米糠是稻米加工中的副產(chǎn)物,一般為稻谷量的4%~6.5%,為糙米量的6%~8%[1]。作為稻谷加工過(guò)程中的副產(chǎn)物米糠,每年的產(chǎn)量達(dá)1400萬(wàn)t以上。米糠含油量為15%~22%,相當(dāng)于大豆的含油量。米糠油是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的食用油,是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)保健油[2]。然而,目前我國(guó)的米糠油年產(chǎn)量不足12萬(wàn),t大部分米糠資源用作畜禽飼料,造成了資源的極大浪費(fèi)。因此,大力開(kāi)發(fā)利用米糠資源,對(duì)于我國(guó)增產(chǎn)油脂,緩解食用油供需矛盾以及增加米糠的附加值都有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1、米糠的物理特性

      米糠富含脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素、菲汀、胰蛋白酶抑制劑、脂肪酶和植物凝血素(血細(xì)胞凝血素),是一種寶貴的油料資源。米糠非常容易變質(zhì),儲(chǔ)存性極差,主要原因是米糠中含有多種酶,而脂肪酶及脂肪氧化酶則是影響米糠穩(wěn)定性的兩種主要酶類[2]。在適宜的條件下,脂肪酶可促使米糠中的油分解成甘油和游離脂肪酸,導(dǎo)致米糠酸值升高,進(jìn)而由于脂肪氧化酶催化游離不飽和脂肪酸引起氧化變質(zhì),產(chǎn)生哈喇味。研究結(jié)果表明,脂肪酶在水分12%~15%,溫度35~40e,pH7~8時(shí)表現(xiàn)出較強(qiáng)的活性[3]。米糠新鮮程度與出油率和精煉率有如表1所示的關(guān)系。

2、米糠的穩(wěn)定化預(yù)處理

      由于新鮮米糠極易氧化酸敗,進(jìn)而影響其綜合利用價(jià)值,所以必須先進(jìn)行穩(wěn)定化預(yù)處理,以有效抑制和鈍化米糠解脂酶的活性,同時(shí)減少營(yíng)養(yǎng)成分的損失。其穩(wěn)定化處理方法包括冷藏法、微波法、輻射法、介電加熱法、化學(xué)處理法、熱處理法和膨化法等。根據(jù)國(guó)內(nèi)外資料報(bào)道,利用膨化法抑制和鈍化解脂酶,穩(wěn)定米糠酸值已成為唯一可行的工業(yè)化技術(shù),并可保持其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。經(jīng)膨化法處理的米糠,保質(zhì)期可達(dá)到1年。常溫下存放2~3個(gè)月,酸值(KOH)升高不超過(guò)3mg/g,常溫下存放1年,酸值(KOH)穩(wěn)定在10mg/g以下,解脂酶的殘酶活力小于4%[3]。

3、米糠膨化工藝及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程[4,5]

3.2操作要點(diǎn)

3.2.1  糠粞分離  

      稻谷在加工過(guò)程中或米糠在運(yùn)輸過(guò)程中經(jīng)常會(huì)混入一些鐵釘、螺絲、鐵屑等金屬雜質(zhì),這些鐵雜會(huì)使后續(xù)工序中的膨化機(jī)榨螺造成嚴(yán)重的磨損甚至損壞,并可能堵塞膨化機(jī)出料?？椎目紫?造成榨膛壓力極度升高,從而影響膨化效果,嚴(yán)重時(shí)還可能造成安全事故。因此,物料在進(jìn)膨化機(jī)前必須將鐵雜除凈。無(wú)動(dòng)力永磁筒是具有高磁場(chǎng)強(qiáng)度的永磁體,除鐵效率高,當(dāng)物料從進(jìn)料口進(jìn)入時(shí),鐵類雜質(zhì)能夠自動(dòng)被吸附到永磁體表面,從而達(dá)到分離目的,是當(dāng)前油料加工中的首選除鐵設(shè)備。

      從膨化機(jī)出來(lái)的米糠水分太大,溫度太高,需要將水分調(diào)整至7%~9%,溫度50~60e,以滿足浸出的要求,平板烘干機(jī)是目前常用的設(shè)備。

4、膨化米糠的浸出工藝及操作要點(diǎn)

      膨化米糠浸出的工藝與設(shè)備和其他油料類似,整個(gè)過(guò)程也分為物料浸出、濕粕脫溶、混合油蒸發(fā)和溶劑回收4大工段,下面對(duì)各工段的操作要點(diǎn)分別加以說(shuō)明。

      由于膨化米糠在烘干及后續(xù)的刮板機(jī)輸送過(guò)程中易被鏈條磨碎,產(chǎn)生大量的粉末,從而大大降低溶劑的滲透率,使粕中殘油率升高。因此,在設(shè)計(jì)平轉(zhuǎn)浸出器時(shí),料格不宜過(guò)高,料層一般控制在1.3m左右,而且浸出時(shí)間要延長(zhǎng),一般要大于2h。設(shè)計(jì)處理量相當(dāng)于加工大豆坯的113~115倍。另外,在料坯浸出過(guò)程中,粉末不可避免地會(huì)通過(guò)柵板間隙進(jìn)入到油斗中,如果長(zhǎng)時(shí)間積聚,會(huì)造成出油口混合油管堵塞,抽不出混合油,影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。針對(duì)這一問(wèn)題,可在浸出器的每個(gè)油斗內(nèi)安裝一個(gè)反沖管,與每臺(tái)循環(huán)泵的出口管路相連接,在生產(chǎn)過(guò)程中,經(jīng)常打開(kāi)反沖管的控制閥門(mén),將油斗內(nèi)的粉末沖起來(lái),與混合油一起通過(guò)循環(huán)泵打入浸出器料層上面,通過(guò)料層的自濾作用,減少粉末進(jìn)入油斗的量,從而保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

4.2.2  脫溶工段

      從浸出器出來(lái)的米糠濃混合油中一般含有3%~5%的固體雜質(zhì)(主要是粕粉),這些固體雜質(zhì)會(huì)在蒸發(fā)器的管壁上形成污垢,降低傳熱效果,在蒸發(fā)和汽提的過(guò)程中容易產(chǎn)生大量的泡沫而引起液泛現(xiàn)象,同時(shí)由于高溫的作用,容易炭化,使毛油色澤加深,降低精煉率。因此,混合油中的粕粉應(yīng)在蒸發(fā)前盡可能的除去。目前通常先采用兩臺(tái)立式混合油罐串聯(lián)的方式,利用粕粉與混合油密度的不同,依靠重力作用自然沉降而得以分離。一般沉降時(shí)間大于40min。經(jīng)沉降分離后的混合油再由泵打入連續(xù)式過(guò)濾器進(jìn)一步分離,從而保證混合油的含雜量達(dá)到要求。由于浸出米糠的浸出器比處理其他同等規(guī)模油料的浸出器要大,相應(yīng)的循環(huán)量也應(yīng)增大,這就要求增大新鮮溶劑噴淋量,從而使混合油濃度相應(yīng)降低,因此在設(shè)計(jì)蒸發(fā)器時(shí)其面積也要相應(yīng)增大。另外,很重要的一點(diǎn)就是由于混合油濃度較稀,當(dāng)受熱時(shí),溶劑會(huì)急劇蒸發(fā)膨脹而快速上升,因此蒸發(fā)器的列管不宜過(guò)長(zhǎng),一般為4~5m,否則不利于升膜,影響蒸發(fā)效果。在具體蒸發(fā)操作時(shí),還應(yīng)保證混合油連續(xù)而穩(wěn)定的流量,并且保證進(jìn)入蒸發(fā)器的混合油的溫度接近于開(kāi)始沸騰產(chǎn)生氣泡時(shí)的溫度(即泡點(diǎn)),這樣有利于拉膜,增強(qiáng)蒸發(fā)效果,使蒸發(fā)系統(tǒng)達(dá)到最佳的工作狀況。