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壓榨法提取柑橘香精油

時間:10-09-14來源:網絡 作者:佚名 收藏
壓榨法也是從芳香植物原料提取精油的方法之一,主要用于制造柑橘類精油。如甜橙、檸檬、香檸檬以及白檸檬等的果皮提油均采用此法。壓榨法在加工過程中不受熱,因此又稱為冷榨法。
1 壓榨法的概述
據國內最新資料表明,利用壓榨法生產的香精油,色澤為淡黃色液體,出油率較低,為1.0%~1.6%,但有較佳的氣味,其香氣更接近于天然鮮橘果香,壓榨后的殘渣仍可用水蒸氣蒸餾法提取得到部分橘油,壓榨法適合于工業大規模連續生產柑橘香精油。
壓榨法提取柑橘油,有手工法和機械法之分,然而根據加工的柑橘果是整果還是散皮,還有整果采油法和散皮采油法兩種。采取壓榨法提取柑橘油有以下幾個步驟:
(1)整果和散皮的清洗和清水浸泡,做好原料準備。
(2)壓榨銼磨。根據方法不同,或者壓榨、或者銼磨。
(3)油水分離。利用高速離心機,分離經過沉淀、過濾的油水混合液,從而獲得粗制柑橘油。
(4)精制。離心分離而得的粗制油,經適當冷凍,再經離心分離、過濾、混合、調配、檢驗符合一定標準后正式成為產品精制柑橘油。
2.1 海綿法
目前檸檬油和甜橙油的生產仍有采用此法的。其法是先將整果切成兩半,用銳利的刮匙將果肉刮去。再將半圓型果皮于水中浸泡一段時間,使之膨脹變軟之后,從水中取出,并將其翻轉,使桔皮表面朝里與吸油的海綿相接觸,對著海綿用手從外面壓榨,這樣使油囊破裂,精油放出吸附在海綿上,當海綿如此操作精油吸附飽和時,將精油擠出流到下面的陶瓷罐中。陶瓷罐盛滿油液后,靜止澄清使圓形細胞碎屑沉淀。精油浮于上層,下層為植物中之水分,最后將上層精油傾斜濾出。此法手續煩瑣,產率低,消耗人工較多,據說只能回收50%-70%果皮中的精油。
2.2 銼榨法
這一方法又叫優扣累(Ecuelle)法,起源于法國南部尼斯(Nice)。雖然在歐洲這一方法已經不再使用,但在意大利起先采用的機械生產柑橘油的原理,都是根據這一方法發展起來的。該法是利用具有突出針刺的銅制漏斗狀銼榨器。將柑橘的整果在銼榨器的尖刺上旋轉銼榨,使油囊破裂精油滲流出來。并通過銼榨器下端的手柄內管,流到盛油和水的受器內,盛油和水的瓷罐放在冷室中,靜置分出精油。
這一方法的出油率低需要較多勞動力。生產出的精油質量不如海綿法好,意大利南部加拉勃利亞地帶分析了銼榨器的結構特點,研制出香檸檬的壓榨機,從而成為機械法提取柑橘油的先例。
2.3 機械壓榨法
海綿法與銼榨法都是手工操作,前者是將整果切成一半后加工,后者是用整果在銼榨器上銼磨。但是機械壓榨法通過人們的研究,無論整果還是散皮都能進行。目前國內柑橘油的的生產都已采用機械法。食品廠與香料廠采用磨皮機進行冷磨提油,冷磨法適合廣柑一類的圓果的提油。而杭州香料廠用散皮提油,所用的設備是螺旋壓榨法。
3 壓榨提取柑橘油的原理
由于柑橘油的化學成分,如甜橙油除含大量的易于變化的萜烯類成分外,其主成分的醛類(檸檬醛、十炭醛)受熱也容易氧化變質,所以柑橘油適用于冷榨和冷磨法。
首先根據橘果的形態選擇加工工藝和設備,國內罐頭廠所用的磨果機適用于圓形整果,如廣柑、檸檬一類。對于散皮則適用螺旋壓榨機。無論冷榨和冷磨,其取油的原理相仿,茲將其原理歸納如下:
3.1 油囊位于表層便于提取
含油的細胞位于桔皮外層,桔黃層的表面,而且油囊直徑一般可達0.4-0.6毫米,又是無管腺,周圍無包壁。是由退化的細胞堆積包圍而成,據Donovan的看法,這種油囊無論常壓還是減壓蒸餾都不易破碎,精油不易蒸出,相反,在蒸餾中主香成分容易氧化聚合變質。但是根據實驗經驗,將桔皮用手向反面擠壓,會有一股桔油射出。根據這一原理。無論采用Pepkin氏輥式壓榨機,刺皮機FMC磨皮機和BOE桔油冷磨機(Brown Oil Extractor)還是手工操作的銼榨法和海綿法,都是利用尖刺的突起物刺傷桔皮外層的桔黃,使其中的油囊破裂,精油被釋放出來,然后用噴淋的水將精油帶出。分出的油水混合物經澄清、分離、過濾,最后經高速離心機將精油分出。
3.2 影響冷榨冷磨提取油的幾個因素
3.2.1位于桔皮中層下面的海綿體阻礙精油分離
桔皮在中果皮層(Mesocarp)的內面是比較厚的,由纖維素為主內含有果膠的海綿層,而外果皮層油囊分布較多。在水果成熟過程中,中果皮組織內,纖維結構伸長分枝形成錯綜復雜內有細胞間隙的網狀結構,稱為海綿體。通常這一海綿體層較厚,而每個桔果果皮中所含精油為數不多,如以檸檬為例,每只檸檬平均重量大約100-120克,桔皮重量約占一半,其中所含精油約0.5-0.7克,這樣數量較少的精油當油囊破裂時,無疑為海綿體所吸收。在壓榨提油過程中,海綿體成為精油從桔皮組織分離的障礙。這一現象無論整果還是散果皮提油都存在。為了避免這一現象的發生和減少它的阻礙,在手工海綿法提油時,將剝下來的新鮮半果果皮,浸泡在清水中,使海綿體部分吸收大量水分,為水分飽和的海綿體吸附精油的現象可大大減少,這對精油的分離極為有利。對散皮來說清水浸泡同樣重要。
3.2.2桔皮壓榨前進行清水浸泡的必要性
桔皮的外果皮層當清水浸泡時,油囊的周圍細胞中的蛋白膠體物質和鹽類構成高滲溶液有吸水作用,使大量水分最后滲透到油囊和油囊的周圍,這樣油囊的內壓增加,當油囊受壓破裂時就會使油液有利的射出,這對出油有利。清水浸泡的另一個作用,就是中果皮吸水較外果皮大,吸水后的中果皮海綿體當精油進出時,就不再吸收精油,使出油率增高。我們知道新鮮采集下來的柑橘或者不是很成熟的柑橘壓榨時出油率高,如采摘下來多時或者樹上過熟的柑橘,其皮富有彈性,堅韌不易破傷,壓榨或磨銼比較困難,這樣果皮如經適當的清水浸泡使之適度變軟,則有利壓榨和冷磨出油。
3.2.3果膠和果皮碎屑影響油水分離
柑橘果種類的不同果皮的厚薄各異,而且油囊在外果皮中的分布有深有淺,油囊也有大有小。這樣在磨果機的設計上就要求有不同大小的尖刺或具有不同的轉速,或者在冷壓時要求施以不同的壓力,磨果與壓榨時橘果受傷過多,或者因壓力過大,或者清水浸泡橘皮過軟,則都會導致產生過多橘皮碎片進入油液中。這樣將導致果膠成分溶解在油液,將發生油水分離困難。
在散皮采取螺旋壓榨提油時,在清水浸泡適度后,再用2%-3%濃度的石灰水浸泡,使果白中的果膠酸轉化為果膠酸鈣,這樣中果皮層的海綿體凝縮變得軟硬適度。這是因為果膠酸鈣不溶于水的緣故。如果浸泡不透,果膠酸未能充分轉化為果膠酸鈣,則橘皮過軟,壓榨時不但要打滑,而且會產生糊狀物的混合液,造成過濾和出油困難。但浸泡過度,橘皮變得過硬而脆,在壓榨時出來的殘渣變成粉狀物,它將吸附一部分油分,不利出油。
總之,無論磨皮,壓榨的手工和機械提油,如何減少過高的壓力和過多的磨傷以及導致果皮的過硬和壓軟,清水(石灰水)的浸泡是重要一環。
4 螺旋壓榨法提取橘油實例
螺旋壓榨法是上海輕工設計院與杭州香料廠,經過不斷努力改進,70年代開始生產中采用螺旋壓榨柑橘散碎果皮,提取冷榨柑橘油的方法。其工藝如下:
4.1 原料的要求
冷榨橘油的質量在很大程度上取決于柑橘皮的新鮮程度,以及是否有霉爛變質現象。霉爛變質的柑橘皮,不僅影響精油的質量,而且浸泡時不易使果膠鈣化,給壓榨過濾等操作帶來困難,使得率降低。新鮮柑橘皮的保藏,要用籮筐分裝,嚴防堆放發熱,避免雨淋日曬,有條件的能放置在0-4℃冷風庫中則更為理想。
在保藏中,要注意防止橘皮受壓導致油囊破裂,在庫的原料應力求先進先出,有秩序的投產。而且要進行比較嚴格的選料,霉爛皮、雜皮、臟皮要從原料中篩除。篩除的原料除了嚴重變質外,可采用蒸餾法提油。
4.2 加工前處理——浸泡
浸泡是冷榨柑橘油生產過程中比較重要的一環,處理適當與否直接影響得油率的高低。故應予以充分重視。浸泡是指用1%-2%的石灰漿液浸泡,通過浸泡使柑橘皮所含的果膠酸轉化為果膠酸鈣,因果膠酸鈣不溶于水,以便油水混合液的過濾及離心分離。浸泡時的浸泡液,PH值應控制在12左右。根據果皮的品種不同浸泡液的濃度,浸泡時間略有不同。早橘、本地橘以及新鮮橘皮,采用液比為4:1,浸泡液濃度為1%-1.5%的石灰水,浸泡時間為6-8小時,鮮廣柑皮液比為4:1,鮮柚子皮液比為6:1,而浸泡液濃度為2%,浸泡時間因皮厚薄,分別為8-10小時。
浸泡時為了保證橘子完全淹沒在石灰水中,可在最上一層表面果皮上壓一頂竹片以防止果皮漂浮,浸泡液的濃度與時間的長短、氣溫高低、柑橘皮本身干濕度和橘皮品種,在不同條件下都會相互影響引起變化。一般根據具體條件,通過實驗,選擇應用。
浸泡分為靜止浸泡和循環浸泡,后者可縮短浸泡時間,并能使橘皮上下一致得到均勻浸泡。浸泡液可反復使用2-3次,但每次使用前要重新測定PH值,適當補充石灰。
橘皮浸泡要適當,皮子呈黃色、無白芯、稍硬、具有彈性、油的噴射性強。在壓榨時不打滑,殘渣為顆粒狀,渣中含水含油量要低。在過濾時較順利,不易糊篩,粘稠度不太高。如浸泡不透,皮子有白芯白點,彈性差,油的噴射力不強。在壓榨時易打滑,殘渣成塊狀,渣中含水,含油量較高,過濾時困難,易糊篩粘稠度高,如浸泡過度,皮子呈深黃或焦黃色,硬而脆易折斷,無噴射力。壓榨時殘渣成粉末狀態,易阻塞機器,渣中含油分高,含水分少,過濾容易,粘稠度低,后兩種情況影響得油率。
干柑橘皮的浸泡:干柑橘皮壓榨之前都先用清水浸泡,待橘皮稍有軟化后,再浸入石灰液中。干皮浸泡的液比為1:8,經清水浸泡2-4小時后,撈出再浸入2%-3%的石灰液中,浸泡6-8小時。
削下散皮的浸泡:蜜餞廠削下的柑橘表皮,俗稱云皮,可直接壓榨,無須浸泡,壓榨可進行兩次,如數量少常保藏在5%-8%的鹽水中浸泡。
4.3 過洗
經過石灰漿浸泡的柑橘皮,經撈出后,將粘附在表面的石灰漿沖洗干凈,并減低橘皮的堿性以利過濾和分離。洗凈的橘皮用籮筐分裝,以備壓榨加料之用。
4.4 壓榨
經過清洗后的橘皮進行加料,在加料時應注意調節出渣口的悶頭,使排榨均勻而暢通,同時注意適當開放噴淋水。噴淋水有兩條,一條是在加料斗的上方,隨原料進入榨螺時一起帶入,另一條是裝在多孔榨籠外殼的上方,將壓榨時由榨籠噴出的油分用水沖洗下來然后進入接料斗。噴淋水的數量榨籠外殼上的流量應大于加料斗出的流量。其量應與橘皮加料量和分離機分離量相適應。
噴淋水是循環使用的,第一次配制時,可用清水400-500公斤,按水量計加入硫酸鈉0.2%-0.3%,充分攪和,以提高油水分離效果。循環的噴淋液在循環使用時,時常因橘皮中石灰液未洗凈PH值會逐漸增高。為了有利于有水分離PH值應調整在7-8之間。噴淋水循環使用一定時間之后,水質中會含有多量果膠或沉淀物,從而變得渾濁粘稠,這對油水分離極為不利。噴淋水應放棄一部分,補充新水。放棄的噴淋水放到蒸餾鍋中回收其精油。
4.5 沉淀過濾
經過壓榨后的榨汁,往往會有細微的渣滓和粘稠的糊狀物,故必須經過沉淀過濾,以減輕橘油分離機的負荷。過濾后的殘渣含有大量的橘油,需將油水液及時擠干。殘渣可通過蒸餾回收精油。
4.6 離心分離
沉淀過濾的油水混合液,采用高速橘油分離機6000轉/分將油水分離,分離后而得粗制柑橘油。
 
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