机械压榨法是提取微生物油脂的一种重要方法,它具有自身的优点和缺点。
优点
(一)操作简单
• 设备要求直观易懂:机械压榨法所使用的设备主要是各种压榨机,如螺旋压榨机和液压压榨机。这些设备的构造和操作原理相对简单。以螺旋压榨机为例,其主要部件是螺旋轴和榨膛,通过螺旋轴的旋转将微生物菌体推向榨膛出口,随着榨膛空间逐渐缩小,对菌体产生压力从而挤出油脂。操作人员很容易理解设备的工作方式,不需要复杂的专业知识就能进行基本操作,对于小型生产企业或者实验室研究来说,易于上手和维护。
• 工艺流程简洁明了:整个机械压榨过程的工艺流程不复杂。首先将收集到的微生物菌体进行预处理,如简单的干燥或者破碎处理,然后将其放入压榨设备中施加压力即可。没有复杂的化学反应步骤,也不需要添加多种化学试剂,减少了因化学反应可能带来的副反应风险,以及因使用大量化学试剂而产生的成本和后续处理问题。
(二)成本较低
• 设备投资成本方面:相比一些先进的油脂提取技术,如超临界二氧化碳萃取法等需要昂贵的专业设备,机械压榨设备的价格较为亲民。普通的小型螺旋压榨机价格可能在几千元到几万元不等,对于资金有限的小型油脂生产企业或者研究机构来说,在设备采购上的资金压力较小。而且这些设备的使用寿命相对较长,维护成本也较低,不需要频繁更换复杂的精密部件。
• 运行成本角度:机械压榨法在运行过程中主要消耗的是电能,用于驱动压榨机的运转。与其他提取方法相比,例如溶剂提取法需要大量的有机溶剂,这些有机溶剂的购买、储存、回收处理等都需要一定的成本,而机械压榨法不需要这些额外的化学试剂成本,从而在运行成本上具有一定的优势。
(三)无需使用有机溶剂
• 产品安全性高:由于不使用有机溶剂,机械压榨法提取出的微生物油脂不会有有机溶剂残留的问题。有机溶剂如氯仿、甲醇等通常具有一定的毒性,在油脂中有残留的话,会对人体健康产生危害。而通过机械压榨得到的油脂安全性更高,更符合食品、化妆品等行业对于原料安全性的严格要求。例如在食品行业,微生物油脂用于生产营养补充剂或者食品添加剂时,无溶剂残留是保证产品质量和消费者健康的重要因素。
• 环保效益xian著:不使用有机溶剂也就避免了有机溶剂挥发对环境造成的污染。有机溶剂的挥发不仅会导致空气质量下降,还可能对操作人员的身体健康产生不良影响。从环境保护和工作场所安全的角度来看,机械压榨法是一种较为绿色的油脂提取方法,符合可持续发展的理念。
(四)产品质量较好
• 保留天然特性:机械压榨过程是通过物理压力来提取油脂,没有引入化学试剂进行化学反应,这样能够较好地保留微生物油脂中的天然成分和特性。例如微生物油脂中的一些热敏性成分和营养成分,如不饱和脂肪酸、维生素等,在机械压榨过程中不会因为高温或者化学反应而被破坏。这种保留了天然成分的油脂在营养价值和功能性方面更具优势,在gao端食品、保健品和化妆品等领域更受欢迎。
• 风味和色泽优势:与一些使用化学方法提取的油脂相比,机械压榨法提取的油脂通常具有更好的风味和色泽。因为没有受到化学试剂或者高温处理过程中可能产生的异味和色泽变化的影响,油脂的原始风味和色泽能够得到较好的保持。这种品质上的优势使得机械压榨法提取的油脂在一些对风味和色泽要求较高的产品中,如高级食用油、gao档化妆品乳液等,具有独特的应用价值。
缺点
(一)出油率相对较低
• 受微生物自身特性限制:微生物的种类繁多,其细胞结构和油脂含量差异很大。一些微生物细胞壁厚,油脂难以通过机械压榨完全释放出来。例如,藻类细胞的细胞壁含有纤维素等坚韧成分,在机械压榨时需要更高的压力才能破坏细胞壁使油脂流出,但过高的压力又可能导致细胞内其他成分与油脂混合,影响出油率。而且不同微生物的油脂含量不同,对于油脂含量较低的微生物,如部分细菌,本身含油率可能jin占细胞干重的10% - 20%,即使采用机械压榨法,出油率也会受到很大限制。
• 工艺因素影响出油率:机械压榨法的出油率还受到工艺条件的限制。如果压榨压力不够或者压榨时间过短,细胞破碎不完全,油脂就不能充分释放出来。另外,压榨温度对出油率也有影响,温度过低时油脂黏度大,不利于流出;温度过高虽然能降低油脂黏度,但可能会导致油脂氧化或者微生物其他成分的变化,从而影响出油率。一般来说,机械压榨法的出油率可能在10% - 60%之间,相较于一些先进的提取方法,出油率还有提升的空间。
(二)对微生物细胞破碎程度要求高
• 破碎不完全的问题:机械压榨法的出油前提是微生物细胞破碎,使油脂能够从细胞内释放出来。但在实际操作中,要实现完全破碎细胞并不容易。如果细胞破碎不完全,大量油脂仍被困在细胞内,会导致出油率降低。而且未破碎的细胞在后续的压榨过程中可能会堵塞压榨设备的通道,影响压榨的顺利进行,降低生产效率。
• 过度破碎的弊端:然而,细胞破碎过度也会带来问题。过度破碎会使细胞内的蛋白质、多糖等成分与油脂混合在一起,形成黏稠的混合物,阻碍油脂的流出。同时,过度破碎后的细胞碎片会吸附油脂,增加油脂分离的难度,使得实际能够收集到的油脂减少。
(三)劳动强度较大
• 操作过程需要人工干预:在机械压榨过程中,无论是将微生物菌体放入压榨设备,还是在压榨过程中对设备进行监控和调整,都需要一定的人工操作。例如,在使用螺旋压榨机时,需要人工将菌体均匀地送入进料口,并且要根据压榨的情况适时调整螺旋轴的转速和压榨压力。这种操作方式使得人工劳动强度较大,尤其是在大规模生产的情况下,需要较多的操作人员来维持生产的正常运行。
• 后续油脂分离环节较繁琐:压榨完成后,油脂和残渣的分离也是一个相对繁琐的过程,通常需要人工进行过滤、离心等操作来分离油脂和细胞残渣。这一过程不仅劳动强度大,而且分离效果可能会受到人为因素的影响,如过滤时滤纸的选择、离心速度和时间的控制等,都会对蕞终油脂的纯度产生影响。
(四)生产效率有限
• 连续生产能力不足:机械压榨法的设备在连续生产方面存在一定的局限性。例如螺旋压榨机,在进料、压榨和出料的过程中,需要一定的时间来完成一个循环,不能像一些连续化的溶剂萃取设备那样不间断地进行生产。而且在连续生产过程中,设备容易出现堵塞、磨损等问题,需要定期停机维护,这也影响了生产效率。
• 处理量相对较小:与大型的溶剂萃取装置或者其他高效的油脂提取设备相比,机械压榨设备的处理量相对较小。对于大规模的微生物油脂生产来说,需要多台设备同时运行才能满足生产需求,这不仅增加了设备成本,还需要更大的生产场地,在一定程度上限制了其在大规模工业化生产中的应用。
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