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大豆油生產工藝

文章出處:www.guqdqs.live 作者:冠群坊食用油人氣: 發表時間:2015-12-09 13:46

  山東大豆油批發公司淺談——大豆油生產工藝

  毛油一般指從浸出或壓榨工序由植物油料中提取的含有不宜食用的某些雜質的油脂。

  毛油的主要成分是甘油三脂肪酸酯的混合物。除中性油外,毛油中還含有非甘油酯物質,其種類、性質、狀態,大致可分為機械雜質、脂溶性雜質和水溶性雜質等三大類。

  1﹒油脂精煉的目的和方法

  (1)油脂精煉的目的 油脂精煉,通常是指對毛油進行精制。毛油中雜質的存在,不僅影響油脂的食用價值和安全貯藏,而且給深加工帶來困難,但精煉的目的,又非將油中所有的雜質都除去,而是將其中對食用、貯藏、工業生產等有害無益的雜質除去,如棉酚、蛋白質、磷脂、黏液、水分等都除去,而有益的"雜質",如生育酚等要保留。因此,根據不同的要求和用途,將不需要的和有害的雜質從油脂中除去,得到符合質量標準的成品油,就是油脂精煉的目的。

  (2)油脂精煉的方法 根據操作特點和所選用的原料,油脂精煉的方法可大致分為機械法、化學法和物理化學法三種。

  上述精煉方法往往不能截然分開。有時采用一種方法,同時會產生另一種精煉作用。例如堿煉是典型的化學法,然而,中和反應生產的皂腳能吸附部分色素、粘液和蛋白質等,并一起從油中分離出來。由此可見,堿煉時伴有物理化學過程。

  油脂精煉是比較復雜而具有靈活性的工作,必須根據油脂精煉的目的,兼顧技術條件和經濟效益,選擇合適的精煉方法。

  2﹒機械方法

  (1)沉淀

  K沉淀原理 沉淀是利用油和雜質的不同比重,借助重力的作用,達到自然分離二者的一種方法。

  L沉淀設備 沉淀設備有油池、油槽、油罐、油箱和油桶等容器。

  M沉淀方法 沉淀時,將毛油置于沉淀設備內,一般在20~30℃溫度下靜止,使之自然沉淀。由于很多雜質的顆粒較小,與油的比重差別不大。因此,雜質的自然沉淀速度很慢。另外,因油脂的粘度隨著溫度升高而降低,所以提高油的溫度,可加快某些雜質的沉淀速度。但是,提高溫度也會使磷脂等雜質在油中的溶解度增大而造成分離不完全,故應適可而止。

  沉淀法的特點是設備簡單,操作方便,但其所需的時間很長,又因水和磷脂等膠體雜質不能完全除去,油脂易產生氧化、水解而增大酸值,影響油脂質量,不僅如此,它還不能滿足大規模生產的要求,所以,這種純粹的沉淀法,只適用于小規模的鄉鎮企業。

  (2)過濾

  K過濾原理 過濾是將毛油在壓力和溫度下,通過帶有毛細孔的介質,使雜質截留在介質上,讓凈油通過而達到分離油和雜質的一種方法。

  L過濾設備 箱式壓濾機、板框式過濾機、振動排渣過濾機和水平濾葉過濾機。

  (3)離心分離 離心分離是利用離心力分離懸浮雜質的一種方法。

  臥式螺旋卸料沉降式離心機,臥式螺旋卸料沉降式離心機是輕化工業應用己久的一類機械產品,近年來在部分油廠用以分離機榨毛油中的懸浮雜質,取得較好的工藝效果。目前油廠用于毛油除雜的WL型離心機的技術性能。

  3﹒水化法

  (1)水化原理 所謂水化,是指用數量的熱水或稀堿。鹽及其它電解質溶液,加入毛油中,使水溶性雜質凝聚沉淀而與油脂分離的一種去雜方法。

  水化時,凝聚沉淀的水溶性雜質以磷脂為主,磷脂的分子結構中,既含有疏水基團,又含有親水基團。當毛油中不含水分或含水分極少時,它能溶解分散于油中;當磷脂吸水濕潤時,水與磷脂的親水基結合后,就帶有更強的親水性,吸水能力更加增強,隨著吸水量的增加,磷脂質點體積逐漸膨脹,并且相互凝結成膠粒。膠粒又相互吸引,形成膠體,其比重比油脂大得多,因而從油中沉淀析出。

  (2)水化設備 目前廣泛使用的水化設備是水化鍋。一般油廠往往配備2~3只水化鍋,輪流使用。也可作為堿煉(中和)鍋使用。

  (3)工藝流程

  (4)水化脫膠工藝參數

  K毛油的質量要求:水分及揮發物≦0﹒3%;雜質≦0﹒4%。

  L水的質量要求:總硬度(以CaO計)<250毫克/升;其它指標應符合生活飲用水衛生標準。

  M間歇式脫磷加水量可采用膠質含量的3~5倍;連續式脫磷加水量可為油量的1%~3%。

  N水化溫度。通常采用70~85℃,水化的攪拌速度,應能變動,間歇式的應至少有兩種速度選擇。

  O水化脫磷工藝中如添加酸類等情況時,添加量可考慮為油量的0﹒05%~0﹒10%。

  連續式脫磷設備因膠質分離時帶有少量雜質,大型廠宜采用排渣式離心機,以節省清洗盤片的時間。

  P水化脫磷設備的選用,處理量小于20噸/天的宜采用間歇式設備;處理量大于50噸/天的應采用連續式設備。

  Q水化脫磷設備布置宜在二層樓房車間,主要設備及操作的儀表開關應放在樓上,中間貯罐及輔助設施放在樓下。

  R一般新設計車間中,間歇式水化鍋之間的凈空距離可為0﹒6~0﹒8米,兩兩成組,組之間凈空距離可為1﹒2~1﹒5米,連續式水化離心機之間距離可為1﹒5~1﹒8米。

  S成品質量:

  磷脂含油(干基) <50%

  含磷脂量 <0﹒15%~0﹒45%(據不同油品和要求)

  含磷量 <50~150毫克/千克

  雜質 <0﹒15%

  水分 <0﹒2%

  T(連續式)消耗指標:

  蒸氣(0﹒2兆帕) 60~80千克/噸

  水(20℃) 0﹒2~0﹒4立方米/噸

  電 3~5千瓦?時/噸

  4﹒堿煉法

  堿煉,是用堿中和游離脂肪酸,并同時除去部分其它雜質的一種精煉方法。所用的堿有多種,例如石灰、有機堿、純堿和燒堿等。應用廣泛的是燒堿。

  (1)堿煉的基本原理 堿煉的原理是堿溶液與毛油中的游離脂肪酸發生中和反應。反應式如下:

  RCOOH+NaOH→RCOONa+H2O

  除了中和反應外,還有某些物理化學作用。

  K燒堿能中和毛油中游離脂肪酸,使之生成鈉皂,它在油中成為不易溶解的膠狀物而沉淀。

  L皂腳具有很強的吸附能力。因此,相當數量的其它雜質被其吸附而沉淀,甚至機械雜質也不例外。

  M毛棉油中所含的游離棉酚可與燒堿反應,變成酚鹽。這種酚鹽在堿煉過程中更易被皂腳吸附沉淀,因而能降低棉油的色澤,提高精煉棉油的質量。

  堿煉所生成的皂腳內含有相當數量的中性油,其原因主要在于:鈉皂與中性油之間的膠溶性;中性油被鈉皂包裹;皂腳凝聚成絮狀時對中性油的吸附。

  在中和游離脂肪酸的同時,中性油也可能被皂化而增加損耗。因此,必須選擇佳條件,以提高精油率。

  (2)堿煉方法 按設備來分,有間歇式和連續式兩種堿煉法,而前者又可分為低溫和高溫兩種操作方法。對于小型油廠,一般采用的是間歇低溫法。

  K間歇式堿煉工藝流程

  L連續式堿煉連續式堿煉即生成過程連續化。其中有些設備能夠自動調節,操作簡單,生產效率高,此法所用的主要設備是高速離心機,常用的有管式和碟式高速離心機。

  (3)堿煉脫酸工藝參數

  K脫膠油的質量要求:水分<0﹒2%;雜質<0﹒15%;磷脂含量<0﹒05%。水的質量要求:總硬度(以CaO計)<50毫克/升;其它指標應符合生活飲用水衛生標準。燒堿的質量要求:雜質≦5%的固體堿,或相同質量的液體堿。

  L從處理量來考慮,小于20噸/天的宜采用間歇式堿煉,大于50噸/天的應采用連續式堿煉。

  M堿煉中堿液的濃度和用量必須正確選擇,應根據油的酸價、色澤、雜質等和加工方式,通過計算和經驗來確定,堿液濃度一般為10~30波美度,堿煉時的超堿量一般為理論值的20%~40%。

  N間歇式堿煉應采用較低的溫度。設備應有二級攪拌速度。

  O連續式堿煉可采用較高的溫度和較短的混合時間。在采用較高溫度的同時,必須避免油與空氣的接觸,以防止油的氧化。

  P水洗作業可采用二次水洗或一次復煉和一次水洗,復煉宜用淡堿,水洗水應用軟水,水洗水量一般為油重的10%~20%,水洗溫度可為80~95℃。

  Q水洗脫水后的油的干燥應采用真空干燥,溫度一般為85~100℃,真空殘壓為4000~7000帕,干燥后的油應冷卻至70℃以下纔能進入下面的作業或貯存。

  R成品質量:

  酸價 間歇式≦0﹒4

  連續式≦0﹒15或按要求

  油中含皂 間歇式<150~300毫克/千克

  連續式<80毫克/千克,不再脫色可取<150毫克/千克

  油中含水 <0﹒1%~0﹒2%

  油中含雜 <0﹒1%~0﹒2%

  S消耗指標:

  蒸氣(0﹒2兆帕) 200~250千克/噸

  軟水 0﹒4~0﹒6立方米/噸

  冷卻水(20℃,循環使用的補充水量)1~1﹒5立方米/噸

  電 5~20千瓦?時/噸

  燒堿(固體堿,含量95%) FFA含量的1﹒5~2倍

  堿煉損耗 (1﹒2~1﹒6)×韋森損耗

  T非冷卻用水廢水排放量及其主要指標:堿煉時的非冷卻用水是植物油廠產生廢水的重要方面,應盡量減少廢水的產生和對環境的污染程度。

  排放量<0﹒4~0﹒6立方米/噸

  主要污染指標:

  pH 8~10

  SS 2000~5000毫克/升

  COD 5000~10000毫克/升

  BOD 8000~15000毫克/升

  含油量 500~1000毫克/升

  5﹒塔式煉油法

  塔式煉油法又稱"澤尼斯煉油法"。該法已用于菜籽油、花生油、王米胚油和牛羊油等的堿煉,同時也適用于棉籽油的道堿煉。

  一般的堿煉法是堿液分散在油相中和游離脂肪酸,即油包水滴(W/O)型。塔式煉油法與一般的堿煉方法有明顯區別;它是使油分散通過堿液層,堿與游離脂肪酸在堿液中進行中和,即水包油滴(O/W)型。

  塔式煉油法由三個階段組成:階段是毛油脫膠,階段是脫酸,階段是脫色。其工藝過程如下:

  6﹒物理精煉

  油脂的物理精煉即蒸餾脫酸,系根據甘油三酸酯與游離脂肪酸揮發度差異顯著的特點,在較高真空和較高溫度下(240~260℃)進行水蒸氣蒸餾的原理,達到脫除油中游離脂肪酸和其它揮發性物質的目的。在蒸餾脫酸的同時,也伴隨有脫溶、脫臭、脫毒和部分脫色的綜合效果。

  油脂的物理精煉適合于處理高酸價油脂,例如米糠油和棕櫚油等。

  油脂的物理精煉工藝包括兩個部分,即毛油的預處理和蒸餾脫酸。預處理包括毛油的除雜、脫膠、脫色三個工序。通過預處理,使毛油成為符合蒸餾脫酸工藝條件的預處理油,這是進行物理精煉的前提,如果預處理不好,會使蒸餾脫酸無法進行或得不到合格的成品油。蒸餾脫酸主要包括油的加熱、冷卻、蒸餾和脂肪酸回收等工序。物理精煉的工藝流程如下:

  物理精煉使用的主要設備有除雜機、過濾機、脫膠罐、脫色罐、油熱交換罐、油加熱罐、蒸餾脫酸罐、臘肪酸冷凝器和真空裝置等。

  7﹒脫溶

  (1)脫溶原理 由于6號溶劑油的沸程寬,其組成又比較復雜,雖經蒸發和汽提回收混合油中的溶劑,但殘留在油中的高沸點組分仍難除盡,致使浸出毛油中殘溶較高。脫除浸出油中殘留溶劑的操作即為"脫溶"。脫溶后油中的溶劑殘留量應不超過50毫克/升。目前,外采用多的是水蒸氣蒸餾脫溶法,其原理在于水蒸氣通過浸出毛油時,汽-液表面接觸,水蒸氣被揮發出的溶劑所飽和,并按其分壓比率逸出,從而脫除浸出油中的溶劑。因為溶劑和油脂的揮發性差別,水蒸氣蒸餾可使易揮發的溶劑從幾乎不揮發的油脂中除去。脫溶在較高溫度下進行,同時配有較高的真空條件,其目的是:提高溶劑的揮發性;保護油脂在高溫下不被氧化;降低蒸汽的耗用量。

  (2)脫溶工藝

  K間歇式脫溶工藝流程

  水化或堿煉后的浸出油-→脫溶-→冷卻-→成品油

  L操作步驟

  步:開動真空泵,使脫溶系統真空度穩定在7000帕左右,將浸出油吸入脫溶鍋,裝油量約為鍋容量的60%。

  步:開間接蒸汽,將油溫升至100℃。通入壓力為0﹒1兆帕左右的直接蒸汽,使鍋內油脂充分翻動,繼續用間接蒸汽使油溫升至140℃,同時計時,脫溶開始。

  步:視浸出油的質量,脫溶時間一般為4小時左右,其間保持油溫140℃、真空度8000帕左右。

  第四步:脫溶結束前0﹒5小時,關閉間接蒸汽,達到規定時間纔能關閉直接蒸汽。

  第五步:將脫溶油脂通過冷卻器,或在鍋內冷卻至70℃后,再破真空,放出即為成品油。

  (3)脫溶設備 當用于脫溶時稱脫溶鍋。其殼體為一立式圓筒,頂、底為一碟形封頭;頂蓋上有汽包以保持的汽化空間,照明燈和窺視燈成180度布置,以利觀察鍋內情況;鍋內頂部裝有泡沫擋板,以減少油脂的飛濺損失;鍋內設有兩排蛇管,可通入間接蒸汽加熱油脂或通水冷卻油脂;鍋底部裝有直接蒸汽分散盤,其上開有很多小孔,以使直接蒸汽噴入油內;在脫溶鍋的中心還裝有循環管,并借噴嘴射出直接蒸汽,使循環管內油脂和蒸汽呈乳濁液柱強烈地沿循環管上升,讓油脂噴濺在充滿蒸汽的脫溶鍋上部,使溶劑更易揮發除去,同時,這個裝置也加強了鍋內油脂的循環翻動。此外,脫溶鍋外殼上還有入孔和各種接管。

  其它輔助設備,有W型機械真空泵或汽水串連噴射泵、大氣冷凝器、空氣平衡罐和液沫捕集器等。

  連續式脫溶工藝流程

  8﹒脫色

  (1)脫色的目的 各種油脂都帶有不同的顏色,這是因為其中含有不同的色素所致。例如,葉綠素使油脂呈墨綠色;胡蘿卜素使油脂呈黃色;在貯藏中,糖類及蛋白質分解而使油脂呈棕褐色;棉酚使棉籽油呈深褐色。

  在前面所述的精煉方法中,雖可同時除去油脂中的部分色素,但不能達到令人滿意的地步。因此,對于生產油脂--色拉油、化妝品用油、淺色油漆、淺色肥皂及人造奶油用的油脂,顏色要淺,只用前面所講的精煉方法,尚不能達到要求,必須經過脫色處理方能如愿。

  (2)脫色的方法 油脂脫色的方法有日光脫色法、化學藥劑脫色法、加熱法和吸附法等。目前應用廣的是吸附法,即將某些具有強吸附能力的物質加入油脂,在加熱情況下吸附除去油中的色素及其它雜質。

  (3)工藝流程 間歇脫色即油脂與吸附劑在間歇狀態下通過一次吸附平衡而完成脫色過程的工藝。

  脫色油經貯槽轉入脫色罐,在真空下加熱干燥后,與由吸附劑罐吸入的吸附劑在攪拌下充分接觸,完成吸附平衡,然后經冷卻由油泵泵入壓濾機分離吸附劑。濾后脫色油匯入貯槽,借真空吸力或輸油泵轉入脫臭工序,壓濾機中的吸附劑濾餅則轉入處理罐回收殘油。

  (4)吸附脫色工藝參數

  K脫酸油質量見表1-14。

  L消耗指標

  冷卻水量(20℃,0﹒3兆帕) 3﹒5立方米/噸

  電(380伏特,2206﹒5瓦,50赫茲) 7千瓦?時/噸

  汽(1兆帕) 120千克/噸

  廢白土含油量 <35%

  M衛生防護車間衛生,白土投料間粉塵高允許濃度為10毫克/立方米;廢氣排放:白土輸送系統排至室外的氣體高允許含塵濃度為150毫克/立方米。

  9﹒脫臭

  (1)脫臭的目的 純粹的甘油三脂肪酸酯無色、無氣味,但天然油脂都具有自己特殊的氣味。氣味是氧化產物,進一步氧化生成過氧化合物,分解成醛,因而使油呈味。此外,在制油過程中也會產生臭味,例如溶劑味、肥皂味和泥土味等。除去油脂特有氣味的工藝過程就稱為油脂的"脫臭"。

  浸出油的脫臭十分重要,在脫臭之前,必須先行水化、堿煉和脫色,創造良好的脫臭條件,有利于油脂中殘留溶劑及其它氣味的除去。

  (2)脫臭的方法 脫臭的方法很多,有真空蒸汽脫臭法、氣體吹入法、加氫法和聚合法等。目前外應用廣、效果好的是真空蒸汽脫臭法。

  真空蒸汽脫臭法是在脫臭鍋內用過熱蒸汽將油內呈味物質除去的工藝過程。真空蒸汽脫臭的原理是水蒸氣通過含有呈味組分的油脂,汽-液接觸,水蒸氣被揮發出來的臭味組分所飽和,并按其分壓比率選出而除去。

  (3)脫臭工藝參數

  K間歇脫臭油溫為160~180℃,殘壓為800帕,時間為4~6小時,直接蒸汽噴入量為油重的10%~15%。

  L連續脫臭油溫為240~260℃,時間為60~120分鐘,殘壓在800帕以下,直接蒸汽噴入量為油重的2%~4%。

  M檸檬酸加入量應小于油重的0﹒02%。

  N導熱油溫度應控制在270~290℃范圍內。

  (4)設備選擇注意事項

  K脫臭設備有單殼體塔式、雙殼體塔式和罐式、臥式等多種形式,設計時可按具體情況選用。

  L真空裝置可采用三級或四級蒸汽噴射泵,選用的動力蒸汽壓力要適應配備鍋爐的壓力;但不宜采用低于0﹒6兆帕壓力,以節約用汽量。

  M脫臭油應經保險過濾器,以進一步除去油中微量雜質。

  N回收熱能的油-油熱交換器有列管式和螺旋板式,設計時應優先使用螺旋板式熱交換器。

  O脂肪酸捕集器應采用直接噴淋冷凝式。

  P脫臭油抽出泵應選用密封性好,耐高溫的離心泵。優先采用高溫屏蔽泵。

  Q導熱油加熱系統應配置溫度計、壓力表、止回閥、過濾器、警報器等儀表儀器,對運行情況進行監督、測量、指示、報警,以確保安全生產。為防止突然停電而造成事故,導熱油加熱系統應設置手搖泵,以便停電后導熱油能繼續循環降溫。

  (5)設備布置

  K導熱爐房應單設置或在車間內用墻單隔開。在布置時應盡量靠近脫臭塔,減少熱量浪費。

  L蒸汽噴射泵冷凝器出水口應高于水封池液面11米以上。

  M析氣器應放在二樓上,脫臭塔位置也應適當放高些,以利于抽出泵將油抽出。

  (6)脫臭油質量

  K脫臭油的質量標準,按相應油品的國家標準和國家專業標準執行。

  L檸檬酸質量:

  性狀 白色粉末或顆粒

  品級 食用級

  純度 ≧99%

  M導熱油質量。導熱油應選用無毒無味,熱穩定性好,抗氧化性強,對設備無腐蝕的品種,其主要組成是長碳直鏈飽和烴。

  (7)工藝方法選擇原則

  K脫臭工藝可分為間歇式、連續式和半連續式3種,處理量小于20噸/天的宜采用間歇脫臭工藝;處理量大于50噸/天的可采用連續脫臭工藝。

  L連續式脫臭的加熱方法宜采用導熱油加熱法,間歇脫臭可采用蒸汽加熱法或電加熱法。

  M油脂在加熱脫臭前,應設置真空析氣器,以除去油中空氣,防止油在高溫時變質。

  N脫臭時,噴入油中的直接蒸汽宜進行除氧。

  O油脂在脫臭前或脫臭后應加入適量檸檬酸,以提高成品油的質量和穩定性。

  P在條件許可的情況下,成品油中可加適量的合格杭氧化劑,或充氮保護。

  Q為提高油質量量,連續脫臭中所有接觸高于150℃熱油的部件、管路、閥門、管件、儀表等的材質,均應用不銹鋼,當油溫冷卻到70℃以下時方可接觸碳鋼和空氣。

  R為節約能源,連續脫臭工藝的熱能回收利用率應在60%以上。

  (8)消耗指標

  檸檬酸 0﹒2千克/噸

  冷卻水量 ≦17立方米/噸

  電(380伏特,2206﹒5瓦,50赫茲) ≦25千瓦?時/噸

  汽(1兆帕) ≦240千克/噸

  煤(發熱量21兆焦/千克) ≦15千克/噸

  煉耗≦1%

  (9)衛生防護

  K廢氣排放導熱爐煙道氣高排放濃度為200毫克/立方米。

  L廢水排放水封池排放的廢水要求符合《污水綜合排放標準》。

  廢水排放量 ≦13立方米/噸

  10﹒脫蠟

  毛糠油與一般植物油如菜籽油、大豆油、花生油等比較,不僅酸價高,色澤深,而且還含有2%~7%的蠟。米糠油中的蠟稱為"糠蠟"。它與礦物蠟(即石蠟)成分不同,后者是長碳鏈的正烷烴,而糠蠟的主要成分是脂紡酸與脂肪酸醇形成的酯。

  在溫度較高時,糠蠟以分子分散狀態溶解于油中。因其熔點較高,當溫度逐漸降低時,會從油相中結晶析出,使油呈不透明狀態而影響油脂的外觀。同時,含蠟量高的米糠油吃起來糊嘴,影響食欲,進入人體后也不能為人體消化吸收,所以有必要將其除去。用玉米油生產色拉油時也需"脫蠟"。脫除油中蠟的工藝過程稱為"脫蠟"。

  現在我國米糠油脫蠟的方法有三種:壓濾機過濾法、布袋吊濾法和離心分離法。所謂布袋吊濾法,就是將脫臭油先泵入一冷凝結晶罐內冷卻結晶,然后將冷卻好的油放入布袋內,布袋懸空吊著,依靠重力作用,油從布袋孔眼中流出,蠟留在布袋內,從而達到油蠟分離的目的。此法所得成品油質量雖好,但勞動強度大,設備占地面積也大,成品油得率低,所以采用此法的現已不多了。

  11﹒脫硬脂

  油脂是各種甘油三脂肪酸酯的混合物。其組成的脂肪酸不同,油脂的熔點也不一樣,飽和度高的甘三酯的熔點很高;而飽和度低的甘三酯的熔點較低。

  米糠油等經過脫膠、脫酸、脫色、脫臭、脫蠟后,已經可以食用,但隨著用途不同,人們對油脂的要求也不一樣。例如色拉油,要求它不能含有固體脂(簡稱"硬脂"),以便能在0℃中5﹒5小時內保持透明。米糠油經過上述五脫后,仍含有部分固體脂,達不到色拉油的質量標準,要得到米糠色拉油,就必須將這些固體脂也脫除。這種脫除油脂中的固體脂的工藝過程稱為油脂的"脫硬脂",其方法是進行"冬化"。用棕櫚油、花生油或棉籽油生產色拉油時也需"脫硬脂"。

  固體脂在液體油中的溶解度隨著溫度升高而增大,當溫度逐漸降至某一點時,固體脂開始呈晶粒析出,此時的溫度稱為飽和溫度。固體脂濃度越大,飽和溫度越高。

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此文關鍵詞:濟南非轉基因大豆油,濟南花生油,山東大豆油

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