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1、米糠膨化浸出制油工艺江南大学秦臻1 米糠的物理特性及加工原理米糠中油脂的含量约为14%～24%,是一种中低含油量的油料。和其他油料相比还具有以下特点:淀粉含量高,酶的种类多,易酸败,不宜久存；含有磷脂、糠蜡等多种胶体物质；密度小(278～350kg/m3),颗粒细,粉末度大；品种多,组分变化大。鉴于米糠的上述物理特性,决定了米糠制油的特殊工艺不能像大豆那样直接采用一次浸出工艺,而是采用膨化浸出制油工艺,即在浸出之前对米糠进行膨化处理。一方面通过膨化处理,可以使粉末状的米糠膨化成多孔、透气性较好的柱状结构,使米糠的密度加大(米糠膨化后的密度为500kg/m3左右),溶剂
2、的渗透速度加快,在浸出过程中利于溶剂的渗透,降低糠粕残油；另一方面通过膨化处理,还可以使米糠中的解脂酶被充分钝化,失去活性,使米糠在保存过程中不易酸败,延长了米糠的保鲜期,大大降低了浸出毛油的酸值,有效地提高了米糠浸出毛油的质量。因此,米糠经过膨化后,不仅能够提高产量(浸出膨化米糠比米糠直接浸出可使浸出能力提高25%～35%),还可以改善物料的浸出特性,提高溶剂在物料中的渗透速度,在后道加工工序中能够节约能源,降低湿粕含溶量,提高混合油浓度,增强蒸脱机和蒸发器的脱溶能力,降低各种消耗,提高米糠的出油率。2 米糠的膨化工艺2.1膨化工艺流程2.2 膨化工艺操作说明2.2
3、.1筛选 去除米糠中粗糠和碎米，以防影响后续工艺的取油和湿粕的脱溶。在膨化过程中一般要求米糠中杂质含量小于3%,而粗纤维含量在8%左右即可达到要求。2.2.2 磁选 清除米糠中可能含有的铁杂质,因为在膨化过程中铁杂质会对膨化机的榨螺造成严重的损坏,并堵塞膨化机的模块,影响其膨化效果。由于米糠颗粒小,流动性差,米糠中的铁杂质通常采用让米糠通过安装在设备进料口处的条型磁铁的方法加以除去。2.2.3 调质 调质处理是在米糠进入膨化机之前,先对米糠进行提前预热,提高米糠膨化前的温度。调质处理后米糠的温度一般控制在65～75℃,水分控制在10%～12%。这样,一方面可以增加膨化
4、机的产量,另一方面可以提高米糠膨化质量。2.2.4 膨化 米糠的膨化是通过膨化机内喷入高压直接蒸汽和高温水来提高膨化机内温度及湿度,并形成高压处理米糠,使其从原来的碎末状态聚合形成多孔的柱状结构,由膨化机通过出料模板挤压出来。在膨化机的操作过程中,保证膨化机稳定工作的关键就是能够连续稳定的向膨化机喂料,不能出现物料断流的情况,保证膨化机榨膛内的工作压力。膨化机内的温度通常为104～130℃,水分为15%～17%,榨膛内的压力达到13MPa。这样的条件足以使米糠中解脂酶钝化,使酶失去活性。米糠的膨化过程一般为10～30s,当物料从出料模板挤压出来时,物料中的部分水分迅速
5、汽化,物料水分急剧降低,膨化机的出料水分可降到14%左右。2.2.5烘干、冷却 从膨化机内出来的膨化物料水分太大,温度太高,不适合直接浸出,必须经过烘干、冷却调质处理,使水分达到7%～9%,温度达到50～55℃。膨化后的米糠一般选用平板烘干机或气流烘干机进行烘干和冷却。3 膨化米糠的浸出工艺膨化米糠的浸出工艺与大豆及棉籽饼的浸出工艺类似,整个浸出过程分为物料浸出、湿粕脱溶、混合油蒸发和溶剂回收4大系统。但膨化米糠本身的物料特性又决定了膨化米糠的浸出过程有其自身的特点。3.1 浸出系统考虑到膨化米糠在输送过程中易碎,物料粉末度大等特点,膨化米糠一般选用平转浸出器进行浸出
6、。由于米糠中含有大量的粗纤维和淀粉等杂质,当物料进入平转浸出器的料格以后不能翻动,如果浸出物料的水分偏高,在持续温热作用下,浸出物料中的粗纤维和淀粉等杂质,就会吸水膨胀产生黏连效应,使物料在平转浸出器的料格内不易落料,发生难以落料的“搭桥”现象,因此在平转浸出器制作时,料格不宜太高,平转浸出器应做成矮胖型,物料在料格内的高度一般控制在1.3m左右,这样,即使浸出物料的水分有些偏高,也不会发生“搭桥”现象。由于膨化米糠中含有大量的粉末状物料,在浸出过程中,这些粉末状物料就会通过栅板底进入油斗内,长时间就会形成堆积,影响生产。为了解决这一问题,平转浸出器制作时,应该在浸出
7、器的每个油斗内安装一个十字型的反冲管,在生产过程中,经常打开反冲管的控制阀门冲洗油斗,并通过混合油循环泵把含有杂质的混合油打到料格上部的物料上进行过滤,避免粉末状物料在油斗中的积存,保证后续工艺生产的正常进行。另外,由于膨化米糠呈柱状结构,物料间的空隙较大,溶剂通过物料的渗透速度较快,在物料的上部不易形成液面,因此必须加大新鲜溶剂的喷淋量和混合油的循环量,才能降低粕中残油,提高出油率。3.2 脱溶系统由于米糠中含有淀粉等杂质,在湿粕米糠脱溶过程中,米糠中的淀粉吸水达到糊化温度时,淀粉将被糊化,米糠的黏连性强,湿粕米糠中的溶剂和水分就难以挥发,湿粕脱溶
