油脂制取工藝學(xué)第3章

1、第三章第三章油籽水分的調(diào)節(jié)油籽水分的調(diào)節(jié)油籽的水分對(duì)油籽的貯藏及加工的各工藝過程都存在著不同程度的影響。這是因?yàn)樗謳缀鯇?duì)油籽的所有物理性質(zhì)產(chǎn)生影響；同時(shí)也在一定程度上對(duì)油籽的某些化學(xué)過程有影響。所以，水分的控制與調(diào)節(jié)將直接影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。水分的調(diào)節(jié)與油籽的貯藏、剝殼、破碎、軋坯、蒸炒，乃至壓榨等工藝過程均有密切聯(lián)系。它們?cè)谡{(diào)節(jié)中的許多方面是相同的，同時(shí)也存在著不同的特點(diǎn)和要求，因而在植物油的生產(chǎn)過程中，必須根據(jù)工藝過程的工藝要求

2、及油籽的水分進(jìn)行調(diào)節(jié)，使油籽水分達(dá)到適宜的范圍。1油籽加工的適宜水分油籽加工的適宜水分油籽及某些組成油籽的物理特性，對(duì)于這種或那種工藝過程的作用，有時(shí)會(huì)顯出最好的效果，此時(shí)整個(gè)生產(chǎn)過程的效果也將最好。油籽的某些物理特性由油籽水分的含量來決定，例如油籽水分高時(shí)，其外殼的強(qiáng)度將降低，而油籽的塑性將增加。在含有一定水分的情況下，油籽的物理特性對(duì)某一工藝過程將產(chǎn)生最好的效果，這時(shí)油籽的水分，我們稱之為適宜水分。對(duì)于不同的工藝過程，其適宜水分常常

3、是不同的。需要?jiǎng)儦さ挠妥?，?yīng)在清選后進(jìn)行剝殼，然后進(jìn)行仁殼分離。生產(chǎn)中對(duì)剝殼前的油籽應(yīng)確定其適宜水分；對(duì)不需要?jiǎng)儦さ挠妥眩暹x后進(jìn)行軋坯。為使軋坯操作能順利進(jìn)行，也必須使被加工油籽具有適宜的水分。就是同一作物的種籽，投入生產(chǎn)時(shí)，按照工藝要求，適宜水分也可能略有不同。但是必須注意，油籽的水分調(diào)節(jié)，不僅對(duì)開始的肅殼、軋坯、蒸炒等工藝過程發(fā)生影響，而且對(duì)以后的壓榨過程同樣有影響。加工棉棉籽時(shí)，如其水分為10~11%，就不僅可以提高剝殼、仁殼分

4、離、軋坯等工藝過程的工藝效果，而且可以降低殼中的含量，減少油分損失；同時(shí)還將直接影響蒸炒過程，使蒸炒能順利進(jìn)行。這是因?yàn)椋好拮颜舫磿r(shí)，因其含有特殊色素—棉酚而多采用高水分蒸坯，即蒸炒開始時(shí)，棉籽生坯的水分相當(dāng)高。一般棉籽生坯的水分高達(dá)16~20%，但棉籽含水量多在10%左右甚至更低。因此蒸炒開始時(shí)，必須在生坯中加入大量水，使其含水量達(dá)到16~20%，而加入的這些水在生坯中是很難分布均勻的。如果油籽在剝殼前即進(jìn)行水分調(diào)節(jié)，就可使棉仁的含水

5、量提高，當(dāng)然也就使生坯的水分含量提高，從而可以產(chǎn)生兩個(gè)重要的結(jié)果。首先是水分調(diào)節(jié)時(shí)，仁或生坯粒子中的水分，較蒸炒開始時(shí)對(duì)干燥生坯進(jìn)行潤濕時(shí)所加的水分布得要均勻得多；其次是蒸炒開始，為使生坯達(dá)到適宜的水分而必須加入的水量可以大大減少，這樣可使水分能夠更為均勻地分布在生坯中。因此，油籽的水分調(diào)節(jié)可以使蒸炒效果大為提高，使餅中殘油率降低；可以使棉酚在蒸炒過程中與蛋白質(zhì)結(jié)合，從而得到易于精煉的毛棉油，也可以得到游離棉酚含量最少的油餅和油粕。同樣

6、，大豆在破碎前需要進(jìn)行水分調(diào)節(jié)。它可以改進(jìn)籽仁的物理特性，從而軋坯時(shí)可以生成結(jié)構(gòu)松軟的坯片，以利于后面的工藝操作。在選擇植物油生產(chǎn)的預(yù)處理流程時(shí)，我們?cè)诖_定剝殼或破碎的流程和方法時(shí)，應(yīng)盡可能使油籽的適宜水分，接近于以后的操作的適宜水分。綜上所述，油籽水分的調(diào)節(jié)，就是使其具有利于加工的適宜水分。而這對(duì)于植物油生產(chǎn)工藝學(xué)具有重要的意義。這是因?yàn)橛妥鸭庸み^程中的適宜水分，確定了剝殼、破碎、仁殼分離、軋坯、蒸炒以及壓榨等工藝過程的效率。因而我們

7、可以把油籽的水分調(diào)節(jié)，看成是油籽加工工藝過程的最初階段，也是非常重要的階段。2怎樣使油籽達(dá)到適宜水分怎樣使油籽達(dá)到適宜水分油脂工廠使用的油籽因其來源、氣候條件等各種因素均不同，因此每批油籽的水分也不相同。如果成批油籽的水分與加工時(shí)的適宜水分不同，則油籽水分不論高于或低于適宜水分，我們都必須對(duì)油籽進(jìn)行水分調(diào)節(jié)，使加的油籽達(dá)到適宜水分。一般來講，油籽水分的調(diào)節(jié)常包含兩個(gè)方面：一是從油籽中除去水分（即干燥作用）或?qū)⒈匾乃旨尤胗妥阎校礉櫇?/p>

8、作用）；二是油籽的回潮作用，即使干燥后遺留在油籽中的水分重新分布，或是使?jié)櫇駮r(shí)所加入的水分，在油籽間以及在油籽內(nèi)的仁殼之間分布均勻。水分調(diào)節(jié)問題對(duì)棉籽的加工特別重要。棉籽的水分在干燥季節(jié)可降得很低，而在多雨季節(jié)，水分又式中T—水的表面張力，20℃下等于72.8（毫牛／米）Ｄ—毛細(xì)管直徑（米）H—水上升高度（米）r—水的密度，?。保埃常ㄇЭ耍祝常ゞ—重力加速度，取9.81(米秒2)由上式可得：其中R為毛細(xì)管半徑?？梢娒?xì)管越細(xì)，水上升得

9、越高。在吸附過程中，由于毛細(xì)管活化面上的水蒸汽壓力較大，有一部分蒸汽便凝結(jié)成水致使活化面為水液層所掩蓋。隨著吸附水層的增厚，水液有可能在毛細(xì)管中匯合形成毛細(xì)管水柱，水柱上端成彎月面。彎月面上的飽和蒸汽壓低于同溫度下普通水面上的飽和蒸汽壓，因此，在一般水面尚未達(dá)到飽和蒸汽的情況下，毛細(xì)管中就可能產(chǎn)生蒸汽凝結(jié)，此現(xiàn)象稱為毛細(xì)管凝結(jié)。油籽中的微毛細(xì)管可以從濕空氣中吸附蒸氣分子，當(dāng)被吸附的液體在毛細(xì)管中匯合形成彎月面后，即產(chǎn)生毛細(xì)管凝結(jié)現(xiàn)象。水

10、蒸氣凝結(jié)后充滿在毛細(xì)管中。粗毛細(xì)管管壁也能吸附蒸汽分子，但不能產(chǎn)生毛細(xì)管凝結(jié)作用。只有和液態(tài)水接觸，才能使毛細(xì)管充滿水分。種籽吸收蒸汽的情況如圖3—2所示。毛細(xì)管水分及潤濕水分基本保持水分原有的性質(zhì)，可以較容易地用機(jī)械方法或蒸發(fā)方法將其除去。（三）化學(xué)結(jié)合水分系指結(jié)合時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成新物質(zhì)的水，結(jié)合后水分子成為新物質(zhì)的組成部分。水分和物料間具有嚴(yán)格的數(shù)量關(guān)系。這種結(jié)合非常牢固，用通常的蒸發(fā)或干燥條件，不能去除化學(xué)結(jié)合水分。以上各種類

11、型的水分，若按其去除的難易程度，又可以分成自由水分和結(jié)合水分兩種：1自由水分包括存在于物料表面的潤濕水分及毛細(xì)管水分，這種水分屬于機(jī)械結(jié)合類型，與物料的結(jié)合強(qiáng)度弱，故易于去除。自由水分所產(chǎn)生的蒸汽壓力與液態(tài)水在同溫度下的蒸汽太力相同，因此自由水分的去除和水的氣化相同。2結(jié)合水分包括物料細(xì)胞或纖維皮壁及毛細(xì)管中的吸附水分，這種水分主要屬于物化結(jié)合水分。結(jié)合水分產(chǎn)生不正常的低氣壓，即它所產(chǎn)生的蒸汽壓小于液態(tài)水在同溫度時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽壓，比自由

12、水分難去除。二、二、油籽水分在氣體介質(zhì)中的移動(dòng)方向油籽水分在氣體介質(zhì)中的移動(dòng)方向由于油籽中水分的結(jié)合狀態(tài)不同，油籽吸濕及解吸過程的難易程度也不同。這點(diǎn)可由油籽和水分的結(jié)合能來判斷。圖3—3為4種油籽和水的結(jié)合能曲線，圖中4條曲線的形狀基本相同。當(dāng)油籽水分含量很低時(shí)，其結(jié)合能數(shù)值很高。隨著含水量的增加，結(jié)合能開始急劇下降，然后下降速度減慢；最后，結(jié)合能降至很低直至為0。這種結(jié)合能隨油籽含水量變化的現(xiàn)象，是由水分子和油籽結(jié)合的不同狀態(tài)所決定

13、的。當(dāng)油籽含水量很低時(shí)，由于結(jié)合以很大，故吸濕迅速而解吸緩慢；隨著油籽水分的增高，結(jié)合能下降，致使吸濕速度下降而解吸速度增強(qiáng)。物料和周圍氣體介質(zhì)接觸時(shí)，水分轉(zhuǎn)移的方向和程度，由物料含水量及介質(zhì)的相對(duì)濕度等因素所決定?，F(xiàn)將物料的等溫解吸過程說明如下：首先須了解吸濕（解吸）等溫線，乃是物料平衡水分與空氣相對(duì)濕度的相互關(guān)系曲線。此曲線的特性由水與物料結(jié)合的形式?jīng)Q定。毛細(xì)多孔物體的吸濕（解吸）等溫線是平穩(wěn)的S形曲線，不存在任何突變?？茖W(xué)家在分析