米糠预处理工艺过程及原理

米糠预处理工艺过程及原理

传统预处理工艺

米糠浸出制油前的预处理，传统工艺主要有造粒成型和蒸炒（烘炒）成型两种。这两种方式虽然工艺成熟、稳定，但也有不少弊端，如动力、蒸汽消耗大，粉末度大，色泽深，干粕残油高，溶剂损耗大，浸出设备的生产率低，易使平转浸出器产生搭桥现象，精炼得率低等。

膨化预处理工艺

膨化成型保鲜原理

膨化亦称为结构化或组织化，即利用膨化机的不等距非标准螺旋系统的挤压推进，米糠间隙中的气体被挤出，并迅速被物料填充，米糠受剪切作用而产生回流，使机膛内的压力增大，随着螺旋与机膛间的摩擦使米糠的晶体达到充分混合、挤压、加热、胶合、糊化而产生组织变化，脂肪层结构遭到破坏；同时机械能转化为热能，机膛内温度很快升高到125℃左右，有效的钝化了米糠中的各种酶的活性，破坏了脂肪层结构；米糠被挤压到出口处时，淀粉、蛋白质转化为粘性状态，压力由高压瞬间变为常压，造成水分迅速地从组织结构中蒸发出来，使其内部形成无数的微孔结构，冷却干燥后，米糠即膨化成型。

工艺流程

原料米糠→糠粞分离→调质→油料膨化机→冷却→（包装计量）→浸出车间→精炼车间→成品油

膨化前准备

米糠进入膨化机前必须预先进行糠粞分离。因为原料中如含有较多的碎米和粗糠壳等杂质，会加快膨化机的磨损，更重要的是碎米含有较多的淀粉，使米糠在膨化过程中形成不了适当的压力，而且会使膨化物料结构松散，达不到良好的膨化效果，极易增加浸出料的粉末度和干粕残油，而影响浸出效果。

原料米糠的水分对膨化机的工作甚有影响，它直接决定膨化后的弹性与塑性。米糠水分过高，物料弹性差，不能产生足够的压力和热能适宜的破坏油细胞和酶；而水分过低，物料塑性差，会使膨化温度过高，物料焦化，加深物料颜色，并易堵塞膨化机，也不能产生良好的膨化物料。根据使用结果，米糠入机前水分应控制在11～13%为宜。

入机的温度和环境温度对膨化效果及产量也有一定的影响。对原料米糠进行预热的膨化效果和产量都比未预热米糠的要好。夏季的膨化机产量要比冬季时高20%左右，这是由于室温较高使膨化机达到正常工作的预热时间较短。

米糠膨化

米糠经过膨化机的高压（小于1.5 MPa）、高温（105～140℃）、剪切、摩擦、膨爆等瞬时作用，发生了一系列复杂的物理变化和化学变化，冷却后形成直径大约3～5mm长度不等的具有多微孔结构和一定强度的膨化颗粒。

米糠水分含量由膨化前11～13%降为7～9%，含油量相应上升了0.5～2个百分点。在贮存过程中，膨化米糠的含水量基本无变化，与生糠相比水分增长缓慢。

膨化促使淀粉和蛋白质分子间断裂而糊化和变形、重组，并破坏油细胞，使油分子呈自由状态。米淀粉糊化温度为58～61℃。少量淀粉在挤压过程中与细胞破裂释放出的油脂形成络合物，并且活性淀粉、活性蛋白产生粘性将料胚粘在一起，油分充分混合而分布均匀，一经释放出膨化机，其中的水分极快的挥发出来，干燥冷却后，即形成具有一定挤压强度、不易粉碎、无粉末且内部多微孔结构的膨化米糠颗粒。膨化米糠的容重由原来的300～395kg/m3增加到470～625kg/m3，增加了55%以上，因此浸出溶剂渗透率、渗速率提高为传统浸出工艺的6倍。试验证明膨化米糠颗粒有极好的渗透性，仅需40分钟的浸出时间即可达到0.5％的残油率。

在膨化机的瞬时（小于一分钟）高温作用处理下，米糠中游离脂肪酸含量明显降低，酸价减少了3mgKOH/g油左右，而且米糠中的各种活性酶，尤其是脂肪酶、脂肪氧化酶、解脂酶以及有害菌等都得到钝化或杀灭（如菌体脂肪酶在50～75℃即失活），有效地抑制了酸价的迅速上升，大大提高了米糠的品质及贮存的稳定性，使膨化米糠的储藏期延至3～7个月仍符合制油标准。

瞬时膨化能够最小程度的损害油质。一台传统的立式蒸炒锅将料胚提升至蒸炒温度大约需要45～90分钟，这一过程由于适宜的温度、湿度和时间使米糠酸价上升、颜色加深，不利于其后的毛油精炼。

冷却

刚从膨化机出来的米糠，由于温度较高，汽化水分并未完全挥发，必须采用自然冷却或强制冷却，方可使其成为具有一定性能和强度的良好膨化物料。如果未经完全冷却直接贮存，将会增加膨化物料的粉末度，并易发生霉变，酸价上升。冷却后的良好的膨化米糠大大减少了糠粉的含量。糠粉含量过高会产生雾沫并降低精炼米糠油产量，糠粉还会沉淀在油罐中，损坏如离心机、热交换机、油泵等设备。