CN112617249B - 一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法 - Google Patents

一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法，属于饲料加工领域。该方法包括以下操作步骤：选取无霉变的大豆，晒干、脱粒，过筛除去泥土、碎石和杂质，得到洁净的大豆籽粒；过热蒸汽处理；两阶段超声波处理；将经过超声波处理的大豆籽粒放置于滚筒真空室内；其中，滚筒转速为30～40r/min，加热温度为80～90℃；真空度分别为0.008MPa和常压时，以20～30s：5～10s的时间比进行循环，循环周期为20～30次；停止作业，打开真空室，取出大豆籽粒。与现有技术相比，本发明具有以下优点：脱皮效果好、脱皮效率高、节能环保、干净卫生。本发明具有重要的市场和行业价值。

Description

一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法
技术领域
本发明涉及一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法，属于饲料加工技术领域。
背景技术
大豆是世界上最主要的油料作物和髙蛋白的粮饲兼用作物，大豆产业同时具有经济、政治和社会三重属性，对一个国家的粮食安全、经济增长和社会稳定等方面具有重要的战略意义(曾学明.我国大豆产业发展战略规划研究[J].中国农业资源与区划,2017,38(09):89-97)。我国是大豆发源地，有4700多年的栽培和消费历史。
大豆皮占大豆的5％～8％，主要成分是纤维素类物质，含脂肪一般不超过0.7％(张海生.大豆的营养价值及功效[J].大豆科技,2012(01):51-53)。大豆脱皮一是为了生产低变性食用豆粕和高蛋白质的豆粕，满足食品和饲料业的特殊要求；二是可以增加后序设备单位产能，降低浸出豆粕的残油和提高大豆油质量；三是可以减缓对设备磨损和污垢堵塞；四是可以利用大豆种皮富含纤维而开发生产高纤维产品。因此，脱皮是大豆预处理不可缺少的工序。经文献检索和生产实际调研，目前传统的大豆脱皮的方法主要分为两大类：(1)化学方法，如碱液脱皮法。由于碱液具有强腐蚀性，碱液脱皮易导致过度脱皮、影响损失等问题，脱皮后的大豆籽粒或多或少含有碱液成分、存在安全隐患，并且工业废水对环境造成污染。(2)机械方法，比如：①采用碾削原理，如碾米机；②采用剥刮原理，如磨粉机；③采用机械撞击方法。但是，上述方法很容易将整籽破碎，不利于大豆表皮与其它组织的脱离，并且在脱皮过程中还存在刮除过多子叶的问题，造成损失和浪费。
因此，亟需一种脱皮效果好、脱皮快速高效、节能环保、干净卫生的大豆籽粒脱皮方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法，用该方法所加工的脱皮大豆籽粒，具有脱皮效果好、脱皮快速高效、节能环保、干净卫生等优点。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法，包括如下步骤：
(1)选取无霉变的大豆，晒干、脱粒，过筛除去泥土、碎石和杂质，得到洁净的大豆籽粒；
(2)将上述大豆籽粒进行过热蒸汽处理，其中，蒸汽压力为0.30～0.40MPa，蒸汽温度为120～130℃，处理时间为6～8min；
(3)将经过步骤(2)的大豆籽粒进行两阶段超声波处理，其中，第一阶段的超声波频率为250～300kHz，功率为8～10W/g，处理时间为20～25min；第二阶段的超声波频率为60～80kHz，功率为30～40W/g，处理时间为10～15min；
(4)将经过超声波处理的大豆籽粒放置于滚筒真空室内；其中，滚筒转速为30～40r/min，加热温度为80～90℃；真空度分别为0.008MPa和常压时，以20～30s：5～10s的时间比进行循环，循环周期为20～30次；
(5)停止作业，打开真空室，取出大豆籽粒。
优选地，步骤(2)所述的过热蒸汽处理，其中，蒸汽压力为0.35MPa，蒸汽温度为125℃，处理时间为7min。
优选地，步骤(3)所述的两阶段超声波处理，其中，第一阶段的超声波频率为280kHz，功率为9W/g，处理时间为22min；第二阶段的超声波频率为70kHz，功率为35W/g，处理时间为12min。
优选地，所述步骤(4)中，滚筒转速为35r/min，加热温度为85℃；真空度分别为0.008MPa和常压时，以25s：5s的时间比进行循环，循环周期为25次。
优选地，步骤(1)所述的大豆为饲用大豆。在饲料行业，高蛋白粕是指蛋白质含量在47.5％～49％之间的豆粕，低蛋白粕是指蛋白质含量在44％～45％之间的豆粕。如果不采用大豆脱皮工艺，无论采用国内大豆还是进口大豆为原料，生产的豆粕蛋白质含量都达不到47.5％的标准。为得到高质量的豆粕，并提高饲料成型率、降低粉化率，本发明中所用大豆优选为饲用大豆。
本发明前期通过对大豆籽粒进行过热蒸汽处理，不仅可以起到软化大豆籽粒的作用，还降低大豆组织结构层间力学结合度，是后续超声波及脱皮作业的前提必要条件；其中处理时间是关键步骤、旨在形成子叶与种皮之间的力学梯度，过热蒸汽处理时间过长不仅造成资源能源浪费，还会破坏力学梯度，不易后续环节实现；此外过热蒸汽在大豆籽粒表面形成液态膜，是为后续空化作用实现提供了有利条件。本申请中两阶段超声波处理，通过超声波连续的压缩和膨胀产生高强度空化气泡轰击大豆籽粒表面，形成微射流并与大豆籽粒表皮产生剪切力，形成的破裂力流作用于表皮结构，破坏其聚合物结构，超声波产生的能量在振动的条件减弱大豆籽粒表皮与内部子叶的结合程度，为后续实现脱皮提供条件。在真空环节，快速降低的压力使大豆籽粒子叶与表皮结合处的高温水分瞬间蒸发而转化为水蒸气，引起压力骤增，从而有效破坏大豆表皮与籽粒子叶的力学联系；通过真空与常压的短时间循环变化使水蒸气形成蒸汽和压力流场，并且在转动的滚筒作用下，大豆籽粒与大豆籽粒间、大豆籽粒与设备间的作用下，迅速脱去表皮并实现分离。本发明大豆籽粒脱皮效果好、脱皮效率高、干净卫生，是一项颇具潜力和市场前景的新型加工技术。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明技术方案是有机整体，实现了大豆籽粒脱皮作业过程，实现了大豆种皮与皮下子叶的有效分离，在脱皮过程中不会脱皮多余的大豆子叶，造成损失和浪费。
(2)本发明前期通过对大豆籽粒进行过热蒸汽处理，不仅是后续超声波及脱皮作业的前提必要条件；而且通过对大豆表皮进行高温灭活杀菌，脱离的大豆表皮干净卫生、且熟化度高，可以直接高效再利用。
(3)本发明中超声波产生的能量在振动的条件减弱大豆籽粒表皮与内部子叶的结合程度，为后续实现脱皮提供条件；快速降低的压力使大豆子叶与表皮结合处的高温水分瞬间蒸发而转化为水蒸气，引起压力骤增，从而有效破坏大豆表皮与皮下子叶的力学联系；通过真空与常压的短时间循环变化使水蒸气形成蒸汽和压力流场，实现表皮与皮下子叶的高效分离。本发明脱皮效果好、脱皮效率高、大豆籽粒保存完整、节能环保、干净卫生。
具体实施方式
一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法，包括以下操作步骤：
(1)选取无霉变的大豆，晒干、脱粒，过筛除去泥土、碎石和杂质，得到洁净的大豆籽粒；
(2)将上述大豆籽粒进行过热蒸汽处理，其中，蒸汽压力为0.30～0.40MPa，蒸汽温度为120～130℃，处理时间为6～8min；
(3)将经过步骤(2)的大豆籽粒进行两阶段超声波处理，其中，第一阶段的超声波频率为250～300kHz，功率为8～10W/g，处理时间为20～25min；第二阶段的超声波频率为60～80kHz，功率为30～40W/g，处理时间为10～15min；
(4)将经过超声波处理的大豆籽粒放置于滚筒真空室内；其中，滚筒转速为30～40r/min，加热温度为80～90℃；真空度分别为0.008MPa和常压时，以20～30s：5～10s的时间比进行循环，循环周期为20～30次；
(5)停止作业，打开真空室，取出大豆籽粒。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例仅用以详细说明本发明一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法而非限制本发明。
实施例1
一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法，包括以下操作步骤：
(1)选取无霉变的大豆，晒干、脱粒，过筛除去泥土、碎石和杂质，得到洁净的大豆籽粒；(2)将上述大豆籽粒进行过热蒸汽处理，其中，蒸汽压力为0.40MPa，蒸汽温度为130℃，处理时间为6min；(3)将经过步骤(2)的大豆籽粒进行两阶段超声波处理，其中，第一阶段的超声波频率为300kHz，功率为10W/g，处理时间为20min；第二阶段的超声波频率为80kHz，功率为40W/g，处理时间为10min；(4)将经过超声波处理的大豆籽粒放置于滚筒真空室内；其中，滚筒转速为40r/min，加热温度为90℃；真空度分别为0.008MPa和常压时，以30s：10s的时间比进行循环，循环周期为20次；(5)停止作业，打开真空室，取出大豆籽粒。
实施例2
一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法，包括以下操作步骤：
(1)选取无霉变的大豆，晒干、脱粒，过筛除去泥土、碎石和杂质，得到洁净的大豆籽粒；(2)将上述大豆籽粒进行过热蒸汽处理，其中，蒸汽压力为0.30MPa，蒸汽温度为120℃，处理时间为8min；(3)将经过步骤(2)的大豆籽粒进行两阶段超声波处理，其中，第一阶段的超声波频率为250kHz，功率为8W/g，处理时间为25min；第二阶段的超声波频率为60kHz，功率为30W/g，处理时间为15min；(4)将经过超声波处理的大豆籽粒放置于滚筒真空室内；其中，滚筒转速为30r/min，加热温度为80℃；真空度分别为0.008MPa和常压时，以20s：5s的时间比进行循环，循环周期为30次；(5)停止作业，打开真空室，取出大豆籽粒。
实施例3
一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法，包括以下操作步骤：
(1)选取无霉变的大豆，晒干、脱粒，过筛除去泥土、碎石和杂质，得到洁净的大豆籽粒；(2)将上述大豆籽粒进行过热蒸汽处理，其中，蒸汽压力为0.35MPa，蒸汽温度为125℃，处理时间为7min；(3)将经过步骤(2)的大豆籽粒进行两阶段超声波处理，其中，第一阶段的超声波频率为280kHz，功率为9W/g，处理时间为22min；第二阶段的超声波频率为70kHz，功率为35W/g，处理时间为12min；(4)将经过超声波处理的大豆籽粒放置于滚筒真空室内；其中，滚筒转速为35r/min，加热温度为85℃；真空度分别为0.008MPa和常压时，以25s：5s的时间比进行循环，循环周期为25次；(5)停止作业，打开真空室，取出大豆籽粒。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选取无霉变的大豆，晒干、脱粒，过筛除去泥土、碎石和杂质，得到洁净的大豆籽粒；
所述的大豆为饲用大豆；
(2)将上述大豆籽粒进行过热蒸汽处理，其中，蒸汽压力为0.30～0.40MPa，蒸汽温度为120～130℃，处理时间为6～8min；
(3)将经过步骤(2)的大豆籽粒进行两阶段超声波处理，其中，第一阶段的超声波频率为250～300kHz，功率为8～10W/g，处理时间为20～25min；第二阶段的超声波频率为60～80kHz，功率为30～40W/g，处理时间为10～15min；
(4)将经过超声波处理的大豆籽粒放置于滚筒真空室内；其中，滚筒转速为30～40r/min，加热温度为80～90℃；真空度分别为0.008MPa和常压时，以20～30s：5～10s的时间比进行循环，循环周期为20～30次；
(5)停止作业，打开真空室，取出大豆籽粒。
2.根据权利要求1所述的一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法，其特征在于：步骤(2)所述的过热蒸汽处理，其中，蒸汽压力为0.35MPa，蒸汽温度为125℃，处理时间为7min。
3.根据权利要求1所述的一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法，其特征在于：步骤(3)所述的两阶段超声波处理，其中，第一阶段的超声波频率为280kHz，功率为9W/g，处理时间为22min；第二阶段的超声波频率为70kHz，功率为35W/g，处理时间为12min。
4.根据权利要求1所述的一种大豆籽粒的高效物理脱皮方法，其特征在于：所述步骤(4)中，滚筒转速为35r/min，加热温度为85℃；真空度分别为0.008MPa和常压时，以25s：5s的时间比进行循环，循环周期为25次。
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