压榨法取油（油脂制取技术课件）

机械压榨法取油是指借助机械外力的作用，将油脂从榨料中挤压出来的取油方法。在压榨过程中，主要发生的是物理变化,如物料变形、油脂分离、摩擦发热、水分蒸发等。故压榨工艺包括蒸炒、压榨、毛油除渣。压榨法的定义压榨法的研究背景压榨法取油的历史可以追溯到五千多年前的中国、埃及、印度等古老国家，原始的压榨机有杠杆榨、楔式榨、人力螺旋榨等。1795年勃拉马氏水压机的发明，使液压榨油机在19世纪初应用于对油料压榨取油。1895年在我国辽宁营口建造了第一座水压机榨油厂。1900年ValeriusD.Anderson发明了连续式的螺旋榨油机（商品名称为Expeller）。从此至今，连续螺旋榨油机成为压榨法取油的主要设备。目前，Anderson国际有限公司和French油脂设备公司是美国两家处于领先地位的连续螺旋榨油机的制造厂家，而德国的Krupp公司和英国的DeSmetRosedown公司则是欧洲居领导地位的制造厂家。我国最早生产螺旋榨油机的设备厂家是湖北安路机厂（原东方红粮机厂）压榨法的分类（1）按压榨时榨料所受压力的大小以及压榨取油的深度：A、一次压榨又称全压榨，压榨后饼中残油可达3-5%。B、预榨仅要求压榨过程将榨料中约70%的油脂榨出，榨饼中残油一般为15-18%，预榨饼再进行溶剂浸出取油。（2）按压榨温度A、热榨B、冷榨

压榨法取油的基本原理螺旋压油机取油压榨法取油压榨法取油的基本原理一、压榨过程压榨取油的过程，就是借助机械外力的作用，将油脂从榨料中挤压出来的过程。在压榨过程中，主要发生的是物理变化,如物料变形、油脂分离、摩擦发热、水分蒸发等。

但由于温度、水分、微生物等的影响,同时也会产生某些生物化学方面的变化,如蛋白质变性、酶的钝化和破坏、某些物质的结合等1、油脂与凝胶部分分离的过程排油速度（油脂流动的平均速度）①压力（排油的主要动力）②粘度（液层内部的摩擦力）③液层厚薄（孔隙大小和数量）④油路长短（排油路径）排油深度（排油极限）①压力不能无限升高②温度不能无限升高③与蛋白质结合的油脂（脂蛋白）无法提取④出油通道的封闭2、油饼的形成过程在压力作用下,榨料粒子间随着油脂的排出而不断挤紧,直接接触的榨料粒子相互间产生压力而造成榨料的塑性变形,尤其在油膜破裂处将会相互结成一体。榨料松散体→弹性、塑性变形→完整可塑体

油脂排出榨料容重增大→摩擦生热（混合气体排出）蛋白质变性、结合等化学变化二影响压榨取油效果的主要因素榨料结构压榨条件榨油设备结构及其选型1、榨料结构的影响榨料结构指榨料的机械结构和内外结构两方面。榨料的结构性质主要取决于预处理（主要是蒸炒）的好坏以及油料本身的成分。a对榨料结构的一般要求。榨料颗粒大小应适当并一致榨料内外结构的一致性好榨料中完整细胞的数量愈少愈好榨料容重在不影响内外结构的前提下愈大愈好b影响榨料结构性质的因素。榨料流动性要好，不发粘榨料中油脂粘度及表面张力应尽量低榨料粒子具有足够的可塑性

在诸多的榨料结构性质中，榨料的机械性质特别是可塑性对压榨取油效果的影响最大。榨料在含油、含壳及其他条件大致相同的情况下，其可塑性主要受水分、温度以及蛋白质变性的影响。水分水分↑→塑性↑（塑性过好→“挤出”现象）水分↓→塑性↓（塑性过差→不利于出油）

“临界水分”→较狭窄的“最优水分范围”一般来说，随着榨料水分含量的增加，其可塑性也逐渐增加。当水分达到某一点时，压榨出油情况最佳，这时的水分含量称之为“最优水分”或临界水分。对于某一种榨料，在一定条件下，都有一个较狭窄的最优水分范围。最优水分范围同时与其他因素，首先是温度、蛋白质变性程度密切相关。温度温度↑→塑性↑（温度太高→产生焦化）温度↓→塑性↓（饼块松散不易成型）榨料温度不仅影响其可塑性和出油效果，还影响油和饼的质量。因此，温度也存在最优范围。蛋白质变性程度蛋白质变性程度↑→“挤出”压力↑蛋白质变性程度↓→饼中残油↑压榨时由于温度和压力的联合作用，会使蛋白质继续变性，如压榨前蛋白质变性程度约为74.4-77.03%，经过压榨可达到91.75-93%。总之，蛋白质变性程度适当才能保证好的压榨取油效果。2、压榨条件的影响

除榨料本身结构条件以外，压榨条件如压力、时间、温度、料层厚度、排油阻力等是提高出油效果的决定因素。a压榨过程的压力。压榨法取油的本质在于对榨料施加压力取出油脂。然而，压力大小、榨料受压状态、施压速度以及变化规律等对压榨效果产生不同影响。①压力大小与榨料压缩的关系。压榨过程中榨料的压缩，主要是由于榨料受压后固体内外表面的挤紧和油脂被榨出造成的。同时，水分的蒸发、排出液体中带走饼屑、凝胶体受压后凝结以及某些化学转化使密度改变等因素也造成榨料体积收缩。压榨时所施压力愈高，粒子塑性变形的程度就愈大，油脂榨出也愈完全。然而，在某一定压力条件下，某种榨料的压缩总有一个限度，此时即使压力增加至极大值而其压缩亦微乎其微，因此被称为不可压缩体。此不可压缩开始点的压力，称为“极限压力”（或临界压力）。榨料在压榨前后容积的比值称作实际压缩比，可用下列数学式表示：

Vjεn=----------Vcεn－榨料实际压缩比；Vj

、Vc

－分别为入榨料胚与饼的容积。εn值一般可通过实测计算而得，对于不同油料、不同工艺操作条件，则有不同的εn值。②榨料受压状态的影响。榨料受压状态一般分为静态压榨和动态压榨。所谓静态压榨，即榨料受压时颗粒间位置相对固定，无剧烈位移交错，因而在高压下粒子因塑性变形易结成硬饼。静态压榨易产生油路过早闭塞、排油分布不均的现象。动态压榨时，榨料在全过程中呈运动变形状态，粒子间在不断运动中压榨成形，且油路不断被压缩和打开，有利于油脂在短时间内从孔道中被挤压出来。因此，同样的出油率要求动态压榨所需最大压力将比静态压榨时低，而且压榨时间也短。在实际应用中，一般采用“动态瞬间高压”压榨。另外，对于摩擦发热，动态压榨的影响比静态压榨显著。③施压速度及压力变化规律。最基本的要求是：压力变化必须满足排油速度的一致性。”先轻后重，轻压勤压，流油不断”对榨料施加突然高压将导致油路迅速闭塞。研究认为，压力在压榨过程中的变化一般呈指数或幂函数关系。

b足够的时间。压榨时间↑→出油率↑压榨时间也不宜过长，否则，对出油率提高不大，还影响设备的处理量。在满足出油效率的前提下，尽可能缩短压榨时间。c压榨过程的温度。压榨时适当的高温保持榨料必要的可塑性和油脂粘度优点破坏和抑制榨料的酶（米糠中的解脂酶）有利于饼粕的安全储存和利用。油饼色泽加深甚至焦化缺点油脂、磷脂及棉酚的氧化色素、蜡等类脂物在油中溶解度增加不同的压榨方式有不同的温度要求静态压榨——加热保温动态压榨——冷却保温3、榨油设备的影响榨油设备的类型和结构在一定程度上影响到工艺条件的确定。要求压榨设备在结构设计上尽可能满足多方面的要求。诸如，生产能力大，出油效率高，操作维护方便，动力消耗小等。具体包括：施于榨料有足够的压力，压力按排油规律变化且能适当调节；进料均匀一致，压榨连续可靠，饼薄而油路通畅；减少排油阻力，能以调节排油面积来适应不同油料；压榨温度调节装置满足最佳流油状态；生产过程连续化，设备运转可靠，结构和操作简单，维修方便；节约能源。三、压榨取油的必要条件1、榨料通道中油脂的液压越大越好2、榨料中流油毛细管的直径越大越好，数量越多越好3、流油毛细管的长度越短越好4、压榨时间在一定限度内要尽量长一些5、受压油脂的粘度越低越好螺旋榨油机取油

螺旋榨油机是目前应用较多的一种压榨制油设备，它具有连续处理量大，动态压榨时间短，出油率高，饼薄易粉碎，操作劳动强度低等优点，特别适用于中、小型制油企业。螺旋榨油机主要由榨笼、榨螺轴、喂料器等部分构成。一、工作原理1、螺旋榨油机压榨取油的一般过程

（1）由于旋转着的螺旋轴在榨膛内的推进作用，使榨料连续地向前推进；（2）由于榨螺螺旋导程的缩短或者根圆直径逐渐增大，使榨膛空间体积不断缩小而产生压榨作用。榨料压缩后油脂则从榨笼缝隙中挤压流出，同时，将残渣压成饼块从榨油末端不断排出。①理想情况下理论粒子的运动在无阻力的情况下可以认为是按照螺旋体本身结构规律向前推进，粒子的运动是回转运动与轴向运动的合成，即粒子的运动轨迹是一条螺距不断减小的螺旋线，与榨螺轴的螺距变化规律相同。②实际情况下由于存在着各种阻力的作用，榨料的运动状态是十分复杂的。阻力：

内摩擦力、外摩擦力榨螺中断处、垫圈形状突变或刮刀等对榨料形成的阻力榨膛空间缩小时的压缩阻力调节出饼圈引起的阻力上述阻力的作用结果：使榨料在榨膛内的运动的轴向分速愈来愈大，而径向分速愈来愈小。通过实测榨条各区段的划痕，或用木制模型X射线照像，都证实了榨料粒子的运动轨迹是一条螺距不断增加的螺旋线，它恰恰与榨螺螺距的变化规律相反。③随轴旋转运动如果榨料粒子与榨轴外表面之间的摩擦力及榨料粒子之间的内摩擦力比榨料粒子与榨笼内表面间的摩擦力大，那么榨料会产生随轴旋转运动。措施为防止榨料随轴转动现象，在螺旋榨油机榨膛内装置了刮刀，并将轴表面磨光，以及在榨笼内表面装置榨条时使其具有”棘性”。④回料榨料在榨膛内的推进过程中，部分榨料会在榨螺螺纹边缘和榨笼内表面所形成的细小缝隙中产生反向的运动，即回料。压榨取油的基本过程在螺旋榨油机中，压榨取油可分为三个阶段成饼（重压沥油）段

主压榨（出油）段

进料（预压）段

（1）进料段——榨料在向前推进的同时，开始受到挤紧的作用，形成“松饼”。此时，由于粒子间的结合作用，进而发生塑性变形，开始出油。（2）压榨段——形成高压大量排油阶段。这时由于榨膛空间迅速有规律地减小，使榨料粒子开始结合，榨料在榨膛内成为连续的多孔物而不再松散。（3）成饼段——榨料形成瓦饼，几乎成整体向前推进，产生的压缩阻力更大。维持较高的压力有利于榨料中的残油进一步沥出，经过这个阶段后，榨油机排出瓦状饼块。2、榨膛压力的形成及其分布1榨膛空余体积的缩小，迫使榨料压缩而形成压力

2缩小出饼圈缝宽，增大对榨料的反压力

（1）榨膛空间内的压力是由于榨料受压力后对榨机结构相应部分产生反作用所致。这些反作用力大致归纳为两个方面：

(2)影响榨膛压力大小的因素。榨油机工作时，榨膛内压力的大小主要取决于以下因素，即压榨系统的结构特性、调饼装置的几何尺寸、榨油机的工作条件以及榨料的机械性质。(3)压力的大小与变化规律。榨膛内压力的变化规律呈指数或幂函数关系曲线。螺旋榨油机的特殊点是最高压力区段较小，即所谓瞬间高压，最大压力一般分布在主压榨段。对于低油分油籽的一次压榨，其最高压力点一般在主压榨段的开始阶段；而对高油分油籽的压榨或预榨，最高压力点一般分布在主压榨段中后期。

3、榨膛空余体积变化与榨料体积的压缩（1）几个名词空余体积——一般近似地将螺旋轴外表面与榨笼内表面之间所包容的体积。理论压缩比也称空余体积比，是指螺旋轴上相邻两榨螺所对应的空余体积的比值。压缩比曲线表示出沿螺旋轴每一节榨螺所对应的空余体积变化情况。通常认为，可利用这些曲线近似反映榨料在榨膛内受压变化情况，同时也可以此作为榨膛空间结构的设计依据。理论总压缩比指在充满系数为1，榨料没有随轴旋转及回料的情况下，第一节榨螺和最后一节榨螺的体积输送能力之比值。实际压缩比是指进入榨油机的熟坯体积与由榨机排出的物料体积之比值。实际压缩比曲线是指在对应于每一节榨螺的空余体积中的榨料实际压缩值变化曲线。

（2）理论压缩比与实际压缩比的关系实际上，所有的螺旋榨油机，其ε值都远大于εn值，一般ε/εn=1.5-4.5，甚至更高（7.5）。榨料实际压缩过程

①榨料实际压缩状态实际压缩比（εn）反映了榨料在动态压缩状态下的真实受压状态。但应注意，由于螺旋榨油机榨膛压力大、排油速率高以及结构上的原因引起的所谓“流渣”也会引起榨膛体积的缩小。另外，在压榨过程中由于高温高压的影响，使榨料中水分蒸发以及某些化学变化而引起榨料的容重改变。②关于实际压缩比（εn）的几点结论a.榨料实际压缩比的数值变化范围在2.72~10.4，且随着榨料含油率的增加而递增。b.同一种油料采用不同压榨工艺，εn值也不相同。（εn一次压榨＞εn预榨）c.相同油料而采用不同榨油机，εn也不相同。这是因为压力大小不同使饼块的压紧程度不同所致，但变化幅度不大。理论压缩比和实际压缩比之间的差别是很大的。这是因为理论压缩比没有考虑榨料通过榨机向前移动的过程及榨料的物理性质。4、压榨时间压榨时间愈长,在一定限度内,油脂的榨出愈完全,但随之榨机的生产能力降低。螺旋榨油机正常生产时，压榨时间可以近似地看作榨料通过榨膛空间的时间。影响压榨时间的因素榨机结构状况操作工艺参数

5、压榨过程的温度榨油机的发热原因：多种摩擦热作用导致产生大量热量。利：加热状态下可以避免榨料冷却变硬，可以使油脂粘度降低，节约能源。弊：过热状态下可能导致实际压缩比降低（榨料焦化、结皮），油饼质量变差，出油率降低。榨油机的冷却用榨出的冷油喷淋榨笼的外表面将冷水通过轴心钻孔的榨螺轴将冷水通入带夹层的榨笼壳二、螺旋榨油机的主要类型和结构1、螺旋榨油机的主要类型

一次炸机（一次压榨）按工艺预榨机（预榨-浸出）特种榨机（骨渣、果仁脱水等）单级榨机按炸膛数双级榨机三级榨机大型榨机（150t/d以上）按处理量中型榨机（50-150t/d）小型榨机（50t/d以下）ZX10型螺旋榨油机2、螺旋榨油机的结构进料装置开式料斗喂料装置（开式喂料器）封闭直立桨叶喂料装置（蝶式喂料器）变速螺旋输送机喂料装置（绞龙喂料器）榨笼圆柱式榨笼（榨条+榨圈）——由榨条（圈）笼固定梯段式榨笼（榨条+垫片）——由装笼板固定

ZX18、ZY24型榨油机装笼原则

ZX18、ZY24型榨油垫片安装原则榨螺轴整体轴（整轴车制而成）套装轴（由榨螺、距圈和芯轴组成）变速螺旋轴（前后榨螺转速不同）螺纹：连续螺纹、断螺纹；右旋螺纹、左旋螺纹单头螺纹、双头螺纹螺旋轴的旋转方向：

“左螺纹右转，右螺纹左转”调饼装置（校饼机构）

整轴移动式可移调饼套式可移出饼套式传动装置联合传动方式分别传动方式电动机，减速器，皮带轮，伞形齿轮，圆柱齿轮，涡轮蜗杆等。3、螺旋榨油机的操作4、螺旋榨油机常见故障原因及解决措施毛油中悬浮物的分离毛油是指未经精炼的油脂，它由油脂及其伴随物所组成。而油脂伴随物为伴随在油脂产品中的非甘油三脂物质的统称，其包括类脂物与非类脂物两类。毛油中通常含有一些油料饼末或粕末、泥沙、草杆纤维、铁屑等固体杂质，因这些杂质多以悬浮状态存在于油脂中，故称之为悬浮杂质。

一、毛油悬浮体系的特点及分离方法1、毛油悬浮体系及其特点

（1）颗粒特性不规则颗粒其粒度表示：当量球直径、当量圆直径、统计学直径。（2）颗粒粒度与工艺的相互影响若料坯质量差（机械性能差、粉末度大）——毛油含有大量粒度不均匀的油渣（3）悬浮颗粒机械性能、状态的影响（4）液相粘度的影响液相油脂的黏度大，且随温度的降低而增大。黏度是影响过滤阻力和沉降阻力的因素之一。2、毛油悬浮物的分离方法对毛油中悬浮杂质的分离，通常采用沉降和过滤的方法。

对不同制油工艺所得到的毛油，毛油悬浮物分离的工艺和设备也有区别。在实际生产中，一般将压榨毛油中悬浮杂质的分离工艺分为油-渣分离（粗分离）和悬浮物分离（细分离）两个步骤。

二、压榨毛油的油-渣分离

压榨所得的毛油中,含有许多粗的或细的饼渣或称“油渣”，压榨毛油中饼渣的含量随入榨料坯性质、压榨条件、榨机结构的不同而变化甚大，可以在2%～15%之间。

1、压榨毛油除渣的特点对油渣分离的要求①分离后的毛油含渣量尽量低②分离出的饼渣中残油尽量少③毛油除渣应及时，且分离工艺应简短。油渣分离后的毛油含渣量和饼渣含油量随分离工艺和所用设备的不同而有所区别。2、压榨毛油除渣的方法和设备对于含渣量高的压榨毛油，最好采用沉降和过滤两步分离的方法。第一步在澄油箱内将大而重的固体饼渣分离；第二步用板框压滤机或叶片式过滤机分离细小的饼屑。三、毛油悬浮物的沉降法分离重力沉降利用悬浮杂质与油脂的比重不同，在自然静置状态下，使悬浮杂质从油中沉降下来而与油脂分离。沉降法分离离心沉降

借助于高速旋转产生的离心力，使油脂悬浮体系的液体和悬浮物分离，实现固液相分离的过程。

（一）重力沉降1沉降原理2影响沉降的因素3沉降设备及操作方法返回1、沉降原理悬浮于油脂中的单一颗粒，或者颗粒群充分地分散，以致颗粒不致引起碰撞或接触的情况下的沉降过程，称为自由沉降过程。若该颗粒是球形，其沉降运动处于滞流区域，则颗粒的理论沉降速度可用斯托克斯定律来描述：式中：Ve—颗粒的自由沉降速度（米/秒）；

d—杂质颗粒直径（米m或μm）；

ρs—杂质颗粒密度（千克/米3）；

ρ—油脂的密度（千克/米3）；

μs—油脂与悬浮微粒组成的胶溶体的动力粘度。实际上，油脂悬浮体系中的颗粒形状往往是不规则的，球形度愈小的颗粒，其阻力系数愈大，因而实际沉降速度远小于理论值。

2、影响沉降的因素（1）颗粒性质。悬浮颗粒的表面形状是影响颗粒沉降速度的一个重要因素。这是因为颗粒在流体中运动的阻力，系由表面阻力和形状阻力所组成，它们都与颗粒的形状有关。（2）浓度效应。高浓度的油脂悬浮体中，颗粒的沉降属于干扰沉降，由于颗粒下沉和流体向上置换引起的相对速度效应以及颗粒的碰撞和凝聚作用等因素的影响，颗粒不是单个地而是成群地一同下降，这种受阻的沉降速度远小于自由沉降速度。（3）器壁效应。沉降颗粒附近的静止器壁或边界，影响该颗粒周围的正常流型，因而会降低其沉降速度。这种容器器壁对颗粒沉降的阻滞作用称为器壁效应。据经验，如果沉降容器直径与颗粒直径之比约大于100，则沉降容器器壁对颗粒的沉降速度似乎并无影响。（4）温度。由沉降公式可知，悬浮颗粒的沉降速度与体系的粘度有关，而温度是影响体系粘度的一个重要因素。在一定范围内，温度对体系粘度的影响呈反比例关系。（5）凝聚处理。油脂悬浮体中的微细颗粒通过添加电解质可得到凝聚。凝聚包括颗粒的聚集和聚集颗粒的进一步絮凝。

3、沉降设备及操作方法重力沉降分离设备有沉降池、暂存罐、澄油箱等。澄油箱是最普通的一种毛油粗沉降分离设备。（二）离心沉降油脂工业生产常用的离心沉降设备有管式离心机、蝶式离心机和螺旋型离心机。螺旋型离心机常用于粗油悬浮杂质的分离，而管式离心机和蝶式离心机主要用于油脂精炼过程中工艺悬浮体系（胶粒和皂粒）的分离。

生产操作中应注意事项①根据粗油悬浮体的性质和分离要求，通过调节溢流档板，控制澄清液溢流口的适宜位置，确保分离效果。②注意粗油悬浮体固相浓度的相对稳定。③分析粗油性质选定转鼓速度，控制合理的进料量。④悬浮体系的粘度影响设备的产量、悬浮颗粒的沉降速度及沉渣湿含量，含渣毛油要尽量维持在不低于70℃的条件下进行分离，并避免因水分的混杂而析出胶性颗粒，以确保最大处理量下的分离效率。⑤清油出口管不能过细，以免出油不畅引起倒流而引起机体震动。停车时要输入澄清油清洗转鼓。四、毛油悬浮物的过滤法分离过滤法分离就是在重力或机械外力作用下，使悬浮液通过过滤介质，悬浮杂质被截留在过滤介质上形成滤饼，从而达到除去悬浮杂质的目的。根据过滤推动力类型的不同，过滤常分为重力过滤、压滤、真空过滤及离心过滤。（一）过滤原理1、过滤速率起始——过滤介质过滤一段时间——截留颗粒构成的滤饼2、影响过滤的因素(1)悬浮体系的性质。油脂悬浮体系中的固相含量、固体颗粒的粒度和机械性能直接影响滤饼的结构特性，直接影响过滤阻力和过滤速度。(2)过