高水分大豆膨化降低浸出毛油含磷量

左 青，何远平，左 晖

(1.江苏牧羊集团有限公司,江苏 扬州 225127； 2.中储粮镇江粮油有限公司，江苏 镇江212000； 3.广州星坤机械有限公司，广州 570000)

大豆压榨厂的重要产品是一级大豆油，如何提升一级大豆油的得率是油厂生产的重要工作。我国通用大豆压榨温脱皮工艺为：原料大豆—去铁—清理—调质—破碎—吸皮—破碎—吸皮—压坯—膨化—冷却—浸出。

我们在对标过程中发现用同样的原料、同样的操作参数，生产的浸出毛油得率一样，但是一级精炼油得率不同。我们寻找几家同样规模、同一家供应商提供成套设备的厂家，发现膨化料的翻板冷却器的风机电流和风量不同，其他工艺参数基本相同，说明入膨化机原料的水分影响浸出大豆油的含磷量。从江苏牧羊集团有限公司工厂的两条大豆生产线发现，用相同品质的大豆生产的浸出毛油含磷量不同，在膨化过程中压力和温度作为定值情况下，只有水分能够改变浸出毛油的含磷量。在其他操作参数不变的情况下，仅对膨化机和翻板冷却器进行调整，发现膨化机进料水分在10%，膨化机出料水分要求为12%，在加20 kg/t蒸汽后，膨化机出料水分在10.9%。在另外一台膨化机加20 kg/t蒸汽后膨化机出料水分达到12%，为了达到入浸水分在9.5%～10%，加大翻板冷却器的风量进行降水。由于高水分大豆产生深度膨化，磷脂和水结合堵塞部分通道，在浸出器溶剂难渗透，从而豆粕残油增加0.08%～0.12%，在DT中增加3～4 kg/t蒸汽汽提，浸出毛油含磷量降低300～315 mg/kg，毛油得率增加0.79%～0.82%，总体毛油得率增加0.70%～0.71%。

为了避免设备选型的影响，专门采集皇冠工艺设备和巴西泰克龙EX40型膨化机，按3 000 t/d 375 kW或450 kW两种动力配置，龙口香驰控股选配450 kW,中储粮镇江粮油有限公司选配375 kW。巴西泰克龙EX40型膨化机设计要求：膨化机进口坯片水分在9%～10.5%，出口水分在10.5%～12%。格林翻板冷却器在不加热情况下大豆膨化料水分从12%降到9%，国产翻板冷却器膨化料水分12%降低2.5%，保证入浸水分在9.5%。

经对标结果发现天津、山东几家工厂大豆处理量分别4 000～6 200 t/d，原料是美国2号大豆(含油18%～22%，含蛋白质32%～35%，含皮8%～9%，颗粒5～6.25 mm，水分9%～13%，FFA≤1.5%)，浸出毛油含磷量分别在550～650 mg/kg和750 mg/kg左右。中储粮镇江粮油有限公司(处理量在3 500 t/d，迪斯美提供工艺和设备)一期浸出毛油含磷量在850～900 mg/kg，二期(处理量在6 000 t/d，皇冠提供工艺和设备)比一期的含磷量低150 mg/kg。迪斯美和皇冠都采取温脱皮的工艺，中储粮镇江粮油有限公司所做的不同大豆水分下的浸出毛油含磷量见表1。

表1 中储粮镇江粮油有限公司不同大豆水分下的浸出毛油含磷量

注：大豆浸出毛油的水分、含磷量及残溶控制标准分别为小于等于0.50%、小于等于1 000 mg/kg和小于等于100 mg/kg。

大豆调质塔的温度在70℃，时间40 min，两次脱皮后碎豆在1/6，温度在58～61℃，大豆粒水分在10%～10.5%，压坯坯片厚度在0.35～0.4 mm。对膨化大豆过程中影响浸出毛油含磷量的因素进行探讨。

1 湿热对磷脂的作用

大豆中的结合磷脂性能稳定[1]，在湿热过程中随着油体蛋白复合物组织的破坏，与蛋白结合的磷脂被释放出来，如果水分高，料坯吃足水分，游离出的磷脂吸水膨胀聚集，呈凝集状态，这种状态的磷脂和部分色素，提油后和蛋白一起留在粕中。加热时，随着水分减少、温度升高，蛋白质变性程度加深，温度越高，磷脂膜蛋白结合物的分解越剧烈，毛油中含磷量越高。

2 正常膨化对大豆产生的作用

大豆通过机械摩擦和蒸汽的注入，膨化出料温度控制在115～120℃、出料水分在12%、内部螺旋榨膛高压在3.0 MPa，把大豆调质到高密度凝胶状态，破坏生长抑制因子及原料中的微生物和脂肪酶，减少脂肪酶等对磷脂的分解作用，磷脂多以原有的状态随油脂一起溶解在溶剂中，浸出毛油中含磷量提高而脱胶油中的含磷量降低。

3 配置动力与处理量有关，与含磷量无关

中储粮镇江粮油有限公司和龙口香驰控股的膨化机都是巴西泰克龙EX40，分别配置375 kW和450 kW。泰克龙膨化机配置动力和榨膛内油料压力变化无关，榨膛内部压力维持在3.0 MPa，尾部锥形塞是维持内部恒定压力移动的，产量大浮动向外移动，产量小向内移动，靠液缸液压调节。若膨化机电机的电流大、油料水分高，则浸出毛油含磷量低。

4 水分变化影响浸出毛油的含磷量

影响膨化料熟化有3个要素，即温度、压力和水分[2-4]。出口膨化料温度和内部油料受压恒定，油料的水分存在变化。在实际生产中，如果坯片水分在10%，要达到膨化料水分在12%，膨化机加20 kg/t蒸汽基本上同于20 kg/t水，中储粮镇江粮油有限公司膨化机用汽量在20 kg/t，膨化机出料水分在10.9%，格林翻板冷却器风门半开，风机电流在32%～38%。龙口香驰控股用汽量20 kg/t，膨化机出料水分达到12%，翻板冷却器风门全开，风机电流在72%。青岛渤海粮油、天津路易达孚、日照中纺粮油均是外购蒸汽，含水量高，同样膨化机出料水分高。

膨化机[5]的出料温度在115～120℃，大豆在膨化机内滞留时间相同，但是出料水分分别为10.9%和12%，浸出毛油含磷量分别在850～900 mg/kg和550～600 mg/kg。显然油料在榨膛内受到的挤压和剪切压力不同，磷脂的结构和组分产生不同的变化。高含水蒸汽进入坯片在螺旋挤压压力3.0 MPa下，瞬时料坯润湿透彻、熟化，细胞膜被破坏，磷脂和油脂游离出来，与蛋白结合状态的磷脂被释放出，在高水分的情况下，释放的磷脂吸水膨胀聚集，结团成乙醚不溶物留在豆粕中。料表面、细胞壁、二次结构组织、毛细管壁均充满水分，料坯膨胀，内部孔隙度减少，油脂和磷脂从蛋白磷脂膜出来，磷脂和多余的水分反应结团膨胀，水分渗透细胞，膨化机出料水分达到12%，进入翻板冷却器后，需要全开风机50 Hz，开加热器热风，让热风吹膨化料进行降水而维持入浸料温在55～58℃。

5 蒸汽含水量影响浸出毛油含磷量、豆粕残油、DT蒸汽用量

蒸汽含水量影响浸出毛油含磷量和豆粕残油，原因是高水分深度膨化，水分和磷脂结团堵塞部分通道，料进入浸出器，混合油的渗透差，经检测豆粕残油增加0.08%～0.12%，溶剂深度置换油，湿粕含溶高，深度膨化不利于沥干，湿粕含溶高，DT蒸汽用量多(3～4 kg/t)，DC开启热风。中储粮镇江粮油有限公司采取正常水分膨化，龙口香驰控股、天津路易达孚、青岛渤海粮油和日照中纺粮油采取高水分膨化操作控制要求。5家大型粮油工厂皇冠提供压榨设备情况和大豆加工主要参数见表2。

表2 5家大型粮油工厂皇冠提供压榨设备情况和大豆加工主要参数

6 加水装置

外购蒸汽输送线路长，会产生热损和冷凝水。通过文丘里减温装置加水，加水量不够。对外购过热蒸汽在车间专门做充水装置。

7 膨化浸出和坯片浸出对浸出毛油含磷量的影响

膨化浸出毛油得到的磷脂比坯片浸出毛油的磷脂含较高的丙酮不溶物，分别是73.4%和65.8%，膨化浸出油脂较坯片浸出油脂含较多的磷脂酰胆碱，分别是39.8%和34.2%，坯片浸出毛油的含磷量明显低于膨化浸出毛油的含磷量。

8 前处理的要求

考虑大豆蛋白变性温度小于等于80℃，调质塔内部的加热温度在70℃，大豆温度在60～65℃，设计调质塔层数多，滞留时间60 min，容易调节水分和均质，按照生产经验，大豆加热时间在30 min，保温时间在20～30 min，保温时间长，均质效果好，在破碎和脱皮中粉末度小且容易皮仁分离。为保持破碎颗粒度小而均匀，破碎机3个月换1次辊，换辊后溶剂消耗下降，脱皮系统的密封要好，若湿冷空气进入，造成大豆急冷，大豆外冷内热，压坯时易碎，关键是如何减少粉末度。要求大豆坯片薄而均匀，有利于破坏磷脂与其他物质形成的复合体、破坏磷脂与油体膜蛋白的结合状态、有利于磷脂随油一起溶出，

残留在粕中的磷脂结合蛋白也就越少[6-7]。500 t/d压坯机平均在33～36 d停止运行进行磨辊，要求双辊同时磨辊，保持坯片厚度在0.35～0.4 mm。

9 结束语

将高水分大豆膨化再浸出制油，可使豆粕残油增加0.08%～0.12%，DT中增加3～4 kg/t蒸汽汽提，浸出毛油含磷量降低300～315 mg/kg，毛油得率增加0.79%～0.82%，总体毛油得率增加0.70%～0.71%，油脂含胶溶性杂质少、油色淡，精炼中炼耗低而得率高，提升了综合效益。

致谢：山东香驰油脂有限公司韩殿民、张志强、赵俊明和巴西膨化机代理谢东东对本项目的支持！