無論采用壓榨法或溶劑浸出法從油籽中提取油脂,都需要先把油籽軋制成適合于取油的料坯,而為了保證軋胚的工藝效果,通常需要在軋胚之前對油料進行破碎和軟化。
一、油料的破碎
(一)油料破碎的目的和要求
在油料軋胚之前,必須對大顆粒的油料進行破碎。其目的是通過破碎使油料具有一定的粒度以符合軋坯條件;油料破碎后的表面積增大,利于軟化時溫度和水分的傳遞,軟化效果提高;對于顆粒較大的壓榨餅塊,也必須將其破碎成為較小的餅塊,才更有利于浸出取油。
要求油料破碎后應粒度均勻,不出油,不成團,少成粉,粒度符合要求。大豆破碎粒度為4~6瓣,破碎豆的粉末度控制為通過20目/英寸篩不超過10%。花生破碎粒度為6~8瓣,粉末度控制為通過20目/英寸篩不超過5%。預榨餅破碎后的最大對角線長度為6~10mm。為了達到破碎的要求,必須控制破碎時油料的水分含量。水分含量過高,油料不易破碎,且容易被壓扁、出油,還會造成破碎設備不易吃料、產量降低等;水分含量過低,破碎物的粉末度增大,含油粉末容易粘附在一起形成結團。此外,油料的溫度也會對破碎效果產生影響。熱油籽破碎后的粉末度小,而冷油籽破碎后的粉末度較大。通常大豆的適宜破碎水分為10%~15%,而花生的適宜破碎水分為7%~12%。
(二)油料破碎的方法和設備
油料破碎的方法有撞擊、剪切、擠壓及碾磨等幾種形式。油廠常用的破碎設備主要是齒輥破碎機,此外也可采用錘式破碎機、圓盤剝殼機等。
圖3-41是雙對輥齒輥破碎機的結構示意圖,它主要是由進料裝置、破碎輥、輥距調節裝置、傳動機構、機座等部分組成。進料裝置由存料斗、喂料輥、永久磁鐵、喂料淌板組成,其作用是調整喂料量及保證在整個輥長方向上流量的均勻,并清除進機油料中的鐵雜,防止齒輥的損壞。齒輥破碎機的上下兩對齒輥分別平列安放,每對齒輥相向轉動,其中一個為快輥,另一個為慢輥,快輥與慢輥的速比為1.51:1,輥齒度為12:100,齒形角為銳角30°、鈍角60°,每英寸6個齒,每對輥的輥齒按“鋒對鋒”配置。工作時,由于對輥速差的存在,兩個相向轉動的齒輥利用齒輥上齒角的剪切和擠壓作用,將落入輥間的油料切成小塊,從而達到破碎的目的。輥距調節裝置可用來改變齒輥的間距,以保證油料破碎后的粒度滿足工藝要求。
為保證油料的破碎效果,必須控制油料的水分、溫度、含雜量及流量。保持破碎機合理的工作條件,如輥齒的磨損情況、齒輥兩端擋板的密封情況、齒輥兩端間隙的調整是否一致等。
二、油料的軟化
軟化是通過對油料水分和溫度的調節,改善油料的彈塑性,使之具備軋胚的最佳條件。軟化主要應用于含油量低、含水分低和含殼量高的物性可塑性差、質地堅硬的油料。
(一)軟化的目的和要求
軟化的目的是通過對油料溫度和水分的調節,使油料具有適宜的彈塑性,減少軋坯時的粉末度和粘輥現象,保證坯片的質量。軟化還可以減輕軋坯時油料對軋輥的磨損和機器的振動,以利于軋坯操作的正常進行。
要求軟化后的料粒有適宜的彈塑性且內外均勻一致,能夠滿足軋胚的工藝要求。為此,軟化時應根據油料種類和所含水分的不同制定軟化操作條件,確定軟化操作是加熱去水還是加熱濕潤。當油料含水量高時,應在加熱的同時,適當去除水分。反之,應在加熱的同時,適量加入水蒸汽進行濕潤。油料含水量較高時軟化溫度要低一些。反之,軟化溫度應高一些。另外,必須保證有足夠的軟化時間。同時還應根據軋坯效果調整軟化條件。
大豆的含油量較低,可塑性較差,軋胚前一般都要進行軟化。軟化溫度應視大豆含水量的高低而定。大豆水分在13-15%時,軟化溫度通常掌握在70-80℃,軟化時間約為15-30分鐘。棉籽仁中所含的皮殼使料粒軟硬不一致,為獲得適宜的料胚并減輕皮殼對軋輥的磨損,也需先經過軟化再進行軋胚,棉仁的軟化溫度一般為60-65℃,水分為9.5-11.5%。菜籽屬于高油分油料,但菜籽顆粒小,表皮堅硬,對于含水量在8%以下的油菜籽,特別是陳年菜籽,應當軟化后再進行軋胚。新收獲的菜籽含水量較高,一般在10%以上,甚至高達15%,若軟化后再軋胚,軋胚時很容易出現粘輥、甚至軋輥不吃料的現象,因此一般不進行軟化。菜籽軟化溫度一般為60-70℃,水分8-9%。卡諾拉籽由于其外殼和纖維素含量較高,故需要在軋胚前進行軟化,軋胚前的理想水分為7%~9.5%。對于其他高油分的油料,如花生仁、蓖麻籽仁、椰子干等,一般不進行軟化而直接軋胚,以防止軟化后造成軋胚時出油及粘輥等不良現象。
(二)軟化設備
常用的軟化設備有層式軟化鍋和滾筒軟化鍋。層式軟化鍋的結構如層式蒸炒鍋,可參見圖4-1。滾筒軟化鍋的結構如圖3-42所示。滾筒軟化鍋又稱臥式軟化鍋。軟化鍋的圓筒外殼上有一個齒圈和兩個鑄鐵導軌,驅動裝置通過齒輪和齒圈的嚙合,使整個筒身均勻轉動,托輪通過導軌支撐整個滾筒的重量。滾筒內裝有若干組隨筒體轉動的加熱排管,滾筒內壁焊有內螺旋板。滾筒安裝的傾斜角為5°~6°。油料從進料端進入滾筒,由于筒身的傾斜和內螺旋板的推動而運動到滾筒的另一端卸出。油料在滾筒中被加熱排管加熱軟化。臥式軟化鍋的特點是由于滾筒的轉動使物料的翻動更加均勻,避免了由于物料運動的死角而造成的焦糊現象,軟化效果均勻透徹,并且動力消耗小。
三、油料的軋坯
軋坯就是利用機械的作用,將油料由粒狀軋成片狀的過程。
(一)軋坯的目的和要求
軋坯的目的在于破壞油料的細胞組織,增加油料的表面積,縮短油脂流出的路程,有利于油脂的提取,也有利于提高蒸炒效果。油料籽仁由無數細胞組成,油料細胞的表面是一層由纖維素及半纖維素組成的比較堅韌的細胞壁,油脂和其他物質包含在細胞壁中,要提取細胞內的油脂,就必須破壞其表面的細胞壁,破壞油料的細胞組織。對軋坯的要求是料坯薄而均勻,粉末度小,不露油。料胚厚度對出油率有很大影響。表1-7顯示出豆胚厚度對壓榨出油率的影響。表1-8顯示出豆胚厚度與浸出時間及粕殘油的關系。對于不同油料和不同制油工藝,要求料胚的適宜厚度有所不同。高油分油料的料胚應厚些,低油分油料的料坯厚度應薄些,直接浸出工藝的料胚應薄些,預榨浸出或膨化浸出的料胚可厚些。要求軋胚厚度為大豆0.3mm以下。
(四)軋坯設備
(五)影響軋胚效果的因素
1、油料的性質
對軋胚效果影響較大的油料性質主要有含油量、含水量、含殼量、含雜量、粒度、溫度、可塑性等。
2、軋胚設備
液壓緊輥軋胚機的輥面線速度為10~11m/s。與之對應的軋輥轉速約為150~300轉/分。
3、軋胚操作
軋胚時油料的流量必須均勻穩定,油料必須均勻分布在整個輥面上。油料流量過大會造成軋胚機的堵塞;流量太小或斷料,會因軋輥空轉而造成軋輥相互碰撞,損傷軋輥表面甚至造成軋輥掉邊。在輥面上的下料不均會造成軋輥表面的不均勻磨損,形成馬鞍形輥和圓臺形輥,由此造成軋胚厚薄不一致并且很容易形成軋輥掉邊的現象。軋輥未松開前,不得空轉,若受條件限制不能松開,也應盡量縮短空轉時間。為防止由于斷料后軋輥空轉而造成軋輥的損壞,有些軋胚機裝置了低料位報警裝置,當料斗中存料高度低于規定的位置時,喂料輥自動停轉,軋輥電機停電并報警顯示。
為了經常保持軋輥表面較高的平整度及相互平行度,必須讓刮刀保持良好的工作狀態,徹底清除粘附在輥面上的生胚。并根據輥面的磨損情況,定期磨輥。要經常檢查整個軋輥長度上料胚的厚薄均勻情況。若厚薄不均,應檢查軋輥兩端的松緊是否一致或軋輥長度上輥徑是否一致。無論是彈簧緊輥或液壓緊輥,都要求軋輥兩端的縫隙和壓力大小一致,以保證料胚質量。還應經常檢查軋輥兩端擋板的密封情況,防止油料的漏軋。
四、生胚干燥
生胚干燥的目的是為了滿足溶劑浸出取油時對入浸料胚水分的要求。大豆軋胚的適宜水分為11~13%,而大豆生胚的適宜入浸水分約為8~10%,對生胚干燥的要求是干燥效率高,且不能對生胚產生粉碎作用。生胚干燥設備多采用平板干燥機和氣流干燥輸送機。