De-Smet冷脫皮工藝流程見圖1。
大豆經初清篩和磁選器去雜后進入2臺串聯的立式烘干塔,在每臺烘干塔內的加熱時間為5~25min,使水分由12%左右降至9.5%~10%。每臺烘大豆經初清篩和磁選器去雜后進入2臺串聯的立式烘干塔,在每臺烘干塔內的加熱時間為5~25干塔配2臺風機抽濕。烘干塔下面安裝熱交換器,利用018~110MPa的蒸汽與冷空氣進行熱交換,再用熱空氣對烘干塔進行加熱,熱交換器開啟數量可根據大豆水分高低進行調節。烘干后的大豆進入緩蘇倉滯留48h,進一步降低皮與仁的附著力便于后續皮仁分離。5000t/d處理量配置4個5000t緩蘇倉。
經過緩蘇后的大豆進入計量秤計量,并經4臺吸皮器吸出部分在輸送過程中脫落的豆皮和細雜。之后經破碎機破碎成4~6瓣,由刮板機輸送至多級吸皮器分出豆皮(混有碎豆仁)和豆仁,豆仁經軟化后送去軋坯。混合有部分碎豆仁的豆皮由風運系統進入配有2層篩面的振動篩進行篩分。篩下物基本為碎豆仁;篩上物大部分為豆皮,經過斜板氣流吸皮器分離出豆皮和碎豆仁;篩中層出來的碎豆仁和豆皮進入小型多級吸皮器,分離出豆皮和碎豆仁。所有分出的豆仁全部進入軟化鍋,豆皮則經過收集后送去粕庫。
2、De-Smet冷脫皮工藝操作及設備要求
De-Smet冷脫皮工藝在南美使用普遍,在我國使用較少。經過1年多生產實踐,我們總結出一些脫皮工藝操作中的要點。
2.1烘干與緩蘇
用烘干塔烘干大豆時,對于大豆水分和成熟度有一定的要求,但不是很嚴格。在設計烘干塔的烘干能力時對烘干時間和加熱量要留有足夠的調節余量,以便適應于不同的原料。我們選用2臺烘干塔串聯,從設備上保證進口大豆(國際商業級大豆含水在9.5%~14%)的干燥和調質時間。具體操作過程為:將大豆急速升溫到70~80℃,使豆皮膨脹而破裂,在這個溫度段保持10~20min,然后急速升溫到120~150℃,時間2min左右,這時豆皮基本上已爆開。從烘干塔出來的料送到緩蘇倉內滯留48h,經緩慢降溫,使大豆表面水分蒸發,內部水分傳到表面,經歷這樣一個長時間的傳質傳熱過程,皮仁附著力降低,豆質較均勻,破碎后顆粒大小均勻,粉末度低。
2.2破碎
選用布勒雙對輥齒輥破碎機,將大豆(含雜量小于1%,小于4mm顆粒最多不超過1%)破碎成4~6瓣,破碎豆中最多允許5%的顆粒過10mm篩。
破碎機的破碎能力取決于輥徑和轉速。對于大豆的破碎,1∶6的直徑與長度比將會由于輥太長而產生脹輥現象。因此,應采用粗大的齒輥以有利于提高齒輥壽命,并可使破碎大豆的粉末度降低到最小程度。破碎輥的圓周速度變化范圍應為457~914m/min,輥速太快,將導致軋輥磨損率和物料粉末度上升。在冷脫皮工藝中,115∶1的輥速有利于減少粉末度和皮仁分離,也可提高齒輥壽命。
破碎機輥的齒形一般為鋸齒形、圓底V形和B&W形。對于冷脫皮工藝,上輥采用315~5齒,下輥采用5~6齒比較好。如果采用上下各5齒的組合輥,則可減少輥安裝錯位的機會。B&W形的齒有深的凹槽,其銳利的齒尖能整齊有效地把大豆切成碎塊,利于皮仁分離,并可得到最佳齒輥壽命。需要注意的是齒輥在重新拉絲及安裝時,要確保維持輥齒齒形不變。
2.3皮仁分離
以極限氣流速度差為基礎進行重力分級。以很小的速度差使皮仁完全分離,豆仁以最低速度下降時,用比豆仁下降速度低的氣流分離皮仁。
破碎后的大豆在多級吸皮器的喂料器上均勻分布,由安裝在其上的游動擴散料門將料堆散開,進入寬度大于80cm的多級吸皮器中。散料門由一側的支點調節螺栓調節在適當的開口位置,全部物料均勻地通過氣道,在一定的氣流速度條件下,將豆仁與豆皮完全分離。
風機的壓力和流量選擇要合適,通過調節風速,使夾帶的顆粒具有較高的極限速度。為了適應顆粒的極限速度和達到需要的任何風速,設計精細調節板來調節氣流速度。
在風運過程中,較小密度的顆粒和較大飛翅的顆粒在同樣的氣流速度中飛離,這些顆粒具有同樣的速度但體積、形狀不同,可以在進入下道多級吸皮器前用振動篩進行機械分離。
由試驗或經驗確定多級吸皮器的氣流量,并根據物料流動情況觀察調整氣流量,用調節擋板調節風機的風量。
2.4風網設計
在多級吸皮器和一般吸皮器的風網中,大多數氣流可循環使用,否則剎克龍和除塵器要大3~5倍,增加了制造成本和風機功率;氣流循環使用的另外一個優點是減少了排空量和新鮮空氣補充量。從風機出口管側接支管,聯結剎克龍和除塵器,含皮氣流先經剎克龍分離出豆皮,在主管和支管上安裝壓力表,用以調節風量,豆皮經下面關風器進輸送絞龍送到豆皮箱。另做一條氣力輸送管道送入粕庫灌包。
3、結束語
2004年5月本人在巴西Malas一公司考察了2000t/d大豆壓榨廠,該廠采用的De-Smet冷脫皮設備是1985年投入使用的,用于生產50%蛋白含量的豆粕。對于含皮量7.5%~8%的大豆,可脫皮6.2%~6.5%,脫皮效率為82%~88%,皮中含油114%~116%。該公司使用的大豆全部來自本土大豆收購站,品質穩定,工藝參數基本不變,維修是在線進行或更換部分設備,所有泵配置雙泵,一些儀表雙配置,這樣能維持高脫皮率和皮中低殘油率。
而我國的大豆壓榨廠,因大豆品質不一致,導致豆粕蛋白含量和皮中含油波動。由于冷脫皮要用緩蘇倉,需多存放2d加工量的大豆,即多占用周轉資金,工廠很難接受,因此大豆在緩蘇倉滯留時間很少甚至沒有滯留,沒有起到緩蘇作用,經破碎機破碎的豆粒不均勻,粉末度增加,皮仁難于分離,粕中含皮高。如加工阿根廷大豆,含皮量為7%~7.5%,可脫皮4.5%~5%,脫皮效率只有60%~75%,而皮中含油達1.8%。所以大豆的調質和緩蘇是影響大豆脫皮效率的關鍵。
對于脫皮效率的檢測,在生產過程中較難控制,因為大豆含皮量與品質和來源有關,生產中脫出的皮含碎仁粉,難以界定清楚。而測定豆粕纖維含量具有可操作性,對于大豆含皮7.5%~8%,水分在12%,大豆收獲2個月以上,脫皮豆粕和不脫皮豆粕的粗纖維含量分別在3.3%~3.5%和7.5%~8%。脫皮前測定大豆纖維含量,再測定粕中纖維含量,可以計算脫皮效率。