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1、粮油加工·油脂工程·CEREALSANDOILSPROCESSING棉粕膨化加工试验工艺及机理分析宋晓旻吴德胜(中国农业机械化科学研究院)【摘要】研究了膨化加工处理对棉粕脱毒的影响。棉粕由于其中棉酚含量过高而限制了其在饲料中的使用。而利用目前比较成熟的膨化加工处理工艺对其进行脱毒处理,经济成本较低,脱毒效果好。经试验膨化处理后棉粕的游离棉酚含量只有120～140mg/kg,远远低于国际标准规定的400mg/kg。【关键词】膨化;棉粕;游离棉酚;脱毒中图分类号:TS229文献标识码:A文章编号:1009-1807(2006)
2、08-0047-03我国是世界上的棉花生产大国,每年生产大量棉花的南方棉粕,由赣南金利饲料有限公司提供。同时也有大量的棉籽饼粕产生。棉籽饼粕是一种优良的蛋1.3试验的评价指标白资源,通常含有30%~50%的蛋白质,10%~15%的纤维膨化后物料品质评价指标:棉粕中主要存在的抗营养素和其他一些营养成分,其营养价值甚至高于谷类蛋白因子是棉酚,此外还有环丙烯脂肪酸(CFAs)。其中前者质。但其通常还含有0.6%~2%的棉酚,远超过国际食用为主要影响指标,并且更容易测量评价。国际卫生标准中卫生标准0.04%,食用后会危害细胞、血管
3、、神经。即使棉粕中的棉酚含量不应该超过0.04%(400mg/kg),而本作为饲料,也不应超过此标准。由于这些因素,限制了该次试验的原料经检测,得到的棉酚含量为820mg/kg。说饼粕及其蛋白粉在畜饲养及食品中的应用。现今我国约明此棉酚如果用于饲用,仍需进行再加工。75%的棉籽饼粕被投入农田作肥料,未能物尽其用,可见膨化后设备性能评价指标:以吨量电耗为指标的比机对棉籽饼粕的脱毒是非常重要的。械能可以很好地衡量产量和电耗的综合性能。从近些年国际、国内饲料工业的发展来看,熟化处理1.4试验方案作为一种先进的加工工艺已经被广大饲
4、料生产商及用户所膨化机内的螺旋配置、出料方式是影响膨化效果的主认可,并在饲料加工业中扮演着越来越重要的角色,而膨要因素,所以选取这几个主要因素的几个水平进行试验,化加工就是实现熟化的最主要的手段之一。以观察其对膨化效果的影响。拟采用两因素两水平完全试该试验是以中国农机院畜禽机械研究所自行研制的验设计,见表1。ETS195型膨化机为主要工具,研究棉粕在膨化工艺下的表1正交试验表头设计最佳结构及工艺参数。因素A出料方式B螺旋中的压力环水平1模板出料加压力环1试验方案及评价指标水平2环隙出料不加压力环1.1试验设备完全试验要做4
5、组,分别测试试验的产量和棉酚的含P4000SA膨化机。该膨化机为中国农机院畜禽机械研量。究所自行研制开发的多功能膨化机,通过改变膨化机中的2试验结果及分析不同配置可以对不同物料进行加工。棉粕的加工螺旋采用变距配置。2.1试验因素及水平的分析1.2试验原料试验重点考察的两个因素是出料方式和螺旋中压力环《粮油加工》2006年第8期47粮油加工CEREALSANDOILSPROCESSING·油脂工程·的影响。出料方式分为模板出料和环隙出料两个水平;螺旋中的压力环分为加压力环和不加压力环两个水平。2.2试验结果见表2。表2正交试
6、验结果试验编号试验因素水平试验现象产量棉酚含量1A1B1出料不平稳-反喷-堵机2A1B2出料不平稳-反喷-堵机3A2B1平稳出料,端部螺旋温度100℃0.75t/h120mg/kg图3膨化棉粕4A2B2平稳出料,端部螺旋温度110℃0.76t/h140mg/kg2.3试验结果讨论3棉粕脱毒的微观原理分析2.3.1脱毒效果3.1蛋白质类物料膨化挤压组织结构变化试验表明,模板出料方式不适合棉粕的膨化加工,无膨化腔内物料温度很高,受到的剪切作用力很大,使法连续生产,所以产量和加工后物料的棉酚含量无测量意得其中的组织结构发生较大的
7、变化。随着温度的升高,分义。而环隙出料基本可以膨化出棉粕,环隙大小和压力环子获得的能量增大,大分子开始解缠,一些次级键(如二数量对棉粕的产量和棉酚含量都有影响,但总体而言影响硫键、氢键、离子键、范德华力等)打断,成为松散的线不大。膨化对于钝化棉粕中的游离棉酚影响比较显著。国状结构。这时蛋白质分子就可以自由地重新定向和重新结际卫生标准中棉粕中的棉酚含量不应该超过0.04%合。在剪切速度梯度的作用下,蛋白质分子发生取向。随(400mg/kg),而P4000SA膨化机膨化后的棉酚含量降低到着温度的进一步升高,蛋白质开始变性。蛋白
8、质分子之间120～140mg/kg,完全符合棉粕的卫生标准,达到了棉粕脱的相互作用,使得蛋白质形成一种网状的交联结构。在剪毒的目的且效果明显,如图1所示。切场的作用下,这种交联结构可能不断地被打断,又不断地形成,直到螺杆前端才稳定下来。在冷却的机头流道中,一些次级键(如二硫键和氢键)又重新生成,从而加固
