安德森膨化機(jī)擠壓膨化予處理工藝的理論與實(shí)踐-哈爾濱艾森油脂

1、中國(guó)油脂2002年第27卷第5期擠壓膨化予處理工藝的理論與實(shí)踐于詰,段文生(哈爾濱艾森油脂有限公司,150038哈爾濱香福路9號(hào)摘要:擠壓膨化是一種先進(jìn)的油料予處理工藝。結(jié)合理論分析和實(shí)踐總結(jié),將大豆和菜籽加工中的各個(gè)環(huán)節(jié)的操作要點(diǎn)、注意事項(xiàng)介紹給大家。關(guān)鍵詞:擠壓膨化;大豆;菜籽;工藝總結(jié)眾所周知,采用擠壓膨化予處理工藝對(duì)于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量都具有非常重要的意義,是糧油行業(yè)“十五”規(guī)劃重點(diǎn)推廣的實(shí)用新技術(shù)之一。我公司使用美國(guó)安德森(ANDERSON公司的擠壓膨化機(jī)已有三年多,深知膨化工藝的好處,也總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)介紹給大家,希望有助于此工藝的推廣使用。1、工藝流程簡(jiǎn)介

2、1.1 大豆予處理:大豆-清理-破碎-調(diào)質(zhì)-軋胚-擠壓膨化-干燥、冷卻-浸出1.2 菜籽的予處理菜籽-清理-軋胚-調(diào)質(zhì)-擠壓膨化-干燥、冷卻-浸出(擠壓膨化出油:膨化含渣油-澄油箱-葉濾機(jī)-菜籽清油-脫膠(油渣回榨: 澄油箱-菜籽渣-調(diào)質(zhì)-擠壓膨化機(jī)2、擠壓膨化機(jī)2.1 制造商:美國(guó)安德森國(guó)際公司2.2 型號(hào):25.4 毫米 HIVEX(機(jī)筒內(nèi)徑25.4毫米,10英寸2.3 結(jié)構(gòu): 主體由進(jìn)料段、中間段、出料段三部分組成,內(nèi)裝一根螺旋軸,由23節(jié)螺旋套裝而成。其中,進(jìn)料段裝有4節(jié)進(jìn)料螺旋和9節(jié)擠壓螺旋,中間段裝有8節(jié)擠壓螺旋,出料段包含1節(jié)擠壓螺旋和1節(jié)出料螺旋。所有螺旋的外徑都是相同的,它與

3、機(jī)筒內(nèi)壁的間隙為1.6毫米。直接蒸汽一般在進(jìn)料段的擠壓螺旋處注入,即保證了加氣量和蒸煮時(shí)間,又可以避免蒸汽回壓。出料調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用液壓驅(qū)動(dòng)錐型塞形式,與以前使用的多孔模板相比,具有調(diào)節(jié)方便、不易阻塞的優(yōu)點(diǎn),對(duì)保證生產(chǎn)的連續(xù)性、穩(wěn)定性具有非常重要的意義。(安德森評(píng)注:對(duì)大豆雜質(zhì)較多或加工菜籽,或生產(chǎn)線產(chǎn)量波動(dòng)較大的用戶(hù),錐型塞出料可完全消除其可能產(chǎn)生的10-20%的停機(jī)時(shí)間如果更換驅(qū)動(dòng)端的皮帶輪和中間段的螺旋并裝上出油榨籠之后此設(shè)備還可以用于高含油油料的擠壓膨化。(安德森評(píng)注:安德森膨化機(jī)把含油高于33%的油料稱(chēng)為高含油油料,膨化機(jī)需加榨籠;含油小于33%的油料如棉籽、米糠等不需加裝榨籠,直接膨化

4、即可。如含油33%的棉籽使用安德森加工大豆的膨化機(jī)同機(jī)處理,浸出可得到低至0.5%的殘油。2.4 性能參數(shù):驅(qū)動(dòng)電機(jī):額定功率:150馬力,額定電流:210A;膨化機(jī)轉(zhuǎn)速:加工大豆時(shí)270轉(zhuǎn)/分鐘;加工菜籽時(shí)188轉(zhuǎn)/分鐘;額定處理量: 25 噸/小時(shí);(安德森評(píng)注:換裝200馬力電機(jī),此10英寸安德森膨化機(jī)可日處理900噸大豆、300 噸菜籽3、擠壓膨化機(jī)工作原理胚片由喂料絞龍送入膨化機(jī),被螺旋推進(jìn)的同時(shí)注入直接蒸汽,在連續(xù)的物料和不連續(xù)的擠壓螺旋作用下,其壓力、溫度、濕度均不斷增加。到達(dá)出料段之后,由于突然卸壓,物料中的水分快速汽化、蒸發(fā)、物料體積膨脹并形成多孔結(jié)構(gòu)。同時(shí)伴隨蛋白質(zhì)的凝聚、

5、粘結(jié)作用,物料中的小顆粒被聚集到一起,物料酥而不碎。而且,由于擠壓膨爆作用,油料細(xì)胞發(fā)生破裂,原來(lái)卷曲在內(nèi)部的油脂便裸露在表面。對(duì)于高含油油料,還會(huì)擠壓出一部分油脂。(安德森評(píng)注:加裝榨籠后可以擠壓出部分油脂4、擠壓膨化與螺旋壓榨的區(qū)別擠壓膨化處理量大、轉(zhuǎn)速快、壓力低,以增加物料堆積密度和內(nèi)部空隙率、縮短出油路徑、增強(qiáng)物料對(duì)溶劑的滲透性為目標(biāo),即使處理高含油油料也一樣;而螺旋壓榨處理量小、轉(zhuǎn)速慢、壓力高,完全以榨出物料中的油脂為目標(biāo)。所以,擠壓膨化和螺旋壓榨對(duì)來(lái)料的要求完全不一樣。螺旋壓榨要求物料盡可能多的變性,而對(duì)于擠壓膨化,如果來(lái)料變性大,物料之間的粘結(jié)性就會(huì)削弱,膨化后物料松散易碎,對(duì)溶

6、劑的滲透性降低。因此,預(yù)榨前處理一般采取高溫蒸炒的工藝,進(jìn)入榨機(jī)的物料水分很低。而膨化前處理只需將物料的溫度和水分調(diào)節(jié)到有利于擠壓膨化即可,對(duì)物料降水一定采取溫和的方式,切忌高溫蒸炒,而且,如果入膨料水分過(guò)低,出機(jī)時(shí)水分蒸發(fā)少,也難以產(chǎn)生膨爆現(xiàn)象。事實(shí)上,處理高含油油料時(shí),擠壓膨化一般只榨出20%的油脂,而螺旋壓榨可以榨出60%甚至90%的油脂。5、膨化浸出與胚片直接浸出的區(qū)別為獲得良好的浸出效果,傳統(tǒng)的直接浸出工藝往往要求胚片薄而勻,少成粉。然而胚薄與粉少始終是相互矛盾的,況且,油料含油越高,胚片越易碎。為此必須協(xié)調(diào)好各個(gè)工序多變的工藝條件,控制起來(lái)非常不容易。擠壓膨化可使小顆粒凝聚,同時(shí)由

7、于有揉搓、剪切、擠壓、膨化作用,物料不僅內(nèi)部空隙率增加而且游離油脂的含量也增加了,其內(nèi)部一致性也要比胚片高得多,所以擠壓膨化不特別強(qiáng)調(diào)胚片的厚度。另外,由于堆積密度的增加、滲透性和流動(dòng)性的增強(qiáng),同樣的浸出設(shè)備使用膨化料處理能力可增加40-50%,對(duì)入浸物料的水分要求也放松了,即使處于11-12%之間,也不會(huì)影響浸出和卸料。6、擠壓膨化對(duì)大豆油中磷脂組分的影響大豆磷脂分水化磷脂和非水化磷脂兩類(lèi),大豆油中的非水化磷脂主要是由于水化磷脂水解而產(chǎn)生的,它發(fā)生在大豆貯存和加工的各個(gè)過(guò)程,非水化磷脂一旦形成則無(wú)法回復(fù)成水化磷脂,將嚴(yán)重影響精煉油的生產(chǎn)。磷脂的水解反應(yīng)分酶催化和非酶催化兩類(lèi)。主要的酶即磷脂酶

8、D,激活和鈍化它的條件已經(jīng)比較透徹;非酶催化的機(jī)理目前還不十分清楚,但控制水分不僅可以控制酶催化水解還可以控制非酶水解是顯而易見(jiàn)的。要控制水化磷脂向非水化磷脂轉(zhuǎn)變,必須首先控制大豆貯存和加工過(guò)程的水分。如果大豆水分超過(guò)13%,貯存時(shí)間越長(zhǎng),非水化磷脂的比例就會(huì)越高,所以大豆貯存水分最好控制在3%以下,與此同時(shí),還必須抑制或者鈍化D的活性。激活磷脂酶D的條件除了油細(xì)胞的破裂之外,還要求水分: 10-13%,溫度60-80度;實(shí)踐表明,105-110度下的擠壓膨化對(duì)鈍化磷脂酶D的活性非常有效,所以如果在大豆制油過(guò)程中,將低溫調(diào)質(zhì)(避開(kāi)磷脂酶D的活性溫度范圍和擠壓膨化相結(jié)合可以有效控制非水化磷脂的形

9、成。必須強(qiáng)調(diào)的是,僅僅依靠擠壓膨化并不能將大豆油中的非水化磷脂控制得很低,因?yàn)榉撬字绻跀D壓之前已經(jīng)形成,要轉(zhuǎn)變非水化磷脂是不可能的,要完全控制大豆油中的非水化磷脂含量,還必須控制大豆的水分和破碎粒的含量。7、工藝總結(jié)7.1 清理:磁性雜質(zhì)對(duì)膨化機(jī)螺旋會(huì)造成致命損壞,所以油料的清理要加強(qiáng)磁性雜質(zhì)的清除。7.2軋胚:胚片越薄,流油毛細(xì)管的長(zhǎng)度越短,出油速度越快;胚片越薄,入膨料、出膨料的均勻性愈好,越容易形成大的凝聚體。生產(chǎn)實(shí)踐表明,采用擠壓膨化予處理加工大豆時(shí),如果胚片厚度為0.3毫米,粕殘油可以降到0.5%以下;如果胚片厚度為0.5毫米,粕殘油還能控制在1%以下,一般胚片厚度控制在0.

10、4毫米左右即可。即便如此,對(duì)軋胚工序仍然不能放松要求,如果出現(xiàn)漏籽時(shí)疏與管理粕殘油會(huì)大幅度上升。另外,油菜籽顆粒小、蛋白質(zhì)含量低,胚片應(yīng)盡可能的薄,若可能應(yīng)為0.2毫米,否則膨化料粘結(jié)性差,影響滲透效果。7.3調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)的目的只是為了控制物料的水分和溫度,使其利于軋胚或膨化,與傳統(tǒng)中的蒸炒不同。一般控制大豆出料溫度為55-60度、水分為10%-12%,菜籽胚出料溫度為70-75度、水分7%-9%。溫度過(guò)低,油脂的粘度過(guò)大,膨化時(shí)出油少(包括表面露油或擠壓出油;溫度過(guò)高,膨化時(shí)出油多,但蛋白已發(fā)生變性,膨化過(guò)程不能產(chǎn)生粘結(jié),出料粉末度大,影響溶劑滲透,尤其對(duì)油菜籽影響非常明顯。事實(shí)上,一旦調(diào)質(zhì)溫度

11、高于80度,粕殘油會(huì)增加很多。另外,前面已經(jīng)述及,如果加工大豆時(shí)調(diào)質(zhì)溫度超過(guò)60度,還會(huì)影響到磷脂的質(zhì)量。原料水分過(guò)低,水分汽化少,產(chǎn)生不了膨化效果,餅松散易碎,電機(jī)負(fù)荷增加。對(duì)于油菜籽,如果水分低,則抵抗力增加,出油減少,油中含大量碎渣。原料水分過(guò)高,進(jìn)料不暢,出餅松軟無(wú)力,呈大片狀,電機(jī)負(fù)荷降低。對(duì)于油菜籽,如果水分高,則會(huì)抵抗不住壓力而從榨條間隙中擠出,出油減少,油中含片狀渣,泡末多。7.4 膨化7.4.1 直接氣的使用:直接氣在膨化過(guò)程中能夠起到提溫、增濕、潤(rùn)滑的作用,因此,直接氣的壓力和用量應(yīng)結(jié)合出料的溫度、水分以及膨化機(jī)的運(yùn)行電流進(jìn)行調(diào)整,一般控制膨化機(jī)工作電流為額定電流的65%左

12、右,膨化過(guò)程增濕2%左右,膨化機(jī)機(jī)頭溫度:加工大豆時(shí)105度,加工油菜籽時(shí)90度左右。(安德森評(píng)注:安德森推薦用戶(hù)在加工油菜籽時(shí)維持膨化機(jī)出料溫度為105-110度蒸汽壓力高,熱焓大、溫度高、濕含小,便于調(diào)節(jié)溫度;蒸汽壓力低,熱焓小、溫度低、水分高,應(yīng)提高直接汽壓力;相反,如果入膨溫度高、水分低,應(yīng)降低直接汽壓力,一般在5-7公斤壓力間調(diào)整。(應(yīng)該是7-9公斤直接汽的加入量要根據(jù)出料狀態(tài)調(diào)整,良好的膨化料應(yīng)該酥而不碎、表面油潤(rùn)、滲透性好,對(duì)于高含油料還表現(xiàn)為出油量適中(出油率20%左右、油中含渣少(10%以下等。如果直接汽加入量過(guò)少,不能產(chǎn)生膨爆現(xiàn)象,除了會(huì)影響出油之外,還會(huì)影響尿素酶的鈍化;

13、如果直接汽加入過(guò)多,則會(huì)產(chǎn)生噴射現(xiàn)象,使物料粉末度增加。加工菜籽時(shí)蒸汽注入量一般較少,特別對(duì)高水分油菜籽更應(yīng)如此。否則,如果加氣量過(guò)多,油中含渣會(huì)大幅度增加。但如果加汽量過(guò)少,磷脂吸水不足,擠壓出的油中含磷量高,會(huì)增加過(guò)濾的困難。7.4.2 工作電流的控制:膨化機(jī)工作電流隨進(jìn)料流量及水分、膨化過(guò)程加汽量、錐型塞的位置變化而變化。進(jìn)料量小、水分高、加汽量多錐型塞遠(yuǎn)離都會(huì)使工作電流降低;相反進(jìn)料量多、水分低、加汽量少、錐型塞靠近都會(huì)使工作電流增加。我公司目前單機(jī)負(fù)荷僅為15-18噸/小時(shí),一般控制運(yùn)行電流約120A,膨化料厚度4-6毫米。8、生產(chǎn)中應(yīng)注意的問(wèn)題8.1 由于前段工序出現(xiàn)故障,膨化機(jī)發(fā)生短料時(shí),直接蒸汽往往會(huì)發(fā)生倒噴現(xiàn)象,此時(shí)必須迅速移開(kāi)液壓錐型塞,以防物料失去推動(dòng)力時(shí)堵塞膨化機(jī)。8.2 膨化機(jī)內(nèi)如果溫度太低,則出料松散,不成型,所以啟動(dòng)前應(yīng)對(duì)其充分預(yù)熱。8.3 由于膨化料有助于油的釋放,故浸出時(shí)溶劑比可以適當(dāng)降低,加工大豆是達(dá)到0.8即可,加工菜籽時(shí)不低于1.0方能滿(mǎn)足要求。8.4 加工高含油油料時(shí),并非膨化過(guò)程出油量越多越有利于浸出,相反會(huì)由此導(dǎo)致物料散碎、粕殘油增加。(完安德森評(píng)注:哈爾濱艾森生產(chǎn)部電話: 0451-*該廠在膨化予處理油菜籽浸出方面有些數(shù)據(jù)不太準(zhǔn)確,我們想主要有以下原因:該廠是外商投資企業(yè),由外商負(fù)責(zé)投資及調(diào)試設(shè)備,并沒(méi)有要求安德森派人調(diào)