CN1177449A - 包衣棉籽及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明披露了覆盖淀粉包衣的带棉籽绒的棉籽,该淀粉可任选地含有一种或多种有关生物材料,它们选自维生素、饲料辅料、油、脂、尿素、防腐剂、防虫剂、药物、抗发芽剂及保护剂,并提供了其制备方法。淀粉包衣的棉籽用作饲料和种植材料。淀粉包衣使棉籽可用于普通饲料装卸设备和种子种植设备。

Description

包衣棉籽及其制造工艺

本发明涉及带有棉籽绒的棉籽，它覆盖有淀粉包衣以适用于农场及大牧场通常所用的动物饲料装卸设备，以及涉及把包衣施于棉籽的工艺。

棉籽的营养是丰富的，并且，奶牛生产者把它看作是牛群喜爱的畜饲料。如果棉籽可用普通的饲料装卸设备装运、储存及分料的话，那么棉籽将更普遍地作为一种饲料。在从棉花植株的棉桃上采下棉花之后，便由轧棉机进行加工，轧棉机梳理棉花，把棉籽与棉纤维分离。从轧棉机中出来的棉籽包复有一层薄的残留棉纤维，被称为“棉籽短绒”或“棉籽绒”，它使棉籽具有绒毛外观。每个棉籽上伸出的棉籽短绒强趋于与邻接棉籽的棉籽短绒连接，结果使棉籽粘在一起而不能流动。棉籽的这种差流动性需要专用设备来装卸和运送棉籽。

近来工业改革的轧棉机和纺织生产机械导致棉花生产惊人地增加，随之相应棉籽增加。起初，除了用于种植生产下季作物之外，棉籽被认为是几乎没有商业价值的废的副产品。大约在十九世纪中期，发现能把棉籽挤榨生产可用油。以后把制油过程中的残余用作喂养动物的饲料辅料。近年来，已大大增加了把整个棉籽用作牲畜饲料的需求。

由于在十九世纪种植是强体力手工操作劳动，而且，棉籽油生产用专用机器，棉籽结团在一起的习性几乎不被看作是一个问题。然而，本世纪前半叶出现了高机械化农业，并且增加了整个棉籽作为牲畜饲料的需求，这增强了人们对装卸棉籽困难的关注。

牲畜饲料工业对于棉籽的需求不同于种植种子工业的需求。例如，相对地说，种植种子的特点在于高质量、高成本及低容量。相比较，用作饲料的棉籽的特点是较低质量、低至中等成本及大容量。因此，用于改善种植种子的流动性的每单位体积的高成本是可以接受的，但对于牲畜饲料来说是不行的。作为另一个例子，在加工期间的加热会影响种植种子的萌芽，但是，对于饲料用种子适当进行加热或烘干实际上会提高用于牲畜饲料的价值。

现有技术中用于改善棉籽流动性的大部分方法包括用机械装置、化学装置或用烤焦来去除棉籽绒。Coles等人的美国专利5,204,102和5,363,754披露了把包衣棉籽用作动物饲料及其生产这种饲料的设备，特别是Coles等人披露了在包衣前用烤焦去除棉籽绒，以及用粘性“粘性剂”把“填料”固定到棉籽上。Coles等人所述的“粘合剂”选自糖浆、树胶、淀粉或lignasite，而“填料”是无机物粉末或结构性蛋白。

这些去除棉籽绒的任一方法都需要一个附加的工艺步骤，该步骤导致了设备、材料和能源的额外花费。另外，棉籽绒对于反刍类动物有某种营养价值，因此，在把棉籽用作饲料的地方，保留棉籽绒是有益的。

本发明的一个目的是提供包衣的、带有棉籽绒的棉籽，该棉籽特别适用作一种具有流动性的饲料，该流动性使其可以用普通设备装卸及运送。另一个目的是提供制备仍保留棉籽绒即不去绒的这种包衣的棉籽。

本发明的第一个方面是提供覆盖淀粉衣的带棉籽绒棉籽，该淀粉衣中可任选地含有维生素、饲料辅料、油、脂、尿素、抗霉剂、防腐剂、防虫剂、药物、抗发芽剂及保护剂。

由于农场主、牛奶场主及大牧场主广泛用于普通饲料及谷物装卸和运送的设备能装卸及运送本发明这种包衣棉籽，所以该包衣棉籽作为动物饲料是非常有用的。另外，包衣中的任选成分可以提高棉籽的营养价值，延长其储存寿命，以及提高包衣的耐久性。

本发明的第二个方面是提供用于包衣棉籽的工艺，主要由下列步骤组成：

a、给带棉籽绒的棉籽喷覆包衣，该包衣主要由热的、含水的、胶状淀粉悬浮物组成，可任选地含有一种或一种以上的有关生物材料，它们选自维生素、饲料辅料、油、脂、尿素、抗霉剂、防腐剂、防虫剂、药物、抗发芽剂及保护剂，同时搅拌所述带有棉籽绒的棉籽，产生淀粉悬浮物包衣的棉籽；

b、干燥所述淀粉悬浮物包衣的棉籽，产生淀粉包衣的棉籽；

c、分散所述淀粉包衣的棉籽；以及

d、冷却和保存所述淀粉包衣的棉籽。

可重复步骤a、b和c一次或多次，以便形成双层或多层包衣。对包衣的棉籽可进行或不进行烘干和热浸。

图1是说明用于制备本发明包衣棉籽的工艺流程图。

图2是说明例1、2和3中用于制备本发明包衣棉籽的工艺示意图。

图3是说明例4中用于制备本发明包衣棉籽的工艺示意图。

本文所使用的“棉花种子”、“棉花的种子”以及“种子”可以是单个或多个的，把商品的各个组分看作是单个的，用集合术语“棉籽”。

参见图1的流程图，在开始本发明工艺之前，用轧棉操作从原棉中去除棉籽，即棉籽来自棉植株的棉桃。去籽棉被进一步加工成织物。最好是，作为本工艺中开始材料的棉籽预先已被去除了大部分过长的纤维。

在图1所示的包衣工艺步骤中1中，给具有棉籽绒的棉籽喷上热的、胶状淀粉悬浮物。包衣厚度是随三个主要因素而变化的：a、淀粉悬浮物的粘度，b、淀粉的浓度，c、棉籽喷覆悬浮物的时间。可以改变每个因素来调整包衣的厚度。

可以在一淀粉冷却容器中制备胶状淀粉悬浮物，该容器装有用于加热和搅拌悬浮物的装置。制备淀粉悬浮物的技术是已知的，例如参看亚拉巴马州奥本市的奥本大学所著的《纺织上浆理论与实践》第一版、第一专题(1972)，应在一定比例范围内，以一定顺序以及一定湿度范围内混合淀粉和水，从而获得光滑且均匀的胶状悬浮物。用于本发明工艺较好的淀粉悬浮物按重量计约为2％～25％淀粉，在约76℃温度下加热，煮沸并搅拌，直到成胶状为止。熟悉本技术领域的人会知道可以通过间歇或连续工艺来制备胶状淀粉悬浮物。

各种来源的淀粉可被用于本发明。例如，马钤薯、小麦和玉米淀粉或其混合物是可采用的。因此，淀粉的选择取决于其利用和经济条件。

胶状淀粉悬浮物的主要成分是淀粉和水，但可以加入一种或多种任选的有关生物成分，如维生素、饲料辅料、油、脂、尿素、抗霉剂、防腐剂、防虫剂、药物、抗发芽剂及保护剂，以增强包衣棉籽的性能。例如，包衣中可含有一种混加着色剂的维生素，以便于识别增强性能的包衣棉籽。另外，可把小量表面活化剂，如增湿剂，加到淀粉悬浮物中以促进均匀覆盖。在淀粉悬浮物制备期间的任何时侯都可以加入任选的成分，但通常加入在接近受煮过程结束时，刚好在喷覆到棉籽之前，或在已喷覆棉籽的搅拌期间。

在步骤2中，淀粉包衣棉籽实际上是由加热的空气来干燥的。通常，当棉籽由传送装置，如移动带、格栅或筛移动之类经过干燥室时，让热气流(大约100℃～150℃)从包衣棉种子层上通过来进行干燥。干燥率可由热气流的温度、流动速率和种子的移动速率来控制。可调节这些因子，以便棉籽离开干燥室时棉籽的包衣变硬而不脆或不成片状。最好是，干燥包衣使含水量为约7％～11％之间。

在步骤3中，包衣棉籽通过一系列拍打器，把包衣棉籽块分开，即分散。分散可以是单一或多个步骤的工艺，并且可以是与步骤2连续的或同步的。拍打器可以是现有技术中已知的用于分散包衣物品的任何结构，例如，设有钉子从鼓上伸出的反转向鼓，该鼓把聚集的包衣棉籽分开。作为一种变型，可把一系列拍打器置于步骤2中所述的干燥器中。

在步骤4中，使包衣种子冷却到室温，然后储存，直到整批打包或装运给使用者。储存的包衣棉籽必须保持干燥，并要防止温度剧变。

步骤1(R)是个循环步骤。如果想要厚包衣或需要多层包衣的话，可以重复步骤1、2和3，即工艺可循环一次或多次。(图1中虚线框表示步骤1(R)是可选可不选的。)对某些应用来说，使用多层薄包衣而不用单层厚包衣是有益的。应用多层薄包衣产生硬淀粉包衣，它能经受粗放装卸和长时间储存。对于用作种植材料的包衣棉籽应优选多层薄包衣。但是，应用单层厚包衣消耗的资源和能源比多层包衣的少，并且应用于许多动物饲料是可以接受的。

对于大部分用作饲料的包衣来说，包衣的程度最好在包衣棉籽重量约5％～10％之间(依干燥的淀粉和干燥的棉籽为基础)。但是，某些专门应用需要非常薄或超厚包衣，如包衣中含有几种任选成分时。

各种来源的淀粉可用作本发明。例如，马铃薯、小麦和玉米淀粉或其混合物是可选用的。因此，选择淀粉类型取决于利用和经济条件。

由步骤1至步骤4所制备的包衣棉籽也可被用作种植材料，即种植生产另一季作物的种子。在包衣棉籽用作种植材料的地方，棉籽复合包衣最好选择多层薄包衣方式，该复合包衣是可以适用于机械化种植设备。用作种植材料的包衣度与用作饲料材料的一样。另外，当包衣棉籽应用为种植材料时，棉籽的淀粉包衣中的任选成分可以是抗霉剂、防腐剂、促发芽剂和保护剂，而不会是抗发芽剂或其它成分，这类成分只用于动物饲料，而对棉花植株是有害的。

在步骤5(由图1中虚线框表示可任选的部分)中，可以加热包衣棉籽，最好在约140℃～150℃之间加热大约5～15分种，更完全地去除残留水分，烘干包衣棉籽。在步骤6(可任选)中，在把包衣棉籽冷却到常温并进入长期储存的步骤4之前，把来自步骤5的热而干的包衣棉籽浸在保持区内，温度最好在100℃～150℃之间，保持约20～30分种。经过步骤5和6之后的包衣棉籽的含水量最好在约1％～5％之间。

把烘干与浸热结合起来可显著降低棉籽内的水分，并可减少可引起棉籽变坏的微生物；因此，可以长期储存包衣棉籽。然而，如果在制备的几个月内使用包衣棉籽并在干燥、中温条件下储存的话，一般不需要这两个额外的步骤。烘干和浸热也可以为牛奶场生产更丰富的牲畜饲料。但是，必须平衡营养价值中边际增长与这两个步骤中相对消耗的资源。

下面的例子说明了本发明，但不限于此。图2和图3是关于上述过程和图1流程图所说明工艺的示意图，帮助理解这些例子。

例1、1000Kg量的包衣棉籽的制备

参见图2，把淀粉(64Kg)和冷却水(450L)加入装备有一个搅拌器和一个加热用汽套的淀粉炉中。用力搅拌淀粉和水以形成乳状悬浮物，然后，随着搅拌加热沸腾或近沸腾，直到淀粉成为胶状。也就是乳状悬浮物成为厚的半透明胶状。然后，把热的胶状悬浮物经绝缘管从冷却器抽到绝缘储存罐2中，在给棉籽包衣之前，该悬浮物储存于此。

把约250Kg量的带有棉籽绒的棉籽装入种子斗4中，通过一系列计量轮5把棉籽从种子斗送到一混合室中，混合室上方是一系列喷嘴6。当种子斗被排空时，再加入棉籽，直到所有1000Kg棉籽都置于种子斗中为止。由一泵3迫使从储存罐2出来的热的胶状淀粉悬浮物喂进一绝缘管口，通过喷嘴6到棉籽上，该棉籽在混合室内正由搅龙7搅拌着。在一种速率下加入胶状淀粉悬浮物，以便整批悬浮物均匀用在1000Kg棉籽上。(应用的这个速率可以根据棉籽涌出率和悬浮物量或经验控制量来计算确定。)当混合搅拌龙随机转动使棉籽移过混合室时，通过喷嘴6从上方喷覆棉籽。种子也可在聚集于混合室底部的悬浮物中滚动。

通过混合搅龙的运动使包衣棉籽移出混合室，且由螺旋状搅龙8传送到传送带干燥室10，并送到通风传送带上。当包衣种子送到传送带上的干燥室时，它们在校平轮11下通过，该校平轮11设置成足以高到刚好在传送带上方，并可使种子产生约1.5cm厚均匀层。在约5分种期间包衣种子暂时处于干燥室中，让压力热风(约110℃～125℃)在包衣种子层上通过。

在包衣和干燥期间包衣棉籽趋于聚集一起。当包衣棉籽离开传送带上的干燥室时，它们落入分散室，在此处它们通过第一组拍打器12，即一对带有长钉的反向转鼓，它使聚集物的大部分分开。然后，包衣种子落到倾斜短筛13，其筛网大小能使单个包衣种子通过，而仍聚集的包衣种子滑过筛的顶部。然后，仍聚集的种子降落通过第二组拍打器14(与第一组拍打器基本相同)，它使种子分开。分开的包衣种子落到一传送带17上，并且当把它们送到储存容器中时冷却至接近常温。淀粉包衣的重量范围约为干燥的包衣棉籽的5％～7％。

例2、包衣中含有营养辅料的1000Kg包衣棉籽的制备

包衣棉花种子按例1来制备，不同之处是把胶状淀粉悬浮物从炉中刚好要转移到储存罐之前，把25 Kg受保护的氨基酸饲料辅料与0.5KgUSDA认可蓝色食物着色剂混合加到胶状淀粉悬浮物中，提高了包衣棉籽产品的营养，并且着成蓝色以便于据此识别。作为变化方式，在使用的淀粉没有预混合时加入干燥辅料和着色剂。

例3、1000Kg量多层包衣棉籽的制备

按例1相同方式制备包衣棉籽，不同之处是用600L(而不是450L)水来制备胶状淀粉悬浮物。这种变化产生较稀的悬浮物。另外，调节悬浮物的施加速率，以便把1/3量的该悬浮物覆在1000 Kg棉籽上。在所有棉籽都已包衣和干燥之后，把它们送回到种子斗，并再次包衣和干燥。再重复包衣过程以便生产带有三层淀粉薄衣的棉籽。这批包衣的棉籽也可用作种植材料。

例4、1000Kg量的烘干和热浸包衣棉籽的制备

参见图2和图3，如例1那样制备一批包衣棉籽。但是，在包衣棉籽离开第二组拍打器14时不是把其储存起来，而是使其落到通风传送带上，并进入第二传送干燥室15中，该干燥室基本与传送干燥室10(见图3)相同。在此大约十分种的通过时间期间，由压力热风(约146℃)加热。通过这种加热可进一步去除包衣棉籽中的水分，并使种子内部的温度达到146℃。包衣棉籽在离开干燥室10后进入绝缘仓16热浸约20分种，然后冷却至常温并送到储存室。包衣棉籽的含水量范围约为2％～4％。

Claims (13)

1、用于制备淀粉包衣棉籽的工艺，主要由下列步骤组成：

a、给带有棉籽绒的棉籽喷覆一包衣，该包衣主要由热的、含水的、胶状淀粉悬浮物组成，可任选地含有一种或一种以上有关生物材料，它们选自维生素、饲料辅料、油、脂、尿素、抗霉剂、防腐剂、防虫剂、药物、抗发芽剂及保护剂，同时搅拌所述带有棉籽绒的棉籽，产生淀粉悬浮物包衣的棉籽；

b、干燥所述淀粉悬浮物包衣的棉籽，产生淀粉包衣的棉籽；

c、分散所述淀粉包衣的棉籽；以及

d、冷却和储存淀粉包衣的棉籽。

2、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，重复步骤a、b和c一次或多次。

3、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，在步骤c之后烘干和热浸所述淀粉包衣的棉籽。

4、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的热的、含水的胶状淀粉悬浮物淀粉重量约为2％～25％。

5、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的淀粉为玉米淀粉。

6、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的热的、含水的胶状淀粉悬浮物是通过下列方式制备出的，即把一种具有重量约2％～25％的玉米淀粉的含水悬浮物加热到沸点，直至所述玉米淀粉悬浮物已成胶状为止。

7、覆盖了一层包衣的带有棉籽绒的棉籽，该包衣主要由淀粉组成，该淀粉中可任选地含有一种或多种有关生物材料，它们选自维生素、饲料辅料、油、脂、尿素、抗霉剂、防腐剂、防虫剂、药物、抗发芽剂及保护剂。

8、根据权利要求7所述的带有棉籽绒的棉籽，其特征在于，所述的淀粉为玉米淀粉。

9、根据权利要求7所述的带有棉籽绒的棉籽，其特征在于，所述淀粉包衣按干燥的基准计，重量约为5％～10％。

10、根据权利要求7所述的带有棉籽绒的棉籽，其特征在于，所述的淀粉包衣含有一种着色剂。

11、根据权利要求7所述的带有棉籽绒的棉籽，其特征在于，所述的淀粉包衣含有维生素和饲料辅料。

12、一种动物饲料，主要由带有棉籽绒的棉籽组成，该棉籽覆盖一层淀粉包衣，该淀粉可任选地含有一种或多种有关生物材料，它们选自维生素、饲料辅料、油、脂、尿素、防腐剂、防虫剂、药物、抗发芽剂及保护剂。

13、主要由带有棉籽绒的棉籽组成的种植材料，该棉籽覆盖一淀粉包衣，该淀粉包衣可任选地含有一种或多种有关生物材料，它们选自抗霉剂、防腐剂、防虫剂、促发芽剂和保护剂。

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