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油料的剥壳和去皮

油料的剥壳和去皮

【摘要】:
第一节 油料的剥壳我国植物油料种类很多,其中带壳油料不少,例如棉籽、花生果、油茶籽、葵花籽、椰子干、油棕、油桐籽、蓖麻籽、红花籽、苍耳籽等,都带有一定数量的皮壳,而且有些油料皮壳很坚硬,制油前必须剥除。一、油料剥壳的目的和要求(一)目的1.提高出油率在一般情况下,油料的皮壳主要由纤维素和半纤维素组成,含油量极少,如果带壳压榨或浸出,或者仁中含壳多,则皮壳会吸取一部分油脂,影响出油率。从表2-1可以

第一节  油料的剥壳

我国植物油料种类很多,其中带壳油料不少,例如棉籽、花生果、油茶籽、葵花籽、椰子干、油棕、油桐籽、蓖麻籽、红花籽、苍耳籽等,都带有一定数量的皮壳,而且有些油料皮壳很坚硬,制油前必须剥除。

一、油料剥壳的目的和要求

(一)目的

1.提高出油率

在一般情况下,油料的皮壳主要由纤维素和半纤维素组成,含油量极少,如果带壳压榨或浸出,或者仁中含壳多,则皮壳会吸取一部分油脂,影响出油率。从表2-1可以看出,除大豆和油菜籽外,其他油料的皮壳含量一般都在20%以上,有的甚至高达50%以上,且皮壳的含油率很低,为此必须进行剥壳去皮。

表2-1     几种油料含壳率及含油率(%)

 

油料

含仁率

含皮壳率

含油率

油料

棉籽

45-60

40-55

14-25

30-40

0.3-1

葵花籽

45-60

40-55

22-36

45-54

0.5-0.9

花生果

68-72

28-32

27-36

40-51

0.5-1

油菜籽

62-78

22-38

35-48

55-60

 

油桐籽

55-65

35-45

30-40

52-60

 

蓖麻籽

70-80

20-30

40-48

57-60

1-2

亚麻籽

57

43

35-40

58

2.2

大  豆

92-93

7-8

16-22

 

0.70-0.98

大麻籽

82

18

33-47

 

 

2.提高设备处理量

各类制油设备,都有其额定的处理量。由于皮壳占有一定的体积和重量,所以带壳油料经剥壳后再制油可提高制油设备的处理量。例如,葵花籽仁中含壳量由8%减少至3%时,预榨浸出设备的处理量会提高10%左右。

3.减轻对设备的磨损

有些油料皮壳很坚硬,若剥壳效果不好或仁中含壳量多,会对制油设备造成强烈磨损,使各种机件很快磨损。如对轧胚机的轧辊,输送绞龙的叶片,特别是榨油机的榨螺、榨条和榨圈等零件造成的磨损。剥壳效率高,仁中含皮壳少,就能减轻对设备的磨损,对生产有利,并能延长设备的使用寿命。

4.提高毛油和饼粕质量

油料的皮壳都不同程度地带有一些色素和蜡。若仁中含壳多,会影响油脂的外观、滋味、气味、色泽和透明度。例如,棉籽除棉酚会加深毛棉油的色泽外,棉仁中含棉壳多,棉壳中的棕色素也会加深毛棉油的色泽。葵花籽壳中含有蜡,当葵花籽仁中含壳量在6-8%时,预榨毛油中含蜡量为0.05-0.10%,而浸出葵花籽油中含蜡量达0.10-0.35%。仁中含壳量高,饼粕的使用价值会相应降低。因此,剥壳效率提高,仁中含壳量少,制取的毛油和饼粕的质量相应就高。

5.利于轧胚

将带壳油料或胚中含壳量高的仁进行轧胚时,往往不易轧制成较薄的胚片,因此,仁中含壳量少可塑性好,有利于轧胚,使轧出的胚片厚薄均匀,具有一定的弹性和强度。

6.皮壳可综合利用

皮壳混在油料中对制油不利,而剥壳后的皮壳从仁中分离出来,可以综合利用。例如,棉籽壳可以水解生产糠醛,棉籽壳、椰子壳和桐籽壳可生产活性碳,葵花籽壳可以制纤维板等。

(二)剥壳要求

1.总体要求

(1)破壳率要高。油料剥壳主要是利用各种剥壳设备,先使带壳油料的壳破碎,然后将仁和壳加以分离。因此,要求油料剥壳时破壳率要高,以利于壳中含仁率的降低和漏籽减少。

(2)漏籽要少。由于油料籽粒大小不等,容易造成剥壳时小颗粒油料未经破碎而漏出,并在仁壳分离后和皮壳混在一起,这样就会增加油分的总损耗。因此,油料剥壳时,应尽量减少漏籽。有条件的工厂最好对油料进行先分级后剥壳。

(3)粉末度要小。油料剥壳造成的粉末易粘附在壳上增加油分总损失,同时粉末度大对制油也不利。

2.具体要求

(1)剥壳效率。剥壳效率的高低,取决于两个方面:剥壳设备的性能和剥壳的操作工艺。两者配合恰当,剥壳效率就高。

圆盘剥壳机剥壳率(用于棉籽、油桐籽、油茶籽时):不低于80%;

刀板剥壳机剥壳率(用于棉籽时):不低于90%;

锤击式或齿棍剥壳机剥壳率(用于花生果时):不低于90%;

立式离心剥壳机对葵花籽的剥壳率:达90%。

(2)壳中含仁率。分离出的壳中含仁率要求尽量低,同时要求剥壳时粉碎度要小,否则,产生的仁屑过细,油分易被挤出,使壳上粘有油脂以及仁屑混入壳中,影响出油率。另外,分离效果与设备及操作工艺也有关系,两者配合恰当就能做到壳中含仁率少,壳中含仁率的具体要求是:

棉籽壳:在0.5%以下(包括壳中整籽粒中的仁);

花生壳:在0.5%以下;

葵花籽壳:在0.5%以下;

桐籽壳:在0.5%以下。

(3)仁中含壳率。对于棉籽,螺旋榨油机榨油的仁中含壳率一般要求不超过6%;液压榨油机榨油的仁中含壳率要求不超过10%。其他油料压榨制油时,也都应尽量减少仁中含壳率,一般要求在5以下。葵花籽剥壳分离后的仁中含壳率一般不超过2%。

当饼粕作为食用蛋白原料时,对仁中含壳率的要求更加严格,应尽量降低仁中含皮壳的数量,减少纤维素的含量,以增加饼粕的食用价值。

以上这些要求能否达到,取决于油料的质量、操作工艺掌握是否正确、剥壳及分离设备使用是否合理。油料水分过低时,剥壳时壳脆易破碎,壳仁粉碎度高,仁、壳分离困难;设备使用不合理时,会产生漏籽或仁、壳粉碎度大,也会影响剥壳效果。

二、剥壳设备

(一)刀板剥壳机

刀板剥壳机是棉籽剥壳专用设备,是大中型油厂常用的理想设备。其特点是整仁率高,粉末度小,仁壳容易分离,但易漏籽,剥壳效率低,故常与振动筛配套使用,以便整籽返回重剥。

1.结构

刀板剥壳机由进料斗、喂料器、调节器,除铁装置、转鼓、刀板、刀板座等部件组成。

(1)喂料机构。喂料机构由进料斗、喂料辊及进料斗侧面的调节器组成,用来控制进料流量,保证供料均匀。喂料辊外圆呈齿形,在轴端装有离合器。以便控制喂料辊运行或停止。在喂料辊下面的斜淌板,装有磁钢用以除去棉籽中的磁性金属杂质。

(2)剥壳机构。

①转鼓。转鼓是由球墨铸铁铸成的内空圆柱体,转轴穿过转鼓中心,以键固定。在转鼓表面有间距相等的刀槽,刀板用压板和螺栓紧固在刀槽里。刀板数量的多少,视转鼓直径而定。例如,转鼓为φ450×1220毫米,上装有14条刀板。工作时转鼓的转速较高,为1000转/分左右,会产生剥壳剪切力。因此,转鼓应有足够的机械强度和耐磨性能。

②刀板。刀板是剥壳时产生剪切力、冲击力和摩擦作用的主要工作部件。刀板用20Cr钢经热处理后制成。主要工作面刀刃表面渗碳厚度3毫米,表面硬度HRC60-63°。压板也用同样材料制成,表面渗碳厚度0.8-1.0毫米;表面硬度HRC60-63°。

③刀板座。刀板座也由球墨铸铁制成,座上有5-8条刀板槽,槽内用压板固定住刀板。刀板座的工作面呈圆弧形凹面,与转鼓配合工作,两者之间有一定的间距,此间距的大小可通过刀板架上的偏心轴加以调节,一般为3-4毫米。

④固定刀板架。它用以固定刀板座。由两块墙板及定位撑组成。墙板下端由一固定轴与机架联接,上端依靠定位条和定位梗等固定刀板架的位置,以保持刀板座和转鼓之间的一定间距。

2.工作原理

棉籽在刀板间受剪切剥壳的情况如图2-2所示。进入刀板剥壳机的棉籽,经喂料机构均匀流入转鼓(1)和刀板座(2)之间,由于高速旋转的刀板的剪切作用,使外壳被切裂打开,棉籽被剥壳。

3.影响刀板剥壳机剥壳效率的因素

(1)棉籽的含水量。水分低时,壳较脆,剥壳效率高,但粉碎度大;水分高时,剥出物的整仁率高,粉碎率低,但剥壳效率也低。

(2)转鼓转速。转速高,刀板剪切棉籽的次数增加,剥壳率就高,相应整仁率则较低。

(3)喂料量。在转鼓转速相同的情况下,喂料量大,剥出物的整仁率较高,处理量加大,但漏籽较多,重剥率也大。

(4)刀板间隙。刀板剥壳机刀板之间的间隙大小,对处理量、剥壳率、整仁率都有影响。当刀板间隙增大时,漏籽增多,剥壳率和处理量大大下降,但粉碎度减小,整仁率相应增高,刀板间隙控制在3.5毫米左右比较适当。

 (二)圆盘剥壳机

圆盘剥壳机又称牙板剥壳机,是借一对磨盘表面齿纹的搓碎作用,使油料外壳破碎的一种剥壳设备,它主要用于棉籽的剥壳,也可用于花生果、油桐籽等带壳油料的剥壳。此外,还可用作破碎各种油料和经粗碎后的油饼。其特点是结构比较简单,调整使用方便,应用范围广。但圆盘剥壳机对油料剥壳时粉碎度大,形成较多的碎仁碎壳,使仁壳分离困难而导致油脂损失。

1.结构

圆盘剥壳机的结构如图2-3所示。它主要由喂料器、磨盘、调节器、传动机构和机座等部件组成。

(1)喂料器。喂料器由喂料翼、喂料轴和调节板等组成。喂料翼(1)安装在喂料轴上,共有两对交叉排列。调节板(2)的底面则固定有齿条,并有齿轮与其啮合。当转动齿轮时,齿条带动调节板前后移动,从而减小或增大进料量。

(2)磨盘。磨盘由若干块扇形磨片固定在底盘上而成,是圆盘剥壳机的主要部件之一。圆盘剥壳机有两片磨盘,一片是固定的(俗称"死盘"),固定不动;另一片是转动的(俗称“活盘”),与传动轴相连接,随轴一起旋转。在活动磨盘上装有四把打刀,打刀的作用主要是把油料甩入磨盘之间进行剥壳。

磨盘上的磨片由白口铁铸成,呈扇形。每片磨盘上装有4-6块磨片,组成圆环形。磨片有细密的斜条槽纹和方格槽纹两种类型。斜条槽纹磨片常用于棉籽剥壳,方格槽纹磨片用于破碎。每块磨片上都有3个孔,以便用沉头螺钉固定在底盘上。

(3)调节器。调节器安装在传动轴的右端,传动铀的左端与转动磨盘固定在一起。

 

调节器就是使传动轴前后移动,达到谓节磨盘间距和自动排除混入磨盘之间的铁块、石块等坚硬异物的目的。

调节器由两个弹簧、推动盘、顶杆、凸轮、手柄及谓节手轮等零部件组成。扳动手柄可以使转动磨盘前后移动13mm,用于开关机及出现故障时的大调节;旋转调节手轮可用于微调磨盘间距。当有硬杂如铁块等进入磨盘之间时,活动磨盘会向外移动,待硬杂落下后再自动复原,起到自动排除硬杂的目的,以保护磨片不致损坏。

(4)传动机构。圆盘剥壳机的传动机构包括主铀和喂料轴两部分传动,其中主铀是通过一对三角带轮由电动机带动,而喂料轴是通过一对齿轮和一对平皮带轮由主轴带动。

2.工作过程

工作时,油料依靠喂料翼的不停转动,均匀地进入机内,其流量由调节板控制。由于活动盘上装有四把打刀,快速转动时将油料均匀地打入两磨盘之间,使油料受到磨片的搓碾作用,壳被破碎,形成仁壳混合物,经剥壳机底部排料口排出。磨片之间的工作间距由谓节器进行调节。

3.圆盘剥壳机的操作

(1)开车前应认真检查各螺丝是否拧紧(特别是磨片盘上的螺丝),各转动件是否有足够的润滑剂。进机物料应除净硬杂。

(2)开车前首先要人工盘动主轴,推动调节器上的手把,要求两片磨片在运转状态时不接触(听不到磨片摩擦的声音),然后再把手把推回到原来的位置。

(3)开车后等主轴运转到正常状态,推动手把,调节手轮,使两片磨片稍微有点接触(听到一点声音),然后打开进料斗,检查下料的粒度,如还感到不符合要求,再调节手轮直至得到合格粒度后,再用锁紧螺母固定。

(4)在正常运转时,要随时注意磨片中有无进入硬的杂质(如铁块等),一经发现异声,应立即扳动调节器手把,把活动盘拉开,避免磨片被击碎。磨片放开时,没有处理的油料应收集起来,重新处理。

(5)在操作时经常注意动力负荷情况。在负荷升高时,应及时减少供应量;当动力负荷突然增大,应检查剥壳机内是否堵塞,如有应停机拆开外壳清理。

(6)停车前先要关上进料斗,然后将手把往后拉,便磨片相互脱离。

 (三)刀笼剥壳机

刀笼剥壳机又称锤击剥壳机,用于对花生果的剥壳。它是利用带有锤击头的刀笼在半圆形的笼栅内旋转,将进入笼栅内的花生果锤击、挤压使之破碎,然后通过风选和筛选将穿过笼栅的仁与壳分离。该设备的特点是结构比较简单,操作方便,剥壳效率高,同时还能使仁壳分离,是一种剥壳与仁壳分离的联合设备。

刀笼剥壳机的结构主要由喂料机构、剥壳机构、仁壳分离机构和传动机构等部件组成。工作时,花生果从进料斗通过调节器和拨料辊控制流量并形成较薄的料流均匀地下落。在花生果下落的过程中,从风道吹出的气流将杂质吹走,经导风板后部落入笼栅。花生果内的重杂质则垂直落入溜管,排出机外,溜管上部有一调节活门可予控制,以防花生果也落入其内。至于花生果在气流的作用下偏向左边流入笼栅内,笼栅中间为刀笼,刀笼上有锤击头,刀笼以100转/分的转速旋转,花生果在锤击头的打击和挤压作用下被破碎,并通过下部的半圆形笼栅缝隙下落。尚未破碎的花生果则继续留在笼栅内,直至被破碎而通过缝隙。从笼栅缝隙下落的花生壳和花生仁,遇到风机吹来的经调节风门调节好的气流作用,将碎壳吹向集壳管,果壳从集壳管下部的出口排出,壳屑等轻杂质从集壳管中部壳屑出口排出,另行收集。

从笼栅下落的花生仁及少量小花生果则进入振动筛进行再分离。振动筛共3层筛面,第一层分离花生果和花生仁,筛上面的花生果则需返回再剥壳;第二层是分离颗粒大小不一的花生仁;第三层是用来筛出细小的杂质。因为花生果的颗粒大小相差较大,为了提高剥壳效果,大型油厂应在剥壳前对花生果先进行前路分级,然后再分别予以剥壳。

 (四)离心剥壳机

离心剥壳机是在离心力的作用下,使带壳油料进入设备后猛烈撞击设备壁面,其外壳被破碎的一种设备,有立式离心剥壳机、卧式离心剥壳机,其中立式离心剥壳机最为常见。

立式离心剥壳机又称透平剥壳机,是葵花籽剥壳的专用设备。它由进料斗、转鼓(转盘)、传动机构和机壳等部件组成。工作时,葵花籽进入进料斗后,经调节料门下落至快速旋转的转盘上,葵花籽被高速甩向四乱首先受到转盘上打板的冲击;葵花籽壳即破裂,然后,破裂及尚未破裂的葵花籽又以高速撞击到挡板上,使之进一步破碎,以达到充分剥壳的目的。从挡板下落的仁与壳一起流入出料口排出机外,再另行分离。

立式离心剥壳机的优点是处理量大;剥壳效率高,达9%0;整仁率达70一80%,粉碎度小;打板利用率高,而且结构紧凑,节省动力。缺点是设备结构较复杂,开始操作时调整较麻烦。

(五)齿辊剥壳机

齿辊剥壳机是一种新型的棉籽剥壳设备,也可兼作大豆、花生等大颗粒油料的破碎。齿辊剥壳机主要是通过两个有速差的齿辊对油料的剪切和挤压作用,实现对棉籽的剥壳和油料的破碎。齿辊之间的间隙,可根据被剥壳油籽颗粒的大小通过调节装置进行调节。该机剥壳率高,剥壳后壳仁混合物的粉末度小,整仁率高,仁壳易分离。

三、影响剥壳效果的因素

1.油料的性质

影响剥壳效果的主要油料性质是油籽外壳的机械性质及壳仁之间的附着情况。油料种类、成熟程度及含水量不同,油籽外壳的机械性质及壳仁之间的附着情况也不同,剥壳的难易程度也就不同。如葵花籽的外壳具有纤维状组织结构且很脆,容易顺着纤维打开其外壳;而棉籽外壳坚韧而有弹性,且表面带有绒毛,不易剥壳。籽粒的成熟程度好,子粒饱实,千粒重大,就容易剥壳,反之,不易剥壳。油籽水分含量对外壳的强度、弹性和塑性以及仁的粉碎度都有直接影响。以葵花籽为例,当水分为6%-9%时,其外壳强度最大,在此水分范围以上或以下时壳强度均将下降。一般情况下,油籽含水量越低,其外壳越脆,剥壳时易破壳,但剥壳后混合物的粉末度增加。反之,外壳的韧性好,剥壳时的破壳率低,但剥壳后的整仁率提高。在油料剥壳时应保持油籽最适当的水分含量,使外壳和仁具有最大弹性变形和塑性变形的差异,这样一方面使外壳含水量低到使其具有最大的脆性更易破碎剥壳,另一方面又不至于使仁在机械外力作用下粉末度太大。因此,控制油料剥壳时的最佳水分含量,对提高剥壳效率和减少粉末度都十分重要。当剥壳油籽的含水量不适宜时,可以在剥壳前对油籽水分进行调节。此外,油籽外壳强度与温度也有一定关系,对油籽加热时,其外壳强度有所降低。油籽仁与壳之间的空隙大,仁壳结合松懈,易剥壳分离,否则,难以剥壳分离。

油籽粒度组成对剥壳效果也产生影响。油籽粒度不均匀,剥壳设备最佳操作条件的确定困难,使剥壳效率和粉末度无法达到最佳的平衡,剥壳效果下降。为提高剥壳效果,可采取循环剥壳和二次剥壳的工艺,当粒度相差太大时,最好采取分级剥壳,才能达到好的工艺效果。

油籽的表面状态也对剥壳效果产生影响,如在相同条件下,带绒棉籽和脱绒棉籽的剥壳率不同,带绒棉籽难以破碎,故其剥壳率较低,粉碎度小,而剥壳设备的动力消耗较大。

2.剥壳方法和设备的选择

不同油籽的皮壳性质、仁壳之间附着情况、油籽形状和大小均不相同,应根据其特点尤其是外壳的机械性质——强度、弹性和塑性,选用不同的方法和设备进行剥壳。剥壳方法和设备的选用不同,剥壳效果显示出很大的差别。如对于葵花籽的脆性外壳应选择撞击方法进行剥壳,对于棉籽的韧性外壳应选用剪切或碾搓方法进行剥壳等。当采用圆盘剥壳机对棉籽进行碾搓剥壳时,棉籽受到磨片的多次连续搓碾作用而破碎剥壳,剥壳率很高,但剥壳后混合物的粉碎度增加,影响了仁壳分离效果,并且大量的含油碎仁屑私附在外壳上,使外壳含油率增加,造成油分损失。在利用剪切法进行剥壳的刀板剥壳机中,棉籽虽然受到活动刀板和固定刀板的多次作用,但因其作用不是连续的而是周期性的,仅仅是在活动刀片与固定刀片相接触的瞬间受到剪切作用,因此,油籽经剥壳后的粉碎度很小,仁粒较为完整,有利于仁壳较完善的分离,但易发生油籽的漏剥现象,剥壳率较低,剥壳混合物必须进行籽壳分离,将漏籽重剥。

3.剥壳设备的工作条件

    剥壳设备的工作条件如剥壳设备转速的选用、油料流量的均匀、剥壳工作面的磨损情况等均会对剥壳效果产生影响,应根据不同的油料和剥壳要求进行合理用。

    如在利用撞击法剥壳的离心剥壳机工作时,剥壳机对油籽的作用力主要取决于转盘产生的离心力或打板的撞击力,而其大小又与转盘的转速或打板的速度大小以及子粒的质量大小成正比。因此,剥壳机的剥壳效率和剥壳质量与剥壳机转盘的转速、转盘的结构、打板的数量、子粒的质量大小(千粒重)和均匀度、下料量大小等有很大关系。表2-8所列为立式离心剥壳机剥葵花籽时转速与剥壳率的关系。从表中可以看出,原料水分相同时,转速高,剥壳率也高,但碎仁率也相应升高。表2-9所列为子粒质量对剥壳率的影响。从表中可以看出,子粒饱实,千粒重大,其剥壳率也就越高。                           在利用碾搓法剥壳的圆盘剥壳机工作时,磨盘的转速高低、磨片之间工作间隙的大小、磨片上槽纹的形状和籽粒的均匀度,都影响到剥壳效率和剥壳质量。

    在利用剪切法剥壳的刀板剥壳机工作时,转鼓的转速提高,则剥壳率提高,但相应的整仁率较低。刀板之间的间隙大小,对油料处理量、剥壳率及整仁率都产生影响。当间隙增大时,漏籽现象增多,剥壳率和处理量下降,但粉碎度减小,整仁率提高。

    在利用挤压法剥壳的辊式剥壳机工作时,轧辊的转速、两轧辊的转速差、轧辊间的轧距、轧辊上槽纹的形状等对剥壳效果都产生直接影响。轧辊的转速愈高,其剥壳率愈高,处理量愈大。两辊转速差愈大,剥壳率愈高,但剥壳物粉碎度也愈大。轧辊间的轧距愈小,剥壳率愈高,粉碎度愈大,处理量愈大,动力消耗愈大。

四、仁壳的分离

油料经过剥壳、脱皮后得到一种混合物料,它包括整仁、仁屑、壳、壳屑、未经破碎的完整油料等。在生产中要求把这种混合物料加以分离,分离出来的仁和仁屑送入下道工序,壳和壳屑送入仓库,完整的油料再重新剥壳。仁壳分离是一道比较复杂的工序,分离的效果如何,直接关系到制油出油率的高低和油脂饼粕的质量。

(一)分离设备

在生产中常采用筛选法和风选法来分离仁、壳和整粒油料的混合物料。有些剥壳设备本身就带有筛选或风选系统,组成联合设备,同时完成剥壳和仁、壳的分离。

1.筛选设备

筛选设备分离仁、壳,一般采用振动筛及旋转筛等设备。对葵花籽壳仁分离的专用设备有葵花籽壳、仁分离筛等。

筛选设备用于仁壳分离时,其结构、原理都与用于清理时相同,仅仅是筛板、筛孔规格有所不同,应根据剥壳与仁壳分离要求进行选择。

(1)振动筛。用于棉籽剥壳仁、壳分离的振动筛,筛板做成瓦楞状,以便物料在筛面上更好地翻动,有利于仁、壳的分离。由于从剥壳机刚落下的物料在筛面上较松散,经振动时壳、仁聚集在一起流动性差,因而出料段略为放大筛孔有利于籽仁分离。

(2)圆筒打筛。圆筒打筛用于棉籽的仁壳分离效果较好。其筛孔在筛筒上的排列由大到小,是由于进入圆筒打筛前段的物料散落性差,经打棒不断拍打翻动后,物料逐渐松散,后段筛孔适当放小些可以尽量减少壳屑通过筛孔混入仁中。

(3)葵花籽壳、仁分离筛。葵花籽剥壳后的仁壳在大小、重度等方面相差不大,较难分离。该设备是葵花籽壳仁分离的专用设备,与振动筛基本相同,由进料机构、仁筛、壳筛、风机和传动机构组成。

工作原理与比重去石机相同。工作时,葵花籽、仁和壳一起从进料斗均匀地落入仁筛中部,在筛面上首先受到来自鱼鳞形筛孔下面吹出的气流作用而呈悬浮状态。由于籽、壳的悬浮速度比仁小,籽及壳就悬浮于仁的上层,再加上筛体的振动,会增大整籽、仁、壳三者自动分级,仁沉积在筛面上。仁在筛面上由于受到惯性力、凸起筛孔之推力以及吹出的风力等的作用,逐渐间其筛面上端移动,最后从出口排出。籽和壳则在自身重力和惯性力作用下,沿着筛面倾斜方向下滑,最后从筛面下端的籽、壳出口沿溜板进入壳筛中部。与仁筛一样,籽与壳在此分离,整籽向上运动从筛面上端排出,壳从筛面下端排出。经分离后,仁中含壳量小于2%。

2.风选设备

 棉籽和其他油料剥壳后,破碎的壳和仁粒或整粒有时大小相差较小,同时仁屑和壳屑在外形和大小上也无明显差别,此时采用筛选方法就难以使仁屑和壳屑、整粒与碎壳分离。通常可利用这些油料之间悬浮速度的不同,采用风力分选的方法来进行分离,如采用专门的风选设备籽壳分离机或其他类型的吸风牙离器将此类物料分离。对于不同的物料,应按照工艺要求,分别选用适当的悬浮速度来确定其风选设备的型式及大小。现将籽壳分离机介绍如下。

籽壳分离机一般用于两道棉籽循环剥壳工艺,用来分离壳中整粒棉籽,它通常与刀板剥壳机配套使用。它是利用风力将整粒棉籽与壳进行分离的设备。

工作时,物料由进料斗进入,在喂料辊的作用下均匀下料。然后,经淌板落入弧形槽板和刀辊之间,使物料分成均匀的薄层,便于风力将其中的棉籽壳吸走。整粒棉籽由于比重较大,就直接落入下部的螺旋输送机排出机外,而棉壳由于比重轻,在风力的作用下,从风室经风口圈由上部吸风管排出机外,送至集壳器。风门和、导向板以及风口圈都是用来调节风量与风速的,以便籽壳有效地分离。通常风室的吸风道处的风速为4.5-5.0米/秒。

籽壳分离机的操作要点为:

(1)进料前,检查分离机有无漏风。漏风严重时,要查明原因,密封后才能开始进料。

(2)进料时要控制好物料流量,调节好风量及风速,使出料籽粒中基本不含皮壳,或皮壳中基本不带籽粒。

(3)停车时,先停止进料,然后关停风机及出料绞笼。

(二)几种油料剥壳和仁壳分离的工艺流程

1.棉籽剥壳和仁壳分离的工艺流程

目前国内棉籽油厂,有的生产规模较小,有的生产规模较大。规模小的中小型油厂,由于油料品种多样化,不同季节生产不同的油料,对清选剥壳的设备就要求一机多用,选用的设备就要从适合多种油料来考虑。这样,对于不同油料的生产,要适当地调整一些设备和工艺流程,就能适应多种油料生产。例如棉籽剥壳可采用圆盘剥壳机,因为它对油料的剥壳和破碎都适用,且工艺流程和设备都较简单,不足之处是出油率较低。

规模大的油厂可采用棉籽剥壳专用设备,其工艺流程完善,剥壳效果较好,出油率较高。其不足之处是由于选用设备多,剥壳的费用就较高,但这部分费用可从提高出油率方面得到补偿。

2.花生剥壳和仁壳分离工艺流程

花生果壳质松,而且仁壳之间有一定的空隙,经锤击式剥壳机锤击和挤压即破碎,其工艺流程如图2-11。

3.葵花籽剥壳和仁壳分离工艺流程

葵花籽壳薄而脆,其剥壳工艺也较简单,通常采用立式离心剥壳机,使皮壳破裂,然后再进行仁壳分离,其工艺流程如图2-12。

(三)影响仁壳分离效果的因素

1.剥壳混合物的性质

在剥壳过程中,油籽外壳受外力作用而破裂,但仁从壳中脱落分离的难易程度则随油料品种的不同而异。如花生仁与壳的结合很松,花生壳破碎后仁很易从壳中脱落出来,仁壳分离比较容易。而棉仁与壳的附着较紧,棉壳被剥开后,仍有部分棉仁存在于破碎的壳中不能脱落出来,且由于棉壳的散落性较差,部分棉仁会被缠裹在棉壳中,仁壳分离比较困难。

剥壳后混合物的粉碎度对分离效果产生很大影响。剥壳后混合物的粉碎度越大,仁壳分离就越困难。因为,仁屑和壳屑的分离要较整仁和壳的分离困难得多。当剥壳混合物的粉碎度很大时,即使增加很多分离设备也很难达到理想的分离效果。

2.剥壳与仁壳分离工艺

剥壳与仁壳分离工艺的选择,对仁壳分离效果产生重要影响。选择合理的、完善的剥壳及仁壳分离工艺才能取得好的仁壳分离效果。仁壳分离工艺应根据油籽品种、剥壳设备型式、剥壳混合物的性质、油厂生产规模、设备投资、动力消耗等多方面因素进行选取。油籽品种不同,剥壳后混合物的散落性不同及仁壳之间的附着情况不同,分离工艺亦各有特点。如前所述,花生仁壳分离较棉籽仁壳分离容易,因此,花生剥壳和仁壳分离工艺就较为简单,而棉籽剥壳后的仁壳分离工艺就较

 

为复杂。分离工艺的选择还要考虑剥壳设备的型式。剥壳设备的型式不同,剥壳后混合物的粒度组成和粉碎度就不同,分离工艺也有区别。如采用圆盘剥壳机对棉籽剥壳,剥壳后混合物的粉碎度大,但剥壳率高,漏籽很少,分离工艺主要应考虑强化对碎仁与碎壳的分离。若采用刀板剥壳机对棉籽剥壳,剥壳后的整仁率很高,混合物的粉碎度小,但漏籽较多,因此分离工艺必须考虑对壳中未剥开整籽的分离,将未剥开整籽回收重剥。小型油厂常选用较为简单的剥壳分离工艺,而大型油厂应选用较为完善的剥壳分离工艺。以棉籽为例,较为简单的是一次剥壳分离工艺,较为完善的两次剥壳分离工艺。

一次剥壳分离工艺就是将清理后的棉籽经圆盘剥壳机或齿辊剥壳机剥壳,然后先用平筛分离壳和整仁,再用圆打筛把附着在壳中或缠绕在壳中的碎仁分离出来,同时用风选的方法从仁中分离碎壳。仁壳的分离也可直接采用螺旋筛进行。一次剥壳分离工艺简单,使用设备少,但为了得到较高的剥壳率,通常剥壳混合物的粉碎度较大,难以实现仁壳的较完善分离,仁中含壳率和壳中含仁率均较高,造成生产过程油分的损失。

两次剥壳分离工艺就是将清理后的棉籽经剥壳设备剥壳,然后用仁壳分离、子壳分离设备完成仁、壳、未剥整籽的分离,分出的整籽再返回剥壳机循环重剥,或进入下道剥壳机进行二次剥壳。两次剥壳工艺减少了油籽剥壳时的粉碎度,剥壳混合物中整仁率高,利于仁壳的完善分离,因而使仁中含壳率特别是壳中含仁率减少,有效地降低了生产过程中的油分损耗。但两次剥壳分离工艺较复杂,所用设备较多。当使用圆盘剥壳机进行二次剥壳时,头道剥壳机的磨片间距选的较大,使得一般粒度的棉籽能被剥开而不致太碎,而粒度较小和瘪籽不能被剥开,剥壳混合物经籽壳分离机分离出漏剥的小籽,再进入磨片间距较小的二道剥壳机进行剥壳。剥壳后的混合物比较松散,最好直接进入分离设备进行仁壳分离,若通过输送设备等过程,会使原本松散的物料缠绕结团,不利于仁壳的分离。

3.设备和工艺条件

仁壳分离设备的结构和工艺条件也是影响分离效果的因素。如筛选分离时筛面的选择,风选分离时风量、风速的合理选用,物料通过风道时的受风均匀度等。

第三节 油料脱皮

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。

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