大豆膨化浸出應用的研究

伊文華

1.前言

油料膨化浸出在國外早有應用,生產膨化設備廠商也較穩定,尤其在巴西、阿根廷等南美國家,膨化浸出較為普遍,但是主要用在大豆加工過程中。

我國的膨化浸出技術的開發出現在80年代中期,也主要用于大豆浸出工藝中,但由于國內設計的膨化機的物料膨化性能上與浸出要求相差較大,致使大豆膨化技術沒能廣泛推用,加之我國的飼料業發展規模和產品檔次要求低,所以膨化浸出不被油脂加工業的廠家看重,出現了膨化浸出技術的徘徊不前的現象。

可喜的是由于引進美國大豆膨化機后,我國先后消化吸收國外技術在國內試生產,且生產的豆粕質量也已被市場接受,所以在近幾年膨化浸出在國內已經得到初步的應用。但由于油脂生產企業對膨化浸出的優越性還沒有足夠的認識,因此影響了膨化浸出在油廠的推廣應用。根據市場的變化和國外經驗可以斷言,在未來的十年中大豆膨化浸出工藝將在國內得到大大的發展。

2.大豆膨化機的結構及工作過程

膨化機分為:壓力膨化機、干式膨化機、短時高溫膨化機。大豆膨化機為高溫膨化機。膨化機主要由帶輪、進料管、榨膛、軸承座、螺旋、汽閥、切斷銷、支腿、電動機、錐形塞、液壓系統等組成。

大豆預處理膨化工藝:

大豆→干燥→清選→破碎→軟化→壓胚→干燥→膨化→干燥→浸出→膨化粕

生坯由喂料絞龍喂入膨化機,物料被揉搓、捏和并由于與螺旋軸及機膛內壁的摩擦而產生自熱,直接蒸汽的注入則更有利于物料升高溫度,在膨化機機膛內由于溫度、水分及捏和作用,使油料細胞得以破壞及蛋白質部分變性,當物料被擠出榨膛時,由于突然減壓的作用發生膨爆現象,物料中的水蒸氣也突然蒸發,呈現出凝膠多微孔結構,至此大豆膨化料形成不規則的顆粒狀。

3.膨化浸出的優點

3.1膨化油料浸出能降低動力消耗。膨脹式膨化機是物料在膨化膛內,由于凸出的和斷續的螺距縮小的螺旋線的推動,物料在膛內形成高強度的摩擦,且受到在收縮區內注入的蒸汽,油料內的蛋白質變性,形成較穩固的凝膠,在噴出膨化機出口時,油料內的水分迅速汽化,使油料內的組織細胞徹底破壞,同時油料內部發生一系列化學變化和生物化學變化,這些變化對提高油脂質量是極為有利的。這樣膨化后的物料的容重比大豆生坯重,經過膨化油料細胞徹底破壞,油脂處在膨化物料的表面,這樣浸出時間可以縮短,而且浸出設備的裝料量增加,因此使浸出設備的生產能力相應增加。

在生產中有多各種因素制約著生產能力,設備的輸送量、體積、加熱面積,液體輸送量等,因此若改變一些條件,產量還能提高,實踐證明膨化物料能夠提高生產能力。

3.2膨化油料浸出能降低動力消耗。生產能力的提高,在沒有改換設備的情況下,動力消耗相應降低,由于膨化料在容重上增加,而物料表面較光滑,設備表面的摩擦力反而減小,因此在油廠的輸送設備中動力不增加的基礎上,產量也能提高。實際測試中也能說明這一點。增加膨化機后,雖然總裝機容量增加了,但加工噸料的動力消耗大大降低,平均達到6度電。

3.3膨化油料浸出使蒸汽消耗量降低。按照理論熱量衡算來說,蒸汽消耗量不應降低,但由于膨化物料中蛋白質變性,表面的極性降低,在浸出過程中吸附液體的能力降低,在每次瀝干過程中所含的濕物液量低,使浸出中混合油濃度差上升,提高浸出效果,最大的意義在于浸出后的濕粕含溶量大大降低,在蒸脫過程中可有效的控制蒸汽量達到脫溶的目的。生坯浸出的濕粕含溶平均比膨化料含溶高10%,這部分溶劑的蒸脫要造成蒸汽消耗量的增加,理論計算,噸料蒸汽消耗量前者比后者增加40kg蒸汽,在實際測度中沒有達到這樣的值,這可能是在生產操作過程中沒能有效的控制噴入的蒸汽汽量。

膨化浸出比生胚浸出的溶劑比減小,混和油濃度提高,因此混和油蒸發的蒸汽消耗量降低。

3.4膨化油料浸出能使毛油的精煉率提高。眾所周知,大豆毛油中有水化磷脂和非水化磷脂,它們在大豆中的含量主要取決于大豆原料的質量及油脂制取的工藝條件。大豆品種、生長期的氣候條件、收獲后的后熟作用、貯存期的條件等影響大豆毛油中非水化磷脂的含量。大豆制油條件包括大豆水分含量及入浸豆胚水分的含量、大豆的破碎程度及壓胚對油料細胞的破壞程度、浸出過程的溫度。在大豆生長、儲存、運輸和加工過程中,大豆中磷脂組分含量變化的主要原因是由于大豆中各種酶類作用的結果,對磷脂影響最大的的酶類是脂肪氧化酶和磷脂酶。任何使大豆中酶類活性增加的因素都有可能導致大豆磷脂的組分含量發生變化,從而使浸出毛油中磷脂的組分含量發生變化,非水化磷脂含量提高。因此避免大豆磷脂成分發生變化、減少非水分磷脂含量最有效的方法應該是鈍化酶類。近年來對大豆預處理工藝改進的一個重要方面就是對料胚擠壓膨化或濕熱處理以鈍化酶類,減少毛油中非水化磷脂的含量。在浸出毛油的精煉過程中,對于非水化磷脂的脫除需要采用加電解質(如磷酸、稀氫氧化鈉堿液)、或者是用白土吸附,將非水化磷脂脫除。這樣增加了油脂精煉的難度,并增加了油脂精煉的損耗。

非水化磷在油脂中存在,在色拉油生產過程中,將造成脫色白土的消耗量增加,還有可能造成油脂成品的回色現象,因此解決好大豆色拉油生產技術,其中有一關鍵技術是解決大豆油的非水化磷脂,這在許多學者的研究中已得到證實。

然而,膨化機的應用在某一定程度上可有效減少毛豆油中的非水化磷脂的含量來提高出油率,因為大豆在膨化機中高溫摩擦,高溫水蒸氣潤濕加熱,使大豆中的磷脂和氧化酶類有效的破壞,加速了非水化磷脂向水化磷脂方向的轉化,這樣生產出的大豆毛油中含非水化磷脂含量大大降低,這樣主要表現在油脂的精煉率上。

3.5膨化油料浸出尿素酶適度,成品粕質量穩定。由于大豆在膨化過程中,受高溫短時間的熱處理,大豆內的酶類受到不同程度的鈍化。其中對大豆加工影響比較大的是尿素酶、磷脂酶、脂肪氧化酶。尿素酶的鈍化破壞了豆粕中的有毒成分和抗營養物質的活性,提高了豆粕的質量,保持了其營養價值。在飼料應用中其消化率大大提高,尿素酶的活性改變測試結果可以看出膨化油料浸出的成品粕質量穩定,尿酶適宜,且氣相溫度較低,這充分說明蒸脫機的直接汽噴入量膨化油料比生坯浸出要少的多,也能滿足生產要求和產品質量要求。

磷脂酶和脂肪氧化酶的鈍化,使浸出毛油中非水化磷脂的含量減少,浸出毛油更容易水化脫膠,脫膠油中殘磷量大大降低,油脂脫膠的精煉率提高。

4.結論

大豆膨化浸出的運用,從技術角度上講是可行的,從生產實踐情況來講膨化浸出的運行是可靠的;且它的運用解決了生產中較難解決的問題,如:1.粕殘油高的問題;2.成品粕質量不穩定(水分和尿素酶不穩定)的問題;3.溶耗高的問題;4.浸出毛油一次性脫膠不合格問題;5.物理精煉的精煉率問題;6.高烹油回色的問題;7.油腳中磷脂開發運用問題;8.浸出過程中物料搭橋問題;9.油料浸出過程中水分烘干問題。

以它的運用給油廠帶來的潛在效益是非常明顯的,加工成本也能降低,生產更加容易;可以說是大中型浸出油廠在未來的加工生產中應首先考慮的工藝。

□(編輯/丹桔)