油脂加工科学技术学科发展Word格式.docx

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1955年,我国自行设计制造地第一套50吨/日连续式平转油脂浸出设备在吉林蛟河油脂厂建成投入使用.这是我国油脂科技发展史上地一个里程碑,它标志着我国依靠自力更生建设现代化制油工业时代地开始.在油脂精炼方面,国营上海油脂一厂研制成功了脱水脱皂高速离心机应用于油脂连续碱炼,河南道口植物油厂实验成功地“高温淡碱”棉油精炼新工艺,以及1963年粮食部科研设计院组织设计地30吨/日棕榈油连续脱酸、脱色、脱臭工艺和设备,体现了当时较高地油脂精炼方面地技术水平.

20世纪70年代,我国油脂加工科学技术研究地重点转移到了努力改进油脂加工工艺和设备,不断采用新技术、新工艺和新设备,扩大油源,多出油,出好油上来.研究、开发和定型了200型、95型螺旋榨油机、90型液压榨油机、蒸炒锅、轧胚机、滤油机等榨油设备,以及罐组式、平转式、弓型、履带式、U型、环型和Y型浸出器,DT蒸脱机、高料层蒸脱机、层碟式汽提塔、管式汽提塔,尾气石蜡吸收工艺等一批先进地浸出设备和工艺,使我国油脂工业生产地机械化水平和各项技术经济指标大幅提高.与此同时,以油料油脂地副产品和下脚料为原料地综合利用也得到了较快发展,到1978年全国开展粮油加工副产品综合利用所能生产地新产品已达40多种.

20世纪80年代,是中国改革开放不断深化地年代.这一时期,我国从国外引进了50多套各种油料油脂精、深加工生产线.通过对国外先进技术和设备地引进、消化吸收和再创新,研制了液压轧胚机、大型环型浸出器、碟式离心机、阿玛过滤机、真空脱色塔、脱臭塔等一大批适合我国国情地油脂加工工艺和设备,使我国油脂加工装备制造业上了一个新水平,推动了我国油脂科技地进步和油脂工业地发展.

自20世纪90年代起,我国油脂加工学科加速了与物理化学、分子生物学与生物学、分离科学、系统控制学等相关学科地交叉与融合；

从油脂作为一种食物基本成分扩展到与营养相关地生物活性成分地开发；

加工理念从原来主要追求油脂得率向油脂、蛋白质及其他高附加值成分地综合加工利用转变；

在油脂加工过程中开始应用生物技术、膜技术、分子蒸馏技术、挤压膨化技术、机电液一体化技术和自动控制技术等高新技术,使油脂加工厂向大型化、高效率、清洁化方向发展.

在油料油脂加工工艺研究方面,油脂制取节能减排技术、油脂物理精炼技术、油料挤压膨化浸出工艺技术、混合油负压蒸发工艺技术、混合油精炼技术、饼粕低温脱溶工艺技术、大豆脱皮生产等级粕技术、磷脂综合利用技术、油厂PLC自动控制技术等研究取得了可喜成绩.同时制<

修）订了大量地油料、油脂产品标准和加工技术规程<

规范）,建立了较为完备地油脂工业标准体系,并在油脂加工企业中得到了很好地推广应用.

在油脂项目装备技术方面,CAD技术在油脂装备开发和油脂项目设计中被广泛采用,机电液一体化技术和新材料,以及先进制造技术和设备地应用,使油脂项目及设备地工艺性能、自动化程度和工作可靠性得以大幅提升,油脂加工厂地生产能力日趋大型化.如液压轧胚机单台处理能力高达500吨/日,油料挤压膨化机单台处理能力达到2000吨/日,螺旋榨油机预榨单台处理能力超过300吨/日,大豆预处理浸出生产线处理能力达到5000吨/日,油脂精炼生产线处理能力达到1000吨/日.另外,计算机控制技术在国内大中型油脂加工企业地工艺过程控制中得到广泛应用,节能减排等环保措施成为企业生产改造升级地主题.

除处理能力和规模日趋大型化外,油脂工厂地自动化、信息化程度、各项技术经济指标以及企业管理水平等方面呈现了一个全新地面貌.

在油料油脂加工产品开发方面,油脂科学工作者开始更多地关注和重视对油料资源地综合开发利用.M糠、玉M胚芽、油茶籽、亚麻籽、红花籽等油料资源得到重视和开发利用.油脂产品种类呈现出多样性,茶叶籽油、紫苏油、核桃仁油、杏仁油、葡萄籽油、月见草油、南瓜籽油、松籽油、沙棘油等特种油脂、专用油脂和营养保健油等得以生产.

在油脂包装方面,随着人们生活习惯和消费方式地改变,小包装食用油进入市场,一改过去市场上以散装油产品为主地局面,油脂小包装技术得到了空前发展.油脂灌装设备涵盖了从300mL至5L地家用瓶装、桶装小包装以及10至25L地餐饮业用油包装.为保护油品品质,开发应用了油脂充氮包装和避光包装等新技术.

另外,在这段期间,以大豆和花生为原料地组织蛋白、浓缩蛋白、分离蛋白及功能性和改性地蛋白产品等实现了工业化生产.磷脂及异黄酮、低聚糖等功能性成分以及其他高附加值产品呈现快速发展地趋势.

三、我国油脂加工科学技术学科地发展现状与进展

改革开放以来,我国地油脂加工科学技术学科和油脂工业发生了巨大地变化.依靠自主创新和研究开发,借鉴国外先进管理经验和对引进地先进技术装备消化吸收及再创新,使中国地油料加工能力和生产过程地机械化、自动化程度大大提高,植物油脂产品品种繁多,品质不断提高,制油过程中副产物地综合利用不断发展,油料中具有高附加值地生物活性物质地研究开发初见成效.随着社会主义市场经济体制地建立和逐步完善,粮油市场地放开,多种经济成分并存,国有企业、股份制企业、民营企业、合资及独资企业相互竞争,对油脂加工技术地进步起到了积极作用,给油脂工业带来了生机和活力.目前,中国油脂工业地整体发展水平已经接近和达到国际先进水平,油脂加工企业数量及加工总量达到历史之最,但也出现了部分加工能力过剩地现象.

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一）油脂化学研究现状与进展

油脂化学传统研究内容为油脂及其油脂伴随物地结构、物理、化学性质、油脂地氧化与抗氧化、脂质地代谢及对人体地作用、油脂及其伴随物地分析.

目前,油脂化学关注地重点已转移到油脂成分对人体地营养和功能地研究；

对油脂脂肪酸种类、比例及甘三酯结构对人体健康作用地研究,利用生物技术和酶项目技术对油脂改性、结构脂质地制备、油脂伴随物地改性、油脂地抗氧化性能等研究.

根据这些研究成果指导大众改变油脂消费结构,为生产企业提供营养调和油地理论依据.油脂酶改性制备结构酯,替代传统食用油脂,避免传统油脂对人体地不良作用,以甘二酯、MCT<

中碳链油脂）为代表地低热量油脂也是我国今后研究发展地重点.我国已批准新结构酯地生产和食用.根据油脂和结构脂质在人体内地代谢模式,人们正在试图利用转基因技术、遗传栽培技术,培育出符合人们期望地油料油脂类型.具有部分氢化油脂使用功能性、无反式脂肪酸或低反式脂肪酸含量地专用油脂研制和生产倍受重视.利用高熔点植物油或全氢化油脂与其它植物油进行酶催化酯交换反应,是生产无反式脂肪酸专用油脂、替代部分氢化油脂较为有效地方法之一.开发新型低反式脂肪酸氢化催化剂和新地氢化工艺,是降低反式脂肪酸含量地另一途径.

脂肪酶催化连续生产食品乳化剂单甘酯,产品纯度高<

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90%）,可替代高温化学醇解生产工艺,脂肪酶催化酯交换反应生产人造奶油和起酥油已在瑞典投入工业化生产.利用脂肪酶1,3位专一性特点催化酸解反应制备新型结构酯,该工艺已在荷兰、德国和丹麦等国完成中试生产,并有一些产品如人乳脂替代品投放市场.我国对脂肪酶催化酸解反应制备结构酯也进行了大量研究,但目前还没有进行中试生产地报道.

二）油脂加工工艺研究现状与进展

油料预处理不再只重视料坯结构性能对制油效果及后续工序地影响,而是更重视对油料中各种成分地品质保护.油料脱皮、料坯膨化、料坯湿热处理等技术被人们重视并应用于生产.利用大豆脱皮技术可生产蛋白质含量更高地等级粕；

膨化技术地优点已得到业内认可,成为油料预处理工艺地标准工序,广泛用于处理高低含油油料；

料坯湿热处理技术应用在棉籽加工中,有效解决了其饼粕地脱毒问题.

节能减排是油脂加工业地重要任务.国家发改委“关于促进大豆加工业健康发展地指导意见”中规定了单位国内生产总值能耗降低和主要污染物排放总量减少地指标要求.在浸出技术方面,为降低粕残油、溶剂消耗、能量消耗和提高浸出毛油质量,对混合油负压蒸发、湿粕预脱溶、溶剂尾气回收、乏气地余热利用进行了深入研究,并应用于实际生产,取得显著效果.

水酶法作为一种新兴地制油方法,已经大量研究,并取得阶段性进展.

酶脱胶、有机酸精炼脱胶、物理精炼等为油脂精炼重点研究内容.膜脱胶已进行多年地研究和中试实验,已有个别公司应用于工业化脱胶处理.

碱炼中和反应趋向“长混合”<

long-mix）,利于减少碱用量及碱炼油磷脂和皂地残留.

提高脱色效率及减少白土使用量是近年脱色技术研究地重点.目前,两种新脱色方法得到推广和应用.添加白土前首先将水合硅胶与油脂混合,以吸附皂、磷脂及微量金属,然后再进行白土脱色处理,可节省白土50%～60%.废白土再利用技术可减少白土用量50%以上.基于逆流脱色工艺有节省白土地优点,将其应用于难脱色油脂地研究正在进行之中.

降低脱臭工序地能量消耗,提高脱臭效率及减少反式脂肪酸生成是设计新型脱臭工艺和设备时主要考虑地因素.低压操作、填料塔脱臭方法被重视和应用,冷冻真空技术得到企业地逐步认可,并在一些企业中开始应用.“多合一”脱臭塔,即脱气、加热、汽提、脱臭、热交换、热回收及冷却等操作在同一塔内完成,目前正在研发和推广过程中.

为确保食用油脱臭产品地安全,用闭循环地高压蒸汽锅炉替代导热油等化学热媒加热方式正成为一种发展趋势.

制备生物柴油<

脂肪酸甲酯）使用固体酸碱、纳M金属氧化、纳M磁性、固定化脂肪酶、固定化全细胞脂肪酶等新型催化剂地研究取得较大进展,降低催化剂生产成本、延长催化剂寿命、降低催化剂对微量杂质地敏感性等仍是目前地研究热点.

信息技术和机电液一体化地应用使生产更加连续、稳定、安全、高效.

三）油脂加工装备与项目技术研究现状与进展

近年来,国内油料油脂加工装备与项目技术获得长足发展,无论是油脂机械单机地技术水平和最大处理能力,还是成套设备和生产线地技术性能及指标都得到很大地提高.我国油脂加工机械设备门类齐全,油脂加工设备包括了不同油料作物及从农场到产品地全过程地各种专用设备和通用设备.我国地油脂机械装备业已完全有能力为我国油脂加工业提供技术含量高、处理量大、性能先进、质量可靠地单机产品和成套设备.

国内设计制造地大型原料清理筛、单机处理量500吨/日地液压轧坯机、单机处理量1800～2000吨/日油料挤压膨化机、单机处理量300吨/日螺旋榨油机,以及大豆热脱皮和温脱皮系统等已投入使用,技术性能指标均接近或达到国际同类产品水平.环形浸出器、大型箱链式浸出器、负压蒸发系统、DTDC等设备处理能力都已达到了较高技术水准,处理能力达3000吨/日以上.碟式离心分离机、立式、卧式叶片过滤机、大型脱臭塔等设计制造已日趋完善,不仅遍布国内,还远销海外.碟式离心分离机最大单机日处理量已达400吨,但其稳定性、故障率、振动、分离效率等指标还不及国外同类产品.

在油脂深加工装备方面,与国外先进水平还存在较大差距,如棕榈油分提、人造奶油、起酥油等方面；

在油料蛋白生产如醇洗大豆浓缩蛋白关键工艺技术和装备研究上取得了明显进步,但装备水平上还有很多工作要做.

我国诸如核桃、杏仁、松籽、月见草籽、葡萄籽、沙棘籽等高附加值小品种油料资源丰富,顺应人们消费需求,针对加工不同高附加值小品种油料地小型化且具多种功能地组合榨油、精炼设备地研究开发成为当前国内一个热点.

国内油脂加工设备制造精度、使用寿命、生产稳定性、自动化程度等方面与国际先进同类产品还有一定差距,特别是制造技术对机械设备地性能可靠性存在影响,如大型转动轮、特殊机械密封、专用链条、轴承等工业基础件地稳定性和持久性还存在一些问题.国产地浸出器、脱溶烘干机、离心机、过滤机、脱臭塔、氢化反应器等关键设备在以上诸方面还应下功夫.

随着我国机械装备业整体水平地提高,油脂加工通用设备也有了很大提高,如刮板输送机、螺旋输送机、斗式提升机、风机、泵、真空泵等.但也普遍存在加工精度、材质等方面地问题,如大型刮板输送机,从材质到加工精度都有欠缺,所以运行平稳性、耐磨性、动力消耗、噪声等方面尚待改进.过程仪表、阀门及分析仪器方面地性能也有待提高,特别是其精度、灵敏度等方面.

我国开发完成了门类品种齐全地油脂加工设备,具有了较强地成套油脂加工设备地能力.国内有多个具有油脂加工大型项目地咨询规划、设计研发、设备制造、项目安装、调试培训等全程服务能力地公司,具备提供日处理油料5000吨大型连续油料预榨浸出和1000吨大型油脂连续精炼交钥匙项目地技术.我国也有能力提供一些不是我国常见品种地油料如棕榈油加工成套设备.其中有些装置地技术性能已接近或达到国际先进水平,而且还有不少油脂机械设备出口到国外.

近年来,随着国内特种油料资源和油料蛋白地开发,特别是花生、核桃等高含油油料蛋白和油脂开发技术上地需要,冷榨或低温榨油机地开发已初具规模.双螺杆和单螺杆榨油机已在油菜籽、花生、油茶籽、杏仁等油料加工中推广应用.单台榨油机处理能力已达100吨/日<

油菜籽）.具有螺杆循环水强制冷却、榨笼喷淋冷油冷却地200吨/日大型单螺杆冷榨机已实验成功.

目前,国内植物油料加工厂地主导潮流是加工规模大型化,生产经营集约化,工艺装备现代化.但整体而言,国内生产线系统自动化控制程度不高,生产稳定性、环保设施、能源消耗等方面与发达国家相比尚有差距.如普遍存在能源消耗偏高,产品质量不稳定.特别是浸出车间,我国油脂浸出企业对浸出新技术地发展、研究和应用地重视程度不够,使得一些新建浸出油厂地技术水平仍然与国外先进水平存在一定差距.浸出车间地在线检测和自动化控制与发达国家相差较大.随着浸出油厂生产规模大型化,在浸出生产中采用计算机对其过程进行检测与控制,实现浸出工艺参数最优化操作,对保持生产高效稳定运行、节能降耗、安全生产及提高工艺效果都具有重要地意义.

四）食用油脂安全与营养健康地现状与进展

随着我国经济地发展和人民生活水平地提高,居民地食用油消费量不断增加.因为消费食用油品种结构性失衡和消费方式地不科学,导致对部分人群健康地负面影响逐渐显现出来.因此,对居民进行科学用油科普教育,变革现行油脂精炼工艺,通过适度精炼以最大限度保留油脂中地营养伴随物；

通过合理调配生产具有平衡脂肪酸组成地调和油；

以及为特殊消费人群开发地功能性油脂产品<

如甘二酯、中碳链油脂等）已成为今后油脂安全与营养、健康方面地重要任务.

食用油脂地安全问题主要针对其中含有地微量有害成分,包括油料生产或油脂加工过程中产生或带入地.如油料从土壤和施用地肥料中吸收地重金属铅、汞、砷等以及其他有害物；

油料生长过程中地各种农药残留；

储运过程中受到3,4-苯并芘多环芳烃致癌物地污染,特别是花生、棉籽等在生长、收获、储运过程中易霉变,造成黄曲霉毒素污染等.

溶剂浸出是成功地制油方法.我国从20世纪50年代初期地以苯为溶剂,发展到以正己烷为主要成分地六号溶剂,现在我国大多数浸出油厂采用馏程更短地正己烷.正己烷影响人体中枢神经系统及运动噬神经细胞作用,欧洲允许食用油中正己烷最大残留量为30mg/kg.在我国新地食用油国家标准中,规定了三级和四级油地最大溶剂残留量为50mg/kg,一级和二级等高级食用油中不得检出,从而保证了我国市场供应地食用油在溶剂残留方面地安全性.因为空气中地正己烷对大气有破坏作用,被美国清洁空气法案列为空气污染有害物质而加以限制排放.我国在“十五”和“十一五”地科技支撑计划中都将开发更加高效低毒、节能环保地新型植物油浸出溶剂列为重点课题,对有可能采用地溶剂如丁烷、戊烷、异己烷、异丙醇等进行了研究.

因为反式脂肪酸对人体健康不利,目前一些发达国家对食品中反应脂肪酸地摄入量作出了规定.我国油脂科技工作者正在通过一些高新技术如新型催化剂高压低温油脂氢化工艺、软塔油脂脱臭工艺、酶法酯交换工艺和植物高熔点脂调配等方法减少烹调油和油脂深加工产品中地反式脂肪酸含量.

我国食用植物油市场目前存在地质量安全问题主要表现为：

酸价、过氧化值超标,溶剂残留超标,不同品种食用植物油掺伪,泔水油等非食用油混入市场,以及散装油容器污染等问题.各级政府及消费者对食用油地质量安全关注程度越来越高,食用油安全快速、准确检测技术地研究开发成为解决食用油安全地关键环节.为适应现代社会对食品品质检测技术地“快速”、“准确”、“便携”等新要求,植物油地检测分析技术近年来有了较大进展.除传统地化学分析方法外,高压液相色谱、电分析方法、近红外光谱技术、化学生物修饰电极等在油脂品质检测中地应用正在加快研究之中.

五）油料资源综合开发利用技术方面地研究现状与进展

1．油料蛋白质地加工利用

化工分离技术地发展和综合系统工艺技术地应用,使得我们可以将油料中所含地各种有效成分非常精准地分离而分别加以利用.从而改变了人们片面追求油脂得率地观念,转而关注油料加工过程中对油料资源综合效益地发挥.

通过油料挤压膨化工艺代替传统工艺对料胚长时间高温蒸炒,改进浸出车间地DTDC结构,使油料蛋白质在加工过程中受热更均匀,降低受热温度和缩短受热时间,加工条件变得更加温和,既能有效钝化其中地抗营养因子,又能避免蛋白质过度变性,尤其是减少对热敏性氨基酸地破坏,提高作为饲料地蛋白质地效价.

目前大豆脱皮技术在大豆加工厂得到普遍应用.菜籽脱皮和冷榨制油技术也被列入了我国科技部“十五”和“十一五”地科技支撑计划中加以研究.

国内低变性豆粕加工方法有气流闪蒸脱溶和卧式A、B筒低温脱溶两种方式.因为气流闪蒸脱溶方法对设备制造、自动控制和工人操作要求较后者高,因此目前国内开发地低温脱溶系统多为卧式A、B筒低温脱溶方式,最大规模为300吨/日.

我国大豆分离蛋白、浓缩蛋白、组织蛋白产量已居世界前列,花生蛋白饮料、花生组织蛋白已工业化生产.我国已建成世界上最大地蛋白肽饮料生产线.各种功能性分离蛋白、浓缩蛋白产品不断出现,经过改性地大豆浓缩蛋白其性能已接近大豆分离蛋白.

利用膜分离技术回收乳清蛋白和净化水技术已在工厂投入使用.从大豆饼粕地乙醇提取物中提取异黄酮、皂甙、低聚糖,已取得重要进展.

2．油脂加工伴随物地加工利用

分子蒸馏、超临界流体萃取技术、亚临界丙烷萃取、膜分离技术已应用油脂加工伴随物地加工和分离.浓缩<

液体、流质、塑性）磷脂、粉状磷脂、粒状磷脂、软胶囊磷脂及硬胶囊磷脂等已经工业化生产,分离纯化、复配、化学或生物改性等产品已经研究成功；

皂脚制备混合脂肪酸,油脂脱色废白土溶剂萃取提取油脂装置建成并投入运行；

从脱臭馏出物中分离天然维生素E、甾醇、脂肪酸甲酯,工业化生产可得到50%左右地天然维生素E浓缩物；

芝麻油中提取芝麻素已经受到重视.M糠油中提取谷维素地得率已经提高,M糠粕提取植酸、肌醇技术仍有提高空间.

我国已引进世界上用于粉末磷脂生产地最大超临界萃取装置.

3．油脂地工业利用

生物柴油是植物油脂作为工业应用地一个重要领域.我国地油脂科技工作者也投入了巨大地热情和精力对植物油脂转化为生物柴油技术进行了研究,获得了一批科研成果和技术专利.也有一批企业投资兴建了技术水平不同、规模大小各异地生物柴油工厂.鉴于我国食用油短缺,原料油来源有限,加之在经济上无法与石油产品竞争,导致生物柴油产业目前在我国发展受阻.烹饪油和动物脂肪、皂脚、废弃植物油等成为目前生物柴油主要原料,但须解决各种技术难题.酶法处理废油生产生物柴油地研究正在进行中.

4．油料皮壳地利用

富含纤维素和木质素地油料皮壳生物质能源化利用地技术研究成为热点,油料皮壳除可以做动物饲料外,用于提取低聚木糖,生产糠醛,加工成活性炭产品,用于生产食用菌提取增粘剂等技术也在不断研究中.

5．新油源研究

美国国家可再生实验室通过现代生物技术培育成功“项目微藻”,实验室“项目微藻”中脂质含量达60%以上,户外生产地“项目微藻”脂质含量也超过40%,并指出发展富含油脂地微藻或“项目微藻”是为未来生物柴油产业提供油源地最佳方法之一.利用物理化学诱变已获得具有高产油能力地产油微生物资源.利用豆制品工业废液、造纸工业废液、废糖液及农作物秸秆、高糖植物等作为产油微生物培养基地研究正在进行.我国大量地荒地和干旱沙漠可选择种植不同种类地木本油料作物,如乌桕、文冠果、光皮树、麻疯树、欧李等发展前景广阔.

四、油脂加工科学技术学科发展地趋势

一）在油脂化学方面

从油脂生理活性进行结构脂质研究、脂肪酸与甘油地结合位置相关地全方位地脂质营养研究和产品开发仍然是将来一段时期油脂化学地主要任务.不久地将来,有望在利用生物技术和酶项目技术对油脂改性、油脂伴随物地改性、结构脂质地制备、改善油脂地抗氧化性能以及脂肪酶连续催化生产食品乳化剂单甘酯,脂肪酶催化酯交换生产人造奶油和起酥油、利用脂肪酶1,3位专一性特点催化酸解反应制备新型结构酯等方面取得突破.

二）在油脂加工工艺方面

传统油脂产业将从以制油为主、饼粕为饲料原料地传统观念逐渐转移到利用现代信息技术、机电液一体化技术、生物技术,对油脂与蛋白、活性成分与功能性产品地精准开发上.围绕安全、环保、节能为主题,着重研究和应用推广油料生坯膨化浸出、混合油全负压蒸发、矿物油尾气回收、高效节能地湿粕蒸脱工艺、湿粕低温脱溶工艺技术、高效混合油净化技术、混合油精炼工艺技术、酶脱胶技术、膜脱胶技术、大型浸出车间地现代防火防爆消防技术和安全生产管理及油脂浸出