棕櫚殘?jiān)鋈∮凸に嚨难芯?/h1>
2017-05-15 13:22:49陳亞云周二曉梁椿松孫明奎陳倫夏
中國(guó)油脂 2017年2期
陳亞云，周二曉，梁椿松，孫明奎，陳倫夏
(邁安德集團(tuán)有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127)
油脂加工
棕櫚殘?jiān)鋈∮凸に嚨难芯?/p>
陳亞云，周二曉，梁椿松，孫明奎，陳倫夏
(邁安德集團(tuán)有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127)
對(duì)棕櫚果榨油后的殘?jiān)M(jìn)行浸出取油工藝的研究。通過單因素試驗(yàn)研究了物料含水率、浸出時(shí)間及浸出級(jí)數(shù)對(duì)棕櫚殘?jiān)鋈∮偷挠绊懀⒉捎谜辉囼?yàn)確定最佳浸出工藝條件。結(jié)果表明，在浸出溫度55℃、液料比6∶1、物料含水率9.72%、每次浸出時(shí)間40 min、浸出級(jí)數(shù)4級(jí)的條件下，棕櫚殘?jiān)袣堄瓦_(dá)到最低，為0.31%。
棕櫚油；棕櫚殘?jiān)?；浸出；殘?/p>
油棕樹是一種雌雄同株多年生木本油料作物，單位面積產(chǎn)油率高，素有“世界油王”之稱，每顆油棕樹每年可采摘10～12個(gè)果串，每個(gè)果串有1 000～3 000顆棕櫚油籽，其整果含油20%～25%，每年每公頃土地可產(chǎn)棕櫚油約3.2 t、棕櫚仁油約400 kg，每公頃產(chǎn)油量是大豆的8.5倍[1]。油棕樹壽命能達(dá)到幾十年甚至上百年，但隨著樹齡的增長(zhǎng)，棕櫚果產(chǎn)量會(huì)下降，且隨著樹齡增長(zhǎng)，樹越高收割越困難，所以一般每20年左右砍掉重新翻種[2]。
棕櫚油是棕櫚果制取得到的油，目前是全球第二大食用植物油，年產(chǎn)量已達(dá)到5 800多萬t且呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。全球棕櫚油主產(chǎn)地在東南亞和西非，印度尼西亞和馬來西亞是產(chǎn)棕櫚油兩個(gè)超級(jí)大國(guó)，兩國(guó)棕櫚油產(chǎn)量超過全球產(chǎn)量的90%，目前棕櫚油產(chǎn)業(yè)已成為這兩國(guó)的經(jīng)濟(jì)支柱[3]。
目前棕櫚果制取棕櫚油一般采用壓榨法，其工藝過程為[4-7]：
棕櫚果在加工過程中，每年產(chǎn)生的棕櫚殘?jiān)?，?jīng)擠干、撕裂后產(chǎn)生的纖維約4 000萬t，至今為止尚未找到合適的處理方法，絕大部分作填埋和焚燒處理，既浪費(fèi)了資源，又污染了環(huán)境，僅有很少一部分作為生產(chǎn)纖維制品及制漿造紙的原料[8-10]，而用棕櫚纖維制取生物乙醇還處于初步研究的階段[11]。由于棕櫚果在壓榨過程中并不能把油脂完全取出，棕櫚殘?jiān)苫涂蛇_(dá)7%～8%，如能利用好棕櫚殘?jiān)械臍堄停瑢?huì)大大緩解全球油脂緊張的局勢(shì)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
新鮮棕櫚殘?jiān)?，來自印度尼西亞第一糧油有限公司。
JOYN-SXT-06脂肪測(cè)定儀，數(shù)顯恒溫鼓風(fēng)干燥箱，H-4恒溫水浴鍋，JJ-1電動(dòng)攪拌器，F(xiàn)A2104電子天平，數(shù)顯超聲波清洗機(jī)，常見玻璃器皿及剪刀，脫脂棉，定性濾紙等。正己烷(AR)，乙醚(AR)。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 原料含水率及殘油測(cè)定
含水率測(cè)定參照GB/T 5497—1985，殘油測(cè)定參照GB/T 10359—2008。
1.2.2 原料干燥曲線測(cè)定
由于含水率太高不利于棕櫚殘?jiān)鋈∮停蚨枰獪y(cè)定其干燥曲線，以確定在某個(gè)含水率范圍需要干燥的時(shí)間。取8個(gè)燒杯，分別稱取5 g(精確到0.000 1 g)剪碎的棕櫚殘?jiān)?05℃下干燥一定時(shí)間后冷卻，再按照GB/T 5497—1985測(cè)含水率，繪制干燥曲線。
1.2.3 棕櫚殘?jiān)鋈∮?/p>
模擬目前工廠采用的浸出取油方法，采用多級(jí)逆流浸出方法進(jìn)行試驗(yàn)。每次取15 g棕櫚殘?jiān)捎谠铣衫w維狀在進(jìn)行浸出試驗(yàn)時(shí)剪成0.5 cm小段，先干燥到合適含水率，再取干燥后試樣5 g(精確到0.000 1 g)于500 mL燒杯中，加入6倍體積正己烷，再將燒杯放入55℃恒溫水浴中，一定時(shí)間后快速過濾瀝干，得到混合油及粕，再根據(jù)粕殘油情況選擇進(jìn)行多級(jí)浸出試驗(yàn)。
2 結(jié)果與分析
2.1 原料含水率及殘油
原料含水率及殘油檢測(cè)結(jié)果如表1所示。
表1 原料含水率及殘油
由表1可知，鮮棕櫚果搗碎壓榨后殘?jiān)世w維狀，附水性好，含水率高達(dá)近50%，干基殘油達(dá)到8%左右，說明棕櫚殘?jiān)休^高的取油價(jià)值。
2.2 原料干燥曲線
棕櫚殘?jiān)稍锴€見圖1。
由圖1可知，前20 min物料處于升溫狀態(tài)，蒸發(fā)的水分較少，隨著物料溫度穩(wěn)定到105℃左右，水分開始大量蒸發(fā)，到70 min后每多干燥 10 min蒸發(fā)的水分越來越少。
圖1 棕櫚殘?jiān)稍锴€
2.3 棕櫚殘?jiān)鋈∮蛦我蛩卦囼?yàn)
2.3.1 物料干燥時(shí)間對(duì)殘油的影響
選擇浸出溫度55℃，液料比6∶1，浸出時(shí)間30 min，浸出級(jí)數(shù)3級(jí)，以物料干燥時(shí)間為變量進(jìn)行單因素試驗(yàn)。結(jié)果見圖2。
圖2 物料干燥時(shí)間對(duì)殘油的影響
由圖2可知，整體來看物料干燥時(shí)間越長(zhǎng)含水率越低，物料浸出后殘油越低，結(jié)合物料干燥曲線，干燥40 min 時(shí)物料含水率在21%左右，此狀態(tài)下浸出后殘油約達(dá)3%，干燥80 min時(shí)物料含水率為7%左右，此狀態(tài)下浸出后殘油約0.4%，干燥90 min時(shí)物料含水率為4%左右，此狀態(tài)下浸出后殘油稍低于0.4%，說明物料含水率低到7%以下，浸出后殘油基本沒有變化。為節(jié)約時(shí)間與能源，物料干燥時(shí)間不宜超過80 min。
2.3.2 浸出時(shí)間對(duì)殘油的影響
選擇浸出溫度55℃，液料比6∶1，物料干燥時(shí)間70 min，浸出級(jí)數(shù)3級(jí)，以浸出時(shí)間為變量進(jìn)行單因素試驗(yàn)。結(jié)果見圖3。
圖3 浸出時(shí)間對(duì)殘油的影響
由圖3可知，每次浸出時(shí)間越長(zhǎng)殘油越低，但浸出時(shí)間在40 min后殘油已經(jīng)低至0.35%，繼續(xù)延長(zhǎng)浸出時(shí)間殘油基本沒有變化。生產(chǎn)過程中綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本，每次浸出時(shí)間不宜超過40 min。
2.3.3 浸出級(jí)數(shù)對(duì)殘油的影響
模擬工業(yè)化生產(chǎn)過程中的逆流浸出的方式進(jìn)行試驗(yàn)，用最高濃度混合油浸出第一次，第二高濃度混合油浸出第二次，以此類推，最后一次用新鮮溶劑浸出。選擇浸出溫度55℃，液料比6∶1，物料干燥時(shí)間70 min，浸出時(shí)間30 min，以浸出級(jí)數(shù)為變量進(jìn)行單因素試驗(yàn)。結(jié)果見圖4。
圖4 浸出級(jí)數(shù)對(duì)殘油的影響
由圖4可知，浸出級(jí)數(shù)越大殘油越低，但在4級(jí)浸出后殘油低至0.36%，繼續(xù)增加浸出級(jí)數(shù)殘油降低非常小。綜合考慮，浸出級(jí)數(shù)不宜超過4級(jí)。
2.4 棕櫚殘?jiān)鋈∮驼辉囼?yàn)
根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)定浸出溫度為55℃，液料比為6∶1，以物料干燥時(shí)間(A)、浸出時(shí)間(B)及浸出級(jí)數(shù)(C)為因素，殘油為指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化棕櫚殘?jiān)鋈∮凸に?。因素水平見?，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表3。
表2 因素水平
表3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
由表3可知，各因素對(duì)殘油影響的主次順序?yàn)镃>A>B，最優(yōu)方案為A2B3C3，即物料干燥時(shí)間為70 min，每次浸出時(shí)間為40 min，浸出級(jí)數(shù)為4級(jí)。在此條件下做驗(yàn)證試驗(yàn)，得到殘油為0.31%。
3 結(jié) 論
新鮮棕櫚果榨油后殘?jiān)瘦^高，可達(dá)近50%，干基含油8%左右，干燥70 min前水分散失較快，70 min后繼續(xù)干燥水分很難散失。采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化棕櫚殘?jiān)鋈∮凸に?，在浸出溫度?5℃、液料比為6∶1、浸出級(jí)數(shù)為4級(jí)、物料含水率為9.72%，每次浸出時(shí)間為40 min的條件下，殘油能低至0.31%，效果較好。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，干燥后棕櫚殘?jiān)葜剌^小，約為450 g/L，且成纖維狀，所以需要采用高液料比。如果要進(jìn)行工業(yè)化浸出棕櫚殘?jiān)€需要解決物料輸送問題。
[1] 左青．棕櫚油的現(xiàn)狀及展望[J]．中國(guó)油脂，2009，34(6)：11-15．
[2] 施參，常明，劉睿杰，等．米糠固脂與棕櫚硬脂混合應(yīng)用于起酥油的研究 [J]．中國(guó)油脂，2016，41(9)：55-58．
[3] 姚伯龍，蔣敏海．棕櫚油和棕櫚仁油的地位和現(xiàn)狀[J]．食品與機(jī)械，2001(6)：4-5．
[4] 林四環(huán)，柯定塵．從鮮棕果中制取棕櫚油的方法及成套設(shè)備： CN1847379[P]．2006-10-18．
[5] POKU K．Small scale palm oil processing in Africa[C]．FAO Agricultural Services Bulletin，2002：148．
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[8] 張同華，李曉龍，程崗，等．棕櫚纖維的性能及其應(yīng)用現(xiàn)狀[J]．產(chǎn)業(yè)用紡織品，2010，28(6)：35-38．
[9] 徐小?。妥貦翱展w維堿法制漿造紙性能研究[D]. 廣州：華南理工大學(xué)，2007．
[10] 王三平，劉安江，于宏．棕櫚纖維制漿技術(shù)與裝備研究[J]．輕工機(jī)械，2010，28(2)：76-78．
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Extraction process of oil from palm residues
CHEN Yayun, ZHOU Erxiao, LIANG Chunsong, SUN Mingkui, CHEN Lunxia
(Myande Group Co., Ltd., Yangzhou 225127, Jiangsu，China)
The extraction process of oil from the residues of palm fruit after pressing was studied. The effects of moisture content, extraction time and extraction times on the extraction of oil from palm residues were discussed by single factor experiment. And the optimal extraction conditions were determined by orthogonal experiment. The results showed that under the conditions of extraction temperature 55℃, ratio of liquid to material 6∶1, moisture content 9.72%, each extraction time 40 min and extraction times 4, the residue oil of palm residues reached the minimum, 0.31%.
palm oil; palm residues; extraction; residue oil
2016-10-18
陳亞云(1990)，男，助理工程師，碩士，研究方向?yàn)橛椭罴庸すに嚰肮こ淘O(shè)計(jì)(E-mail)cyy@myande.cn。
TS229；TQ644.1
A
1003-7969(2017)02-0018-03
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陳亞云，周二曉，梁椿松，孫明奎，陳倫夏
(邁安德集團(tuán)有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127)
油脂加工
棕櫚殘?jiān)鋈∮凸に嚨难芯?/p>
陳亞云，周二曉，梁椿松，孫明奎，陳倫夏
(邁安德集團(tuán)有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127)
對(duì)棕櫚果榨油后的殘?jiān)M(jìn)行浸出取油工藝的研究。通過單因素試驗(yàn)研究了物料含水率、浸出時(shí)間及浸出級(jí)數(shù)對(duì)棕櫚殘?jiān)鋈∮偷挠绊懀⒉捎谜辉囼?yàn)確定最佳浸出工藝條件。結(jié)果表明，在浸出溫度55℃、液料比6∶1、物料含水率9.72%、每次浸出時(shí)間40 min、浸出級(jí)數(shù)4級(jí)的條件下，棕櫚殘?jiān)袣堄瓦_(dá)到最低，為0.31%。
棕櫚油；棕櫚殘?jiān)?；浸出；殘?/p>
油棕樹是一種雌雄同株多年生木本油料作物，單位面積產(chǎn)油率高，素有“世界油王”之稱，每顆油棕樹每年可采摘10～12個(gè)果串，每個(gè)果串有1 000～3 000顆棕櫚油籽，其整果含油20%～25%，每年每公頃土地可產(chǎn)棕櫚油約3.2 t、棕櫚仁油約400 kg，每公頃產(chǎn)油量是大豆的8.5倍[1]。油棕樹壽命能達(dá)到幾十年甚至上百年，但隨著樹齡的增長(zhǎng)，棕櫚果產(chǎn)量會(huì)下降，且隨著樹齡增長(zhǎng)，樹越高收割越困難，所以一般每20年左右砍掉重新翻種[2]。
棕櫚油是棕櫚果制取得到的油，目前是全球第二大食用植物油，年產(chǎn)量已達(dá)到5 800多萬t且呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。全球棕櫚油主產(chǎn)地在東南亞和西非，印度尼西亞和馬來西亞是產(chǎn)棕櫚油兩個(gè)超級(jí)大國(guó)，兩國(guó)棕櫚油產(chǎn)量超過全球產(chǎn)量的90%，目前棕櫚油產(chǎn)業(yè)已成為這兩國(guó)的經(jīng)濟(jì)支柱[3]。
目前棕櫚果制取棕櫚油一般采用壓榨法，其工藝過程為[4-7]：
棕櫚果在加工過程中，每年產(chǎn)生的棕櫚殘?jiān)?，?jīng)擠干、撕裂后產(chǎn)生的纖維約4 000萬t，至今為止尚未找到合適的處理方法，絕大部分作填埋和焚燒處理，既浪費(fèi)了資源，又污染了環(huán)境，僅有很少一部分作為生產(chǎn)纖維制品及制漿造紙的原料[8-10]，而用棕櫚纖維制取生物乙醇還處于初步研究的階段[11]。由于棕櫚果在壓榨過程中并不能把油脂完全取出，棕櫚殘?jiān)苫涂蛇_(dá)7%～8%，如能利用好棕櫚殘?jiān)械臍堄停瑢?huì)大大緩解全球油脂緊張的局勢(shì)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
新鮮棕櫚殘?jiān)?，來自印度尼西亞第一糧油有限公司。
JOYN-SXT-06脂肪測(cè)定儀，數(shù)顯恒溫鼓風(fēng)干燥箱，H-4恒溫水浴鍋，JJ-1電動(dòng)攪拌器，F(xiàn)A2104電子天平，數(shù)顯超聲波清洗機(jī)，常見玻璃器皿及剪刀，脫脂棉，定性濾紙等。正己烷(AR)，乙醚(AR)。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 原料含水率及殘油測(cè)定
含水率測(cè)定參照GB/T 5497—1985，殘油測(cè)定參照GB/T 10359—2008。
1.2.2 原料干燥曲線測(cè)定
由于含水率太高不利于棕櫚殘?jiān)鋈∮停蚨枰獪y(cè)定其干燥曲線，以確定在某個(gè)含水率范圍需要干燥的時(shí)間。取8個(gè)燒杯，分別稱取5 g(精確到0.000 1 g)剪碎的棕櫚殘?jiān)?05℃下干燥一定時(shí)間后冷卻，再按照GB/T 5497—1985測(cè)含水率，繪制干燥曲線。
1.2.3 棕櫚殘?jiān)鋈∮?/p>
模擬目前工廠采用的浸出取油方法，采用多級(jí)逆流浸出方法進(jìn)行試驗(yàn)。每次取15 g棕櫚殘?jiān)捎谠铣衫w維狀在進(jìn)行浸出試驗(yàn)時(shí)剪成0.5 cm小段，先干燥到合適含水率，再取干燥后試樣5 g(精確到0.000 1 g)于500 mL燒杯中，加入6倍體積正己烷，再將燒杯放入55℃恒溫水浴中，一定時(shí)間后快速過濾瀝干，得到混合油及粕，再根據(jù)粕殘油情況選擇進(jìn)行多級(jí)浸出試驗(yàn)。
2 結(jié)果與分析
2.1 原料含水率及殘油
原料含水率及殘油檢測(cè)結(jié)果如表1所示。
表1 原料含水率及殘油
由表1可知，鮮棕櫚果搗碎壓榨后殘?jiān)世w維狀，附水性好，含水率高達(dá)近50%，干基殘油達(dá)到8%左右，說明棕櫚殘?jiān)休^高的取油價(jià)值。
2.2 原料干燥曲線
棕櫚殘?jiān)稍锴€見圖1。
由圖1可知，前20 min物料處于升溫狀態(tài)，蒸發(fā)的水分較少，隨著物料溫度穩(wěn)定到105℃左右，水分開始大量蒸發(fā)，到70 min后每多干燥 10 min蒸發(fā)的水分越來越少。
圖1 棕櫚殘?jiān)稍锴€
2.3 棕櫚殘?jiān)鋈∮蛦我蛩卦囼?yàn)
2.3.1 物料干燥時(shí)間對(duì)殘油的影響
選擇浸出溫度55℃，液料比6∶1，浸出時(shí)間30 min，浸出級(jí)數(shù)3級(jí)，以物料干燥時(shí)間為變量進(jìn)行單因素試驗(yàn)。結(jié)果見圖2。
圖2 物料干燥時(shí)間對(duì)殘油的影響
由圖2可知，整體來看物料干燥時(shí)間越長(zhǎng)含水率越低，物料浸出后殘油越低，結(jié)合物料干燥曲線，干燥40 min 時(shí)物料含水率在21%左右，此狀態(tài)下浸出后殘油約達(dá)3%，干燥80 min時(shí)物料含水率為7%左右，此狀態(tài)下浸出后殘油約0.4%，干燥90 min時(shí)物料含水率為4%左右，此狀態(tài)下浸出后殘油稍低于0.4%，說明物料含水率低到7%以下，浸出后殘油基本沒有變化。為節(jié)約時(shí)間與能源，物料干燥時(shí)間不宜超過80 min。
2.3.2 浸出時(shí)間對(duì)殘油的影響
選擇浸出溫度55℃，液料比6∶1，物料干燥時(shí)間70 min，浸出級(jí)數(shù)3級(jí)，以浸出時(shí)間為變量進(jìn)行單因素試驗(yàn)。結(jié)果見圖3。
圖3 浸出時(shí)間對(duì)殘油的影響
由圖3可知，每次浸出時(shí)間越長(zhǎng)殘油越低，但浸出時(shí)間在40 min后殘油已經(jīng)低至0.35%，繼續(xù)延長(zhǎng)浸出時(shí)間殘油基本沒有變化。生產(chǎn)過程中綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本，每次浸出時(shí)間不宜超過40 min。
2.3.3 浸出級(jí)數(shù)對(duì)殘油的影響
模擬工業(yè)化生產(chǎn)過程中的逆流浸出的方式進(jìn)行試驗(yàn)，用最高濃度混合油浸出第一次，第二高濃度混合油浸出第二次，以此類推，最后一次用新鮮溶劑浸出。選擇浸出溫度55℃，液料比6∶1，物料干燥時(shí)間70 min，浸出時(shí)間30 min，以浸出級(jí)數(shù)為變量進(jìn)行單因素試驗(yàn)。結(jié)果見圖4。
圖4 浸出級(jí)數(shù)對(duì)殘油的影響
由圖4可知，浸出級(jí)數(shù)越大殘油越低，但在4級(jí)浸出后殘油低至0.36%，繼續(xù)增加浸出級(jí)數(shù)殘油降低非常小。綜合考慮，浸出級(jí)數(shù)不宜超過4級(jí)。
2.4 棕櫚殘?jiān)鋈∮驼辉囼?yàn)
根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)定浸出溫度為55℃，液料比為6∶1，以物料干燥時(shí)間(A)、浸出時(shí)間(B)及浸出級(jí)數(shù)(C)為因素，殘油為指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化棕櫚殘?jiān)鋈∮凸に?。因素水平見?，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表3。
表2 因素水平
表3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
由表3可知，各因素對(duì)殘油影響的主次順序?yàn)镃>A>B，最優(yōu)方案為A2B3C3，即物料干燥時(shí)間為70 min，每次浸出時(shí)間為40 min，浸出級(jí)數(shù)為4級(jí)。在此條件下做驗(yàn)證試驗(yàn)，得到殘油為0.31%。
3 結(jié) 論
新鮮棕櫚果榨油后殘?jiān)瘦^高，可達(dá)近50%，干基含油8%左右，干燥70 min前水分散失較快，70 min后繼續(xù)干燥水分很難散失。采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化棕櫚殘?jiān)鋈∮凸に?，在浸出溫度?5℃、液料比為6∶1、浸出級(jí)數(shù)為4級(jí)、物料含水率為9.72%，每次浸出時(shí)間為40 min的條件下，殘油能低至0.31%，效果較好。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，干燥后棕櫚殘?jiān)葜剌^小，約為450 g/L，且成纖維狀，所以需要采用高液料比。如果要進(jìn)行工業(yè)化浸出棕櫚殘?jiān)€需要解決物料輸送問題。
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Extraction process of oil from palm residues
CHEN Yayun, ZHOU Erxiao, LIANG Chunsong, SUN Mingkui, CHEN Lunxia
(Myande Group Co., Ltd., Yangzhou 225127, Jiangsu，China)
The extraction process of oil from the residues of palm fruit after pressing was studied. The effects of moisture content, extraction time and extraction times on the extraction of oil from palm residues were discussed by single factor experiment. And the optimal extraction conditions were determined by orthogonal experiment. The results showed that under the conditions of extraction temperature 55℃, ratio of liquid to material 6∶1, moisture content 9.72%, each extraction time 40 min and extraction times 4, the residue oil of palm residues reached the minimum, 0.31%.
palm oil; palm residues; extraction; residue oil
2016-10-18
陳亞云(1990)，男，助理工程師，碩士，研究方向?yàn)橛椭罴庸すに嚰肮こ淘O(shè)計(jì)(E-mail)cyy@myande.cn。
TS229；TQ644.1
A
1003-7969(2017)02-0018-03
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