第一节 亚麻籽压榨法制油
一、生产原理
机械压榨法是人们提取油脂最先使用的方法，它是利用机械外力的作用，将油脂从油料中提取出来的方法。机械压榨法提取油脂的基本工艺流程为：
油料→预处理（清理、脱皮剥壳、粉碎）→制坯（轧坯、调质、蒸炒、膨化成型）→压榨或者预榨→毛油和饼粕
根据油料是否需要炒制，机械压榨法可以分为热榨法和冷榨法。热榨法是将油料蒸炒后，在高温下进行压榨制油的方法。该工艺具有出油率高的优点，但是油料饼粕变性比较严重。冷榨法是指油料不经过高温蒸炒直接进行压榨的一种制油方法。冷榨法最大限度地保全了油料中的生物活性成分，榨出的油脂具有较好的品质，饼粕变性也比较小，但是出油率比较低。
由于亚麻籽油中脂肪酸的不饱和程度较高，过高的生产环境温度会导致亚麻籽油的氧化变质，进而造成精炼后亚麻籽油的得率降低，并造成精炼过程中的原料浪费。因此，在用压榨法对亚麻籽油进行制取时，应尽量使用冷榨法。
根据榨油机的种类可分为土榨、水压机、螺旋榨油机三种类型。随着压榨法制油工艺的发展，撞榨、锤榨、人力丝杆榨等土榨和水压机基本已经淘汰。目前使用较为广泛的榨油设备是螺旋榨油机，它是近代国际上普遍采用的较为先进的连续压榨取油设备。与土榨、水压机等间歇式榨油设备相比，其优点是处理量大、生产连续、劳动强度小、出油率高。螺旋榨油机的工作过程，概括地说，即由于旋转的螺旋轴在榨膛内的推进作用，使榨料连续地向前推进。同时，由于螺旋轴螺距的缩小或根圆直径逐渐增大，使榨膛内空间体积逐渐缩小而产生压榨作用。在这一过程中，榨料被推进并被压缩，油脂则从榨笼的缝隙中挤压流出，同时残渣被压成饼块从榨轴末端不断排出。
目前国产的螺旋压榨机有ZX-10型（原95型）（图2-1）、ZX-18型（原200A-3型）、ZY-24型（原202-3型）（图2-2）和最新研制成功的ZY-28型等。
图2-1 ZX-10型螺旋榨油机
1—变速箱；2—进料斗；3—螺旋轴；4—榨笼；5—机架；6—出饼调节结构
二、生产工艺
压榨法制油工艺可分为：一次压榨法和预榨-浸出法。预榨-浸出法，即首先对油料进行预榨处理，取出一部分油脂（国内要求预榨饼残油率在10%~12%，国外一般要求含油16%~20%），然后把预榨饼再进行溶剂浸出取油的工艺。
图2-2 ZY-24型预榨机
1—蒸锅进料口；2—蒸炒锅；3—主电动机；4—减速箱；5—校饼机构；6—机架；7—出油口；8—榨轴；9—榨笼；10—进料装置；11—进料装置电动机；12—蒸炒锅搅拌轴电动机
1.亚麻籽的一次压榨制油
（1）基本工艺流程 如图2-3所示。
图2-3 亚麻籽一次压榨工艺流程
（2）工艺过程说明
①清理 采用平面回转筛筛选后，再用立式圆打筛进行并肩泥的清选，使净亚麻籽中残留杂质不超过0.5%。
②软化 新收获亚麻籽无需软化，对含水分低于8%的亚麻籽用层式软化锅进行软化，软化水分9%，温度50~60℃，软化时间10min。
③轧坯 采用三辊轧坯机轧坯，生坯厚度为0.2~0.3mm。
④压榨 采用ZX-18型螺旋榨油机压榨的亚麻饼，尽量使干饼残油率达7%以下，榨出毛油经过过滤后送去精炼，过滤出油渣送回蒸炒锅与熟坯一起蒸炒后复榨。
2.亚麻籽的预榨-浸出制油
（1）基本工艺流程 如图2-4所示。
图2-4 亚麻籽预榨-浸出工艺流程
（2）工艺过程说明
①清理 采用平面回转筛筛选后，再用立式圆打筛进行并肩泥的清选，使净亚麻籽中残留杂质不超过0.5%。
②软化 新收获亚麻籽无需软化，对含水分低于8%的亚麻籽用层式软化锅进行软化，软化水分9%，温度50~60℃，软化时间10min。
③轧坯 采用三辊轧坯机，轧成生坯厚度可放至0.35mm。
④预榨 采用ZY-24型预榨机预榨得亚麻籽预榨饼，干饼残油率为12%左右，然后送去进行溶剂浸出。预榨毛油过滤后送去精炼。
3.两种压榨制油工艺的比较
预榨-浸出制油工艺较一次压榨制油工艺具有以下优点。
（1）毛油质量好 如上所述，一次压榨的入榨温度为125~130℃，水分为1.5%左右，而预榨时入榨料温为110℃，水分为4%~5%；榨机内压力较低，制得的毛油色泽较浅，易于精炼成质量较高的油品。
（2）操作方便 预榨对原料的预处理要求不像第一次压榨那么严格，这就使得操作更为简便、生坯厚度增加、蒸炒时间缩短，使轧坯机、蒸炒锅的处理量相应提高。
（3）浸出有利 预榨饼含水分较高，不像一次压榨饼那样焦脆，输送中不易散碎，从而减少了入浸物料的粉末度，有利于溶剂渗透，提高浸出速率，降低破残油，也有利于湿粕的脱溶烘干，减少溶剂损耗。
（4）延长榨机零件的使用寿命 预榨较一次压榨榨膛内压力小，榨螺、榨条等易损零件磨损程度降低，更换周期得以延长。
（5）蒸汽消耗降低 预榨要求入榨料的温度较低、水分较高，这就相应地降低了蒸炒时加热蒸汽的消耗量。
三、国内外相关研究
1977年，W.Dedio等人研究了亚麻籽的水分含量、贮藏时间、产地和基因类型对压榨法提取亚麻籽油提取效率的影响。研究发现，随着水分含量由7.8%减少到2.3%，亚麻籽油提取率从31.4%增加到了49.6%。研究还发现，亚麻籽贮存时间越长，亚麻籽油越难提取。根据种植产地的不同，亚麻籽中油脂榨取得率分布为25.0%~41.4%。基因类型对亚麻籽油得率影响较小，为46.9%~54.2%。
2003年，Y.L.Zheng等人利用螺旋压榨方法对压榨整粒和脱壳亚麻籽制备有机亚麻籽油进行了研究。研究发现，与8mm的出油间隙相比，使用6mm的出油间隙，生产能力对水分含量的依赖程度较小。当出油间隙为6mm时，对整粒亚麻籽进行压榨，出油率（70.1%~85.7%）与亚麻籽水分含量（6.1%~11.6%）呈反比；对脱壳亚麻籽进行压榨，出油率峰值（72.0%）出现在水分含量为10.5%处（考察范围为7.7%~11.2%）。研究还发现，与整粒亚麻籽相比，对脱壳亚麻籽进行压榨，亚麻籽油提取率较低，但单位时间出油率却较高，且得到的亚麻籽油和饼粕的温度也较低。
2005年，Y.L.Zheng等人对螺杆挤压整粒和脱壳的亚麻籽进行了能量分析。对整粒亚麻籽和不同脱壳程度的亚麻籽在螺杆挤压过程中的单位机械能、净焓变、热量损耗进行了评估。研究得出水分含量和脱壳率的降低都会引起亚麻籽油和饼粕温度以及净焓变的显著上升。传导散失的能量占据了输入机械能的一半以上。当整粒亚麻籽的水分含量从12.6%减少到6.3%的时候，单位机械能从81.1kJ/kg显著上升为104.7kJ/kg。压榨整粒亚麻籽消耗的单位机械能显著高于压榨脱壳亚麻籽的。
2007年，孙东伟等人研究了采用传统榨油设备生产低温压榨亚麻籽油的方法，先将筛选好的亚麻籽轧坯，在40~50℃温度下蒸制，然后在58~60℃下炒坯，再在常温下将炒好的坯料放入普通榨油机中压榨1min，制得低温压榨亚麻籽油。然后按上述步骤进行复榨，最后进行无水脱磷得低温冷榨亚麻籽油，该发明实现了低温压榨且达到了一定的出油率。
2011年，中国农业科学院油料作物研究所杨金娥等研究了烤籽温度对压榨亚麻籽油品质的影响。研究表明，亚麻籽经不同温度烘烤处理，对压榨亚麻籽油的气味、色泽、氧化稳定性、维生素E含量、磷脂及总酚含量都有显著影响。随烘烤温度升高，压榨亚麻籽油的色泽呈加深趋势，气味从坚果清香味过渡到浓香味直至焦煳味，氧化稳定性先升高后降低，磷脂及总酚含量呈上升趋势，维生素E含量呈下降趋势。其研究还发现，亚麻籽经过不同温度烘烤处理，压榨亚麻籽油有两个较好的风味区间：在烘烤温度不超过80℃压榨出来的亚麻籽油有良好的坚果香味；而在120~140℃，压榨亚麻籽油呈现浓香味，超过140℃压榨亚麻籽油焦煳味加重。利用风味的这种变化，可以对冷榨油和热榨油进行区分，可以作为评判的参考依据。次年，杨金娥等又针对冷榨亚麻籽油在储存过程中所存在的品质劣化等问题，采用冷冻脱蜡、固体吸附物理精炼方法对新鲜冷榨亚麻籽油进行处理，并进行4℃和35℃储存试验。研究结果表明，助熔剂煅烧硅藻土对新鲜冷榨亚麻籽油吸附处理并冷冻后离心，可以很好地避免冷榨亚麻籽油在储存过程中产生沉淀，并部分抑制苦味物质的生成；吸附精炼后获得的冷榨亚麻籽油各项质量指标满足GB/T 8235—2008一级油质量标准要求；存放温度对亚麻籽油品质有很大影响，低温存放大大延长了冷榨亚麻籽油的保质期。
2013年，杨金娥等通过采用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）方法对冷榨和热榨亚麻籽油挥发性成分进行了比较分析。研究发现，采用不同的热处理温度，压榨亚麻籽油挥发性成分发生了明显变化。冷榨亚麻籽油中挥发性成分以醇类为主，主要挥发性化合物有正己醇、2-丁醇、戊醇、2-甲基丁醇、正己醛、2-乙基呋喃；热榨亚麻籽油挥发性成分中醇类化合物减少，糠醛和糠醇及杂环类化合物大量产生，这些化合物相对含量明显随温度升高而大幅增加，并形成热榨亚麻籽油特有的风味。通过对压榨亚麻籽油中挥发性成分中有害化合物的种类和含量进行研究得出，冷榨亚麻籽油挥发性物质中有害物质显著低于热榨亚麻籽油，冷榨亚麻籽油具有更高的食用安全性；而随着亚麻籽热处理温度升高，压榨亚麻籽油挥发性成分中有害化合物快速上升，影响到热榨亚麻籽油的食用安全性。同年，张雪娇等为了更好地开发利用具有保健作用的亚麻籽油，分别使用超临界提取法、溶剂提取法、冷榨法和热榨法提取亚麻籽油，比较油脂的提取率和感官性状，并进行了GC-MS分析。试验结果显示，大规模生产亚麻籽油以冷榨法为优；通过析因试验分析得出，物料含水量、压力和物料粒径对试验结果影响较大，温度影响不显著，物料含水量为负影响因素，压力和物料粒径均为正影响因素。利用Box-Benhnken响应面法对冷榨亚麻籽油工艺进行优化，其所获取的冷榨亚麻籽油最优条件为：压榨压力32.30MPa，物料水分含量5%，物料粒径3.0mm，亚麻籽油提取率可达23.05%，比优化前提高了26.65%。
2014年，张志霞为优化冷榨亚麻籽油冷析法脱胶工艺，在单因素实验基础上，根据Box-Benhnken中心组合实验设计原理，设计三因素三水平的响应面优化实验。在分析各个因素的显著性和交互作用后，得出冷榨亚麻籽油冷析法脱胶的最佳工艺条件为：冷析温度7℃，冷析时间3h，搅拌速度25r/min。在最佳工艺条件下，脱胶冷榨亚麻籽油中磷脂含量为0.122%。同年，刘昌盛等通过低温压榨亚麻籽获得冷榨亚麻籽油（cold-pressed flaxseed oil，CFO），并分析其主要理化指标，着重研究CFO的静态、动态流变特性，同时分别采用Casson、Herschel-Bulkley和Bingham模型对其流体行为进行拟合，并采用Arrhenius方程分析其黏度热动力学参数。研究结果表明，在剪切速率为0.1~200s－1下，CFO由非牛顿流体逐渐转化为牛顿流体；当剪切速率大于10s－1时，CFO呈牛顿流体；同时分析得出CFO的黏度活化能为3095.4cal/mol（1cal=4.1840J）；CFO的黏度、剪切应力、损耗模量、塑性稠度系数、高剪切极限黏度和稠度系数随着温度升高而降低，但是温度变化对CFO的贮能模量影响不显著；另外，通过比较3个流变模型得出Bingham模型适用于CFO。