高水分大豆膨化降低浸出毛油含磷量

左 青，何遠(yuǎn)平，左 暉

(1.江蘇牧羊集團(tuán)有限公司,江蘇 揚(yáng)州 225127； 2.中儲(chǔ)糧鎮(zhèn)江糧油有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江212000； 3.廣州星坤機(jī)械有限公司，廣州 570000)

大豆壓榨廠的重要產(chǎn)品是一級(jí)大豆油，如何提升一級(jí)大豆油的得率是油廠生產(chǎn)的重要工作。我國通用大豆壓榨溫脫皮工藝為：原料大豆—去鐵—清理—調(diào)質(zhì)—破碎—吸皮—破碎—吸皮—壓坯—膨化—冷卻—浸出。

我們?cè)趯?duì)標(biāo)過程中發(fā)現(xiàn)用同樣的原料、同樣的操作參數(shù)，生產(chǎn)的浸出毛油得率一樣，但是一級(jí)精煉油得率不同。我們尋找?guī)准彝瑯右?guī)模、同一家供應(yīng)商提供成套設(shè)備的廠家，發(fā)現(xiàn)膨化料的翻板冷卻器的風(fēng)機(jī)電流和風(fēng)量不同，其他工藝參數(shù)基本相同，說明入膨化機(jī)原料的水分影響浸出大豆油的含磷量。從江蘇牧羊集團(tuán)有限公司工廠的兩條大豆生產(chǎn)線發(fā)現(xiàn)，用相同品質(zhì)的大豆生產(chǎn)的浸出毛油含磷量不同，在膨化過程中壓力和溫度作為定值情況下，只有水分能夠改變浸出毛油的含磷量。在其他操作參數(shù)不變的情況下，僅對(duì)膨化機(jī)和翻板冷卻器進(jìn)行調(diào)整，發(fā)現(xiàn)膨化機(jī)進(jìn)料水分在10%，膨化機(jī)出料水分要求為12%，在加20 kg/t蒸汽后，膨化機(jī)出料水分在10.9%。在另外一臺(tái)膨化機(jī)加20 kg/t蒸汽后膨化機(jī)出料水分達(dá)到12%，為了達(dá)到入浸水分在9.5%～10%，加大翻板冷卻器的風(fēng)量進(jìn)行降水。由于高水分大豆產(chǎn)生深度膨化，磷脂和水結(jié)合堵塞部分通道，在浸出器溶劑難滲透，從而豆粕殘油增加0.08%～0.12%，在DT中增加3～4 kg/t蒸汽汽提，浸出毛油含磷量降低300～315 mg/kg，毛油得率增加0.79%～0.82%，總體毛油得率增加0.70%～0.71%。

為了避免設(shè)備選型的影響，專門采集皇冠工藝設(shè)備和巴西泰克龍EX40型膨化機(jī)，按3 000 t/d 375 kW或450 kW兩種動(dòng)力配置，龍口香馳控股選配450 kW,中儲(chǔ)糧鎮(zhèn)江糧油有限公司選配375 kW。巴西泰克龍EX40型膨化機(jī)設(shè)計(jì)要求：膨化機(jī)進(jìn)口坯片水分在9%～10.5%，出口水分在10.5%～12%。格林翻板冷卻器在不加熱情況下大豆膨化料水分從12%降到9%，國產(chǎn)翻板冷卻器膨化料水分12%降低2.5%，保證入浸水分在9.5%。

經(jīng)對(duì)標(biāo)結(jié)果發(fā)現(xiàn)天津、山東幾家工廠大豆處理量分別4 000～6 200 t/d，原料是美國2號(hào)大豆(含油18%～22%，含蛋白質(zhì)32%～35%，含皮8%～9%，顆粒5～6.25 mm，水分9%～13%，F(xiàn)FA≤1.5%)，浸出毛油含磷量分別在550～650 mg/kg和750 mg/kg左右。中儲(chǔ)糧鎮(zhèn)江糧油有限公司(處理量在3 500 t/d，迪斯美提供工藝和設(shè)備)一期浸出毛油含磷量在850～900 mg/kg，二期(處理量在6 000 t/d，皇冠提供工藝和設(shè)備)比一期的含磷量低150 mg/kg。迪斯美和皇冠都采取溫脫皮的工藝，中儲(chǔ)糧鎮(zhèn)江糧油有限公司所做的不同大豆水分下的浸出毛油含磷量見表1。

表1 中儲(chǔ)糧鎮(zhèn)江糧油有限公司不同大豆水分下的浸出毛油含磷量

注：大豆浸出毛油的水分、含磷量及殘溶控制標(biāo)準(zhǔn)分別為小于等于0.50%、小于等于1 000 mg/kg和小于等于100 mg/kg。

大豆調(diào)質(zhì)塔的溫度在70℃，時(shí)間40 min，兩次脫皮后碎豆在1/6，溫度在58～61℃，大豆粒水分在10%～10.5%，壓坯坯片厚度在0.35～0.4 mm。對(duì)膨化大豆過程中影響浸出毛油含磷量的因素進(jìn)行探討。

1 濕熱對(duì)磷脂的作用

大豆中的結(jié)合磷脂性能穩(wěn)定[1]，在濕熱過程中隨著油體蛋白復(fù)合物組織的破壞，與蛋白結(jié)合的磷脂被釋放出來，如果水分高，料坯吃足水分，游離出的磷脂吸水膨脹聚集，呈凝集狀態(tài)，這種狀態(tài)的磷脂和部分色素，提油后和蛋白一起留在粕中。加熱時(shí)，隨著水分減少、溫度升高，蛋白質(zhì)變性程度加深，溫度越高，磷脂膜蛋白結(jié)合物的分解越劇烈，毛油中含磷量越高。

2 正常膨化對(duì)大豆產(chǎn)生的作用

大豆通過機(jī)械摩擦和蒸汽的注入，膨化出料溫度控制在115～120℃、出料水分在12%、內(nèi)部螺旋榨膛高壓在3.0 MPa，把大豆調(diào)質(zhì)到高密度凝膠狀態(tài)，破壞生長抑制因子及原料中的微生物和脂肪酶，減少脂肪酶等對(duì)磷脂的分解作用，磷脂多以原有的狀態(tài)隨油脂一起溶解在溶劑中，浸出毛油中含磷量提高而脫膠油中的含磷量降低。

3 配置動(dòng)力與處理量有關(guān)，與含磷量無關(guān)

中儲(chǔ)糧鎮(zhèn)江糧油有限公司和龍口香馳控股的膨化機(jī)都是巴西泰克龍EX40，分別配置375 kW和450 kW。泰克龍膨化機(jī)配置動(dòng)力和榨膛內(nèi)油料壓力變化無關(guān)，榨膛內(nèi)部壓力維持在3.0 MPa，尾部錐形塞是維持內(nèi)部恒定壓力移動(dòng)的，產(chǎn)量大浮動(dòng)向外移動(dòng)，產(chǎn)量小向內(nèi)移動(dòng)，靠液缸液壓調(diào)節(jié)。若膨化機(jī)電機(jī)的電流大、油料水分高，則浸出毛油含磷量低。

4 水分變化影響浸出毛油的含磷量

影響膨化料熟化有3個(gè)要素，即溫度、壓力和水分[2-4]。出口膨化料溫度和內(nèi)部油料受壓恒定，油料的水分存在變化。在實(shí)際生產(chǎn)中，如果坯片水分在10%，要達(dá)到膨化料水分在12%，膨化機(jī)加20 kg/t蒸汽基本上同于20 kg/t水，中儲(chǔ)糧鎮(zhèn)江糧油有限公司膨化機(jī)用汽量在20 kg/t，膨化機(jī)出料水分在10.9%，格林翻板冷卻器風(fēng)門半開，風(fēng)機(jī)電流在32%～38%。龍口香馳控股用汽量20 kg/t，膨化機(jī)出料水分達(dá)到12%，翻板冷卻器風(fēng)門全開，風(fēng)機(jī)電流在72%。青島渤海糧油、天津路易達(dá)孚、日照中紡糧油均是外購蒸汽，含水量高，同樣膨化機(jī)出料水分高。

膨化機(jī)[5]的出料溫度在115～120℃，大豆在膨化機(jī)內(nèi)滯留時(shí)間相同，但是出料水分分別為10.9%和12%，浸出毛油含磷量分別在850～900 mg/kg和550～600 mg/kg。顯然油料在榨膛內(nèi)受到的擠壓和剪切壓力不同，磷脂的結(jié)構(gòu)和組分產(chǎn)生不同的變化。高含水蒸汽進(jìn)入坯片在螺旋擠壓壓力3.0 MPa下，瞬時(shí)料坯潤濕透徹、熟化，細(xì)胞膜被破壞，磷脂和油脂游離出來，與蛋白結(jié)合狀態(tài)的磷脂被釋放出，在高水分的情況下，釋放的磷脂吸水膨脹聚集，結(jié)團(tuán)成乙醚不溶物留在豆粕中。料表面、細(xì)胞壁、二次結(jié)構(gòu)組織、毛細(xì)管壁均充滿水分，料坯膨脹，內(nèi)部孔隙度減少，油脂和磷脂從蛋白磷脂膜出來，磷脂和多余的水分反應(yīng)結(jié)團(tuán)膨脹，水分滲透細(xì)胞，膨化機(jī)出料水分達(dá)到12%，進(jìn)入翻板冷卻器后，需要全開風(fēng)機(jī)50 Hz，開加熱器熱風(fēng)，讓熱風(fēng)吹膨化料進(jìn)行降水而維持入浸料溫在55～58℃。

5 蒸汽含水量影響浸出毛油含磷量、豆粕殘油、DT蒸汽用量

蒸汽含水量影響浸出毛油含磷量和豆粕殘油，原因是高水分深度膨化，水分和磷脂結(jié)團(tuán)堵塞部分通道，料進(jìn)入浸出器，混合油的滲透差，經(jīng)檢測(cè)豆粕殘油增加0.08%～0.12%，溶劑深度置換油，濕粕含溶高，深度膨化不利于瀝干，濕粕含溶高，DT蒸汽用量多(3～4 kg/t)，DC開啟熱風(fēng)。中儲(chǔ)糧鎮(zhèn)江糧油有限公司采取正常水分膨化，龍口香馳控股、天津路易達(dá)孚、青島渤海糧油和日照中紡糧油采取高水分膨化操作控制要求。5家大型糧油工廠皇冠提供壓榨設(shè)備情況和大豆加工主要參數(shù)見表2。

表2 5家大型糧油工廠皇冠提供壓榨設(shè)備情況和大豆加工主要參數(shù)

6 加水裝置

外購蒸汽輸送線路長，會(huì)產(chǎn)生熱損和冷凝水。通過文丘里減溫裝置加水，加水量不夠。對(duì)外購過熱蒸汽在車間專門做充水裝置。

7 膨化浸出和坯片浸出對(duì)浸出毛油含磷量的影響

膨化浸出毛油得到的磷脂比坯片浸出毛油的磷脂含較高的丙酮不溶物，分別是73.4%和65.8%，膨化浸出油脂較坯片浸出油脂含較多的磷脂酰膽堿，分別是39.8%和34.2%，坯片浸出毛油的含磷量明顯低于膨化浸出毛油的含磷量。

8 前處理的要求

考慮大豆蛋白變性溫度小于等于80℃，調(diào)質(zhì)塔內(nèi)部的加熱溫度在70℃，大豆溫度在60～65℃，設(shè)計(jì)調(diào)質(zhì)塔層數(shù)多，滯留時(shí)間60 min，容易調(diào)節(jié)水分和均質(zhì)，按照生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，大豆加熱時(shí)間在30 min，保溫時(shí)間在20～30 min，保溫時(shí)間長，均質(zhì)效果好，在破碎和脫皮中粉末度小且容易皮仁分離。為保持破碎顆粒度小而均勻，破碎機(jī)3個(gè)月?lián)Q1次輥，換輥后溶劑消耗下降，脫皮系統(tǒng)的密封要好，若濕冷空氣進(jìn)入，造成大豆急冷，大豆外冷內(nèi)熱，壓坯時(shí)易碎，關(guān)鍵是如何減少粉末度。要求大豆坯片薄而均勻，有利于破壞磷脂與其他物質(zhì)形成的復(fù)合體、破壞磷脂與油體膜蛋白的結(jié)合狀態(tài)、有利于磷脂隨油一起溶出，

殘留在粕中的磷脂結(jié)合蛋白也就越少[6-7]。500 t/d壓坯機(jī)平均在33～36 d停止運(yùn)行進(jìn)行磨輥，要求雙輥同時(shí)磨輥，保持坯片厚度在0.35～0.4 mm。

9 結(jié)束語

將高水分大豆膨化再浸出制油，可使豆粕殘油增加0.08%～0.12%，DT中增加3～4 kg/t蒸汽汽提，浸出毛油含磷量降低300～315 mg/kg，毛油得率增加0.79%～0.82%，總體毛油得率增加0.70%～0.71%，油脂含膠溶性雜質(zhì)少、油色淡，精煉中煉耗低而得率高，提升了綜合效益。

致謝：山東香馳油脂有限公司韓殿民、張志強(qiáng)、趙俊明和巴西膨化機(jī)代理謝東東對(duì)本項(xiàng)目的支持！