(1)_什么是膨化机_膨化机与挤压机的区别_?_
什么是膨化机?
美国安德森国际公司自1888年发明了全世界第一台螺旋榨机应用于油籽机榨(完全压榨)。全世界因而才有了现在被称为现代“植物油”工业的行业。由此安德森一直在为世界油脂工业提供世界上最先进的榨机系列设备。直到现在,安德森仍坚持自己的纯机榨工艺来为用户提供“绿”油脂产品并在世界范围取得了成功。安德森单单为菲律宾市场就提供了400余台各种榨机。安德森还是世界第一大动物脂肪榨机的生产商。
1948年安德森国际公司发现通过改进榨机的挤压榨螺结构,可以为加工食品、饲料提供新的膨化、蒸煮效果,于是在1954年安德森发明的世界上第一台膨化-蒸煮-挤压机(EEC)得以出现。在应用于溶剂浸出予处理实验中,通过EEC处理的大豆胚能形成柱状料,内部呈颗粒结构,膨化/挤压料表面也有油迹出现,这是因为挤压作用而导致因破碎、轧胚而破裂的油细胞挤出至物料表面而产生的现象。大豆胚经挤压处理后容重增加,但综合后续加工成本,这一技术没有明显的使用价值。因此当时安德森没有将此技术应用于溶剂浸出予处理中。我们发现:尽管如此,1954年安德森EEC的挤压、膨化效果仍要比目前发展中国家仿造安德森膨化机好得多。
发展中国家和发达国家的区别
在1965年,安德森发明了“膨化”技术并将其应用在安德森的饲料挤压机上。由此,饲料挤压机进入了一个新的时代–饲料膨化机横空出世。安德森的饲料膨化机是由榨机发展而来,所以其特点为长螺杆机型,在
加工饲料时可不加装调质器。安德森膨化机不仅仅应用在饲料行业,并已经发展到了婴儿食品、淀粉糊化领域。
1965年安德森国际公司将此技术进一步发展并应用在米糠、棉籽膨化浸出上,安德森SOLVEX膨化机在同年问世。1966年SOLVEX膨化机开始应用于加工大豆、玉米胚以及油菜籽、油葵、红花籽、湿法玉米胚、蓖麻籽等予榨饼膨化浸出,安德森SOLVEX膨化机因而可予处理溶剂浸出前含油33%的所有油料,全世界油脂行业因而从中受益。
1990年美国安德森国际公司发明了膨化机榨笼并可加装到所有已售出的SOLVEX油脂膨化机上用于溶剂浸出前直接膨化予处理含油高于33%的油籽,新机型因而获得全能加工能力并被命名为HIVEX膨化机。HIVEX 膨化机可加工含油33%以上的油菜籽、油葵、花生、红花籽、油棕榈、椰核等高含油料,并可同机加工含油33%以下的大豆、棉籽、米糠、干法玉米胚以及所有种类预榨饼。
1992年安德森发明了DOX系列干法膨化机用于安德森的机榨前予处理,机榨工艺由此取消了应用百年的蒸炒工艺并使机榨植物油技术真正成为“绿油脂”,并且使榨机产量提高50%至3倍。DOX膨化机同时为干法膨化加工全脂大豆粉、玉米粉、各种粉状饲料提供了一个新的世界。
随着时间的推移,膨化技术越来越受到油脂、饲料行业的重视。膨化机在这些行业的逐步推广,使得全行业从中受益。
购买/选择膨化机最需首先了解的是:
●什么是“油脂膨化机”?油脂膨化机能给溶剂浸出行业带来什
么“好处”?
●什么是“挤压机”?挤压机有什么种类?挤压机是否能应用于溶
剂浸出行业?挤压机能否给溶剂浸出行业予处理带来“好处”?
什么是油脂膨化机?挤压机在制做意大利面及塑料制品中已应用多年,但是在50年代,一种新型的挤压机得到发展。这种挤压产生磨擦热,对物料产生剧烈的揉搓作用。同时亦喷入蒸气,有时喷入水至挤压物料中。热量、水分及压力由挤压机高压蒸煮物料产生,当物料由挤压机内部高压状态下释放出来时,一些已吸收的水分会挥发成水蒸气,这使物料本身产生膨胀并呈现多孔结构。加工物料必须含有相当数量的淀粉或蛋白,其蒸煮作用必须将淀粉或蛋白转化为粘性状态以使释放出来的物料有足够的弹性支持其内部多孔结构的形成,能完成这种工作的挤压机被称为“膨化机”。
膨化机通常是命名来描述谷物食品膨化加工的。通常情况下,通过膨化机加工一种物料会减小物料的容重。例如,富含淀粉的谷物食品或配方饲料在膨化机内会形成流动性的湿团,从出料压模挤出后会因为挥发的水分膨胀而产生低容重的最终产品。
然而,低淀粉含量或低蛋白含量油籽如大豆、油菜籽或相对来讲纤维含量较高的物料,如米糠膨化后事实上物料是会被膨化机挤压的更为紧密的。所以一台被称为油脂膨化机的机器事实上是会增加各种油籽如大豆、棉籽、油菜籽、米糠的容重的。
在膨化机家族中,油脂膨化机要求膨化料柱状料表面充满油迹、内部呈多孔颗粒状、油籽细胞大部破裂、物料呈透气状态。处理后的物料呈柱状但内部没有多孔颗粒状结构,整个柱状结构不能吸透/吹透的挤压、蒸煮设备只能称作“挤压机”。
因为油脂膨化机是由挤压机发展而来,仿造膨化机在任何部位加工精度略差,就会退回到挤压机的行列中。如果膨化机操作有误,物料因而丧失膨化效果,而只会有挤压效果。在挤压机当中,同仿造膨化机透气效果相当的是意大利通心粉挤压机,内部有略微透气效果。但其整个柱状结构,无论是取100毫米或10毫米长度来测试,都不能吸透或吹透。这种挤压料的透气效果应用在溶剂浸出方面是远远不够的。
食品行业的膨化机比较好识别,因为膨化食品原料大多淀粉或蛋白质含量很高,膨化系数很高,有的能达到5。因此,目视即可看出同种原料膨化食品通过不同“膨化机”加工出来的效果有什么不同。当然品尝
一下能更清楚地了解其“适口性”的区别。
而大豆的膨化系数仅为1.4-1.8,目视比较难以辨别究竟是挤压效果或是膨化效果。
安德森油脂膨化机在加工全脂大豆粉时,由于不必形成多孔颗粒状(无须受溶剂浸出处理的要求约束),所以膨化系数较高。并可根据用户的需要调整膨化机出料水分、温度等来控制膨化程度、蒸煮程度、尿素酶含量等。需要的话,用户可将出料温度控制在150度左右,并将尿素酶含量钝化到0.02;
在膨化机应用于溶剂浸出工艺中,应将安德森膨化机出料温度控制在115-120度间。在此温度下,膨化机有助于控制尿素酶的含量,但对尿素酶起决定作用的是蒸脱机的湿热处理。通过膨化机的帮助,用户可控制蒸脱机以较低的温度、时间(与一次浸出相比)来达到一次浸出尿素酶的控制水平。一般用户将膨化浸出豆粕的尿素酶含量控制在0.05-0.2。
安德森在65年发明油脂膨化机应用于溶剂浸出时,膨化浸出大豆的膨化系数为1.4-1.42。随着膨化技术的进步,目前我们对用户的承诺为1.45,实际上可达到1.45-1.48。
因此出现的问题是: 特别是在60-80年代,在大豆膨化系数仅为1.4的情况下,如何确定膨化效果就是一个问题。这就是假“膨化机”有机会蒙骗客户的原因。
吸透/吹透柱状膨化料是65年油脂膨化机出世后安德森用户验收膨化机的第一条件,也是最简单易行的方法。
安德森的饲料膨化机为什么称为EEC(膨化-挤压-蒸煮机)?这是因为我们需要根据饲料品种的不同,而灵活运用膨化、挤压、或蒸煮的功能(如漂浮料、沉底料、宠物饲料等)。
在油脂行业,油脂膨化机则只需要最大限度的膨化效果(在成型的基础上形成多孔颗粒结构)。在这里,挤压、蒸煮只是为达到最优膨化效果的辅助手段。
目视鉴别油脂膨化机膨化料的方法非常简单,但十分有效。最基本方式是取100毫米长的膨化料进行观察,合格的膨化料应有以下特征:
1/膨化料应呈柱状:说明设备的挤压蒸煮作用将物料中的蛋白或淀粉变性因而使物料多孔结构颗粒之间产生黏结作用,并通过(特定开口形式的)出料模板释放出来而呈柱状。膨化料呈柱状只是挤压、蒸煮效果的一个表面现象。
单单是呈柱状只能说明物料经过高温蒸煮,其内部蛋白或淀粉发生变性,因而产生黏结作用,物料因通过模板挤压成柱状而被释放出来。
通过调节挤压机内物料的温度、水分,挤压料由挤压机出料模板释放出来,均能成状状。
物料是否有膨化效果,不是仅关注其是否呈柱状,而应该是看柱状料内是否形成颗粒状,颗粒是否呈多孔结构。
膨化机出料不呈柱状意味着膨化料粉末度高,是不利于浸出的。
膨化机出料呈柱状但如是实心料意味着只是挤压料,根本没有膨化效果,同样不利于浸出。凡是挤压机都能“轻而易举”地挤压出实心料,而且容重比世界上最好的安德森膨化料容重指标还要高。
2/膨化料应呈多孔颗粒状:膨化机的功能在于其能将成形很差的料胚,甚至粉状料形成具有多孔结构的颗粒。油籽经轧胚后挤压处理均能形成颗粒状结构,但没有形成具有多孔结构的颗粒状结构。
把柱状挤压料弄散,经轧胚的挤压料应呈颗粒状(层压状态下);而如果是膨化物料,应全部呈“多孔”颗粒状。
由挤压到膨化的飞跃是这些挤压颗粒能够形成多孔结构。
验证的方法是:看能否吸透/吹透100毫米长的柱状物料(65年水平)。能吸透/吹透的柱状料说明其具备了膨化的基本特征。
形成多孔结构的颗粒物料可增加浸出产量、减少粉末度、增加溶剂的流动性、渗透性、降低残油。
单纯的挤压料通常呈柱状但没有形成多孔颗粒结构。大豆挤压料可以形成颗粒结构,这是因为大豆胚片经挤压容易形成层压形的颗粒状。但膨化机不仅要使完整的大豆胚片形成颗粒,还需要将碎的胚片、粉末料融合在这些颗粒中,以减少后续浸出的粉末度。所以,仿造膨化机的挤压料其内部颗粒化的程度要大大低于真正的膨化机。具体表现为有些使用假膨化机的用户反映“膨化料”造成后续工艺离心分离时粉
末多,加大了离心机的负荷。实际上这是膨化效果不好,膨化颗粒间结合不够紧密造成的。
更为关键的是,假膨化料内部颗粒没有形成多孔结构,这是挤压与膨化的根本区别。
假膨化机膨化大豆都没有形成多孔结构,更不用说其米糠膨化。其米糠膨化料柱状表面挤压的密密实实,没有颗粒状结构,更没有多孔结构(颗粒),同饲料造粒机产品完全一样。更有甚者,其挤压料竟不能形成柱状,其浸出效果可想而知。国内许多用户配备了国产仿造膨化机膨化米糠,但用户只需将其米糠膨化料和饲料造粒机加工的米糠做一对比,就会发现二者是多么惊人的相似。
更为重要的是,米糠膨化机的第一作用应该是钝化米糠中的脂肪酶,否则浸出的米糠油无法存放,一段时间后连猪都不愿意吃;第二方面的作用才是膨化形成紧密的、透气的膨化料以利浸出,减少混合油中的杂质。在印度,安德森膨化米糠浸出通常可得到60%的食用米糠油,40%的工业用米糠油。
另外,单纯的挤压料物料蒸煮不够、蛋白变性不够,会导致浸出困难,后续、干燥、蒸脱效果差,物料在蒸脱机内越滚越大、呈大团状,浸出残油高,能耗高。因此仿造挤压机均“想当然地”在挤压机后加装破碎机/筛分设备来把“挤压料”伪装成“膨化料”或“想当然地”认为破碎后的挤压料可以降低浸出残油。大家应知道:膨化料呈颗粒状是为了把大豆胚中的粉末结合在颗粒中,破碎后的挤压料使混合油中的粉末增大,会大大增大蒸发系统、离心机的负荷,导致后续工艺运行成本增大,降低浸出油的质量,最终影响浸出残油水平。
为什么需要形成多孔结构的颗粒?这是因为在干燥、冷却,浸出,蒸脱环节中,柱状料会破碎。
●如果没有颗粒状结构,柱状膨化料会破碎成粉末状或还呈原来的
实心状,这样均会影响浸出效果。
●如果颗粒没有多孔结构,只是挤压机的效果,根本没有膨化浸出
产生效益的条件。
●多孔颗粒的膨化料是增加物料浸出的流动性,渗透性的基础。
油脂溶剂浸出前的挤压膨化必须是膨化料呈多孔结构状颗粒。膨化料在经过浸出,蒸脱后的颗粒仍为透气状态。
3/ 柱状膨化料表面应遍布油迹:这说明物料经挤压机释放出来时,由于挤压料从原来的高压状态变为常压状态,挤压料中含的水分、油脂以及呈液态的蒸汽便由物料内部释放出来。这会导致挤压料内部油脂细胞破裂,挤压料中的水分、油脂因而释放到膨化料的表面。
大豆膨化料刚由出料口释放出来时,膨化料表面象裹着一层油;棉籽膨化料刚出来时应该是表面遍布大
滴的棉籽油;然后这些油或油滴遇冷又收回到膨化料中,因而膨化料表面看起来又没有油迹了。这时的膨化料同挤压料并没有太明显的区别。因此,膨化料只在膨化机出料的一刹那与挤压料有着显著的区别。这也是挤压料能够骗住一些客户眼睛的原因。(有用户问:“膨化料看起来都差不多,但到后续工艺区别就出来了,真不知道原因在哪里?”)
4/ 大豆膨化料(100毫米长柱状料)要能轻松吹透和吸透:这说明膨化料内部呈多孔颗粒结构、油籽细胞基本破裂,因而油脂被带至细胞的表面。否则只是挤压机的挤压料,会丧失膨化的所有优势。
这是安德森公司65年发明油脂膨化机时用户的最基本的检验方式。全世界油脂行业的用户均以此作为验收油脂膨化机的基本条件。
安德森的中国用户都知道这个最简单的检验方式,国内的仿造者也

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