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生胚制备

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【摘要】:
第一节 破碎与软化一、油料破碎破碎是将油料粒度变小的工序。(一)破碎的目的和要求1.目的植物油厂在油脂制取过程中有两种性质的破碎,一种是大颗粒油料必须进行破碎,如花生、大豆、桐籽等。这首先因为大颗粒油料不宜于轧胚,料粒不易进入轧胚机的轧辊缝隙,因此必须使其变小,以符合轧胚条件。其次对大颗粒油料进行水分和温度的调节比较困难,以致于油料水分和温度内外不均,达不到所需要的可塑性,也就制备不出符合要求的生

第一节  碎与软化

一、油料破碎

破碎是将油料粒度变小的工序。

(一)破碎的目的和要求

1.目的

植物油厂在油脂制取过程中有两种性质的破碎,一种是大颗粒油料必须进行破碎,如花生、大豆、桐籽等。这首先因为大颗粒油料不宜于轧胚,料粒不易进入轧胚机的轧辊缝隙,因此必须使其变小,以符合轧胚条件。其次对大颗粒油料进行水分和温度的调节比较困难,以致于油料水分和温度内外不均,达不到所需要的可塑性,也就制备不出符合要求的生胚,从而影响油脂的制取。另一种是预榨饼或一次压榨后的饼也必须进行破碎,使大的饼块成为较小的饼块,才利于浸出制油或经水分温度调节和轧胚后进行二次压榨制油。

2.工艺要求

对破碎工序的要求,一般随油料的不同和工艺要求的不同而异,总的说来,其要求是:

(1)破碎后粒度均匀,符合规格。大豆一般破成2-4瓣,花生仁4-6瓣,桐籽掌握在8-12瓣,油饼块破成对角线6-10毫米左右为宜。

(2)不露油、不成团、少出粉。破碎物过20目/25.4mm筛的筛下物重量要求:花生仁<8%、大豆<10%(用圆盘剥壳机)或<5%(用辊式破碎机)。

(3)水分要求。为了达到以上工艺要求,油料在破碎前的水分含量要适宜。水分过高,不易破碎,有时会压扁、结团、出油,同时影响浸出效果;水分过低,又会造成粉末度大、粒度不均匀。一般要求大豆水分控制在10-15%,花生仁7-12%,桐籽11-15%左右为宜。预榨饼水分一般以7%左右为好。

(二)破碎的设备

1.种类

植物油厂常用的破碎设备,按结构的不同可划分为辊式破碎机、齿辊破碎机和锤式破碎机等几类。这些破碎设备通常采用挤压、剪切、撞击或几种方式相结合的形式来破碎油料。

带槽的辊式破碎机可用于破碎大豆、花生仁,齿辊破碎机可用于整椰子干片和大块预榨饼的初次破碎。此外,圆盘剥壳机也可用作破碎设备,只是需换成方格磨片,将转速调低到200-300转/分即可。

2.破碎设备

常见的破碎设备主要是辊式破碎机和齿辊式破碎机。

(1)辊式破碎机。辊式破碎机分为单对辊破碎机和双对辊破碎机两种。它们的结构基本上是相同的,只是前者较后者更为简单,动力消耗也相应小些。具体选用则应根据实际生产情况而定。现将双对辊破碎机介绍如下。

油料进入进料斗后,首先落入上对破碎辊之间进行破碎,紧接着落入下对破碎辊之间进行第二次破碎。其中上破碎辊的一个辊面有经齿,另一个辊面有纬齿,故这一对辊又叫做经纬辊,而下对破碎辊的两个辊面均为斜齿。两辊之间的距离通过轧距调节装置由人工进行调节。经破碎后的油料从出料斗排出机外。

双对辊破碎机的传动是由两个取动机分别带动两对三角皮带轮而使上、下破碎辊转动的。

(2)齿辊破碎机。齿辊破碎机由进料斗、齿辊、辊距调节装置、机座和传动机构等部件组成。

齿辊破碎机工作时,油料从进料斗均匀落入两个相向转动的齿辊之间进行破碎。齿辊是由锯齿形圆片和填片相间叠置形成。两辊之间距由调节装置进行调节,以控制油饼的破碎程度。经破碎后的油料由机座下部排出机外。

(三)破碎设备的操作及保养

操作要点:

1.破碎机在开车前应严格按照操作规程做好开车前的准备和检查工作,开车后应作短时间的空车运转,以察看各传动部件是否运转灵活。空载正常后方可投料生产。

2.在生产进程中,通过料门来控制流量,破碎粒度可通过弹簧调节机构调节辊间隙达到。当需要调节间隙时,必须停机调节,以免发生事故。

3.机器工作时,要保证料箱中物料呈半充满状态,使喂料均匀,以达到辊面磨损一致,延长齿辊的使用寿命。

4.运行中如发现有铁块或其他硬杂卡住破碎辊,要紧急停车,松开辊子,人工盘车或用专用工具取出杂物。重新开车前,须经空载运转,一切正常后,方可继续进料。

维护保养要点:

1.油料进机前应经过筛选、磁选处理,切勿将铁石等硬杂混人机内,以免损坏辊面。

2.破碎机在破碎油料时,辊面会逐渐磨损,当磨损到一定程度时,要及时进行修理。如重新拉丝或更换辊子。

3.调节破碎机间距时,要注意保持两个辊子互相平行,防止歪斜。

4.运行中要经常检查各润滑点的润滑情况是否良好,并检查轴承温度,轴承温升不得超过40℃,最高温度不得超过75℃。轴承处出现异常振动和噪音,应停车检查,排除故障。

5.一般情况下,不要将新带和旧带合起来使用,因为在拉长时两者长度不同。工作时,应定期将三角带紧一紧,一般每300工时左右,要求检查一次三角带,为提高三角带的使用寿命,应尽量避免长期在温度高于70℃条件下工作。

6.应经常检查机器的振动情况,如发现振动增加,就应检查辊子同心运转是否超过了本机的规定。

二、油料软化

软化是适当地调节油料的水分和温度,使其组织变软适合于轧胚的工序。

(一)软化的作用和工艺条件

1.软化的作用

软化的作用在于通过对油料进行水分和温度的调节,改变其硬度和脆性,使其具有适宜的可塑性,以利于轧胚。

对于含油量较低、品质较硬、较脆的油料,如大豆、水分含量低的棉籽、油菜籽等,软化是必不可少的。如未经软化就予轧胚,势必会产生很多粉末或轧出的料胚过厚,这对压榨或浸出制油都不利,会严重影响出油率。所以,对于这类油料必须进行软化。

对于含油量较高的油料,如花生仁、蓖麻籽、茶籽仁、椰子等,一般不进行软化直接进行轧胚,不然易造成轧胚时出油等不良现象。

2.软化的工艺条件

软化的工艺条件一般应根据油料水分含量和含油率高低来具体掌握,适当地进行温度和水分的调节。

 (二)软化设备

软化设备应用较广的是层式软化锅。

1,层式软化锅

层式软化锅是一种圆柱形锅体并带有蒸汽夹层和搅拌装置的层式软化设备。它由锅扒搅拌叶、出料口、蒸汽管路和传动装置等部件组成。与蒸炒锅基本相同,只是层数较少些,一般为2一4层软化锅工作时,油料进入第一层锅体,受到蒸汽夹层的加热,随着搅拌叶从料门落入第二层锅体内继续加热,这样逐层加热,直到底层从出料口排出。在第一层锅体内有湿润装置,可调节油料的水分含量。

2.其他软化设备

其他软化设备还有蒸气绞龙和软化箱。

蒸气绞龙是带有蒸汽加热夹套的螺旋输送机。它是在输送的过程中进行加热的,·其螺旋叶片采用桨叶式、月牙式,可使物料在缓慢推进过程中不断翻动而能受热均匀。为防止螺旋输送机内蒸汽逸出,保持机内温度,该机应制成封闭式。另外,在机内装有蒸汽喷管,可进行蒸汽润湿。

由于蒸汽绞龙是在输送过程中进行软化操作的,其路程较长时,软化条件更容易控制,油料可以得到充分而均匀的软化,而且可简化流程,减少设备。但传热效果差一些。

软化箱常直接装置在轧胚机的上面。它是一个有锥形底部的盛料箱,外面装有蒸汽夹层,内部有蒸汽管,用以软化大豆或其他油料,也可直接喷蒸汽或加热水,以调节油料水分。该设备不需动力,较经济。其缺点是软化不均匀,死角处易积料焦糊,造成油分损失:降低热效率。

(三)软化锅的操作

1.开车前检查各层蒸锅,清除杂物,然后将料门调节到所要求位置,一般第一、二层装料不少于80%,其余每层装料约为40%,以便在软化过程中水汽排出。

2.检查搅拌刮刀夹紧螺栓有无松动。刮刀在转运时,避免与锅底、锅边相碰,一般各留间距5mm左右。

3.先开启电动机进行空车运转,检查运转正常后投料。

4.投料前,先开启蒸汽或导热油进出口阀门,将锅体预热后,开始投料。当锅内有一定料位时,喷直接蒸汽或加水调节油料水分含量。注意出料流量大小与投料量应保持一致。

5.在操作过程中,应注意调节直接蒸汽压力和加热介质温度的高低,以控制油料的温度和水分,以达到工艺要求,具体工艺要求参见表3-5。

为了掌握油料的含水量,一是要定时抽样检验水分含量,二是要看下一道轧胚工序的效果。总之,油料水分低的,软化时需加足水;油料水分高的,需少加水,过高的可不加水。

油料的软化温度一般根据油料水分高低来掌握。含水量高者软化温度应低一些(这时不

加或少加水),含水量低者软化温度可高一些,使油料具有适宜的可塑性。

6.保证足够的软化时间。在软化操作时,为使油料吃透水汽,达到温度均匀一致,往往需要一定的时间。具体软化时间长短因油料、软化设备的不同而异。常用的层式软化锅,其具体时间一般为10-15分钟。

7.操作中应经常检查轴承和减速箱,并定期加添润滑油,保证各部件正常工作。

8.停车时,先停止进料,将各层油料放尽,同时关闭加热介质、直接蒸汽进汽阀门,最后关电动机停车。

如因故紧急停车时,则应立即关电机,停止蒸锅进料,并关闭加热介质及进汽阀门。然后将锅内油料全部从检修门清出。检查完好,再按开车顺序,重新开车进料。

第二节  轧胚

轧胚是将油料利用机械压制成片状物料的工序。轧胚后的胚片称为生胚;生胚经蒸炒合格后称为熟胚。

一、轧胚的目的与要求

(一)轧胚的目的

1.破坏细胞结构

油料的细胞,其表面是一层比较坚韧的细胞壁,而油脂和其他物质包含在它的里面。因此,要提取细胞内的油脂,就需破坏其表面之细胞壁。油料的轧胚就是借助轧辊的碾压和油料细胞之间的相互挤压作用,将油料由粒状压成片状,从而使细胞壁受到破坏。同时,细胞内部的油体原生质及其中细胞质凝胶的微小结构,也不可避免地会受到破坏。轧胚时油料细胞破坏得愈多,生胚表面所吸附的油脂也就愈多,油脂就愈容易被提取出来。总的说来,胚轧得愈薄,被破坏的细胞也就愈多。

2.缩短油路

颗粒油料经轧胚成薄片后,大大缩短了油脂从油料中被提取出来的路程,从而为压榨或浸出制油工序提供了有利的条件。

3.有利于蒸炒

由于油料被轧制成薄片后,表面积增大、厚度减小使得料胚在蒸炒中既便于吸收水分和热量,又便于水分的蒸发,从而更有利于料胚中蛋白质的变性和细胞性质的改变。

(二)轧胚的要求

1.入料要求

轧辊间的缝隙很小,进入轧胚机的油料要预先进行适当的处理,对于大颗粒油料如花生仁和大豆等应先予破碎,对含油量较低的大豆及水分含量低、组织较硬的油菜籽、棉籽等油料需经软化。

2.胚片厚度

轧胚后的胚片要求薄而匀,少成粉,不露油三者兼顾。

二、轧胚设备

(一)轧胚原理

轧胚机是利用轧辊所产生的碾压力,将油料由粒状压制成片状的设备。

平列式轧胚机的轧辊在正常工作时,被压制的物料受到3个力的作用:物料自重G,辊面对粒料正压力的反作用力P的合力R2和摩擦力F的合力R1

要使轧胚机正常工作,必须满足条件:R1+G>R2。但因料粒很小,故G可忽略不计,于是上述条件变成R1>R2,即料粒在工作范围所受到辊面的摩擦力必须能够克服轧辊对它的向上推力才能被拉入轧辊之间。以上条件见图3-4,进一步计算可得出:

φ>α

式中: φ——料粒对于辊面的摩擦角;

α——料粒对于轧辊的啮入角,即两个轧辊的中心线和油料与轧辊接触点M到轧辊中心线构成的夹角。

也就是说,粒子能够被轧辊拉入并通过其两辊间工作间隙的条件是:摩擦角必须大于啮入角。

因此,料粒在轧辊表面上的摩擦系数愈大,即摩擦角愈大,那么把物料拉入两辊缝隙的力也就愈大,物料受轧条件就愈好。同样,轧辊直径愈大,则啮入角也愈小,物料也愈易进入缝隙。

当然,轧辊间的缝隙实际上是很有限的,为了得到要求厚度的生胚,其缝隙通常是很小的。在实际生产中,往往是采用油料的破碎和软化增湿等方法来增大摩擦力和减小啮入角在工艺设计选择轧胚机时则应根据物料情况考虑辊径大小和表面槽纹。

(二)轧胚设备

轧胚机的类型,按其轧辊的排列方式分为平列、直列和斜列三种形式。植物油厂以采用前两种为主,后者较为少见。平列轧胚机有单对辊轧胚机和双对辊轧胚机。直列轧胚机有三辊轧胚机和五辊轧胚机。各种类型的轧胚机,根据其辊径、辊长的不同又分成许多规格,它们的性能及生产能力等均有差别,要按不同的工艺要求选型。以下主要介绍轧辊平列形式和直列形式的两类轧胚机。

1.平列轧胚机图平列轧胚机有单对辊轧胚机和双对辊轧胚机两种型式,其工作原理基本相同,是由一对或上下两对大小相同的轧辊水平装置并相对转动,形成--条或两条轧辊工作缝隙而进行轧胚。这种轧胚机适用于大颗粒油料,如花生、大豆等轧胚。

(1)结构。单对辊轧胚机和双对辊轧胚机的结构基本相同,由喂料机构、轧辊、轧距调节装置、挡板相刮刀、传动装置、机架和机座等部件组成。单对辊轧胚机有弹簧紧辊(YYPT-B型)和液压紧辊(YYPY-A型)两种型式。

①喂料机构。喂料机构的作用,是保证在整个轧辊长度方向上均匀下料。如果下料不匀就会造成轧辊磨损程度不一致,在运行中产生跳动,轧出的胚片厚度达不到均匀一致的要求,喂料辊上有粗而宽的长槽,由三角皮带轮带动。当它不断转动时,使油料经下料缝隙均匀地落入轧缝。其下料量大小可由调节门控制。

②轧辊。轧辊是轧胚机的主要工作部件。

轧辊由辊体及轴经过热压“冷缩”紧配合连结在一起,辊体中空以减轻重量、节省材料和动力消耗。辊体壁厚100-150毫米。轧辊的材料以铸铁和铸钢为主体,含有少量微量元素(如P、Mn、Si、Ni、Gr等),使其具有较好的耐磨性和足够的硬度(HRC50-60°)。辊面外层为白口层,硬层深度为20-50毫米。

平列轧胚机的轧辊平行排列,其辊径较直列式要大。轧辊一般分光面辊及槽辊(拉丝辊)两种。槽辊主要用于双对辊轧胚机的头道轧辊,以增大辊体对油料的摩擦系数,便于轧辊吃料。槽辊的表面均匀地开有宽度约为2毫米、截面呈“V”型、角度为45°的斜槽,槽长方向与辊面母线成6-7°。

③轧距调节装置。平列轧胚机的轧距调节装置一般采用弹簧压紧装置和液压紧辊装置。轧距调节装置的主要作用是保持两辊之间的压紧力,以控制所轧制胚片的厚度;当大块坚硬异物混入工作缝隙时,能自动排杂,起到缓冲保护作用,不致损坏辊面。

弹簧压紧装置是靠弹簧的弹力使两辊保持压紧力的。辊轴放置在两边墙板内,可随导轨前后移动。当旋转墙板上的螺母时,可使辊轴作前后移动,从而改变两辊之间的工作间隙,调节适当后分别以锁紧螺母锁紧。

液压紧辊装置是利用液压原理来产生压力的。液压紧辊系统由油泵、油缸、活塞、连杆及轧距调节螺杆等组成。该系统由液压产生的压力,可使辊间压力最大达到]@吨,同时辊间间隙也可以进行调节。工作时,当达到要求的油缸压力后,油泵可自动停止进油,当油缸压力降低到一定限度时,又能自动启动向油缸供油,以保证稳定的压力。该过程通过电气控制系统来完成,从而保证自动控制液压紧辊的稳定操作。

液压紧辊轧胚机由于轧辊间可造成强大的压力,轧出的料胚薄而结实,粉末度小,胚片质量好,且设备的生产能力也相应提高。液压紧辊轧胚机在大型油厂得到广泛应用。

④刮刀。刮刀的作用是除净辊面上的料胚。由于油料水分高或挤出油脂等原因,部分料胚会粘附在辊面随辊转动,利用刮刀将轧辊表面上的料胚及时刮去,就可以保持辊面的光滑。刮刀通常依靠弹簧或重锤与杠杆的作用,使其和辊面保持经常接触状态。此外,刮刀也可通过液压系统来控制,当需刮除轧辊上粘结的物料时,刮刀即可在液压油缸及活塞的控制下自动靠拢辊面进行刮料,刮净后又能自动与辊面脱离,这样即可避免长期紧贴辊面而加快磨损。

⑤传动装置。单对辊轧胚机的传动,通常采用两台电动机通过三角皮带直接带动辊轴上的三角带轮。喂料辊也多半采用单机传动,也有的由轧辊上的皮带轮通过三角带拖动。双对辊轧胚机的传动,则--般采用若干对链轮及链条来进行传动。

2.直列轧胚机

直列轧胚机通常有三辊和五辊两种。这两种轧胚机的结构与工作原理基本相同,其轧辊都是依次垂直放置,被轧物料从上到下顺次通过轧辊的两道或四道工作缝隙而形成胚片。直列轧胚机的特点是轧辊的利用率高,轧胚次数多,但大颗粒物料不易进入轧辊间,所以适用于小颗粒油料,如菜籽、棉仁等轧胚。

现介绍常用的三辊轧胚机。

(1)结构。三辊轧胚机由喂料器、轧辊、轧距调节装置、挡板、刮刀、传动机构、机座和机架等部件组成。

①轧辊。轧辊的结构与材料和平列式的轧辊相同,但三辊轧胚机的轧辊是上下垂直放乱采用交错排列,以利吃料。三辊轧胚机第一、三轧辊的中心线在同一垂直面上,中间辊(即第二辊)的轴中心线在另一垂直面上,两垂直面相距25毫米左右。五辊轧胚机与此相仿第一、三、五辊与第二、四辊的中心线相距仍为25毫米左右。

②轧距调节装置。三辊轧胚机的轧距调节装置位于第一辊的两端轴承盒上。该装置通过带螺杆的手轮调节作用,使压力通过弹簧将轴承盒压紧,并逐次将压力传递给下面的轧鼠整个轧胚机处于压紧状态。

轧距调节装置的主要作用:防止在工作过程中物料通过辊间缝隙时使轧辊产生向上跳动现象;控制胚片厚度;当硬物进入辊间缝隙时弹簧片压缩保护轧辊不被损坏。

③挡板相刮刀。三辊轧胚机的挡板装置位于进料缝隙一侧,起物料导向作用。根据出胚的部位,三辊轧胚机的挡板可以是两块或三块。

刮刀是为了刮除辊面粘结的料胚。安装在轧辊的下方,依靠弹簧或重锤与杠杆的作用,使刮刀与辊面保持经常的接触状态,以保持工作辊面的光滑状态。

④传动装置、三辊轧胚机的传动装置。

⑤机架与机座。三辊轧胚机的机架(也称墙板)为两块可装拆的铸件,它通过螺栓与机座相结合。机座再通过地脚螺钉固定于工作面上。

(三)轧胚机的操作要点

1.待轧胚油料必须达到人轧要求。

油料必须经过严格的清理,以除去坚硬的大块杂质,如石块、铁块等。为此,必须将磁选设备装置于轧胚工序之前。

控制好待轧胚油料的水分和粒度。水分不能太高,否则易粘辊;粒度大的应破碎,否则不易入轧。

2.开机时先启动轧辊电机,液压泵站,紧辊后再启动喂料电机,待运转正常后再进料。轧胚时,存料斗内要经常保持有一定的存料。喂料要均匀,便整个辊面均匀吃料,要避免因喂料不均匀使轧辊面磨损,而影响料胚厚度的均匀性。

3.轧辊必须圆整,在运转中不得有径向跳动或轴向窜动等现象。

4.刮刀要平直,操作中要经常检查刮刀与辊表面的贴合程度,防止粘辊现象发生。

5.经常检查料胚的质量,要求厚薄均匀一致,符合轧胚工艺要求。检查时,应以轧辊的左、中、右三段取样,并加以比较,如发现厚薄不均匀情况,则应立即关机调节轧距。

6.采用普通弹簧紧辊的轧胚机调节轧距时,要注意便两压紧弹簧保持一致,同时不应压得过紧,以免轴承发热,造成烧坏轴承的严重后果;轧辊末松开前,不得长时间空转,以免损坏机件。

7.采用液压紧辊的轧胚机,进退辊、辊间压力调节等由液压泵站控制。只要根据胚片在辊长方向的厚薄情况,调节左右两个油缸活塞位置即可。

将两侧活塞杆上的锁紧螺母尽量左转后移,使油缸一侧螺纹露出20一3Omm,打开泵站转换开关,起动紧辊按钮,当泵站压力表达到4·5MPa时,两辊靠紧油泵自动停机,然后将螺母旋紧并锁牢。根据胚片厚薄情况,可以再行调整紧辊压力。

8.轧辊不吃料时,应即停止进料,并松开轧辊或停机清理。清理出的油料应回机重轧。

9.轧辊两端面不得与机架磨擦,但也不应有过大间隙,以免漏料。

10.严禁在轧胚机运转时触及轧辊,或登上轧胚机进行修理。如果有杂物落人轧辊中,应停机取出,不得用手或其他工具去取。

11.停车时应先停止喂料,让料走完后再停机。如发生突然停车,应立即关闭进料斗内调节门,并松开轧辊放出物料。

(四)维护保养要点

1.轧胚机的运转部分必须装有防护罩,尤其在运转时,切不可将防护罩除去,以保证设备及人身安全。

2.开机前,应周密检查各机件是否正常,轴承是否加有润滑油。启动时,应在空载下进行,以免电机超负荷。

3.要经常检查轴承润滑情况,发现缺袖应及时加注钙基润滑脂,并随时观察轴承端盖下端污油排出孔,发现有漏油现象应及时补加。

4.经常检查轴承温升,在常温状态下1一3小时内轴承温升不得超过40。C,轴承最高温度不得超过75。C,如发现轴承温升过高或轴承有异常响动要及时停车检查,发现故障应及时排除再开机,如果轴承损坏,应及时更换。

5.要经常检查液压泵站油标的油位,如油面接近下限时要及时加油。油温高于70。C时,应停机检查或加换新油,液压油每三个月要彻底更换一次。液压泵站的用油是20号液压油或是20号机械油,不要使用混合油。加油时应该过滤,以保证油的清洁,延长液压原件的使用寿命。

6.要经常检查轧辊磨损情况,如发现轧制的胚片中部厚,两端簿时,要及时用磨辊器修磨轧辊,以避免因压力集中而造成轧辊掉边等损坏。轧辊应该每周修磨一次两端,便之形成15Omm长O.lmm的锥度,每月对轧辊进行一次全面修磨。如有特殊情况,可随时修磨。

7.定期检查三角皮带的磨损程度及张紧情况,有松懈情况要及时调整,发·现有磨损严重的要及时更换新带,但不能新带旧带混用,以避免新带的加速磨损。

8.要经常检查各部件的螺栓、螺母是否有松动现象,发现后要及时拧紧。

9.轧胚机使用时,要有专人看管,定时记录压力,如果没有任何调整,液压压力突然升高或发出异常声响,应及时检查油路有无堵塞或更换新的液压油。

10.定期对机器进行大修保养,一般一年大修及全面保养一次。保养内容包括;

(1)全面修磨轧辊,当辊径减少2Omm以上时需要更换新轧辊。

(2)清洗各部位轴承,更换新润滑油。

(3)检查各部位螺栓、螺母、液压系统及液压元件的磨损情况,如磨损严重要及时更换。

(4)检查连接铰链及销轴的磨损情况,如磨损严重又无法修复,要更换新件。

(5)检查各板件的锈蚀情况,把锈垢清理干净,然后重涂防锈漆,外表面必要时可重喷漆。

第三节  油料的挤压膨化

油料挤压膨化即是利用挤压膨化设备将经过破碎、轧胚或整粒油料转变成多孔的膨化物料的过程。油料挤压膨化主要应用于大豆生胚的膨化浸出工艺,对菜籽生胚、棉籽生胚以及米糠的膨化浸出工艺也得到了应用,还可对整籽油料如大豆作挤压膨化处理以供压榨取油之用。

挤压膨化技术始于20世纪60年代中期的米糠挤压膨化,70年代开始尝试于大豆及其他油籽。现在,油料挤压膨化浸出工艺和设备的研究及应用已取得很大进展,在国内外油脂工业得到广泛应用。膨化机的型式增多,用途增加,单机产量提高。可以说,最近20年来油脂制取工艺最大的进展就是采用了油料挤压膨化浸出技术。

一、油料挤压膨化的目的及意义

油料经挤压膨化后,膨化料粒的容重增大(较生胚增大约50%),油料细胞组织被彻底破坏,内部具有更多的空隙度,外表面具有更多的游离油脂,粒度及机械强度增大,在浸出时溶剂对料层的渗透性大为改善(渗透速度较生胚提高约4倍),浸出速率提高,浸出时间缩短,因此可使浸出器的产量增加30%-50%。膨化料粒浸出后的湿粕含溶仅为生胚浸出后湿粕含溶的60%(湿粕含溶由30%降为20%),这可使湿粕脱溶设备的产量提高及湿粕脱溶所需的能量消耗大大降低。湿粕脱溶时的结团现象明显减少,这是由于引起结团的植物蛋白在膨化过程已变性的缘故。且因为膨化颗粒的粉末度减少及豆皮已结合在膨化颗粒中,湿粕脱溶时混合蒸汽中含粕末量减少,减轻了粕末捕集的负荷。膨化料粒浸出时的溶剂比较生胚浸出时降低40%左右,约为0.65:1,这使浸出后的混合油浓度达到30%-35%,大大节省了混合油蒸发的能量消耗。且混合油中粉末度减少,减轻了混合油净化的负荷,提高了混合油蒸发效果及浸出毛油的质量。由于湿粕含溶的减少和混合油浓度的提高,使浸出生产的溶剂损耗明显降低。膨化过程钝化了油料中的脂肪氧化酶、磷脂酶等酶类,使浸出毛油的酸价降低、非水化磷脂含量减少,浸出毛油质量提高。豆胚膨化浸出与生胚浸出相比浸出毛油中磷脂含量提高,非水化磷脂含量减少,毛油水化脱胶后残磷量降低,磷脂得率提高及磷脂中卵磷脂含量提高。此外,膨化浸出工艺降低了对破碎、轧胚工序的要求,使这些设备的产量提高。但颗粒较大的、坚固的膨化料粒会使溶剂通过料层的速度过快,造成料粒与溶剂的接触时间明显缩短,因此对浸出效果产生不利影响。从这一点来说,挤压膨化料粒更适用于深料层浸出器的浸出,而对浅料层浸出器的不利影响尤为显著。生产中可以通过减小膨化料粒尺寸及在浸出器内增加混合油的循环速率和循环量来克服这些不利影响。油料在挤压膨化过程中蛋白质变性,因此,膨化浸出不适合用作提取蛋白质的豆粕的生产。          

二、油料挤压膨化设备

油料挤压膨化设备可以分为三种,一种是用子低含油料生胚的膨化机(SolvexExpander),即所谓闭壁式挤压膨化机;一种是用于高含油料生胚的膨化机(Hivex膨化机),即所谓的开槽壁挤压膨化机;一种是用于整粒油籽或破碎油籽的Dox膨化机。

在圆筒形机膛内装有一根螺旋轴,螺旋轴上的螺旋叶片间断而不连续。固定销深入圆筒内壁突出至各个螺旋叶片之间的间隔之中。工作时,转动的螺旋叶片与固定销的联合作用就给予物料充分的捏合。在接近进料端的机壳壁上装有加水管,在接近出料端的机壳壁上装有蒸汽注入管。喷射直接蒸汽(蒸汽压力0.6-0.8MPa)的作用是增加水分并供热使物料软化。物料入口处有一喂料螺旋输送机,物料出口处装有一块开有槽孔的模板,模板外有一个随轴旋转的切割器。

油料生胚由螺旋输送机强制且均匀地喂入挤压膨化机,在机膛内料胚被螺旋轴向前推进的同时受到强烈的挤压作用,使物料密度不断增大。同时由于物料与螺旋轴和机膛内壁的摩擦发热作用、固定销与螺旋叶配合形成的切割混合作用以及直接蒸汽的注入,使物料受到充分的混合、加热、加压、胶合、糊化作用,从而产生组织结构上的变化。物料呈连续的绳条状从膨化机末端的模板槽孔中挤出,并立即被切割器切割成尺寸一定的颗粒物料。物料在机膛内抵达模板的时候,已处于1379kPa-4137kPa的高压之下,物料温度为112.80C,水分含量为10%-13%。此时内部压力比气压大13-40倍,物料被挤出膨化机的模板槽孔时,压力瞬间从高压转变为常压,压力的突然降低,造成水分迅速地从物料组织结构中蒸发出来,物料由此受到强烈的膨化作用,形成具有无数个微小孔道和表面裂缝的膨化料粒(collets)。膨化机内的蒸煮条件能使油籽的蛋白质软化并胶凝,使蛋白质转变为一种胶状物质,它能使物料颗粒结合起来,并由于胶凝化蛋白质具有的弹性,使物料在膨化条件下形成多孔的膨化料粒。

通常所用模板的槽孔直径为9.5mm-14.3mm。也可以根据需要更换模板,改变模板上槽孔的大小及数量。更换模板可以改变机膛内的压力及膨化料粒直径,也会对设备的生产量产生影响。当然,挤压膨化机的生产量主要是由膨化机机膛直径决定的。

挤压膨化机也可装配上锥形塞而不是模板。锥形塞与装在挤压机卸料处的锥形止推座配合并可进行轴向移动,通过改变圆环形出料缝隙的大小而改变膨化料粒的厚度和机膛内的压力。锥形塞的移动及工作时位置的固定都由液压系统控制。液压系统还可以使圆锥体浮动或自动调整及部分补偿挤压机内的压力并把锥体推向到更紧密的位置,从而保持工作时机膛内压力的恒定。从锥形塞排出的饼流进入大气即膨化,形成4mm^-6mm厚的多孔饼片,饼片的组织结构与模板排出的膨化料粒相似,只是颗粒较小且形状不规则。应当注意,采用摸板不能实现自动调整以响应挤压机内的压力变动。

当采用闭壁式挤压机对高含油料生胚进行挤压膨化时,挤压膨化过程释放出来的油将积聚在挤压机内产生油的缓动,干扰了操作的稳定状态。因此,Anderson国际有限公司研制了开槽壁挤压膨化机(1990)。该膨化机在出料端的机壳上装有一段有缝的排油榨笼(drainage cage),料胚在挤压过程中释放出来的油可通过榨笼缝隙排出,而料胚从膨化机末端的模板槽孔或锥形卸料器挤出时被膨化,含油20%~30%的膨化料粒被送去浸出取油。

这种膨化机能用于棉籽、油菜籽、红花籽、葵花籽、花生仁、玉米胚芽等油料生胚的膨化浸出,从而取代传统的预榨浸出,简化了高含油料的制油工艺,节省了设备投资,油脂质量提高。如利用膨化处理油菜籽,其毛油磷脂含量为15×10-5mg/kg,游离脂肪酸含量为0.5%,叶绿素为20×10-6~25×10-5mg/kg。而采用传统预榨油菜籽,其毛油磷脂含量为3×10-4-4×10-4mg/kg,游离脂肪酸含量为0.6%~0.8%,叶绿素为30×10-4一40×10-4mg/kg。尽管膨化料粒的残油大于预榨饼,但因膨化料粒的多孔性更好,浸出速率明显优于预榨饼,因此并不影响浸出后粕残油。

8英寸以上的闭壁式挤压膨化机均可加装榨笼(具有互换性)而变成开槽壁膨化机,互换机件只需要6-7小时。

闭壁式挤压膨化机和开槽壁挤压膨化机都可以装配可调节的颗式出料器代替模板及锥形塞而成为Dox膨化机。可调节颗式出料器由一个转动的位于轴末端的圆锥体和两个侧面安装的不转动(但可调节的)的颗板组成。物料经圆锥体和颗板组成的缝隙排出时受到挤压、剪切和膨化作用。剪切力的大小受圆锥体尖端到两颗的接近度所影响,也受两个颗板之间的开度所影响。

Dox膨化机的一种应用是对大豆机榨前的处理。在大豆挤压膨化过程中不需喷入蒸汽和水,能在低水分条件下产生高的剪切力来破坏油细胞,因此又被称为干式挤压机。破碎的或未曾破碎的油籽,可预热也可不加预热,在环境水分含量或10%一14%的含水量下进入挤压机,挤压过程磨碎了油料颗粒并使油细胞破裂,同时摩擦发热使油料粉粒的温度上升到121-148.9℃,油料粉粒从挤压机排出时,受到颗式出料器高剪切力的挤压作用,成为一种热的、泡沫状的、半流态的粉粒挤出物,同时水分急剧蒸发,使其含水量下降。经这种挤压机处理的物料不需干燥和冷却即可送入螺旋榨油机进行压榨取油。在膨化及送往榨机的过程中,物料含水量降至5%~6%,正好适合压榨工序所需的条件。一台常规的螺旋榨油机,对其螺旋轴构造和转速作某些改良,就能加工这样的物料。在相同动力及压榨到相同的残油率的条件下,产量可提高约2一3倍。Anderson公司的这套系统为“Super Soy System”(用来处理大豆)。

Dox膨化机的另一种应用是加注蒸汽至膨化机进行湿法膨化,以膨化机代替蒸炒锅。这种膨化物料可送入榨油机进行压榨取油,也可以经预榨机或常规的膨化机处理后进行溶剂浸出取油。也可将榨笼结合在Dox膨化机中形成Dox-Hivex膨化机,在膨化过程中部分释放出来的油通过榨笼排放出来,而含油量少的料粒可使后续设备的加工能力提高。显然,常规的蒸炒设备不能达到这种目的。Dox膨化机在此的应用为油籽提供了高温瞬时的蒸煮作用,尤其对富含酶的油籽,这种处理方式通过快速(膨化时间仅20-30秒)使酶钝化从而提高油品质量。而常规的蒸炒锅通常在温度缓慢上升的情况下需要大约45分钟蒸炒时间,这种蒸炒过程的终了才达到使酶钝化的温度,升温蒸炒过程中酶已激活。同时由于料胚在蒸炒锅内过度的蒸炒,使部分料胚不可避免地产生局部过热,降低了榨油效果及毛油质量。

三、油料挤压膨化浸出工艺

根据油料品种、制油工艺及膨化机型式的不同,油料挤压膨化工艺也不同。对油料生胚的膨化,一般都需要在挤压膨化之前对其进行水分和温度的调节,而从膨化机排出的膨化料粒温度和湿度都较高,且显得松软易碎,必须经过干燥和冷却才能使其温度、水分和硬度符合溶剂浸出取油的要求。例如对低含油料大豆,生胚厚度0.3-0.5mm,经干燥使其入机水分达10%-11%,温度60-65℃。出膨化机料粒温度为100-110℃,水分含量为10%一12%,经干燥除去约2%的水分,使其含水量达8%一10%,温度50℃左右。对高含油料棉籽,生胚厚度0.2-0.3mm,入机水分6%-8%,出机水分lO%-12%。

最先采用挤压膨化浸出的油料是米糠,米糠含有16%-22%的油脂,且粉末度大,溶剂浸出时料层的渗透性较差,湿粕中含有的过量溶剂也难以脱溶。米糠还含有大量的脂肪酶,它很容易使米糠中的油脂分解,造成米糠油的酸价升高。米糠挤压膨化不仅可以钝化脂肪酶,还可以把米糠转变成多孔的膨化状颗粒,提高浸出生产效果和产品质量。

举例,国产油料挤压膨化机YJP250,螺旋直径250mm,螺杆长度3252mm,主轴转速268r/min,膨化系数1:1.2-1.4,产量350-500t/24h(大豆生胚),配备动力90-110kW。Anderson国际有限公司生产的8英寸膨化机,转速330r/min,产量为300t/24h大豆生胚),配备75马力(HP)',电机。目前最大产量的膨化机是Anderson国际有限公司生产的12英寸Solvex膨化机,每天可加工1700t大豆。

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