機(jī)械壓榨法提取微生物油脂的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
機(jī)械壓榨法是提取微生物油脂的一種重要方法,它具有自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn)
(一)操作簡單
? 設(shè)備要求直觀易懂:機(jī)械壓榨法所使用的設(shè)備主要是各種壓榨機(jī),如螺旋壓榨機(jī)和液壓壓榨機(jī)。這些設(shè)備的構(gòu)造和操作原理相對(duì)簡單。以螺旋壓榨機(jī)為例,其主要部件是螺旋軸和榨膛,通過螺旋軸的旋轉(zhuǎn)將微生物菌體推向榨膛出口,隨著榨膛空間逐漸縮小,對(duì)菌體產(chǎn)生壓力從而擠出油脂。操作人員很容易理解設(shè)備的工作方式,不需要復(fù)雜的專業(yè)知識(shí)就能進(jìn)行基本操作,對(duì)于小型生產(chǎn)企業(yè)或者實(shí)驗(yàn)室研究來說,易于上手和維護(hù)。
? 工藝流程簡潔明了:整個(gè)機(jī)械壓榨過程的工藝流程不復(fù)雜。首先將收集到的微生物菌體進(jìn)行預(yù)處理,如簡單的干燥或者破碎處理,然后將其放入壓榨設(shè)備中施加壓力即可。沒有復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)步驟,也不需要添加多種化學(xué)試劑,減少了因化學(xué)反應(yīng)可能帶來的副反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn),以及因使用大量化學(xué)試劑而產(chǎn)生的成本和后續(xù)處理問題。
(二)成本較低
? 設(shè)備投資成本方面:相比一些先進(jìn)的油脂提取技術(shù),如超臨界二氧化碳萃取法等需要昂貴的專業(yè)設(shè)備,機(jī)械壓榨設(shè)備的價(jià)格較為親民。普通的小型螺旋壓榨機(jī)價(jià)格可能在幾千元到幾萬元不等,對(duì)于資金有限的小型油脂生產(chǎn)企業(yè)或者研究機(jī)構(gòu)來說,在設(shè)備采購上的資金壓力較小。而且這些設(shè)備的使用壽命相對(duì)較長,維護(hù)成本也較低,不需要頻繁更換復(fù)雜的精密部件。
? 運(yùn)行成本角度:機(jī)械壓榨法在運(yùn)行過程中主要消耗的是電能,用于驅(qū)動(dòng)壓榨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。與其他提取方法相比,例如溶劑提取法需要大量的有機(jī)溶劑,這些有機(jī)溶劑的購買、儲(chǔ)存、回收處理等都需要一定的成本,而機(jī)械壓榨法不需要這些額外的化學(xué)試劑成本,從而在運(yùn)行成本上具有一定的優(yōu)勢(shì)。
(三)無需使用有機(jī)溶劑
? 產(chǎn)品安全性高:由于不使用有機(jī)溶劑,機(jī)械壓榨法提取出的微生物油脂不會(huì)有有機(jī)溶劑殘留的問題。有機(jī)溶劑如氯仿、甲醇等通常具有一定的毒性,在油脂中有殘留的話,會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。而通過機(jī)械壓榨得到的油脂安全性更高,更符合食品、化妝品等行業(yè)對(duì)于原料安全性的嚴(yán)格要求。例如在食品行業(yè),微生物油脂用于生產(chǎn)營養(yǎng)補(bǔ)充劑或者食品添加劑時(shí),無溶劑殘留是保證產(chǎn)品質(zhì)量和消費(fèi)者健康的重要因素。
? 環(huán)保效益xian著:不使用有機(jī)溶劑也就避免了有機(jī)溶劑揮發(fā)對(duì)環(huán)境造成的污染。有機(jī)溶劑的揮發(fā)不僅會(huì)導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降,還可能對(duì)操作人員的身體健康產(chǎn)生不良影響。從環(huán)境保護(hù)和工作場所安全的角度來看,機(jī)械壓榨法是一種較為綠色的油脂提取方法,符合可持續(xù)發(fā)展的理念。
(四)產(chǎn)品質(zhì)量較好
? 保留天然特性:機(jī)械壓榨過程是通過物理壓力來提取油脂,沒有引入化學(xué)試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),這樣能夠較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熱敏性成分和營養(yǎng)成分,如不飽和脂肪酸、維生素等,在機(jī)械壓榨過程中不會(huì)因?yàn)楦邷鼗蛘呋瘜W(xué)反應(yīng)而被破壞。這種保留了天然成分的油脂在營養(yǎng)價(jià)值和功能性方面更具優(yōu)勢(shì),在gao端食品、保健品和化妝品等領(lǐng)域更受歡迎。
? 風(fēng)味和色澤優(yōu)勢(shì):與一些使用化學(xué)方法提取的油脂相比,機(jī)械壓榨法提取的油脂通常具有更好的風(fēng)味和色澤。因?yàn)闆]有受到化學(xué)試劑或者高溫處理過程中可能產(chǎn)生的異味和色澤變化的影響,油脂的原始風(fēng)味和色澤能夠得到較好的保持。這種品質(zhì)上的優(yōu)勢(shì)使得機(jī)械壓榨法提取的油脂在一些對(duì)風(fēng)味和色澤要求較高的產(chǎn)品中,如高級(jí)食用油、gao檔化妝品乳液等,具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。
缺點(diǎn)
(一)出油率相對(duì)較低
? 受微生物自身特性限制:微生物的種類繁多,其細(xì)胞結(jié)構(gòu)和油脂含量差異很大。一些微生物細(xì)胞壁厚,油脂難以通過機(jī)械壓榨完全釋放出來。例如,藻類細(xì)胞的細(xì)胞壁含有纖維素等堅(jiān)韌成分,在機(jī)械壓榨時(shí)需要更高的壓力才能破壞細(xì)胞壁使油脂流出,但過高的壓力又可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)其他成分與油脂混合,影響出油率。而且不同微生物的油脂含量不同,對(duì)于油脂含量較低的微生物,如部分細(xì)菌,本身含油率可能jin占細(xì)胞干重的10% - 20%,即使采用機(jī)械壓榨法,出油率也會(huì)受到很大限制。
? 工藝因素影響出油率:機(jī)械壓榨法的出油率還受到工藝條件的限制。如果壓榨壓力不夠或者壓榨時(shí)間過短,細(xì)胞破碎不完全,油脂就不能充分釋放出來。另外,壓榨溫度對(duì)出油率也有影響,溫度過低時(shí)油脂黏度大,不利于流出;溫度過高雖然能降低油脂黏度,但可能會(huì)導(dǎo)致油脂氧化或者微生物其他成分的變化,從而影響出油率。一般來說,機(jī)械壓榨法的出油率可能在10% - 60%之間,相較于一些先進(jìn)的提取方法,出油率還有提升的空間。
(二)對(duì)微生物細(xì)胞破碎程度要求高
? 破碎不完全的問題:機(jī)械壓榨法的出油前提是微生物細(xì)胞破碎,使油脂能夠從細(xì)胞內(nèi)釋放出來。但在實(shí)際操作中,要實(shí)現(xiàn)完全破碎細(xì)胞并不容易。如果細(xì)胞破碎不完全,大量油脂仍被困在細(xì)胞內(nèi),會(huì)導(dǎo)致出油率降低。而且未破碎的細(xì)胞在后續(xù)的壓榨過程中可能會(huì)堵塞壓榨設(shè)備的通道,影響壓榨的順利進(jìn)行,降低生產(chǎn)效率。
? 過度破碎的弊端:然而,細(xì)胞破碎過度也會(huì)帶來問題。過度破碎會(huì)使細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、多糖等成分與油脂混合在一起,形成黏稠的混合物,阻礙油脂的流出。同時(shí),過度破碎后的細(xì)胞碎片會(huì)吸附油脂,增加油脂分離的難度,使得實(shí)際能夠收集到的油脂減少。
(三)勞動(dòng)強(qiáng)度較大
? 操作過程需要人工干預(yù):在機(jī)械壓榨過程中,無論是將微生物菌體放入壓榨設(shè)備,還是在壓榨過程中對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整,都需要一定的人工操作。例如,在使用螺旋壓榨機(jī)時(shí),需要人工將菌體均勻地送入進(jìn)料口,并且要根據(jù)壓榨的情況適時(shí)調(diào)整螺旋軸的轉(zhuǎn)速和壓榨壓力。這種操作方式使得人工勞動(dòng)強(qiáng)度較大,尤其是在大規(guī)模生產(chǎn)的情況下,需要較多的操作人員來維持生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
? 后續(xù)油脂分離環(huán)節(jié)較繁瑣:壓榨完成后,油脂和殘?jiān)姆蛛x也是一個(gè)相對(duì)繁瑣的過程,通常需要人工進(jìn)行過濾、離心等操作來分離油脂和細(xì)胞殘?jiān)?。這一過程不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大,而且分離效果可能會(huì)受到人為因素的影響,如過濾時(shí)濾紙的選擇、離心速度和時(shí)間的控制等,都會(huì)對(duì)蕞終油脂的純度產(chǎn)生影響。
(四)生產(chǎn)效率有限
? 連續(xù)生產(chǎn)能力不足:機(jī)械壓榨法的設(shè)備在連續(xù)生產(chǎn)方面存在一定的局限性。例如螺旋壓榨機(jī),在進(jìn)料、壓榨和出料的過程中,需要一定的時(shí)間來完成一個(gè)循環(huán),不能像一些連續(xù)化的溶劑萃取設(shè)備那樣不間斷地進(jìn)行生產(chǎn)。而且在連續(xù)生產(chǎn)過程中,設(shè)備容易出現(xiàn)堵塞、磨損等問題,需要定期停機(jī)維護(hù),這也影響了生產(chǎn)效率。
? 處理量相對(duì)較?。号c大型的溶劑萃取裝置或者其他高效的油脂提取設(shè)備相比,機(jī)械壓榨設(shè)備的處理量相對(duì)較小。對(duì)于大規(guī)模的微生物油脂生產(chǎn)來說,需要多臺(tái)設(shè)備同時(shí)運(yùn)行才能滿足生產(chǎn)需求,這不僅增加了設(shè)備成本,還需要更大的生產(chǎn)場地,在一定程度上限制了其在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用。
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