分子蒸馏技术在高端茶油的精制应用修改.docx
《分子蒸馏技术在高端茶油的精制应用修改.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分子蒸馏技术在高端茶油的精制应用修改.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
分子蒸馏技术在高端茶油的精制应用修改
分子蒸馏技术在高端茶油的精制应用
报告书
中国.华南理工大学
前言
一、茶籽油的背景……………………………………………………3
1、茶油简介……………………………………………………3
2、茶油科学成份分析…………………………………………4
3、茶油的地方政策……………………………………………5
二、茶油的开发及应用………………………………………………6
1、开发高级食用保健茶籽油…………………………………7
2、开发高级化妆品用茶籽油…………………………………7
3、开发医用茶籽油……………………………………………7
4、茶籽油在食品工业上的应用………………………………8
5、茶籽油在其他方面的应用…………………………………8
三、分子蒸馏精制茶油生产与传统制取方法比较…………………8
四、分子蒸馏茶籽油前景及设备的设计方案………………………9
1、茶籽油目前的市场行情及前景……………………………9
2、分子蒸馏精制茶油生产线方案设计………………………11
前言
心脑血管疾病是危及人类生命的严重疾病之一，也是世界上死亡率最高的疾病，特别在中老年人群中尤为明显，随着人口老龄化的发展以及居住环境的恶化，心脑血管的发病率呈逐年上升的趋势，预防和治疗心脑血管疾病已成为全社会关注的热点问题。
近年来，国内外的许多学者研究表明，茶籽油的物理化学特性与橄榄油相同，其中的一价不饱和脂肪酸油酸的含量高达80%，且相对于橄榄油，茶籽油中的不皂化物含量很少，不含芥酸和黄曲霉，是一种优质食用油。
从营养学的角度说，茶籽油中大量的油酸、亚油酸具有降低血液中的胆固醇，预防心脑血管疾病，抑制肿瘤的作用，是心脑血管疾病患者很好的营养保健油脂。
我国人民虽然很早就知道利用茶籽榨取茶籽油，但初榨的茶籽油在酸度、色泽和气味等方面难以达到国家标准，为茶籽油的推广增加了难度。
随着对茶籽油营养保健价值、经济价值的进一步认识和茶籽油系列产品的深度开发,茶籽油及油茶产业将成为推动我国茶籽油产地地方经济发展的又一支柱产业。
因此，开发高效、安全的茶籽油提取制备方法具有重要意义。
一、茶籽油的背景
1、茶油简介
茶油是我国特产的重要植物油之一，取自油茶种籽，油茶树属山茶树，为多年生常绿小乔木，耐干旱瘠薄，适宜在适当的山区种植，我们南方各省都生长，尤以湖南、广西、江西、云南等地为最多，年产油茶籽约70万吨。
油茶果实称为“茶果”，它由茶蒲和种子（1-4）粒两部分组成。
种子包含在茶中，油茶籽为双子叶无胚乳种子。
外形呈椭圆形或圆球形，背圆腹扁，它由种皮（即茶壳）和种仁（即茶仁）两部分组成，壳占茶果重的30.6%-34.0%，含较多色素，呈棕黑色，极其坚硬，含油量极少，含较多的皂素（达5.4%左右），皂素是一种糖甙。
为降低饼粕残油率和提高副产品的利用价值。
茶籽最好去皮壳后再制油，否则种皮和仁壳中的有色物质会混入油中使之呈深色，并且使油品的质量下降。
根据品种不同，茶籽中含仁率为60%左右，仁中含油40-60%，每百斤茶籽一般可获得茶油25斤左右。
经加工、提炼而得到的一种高品位、高营养价值的食用油，其不饱和脂肪酸含量达90%以上（油酸83.3%，亚油酸7.4%）。
精炼出来的茶油，颜色浅黄，澄清透明，气味清香。
是良好的食用油脂。
由于品质优良、风味独特，千百年来，在国内广受欢迎。
在国外，近些年来，经过分析，发现茶油的脂肪酸成分与欧美发达国家首选的食用油——橄榄油特别相似，因此对茶油日益重视，认为是有重要商业价值的东方油脂。
正是因为如此，茶油在我国历属皇家贡品，在解放后曾作为高级领导干部专供油脂，在日本、台湾、东南亚国家被誉为“东方橄榄油”。
2、茶油科学成份分析
国内外对茶油进行分析检测的结果基本一致。
数据如下：
表1茶籽油和橄榄油的理化特征参数
油品
比重
（20℃/4℃）
折光指数
（20℃）
碘值（I）
/（g.100g-1）
脂肪酸
凝固点/℃
皂化值/（mgKOH.g-1）
不皂化物
/%
茶籽油
0.9120～0.9175
1.4680～1.4720
84～94
-10～-5
188～195
≤0.9
橄榄油
0.910～0.916
1.4666～1.4707
77～94
/
184～196
≤1.5
表2茶籽油、橄榄油等几种主要食用油脂肪酸组成
脂肪酸
油品
饱和脂肪酸
饱和脂肪酸小计
不饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸小计
棕榈酸
C16:
0
硬脂酸
C18:
0
花生酸
C20:
0
油酸
C18:
1
亚油酸
C18:
2
亚麻酸
C18:
3
二十碳烯酸C20:
1
芥酸
C22:
1
茶籽油
8.03
1.05
/
9.08
81.91
8.05
0.51
/
/
90.47
橄榄油
13.00
1.90
1.65
16.55
72.70
6.95
4.10
/
/
83.75
花生油
11.68
3.69
0.68
16.05
48.00
32.30
1.45
/
/
81.75
菜籽油
8.89
3.19
1.69
13.77
43.44
45.46
7.22
/
10.12
86.24
大豆油
10.90
3.15
/
14.05
19.74
52.07
11.50
1.84
0.71
85.86
从表1和表2可以看出，茶籽油和橄榄油的理化特征和脂肪酸组成非常相似，具有烟点高（256℃），脂肪凝固点低的特点。
茶籽油主要以含有单不饱和脂肪酸－油酸为主，油酸含量和不饱和脂肪酸含量分别达80%和90%以上，两者均比橄榄油高出数个百分点。
茶油中还含有橄榄油所没有的特定生理活性物质-山茶甙、山茶皂甙、茶多酚等。
其中，山茶甙有强心作用；山茶皂甙有溶血栓作用，能防治血管硬化成所致的多种心脑血管疾病；而茶多酚具有降低胆固醇、预防肿瘤等多种作用。
与花生油、菜籽油、大豆油相比，茶籽油的多不饱和脂肪酸的含量较少。
茶籽油的不皂化物不到1%，主要为甾醇（0.6%），其次为二萜类，还含有8.7%～20mg/100g的生育酚（维生素E）和8～16mg/100g的角鲨烯等抗氧化剂。
3．茶油的地方政策
国家把发展油茶产业作为新农村建设、促进农民增收的一项重要产业来抓：
1、油茶产业发展前景好。
一是茶油市场需求量大。
经科学检测表明，茶油的成份与橄榄油极其相似，成分间的比例还好于橄榄油。
美国卫生研究院营养合作委员会主席西莫奥普勒斯博士称茶油为“世界上最好的食用油”。
茶油是一种以不饱和脂肪酸为主要成份的油类，比橄榄油中的油酸含量还要高。
此外，茶油还有丰富的维生素D、维生素K和维生素A原。
茶油还含有橄榄油所没有的独特生理活性物质茶多酚和山茶甙（即茶皂甙或称茶皂素）。
根据美国国家医药中心实验证实，对降低胆固醇有明显的功效。
随着人民对油茶价值认识的不断提高，茶油的需求量会越来越大。
二是油茶低改技术成熟。
经过中国林科院亚林所、亚林中心、湖南林科院、江西林科院和广西林科院以及其它一些基层研究单位数十年不懈努力，在油茶良种繁育和栽培技术方面都取得了突破，他们培育出了一批优质高产的新品种，对低产油茶林改造也摸索出一整套成功的经验。
2、各级政府扶持政策优。
一是国家出台油茶产业发展相关政策。
2007年国务院出台了《关于促进油料生产发展的意见》（国办发[2007]59号），国家林业局出台了《关于发展油茶产业的意见》（林造发[2006］274号）。
3、民间发展油茶产业热情高。
近年来，受国际茶油市场严重短缺和国内潜在市场的双重影响,茶油作为联合国粮农组织重点推广的健康型高级食用植物油,倍受消费者亲睐,社会各界均表现出发展油茶产业的高度热情。
广西毗邻粤港澳，背靠大西南，面向东南亚，具有独特的区位优势，同时享有西部大开发、民族区域自治、沿海和边境地区税收、投资等优惠政策，多种政策叠加，优势十分明显。
特别是广西北部湾经济区的开放开发上升为国家发展战略后，国家和自治区出台了一系列具体的支持政策，为广西科学发展、和谐发展、跨越发展提供了重要保障，也为广西林业实现又好又快发展和打造林业强省提供了重要支撑。
近年来，广西森林资源总量显著增加，生态环境明显改善，林业产业快速发展，多项林业关键指标居全国前列。
广西已发展成为全国的林业大省。
广西油茶树面积位居全国第三，全区各地山区广泛分布，而且环境保护良好。
近年，茶籽油精炼技术应用于规模生产，使茶籽油的色泽、香味、口感等都达到上好的水平。
二、茶油的开发及应用
利用分子蒸馏分离的山茶油与传统的压榨油相比，具有更好的优势，有着更为广阔的开发前景。
利用分子蒸馏技术制出的山茶油，还避免营养和脂肪酸不被破坏，得到高等级的山茶油，产品可不再经深加工，用于食用、医疗、保健品和化妆品等方面，大大提高企业生产效益及附加值。
1、开发高级食用保健茶籽油
目前市场上销售的食用植物油有花生油、豆油、菜籽油,或以花生油、豆油、菜籽油为主的调和油,这些油都存在一个共同的缺陷:
单不饱和脂肪酸含量偏低,而多不饱和脂肪酸含量偏高,存在难消化的山 酸、芥酸或花生酸,稳定性差,其营养保健价值较低。
茶籽油是一种优质保健食用油,又是我国重要的木本食用油和特产,开发高级食用茶籽油将有广阔的市场。
从这个意义上考虑,茶籽油适于加工成目前市场上销售的食用植物油有纯茶籽油、高级调和油和色拉油等产品,纯茶籽油更适于治疗心血管疾病等特殊人群,茶籽油调和油使茶籽油的营养更全面、均衡,茶籽油色拉油将提高我国色拉油的档次,填补高档木本色拉油的空白,大大缓解我国每年都要进口相当数量的橄榄油作为高级色拉油的压力。
茶籽油作为食用油,色清味美,还具有以下特点:
（1）茶籽油中没有芥酸、山 酸,仅含极低的花生酸,对人体健康无有害影响,其脂肪凝固点很低,食用后易消化,吸收率高;
（2）由于茶籽油主要由油酸组成,多不饱和脂肪酸含量较少,并含有生育酚、角鲨烯等强抗氧化剂,因此茶籽油抗氧化性强、稳定性好,不易氧化酸败;（3）不易受巨毒致癌物质———黄曲霉毒素的污染;（4）茶籽油的烟点高,热稳定好,在烹调过程中,不易因油温升高和重复使用而产生对人体有害的物质,烹调环境卫生。
所以,茶籽油又是一种安全、卫生、吸收率高的油脂。
2、开发高级化妆品用茶籽油
民间很早就有将茶籽油作润发油使用,可使头发滋润柔软,乌黑发亮。
茶籽油中的主要成份是油酸甘油酯,并含有多种脂溶性维生素,对皮肤能很好的溶合,无刺激,对酸化有一定的稳定性,是一种作为油分补给剂的优质油,茶籽油还具有清热化湿、杀虫解毒功效[《中国药典》（1995年版）],用于护肤,有滑爽而不油腻的肤感,可使皮肤柔嫩而富有弹性,并可以防治疥疮等。
日光中对皮肤有影响的是紫外线,其中以290～320nm的短波紫外线（UVB）最强,可使表皮细胞内的核酸和蛋白质变性（Sunburn现象）,320～400nm的长波紫外线（UVA）对皮肤不会产生炎症,但会使皮肤起褐色及茶色（Suntan现象）,因此对皮肤会产生灼烧的Sunburn现象。
日本医学分析证明,油脂中矿物油可透过日光,没有防止Sunburn的能力,而茶籽油具有吸收UVB波长的功能,也可吸收一定的UVA,不会产生Sunburn现象。
另外,用AOM（ActiveOxygenMethod）法测试试验,橄榄油达到POV100需要55小时,医用茶籽油需59小时,而精制茶籽油（化妆品用茶油）则需120小时,因此,茶籽油是一种稳定性强的油脂。
故茶籽油是保护皮肤的最好的油脂。
在日本,每年用于化妆品的茶籽油达数百吨之多,产品有:
护肤护发系列产品、香波系列产品、高级香皂系列产品、防灼晒化妆品、婴幼儿系列日用品等,深得消费者喜爱,还远销欧洲及美国。
据报道,仅日本的大岛椿株式会社用精制茶籽油生产系列化妆品产品,销售额超过50亿日元。
茶籽油化妆品产品具有安全、保健、回归自然、环保等特点,符合现代美容趋势,开发茶籽油在化妆品上的应用,将极大提高茶籽油产品的附加值和经济效益。
3、开发医药用茶籽油
茶籽油除具有预防和治疗高血压、冠心病等心血管疾病的功效外,茶籽油尚有清热化湿、杀虫解毒的功效[《中国药典》（1995年版）],长期服用,能清胃润肠、可治痧气腹痛、急性蛔虫阻塞性肠硬阻、习惯性便秘等,外用能润泽肌肤,可治烫伤、烧伤、燥裂、体癣、慢性湿疹、软组织挫伤等,中药常用茶籽油调制药膏、药丸,用茶籽油作注射溶剂及软膏用基剂。
4、茶籽油在食品工业上的应用
茶籽油色清味美,耐贮藏,是油浸食品罐头的上等原料,其保鲜、保质期长2～3倍于其他油浸食品罐头。
其烟点高、稳定性好,适于煎炸和烘焙食品。
油炸食品,色泽金黄,味香可口,并可改善食品的风味,食品不易氧化酸败,保质期长。
茶籽油还可以加工成人造奶油、粉末油、起酥油、人造蛋黄酱等,广泛应用于食品工业。
5、茶籽油在其他方面的应用
茶籽油还是肥皂、凡士林、高级机械润滑油、机械防锈油、油酸等工业产品的原料。
茶籽油是再生资源,随着茶籽油深加工技术和茶籽油产业的不断发展,茶籽油在工业上的广泛应用是可能的。
三、分子蒸馏精制茶油生产与传统制取方法比较
茶籽油按色泽、气味、酸度的等级不同，分为毛茶油、二级茶油和一级茶油。
毛茶油一般是由茶油产地使用液压榨油机榨取制成，具有独特的茶籽油清香，色泽一般较浅，透明度比较差，含有较多的杂质。
二级茶油是毛茶油脱除磷脂、蛋白质以及其他水溶性杂质。
利用现代浸出技术制取的毛油，色泽比毛茶油略浅。
一级茶油（层p精制茶油）是毛油经过脱胶、脱酸、脱色、脱臭处理生产出来的档次较高的油脂，色泽更浅，气味更淡。
根据不同等级茶籽油的生产需要．茶籽油工业提取制备方法，主要有生产上较成熟的压榨法、浸出法。
而传统的制取方法存在高温营养和脂肪酸遭受破坏、颜色深、杂质含量高以及化学溶剂残留等问题，影响山茶油作为高档油的应用，为深黄色或褐色，严重影响其市场效应，且由于含有少量的皂素，味道有点苦涩，难以达到医药和化妆品行业的要求，也难以符合食用标准，所以必须继续精炼，当前普通的山茶油精炼工艺，使得其特有的风味等感观特性丧失，并使相当部分的营养成分及活性成分遭到破坏。
在采用化学碱炼时，还存在大量皂脚残留等问题。
未精制的山茶油，其风味、颜色等感观感质量及内在品质又不如人意，难以达到国家标准的要求。
采用分子蒸馏精制山茶油完全克服了传统方法的缺陷，技术上可以避免传统制取方法的问题，分离简单，具有操作温度低、操作压强低、受热时间短（几秒～几十秒）、操作不可逆、产品收率高等技术特点。
分子蒸馏是指在1.33x10～1.33xl0kPa的高真空度下利用液体混合物中各分子运动自由程的不同，在液状态下实现分离操作的连续蒸馏技术。
分子蒸馏属于高真空蒸馏，分离操作在低于物质沸点下进行，它既不同于简单蒸馏，也不同于一般的蒸发，是一种完全非平衡蒸馏过程。
当冷凝表面与蒸发表面有温度差时，就能进行分离操作。
一个分子在相邻两次分子碰撞之间所走的路程称为分子运动自由程，在某段时问内自由程的平均值称为平均自由程。
在分子蒸馏操作过程中，轻组分分子的平均自由程大，重组分分子的平均自由程小，若在离蒸发面小于轻组分分子的平均自由程而大于重组分分子平均自由程处设置一冷凝面，使得轻组分分子落在冷凝面上被冷凝，从而破坏其分子运动的动态平衡使其连续不断地逸出，而重组分分子因达不到冷凝面而返回原来液面，很快趋于动态平衡，从而混合物中的不同组分就被分离开来。
一般情况下，常规真空蒸馏的真空度仅仅达到5kPa，而分子蒸馏真空度可达0.1～100kPa。
所以，分子蒸馏可在远离沸点的较低温度下进行，只要存在温度差，就可达到分离目的。
因此，分子蒸馏特别适用于高沸点、热敏性物料的分离。
分子蒸馏工艺条件温和，工艺流程简单，提取率高，含磷少，色泽浅，后处理中可省去脱胶和脱臭工艺，生产时间大大缩短，生产产率大为提高，同时由于分子蒸馏技术不需要使用溶剂，也可对环境起到保护作用，因而具有广泛的工业化应用前景。
我团队华南理工大学分子蒸馏精制山茶油的多个工艺技术已获得国家知识产权局受理立项，具有国内的独家性及高科技性，能为合作企业排除低端的竟真对手，为企业带来丰厚的回报及巨大的社会效益。
四、分子蒸馏茶籽油前景及设备的设计方案
1、茶籽油目前的市场行情及前景
目前,我国的茶籽油是以压榨和溶剂浸提出来的毛油为主,毛油未经物化处理，含有皂素、机械杂质、色素、蜡质、游离脂肪酸、糖类及其衍生物、蛋白质及其降解物、有机醇及成分复杂的树脂和胶状物质等,不仅色泽深、营养价值低、口感差、不利于营养成分吸引和人体健康,且易酸败,影响贮藏稳定性,从而使茶籽油的使用面受到极大限制,一直被当作低档的食用油看待,茶籽油毛油的市场价仅为6000～12000元/吨。
而精炼茶油目前在国际市场上的售价达每吨10多万元人民币。
但传统的民间作坊只是对油茶果作简单的压榨处理,获得的成品只是毛油,属于低档食用油。
茶籽油只有经过精制才能创造更大的价值。
要想把这一产业做大做强,应尽快提高加工技术,树立品牌意识,扶持具有潜在竞争力的企业,加强对茶油深加工产品的研究和开发,不断推出新产品,延长产业链,提高产品价值,将仅仅粗加工的茶油发展成各种高科技深加工产品。
茶籽油是中国的特产,但日本对茶籽油的开发利用已遥遥领先于中国,日本将进口的茶籽油经精制后达到国际上最佳食用油标准,在日本,精制茶籽油已广泛应用于化妆品、医用品、医药外用品、食用油以及作为光油用于家庭刀剑和家具上光,产品深受消费者欢迎。
而我国茶籽油深加工和精制技术研究还只是处于起步阶段,茶籽油产品的开发应用几乎还是一个空白。
近年来,我国也加强了对茶籽油基础工作的研究,通过技术引进,茶籽油精加工关键技术取得突破性进展,解决了茶籽油脱色、脱臭和提高油酸含量等技术关键,食用精炼茶籽油质量指标超过国家一级食用油标准（GB11765-2003）,化妆品用油也已小试成功,随着我国茶籽油精制技术的不断提高和成熟,将促进茶籽油产品的开发及应用,其应有的营养保健价值、商品价值和经济效益将得到充分发挥。
目前,在日本每年用于化妆品中的茶油用量达数百吨之多,我国主要以生产粗茶油为主,而精制成高级烹调保健油,化妆品茶油,医药用茶油还有很大缺陷。
主要是因为:
1）化妆品和医药行业用油质量要求高,而我国一般的油脂加工厂经过脱色、脱臭、脱酸处理后尚不能达到要求。
2）茶油价格比用于化妆品中的矿物油高,提高了化妆品成本,但与其他植物油比价格还是低的。
3）我国茶油分布虽广,但缺乏管理,人们对其价值认识低,一直将其用于普通食用油,在许多地方都是任其自生自灭,还有的地方茶油果实尚未到采摘季节就已被采摘,严重影响了出油率。
目前我国市面上茶籽一级食用油的品牌有金浩、金龙鱼、赣花、润心牌等，5L装的价格在250元～380元之间，而作为贡品的茶籽油，及作为保健品的食用油如完美牌价格更高达200元/L。
市面上应用在医用、化妆品和婴儿日用品的山茶油品牌有赣花和亲子油、伊用牌等；50ml瓶装的价格在30元～60元之间，而赣花牌的娇芮系列医用化妆品更高达130元/瓶（65ml装）。
随着人民生活品质的提高，相信越来越多的人会关注这种国产的健康油脂。
我国民间一直有食用茶籽油的习惯，但碍于茶籽油的质量难以达到国际上的标准，难以在国际或国内市场上得到推广。
而利用分子蒸馏精制的茶籽油质量标准已达到一级国标水平，使其展现出产业化应用的前景。
可通过分子蒸馏技术精制茶籽油而创立一个高端的茶籽油系列产品自我的品牌来作为推广，如健康食用油系列产品、医用化妆品系列产品、护肤护发系列产品、婴幼儿系列日用品等；面向不同的消费人群。
并可利用分子蒸馏此高端精制技术作为卖点，精制特级山茶油的技术与目前市场上较大的国际企业（如：
宝洁、安利、强生等）形成战略联盟，共同开发一种或几种产品高端产品，最终把共同开发的产品迅速推入市场。
2、分子蒸馏精制茶油生产线方案设计
鉴于此项目初期推广，故设计出年处理茶油400吨原料的精制生产线以供参考。
我技术团队具有丰富大型能源化工、制药、食品添加剂、香料香精等分子蒸馏项目实施经验，可根据客户需求定制出更大型年处理万吨级的生产线。
年处理精炼400吨茶油MDS-500三级分子蒸馏设备配置说明
三级蒸馏设备：
蒸馏柱、冷凝器、进料泵、出料泵、过料泵、蒸发器、冷阱、物料管道、等由不锈钢制成。
刮膜器电机、加热单元和真空泵、油扩散泵等的动力设计为380VAC，总功率约50kw。
1.设备技术性能指标
三级连续进料连续出料
进料速度：
40～80kg/h
单柱蒸发面积：
3m22个
单柱内置式冷凝器面积：
4m22个
脱汽柱蒸发面积：
0.3m21个
刮膜器转速：
100～180转/min3个
刮膜器电机功率：
1.1kw3个
2.产品进出料
进料泵:
不锈钢计量泵1台
过料泵:
不锈钢齿轮泵2台
出料泵:
不锈钢齿轮泵3台
3.真空系统
单个冷阱（用于冰、液氮或干冰）：
3个
真空接口：
Dg50
真空泵：
3台
水环真空泵:
1台
增压泵:
1台
高真空测量仪表1套
4．加热和冷却
恒温水浴系统：
常温～95℃10kw3套
冷水机组：
常温～10℃5kw1套
5．机架
碳钢型材结构
6．电柜
带自动控制系统
7.技术支持：
由国内著名高校分离技术专家组支持
8.设备生产线参考图片：
升级会员 