一、脱皮的目的、要求和方法
油料脱皮的目的是为了提高饼粕的蛋白质含量和减少纤维素含量,提高饼粕的利用价值。同时也使浸出毛油的色泽、含蜡量降低,提高浸出毛油的质量。油料脱皮还可以增加制油设备的处理量,降低饼粕的残油量,减少生产过程中的能量消耗。目前油脂生产企业主要是对大豆进行脱皮,以生产低温豆粕和高蛋白饲用豆粕。此外,还可以根据市场需求,将豆皮粉碎后按照不同比例添加到豆粕中生产不同蛋白质含量的豆粕。有时也对花生、菜籽、芝麻等进行脱皮,以满足不同生产工艺的要求。
脱皮的方法:大多数油籽的种皮较薄,与籽仁的结合附着力也较强,特别是当油籽含水量较高时,种皮韧性增大,使脱皮难以进行,即使籽仁在外力的作用下破碎后,种皮也可能仍然附着在破碎的仁粒上。因此,油籽含水量高低是去皮工艺中非常关键的因素。在生产中通常是首先调节油籽的水分,然后利用搓碾、挤压、剪切和撞击的方法,使油籽破碎成若干瓣,籽仁外边的种皮也同时被破碎并从籽仁上脱落,然后用风选或筛选的方法将仁、皮分离。
脱皮的要求:脱皮率要高,脱皮破碎时油料的粉末度小,皮、仁能较完善的分离,油分损失尽量小,脱皮及皮仁分离工艺要尽量简短,设备投资及脱皮过程的能量消耗小等。
二、脱皮工艺和设备
1.大豆的脱皮
大豆脱皮工艺有冷脱皮和热脱皮两种。传统的大豆脱皮工艺是冷脱皮工艺。大豆冷脱皮工艺即将清理过的大豆在干燥塔中由热风加热干燥至含水10%左右,干燥温度为70℃- 80℃,然后在储仓中停留24-72小时,之后在环境温度下进入齿辊破碎机,被破碎成4-6瓣。破碎大豆经风选和筛选进行皮仁的分离,分出的豆仁经软化后去轧坯,豆皮则单独收集。这种工艺的特点是:经干燥和冷却的豆皮较松脆,大豆破碎后豆皮易从豆仁上脱落分离,但破碎豆的粉末度大,碎豆皮与碎豆仁不易完善分离,而且脱皮后的冷豆仁需要重新加热软化,使蒸汽消耗增加。
目前,采用较多的是大豆热脱皮工艺。热脱皮工艺根据所要求脱皮率的高低,可分为半脱皮和全脱皮工艺两种。半脱皮工艺的脱皮率一般为60%一70%,全脱皮工艺的脱皮率达90%以上,皮中含仁率按皮中含油率计小于1.5%。
图2-12所示为大豆热脱皮中半脱皮工艺的一种形式。经清理后的大豆在干燥塔中由热风加热干燥至含水10%左右,加热时间为20-30分钟,温度60℃一65℃,然后经对辊破碎机将大豆破碎至4-6瓣,再落入撞击吸风分离机利用撞击作用使豆皮从仁粒上松脱下来并经吸风分离将大部分的豆仁和豆皮分离。分离出的豆仁去轧坯,分离出的豆皮再经振动筛将其分为皮、碎仁和碎皮、细仁三个组分。分离出的细仁去轧坯,而碎仁和碎皮再经吸风分离器将其分离。分离出的碎豆仁送去轧坯,分离出的碎豆皮与振动筛分离出的豆皮一起经粉碎后单独包装或按一定比例掺入豆粕以生产不同蛋白质含量的豆粕。该工艺与冷脱皮工艺相比生产周期缩短,热大豆破碎后的粉末度减小,有利于皮仁的分离。热脱皮工艺中采用了热空气循环系统,使大豆干燥、干燥后的破碎、脱皮及皮仁分离等过程都维持在一定的温度下进行,因此经脱皮后的热豆粒可以不再经软化而直接轧坯,这不仅大大节省了软化过程的蒸汽消耗,而且节省了软化设备的投资和能量消耗。但在热脱皮工艺中,大豆破碎时是热的,破碎后豆皮与仁容易附着在一起,豆皮不容易从豆仁上脱离,通常需要在外力作用下促使豆皮从豆仁上松脱分离。因此,在热脱皮工艺中,破碎后的豆粒须经过具有撞击力的松皮机帮助豆皮从豆仁上脱落,然后再经风选和筛选进行皮仁的分离。
图2-13所示为大豆热脱皮中全脱皮工艺的一种形式。经清理后的大豆先在干燥塔中缓慢干燥至含水10%左右,然后再在流化床干燥器中快速干燥,使豆皮含水进一步降低。干燥后的大豆经第一级齿辊破碎机破碎至2-3瓣,再经松皮机和皮仁吸风分离机分离。分离出的豆瓣再经第二级齿辊破碎机破碎至4-6瓣,之后经松皮机和皮仁吸风分离机分离。两次分离出的豆仁送往轧坯机轧坯,分离出的豆皮再经振动筛及吸风分离机进一步的将皮中的细仁分出。这种脱皮工艺的流程长,设备多,但脱皮率高及皮中含仁率低,所得豆粕的蛋白质含量可达49%以上(当然,豆粕蛋白质含量还取决于大豆原料中蛋白质含量)。
大豆脱皮的副产品是豆皮,豆皮可直接作为副产品销售,也可按一定的比例添加到豆粕中生产不同蛋白质含量的等级豆粕。大豆皮的植物纤维很高,但木质素很低。因此,它能被反当动物高度消化。事实上,对反当动物来说,大豆皮代谢能接近于谷物。所以,从经济的角度出发,大豆皮可用以代替草料饲料中的谷物,它具有辅助的功能特点。对生长期的牛、羊来说,大豆皮代替谷物能消除酸变的危险和减少。淀粉对消化纤维的负面影响。就分泌乳汁的母牛和母羊而言,大豆皮能代替谷物-草料饲料中明显的谷物比例,而不减少乳汁中脂肪含量或产奶量。在人类食品中,大豆皮作为一种食用纤维的来源其使用量正在增加。
大豆脱皮也可采用胶辊砻谷机。工作时,经干燥的大豆颗粒进入胶辊之间,豆粒两边分别受到两个胶辊面不同方向的摩擦搓撕力的作用,受压产生弹性及塑性变形,此时大豆粒外面较脆的种皮在挤压和搓碾作用下开始脱离仁粒,仁粒在强烈的搓碾和挤压作用下分成两瓣或更多瓣,与种皮一起离开胶辊工作区,然后采用风选和筛选的方法进行皮仁的分离。
2.菜籽脱皮
菜籽含有14%-20%的种皮,甘蓝型黑籽油菜平均含皮率为18%,种皮含有30%以上的粗纤维,菜籽中绝大部分的芥子碱、色素、植酸、单宁等抗营养物质也主要存在于种皮中。因此,种皮是影响菜籽饼粕蛋白质饲用的主要因素,更是限制开发菜籽食用蛋白的关键。脱皮处理可以有效地除去抗营养因子,饼粕蛋白质含量平均可提高14%左右,饼粕质量也得到极大改善。在通常的菜籽油脂生产中不进行脱皮,但菜籽脱皮在卡诺拉籽加工中更有意义,这是因为卡诺拉籽较一般菜籽的纤维含量高,其饼粕作为非反当动物饲料的应用受到限制。
目前,对菜籽脱皮技术的研究尚处于起步阶段。国内有报道,将菜籽水分调整为7%-8%,利用离心撞击的方法使菜籽破裂脱皮,然后再利用筛选和风选的方法将皮仁分离。国外有报道,利用菜籽在破碎辊间隙内发生的弹性变形使菜籽皮破碎,然后再采用筛选和电磁场作用,将皮与仁肉分离。在实际生产中,菜籽破碎脱皮分两步进行。第一次的破碎混合物经平面回转筛分成三个组分,筛下的仁直接去压榨,筛上的未完全破碎的菜籽去二次破碎,中间的皮仁混合物在高电场皮仁分离机中进行分离。皮仁混合物进入高电场皮仁分离机后,经振动均匀后落到一旋转的辊上并被以一定的线速度抛入强电场中,由于皮和仁的化学结构等特性的不同,在强电磁场中所受到的电磁场力也会不同,它们在电场中所能到达的距离就会有所差异。通过调节分离机下挡板角度,就可以使菜籽皮得到很好分离。
脱皮菜籽仁经压榨所得油脂的色泽、风味和质量都有明显改善,脱皮后饼粕的利用价值提高。但是在脱皮操作中造成油分损失的不利因素也应考虑。
3.芝麻脱皮
芝麻在一般的油脂生产中是不脱皮的。然而,由于芝麻种皮或角质层中纤维和草酸盐含量(2%~3%草酸钙鳌合物)较高,使得其油和粕的色泽加深,饼粕呈苦味,这样的饼粕不能作为人类或其他单胃动物的蛋白质资源,只能用做牛的饲料或肥料。因此,芝麻作为食品或芝麻饼粕作为人类蛋白质资源利用时,通常要求脱皮。芝麻脱皮的传统方法是把种子浸泡在水中使种皮涨破,然后利用浮力分选法将皮与子分离。子与皮的浮选分离时,可用盐水调节水的密度促使分离更好地进行。实验中发现,用热的稀碱溶液如氢氧化钠、硼酸钠、次氯酸钠的溶液可以用来疏松或破裂种皮。另一种传统的方法是将浸泡膨胀破皮的芝麻在木板上或石板上碾搓摩擦去皮,混合物再用盐水浮选分离。此外,也有利用机械方法进行芝麻脱皮的报道,即浸泡后的芝麻通过两片垂直安装的具有硬表面的盘片,一片盘片固定,另一片盘片旋转,湿籽通过摩擦作用,皮从仁上脱除,然后通过水流或水喷淋洗涤混合物,再用金属丝网从混合物中筛分出皮。