本发明涉及一种芝麻香油的制取方法。
背景技术：
目前国内外芝麻香油制取的工艺方法分为：一、热榨工艺，即螺旋热榨、水代法；二、有机溶剂浸提、液压冷榨等。但普遍存在：第一种工艺方法芝麻香油香味明显，滋味苦涩。因芝麻焙炒、挤压环节温度过高，引起营养物质劣变，油脂苦涩、色泽暗黑，酸价、过氧化值、苯并芘极易超标，危及消费者健康，同时浪费芝麻资源的利用；第二种工艺方法滋味适口，但没有明显的芝麻香油香味特征，油脂易氧化酸败、存在溶剂残留、环境污染等问题。
技术实现要素：
本发明提出芝麻香油的制取方法，是主要采用液压压榨法提取芝麻香油。从蒸料、饼胚压制、压榨及爆籽、热碾、覆盖蒸料工艺方法的持续优化、生产装置的创新研发，有效提高芝麻香油的提取率，同时在压榨提取芝麻香油的过程中，饼粕残油控制在一定的范围。采用该工艺，提高了芝麻香油的香味成分、营养成分、滋味适口性，满足消费者健康需求。
本发明提供一种芝麻香油的制取方法，包括：
⑴炒制，采用电动温控炒锅对芝麻进行炒制：炒锅工作温度设置为180-190℃，炒制时间设置为50-70分钟，以使得爆籽率达到90%左右，爆籽状态通过感官识别，芝麻颜色微黄、上、下开裂、不焦糊、香气浓郁；
⑵热碾：炒制好的芝麻爆籽，物料温度降至65-70℃传送至电动石碾，碾压时间10-15分钟，粒度60-70目，碾压过程的低温、低压、慢速，即完整释放芝麻籽的香味成分又不破坏芝麻香油中的芳香物质及功能性营养成分；
⑶蒸料：在蒸料操作中，在球面形蒸料架上铺上透气性好的棉粗布，将经粉碎的物料铺在蒸料锅上的球面形蒸料架上，同时使用棉粗布覆盖物料表面，抑制香气挥发；球面形蒸料架的拱高为0.25米，以与高温蒸汽进行接触，通过设置蒸料时间、蒸料温度以将物料蒸透，物料蒸透后的温度95-97℃；
⑷饼胚压制：蒸制好的芝麻物料迅速送入压饼装置的压饼模具，自动压制，成型后饼胚温度控制87-89℃范围，起模后输送至压榨环节；
⑸压榨：压好的芝麻饼胚装入液压压榨机的榨油装置的料桶中，通过液压压榨机的操作界面设定工作压力、增压时间数值，开启工作模式以实现压榨进行；同时完成半成品油收集、饼粕自卸和料桶归位过程以进行下一次压榨；
半成品油收集后通过管道至初级过滤池；
步骤⑴至⑸的生产设备之间通过电动传送带实现物料传输；
⑹过滤净化，该过程包括：
①初级过滤，压榨的芝麻香油初级半成品通过不锈钢管道与榨油机出油口连接自流至经不锈钢过滤网到储油槽，滤掉糊状、颗粒状的油渣；
②一级自然沉淀，从储油器抽出毛油，进入一级毛油罐；室温25-30℃，密闭储存，自然沉淀20-30天；
③然后，从一级毛油罐液位显示计观察澄清程度，限位抽出清油输送至二级清油罐，在恒温、遮光、封闭的二级清油罐中二级自然沉淀，室温20-25℃，封闭，自然沉淀80-100天；
④从二级清油罐液位显示计观察澄清程度，限位抽出清油输送至灌装前置储油罐，在恒温、封闭的储油罐中进行7天以内的短期储存和三级自然沉淀，室温20-28℃；
⑺灌装：把灌装前置储油罐中的芝麻香油进行无菌灌装。
在本发明中，所述蒸料过程包括：
①洗净蒸锅，蒸锅内放入设计数量的生活饮用水，水的理想数量以常温25℃计算，水温低于25℃的情况下，水量减少，水温高入25℃的情况下，水量增加；
②蒸锅上面放置球面形蒸料架，其中，该球面形蒸料架具有半球形的上表面，球面形蒸料架的直径与蒸锅口径保持配套，球面形蒸料架的下缘离水面高度在6-10厘米；
③蒸锅中的水达到设计要求，开启供蒸汽阀门，保证所供蒸汽质量，蒸汽管道严格保暖措施，减少蒸汽冷凝水含量；
④按工艺设计投放设定数量的物料，以将物料铺设在球面形蒸料架上的半球形表面上；
⑤进行蒸料时间和温度设定数值控制，使得物料被蒸汽蒸透，且平均温度达到97℃；
⑥将蒸透的物料起锅传送至压饼环节操作。
对本发明的进一步限定，所述步骤⑷，其特征在于设置特定的模具参数（该叁数与料桶配套）、饼胚压制压力1.5mpa、压制时间3分钟、饼胚温度控制87-89℃范围，既巩固蒸料环节成果，又提高整线生产效率的设计目标；压饼过程包括：
①饼胚模具：采用四个饼胚模具，制作模具材料为304不锈钢，规格为直径0.48米，高度0.1米，装填物料数量15-16公斤；
②铺盖饼布：模具上口铺盖3027#食品级无纺布，规格1米*1米，以模具、饼布相对同圆心铺盖；
③物料装填：蒸透芝麻物料直接投入铺盖饼布的模具内，模具口面内装满后，物料均匀自外向内堆积，达到不外撒为宜；
④包饼：拿起饼布四角，向对折起，包严物料；
⑤压饼：装填好的饼模送入压饼机压制，压饼机工作压力1.5mpa，压制时间3分钟以内；
⑥饼胚：压制好的饼胚呈规则圆饼状，直径约0.48米，高度约0.1米，装填物料数量约15-16公斤，饼胚温度87-89℃范围。饼胚传送到压榨工段；
⑦模具传送：采用电动传送带，实现压饼、脱模、传送模具往复工作。
对本发明的进一步限定，其特征在于，所述步骤⑸压榨，依据液压压榨机单位时间物料数量、理论出油量与榨油机工作压力、滤油时间之间的关系，反复中试确定榨油机工作压力35mpa，滤油时间3小时，达到出油率45%，饼粕残油含量6.3%范围的工艺要求；同时通过控制装置（整机供电控制）、换向阀液压油缸控制、顺逆开关控制（压榨、起吊料桶控制），实现了饼胚料桶装填、饼粕自卸、料桶归位、半成品油收集等设计要求，提高了生产效率，压榨过程包括：
①料桶参数：料桶外径0.6米，内径0.5米，高1米，依据159公斤芝麻物料，测算出油数量71.5公斤芝麻香油，孔距0.02米，外周长1.7米，内周长1.55米，油孔内径2毫米，外径6毫米，布设油孔7000个；
②料桶位置：料桶移出至装填饼胚位置，强度承压板须在料桶底部内；
③饼胚装填：饼胚传送至压榨机料桶内，料桶承装物料155-160公斤，计10块饼胚，饼胚与饼胚之间放置承压板，加强饼胚形成整体强度；
④压榨：饼胚装填完成移至压榨位置，设定工作压力35mpa，间隙压榨时间12秒，开启自动模式压榨进行，60分钟内完成压榨任务；
⑤滤油：压榨初步完成后，仍保持在工作压力35mpa稳压状态下滤油3个小时；
⑥半成品收集：压榨的核桃油初级半成品通过不锈钢管道与榨油机出油口连接自流至经不锈钢过滤网到储油槽；
⑦卸饼粕：开启自动卸饼粕开关，吊起料桶，料桶与榨油机底座达到0.3米距离时，开始卸饼粕，5分钟完成卸饼粕；
⑧料桶归位：开启料桶归位开关，料桶归位至压榨状态，再移至饼胚装填状态，进行下一次饼胚装填。
有益效果：本发明中，蒸料过程以蒸汽为介质，利用物料受热膨胀后，油脂和饼粕快速分离的原理，达到即保护芝麻营养成分不受破坏又完整提取芝麻营养物质；通过创新采用球面形蒸料架，增大沸水体积，增加蒸汽循环空间，增加投料数量，满足自动化工艺生产线配套需求；得到的芝麻香油的香气成分（吡嗪、呋喃、噻吩、叱咯，以及醇、醛、酮、酸、酯类等化合物）明显增强；产品质量稳定，营养指标高于同类产品3-5%（不饱和脂肪酸）；芝麻出油率达到45%以上，提高5%；饼粕残油6-6.8％，降低2%；生产装置配套程度达到95%，相对于该领域平均值（75%）提高了25%。
附图说明
图1是本发明中蒸料组件的结构图。
图2是本发明中球面形蒸料架的拱高示意图。
图3是本发明中液压压榨机上的榨油装置主视图（剖视图）。
图4是本发明中液压压榨机上的榨油装置俯视图。
图5是本发明中生产设备的布局图。
具体实施方式
如图1、图2所示，蒸料组件包括座圈01、围筒02及球面形蒸料架03。其中，座圈01包括竖直设置的筒体011，筒体011的下端朝内水平凸伸形成挡圈012，挡圈012朝上抵撑于围筒011的下端上，球面形蒸料架03的下端朝下抵接于挡圈012上，球面形蒸料架03的中心处朝上凸起。座圈01可以放置于蒸锅（未示出）上。较佳地，球面形蒸料架的拱高h为25cm，球面形蒸料架所在球面之直径为1.1～1.3m。
如图1所示，球面形蒸料架包括第一钢丝031和多个第二钢丝032，第一钢丝031呈螺旋状盘绕于一球面上，第二钢丝032呈辐状分布地固定在第一钢丝031上，第二钢丝032位于第一钢丝031的下方，这样可以方便球面形蒸料架的制造，同时能够在球面形蒸料架的对物料进行翻料时，第二钢丝避免对翻料的阻碍。
如图3、图4所示的榨油装置，包括水平设置的底座4，压料板1、料桶2，底座4周边通过设置立式挡板形成集油槽4-2，底座4的两侧支撑在沿前后方向设置的两个导轨5上；底座中心设有定位圆凸台4-1，料桶底部对应设有定位孔，料桶的定位孔与定位圆凸台配合实现料桶2在底座4上的定位；料桶2的上端是敞口的，压料板1与料桶对应设置，压料板能在一液压缸（图中没有示出）的驱动下于料桶内升降；料桶的侧壁上开设有多个冒油孔2-1，集油槽的前端设有出油口4-3；料桶的圆周外围设有防溅筒3，防溅筒3与料桶之间留有间隙（所留间隙为2cm～5cm）；在底座前方且位于出油口的下方设有集油料箱6，集油料箱底部开设有放油孔6-1与不锈钢输油管道（图中没有示出）连通。
通过设置防溅筒，可以在压榨时很好地防止油料迸出；装料时底座连同料桶能沿导轨移出工作位，方便装填饼胚。
结合图3、图4所示，在其他的一些实施例中，优选地，防溅筒3由板材卷成，板材的两端通过锁扣7形成可拆卸的连接。这样可以方便对取下防溅筒并对料桶进行维护。
结合图3、图4所示，在其他的一些实施例中，优选地，冒油孔2-1为锥形孔，其锥度为10～20º，这样可以较好地防止冒油孔在高压下被物料堵塞。
图3、图4所示的榨油装置用在液压压榨机上。
下面，再结合实施例，进一步描述本发明。
实施例1
以日加工芝麻1270公斤为例，并结合图5，进一步描述本发明如下：
1.原材料准备
（1）芝麻1270公斤，当年产芝麻，达到国标gb11761标准要求；
（2）饼布：选3027#食品级无纺布，裁剪成1米*1米规格，沸水消毒，太阳晒干备用，当班需要40张，可重复使用。
2.机械设备准备
（1）电动温控炒锅；
（2）电动石碾；
（3）蒸料锅：锅体直径1.2米，球面形蒸料架（图1所示的球面形蒸料架）采用分离式的，直径与锅体一致，拱高0.25米，配置蒸料时间、蒸料温度控制；
（4）压饼装置；
（5）液压压榨机；
（6）不锈钢储罐群：一级毛油罐、二级清油罐（恒温、遮光、封闭）、灌装线前置储油罐组（无菌空间、恒温、遮光、封闭）；
（7）灌装线。
3.工艺流程：
开工条件，具备380v电源、生活饮用水源、合格计量器具、数字化控制装置精确。将加工车间和所用设施设备、管道蒸汽清洗、消毒，擦洗干净，确保清洁生产，确保油品不受污染；
⑴炒制环节达到爆籽要求，开启温控炒锅火候温度控制在190℃，调至自动报警控制模式，单锅数量159公斤，炒制时间约60分钟。将芝麻炒制达到爆籽率90%左右，爆籽状态通过感官识别，芝麻颜色微黄、上、下开裂、不焦糊、香气浓郁。经风凉后平均温度降至约65℃-70℃左右自动传送至石碾料斗口；
⑵石碾，炒制好的芝麻爆籽酥、脆，容易碾碎，采用电动石碾碾压时，爆籽后的芝麻籽体积增大，碾压过程初期发出清脆的响声，碾压时间，13-15分钟，粒度为60-70目，将碾碎好的芝麻物料存放储料箱再传送至蒸料锅；
⑶蒸料，采用带球面形蒸料架（图1所示蒸料组件中）的蒸料锅，单次蒸料数量79.5公斤，供汽压力调至0.20mpa，铺上透气性好的棉粗布，蒸汽上来后投料，物料投放过程自然、均匀，切忌压实物料，防止塌汽，影响蒸料效果，同时使用棉粗布覆盖物料表面，抑制香气挥发；上汽均匀，汽圆取锅（时间25-30分钟）；
⑷压制，在压饼装置的模具铺上消毒好的饼布，将蒸制好的芝麻物料投入压饼模具内，调至自动压制、自动脱模模式，芝麻物料159公斤，装10模，每模15.9公斤，5分钟一模，起模后传送至液压压榨机；
⑸压榨，芝麻物料159公斤装液压压榨机的一个料桶（如图2所示的榨油装置的料桶），上午班饼胚装填后，进行压榨，利用中午下班时间滤油，下午班利用夜间滤油，降低饼粕残油含量；操作时启动液压压榨机，实现装填饼胚、半成品收集、料桶归位、饼粕自卸自动完成；
步骤（1）至（5）的生产设备电动温控炒锅、电动石碾、蒸料锅、压饼装置、液压压榨机之间通过电动传送带实现物料传输；
⑹芝麻香油的储存，该过程包括：
①初级过滤，压榨的芝麻香油初级半成品通过不锈钢管道与榨油机出油口连接自流至经不锈钢过滤网到储油槽，滤掉糊状、颗粒状的油渣；
②一级自然沉淀，从初级过滤池抽出毛油，进入一级毛油罐，室温25-30℃，封闭，自然沉淀20-30天；
③然后，从一级毛油罐液位显示计观察澄清程度，限位抽出清油输送至二级清油罐，在恒温、遮光、封闭的二级清油罐中二级自然沉淀，室温20-25℃，封闭，自然沉淀80-100天；
④从二级清油罐液位显示计观察澄清程度，限位抽出清油输送至灌装前置储油罐，在恒温、遮光、封闭的储油罐中进行7天以内的短期储存和三级自然沉淀，室温20-28℃；
(7)灌装，选用特制的无菌瓶，上灌装线灌装，封盖，灯检，查漏，装盒；成品入库。
实施例2
在实施例1中，所述蒸料过程包括：
①洗净物料蒸锅，锅内放入设计数量的生活饮用水，水的理想数量以常温25℃计算，水温低于25℃的情况下，水量减少，水温高入25℃的情况下，水量增加；
②蒸锅上面放置球面形蒸料架且在其上铺上透气性好的棉粗布，其中，该球面形蒸料架装置具有半球形的表面，且该装置的直径与蒸锅口径保持配套；
③在蒸锅中的水达到设计容量后，开启供蒸汽阀门；
④按工艺设计投放设定数量的物料，以将物料铺设在球面形蒸料架装置的半球形表面上；
⑤进行蒸料时间和温度设定数值控制，使得物料被蒸汽蒸透，且平均温度达到97℃；
⑥将蒸透的物料起锅传送至压饼环节操作。
本发明中，针对该蒸料过程，结合图2所示，进行了一系列实验以获得最佳的参数，如下表一、表二：
在表一中，蒸料架拱高是蒸料架的半球体的高度；在传统的蒸料过程中，将物料铺设在平面蒸具上，因此物料周围的蒸汽体积较小。如上表所示在蒸料27分钟之后，物料的平均温度只能达到38℃；然而，在本发明中，通过创新性地使用球面形蒸料架装置，如上表中的蒸料架拱高达到0.25m时，同样蒸27分钟之后，物料的平均温度能够达到97℃，而能够将物料蒸透；因此，大大地节省了蒸料时间，同时也显著地提高了出油率。
通过上述测试数据可以看出，在同等蒸料时间、同等蒸料数量，蒸料架的相对拱高与物料温度、出油率成正比。
从上述表二可以看出，同等供汽压力、蒸料数量，相对蒸料时间与物料温度、特征指标值成正比，与饼粕残油成反比。
实施例3
以日加工芝麻1270公斤为例，进一步描述本发明：
1．原材料准备
挑选芝麻且满足gb22165食品卫生标准，采用色选机控制原材料验收环节。
2．机械设备准备
蒸料锅，锅体直径1.2米，球面形蒸料架采用分离式的，拱高0.25米，直径与锅体一致，
3．工艺流程
开工条件，具备380v电源、生活饮用水源、合格计量器具、数字化控制装置精确。将生产车间和所用设施设备、管道蒸汽清洗消毒，擦洗干净，确保清洁生产油品不受污染，该工艺流程包括：
（1）洗净物料蒸锅，水清锅净则油品无杂味，蒸锅内放入85l生活饮用水；
（2）蒸锅上面放置球面形蒸料架，铺上透气性好的棉粗布，蒸料架拱高0.25米，直径1.2米，单次蒸料数量79.5公斤，时间25-28分钟；
（3）达到设计水位，开启蒸汽阀门，供汽压力调整在0.25mpa，第一锅达到水沸腾的时间约12分钟，水沸腾后供汽压力控制在0.2mpa范围；
（4）蒸汽来后投放计量好的芝麻物料，投料过程中自然、均匀投放，切忌压实物料，防止塌汽，影响蒸料效果；
（5）蒸料时间设定27min，物料温度设定97℃，工作模式设定自动报警状态，物料蒸汽蒸透汽后，平均温度达到97℃就起锅进入下一个工艺环节。
实施例4
压饼过程实施步骤：
①饼胚模具：采用四个饼胚模具，制作模具材料为304不锈钢，规格为直径0.48米，高度0.1米，装填物料数量15-16公斤；
②铺盖饼布：模具上口铺盖3027#食品级无纺布，规格1米*1米，以模具、饼布相对同圆心铺盖；
③物料装填：蒸透芝麻物料直接投入铺盖饼布的模具内，模具口面内装满后，物料均匀自外向内堆积，达到不外撒为宜；
④包饼：拿起饼布四角，向对折起，包严物料；
⑤压饼：装填好的饼模送入压饼机压制，压饼机工作压力1.5mpa，压制时间3分钟以内；
⑥饼胚：压制好的饼胚呈规则圆饼状，直径约0.48米，高度约0.1米，装填物料数量约15-16公斤，饼胚温度87-89℃范围。饼胚传送到压榨工段；
⑦模具传送：采用电动传送带，实现压饼、脱模、传送模具往复工作。
在本发明压饼过程设置特定的模具参数、饼胚压制压力1.5mpa、压制时间3分钟、饼胚温度控制87-89℃范围，既巩固蒸料环节成果，又提高整线生产效率的设计目标。同时采用自制压饼机，通过控制装置、模具、机械设定，实现饼胚压制、脱模自动完成。
实施例5
压榨过程实施步骤：
①料桶参数：料桶外径0.6米，内径0.5米，高1米，依据159公斤芝麻物料，测算出油数量71.5公斤芝麻香油，孔距0.02米，外周长1.7米，内周长1.55米，油孔内径2毫米，外径6毫米，布设油孔7000个；
②料桶位置：料桶移出至装填饼胚位置，强度承压板须在料桶底部内；
③饼胚装填：饼胚传送至压榨机料桶内，料桶承装物料155-160公斤，计10块饼胚，饼胚与饼胚之间放置承压板，增加饼胚形成整体强度；
④压榨：饼胚装填完成移至压榨位置，设定工作压力35mpa，间隙压榨时间12秒，开启自动模式压榨进行，60分钟内完成压榨任务；
⑤滤油：压榨初步完成后，仍保持在工作压力35mpa稳压状态下滤油3个小时；
⑥半成品收集：压榨芝麻香油初级半成品通过不锈钢管道与榨油机出油口连接自流至经不锈钢过滤网到储油槽；
⑦卸饼：开启自动卸饼开关，吊起料桶，料桶与榨油机底座达到0.3米距离时，开始卸饼，5分钟完成卸饼；
⑧料桶归位：开启料桶归位开关，料桶归位至压榨状态，再移至饼胚装填状态，进行下一次饼胚装填。
在本发明中，针对压榨过程进行一系列测试以获得最佳工艺执行数据，如下表三、表四：
在表三中，工作压力10-20mpa期间是出油量最旺盛期，通过该数据计算出料桶出油孔内径2毫米，外径6毫米，布孔7000个，保证流量通畅；工作压力达到35mpa，再通过滤油措施，安全实现出油率45%工艺目标。
在表四中，滤油时间与饼粕残油含量成反比，滤油时间越长，饼粕残油含量越低，为实现饼粕残油含量6-6.8%、提高生产效率2.5-3目标，测算出滤油时间3小时为宜。
本发明的蒸料过程利用球面形蒸料架将芝麻物料与水隔离，高于沸水温度的蒸汽传导热量，蒸透物料。蒸的过程中，芝麻的营养成分被保留在物料内部不受破坏。通过该蒸料装置应用，解决了传统技法中蒸汽空间小，蒸料时间长，生产效率低的工艺缺陷；该蒸料方法，物料受热膨胀后，油脂和饼粕快速分离，达到即保护芝麻香油营养成分不受破坏又完整提取芝麻营养物质；创新采用球面形蒸料架，增大沸水体积，增加蒸汽循环空间，增加投料数量，满足自动化工艺生产线配套需求。
在本发明压饼过程设置特定的模具参数、饼胚压制压力1.5mpa、压制时间3分钟、饼胚成型后温度控制87-89℃范围，既巩固蒸料环节成果，又提高整线生产效率的设计目标。同时采用自制压饼机，通过控制装置、模具、机械设定，实现饼胚压制、脱模自动完成。
本发明压榨的方法，依据榨油机单位时间物料数量、理论出油量与榨油机工作压力、滤油时间之间的关系，反复中试确定榨油机工作压力35mpa，滤油时间3小时，达到出油率45%，饼粕残油含量6.3%范围的工艺要求；同时通过控制装置（整机供电控制）、换向阀液压油缸控制、顺逆开关控制（压榨、起吊料桶控制），实现了饼胚料桶装填、饼粕自卸、料桶归位、半成品油收集等设计要求，提高了生产效率。
本发明芝麻香油的制取方法，从蒸料、饼胚压制、压榨三个环节工艺方法的持续优化、生产装置的创新研发，推动了技术进步；又从芝麻炒制达到爆籽状态、热碾工艺方法最大限度的把芝麻的香味成分提取出来，到覆盖蒸制、半成品密闭储存的工艺环节很好的保护了芝麻香油的香味成分，达到了芝麻油国标gb8233标准要求，芝麻香油的香味、滋味特征指标明显增强，凸显了工艺创新优势。本发明对研究芝麻香油的挥发性风味成分、建立芝麻油香气质量的客观评价方法和体系极为重要。整个工艺环节通过数字化管控、生产装置革新即传承了古典工艺技法，实现了深加工企业向装备自动化生产过程转化，生产效率大幅提升，促进了生产力的发展。