一、脫皮的目的、要求和方法
油料脫皮的目的是為了提高餅粕的蛋白質含量和減少纖維素含量,提高餅粕的利用價值。同時也使浸出毛油的色澤、含蠟量降低,提高浸出毛油的質量。油料脫皮還可以增加制油設備的處理量,降低餅粕的殘油量,減少生產過程中的能量消耗。目前油脂生產企業主要是對大豆進行脫皮,以生產低溫豆粕和高蛋白飼用豆粕。此外,還可以根據市場需求,將豆皮粉碎后按照不同比例添加到豆粕中生產不同蛋白質含量的豆粕。有時也對花生、菜籽、芝麻等進行脫皮,以滿足不同生產工藝的要求。
脫皮的方法:大多數油籽的種皮較薄,與籽仁的結合附著力也較強,特別是當油籽含水量較高時,種皮韌性增大,使脫皮難以進行,即使籽仁在外力的作用下破碎后,種皮也可能仍然附著在破碎的仁粒上。因此,油籽含水量高低是去皮工藝中非常關鍵的因素。在生產中通常是首先調節油籽的水分,然后利用搓碾、擠壓、剪切和撞擊的方法,使油籽破碎成若干瓣,籽仁外邊的種皮也同時被破碎并從籽仁上脫落,然后用風選或篩選的方法將仁、皮分離。
脫皮的要求:脫皮率要高,脫皮破碎時油料的粉末度小,皮、仁能較完善的分離,油分損失盡量小,脫皮及皮仁分離工藝要盡量簡短,設備投資及脫皮過程的能量消耗小等。
二、脫皮工藝和設備
1.大豆的脫皮
大豆脫皮工藝有冷脫皮和熱脫皮兩種。傳統的大豆脫皮工藝是冷脫皮工藝。大豆冷脫皮工藝即將清理過的大豆在干燥塔中由熱風加熱干燥至含水10%左右,干燥溫度為70℃- 80℃,然后在儲倉中停留24-72小時,之后在環境溫度下進入齒輥破碎機,被破碎成4-6瓣。破碎大豆經風選和篩選進行皮仁的分離,分出的豆仁經軟化后去軋坯,豆皮則單獨收集。這種工藝的特點是:經干燥和冷卻的豆皮較松脆,大豆破碎后豆皮易從豆仁上脫落分離,但破碎豆的粉末度大,碎豆皮與碎豆仁不易完善分離,而且脫皮后的冷豆仁需要重新加熱軟化,使蒸汽消耗增加。
目前,采用較多的是大豆熱脫皮工藝。熱脫皮工藝根據所要求脫皮率的高低,可分為半脫皮和全脫皮工藝兩種。半脫皮工藝的脫皮率一般為60%一70%,全脫皮工藝的脫皮率達90%以上,皮中含仁率按皮中含油率計小于1.5%。
圖2-12所示為大豆熱脫皮中半脫皮工藝的一種形式。經清理后的大豆在干燥塔中由熱風加熱干燥至含水10%左右,加熱時間為20-30分鐘,溫度60℃一65℃,然后經對輥破碎機將大豆破碎至4-6瓣,再落入撞擊吸風分離機利用撞擊作用使豆皮從仁粒上松脫下來并經吸風分離將大部分的豆仁和豆皮分離。分離出的豆仁去軋坯,分離出的豆皮再經振動篩將其分為皮、碎仁和碎皮、細仁三個組分。分離出的細仁去軋坯,而碎仁和碎皮再經吸風分離器將其分離。分離出的碎豆仁送去軋坯,分離出的碎豆皮與振動篩分離出的豆皮一起經粉碎后單獨包裝或按一定比例摻入豆粕以生產不同蛋白質含量的豆粕。該工藝與冷脫皮工藝相比生產周期縮短,熱大豆破碎后的粉末度減小,有利于皮仁的分離。熱脫皮工藝中采用了熱空氣循環系統,使大豆干燥、干燥后的破碎、脫皮及皮仁分離等過程都維持在一定的溫度下進行,因此經脫皮后的熱豆??梢圆辉俳涇浕苯榆埮?,這不僅大大節省了軟化過程的蒸汽消耗,而且節省了軟化設備的投資和能量消耗。但在熱脫皮工藝中,大豆破碎時是熱的,破碎后豆皮與仁容易附著在一起,豆皮不容易從豆仁上脫離,通常需要在外力作用下促使豆皮從豆仁上松脫分離。因此,在熱脫皮工藝中,破碎后的豆粒須經過具有撞擊力的松皮機幫助豆皮從豆仁上脫落,然后再經風選和篩選進行皮仁的分離。
圖2-13所示為大豆熱脫皮中全脫皮工藝的一種形式。經清理后的大豆先在干燥塔中緩慢干燥至含水10%左右,然后再在流化床干燥器中快速干燥,使豆皮含水進一步降低。干燥后的大豆經第一級齒輥破碎機破碎至2-3瓣,再經松皮機和皮仁吸風分離機分離。分離出的豆瓣再經第二級齒輥破碎機破碎至4-6瓣,之后經松皮機和皮仁吸風分離機分離。兩次分離出的豆仁送往軋坯機軋坯,分離出的豆皮再經振動篩及吸風分離機進一步的將皮中的細仁分出。這種脫皮工藝的流程長,設備多,但脫皮率高及皮中含仁率低,所得豆粕的蛋白質含量可達49%以上(當然,豆粕蛋白質含量還取決于大豆原料中蛋白質含量)。
大豆脫皮的副產品是豆皮,豆皮可直接作為副產品銷售,也可按一定的比例添加到豆粕中生產不同蛋白質含量的等級豆粕。大豆皮的植物纖維很高,但木質素很低。因此,它能被反當動物高度消化。事實上,對反當動物來說,大豆皮代謝能接近于谷物。所以,從經濟的角度出發,大豆皮可用以代替草料飼料中的谷物,它具有輔助的功能特點。對生長期的牛、羊來說,大豆皮代替谷物能消除酸變的危險和減少。淀粉對消化纖維的負面影響。就分泌乳汁的母牛和母羊而言,大豆皮能代替谷物-草料飼料中明顯的谷物比例,而不減少乳汁中脂肪含量或產奶量。在人類食品中,大豆皮作為一種食用纖維的來源其使用量正在增加。
大豆脫皮也可采用膠輥礱谷機。工作時,經干燥的大豆顆粒進入膠輥之間,豆粒兩邊分別受到兩個膠輥面不同方向的摩擦搓撕力的作用,受壓產生彈性及塑性變形,此時大豆粒外面較脆的種皮在擠壓和搓碾作用下開始脫離仁粒,仁粒在強烈的搓碾和擠壓作用下分成兩瓣或更多瓣,與種皮一起離開膠輥工作區,然后采用風選和篩選的方法進行皮仁的分離。
2.菜籽脫皮
菜籽含有14%-20%的種皮,甘藍型黑籽油菜平均含皮率為18%,種皮含有30%以上的粗纖維,菜籽中絕大部分的芥子堿、色素、植酸、單寧等抗營養物質也主要存在于種皮中。因此,種皮是影響菜籽餅粕蛋白質飼用的主要因素,更是限制開發菜籽食用蛋白的關鍵。脫皮處理可以有效地除去抗營養因子,餅粕蛋白質含量平均可提高14%左右,餅粕質量也得到極大改善。在通常的菜籽油脂生產中不進行脫皮,但菜籽脫皮在卡諾拉籽加工中更有意義,這是因為卡諾拉籽較一般菜籽的纖維含量高,其餅粕作為非反當動物飼料的應用受到限制。
目前,對菜籽脫皮技術的研究尚處于起步階段。國內有報道,將菜籽水分調整為7%-8%,利用離心撞擊的方法使菜籽破裂脫皮,然后再利用篩選和風選的方法將皮仁分離。國外有報道,利用菜籽在破碎輥間隙內發生的彈性變形使菜籽皮破碎,然后再采用篩選和電磁場作用,將皮與仁肉分離。在實際生產中,菜籽破碎脫皮分兩步進行。第一次的破碎混合物經平面回轉篩分成三個組分,篩下的仁直接去壓榨,篩上的未完全破碎的菜籽去二次破碎,中間的皮仁混合物在高電場皮仁分離機中進行分離。皮仁混合物進入高電場皮仁分離機后,經振動均勻后落到一旋轉的輥上并被以一定的線速度拋入強電場中,由于皮和仁的化學結構等特性的不同,在強電磁場中所受到的電磁場力也會不同,它們在電場中所能到達的距離就會有所差異。通過調節分離機下擋板角度,就可以使菜籽皮得到很好分離。
脫皮菜籽仁經壓榨所得油脂的色澤、風味和質量都有明顯改善,脫皮后餅粕的利用價值提高。但是在脫皮操作中造成油分損失的不利因素也應考慮。
3.芝麻脫皮
芝麻在一般的油脂生產中是不脫皮的。然而,由于芝麻種皮或角質層中纖維和草酸鹽含量(2%~3%草酸鈣鰲合物)較高,使得其油和粕的色澤加深,餅粕呈苦味,這樣的餅粕不能作為人類或其他單胃動物的蛋白質資源,只能用做牛的飼料或肥料。因此,芝麻作為食品或芝麻餅粕作為人類蛋白質資源利用時,通常要求脫皮。芝麻脫皮的傳統方法是把種子浸泡在水中使種皮漲破,然后利用浮力分選法將皮與子分離。子與皮的浮選分離時,可用鹽水調節水的密度促使分離更好地進行。實驗中發現,用熱的稀堿溶液如氫氧化鈉、硼酸鈉、次氯酸鈉的溶液可以用來疏松或破裂種皮。另一種傳統的方法是將浸泡膨脹破皮的芝麻在木板上或石板上碾搓摩擦去皮,混合物再用鹽水浮選分離。此外,也有利用機械方法進行芝麻脫皮的報道,即浸泡后的芝麻通過兩片垂直安裝的具有硬表面的盤片,一片盤片固定,另一片盤片旋轉,濕籽通過摩擦作用,皮從仁上脫除,然后通過水流或水噴淋洗滌混合物,再用金屬絲網從混合物中篩分出皮。