，而在入库后则应控制温度和进行通风，这样在良好的贮藏条件下，收获后的油籽的最后熟化过程可以1.5～2月内结束。（二）油籽的呼吸作用和一切生命机体一样，具有生命活动力的油籽随时都在呼吸，同时在呼吸作用时进行着物质交换过程。油籽细胞释放出来的能量被微生物用于生命活动力，细胞内交换的有害产物排入外面的介质。油籽和外面的介质处于相互作用中，彼此互相影响。根据外界的条件，油籽生命过程的强度和特性可能是不同的。油籽的呼吸作用是油籽在贮藏时最重要和最敏感的指标。呼吸过程中，由于油籽中有机物质的氧化和分解，细胞获得能量。植物在呼吸时，依靠合成过程来补偿这些物质的消耗，而油籽不能恢复在呼吸时损失的物质，所以呼吸过程始终伴随有若干物质（碳水化合物、油脂、蛋白质）的消耗，因而解决与油籽贮藏有关的许多问题的主要途径就是研究油籽的呼吸作用及其影响因素。1、呼吸作用的类型油籽呼吸按其条件和性质可分为以下两种类型：（1）有氧呼吸：即在游离氧充分的条件下，油籽吸收氧气，并与其本身内的基质进行氧化反应，最终生成二氧化碳和水。此过程消耗的氧气来自周围的空气。典型的碳水化合物及脂肪的反应式如下：①D——葡萄糖②三棕榈酸甘油脂（2）缺氧呼吸：在缺氧情况下，油籽依靠基质分子内部的氧化——还原作用进行缺氧呼吸。其反应方程式如下：上述反应式，没有反映出呼吸时化学转化的整个复杂性，而仅仅显示出反应的最后产物。油籽呼吸作用的大小，一般以呼吸哟度表示，即在一定的水分、温度和流通空气下，1公斤油籽（干重），24小时内放出二氧化碳的量或吸收氧量的毫克数表示。油籽呼吸强度的测定方法，以计算呼吸过程放出的二氧化碳为基准，有时同时考虑被吸收的氧。贮藏过程中，油籽呼吸强度的提高，表明油籽的物理——生物化学活性的加强及油籽稳定性的下降。2、影响呼吸作用的因素影响油籽呼吸强度的因素很多，其中以水分、温度及流通的空气影响最为显著。（1）温度的影响：随着温度的提高，油籽的呼吸强度开始增加，但增加到一定值时又下降。这说明细胞内的反应随着温度的增加而加快，但在达到最适宜温度时，开始了酶的钝化及蛋白质的变性，最终导致油籽的变质。最适宜的温度取决于油籽的水分：油籽的水分愈高达到最小呼吸强度的温度就愈低。最适宜的温度还取决于温度作用的时间，随着作用时间的增加，最适宜温度区域移向温度较低的方向。因此，在贮藏时最好使油籽保持低温，这样可以限制霉菌的生长，降低油籽和昆虫的生命活动力，这是保证油籽安全贮藏最重要的措施。（2）空气的影响：空气的流通将影响油籽的呼吸强度，也将影响油籽变质的速度。油籽贮藏时，在与外界空气有限的拉换或排除空气交换的过程中，油籽间的空气成分不断变化，二氧化碳的数量增加，而氧的数量则相应减少。这种变化的程度因油籽的状态及仓库的气密性不同而不同。某些情况下，氧的浓度可以降低至零。气密性的程度取决于仓库的结构。如简易仓与房式仓相比，后者较为密闭。通过二氧化碳对油籽呼吸强度作用的研究，得到了有关油籽质量特性的资料。当用不同水分的葵花籽进行密闭贮藏时，对100克干物质所放出的二氧化碳和吸收氧的动力学进行了研究，其结果列于图1—1。从列出的数量可以看到，油籽的水分愈高，则二氧化碳的累积和氧量的减少进行得愈强烈。油籽的呼吸强度，随着油籽间空气中二氧化碳含量的增加和氧量的减少而减少。呼吸强度的显著减少是在油籽充分吸收氧之后（即在油籽由需氧呼吸过渡到缺氧呼吸的情况下）出现的。如葵花籽呼吸强度特性的数量[需氧呼吸（在一天内）和缺氧呼吸（在平均时间内，当没有发现氧时）]列于表1—1。从表1—1列出的数据可得出结论：需氧呼吸的强度比缺氧呼吸的强度大，如水分为9.84%的油籽，其需氧呼吸比缺氧呼吸大30倍，其余水分的油籽，其需氧呼吸强度比缺氧呼吸强度也大7～11倍。随着水分的增加，缺氧呼吸的强度成直线增加。密闭贮藏能使葵花籽的需氧呼吸转移为缺氧呼吸。这种转化时间对于不同水分的油籽是不一样的，即随着水分的增加这种转化开始得比较迅速。三、微生物的作用当油籽进行贮藏时，其中已混杂有各种各样的微生物。这些促使油籽霉变的微生物主要是各种霉菌，其次为细菌和酵母。霉菌在油籽中大量存在，但其是否对油籽产生危害，主要取决于贮藏环境的温度、湿度，油籽水分及氧等条件。当条件适宜时霉菌即行生长，在生长期霉菌分泌出各种霉，将油籽中的脂肪、蛋白质、糖类等主要贮藏物质分解成低分子物质，供自己生长繁殖；同时霉菌也能分解纤维素，破坏油籽的外壳或果皮，造成其它微生物进入油籽内部的有利条件。可见霉菌生长和繁殖的过程，也是油籽不断分解败坏、积聚热量和水分以至霉变的过程。容易被微生物、特别是霉菌感染的油籽，在其它条件相同的情况下贮藏，其稳定性较小，所以降低油籽中微生物数目具有重要的意义。在控制和消灭微生物的措施中，最重要的是清除油籽中的杂质，因杂质中微生物的含量比油籽中的大好多倍。同等重要的是在收获之后，对油籽应马上采取措施，以降低微生物的活性。在油籽中微生物的生长，起初并没有使油籽发生明显的变化。而油籽色泽的变化是微生物有效生命活动力的第一标志，接着油籽失去特有的光泽，并先在坯部出现暗色或有色的斑点；然后现出腐败的或是发霉的气味，使油籽失去散落性；其温度升高，最终导致发热。四、贮藏时油籽的发热（一）油籽发热的原因油籽发热的根源，在于种籽本身的呼吸及微生物的生命活动。种籽物质所有有生命的组分：主要作物的种籽、夹杂的植物、微生物、害虫等，在呼吸时均释放出热量和水分。因为油籽是热的不良导体，所以释放出的热量积聚在油籽内。种籽物质内各有生命的组分在热量形成过程听作用是不同的；害虫的活动和大量繁殖虽能导致油籽发热，但近年来多种精确试验的结果表明，在一般情况下，种籽上的微生物，特别是霉菌的活动是引起油籽发热的主要原因。（二）油籽发热的类型根据油籽垛发热的情况，可分为以下几种形式：局部发热、上层发热、下层发热、边层发热及全部发热。以上任何一种发热（除全部发热外）如不及时处理，都将导致全部发热。我们把葵花籽的发热假设为四个阶段，它显示了在发热时油籽的变化是是逐步增长的。当油籽的发热从一个阶段进入另一个阶段时可看到，油籽的温度提高，色泽改变，其散落性降低甚至丧失；油籽现出生霉和腐败的气味，油脂的酸价增加，温度和水分的增加，促使发热过程继续进行。油籽温度可以提高到65℃～75℃以上，严重的发热甚至能导致油籽自燃。（三）油籽发热的防治油籽贮藏时发热是不允许的。防止发热的主要方法是：将油籽进行清杂并进行干燥，使其水分低于“临界水分”，而且存放场所应装满油籽，但是发热过程有时也可以以经过清杂及干燥后的油籽中发生，这可能是油籽贮藏时受到外界空气的作用，使某些散装油籽的温度和水分增加并引起发热，所以要检查油籽的贮藏情况，特别应该经常细心地检查贮藏油籽的温度，一旦发现油籽开始发热，应立即采取措施，所采取的措施应根据技术可能性和经济合理性两个原则进行确定。防止发热的措施一般为以下几种：将油籽由一个料仓转移到另一个料仓，进行机械通风，通过油籽清选机清选或进行干燥。所有上述措施的目的，都是为了降低油籽的温度和水分，降低油籽的含杂率，以保证安全贮藏。§3油籽贮藏的条件油籽的贮藏，国内常采用下列方式：一是油籽在干燥状态中贮藏；二是在通风状态中贮藏；三是在低温状态下贮藏；四是在没有空气流通的状态下贮藏，即密闭贮藏。属于辅助工艺方法有的：除去杂质、机械通风及其它。前三种贮藏方式使用广泛，在生产中往往将几种方式综合使用，如干燥油籽在低温下进行贮藏等。一、干燥贮藏由于油籽贮藏期影响发热霉变的最主要因素是水分，因此若将油籽水分降低到“临界水分”以下时，油籽中所有的水分处于结合状态，油籽则处于休眠状态，呼吸作用微弱，微生物及其它害虫的活动也受到最大限制，油籽贮藏的稳定性将大大提高，贮藏时油籽的损耗也大为降低。保证油籽达到必需水分的主要工艺方法是干燥，同时辅以机械通风。油籽的干燥可以在仓库或干燥机内进行。经过干燥的油籽，可以在不稳定的情况下长期保存。二、通风贮藏当外界空气温、湿度适宜时，有效的通风在油籽烘干前可以降低油籽的水分和温度，并能促进后熟作用；在烘干后的有效通风能使油籽补充冷却，使各部分油籽的水分达到平衡。通风亦在很大程度上能减少虫害和霉菌造成的损失。通风还能保持料堆温度一致，减少水分转移，防止局部发热变质。通风是以料堆的空隙度及空气渗透性为基础的，干燥低温的空气通过料堆可以降低料温，散发水分，改善料堆的空气状态参数，以利于安全贮藏。通风方式有自然通风与机械通风两处。前者见效迟缓，后者效果良好，对于发热的不安全贮料的处理尤其具有效果好、费用低等优点。三、低温贮藏种籽物质中所有有生命的组分，在一定的温度范围内可促使种籽生命活动力加强，因而适宜的低温，不但能使种籽处于休眠状态，还可有效地防治微生物和害虫的侵染，现已探明，影响贮料害虫繁殖的主要因素是温度，多数害虫在贮料水分8%以上均可生活，在温度为15℃以下停止发育繁殖，8℃以下呈冻僵昏迷状态，0℃以下是害虫的致死低温区。一般贮料的微生物，在10℃以下发良缓慢或完全被抑制。低温还可以抑制种籽本身的生理变化，如10℃时呼吸作用就不很明显。低温贮藏技术以隔热与降温为主。一般房式仓的隔热性能很差，需加以不同程度的改造才可实施低温贮藏。如设置隔墙、上下添加隔热材料等。在降温方面，可以充分利用冬季寒冷空气，采用自然通风或机械通风的办法，将料温降至10℃以下，然后再密闭隔热，使其长期保持低温。当料温上升到一定温度时，如有必要，可利用人工制冷加以调节或辅以其它贮藏措施。否则只能在寒冷地区或寒冷季节才能采用此法。四、密闭贮藏密闭贮藏的原理主要是：隔绝或减小大气温湿度对贮料的影响，使贮料保持在干燥和低温的稳定状态，防止外界虫源感染。同时由于种籽生理活动的结果使料堆内的氧气被消耗，二氧化碳逐渐聚集，使种籽、仓虫及微生物的生命活动都受到抑制。密闭贮藏的油籽必须干燥、低温、无虫、无霉。仓房要密闭、隔热和防腐（见表1—2）。油籽可利用寒冷季节充分降温散湿，在春暖前料温不超过10℃或15℃时进行密闭贮藏。表1—2油籽密闭贮藏的条件密闭贮藏的方法有全仓密闭、压盖密闭（用干燥无虫的压盖物料，如砻糠、干砂等以麻袋包装后压紧于贮料之上）的聚乙烯塑料薄膜密闭等。五、油籽贮藏的辅助工艺方法机械通风即对固定油籽的强制通风。由于油籽具有良好的空气渗透性及料堆空隙度，我们可以用风机把空气压入油籽，此时压入油籽的空气量可以超过油籽间空气量的许多倍。机械通风用于降低油籽的水分和温度，也可用于具有预防目的的油籽脱气作用等。机械通风可以在相对不大的物料损耗下达到良好的工艺效果，大大加快油籽的后熟作用，减少加工油籽时的油脂损失。机械通风可用在任何形式的料仓和仓库中，它基本上采用外界的空气，有时也采用预热后的空气，为保证机构通风时能达到最好的工艺效果，必须考虑所采用的外界空气参数——它的温度和湿度。同时还应根据油籽的水分提供足够的单位空气量。油籽间空气的容积，当采用一次交换时，单位空气即把对一吨油籽、一小时内所供给的空气体积（立方米）。实践证明，油籽在干燥后采用通风可以比采用冷却法降低更多的水分。（二）化学保存用此法在于稳定贮藏油籽的质量，防止害虫的侵染。当油籽进行化学贮藏时，对害虫和微生物群落具有毒性的物质蒸汽充满其空间。研究表明，葵花籽采用氯化苦、二氯乙烷和溴代甲烷来杀虫，油籽中的微生物群落数量显著降低，特别是霉菌的生命活力大大下降，同时油籽的呼吸强度也降低了，而油籽的质量及其中所含的油脂却没有变质。用烟熏剂处理后的油籽，贮藏期比没有处理的要长好几个月，而且油籽质量没有发生变化。事实证明，化学物质对油籽害虫的抑制作用比对微生物群落的抑制作用效果更好，因而应用更广泛。§4主要油籽的贮藏前已述及，油籽贮藏的主要方式是干燥贮藏。实践和科学研究证明，要保证有效的贮藏油籽，其水分应该比“临界水分”低1～2%。大颗粒油籽贮藏的主要方法是散装贮藏；外守则为脆性结构的油籽（花生）和小颗粒油籽则贮藏在包装物（麻袋）中。当然像亚麻籽、芝麻、菜籽等也允许采用散装贮藏。但在散装贮藏时，油籽堆放的高度应根据油籽水分、油籽中杂质的含量、油籽外壳的强度及仓库形式等决定。下面将主要油籽的贮藏分述如下：一、大豆的贮藏（一）贮藏特性大豆的种皮较薄，吸附与解吸的能力都很强，在潮湿的条件下极易吸湿膨胀。大豆水分在12.3%以内时呼吸稳定，水分在15%以上则呼吸旺盛，水分由9%增至20%时，呼吸强度增加近300倍之多，而且通风将极大地影响其呼吸强度。大豆粒圆、种皮光滑、坚硬含纤维素较多，抗虫霉的能力较强；而破损的大豆则易于变质，例如水分15.8%的破损大豆，其呼吸强度比完整大豆高7倍之多。（二）霉变特下大豆水分超过13%时，随着温度的升高，首先豆粒发软，接着在两子叶靠脐部位的颜色变成深黄甚至透红（红眼），豆粒内部红色加深并逐渐扩大（赤变），严重的有浸油脱皮现象。子叶呈蜡状透明。此时大豆品质大为降低。霉变时，完整的豆粒外部生白灰，破损部位生红色菌落并逐渐结块，严重时变黑，并有腥臭味。为保证大豆的安全贮藏，其水分应不高于11～12%，而且大豆应尽量避免贮藏在水泥或砖砌的地面上。二、油菜籽的贮藏（一）贮藏特性油菜籽皮薄质嫩，坯的比重大，吸湿性强；油菜籽含油量高，籽粒细小，空隙度小，不易散热，但易于发热霉变，料温最高可达七八十度；油菜籽呼吸强度大，需氧性强，氧化酶的活性高，高水分油菜籽发热霉变的速度极快。（二）贮藏期的变化油菜籽霉变时首先表皮出现白色霉斑，当皮色变白、内质变红并产生酸味时出油率即下降；若籽粒结块并产生酒味，则霉变更严重，若皮壳破烂、肉质成白粉关廛，则不能出油。油菜籽堆中水分再分配现象比其它油籽明显，不论原始水分高低，料堆各层水分的差距经高温季节常能趋于平衡，一般均在9%左右，湿差不超过0.5%。贮藏中油菜籽料堆愈高，酸值增加的愈快，中下层油菜籽比上层的增加更快。当油菜籽水份稍高时，在夏季很难避免发热，且持续时间很短，一般开始坯部色泽减退，有霉味，如不及时处理，最后将导致霉烂。油菜籽的安全水分为9%～10%水分在12%以上则不安全。随着水分、温度上升，料堆还会产生结块、结饼等劣变现象（见表1—3）。表1—3水分、温度对油菜籽贮藏的影响（室温25℃）综上所述，油菜籽贮藏必须干燥和低温，贮藏中如料温超过仓温3℃～5℃即需处理。夏季料温不宜超过28℃～30℃，春秋季不宜超过13℃～15℃，冬季不宜超过6℃～8℃。除干燥措施外，对高水分菜籽还可采用密闭缺氧贮藏，用抑制油菜籽与微生物生命活力的办法达到在二三周内不生芽、不发热、不霉烂和降低料温的效果。三、花生贮藏（一）贮藏特性花生果的收获水分很高，一般可达30～50%，但其安全水分却为9～10%。花生果壳薄而疏松，吸湿性强，贮藏期易受环境温湿度、光线及氧气等不良影响；花生果含泥较多，壳易破裂，易引起害虫及微生物的侵染。花生果受冻后不但丧失了生命力，且其它品质也显著恶化，如脂肪含量下降、酸值增高等。相对而言，花生果有果壳保护可以烘晒降水，保管较稳定；而花生仁皮薄肉嫩，烘干时产生焦斑，日光曝晒易裂皮变色，贮藏期易浸油酸败。（二）贮藏期的变化花生仁贮藏期的品质变化，主要是生霉、变色、走油及变哈。在一般水分（8%左右）下，花生仁温度不超过20℃时酸价变化不大，超过20℃后酸价显著增加（即使温度恢复下降至20℃以下酸价仍能继续上升）。贮藏期当脂肪酸发生变化，温度达到一定界限时，就产生浸油现象。浸油前花生仁颜色发暗，呈深褐色，约半个月后转为阴暗光滑状。一般说来，花生仁的温度达25℃就开始浸油，而花生果达30℃时才开始浸油。花生仁的水分在8%以下或温度在20℃以下时，贮藏比较稳定，花生霉变的“临界水分”和温度如表1—4所示。表1—4花生仁霉变的“临界水分”和温度根据花生的贮藏特点，干燥、低温和及时密闭是花生贮藏的关键。花生仁一般采取冬季通风去水，春暖前仓内密闭为宜。四、棉籽的贮藏（一）棉籽的特点棉籽有坚硬的外壳，壳外有短绒，完整的毛棉籽具有良好的抗潮抗压性能，散落性差，导热性低，因而利于露天贮藏，脱绒后的光棉籽防潮性能降低，散落性增大，不能承受较大压力，生理活动加强，贮藏期易受外界环境影响。（二）贮藏特性棉籽容重小，占用仓容大，且毛棉籽具有密闭作用，故常用露天贮藏。此法可保证棉籽安全过夏，贮藏期垛温低于外界温度10℃左右，而且棉籽水分变化很小。脱绒光棉籽不宜直接露天存放，一般采取在脱绒棉籽垛外覆盖毛棉籽的露天存放法。气温上升季节垛温一般低于气温，气温下降季节垛温则相反，垛中心温度稳定，垛边温度变化较大，最高垛温在30℃上下。贮藏期棉籽的水分及脂肪含量基本稳定，脂肪酸上升最大值为4.4。只要将棉籽水分控制在10～12%左右，并趁低温堆垛，保持垛身紧密无缝，便能做到脱绒棉籽的安全贮藏。五、芝麻的贮藏（一）芝麻的特点芝麻含油率高，籽粒小，皮薄质嫩，极易吸收水分引起酸败米质。各种油籽中以芝麻的含杂率最高，其中细小尘土约占总含杂量的80%，因而芝麻的空隙度小，料堆不松散，高温季节容易发热霉变。（二）贮藏特征装芝麻水分在7.5%以下，杂质不超过1%，利用冬季低温入库可以长期贮藏。贮藏中必须控制低温。为防止大气的影响，以采取散装密闭贮藏为宜。密闭贮藏的芝麻的含油率与出油率一般均比通风贮藏的为高。六、葵花籽的贮藏新收获的葵花籽一般水分较高，为12～19%左右，其籽粒大，外壳厚则坚实，空隙度大，吸湿及散湿性强。葵花籽贮藏前应清除杂质、干燥去水。葵花籽在水分不超过11.5%、温度不超过28℃以下时可长期贮藏；水分超过12%时，可使温度声速上升而引起发热霉变。葵花籽宜散装堆放，或囤装贮藏。若堆囤内温度剧烈上升，则应及时采取通风散热措施。七、米糠的贮藏米糠中含有数量较多的解脂酶。新鲜米糠中的脂肪在解脂酶的作用下即能迅速分解，使游离脂肪酸大量增加。刚出机的米糠在25℃以下，其游离脂肪酸可增加1%；新鲜米糠贮藏一个月，游离脂肪酸可以从3%增至60～70%。米糠贮藏期最突出的问题是极易酸败，一般不宜久存。生产上往往是边榨油边处理，若预先破坏解脂酶的活性，控制酸度增高。根据实验，新出机的米糠在2～4小时进行烘炒，加热10～15分钟，使温度达到95℃以上，水分降至4～6%时即可进行短期贮藏。§5油籽仓库贮藏油籽的仓库按其分类依据不同，可分为以下几种仓型：按仓库结构类型分，有房式仓和立筒仓等。按机构化程度分，有非机械化仓库、半机械化仓库和机械化仓库。按贮藏条件分，有通风仓和密闭仓等，此外，还有在一定条件下使用的简易仓库，包括露天贮藏场、简易仓等。现将几种主要仓型介绍于下。一、露天贮藏场露天贮藏场一般只用于堆放棉籽，因棉籽壳外有短绒能起防水作用，故在较长时间内不会变质。露天贮藏场的地基应选择高坑、坚实、平坦并易于排除雨水的地方。贮藏场的底脚用砖砌成墙脚，再铺以枕木或木板，棉籽即堆放在上面。露天贮藏场的建设简单易行，贮藏量大，但由于棉籽水分受外界气候影响较大，容易影响棉籽的加工效果，故一般只适于雨水较少的地区采用。二、房式仓库（一）普通房式仓库房式仓库是我国油脂工厂应用最广的一种仓型，其结构和形式大体相同（见图1—2），采用包装或散装均可，适于使用移动机械化设备。（二）机械化房式仓库如图1—3所示，在屋架中央留出一通道供安装带式输送机用，仓房地坪做成“V”字形，中央开一条深槽，槽内装有带式输送机，槽上设水泥盖板。采用这种房仓散装油籽，进出均可采用机械化设备输送，但其自然通风条件较左，不宜贮藏水分高的油籽。三、立式筒仓立式筒仓的结构分钢制筒仓、钢筋混凝土筒仓及砖石结构筒仓几种。前二者造价较高，但较牢固。一般钢制筒仓适于低温地区，而钢筋混凝土筒仓可用于室外温度为35℃～45℃的高温地区。钢制筒仓因需定期油漆维护费用较高，钢筋混凝土筒仓建造费用较高，但不需要特殊维护。钢制筒仓一般用4～6毫米的预制钢板制成，直径最小2米，最大10米，其高度平均为直径的2～2.5倍。重量为35～45（kg/m3油籽），或大约相当于100(kg/t油籽)。钢筋混凝土筒仓一般用于大吨位油籽的贮藏，直径3～10米或者更大，高度不超过直径的5倍。直径较小者可用预制构件建造。图1—4为一组钢筋混凝土立筒仓。砖砌筒仓一般高15米，内径6米。油籽入库时首先卸入工作塔，在工作塔内对油籽进行计量，除杂、干燥及垂直输送等操作，然后再由带式输送机将油籽运至筒仓。油籽出库由筒仓下部的卸料门自动流到带式输送机上运走。筒仓的优点是占地面积小，贮藏量大，密闭性好，机械化程度高，管理费用低。其缺点是油籽不宜堆积过高，且不宜贮藏散落性不好的油籽，投资费用大，建造技术要求高，特别是钢制筒仓，因其筒壁具有良好的导热率，能明显改变筒仓内的物料温度，同时在筒仓的壁上可引起水分的冷凝，并使靠近筒壁的油籽水分增加，以及造成筒仓金属壁的腐蚀。第二章油籽除杂§1概述油籽在收获、曝晒、运输和贮藏过程中，虽经农村和仓贮部门进行过初步除杂，但在送入油厂加工时，油籽中仍然夹带着部分杂质，也就是说进入油厂的油籽是不均匀的颗粒状物料，而且它是由主要油籽及各种杂质组成的混合物。通常油籽中的杂质不外乎以下三种：垃圾杂质——主要包括灰尘、混土、砂石、瓦块等无机杂质，以及植物茎叶、皮壳、蒿草、麻绳、布片、纸屑和各种粮粒等有机杂质。含油杂质——主要是病虫害粒、不实粒和异种油籽等。金属杂质——主要是铁钉、螺丝等。把油籽送往油厂及送至生产车间的过程中，油籽中夹杂的各种杂质都是有害的无用杂物。当贮藏未经除杂的油籽时，杂质占据了部分仓库的有效容积，使原料贮藏费用增加；同时在仓库内输送这种含杂油籽时，将析出许多灰尘，使劳动条件恶化；而无机杂质又是菌类和发霉微生物传播的根源，无机杂质将导致油籽发热；在油籽进行干燥时，有机杂质堵塞烘干设备的通路，甚至能造成干燥设备停车和产生火灾。未经除杂的油籽直接送入车间生产时，将直接影响产品的质量，使油分损失增加，增加了机器和设备的磨损，使生产能力下降及造成车间灰尘飞扬，有害工人的身体健康。未经除杂的油籽中的无机杂质，使筛面、轧辊、蒸炒锅的刮刀及底板的磨损加快；无机杂质降低了饼粕的蛋白质含量，提高了含灰量且降低了它的饲用价值。同时因无机杂质吸附油脂而增加了饼粕的含油率及加工过程的油分损失；提取油脂时，无机杂质可使油脂具有特殊的混土味；无机杂质的存在，将使油脂由于微生物的繁殖而导致酸败。此外，生产过程中灰尘的飞扬使工作条件恶化。有机杂质的成分基本上为纤维素。它的存在使饼粕的质量下降。由于有机杂质易于吸收油分，而使饼粕的残油提高及油分损失增加。油籽中混杂的含油杂质将使油品品质不纯；同时用含有较多变质油籽制取的油脂。由于其酸价高且具异味因而会使它失去食用价值。对于象亚麻籽一类的油籽，当其混杂含油杂质时将失去工业使用价值。金属杂质的大小和形式各异：从最小的细尘到外形尺寸超过油籽颗粒的块状物均有。金属灰尘往往是因机器工作部件的磨损而形成的，而大块的金属块则是油籽在收获和运输过程中落入的。这些金属杂质进入机器后将使工作部件磨损，特别是使高速旋转的零件磨损而降低设备的使用寿命，甚至发生设备和人身事故。当小块金属进入剥壳机、破碎机等的工作空间时，可产生火花，从而引起火险，如果金属杂质进入饼粕则使饼粕的饲用价值降低。综上所述，可投入加工的油籽进入必要的清选，以除去各种杂质，对油脂生产具有如下重要意义，可减少油脂损失，从而提高出油率，可提高油脂、饼粕和副产品的质量，提高设备的处理量，减轻对机件的磨损及避免生产事故，提高工艺效果，减少灰尘飞扬，改善生产环境，保证工人健康。§2油籽除杂的基本原则一、油籽除杂的基本原则生产中的油籽除杂是根据油籽及油籽中所含杂质的物理性质的不同，即在粒度、形状、比重、表面状态、弹性、硬度、磁性及气体动力学性质等物理性质上的差异，利用筛选、风选、研磨、水选及磁选等设备，将各种杂质与油籽进行分离，以达到除杂的目的。油籽除杂的主要方法如下：（一）根据油籽和杂质在大小和形状上的差别，使油籽通过具有不同大小和形状筛孔的筛面进行筛分，这是一种最主要的除杂方法。（二）根据油籽和杂质在气体动力学性质上的差别，利用气流借助于风选设备将浮尘及其它轻于或重于油籽的杂质除去。（三）根据油籽和杂质在机械强度上的差异，先使其在设备中受到研磨或打击作用，再用筛选方法将杂质除去。（四）根据油籽和杂质在比重上的不同，利用比重去石机及水选设备将杂质除去。（五）根据油籽和铁质杂质的磁性的不同，借助于磁选设备将铁质杂质与油籽进行分离而除去。生产中，为了更好地清除油籽中的各种杂质，并不单纯采用一种除杂方法，往往是采用将几种除杂方法组合在一起的组合清理机来进行油籽的清选除杂。二、油籽的除杂要求油籽经过清选除杂，要求尽量除尽杂质，使油籽愈纯净愈好，而且力求做到清选流程简短，设备简单、除杂效率高。但是往往由于受设备或某些条件的限制或影响，要完全除尽油籽中的杂质还存在一定的困难。根据部粮油工业局制订的《榨油工厂操作规程》（试行），现将油籽的除杂指标列表于下：（一）油籽清选后的含杂指标油籽经过清选，含杂总量不得超过以下指标：大豆冷榨0.05%热榨0.10%花生仁0.1%棉籽0.5%油菜籽0.5%芝麻0.5%米糠0.05%(26～28孔/2.54厘米筛检验)（二）经整理后的下脚中油籽含量指标清理出的经整理后的下脚中，有用油籽的含量不得超过以下指标：表2—1经整理的下脚中油籽含量指标§3筛选一、筛选的原理筛选主要是利用油籽和杂质在颗粒大小上的差别，借助油籽和装在筛选机械上的筛面的相对运动，通过筛面上的筛孔，将大于或小于油籽的杂质清选除去。筛选机械可分为固定筛、振动筛、平面回转筛及旋转筛等几类，它们清除杂质的原理都是相同的，它们都有一个最主要的工作部件——筛面。下面我们对筛面进行分析。二、筛面筛面是一切筛理机械最基本的工作构件，它固定于筛框之上，构成了筛选工作面。（一）筛孔的大小和形状当油籽混合物落入筛面后，在分级的过程中分成两种组分；一种是颗粒小于筛孔的，颗粒通过筛孔成为筛下物；另一种是颗粒大于筛孔的，它们留在筛面上成为筛上物，这就是筛面上物料分离的情况，其分离简图见图2—1。1、筛孔大小的确定为了更有效地进行油籽清选，首要的是要选择合适的筛孔尺寸。而要做到这一点，必须先了解油籽及油籽中混入杂质的颗粒尺寸。在测量大批油籽的长度、宽度和厚度，并分析了所获得的数据后，得到了油籽和杂质颗粒尺寸的变化曲线。见图2—2。所有的非金属杂质除按前述分类法分为垃圾杂质和含油杂质外，还可根据主要油料作物油籽的大小分成三种类型：大杂、小杂和并肩泥。前两种杂质是在筛选设备中选用相应的筛面，使油籽连续通过筛孔大小不同的筛面来进行分离的。此时因第一层筛面的筛孔稍大于油籽的颗粒尺寸，含小杂的油籽穿过筛孔落到第二层筛面上，而大杂则从筛面上排出。第二层筛面的筛孔稍小于油籽颗粒尺寸，因而小杂穿过筛孔被排出，与从筛面排出的油籽进行分离。很显然，经过上述筛选过程得到的油籽中，仍然不可避免地含有一定量的杂质。即含有一些比油籽尺寸稍大些和稍小些的杂质。这是因为在选择筛面时按照油籽的最大尺寸和最小尺寸来确定不同筛面的筛孔尺寸的。假设油籽混合物由三部分组成：净油籽、小杂质和大杂质，而且每一部分颗粒的尺寸具有彼此互相不重叠的变化曲线特征，见图2—2—a，图示可知，小杂质的最大尺寸比油籽的最小尺寸要小，而油籽的最大尺寸比大杂质的最小尺寸要小。假设筛孔尺寸选择d或d1，即处于曲线之间的间隙中，那么此时可利用一张筛面将油籽分离成两个部分，当采用筛孔直径为d1时筛面上的筛上物将是大杂质，而油籽和小杂质将穿过筛孔成为筛下物。当这些筛下物又送往筛孔直径为d的第二张筛面时，油籽成为筛上物，而小杂质则穿过筛孔成为筛下物。这样油籽混合物就完分离成几个部分。但是在大多数情况下，油籽和杂质大小的变化曲线并非如图2—2—a所示，而是彼此互相重叠的（见图2—2—b）在这种情况下，油籽混合物的完全分离是不可能的。例如如果筛孔的大小为d1，那么筛上物将包括全部油籽和大杂质及部分小杂质，当筛孔大小为d1′时,将分离出所有的小杂质，但随小杂质作为筛下物的还有相当一部分小颗粒油籽；当筛孔分别为d2和d2′时，同样不能将混合物明显地进行分离。2、筛孔形状的确定筛面上的筛孔，可按照筛选物料或杂质的外形制成各种不同的形状。油脂工厂常采用圆形或长圆形筛孔，也有制成六角形或正方形，长方形筛孔的。筛孔形状不同，其性能和用途也有所区别。圆形及正方形筛孔，主要是按照物料颗粒的直径或宽度来进行分选的（见图2—3—a），筛孔的直径大小，必须以油籽与杂质颗粒在直径与宽度上的差异上的差异而定。长圆形及长方形筛孔则是按物料颗粒的厚度来进行分选的。因此筛孔的宽度取决于油籽与杂质颗粒的厚度差别（见图2—3—b），而筛孔的长度一般取20毫米。一般来讲，菜籽、芝麻等小颗粒油籽宜用正方形的筛孔进行筛选；花生仁、亚麻籽宜用长圆筛孔；其余油籽宜用圆形筛孔来清选，故圆形筛孔应用较为广泛。兹将几种主要油籽，通常采用的筛孔大小列于表2—2中供参考。由于油籽产地和品种的不同，即使是同种油籽，其颗粒大小也往往相差较大，因此在实际应用时，还必须根据油籽颗粒的实际大小，来选择和决定筛孔的尺寸。表2—2几种主要油籽筛选所用筛孔的形状和大小（二）筛面材料油脂工厂所用的筛面有两种：一种是用钢板经冲压，制成一定开头和大小的筛孔的筛面，称作冲孔筛或简称筛板。筛板也可以根据需要轧制成沿筛长方向为波浪形的瓦楞筛板，以使物料在筛面上跳跃式地前进提高筛选效率。另一种是用金属丝编织成一定大小和形状筛孔的筛面，叫编织筛。常简称为筛网。通常筛板用于清选大颗粒油籽，如花生仁、大豆、棉籽等；筛网常用于清选小颗粒的油籽，如芝麻、菜籽等。筛板和筛网各有其优越性，比较起来，筛板的机械强度较大，其耐磨性和筛孔大小形状的恒定性好，可以按照油籽或杂质的外形冲制成各种形状的筛孔，以提高除杂效果；筛网的筛面利用率高，筛理量较大；同时筛孔的边级圆滑，可筛过物易于穿过筛孔。此外用于冲制筛板的钢板，为保证筛板应有的强度，减少工作时筛孔被物料堵塞的可能性，以及制造上的方便，钢板（即筛面）的厚度与筛孔的直径必须保持一定的比例。如式（2—1）δ≤（0.625～1.25）d（2—1）式中：δ——筛板厚度（mm）[通常为0.6～2mm]d——筛孔直径(m)（三）筛面组合如欲通过一部筛选机，同时将油籽中的大型杂质和小型杂质都清选出去，或需将小册子籽按颗粒大小分成等级，就必须通过用几张不同筛孔的筛面进行组合来实现。组合后，筛选出的物料种类数等于所用筛面（不同筛孔）的张数加1。组合的方式按筛面来分，可以是同种筛面的组合，也可以是筛板和筛网两者的组合，若按筛孔的大不睐分，在油脂工厂最常用的组合方式有两种：一种是筛孔由大到小，即d1>d2>d3，适用于多层固定筛，作往复运动的振动筛和平面回转筛；另一种是筛孔由小到大，即d1<d2，适用于旋转筛（如图2—4）（四）筛板的筛孔排列方式及筛面利用系数筛选效果的好坏与筛面上的筛孔总面积的大小有关，而筛孔总面积又与筛孔的开头及其排列方式有着密切的关系。兹分别讨论如下：筛面利用系数是筛面上筛孔的总面积（称为有效筛理面积）与筛面总面积（称为筛理面积）之比值，它的大小即表示筛面利用率的高低：（2—2）式中：K——筛面利用系数F——筛面总面积（m2）F1——筛面上筛孔的总面积（m2）从上式可知，筛面利用系数K值的大小是随F1的增大而增大。因此，在保证筛面强度的前提下，适当缩小筛孔的间距，增加筛孔的面积，则可提高筛选效果，可见筛孔的排列是一个值得研究的问题。1、圆形筛孔的排列圆形筛孔的排列方式有直线排列和交错排列两种。如图2—5所示，直线排列又称为正方式排列，交错排列又称为正六角形排列。直线排列和交错排列的筛面利用系数K直和K交各不相同，下面通过计算进行比较：从图2—5可知，当筛孔大小和间距一致时，设筛孔直径为2r，相邻两孔之边缘间距为2m，则在直线排列a中，正方形ABCD的筛面面积内包含有一个筛孔的面积，故：（2—3）同样，在交错排列中，矩形ABC1D1的筛面面积内也包含有一个筛孔的面积，故：（2—4）将式（2—3）与（2—4）进行比较可得：（2—5）由此可知，圆形筛孔在孔径和间距相等的情况下，交错排列的筛面利用系数K交要比直线排列的筛面利用系数K直高出16%。同时筛面的强度也较高。因此交错排列比较优越，应用也相当广泛。除筛孔的合理排列外，油籽在筛面上流动的方式也对筛选效果发生影响。在筛孔交错排列的筛面上，油籽需按图2—5中的箭头方向流动，以使其接触筛孔的机会增多，有利用于筛选效果的提高。在筛孔直线排列的筛面上，油籽流动的方向对筛选效果的影响甚小，因此一般不作要求。2、长圆形筛孔的排列长圆形筛孔的排列方式，一般有直行式、交叉式和斜行式三种。如图2—6所示，其中以交叉式应用最广，但从筛面强度讲，则以直行式为好。（五）筛网的筛面利用系数筛网上的筛孔是由金属丝相互交织而成的，因此筛孔的形状及排列方式较简单，这里着重讲座它的筛面利用系数。如图2—7所示，当筛孔为正方形时，设筛孔每边长度为a，金属线直径为d，则筛面利用系数为：（2—6）当筛孔为长方形时，设筛孔的宽度为a，长度为b，金属丝的直径为d，则筛面利用系数应为：（2—7）由以上两式可知，筛网的筛面利用系数是和金属丝直径与筛孔边长的比值直接相关，当边长一定时，金属丝的直径愈大，则筛面利用系数愈小。三、筛选设备油脂工厂所使用的筛选设备主要有振动筛、平面回转筛及旋转筛几类。现分述于下：（一）振动筛振动筛又称平筛，是指筛面能作往复运动的筛选设备。由于振动筛清选效率高，工作可靠，是油厂应用最泛的一种筛选机械，可用于各种油籽的清选。1、振动筛的结构简单的振动筛由进料机构、筛体、筛面、传动机构和振动装置等主要部件组成，也可与吸风除尘机构、筛面清理机构等组成较为完善的振动筛（如图2—8）。（1）进料机构：进料机构的主要作用是保证连续进料，控制油籽流量大小，以达到下料均匀。其结构主要由进料斗、压力门和进口吸风道等部件组成。这里采用的压力门对筛面不太宽的筛选设备是较为理想的，其特点是结构简单，操作方便、均料效果较好。（2）筛体：振动筛的筛体一般有木结构及金属结构两种，筛体内安装有按清选要求组合而成的筛面，筛面层数一般为三层，这些筛面可以直接安装在筛体架上，做成固定的形式，也可先将筛面固定在预先做好的筛格上，做成抽屉的形式插入筛体内。前者称为固定式筛格，后者为抽屉式筛格。对于油脂工厂来说，由于生产的油籽种类和品种不同，往往需要更换不同筛孔的筛面，因此，采用抽屉式筛格便于清理、检修及更换。筛体的支承可由四根据弹性钢板将其悬吊在机架上，也可用四根支撑杆支承在机架上，通过连杆连接偏心机构槿直接依靠振动机构，使之不断作往复运动。（3）筛面清理机构：清理机构的作用是防止或及时排除生产过程中堵塞筛孔的物料，保证筛面的有效筛理面积，提高油籽的清选效果。其形式常见的有两种：即在筛面下设置刷帚清理机构或橡皮球清理机构。图2—8所示为刷帚清理机构，此种形式一般在新安装使用时，效果还好。但毛刷需经常调换，否则影响清理效果。我国目前生产的振动筛，已不采用上述清理机构，而是采用橡皮球清理机构。橡皮球清理机构见图（2—9），此种清理机构是在筛体作往复运动时，利用橡皮球在金属丝网上跳动，撞击和振动筛面，以防止筛孔堵塞或将堵塞筛孔的物料清理出来。此种结构比刷帚清理机构简单，但小四方格四角的清理效果较差，而且增加金属丝网后，加重了筛体的重量。（4）吸风除尘机构：吸风除尘机构的主要作用是在筛理工作的同时，清除油籽中的灰尘和各种轻杂质。这些杂质如不清理出来，将增加筛面上物料的厚度，造成分级困难，影响筛理效果；灰尘若飞扬车间，将影响车间卫生和工人的身体健康。在振动筛上装置吸风除尘机构，可利用振动筛进出口物料分散均匀的条件，提高吸风效果。同时还可以节省单独设置吸风机构时所需要的车间位置。吸风除尘机构见图2—10。（5）振动机构：振动机构常用的有偏心连杆机构和惯性机构两种。①偏心连杆机构：偏心连杆机构是利用偏心轴套，通过连杆使筛体作有一定振幅的往复直线运动的机构。其结构见图2—11所示。偏心机构的优点是具有一定的超载能力，即当产量超过时，转速、振幅均不受影响。缺点是筛体的惯性力不能得到完全的平衡。②惯性振动机构：惯性振动机构是利用偏重块在转动轴上的旋转时，产生的离心惯性力的周期变化而引起筛体振动的机构。其结构见图2—12。惯性传动的平衡原理见图2—13从图2—13中可以看出，当平衡重块在（1）和（3）的位置时，筛体的惯性力P筛=0，上、下两重块的离心力大小相等、方向相反而抵消。而当重块转到（2）和（4）的位置，两重块的离心力的合力（P离上+P离下）与筛体的惯性力P筛大小相等，方向相反而相互平衡。所以说惯性振动机构是一种能使筛体的惯性力得到完全平衡的传动机构，其优点是振动小、机器工作平稳，因而能减少厂房楼面的振动，是一种较好的振动机构。③振动电机：即在电动机的转轴上安装了不平衡块（即偏重轮），把旋转引起的离心力作为振动力，而加以利用的振动发生器。振动电机作为振动发生器时，与电磁式振动器比较，具有如下特点：a.振动频率范围大；b.振动力大；c.振幅稳定；d.受电源波动的影响小；e.机构噪声小；f.可根据电机的安装方法改变振方向；g.维护保养简单。由于振动电机具有上述特点，近年已逐渐用于生产。图2—14所示，为采用振动电机作为振源的振动筛结构结构简图。

（二）平面回转筛平面回转筛是筛面在工作时随筛体作平面回转运动的筛选机构。这种筛的特点是筛面作平面回转运动，产量较大，其单位筛面宽度上的流量比振动筛高50%。对清除细小杂质的效果较振动筛为好。平面回转筛在油厂常用来清选大豆、花生仁、油菜籽、米糠、芝麻等油籽。平面回转筛的结构见图2—18平面回转筛筛体内装置着两层或多层不同规格筛孔的筛面。当装置两层筛面时，上层筛面用以清理油籽中的大杂质，下层筛面用于清理油籽中的小杂质。上下筛面均分成前后两段，并做成抽屉筛面上装有橡皮球，自动清理筛面。筛体是由吊杆悬吊在机架上，吊杆分别装在筛体进口端和出口端的两侧，每处2根共8根。筛体的底部中间安装有传动架，它的作用是承吊载有偏重的三角带轮的重量，并在其上转动，在筛体的进口端下部，有电机支架和倒置在支架上的电动机。电机上的三角带轮传动偏重三角带轮，带动整个筛体作平面回转运动。因此这种平面回转筛的传动特点是：采用无偏心轴的惯性传动机构，偏重轮及电机均装在筛体底部，运转平衡，结构简单，维修方便。为防止灰尘外逸，影响车间卫生，平面回转筛在油籽进口和出口位置分别装有吸风管，以吸走油籽中的轻杂质和灰尘。再通过总吸风管将空气和轻杂质、灰尘一起吹出，由除尘设备进行处理。平面回转筛经选定型后其规格为：筛宽（mm）：6308001250生产能力(t/d)：75.6105.6180（三）旋转筛旋转筛是利用作旋转运动的筒形筛面来进行筛选的一类清理设备。这种筛的特点是：油籽在筛筒内的翻动作用较强，对表面带纤维、散落性差的一类油籽的筛选效果较好，所以常用于棉籽的清选。幅地旋转筛筛筒的形状不同，又分为圆筛、六角筛和圆打筛三种。旋转筛的工作部件是一个随轴旋转的转筒，转筒上围以筛板或筛网，所以常称之为筛筒。筛筒通过旋转轴安装在机架上。筛筒的外面有机壳，其上部为长方体，下部为三棱体。在筛筒下的三棱体底部装有一根能够同时向两端分送物料的螺旋输送器。筛选棉籽时，靠进料处三分之一筛筒，装有筛孔直径为3～4毫米的筛面，而后段的三分之二筛筒，装有筛孔直径为16～19毫米的筛面。当油籽进入筛筒后，在前段细小杂质便穿过筛孔，由下面的螺旋输送器向一端送出机外，而棉籽则在筛筒的后段穿过筛孔，由下面的螺旋输送机向另一端送走。粗两面三刀杂质从筛筒末端排出机外，现将各种旋转筛的具体结构分述如下：1、圆筛圆筛结构如图2—19所示，圆柱形的筛筒固定在呈5度左右倾斜的旋转轴上，进料端高，出料端低，以便油籽向出口流动。圆筛的筛面清理，可以通过一组紧贴于筛筒外壁的毛刷，依靠筛筒的旋转而自动进行清理。2、六角筛六角筛的结构如图2—20所示。筛筒的断面为六角形，进料端较出料端小，整个筛筒呈塔形，以便油籽在筛筒内流动。与圆筛相比，油籽在六角筛筛筒内的翻动作用比圆筛好，筛选效果较好，而且轴为水平，传动较方便，但六角筛的筛面不能进行自动清理，必须停机清扫筛面。3、圆打筛圆打筛的外形、主要结构及工作原理，均相似于圆筛，不同的是，圆打筛的中心轴不随筛筒一起旋转，轴与筒筒以不同的转速和方向转动。在轴上按螺旋形安装有若干根打棒，起拍打和推进油籽的作用。筛筒的直径比圆筛小，且筛筒和轴可以水平安装，不需华侨。当清选棉籽时，其表面短绒中所含的尘土、泥砂和粘附的轻杂，如茎叶、草屑等，用其它清选机械很难去除。而圆打筛利用打棒的拍打，能较好地清除这类杂质。总之，不管哪种旋转筛，其筛面利用率都很低。有效筛理面积只有筛理面积的～。同时因筛面有一定的斜度，同一大小的物料，在平筛面上可以通过筛孔，而在斜筛面上就有可能通不过，因而影响了筛选效果。四、影响筛选工艺效果的因素（一）筛选工艺效果的评定油籽经筛选机械清选后，其工艺效果可从筛选效率、下脚中含油籽量等项目反映出来。1、筛选效果筛选效率是指筛选设备实际筛出的杂质量占进筛物中含杂质数量的百分比。可用下式表示：（2—13）式中：η——筛选效率（%）A——油籽进筛前所含杂质量（%）B——油籽出筛后所含杂质量（%）筛选效率一般为（各种筛选设备）：第一道清选：60～70%；第二道清选：50～60%2、下脚中含油籽下脚中含油籽是指在筛出的杂质中含有的完整油籽的数量（%）（二）影响筛选工艺效果的因素１、筛孔的形状、大小和排列筛选设备是利用油籽和杂质在颗粒大小上的差别，通过筛孔将杂质除去的一类设备。因而筛孔形状、大小的选择就具有重要的意义。筛孔的形状、大小选择得是否恰当，将直接影响筛选的工艺效果，必须根据油籽与杂质在形状和大小上的差异，合理选择筛孔的形状和大小。筛孔的排列形式，在满足筛面强度要求的前提下，应尽量先采用交错排列，以提高筛选效率。2、单位负荷量（流量）及均匀性单位负荷量是单位（cm）筛宽上物料每小时的流量，单位用（kg/h·cm）表示。单位负荷量是影响筛选工艺效果的重要因素之一，其大小应根据筛选设备的转速、筛面斜度及筛宽等因素决定。当这些因素确定后，筛面的单位负荷量则应保持一定，即保持负荷的均匀性。筛面负荷量增加时，将使筛面上的流层加厚，造成自动分级困难，使浮在上层的杂质难以穿过筛孔，致使筛选效率降低。而对平衡传动的筛选设备来说，当流量过大时，筛体加重，会导致振幅或回转半径减小等不良情况，亦会影响筛选效率。如果流量过小，则筛面流动过薄，对于平衡传动的筛子，其振幅或回转半径将增大。以上情况均易使物料在筛面上发生跳动，使筛选效果降低。流量过小，亦会降低筛子的产量，使设备利用率降低，通常料层厚度控制在10～15毫米左右为宜。3、筛面的长度和宽度。当筛理单位流量不变时，筛面宽度可决定筛选设备的产量。但筛面不宜过宽。因为过宽将造成筛宽方向的物料流层不均匀，影响筛选效率；同时敢导致筛体庞大、操作不便的不良后果。筛面的长度应保证油籽有足够的筛理路程来进行自动分有，并使小于筛孔的物料有较多的机会穿过筛孔，因此筛面不宜过短。通常筛面以长度为基准，筛长L为筛宽B的关系，根据经验呈如下形式：B:L=1:2～1:34、筛面的运动形式筛面的运动形式直接影响着油籽在筛面上的运动轨迹。我们希望在保证油籽向下流动速度的同时，使它在筛面上能走更多的路程，以增加穿孔机会。从这一点讲，平面回转筛比复复振动筛理想。5、筛面的斜度、振幅和转速油籽在筛面上的运动，直接受转速、振幅和筛面斜度的影响。由于物料本身具有一定的自流角，且物料在筛面上运动时又要克服磨擦力，所以筛面有一定的斜度，有利于油籽在筛面上的运动。但若筛面斜度太大，物料在筛面上的流速加快，在筛面停留的时间缩短，减少了物料与筛孔接触的机会，筛理效能将受到影响；同时由于筛面斜度太大，使筛孔的水平投影响长度减小，在