专利名称：核桃仁冷榨制油方法与专用于该方法的核桃仁冷榨和制饼装置的制作方法
核桃仁冷榨制油方法与专用于该方法的核桃仁冷榨和制饼
装置所属领域本发明属于食品加工技术领域，具体地，涉及一种核桃仁冷榨的方法，并涉及专用 于核桃仁冷榨方法的核桃仁冷榨装置和核桃仁原料制饼装置。
背景技术：
核桃是世界著名的四大坚果之一，味道香醇，营养丰富。世界核桃的主产区是中国 和美国，约占全球产量的80%以上。美国对核桃主要做初加工，即将核桃果烘干脱壳，制作 成各种级别的核桃仁，直接食用。我国的核桃除了直接食用之外，还有约30 %的比例深加工 成核桃油与核桃粉，以满足消费者不同的需求。目前在世界范围内，核桃制油的基本方法可以分为四种液压冷榨制油、螺旋热榨 制油、有机溶剂浸提制油、水代法或者水酶法制油。还有的方法就是这四种基本方法中某两 种或者三种的组合。液压冷榨制油是最基本的方法，就是将水分合适的核桃仁人工装袋(尼龙袋)，袋 子起滤布的作用，放入液压榨油机的榨缸中，然后用液压压力推动活塞挤压榨缸中的核桃 仁，核桃油穿过滤布就从榨缸的缝隙中流出。液压冷榨制油的优点是1、设备简单，投资小， 能耗低；2、榨油温度低，属于冷榨制油，核桃油和油饼中的营养物质不受损害，所以产品品 质好。液压冷榨制油的缺点是1、榨油时间很长，需要先榨2-3小时，然后将榨缸内的油饼 翻一次，再榨2-3小时，才能把油饼内的残油降到合理水平；2、间歇式制油，装卸料全靠人 工，劳动强度大，无法实现自动化生产；3、单台机器的日处理量小(几百公斤)，属于作坊式 生产，难以实现规模化生产；4、某些核桃品种会出现活塞冒浆、堵塞榨缸出油孔、出油缝的 现象。针对液压冷榨制油的一些缺点，人们也提出了多重改进的方法。比如专利号 ZL200820114082. 2提出的解决活塞冒浆的方法；比如申请号200810233977. 2提出的核桃 仁带部分壳进行2次压榨以解决堵塞出油孔道的问题等等。但是无论如何改进，压榨冷榨 制油的基本缺点(劳动强度大，无法自动化，处理量低，压榨时间长)是无法改变的。螺旋热榨制油就是通过螺旋榨油机来榨取核桃油。螺旋热榨制油的优点是1、油 料连续进螺旋榨油机，能实现自动化、连续化生产，工人劳动强度相对较小；2、油料在螺旋 榨油机榨镗内的时间短，出油速度快；3、螺旋榨油机的型号有大有小，可以实现比较大规模 的生产。螺旋热榨制油的缺点是1、脱壳之后的核桃仁物理性质太软，必须带一定比例的核 桃壳(约30% )才能进入螺旋榨油机内榨油，所以核桃饼除了做饲料、肥料之外，无法再利 用，浪费很大；2、核桃壳内的一些苦涩味的物质会进入核桃油，影响核桃油的口感，所以核 桃油的品质较低，需要精炼；3、螺旋榨油的油料需要加热到比较高的温度(90-120度)，榨 油过程中因摩擦作用还会再升温20度左右，油和油饼中的部分营养物质都会受到损失，并 且高温还会让油色变深，并产生一些有害物质；4、螺旋榨油能耗高，并且核桃壳硬度高，机 器设备磨损厉害，所以生产成本较高。
针对核桃螺旋热榨制油的一些缺点，人们也想出了种种改进方法。比如申请号 200910011719. 4提出的，用榨过油的油饼替代核桃壳，掺入新鲜核桃仁中进行榨油，这样就 可以获得不带壳的核桃饼，以利用核桃蛋白。但是无论如何改进，螺旋热榨制油的基本缺陷 (要掺入其它物质才能榨油，制油温度高，营养物质受热分解)无法改变，制得的核桃油和 油饼的品质均较差。有机溶剂浸提制油是指将核桃仁经过简单的破碎或者轧胚或者膨化之后，浸泡到 有机溶剂中(比如正己烷、6号溶剂等等)，核桃油就溶解到有机溶剂中形成混合油，混合油 经蒸发除去溶剂，就得到核桃油，浸泡去油后的仁粕需用蒸汽加热(大约120度)除去溶 齐U。针对核桃油、核桃蛋白众营养物质易受热分解的特点，人们还改进了溶剂的种类，比如 采用沸点更低的4号溶剂、液化石油气等等。有机溶剂浸提制油的优点是1、油脂提取率 高，油饼残油很低；2、如果采用低沸点溶剂，核桃油与核桃蛋白的营养物质均可保留。有机 溶剂浸提制油的缺点是1、制油过程(属于食品加工过程)中使用了化学溶剂，并且不可避 免的会在核桃油、核桃油饼中存在化学溶剂的残留(虽然这种残留很低，在允许范围内)， 与当今世界人们追求健康自然的生活理念不相符，浸提出的核桃油、核桃粉也无法通过有 机食品、绿色食品认证，无法进入高端消费市场；2、浸提设备造价高(尤其是采用低沸点的 溶剂的时候)，有机溶剂有一定的溶耗，并且防火防爆等级高，不利于安全生产。水代法、水酶法是将烘烤之后的核桃仁磨成浆，然后兑水(水代法用的是纯水， 水酶法则向水中添加了纤维素酶、蛋白酶等等)，利用水把油取代出来。水和油互不溶解， 所以会分层。将油层撇出，精制之后即得核桃油，而核桃蛋白留在水溶液中。比如专利 ZL200510046309. 5所提出的水酶制取山核桃油的方法。水代法、水酶法制油的优点1、制油的条件比较温和，核桃油、核桃蛋白的营养物 质基本上不受破坏，所得核桃油、核桃蛋白的品质高；2、核桃蛋白直接在水溶液中，有利于 制取核桃蛋白饮料。水代法、水酶法制油的缺点1、技术不成熟，重复性差，油乳分离十分困 难；2、仅仅适合实验室阶段和小规模生产，工业放大问题仍未解决；3、核桃油提取率低(固 相中残油高)，核桃蛋白利用率低(废渣中含有大量不溶性蛋白)，经济性仍有待提高。
发明内容
综合上述现有的四种核桃制油技术，如果把它们的优点全部集中，把它们的缺点 完全解决，那么理想的核桃深加工技术应该满足以下技术要求1)作为核桃深加工产品的核桃油与核桃蛋白同等重要，不能因为追求一种产品的 品质而牺牲另一种产品的品质；2)加工过程应该在低温(根据文献，核桃蛋白质的变性温度为67度，低温就界定 在67度之下)下完成，并且不使用任何化学试剂，以保证纯物理冷榨的核桃油的品质和核 桃蛋白的活性(水溶性)；3)加工过程应该能实现自动化、避免工人的高强度体力劳动；4)加工技术和设备应该成熟可靠，能实现大规模的核桃深加工生产。本发明的目的就是针对现有技术的不足，结合为本方法配套研制的专用冷榨装置 和原料制饼装置，提供了一种新的能够完全实现以上4点技术要求的核桃深加工方法。本 方法除了用于核桃之外，还可以用于杏仁、澳洲坚果仁、花生仁等其它油与蛋白两用果仁的冷榨制油。为了实现本发明的上述目的，本发明提供了如下的技术方案将核桃仁原料先制成核桃仁原料饼然后进入冷榨腔进行冷榨。原料饼的厚度为 50-100mm，饼的直径为370_795mm，冷榨榨腔的出油面在榨腔的上下底面，而不像传统液压 榨机在榨腔的侧面。这样，核桃仁原料饼内的最大油路就只有油饼厚度的一半(25-50mm)， 而不是核桃原料饼直径的一半(190-400mm)。由于核桃仁原料饼的厚度远小于直径，所以油 路相对于传统方法能大幅缩短。把含水率在3. 0-8. 0%的核桃仁经过准确的计量，装填到本方法专用的液压驱动 的制饼设备中压制成准确大小和形状的核桃仁原料饼，原料饼呈扁平的圆柱形，有一定的 机械强度，保证在随后的输送过程和装填过程中不会散开。原料饼经输送设备输送到本方 法专用的压榨设备的填料系统中，填料系统将核桃仁原料饼自动装填到液压驱动的冷榨腔 体中进行冷榨。冷榨出的核桃油经过压榨设备集油系统自动收集，输入计量罐。冷榨出的 油饼经过自动卸饼系统卸出。送入粉碎机粉碎，进行后续处理。整个方法过程见图1。所述操作全过程中涉及的物料的温度都保持在核桃蛋白变性温度67°C以下，包括 室温制原料饼、原料饼室温输送、原料饼室温冷榨、核桃油室温收集输送、油饼室温粉碎。用于制作核桃仁原料饼的腔体(21)直径比用于冷榨核桃仁原料饼腔体(6)直径 小5-10mm ；而腔体的厚度前者是后者的2_3倍。用于制作核桃仁原料饼的压力为5_20MPa，用于冷榨核桃仁原料饼的压力为 10-50MPa ；用于制作核桃仁原料饼的活塞(18)相对缸(24)的运动速度为200mm-300mm/ min，用于冷榨核桃仁原料饼的活塞(9)相对榨缸(7)的运动速度为3-12mm/min。核桃仁原料制饼过程，第一步是原料精确计量。第二步是把精确计量的核桃仁原 料(29)送入制饼设备中(图3b)。第三步，制饼设备的液压装置(17、18)启动，快速将核桃 仁原料(29)内部的空隙和空气挤出。等空气完全排尽之后，还需要再进一步挤压，以保证 原料饼的机械强度。这时候将压力逐渐上调至5-20MPa，大约挤压30秒，等原料饼达到指 定的厚度之后挤压停止。后半段的挤压(即空气排尽之后的挤压)会挤出一小部分核桃油 (30)(图3c)，这部分核桃油同样收集起来，与后面的冷榨过程产生的核桃油一起进入计量 罐进行计量和后继处理。第四步(图3d)，等核桃原料饼挤压到指定的厚度之后，挤压过程 结束，制饼腔体的下活塞(27、28)退出，液压活塞(18)继续向下推进，将核桃仁原料饼(10) 推出制饼腔体(21)，制好的核桃仁原料饼进入输送装置移走。然后下活塞(27、28)复位，开 始下一轮的制饼进料。冷榨过程，第一步(图2b)，在液压压力的驱动下，顶柱(9)和下活塞(31、32)向上 挤压核桃仁原料饼(10)开始冷榨，核桃油从榨腔的上下两块微孔滤油板(5、32)滤出，滤出 的核桃油经过上下两块集油板(4、31)内设计的油路汇集到出油孔(2)流出。第二步(图 2c)，当压榨到一定的时间，或者活塞压榨到一定的位置，或者出油量达到规定的数量之后， 核桃仁原料饼(10)被压榨成核桃油饼(11)，挤压过程结束。在挤压过程中，新的核桃仁原 料饼(10)也被放置在了压榨设备的填料系统(8)上。第三步(图2d)，液压机的压力撤去， 顶柱(9)和下活塞(31、32)向下运动，回归原位。第四步(图2e)，榨腔腔壁(7)向下运动， 油饼(11)完全暴露出来。第五步(图2f)，油饼(11)被自动卸饼系统卸下，同时，新的核桃 仁原料饼(10)被装填进来，等待榨腔腔壁(7)复位之后开始下一轮的冷榨制油。
专用于本发明核桃仁冷榨制油方法的核桃仁冷榨装置，由多个冷榨腔体单元串联 在一起，每一冷榨腔体单元包括支架(1)、出油孔(2)、顶板(3)、集油板(4、31)、微孔滤油板 (5、32)、榨腔(6)、榨腔腔壁(7)、原料饼自动装载器(8)、顶柱(9)。榨腔(6)呈圆柱形，滤 油的微孔在上下底面的微孔滤油板(5、32)上，而非榨腔腔壁(7)上，微孔的直径10-20 μ m， 微孔滤油板(5,32)的开孔率为0.05-5%。微孔滤油板(5、32)、集油板(4,31)以及出油孔 (2)组合在一起，可以自动收集榨出的油。核桃仁冷榨装置的榨腔(6)厚度较小，在50_100mm范围内，腔体的直径较大，在 380-800mm范围内，以保证无论榨腔(6)直径多大，油料的最大油路始终只有榨腔(6)厚度 的一半，即 25-50mm。核桃仁冷榨装置由4-24个冷榨腔体单元串联在一起，共用一套液压系统(15、 16)、核桃仁原料饼自动装填系统(12)、核桃油收集系统((5、32、4、31、2)、榨腔单元自动归 位系统(13、14)、油饼自卸系统。专用于本发明的核桃仁原料制饼装置(图3a)，包括液压系统(17、18)、上集油板
(19)、上微孔滤油板(20)、制饼腔(21)、侧壁外套(22)、侧壁集油腔(23)、侧壁滤油板(24)、 下集油板(27)、下微孔滤油板(28))、制饼出油孔(25)。上集油板(19)和上微孔滤油板
(20)组成制饼腔上活塞，与液压活塞连接在一起。侧壁外套(22)、侧壁集油腔(23)和侧壁 滤油板(24)共同组成制饼腔的侧壁。下集油板(27)和下微孔滤油板(28)组成制饼腔的 下活塞。上、下和侧壁三块微孔滤油板(20、28、24)，上、下集油板(19、27)，侧壁外套和侧壁 集油腔(22、23)，出油孔(25)，共同组成了制饼装置的核桃油收集系统。核桃仁原料制饼装置的制饼腔的上、下表面和侧壁分别设置有三块微孔滤油板 (20、28、24)，微孔的直径10-20 μ m,微孔滤油板(20、28、24)的开孔率为0. 05_5 % ；上、下和 侧壁三块微孔滤油板(20、28、24)，上、下集油板(19、27)，侧壁外套和侧壁集油腔(22、23)， 出油孔(25)，共同组成了制饼装置的核桃油收集系统，可以快速排出核桃仁原料(29)间隙 中的空气，并自动收集制饼过程中挤压出的核桃油(30)。核桃仁原料制饼装置的制饼腔(21)的厚度是冷榨腔(6)厚度的2-3倍，即厚度在 100-300mm范围内，制饼腔(21)的直径比冷榨腔(6)的直径小5_10mm，即直径在370_795mm 范围内。这样可以保证制出来的原料饼(10)可以顺利的装填到冷榨腔(6)中，并且保持尽 可能高的冷榨腔(6)的填充效率。相比现有技术，本发明具有以下的优益效果(1)本发明采用纯核桃仁物理压榨制油，不掺入核桃壳和其它任何别的物质，既能 保证获得纯正的核桃油，又能保证获得纯正的核桃蛋白；(2)所有的过程都在低温下(低于核桃蛋白变性温度67V )下进行，包括室温制 原料饼、原料饼室温输送、原料饼室温冷榨、核桃油室温收集输送、油饼室温粉碎。既能保证 冷榨核桃油的品质，又能保证核桃蛋白的活性(水溶性)；(3)所有的过程都是物理加工过程，不添加任何化学试剂，所得核桃油、核桃蛋白 无任何有害化学物质残留；(4)本发明所提出的方法可以完全自动化操作，不再需要任何高强度的体力劳动。 采用本发明所提出的方法和设备可以实现高效率、大规模的生产，远远超过采用传统液压 设备所能达到的效率与规模。
虽然冷榨设备单个腔体厚度很小(只有50-100mm)，在腔体直径和传统压榨榨油 机腔体直径相同的情况下，腔体容积明显小于传统的液压榨油机。传统液压榨油机腔体厚 度在400-600mm，所以本发明冷榨设备的单腔只有传统液压设备腔体容积的1/8。但是本发 明有四个优势可以改变这一劣势，并且在工厂的生产规模和设备的处理效率上远超传统液 压榨油机。第一，比较单台冷榨设备的腔体容积。本发明的冷榨设备完全可以做到和传统液 压榨机相当。图2a所示的是一个冷榨腔体单元，实用化的冷榨设备如图2g、图2h所示，可 以把至少12个冷榨腔体单元串联起来，共用一套液压系统、核桃仁原料饼自动装载系统、 出油收集系统、油饼自卸系统、榨缸单元自动归位系统。这样单台设备的腔体容积就和传统 的液压设备榨缸容积相当，甚至超过了。第二，比较单位腔体容积的物料填充效率。本发明的方法，单位冷榨榨腔容积的 物料填充量是传统核桃液压设备的2. 5倍左右。传统液压设备压榨的物料是松散的核桃 仁(半仁、四分仁、碎仁的混合物)，核桃仁之间有大量的空隙。经过我们多次实验，核桃仁 对榨缸的填充率只有36-40%左右(1升容积，填充360-400g核桃仁)。而本发明采用“制 饼_冷榨”的方法，松散的核桃仁在制饼设备的制饼腔内经过2. 5-3倍的压缩，得到的是万 全密实的核桃仁原料饼，不存在任何空隙。经过本发明多次实验，核桃仁原料饼对冷榨榨缸 的填充率在95%左右(10升容积，填充9. 5kg核桃仁原料饼)。所以，采用本发明的方法， 物料的填充率可以达到传统的方法的2. 5倍左右。显然机器的利用效率大大提高了。第三，比较压榨时间，在到达相同的油饼残油率的情况下，本发明的方法所耗时间 是传统液压压榨方法所耗时间的1/10-1/12左右。本发明所设计的冷榨装置，更有利于快 速出油。本装置的压榨腔设计成扁平的圆柱腔体(大饼形状)，表面积显著增加。出油孔 从传统液压榨油机的侧面变成了顶面和底面，这样，最远的油路(油从油饼的某处转移到 榨腔外部所经历的路程)就从油饼的半径变成了油饼厚度的一半。即使油饼直径做得很大 (比如795mm)，只要油饼的厚度控制在一个适度的范围内(比如100mm)，那么最远油路就仍 然只有50mm，而不是先前的397. 5mm。油路缩短，不仅大幅度缩短了压榨时间，而且使得油 饼的残油率更低，还使得油饼内部不同部位的残油分布更均勻。简单的说，就是传统液压榨油的1块油饼被本发明的方法分成了 10多块饼，出油 面积增加了 10多倍，油路缩短为原来的1/8。传统液压榨油机一块油饼需要榨两次(中间 需要把油饼翻个身)，总共需要6个小时以上才能达到7-10%的油饼残油率。本发明一个 压榨回合(含进料和卸饼)，只需要20-30分钟，残油即可到达7-10%。综合以上3个优势，本发明的空间效率(油料填充率)提高为原来的2. 5倍，时间 效率提高为原来的10倍以上，所以采用本方法，单台设备在榨缸容积相同的情况下，物料 的处理量可以提高到原来的25倍以上。第四，比较生产流水线的自动化和集成度。采用本发明可以组装流水线，实现自动 化、连续化生产，油厂的规模不再受设备处理能力的制约。本发明的制饼环节属于连续式生产。核桃仁原料连续进入计量缸到指定的重量所 需的时间和制饼设备压制一块原料饼的时间相同。制好的饼经过输送系统载入冷榨设备的 自动进料系统(12)的原料饼自动装载器(8)。只要制饼设备制出的原料饼将冷榨设备进料 系统完全填满所需的时间与冷榨设备一个压榨周期的时间相同，这样就可以保证1台制饼设备完全匹配1台冷榨设备。比如每台冷榨设备有12个冷榨单元，一个压榨周期需要24 分钟，那么制饼设备制只要调整到2分钟制一块饼，就可以和冷榨设备的产能匹配起来。这 样就可以组装核桃深加工的流水线，实现自动化、连续化的生产。采用传统的液压制油方法与设备，受限于传统液压榨油机的效率和处理能力，即 使一个工厂装配100台人工装卸料的液压榨油机，核桃深加工厂的年处理核桃的能力也只 能达到千吨级别。并且从工人管理的角度和产品质量控制的角度来说，让100台手工的液 压榨油设备持久、稳定、可靠的生产，其难度是难以想象的。反之，如果使用本发明的方法和装置，仅仅4条冷榨生产线(每条线包括1台制饼 设备和1台冷榨设备)就能代替100台传统的液压榨油机。由于本发明的方法全部可以实 现自动生产和自动控制，仅需少量监控操作人员就可以正常生产，设备运行的可靠性和生 产品质量的稳定性都有保障。所以核桃深加工工厂的加工规模不再受制于设备的生产能 力，单个工厂完全可以实现万吨级乃至十万吨级的加工能力。
图1为本发明核桃仁冷榨方法流程图；图2为专用于本发明核桃仁冷榨方法的核桃仁冷榨装置的结构和压榨过程示意 图其中2a为冷榨榨缸结构示意图；2b为压榨开始；2c为压榨结束；2d为活塞回位；2e为 退缸卸饼；2f为装填新的原料饼；2g为榨机满载状态；2h为榨机压紧状态。图中标注表示支架(1)、出油孔(2)、顶板(3)、集油板(4、31)、微孔滤油板(5、 32)、榨腔(6)、榨腔腔壁(7)、原料饼自动装载器(8)、顶柱(9)、核桃仁原料饼(10)、榨完油 的油饼(11)、核桃仁原料饼自动进料系统(12)、复位弹簧(13)、榨缸与顶板定位钩架(14)、 冷榨液压系统(15、16)、核桃油收集系统(5、32、4、31、2)、榨出的核桃油(30)。图3为专用于本发明核桃仁冷榨方法的核桃仁制饼装置的结构和制饼过程示意 图。其中3a为核桃仁原料制饼设备结构示意图；3b为装填核桃仁原料；3c为挤压制饼；3d 原料饼自动卸出。图中标注表示制饼液压系统(17、18)、上集油板(19)、上微孔滤油板(20)、制饼 腔(21)、侧壁外套(22)、侧壁集油腔(23)、侧壁滤油板(24)、制饼出油孔(25)、下集油板 (27)、下微孔滤油板(28)。
具体实施例方式下面结合附图，用本发明的实施例来进一步说明本发明的实质性内容，但并不以 此来限定本发明。实施例1 专用于本发明核桃仁冷榨制油方法的核桃仁冷榨装置，由12冷榨腔体单元串联 在一起，每一流体冷榨腔体单元包括支架(1)、出油孔(2)、顶板(3)、集油板(4、31)、微孔滤 油板(5,32)、榨腔(6)、榨腔腔壁(7)、原料饼自动装载器(8)、顶柱(9)；榨腔(6)呈圆柱形， 滤油的微孔在上下底面的微孔滤油板(5、32)上，而非榨腔腔壁(7)上，微孔的直径12μπι， 微孔滤油板(5、32)的开孔率为0.2%;微孔滤油板(5、32)、集油板(4、31)以及出油孔(2) 组合在一起，可以自动收集榨出的油。
核桃仁冷榨装置的榨腔(6)厚度80mm，直径400mm，油料的最大油路为40mm。12 个冷榨腔体单元共用一套液压系统(15、16)、核桃仁原料饼自动装填系统(12)、核桃油收 集系统((5、32、4、31、2)、榨腔单元自动归位系统(13、14)、油饼自卸系统。冷榨过程，第一步(图2b)，在液压压力的驱动下，顶柱(9)和下活塞(31、32)向上 挤压核桃仁原料饼(10)开始冷榨，核桃油从榨腔的上下两块微孔滤油板(5、32)滤出，滤出 的核桃油经过上下两块集油板(4、31)内设计的油路汇集到出油孔(2)流出。第二步(图 2c)，当压榨到一定的时间，或者活塞压榨到一定的位置，或者出油量达到规定的数量之后， 核桃仁原料饼(10)被压榨成核桃油饼(11)，挤压过程结束。在挤压过程中，新的核桃仁原 料饼(10)也被放置在了压榨设备的填料系统上。第三步(图2d)，液压机的压力撤去，顶柱
(9)和下活塞(31、32)向下运动，回归原位。第四步(图2e)，榨腔腔壁(7)向下运动，油饼 (11)完全暴露出来。第五步(图2f)，油饼(11)被自动卸饼系统卸下，同时，新的核桃仁原 料饼(10)被装填进来，等待榨腔腔壁(7)复位之后开始下一轮的冷榨制油。实施例2 专用于本发明的核桃仁原料制饼装置(图3a)，包括液压系统(17、18)、上集油板
(19)、上微孔滤油板(20)、制饼腔(21)、侧壁外套(22)、侧壁集油腔(23)、侧壁滤油板(24)、 下集油板(27)、下微孔滤油板(28))、制饼出油孔(25)。上集油板(19)和上微孔滤油板
(20)组成制饼腔上活塞，与液压活塞连接在一起。侧壁外套(22)、侧壁集油腔(23)和侧壁 滤油板(24)共同组成制饼腔的侧壁。下集油板(27)和下微孔滤油板(28)组成制饼腔的 下活塞。上、下和侧壁三块微孔滤油板(20、28、24)，上、下集油板(19、27)，侧壁外套和侧壁 集油腔(22、23)，出油孔(25)，共同组成了制饼装置的核桃油收集系统。核桃仁原料制饼装置的制饼腔的上、下表面和侧壁分别设置有三块微孔滤油板 (20、28、24)，微孔的直径12 4!11，微孔滤油板(20,28,24)的开孔率为0. 2%；上、下和侧壁三 块微孔滤油板(20、28、24)，上、下集油板(19、27)，侧壁外套和侧壁集油腔(22、23)，出油孔 (25)，共同组成了制饼装置的核桃油收集系统，可以快速排出核桃仁原料(29)间隙中的空 气，并自动收集制饼过程中挤压出的核桃油(30)。核桃仁原料制饼装置的制饼腔(21)的厚度220mm，是冷榨腔(6)厚度的2. 7倍。 制饼腔(21)的直径为390mm，比冷榨腔的直径小10mm。这样可以保证制出来的原料饼(10) 可以顺利的装填到冷榨腔(6)中，并且保持较高的冷榨腔(6)腔体的填充效率。核桃仁原料制饼过程，第一步是原料精确计量；第二步是把精确计量的核桃仁原 料(29)送入制饼设备中(图3b)；第三步，制饼设备的液压装置(17、18)启动，快速将核桃 仁原料(29)内部的空隙和空气挤出。等空气完全排尽之后，还需要再进一步挤压，以保证 原料饼的机械强度。这时候将压力逐渐上调至5-20MPa，大约挤压30秒，等原料饼达到指 定的厚度之后挤压停止。后半段的挤压(即空气排尽之后的挤压)会挤出一小部分核桃 油(30)(图3c)，这部分核桃油同样收集起来，与后面的冷榨过程产生的核桃油一起进入计 量罐进行计量和后继续处理。第四步(图3d)，等核桃原料饼挤压到指定的厚度之后，挤压 过程结束，制饼腔体的下活塞(27、28)退出，液压活塞(18)继续向下推进，将核桃仁原料饼
(10)推出制饼腔体(21)，制好的核桃仁原料饼进入输送装置移走。然后下活塞(27、28)复 位，开始下一轮的制饼进料。实施例3
按实施例2的方法，取126公斤含水5. 0%的核桃仁，然后连续输送到核桃仁原料 制饼设备的10. 5kg计量桶中，送料速度为6kg/min。当计量桶内的核桃仁重量达到10. 5kg 时，一次性将核桃仁倾倒入制饼设备的制饼腔(21)内。制饼设备的液压系统启动，采取的 液压方法是“恒速模式+恒压模式+指定厚度”。即在压力到达20MPa之前，采用恒速模式， 液压活塞的速度为240mm/min。当压力到达20MPa之后，采用恒压模式，压力始终保持为 20MPa。不论是恒速模式或者恒压模式，当核桃仁原料饼挤压至指定的80mm的厚度之后，挤 压过程结束。然后制饼腔的下活塞(27、28)打开，液压活塞将核桃仁原料饼推出，进入原料 饼输送系统。一个制饼周期耗时2分钟，制得的原料饼直径390mm，厚度80mm，重量9. 5kg。 制作12块原料饼一共花费25. 5分钟，核桃仁原料饼的总重量为114. 2公斤，比原料减重
11.8kg (这是制饼过程中挤压出的核桃油的重量)。按实施例1的方法，当冷榨设备的核桃仁原料饼自动装填系统(12)的12个原料 饼自动装载器(8)都装载了核桃仁原料饼之后，自动装填系统启动，12块原料饼被装填到 冷榨设备的12个冷榨榨腔(6)中，然后榨腔壁(7)归位，冷榨液压系统(15、16)启动，开始 压榨。采取的液压方法是“恒速模式+恒压模式+指定时间”。即在压力到达50MPa之前，采 用恒速模式，液压活塞的速度为60mm/min(折算成每个冷榨单元，相当于单元活塞以5mm/ min速度挤压原料饼)。当压力到达40MPa之后，采用恒压模式，压力始终保持为40MPa。当 到达指定的25分钟的冷榨时间之后，冷榨结束，然后活塞复位，退缸卸饼。整个冷榨周期历时27分钟(不含制饼时间，因为连续生产时，制饼作为冷榨的上 游工序，不会耽误冷榨工序)。压榨核桃原料126公斤(其中制成12块原料饼之后，重量为 114. 2公斤)，获得油饼44. 0公斤，总计获得核桃油80. 5公斤(包含制饼过程和冷榨过程产 生的核桃油)。因为还有部分核桃油残留在机器管道中间无法完全取出。所以核桃油与核桃 饼的重量之和比核桃仁重量少1. 5公斤。核桃油经过滤后，呈微黄色，带有冷榨核桃油特有 的气味和滋味，无需任何精炼，即可达到国家压榨核桃油的质量指标(GB/T 22327-2008)。 核桃饼呈纯白色，带有淡淡的核桃香味。核桃饼样品经检测，残油率为8.4%，粗蛋白含量 55.9%,其中水溶性粗蛋白含量46. 4 %，水溶性蛋白占总蛋白的80 %以上。实施例4 按实施例2的方法，取126公斤含水5. 0%的核桃仁，然后连续输送到核桃仁原料 制饼设备的10. 5kg计量桶中，送料速度为6kg/min。当计量桶内的核桃仁重量达到10. 5kg 时，一次性将核桃仁倾倒入制饼设备的制饼腔(21)内。制饼设备的液压系统启动，采取的 液压方法是“恒速模式+恒压模式+指定厚度”。即在压力到达20MPa之前，采用恒速模式， 液压活塞的速度为240mm/min。当压力到达20MPa之后，采用恒压模式，压力始终保持为 20MPa。不论是恒速模式或者恒压模式，当核桃仁原料饼挤压至指定的80mm的厚度之后，挤 压过程结束。然后制饼腔的下活塞(27、28)打开，液压活塞将核桃仁原料饼推出，进入原料 饼输送系统。一轮制饼过程耗时2分钟，制得的原料饼直径390mm，厚度80mm，重量9. 5kg。 制作12块原料饼一共花费24. 5分钟，核桃仁原料饼的总重量为113. 8公斤，比原料减重
12.2kg (这是制饼过程中挤压出的核桃油的重量)。按实施例1的方法，当冷榨设备的核桃仁原料饼自动装填系统(12)的12个原料 饼自动装载器(8)都装载了核桃仁原料饼之后，自动装填系统启动，12块原料饼被装填到 冷榨设备的12个冷榨榨腔(6)中，然后榨腔壁(7)归位，冷榨液压系统(15、16)启动，开始压榨。采取的液压方法是“恒速模式+恒压模式+指定时间”。即在压力到达50MPa之 前，采用恒速模式，液压活塞的速度为50mm/min(折算成每个冷榨单元，相当于单元活塞 以4. 2mm/min速度挤压原料饼)。当压力到达40MPa之后，采用恒压模式，压力始终保持为 40MPa。当到达指定的25分钟的冷榨时间之后，冷榨结束，然后活塞复位，退缸卸饼。
整个冷榨周期历时27分钟(不含制饼时间，因为连续生产时，制饼作为冷榨的上 游工序，不会耽误冷榨工序)。压榨核桃原料126公斤(其中制成12块原料饼之后，重量为 113. 8公斤)，获得油饼44. 5公斤，总计获得核桃油79. 5公斤(包含制饼过程和冷榨过程产 生的核桃油)。因为还有部分核桃油残留在机器管道中间无法完全取出。所以核桃油与核桃 饼的重量之和比核桃仁重量少2. 0公斤。核桃油经过滤后，呈微黄色，带有冷榨核桃油特有 的气味和滋味，无需任何精炼，即可达到国家压榨核桃油的质量指标(GB/T 22327-2008)。 核桃饼呈纯白色，带有淡淡的核桃香味。核桃饼样品经检测，残油率为9. 1%，粗蛋白含量 54. 8 %，其中水溶性粗蛋白含量46. 9 %，水溶性蛋白占总蛋白的80 %以上。
1权利要求
核桃仁冷榨制油方法，其特征在于把含水率在3.0 8.0％的核桃仁装填到本发明专用的液压驱动的制饼装置中，在5 20Mpa的压力下压制成厚度为50 100mm，直径为370 795mm的呈扁平圆柱形状的原料饼，然后输送和装填到本发明专用的冷榨装置的冷榨腔内，在压力为10 50MPa下冷榨，冷榨腔上下底面密布有10 20μm的微孔，压榨时核桃油从微孔中滤出，经过冷榨装置集油系统自动收集，输入计量罐，冷榨出的油饼经过自动卸饼系统卸出。
2.如权利要求1所述的核桃仁冷榨制油方法，其特征在于在制作原料饼、原料饼室温 输送、原料饼室温冷榨、核桃油室温收集输送、油饼室温粉碎操作过程中涉及的物料的温度 都保持在核桃蛋白变性温度67°C以下。
3.如权利要求1所述的核桃仁冷榨制油方法，其特征在于本发明专用的制饼装置制 作核桃仁原料饼的压力为5-20MPa，冷榨装置冷榨核桃仁原料饼的压力为10-50MPa ；制饼 装置的活塞(18)相对缸(24)的运动速度为200mm-300mm/min，冷榨装置的活塞(9)相对榨 缸(7)的运动速度为3-12mm/min。
4.如权利要求1所述的核桃仁冷榨制油方法，其特征在于所述核桃仁原料制饼过程包 括原料精确计量；把精确计量的核桃仁原料(29)送入制饼设备中(3b)；启动制饼设备的 液压装置(17、18)，将核桃仁原料(29)内部的空隙和空气挤出，等空气完全排尽之后，将压 力逐渐上调至5-20MPa进一步挤压，等原料饼达到指定的厚度之后停止挤压；挤出的核桃 油(30)(图3c)收集起来，与后面冷榨过程产生的核桃油一起进入计量罐进行计量和后续 处理；挤压过程结束，制饼腔体的下活塞(27、28)退出，液压活塞(18)继续向下推进，将核 桃仁原料饼(10)推出制饼腔体(21)，制好的核桃仁饼进入输送装置移走，然后下活塞(27、 28)归位，开始下一轮制饼进料。
5.如权利要求1所述的核桃仁冷榨制油方法，其特征在于所述核桃仁冷榨过程包括 在液压压力的驱动下，顶柱(9)和下活塞(31、32)向上挤压核桃仁饼(10)开始冷榨，核桃 油从榨腔的上下两块微孔滤油板(5、32)滤出，滤出的核桃油经过上下两块集油板(4、31) 内设计的油路汇集到出油孔(2)流出；当压榨到一定的时间，或者活塞压榨到一定的位置， 或者出油量达到规定的数量之后，核桃仁饼(10)被压榨成核桃油饼(11)，挤压过程结束； 当液压机压力撤去，顶柱(9)和下活塞(31、32)向下运动，回归原位；榨腔腔壁(7)向下运 动，油饼(11)完全暴露出来，被自动卸饼系统卸下；在挤压过程同时，放置新的核桃仁饼 (10)在压榨设备的填料系统(8)上，等待榨腔腔壁(7)复位之后开始下一轮的冷榨制油。
6.专用于权利要求1的核桃仁冷榨制油方法的核桃仁冷榨装置，由多个冷榨腔体单元 串联在一起，每一冷榨腔体单元包括支架(1)、出油孔(2)、顶板(3)、集油板(4、31)、微孔滤 油板(5,32)、榨腔(6)、榨腔腔壁(7)、原料饼自动装载器(8)、顶柱(9)；榨腔(6)呈圆柱形， 厚度50-100mm，直径380_800mm，滤油的微孔由激光打出在上下底面的微孔滤油板(5、32) 上，而非在榨腔腔壁(7)上，以使无论榨腔(6)直径多大，油料的最长油路始终只有榨腔(6) 厚度的一半，微孔的直径为10-20μπι，微孔滤油板(5、32)的开孔率为0.05-5% ；微孔滤油 板(5、32)、集油板(4、31)和出油孔(2)组合在一起，自动收集榨出的油。
7.如权利要求6所述的核桃仁冷榨装置，其特征在于其由4-24个冷榨腔体单元串联在 一起，共用一套液压系统(15、16)、核桃仁原料饼自动装填系统(12)、核桃油收集系统((5、 32、4、31、2)、榨腔单元自动归位系统(13、14)、油饼自卸系统。
8.专用于权利要求1的核桃仁冷榨制油方法的核桃仁原料制饼装置(图3a)，包括液 压系统(17、18)、上集油板(19)、上微孔滤油板(20)、制饼腔(21)、侧壁外套(22)、侧壁集油 腔(23)、侧壁滤油板(24)、下集油板(27)、下微孔滤油板(28))、制饼出油孔(25)；上集油 板(19)和上微孔滤油板(20)组成制饼腔上活塞，与液压活塞连接在一起；侧壁外套(22)、 侧壁集油腔(23)和侧壁滤油板(24)共同组成制饼腔的侧壁；下集油板(27)和下微孔滤 油板(28)组成制饼腔的下活塞；上、下和侧壁三块微孔滤油板(20、28、24)，上、下集油板 (19、27)，侧壁外套和侧壁集油腔(22、23)，出油孔(25)共同组成了制饼装置的核桃油收集 系统。
9.如权利要求8所述的核桃仁原料制饼装置，其特征在于所述制饼腔的上、下表面和 侧壁分别设置有三块微孔滤油板(20、28、24)，微孔的直径10-20 μ m，微孔滤油板(20、28、 24)的开孔率为0.05-5% ；上、下和侧壁三块微孔滤油板(20、28、24)，上、下集油板(19、 27)，侧壁外套和侧壁集油腔(22、23)，出油孔(25)共同组成了制饼装置的核桃油收集系 统，可以快速排出核桃仁原料(29)间隙中的空气，并自动收集制饼过程中挤压出的核桃油 (30)。
10.如权利要求8所述的核桃仁原料制饼装置，其特征在于所述制饼装置中制饼腔 (21)的厚度是冷榨装置中冷榨腔(6)厚度的2-3倍，即厚度在100-300mm范围内；而制饼 装置中制饼腔(21)的直径比冷榨装置中冷榨腔(6)的直径小5-10mm，即直径在370-795mm 范围内；从而使制出来的饼(10)能装填到冷榨腔(6)中，同时保持冷榨腔(6)腔体的填充高效率。
全文摘要
核桃仁冷榨制油方法，将核桃仁先在5-20Mpa的压力下制成厚度为50-100mm，直径为370-795mm的原料饼，然后输送和装填到液压腔体内压力为10-50MPa下冷榨。冷榨腔呈扁平圆柱形，高度在40-100mm之间，直径10-20μm的滤油微孔分布于上下底面，压榨时核桃油从微孔中滤出。专用于本发明方法的核桃仁冷榨装置，多个冷榨腔体单元串连在一起，共用一套液压系统、核桃原料饼自动装填系统、核桃油收集系统、腔体单元自动归位系统、油饼自卸系统。专用于本发明方法的制饼装置，制饼腔厚度为冷榨腔厚度的2-3倍，制饼腔直径比冷榨腔的直径小5-10mm。在制饼腔的上下表面和侧壁上都密布有10-20μm的微孔，可以快速排出核桃仁原料间隙中的空气和制饼过程中挤压出的少量核桃油。
文档编号C11B1/04GK101942356SQ20101025587
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者朱义鑫, 杨书民, 杨晓波, 郭学良 申请人:云南大地石业集团有限公司