大豆脫皮工藝

大豆含有6～8%的種皮，種皮中含蛋白質(zhì)12.5%，油類(lèi)0.6%，粗纖維40%。以往大豆的脫皮的主要目的是為了生產(chǎn)高蛋白、低纖維的飼用豆粕。由于種皮中含有水溶性的花色素（Anthcyenins），當從粕中提取蛋白質(zhì)時(shí)，它能和蛋白質(zhì)起反應，因此，在制取低變性脫脂蛋白及其系列產(chǎn)品時(shí)，必須在預處理中去除豆皮。

通常，預處理部分的脫皮稱(chēng)為前脫皮，與之相對應，脫脂豆粕的脫皮稱(chēng)為后脫皮。后脫皮是根據粕中仁與皮的外形尺寸、容重的差異進(jìn)行篩選，對篩上物粉碎、風(fēng)選。后脫皮的產(chǎn)品為高蛋白的豆粕和低蛋白的豆粕，一般25%的產(chǎn)品是含蛋白39%的豆粕，75%的是含蛋白44%的豆粕。由于后脫皮不需要烘干、濕溫調節，因此蒸汽消耗低。但后脫皮僅能用于生產(chǎn)飼用豆粕，且隨著(zhù)擠出膨化在大豆預處理的應用，使后脫皮相當困難。目前，后脫皮已用之甚少。

前脫皮的標準工藝是：干燥、緩蘇、破碎、皮仁分離、調質(zhì)。由于熱脫皮工藝的出現，標準工藝現在稱(chēng)為冷脫皮。熱脫皮工藝是：干燥、破裂、皮仁分離、破碎、調質(zhì)。較為流行的熱脫皮有三種：Escher-Wyss、Buhler、Crown，前兩種采用流化床干燥器干燥大豆，而Crown則采用專(zhuān)門(mén)設計的噴風(fēng)干燥器干燥大豆，Buhler、Crown在大豆干燥前對大豆進(jìn)行預熱。

1. 冷 脫 皮 工 藝

★冷脫皮工藝流程圖★

浸出油廠(chǎng)大豆進(jìn)倉水分一般在11-13%，種皮與仁的附著(zhù)力較強，皮的韌性較大，在此水分下，大豆即使破碎，種皮仍有可能附著(zhù)在破碎的仁粒上，冷脫皮通過(guò)對大豆的干燥及隨后的緩蘇來(lái)降低皮與仁的附著(zhù)力。

圖 1

1.1 干燥

大豆的水分含量與皮與仁的附著(zhù)力密切相關(guān)，其關(guān)系如表一所示：

表一：大豆水分含量與破碎后仁上粘附的皮的數量的關(guān)系

大豆水分含量%	破碎后粘附在仁上的皮的數量%
不干燥 12	4.2
干燥到 10.5	2.9
干燥到 9.5	1.6
干燥到 8.5	0.8

可見(jiàn)，大豆水分越低，脫皮后仁中殘留皮量越低。要使仁中含皮量控制在1%范圍內，必須將大豆干燥到9%左右。

大豆干燥常在烘干塔進(jìn)行，空氣經(jīng)燃燒煤氣或油類(lèi)加熱升溫后，對大豆逆流干燥。熱風(fēng)溫度高，則干燥操作快。但溫度過(guò)高將加深油和粕的色澤，粕中NSI下降。一般熱風(fēng)溫度60-80℃，大豆溫度50-60℃。

1.2 緩蘇

干燥后大豆進(jìn)入緩蘇倉調和、熟化（Tempering）。在緩蘇倉內，水分在倉內大豆內均勻分布，皮仁進(jìn)一步收縮。緩蘇倉內停留時(shí)間取決于干燥去除的水分及干燥的速率，干燥去除的水分多、干燥速度快，水分均布的時(shí)間長(cháng)，則要求倉內停留時(shí)間長(cháng)。一般停留時(shí)間3-7天。

1.3 破碎

大豆破碎用雙層對輥破碎機，破碎機的輥面刻有一定斜度的三角形尖齒槽，大豆破碎成6-8瓣，由于大豆經(jīng)干燥及一定時(shí)間的緩蘇，皮仁很容易分開(kāi)。

1.4 皮仁分離

破碎后的大豆進(jìn)入雙層篩網(wǎng)的振動(dòng)篩或平面回轉篩篩選。

上層篩網(wǎng)的篩上物為粗皮和較大的豆粒。豆皮由裝在上層篩網(wǎng)之上的吸皮裝置將皮吸走送往豆皮系統，而豆粒從上層篩網(wǎng)落下后經(jīng)輸送重新去破碎。

下層篩網(wǎng)的篩上物是中等尺寸的豆皮和碎豆粒，這部分物料經(jīng)凱斯吸風(fēng)器（Kice Aspirator）吸出皮送往豆皮系統，碎豆粒去調質(zhì)、軋坯。

下層篩網(wǎng)的通過(guò)物為細皮和粉末，約占大豆流量的5-10%，這部分分離比較困難，一般與豆仁匯合，進(jìn)入下道工序。

1.5 調質(zhì)

由于大豆的溫度比較低，為減輕軋坯過(guò)程中軋輥的振動(dòng)，減少坯片的粉末度，同時(shí)調節適宜的入浸水分，必須經(jīng)調質(zhì)處理。冷脫皮的調質(zhì)實(shí)際上是軟化調節，較大處理量采用臥式旋轉管束加熱器，中小型采用立式蒸炒鍋。一般調質(zhì)時(shí)間為20分鐘，出料溫度50-65℃，水分9-11%。

2.熱 脫 皮 工 藝

★熱脫皮工藝流程圖★

熱脫皮工藝簡(jiǎn)化了大豆的脫皮過(guò)程，Escher-Wyss脫皮工藝中，大豆經(jīng)流化床干燥至80℃左右，熱大豆直接去破裂、皮仁分離（見(jiàn)圖2）。而B(niǎo)uhler和Crown熱脫皮工藝中，大豆經(jīng)預熱后去干燥，Crown熱脫皮采用噴風(fēng)干燥器對大豆進(jìn)行干燥（見(jiàn)圖3）。

圖 2

2.1 預熱

大豆加熱干燥前，先經(jīng)加熱器預熱至60℃左右，Buhler的加熱器為塔式結構，包括6-9層內置水平蒸汽加熱扁管的獨立加熱單元、2-3層進(jìn)風(fēng)裝置。大豆因自身重力由上而下與加熱扁管接觸、溫度上升，內部水分漸漸聚集到表面，豆皮得到軟化。水汽、部分豆皮由吸風(fēng)裝置吸出。如大豆水分較高，空氣經(jīng)加熱器加熱，通過(guò)進(jìn)風(fēng)裝置進(jìn)入加熱器，與大豆直接接觸，對大豆進(jìn)行適量干燥。加熱蒸汽壓力一般不超過(guò)0.1MPa，大豆在加熱器內的停留時(shí)間為20-30分鐘。

通過(guò)溫和的預熱，可以縮短干燥時(shí)間，減少蛋白質(zhì)的變性。

2.2 干燥

2.2.1 流化床干燥

流化床干燥器中，通過(guò)熱風(fēng)對大豆加熱干燥，熱風(fēng)溫度120℃左右，物料通過(guò)流化床時(shí)，與穿過(guò)沖孔板床的熱風(fēng)接觸，大豆表面水分被熱風(fēng)帶出，豆皮和表層因高溫爆裂，皮松脫、裂開(kāi)。流化床排出風(fēng)中含有少量豆皮，排出風(fēng)經(jīng)兩只剎克龍卸除豆皮后，一路重復使用，一路向大氣排出。經(jīng)流化床干燥，大豆溫度75-92℃，水分10%左右。

2.2.2 噴風(fēng)干燥

Crown采用專(zhuān)門(mén)設計的噴風(fēng)干燥器（Jet Dryer）對大豆加熱干燥，Jet Dryer屬于履帶式氣流干燥器。預熱的大豆經(jīng)喂料裝置均勻分配到履帶上，履帶運動(dòng)速度約0.05m/s，熱風(fēng)由噴風(fēng)風(fēng)機經(jīng)噴風(fēng)裝置，從履帶下方穿過(guò)料床，大豆呈沸騰狀，熱風(fēng)溫度121-149℃，大豆表面水分被脫去。排出風(fēng)經(jīng)剎克龍卸除夾帶的豆皮后，進(jìn)入主風(fēng)機，主風(fēng)機出風(fēng)分為兩路：一路送往主空氣加熱器加熱循環(huán)使用；一路向大氣排出。兩支路上均有氣動(dòng)控制的風(fēng)門(mén)，根據風(fēng)網(wǎng)中的空氣濕度控制排泄風(fēng)門(mén)的開(kāi)啟度，一般設定風(fēng)網(wǎng)中空氣相對濕度30%。噴風(fēng)風(fēng)機進(jìn)風(fēng)由兩路組成：一路是經(jīng)主空氣加熱器加熱的循環(huán)風(fēng)；一路是經(jīng)輔助加熱器加熱的補充的新鮮空氣。

由噴風(fēng)風(fēng)機、干燥器、剎克龍、主風(fēng)機、主空氣加熱器、輔助空氣加熱器等組成一個(gè)風(fēng)網(wǎng)系統，熱量循環(huán)使用，整個(gè)系統呈負壓，無(wú)粉塵外逸。

噴風(fēng)干燥器內大豆停留時(shí)間1-3分鐘，出料溫度88℃左右。

2.3 破裂

通常熱脫皮工藝采用單對輥破碎機將大豆沿裂縫處劈成兩瓣，再進(jìn)入錘片式破碎機，半瓣豆被高剪切力的錘片撞擊，使皮從豆仁上分開(kāi)。

Buhler的去皮機是取得專(zhuān)利的Hullossenator，該機為雙對輥破碎機，輥直徑300mm，長(cháng)2400mm，單臺處理量500t大豆。上對輥為斜紋鐵輥，它將大豆沿裂縫處劈開(kāi)；下對輥為鐵芯橡皮輥，將皮從仁上“擦去”，這種Hullossenator產(chǎn)生的粉末很少。

2.4 皮仁分離

破裂后的皮和仁在吸風(fēng)器內分離，吸風(fēng)器與凱斯吸風(fēng)器類(lèi)似，內有規則排列的水平鋼管。破裂物經(jīng)喂料器進(jìn)入，呈瀑布狀下落，并與鋼管撞擊，仁落下去破碎，皮被風(fēng)吸出在剎克龍內卸出篩選。

皮與部分碎豆、仁屑在雙層篩網(wǎng)的振動(dòng)篩或回轉篩內分離。

上層篩網(wǎng)的篩上物是尺寸較大的豆皮，它被送往豆皮系統。

下層篩網(wǎng)的篩上物是中等尺寸的豆皮與碎豆仁，這部分再經(jīng)吸風(fēng)器進(jìn)一步風(fēng)選，豆仁去破碎，豆皮送往豆皮系統。

下層篩網(wǎng)的通過(guò)物是細皮與仁屑，這部分直接去軋坯。

2.5 破碎

與冷脫皮工藝相同，豆仁在破碎機內破碎成6-8瓣，由于豆仁是熱的，因此，破碎時(shí)產(chǎn)生的粉末很少。

2.6 調質(zhì)

Escher-Wyss調質(zhì)在流化床內進(jìn)行，而Crown則在吸風(fēng)器內調質(zhì)。由于豆仁是熱的，調質(zhì)實(shí)際是對熱豆進(jìn)行冷卻。通常是在常溫下進(jìn)風(fēng)，出風(fēng)帶出的部分皮、仁屑在剎克龍內卸出去篩選。經(jīng)調質(zhì)后，豆仁的溫度在65℃左右。

3.冷 / 熱 脫 皮 工 藝 比 較

通過(guò)冷脫皮與熱脫皮各工序的比較，顯而易見(jiàn)，熱脫皮工藝有以下優(yōu)勢：

(1) 連續加工，熱脫皮工藝省卻了連續幾天的緩蘇時(shí)間，對不同水分的大豆能連續加工。

(2) 粉末減少，熱脫皮工藝干燥、去皮、調質(zhì)均在負壓的風(fēng)網(wǎng)系統中進(jìn)行，去皮后再破碎，且破碎的大豆是熱的，因此粉末較少。

(3) 節省能源，熱脫皮工藝只需對大豆加熱一次，調質(zhì)僅僅是冷卻，而冷脫皮工藝需加熱兩次，調質(zhì)是為了軟化。另外，熱空氣循環(huán)使用，有效節省了能源。

(4) 脫皮效率高，冷脫皮工藝皮仁分離是整個(gè)破碎物的篩選，而熱脫皮工藝中的皮仁分離是破裂后的吸出物（約占產(chǎn)量10-15%）的篩選。

(5) 廢氣排放少，熱空氣循環(huán)使用，排出的廢氣少。

(6) 短時(shí)高溫，處理有效減少油的變質(zhì)和蛋白質(zhì)的變性。

值得注意的是，熱脫皮工藝熱空氣循環(huán)使用，雖經(jīng)剎克龍卸除風(fēng)中夾帶的皮、仁屑，但熱風(fēng)中仍有部分粉塵在循環(huán)使用中聚集在空氣加熱器的加熱翅片上，存在自燃的風(fēng)險，由于噴風(fēng)干燥器是密閉的，火情不易發(fā)現，操作人員一般將干燥熱風(fēng)控制在120℃左右，而不敢過(guò)高。另一方面，干燥器吹掃時(shí)必須停風(fēng)機進(jìn)行，也給生產(chǎn)帶來(lái)不便。Crown新近推出的干燥器增加了自動(dòng)吹掃裝置，不需停機即可吹掃，但熱脫皮生產(chǎn)中粉塵自燃必須有足夠的重視！