一种棉粕加工系统与工艺

技术领域

本发明涉及棉粕加工技术领域，具体而言，尤其涉及一种优质膨化棉粕加工系统与工艺。

背景技术

中国是世界产棉大国，据统计2020年预计产棉花600多万吨，棉籽600多万吨，棉籽用于榨油、浸出可得200多万吨棉粕，棉籽蛋白在质量上近似于豆类蛋白质，其营养价值比豆类蛋白质高。从棉籽蛋白氨基酸的组成看，除蛋氨酸稍低外，其余必须氨基酸均达到联合国粮农组织(FAO)推荐的标准，因而棉籽蛋白是一种很好蛋白质食物和饲料资源。可用来替代鱼粉和豆粕等，并且棉粕价格相对于大豆蛋白、鱼粉来说比较低，拥有很强的市场竞争优势，因此开发优质棉粕资源，前景广阔，具有可再生蛋白资源持续发展的战略意义。

但是几种棉籽传统加工工艺，无论是预榨浸出，还是膨化浸出，都存在产品缺陷，要不水溶性氮指数低，要不游离棉酚高，而且颜色品相差。传统膨化浸出加工的棉粕游离棉酚含量高(1000ppm上下)，降低了日粮中氨基酸利用率，影响畜禽造血功能，使动物生长受阻，并且其本身不易脱除，作为饲料对牲畜和家禽的肝脏及雄性生殖系统损害较大，同时还影响动物的繁殖机能，甚至造成动物不育，限制了其作为蛋白资源的广泛应用。此外，传统棉籽预榨加工过度，则造成蛋白水溶性氮指数偏低(50％左右)，影响了蛋白的营养，降低了棉籽蛋白的吸收效率，浪费了棉籽蛋白资源。

发明内容

根据上述提出的技术问题，本发明提供一种棉粕加工系统与工艺，所得棉粕中棉酚含量在500ppm以下，水溶性蛋白含量大于75％，本工艺提高了单位棉粕的吸收率，提高了棉粕饲用比，填补了国内低棉酚含量、高水溶性棉粕的空白。

本发明采用的技术手段如下：

一种棉粕加工系统，包括清籽机、剥壳机、绞龙连打筛、调质器Ⅰ、软化锅、轧坯机、膨化机、熟化装置、刮板式浸出器、储油罐、烘干机、脱溶机和调质器Ⅱ；膨化机采用固定模板，双螺杆，膜孔孔径在Φ6mm以下；

清籽机清理后棉籽进入剥壳机入口进行剥壳处理，然后壳、仁进入绞龙连打筛入口，分离后棉仁进入调质器Ⅰ入口进行调质，调质后进入软化锅入口软化处理，软化后进入轧坯机入口轧坯，轧好的坯片进入膨化机入口进行膨化，膨化好的膨化料进入熟化装置入口熟化处理，然后进入到刮板式浸出器入口进行浸出，萃取油脂后，油处理后储存，湿粕经刮板输送机进入烘干机烘干后，进入脱溶机入口脱除溶剂，然后进入调质器Ⅱ入口降温调质处理，调好后打包储存。

本发明还提供了一种棉粕加工工艺，包括以下步骤：

(1)棉籽的选择：去除棉籽中的轻杂和重杂，对清理后棉籽进行分级，分离去除小、坏、不成熟、霉变的不可用棉籽；

(2)剥壳、分离：对分级后的棉籽进行破碎、剥壳，棉籽仁和棉籽壳经多次分离后，得到合格的棉籽仁和棉籽壳；

(3)调质、软化：棉籽仁经调质和软化后，用轧坯机轧坯；

(4)膨化、熟化：将坯片放置到膨化机内进行膨化，对膨化后坯片进行烘干、熟化处理，调整水份和温度；

(5)浸出：将膨化、熟化后棉籽仁放入刮板式浸出器浸泡，得到混合油和湿物料；

(6)脱溶、调质：湿物料经刮板输送机输送，进入烘干机初步烘干，再进行脱溶处理，脱溶后降温、调质，粉碎、打包。

进一步地，步骤(3)中，调质时间为10～20分钟，调质后棉籽仁水份为10％～16％，温度为60℃～80℃。

进一步地，步骤(3)中，软化时间为20～30分钟，软化后棉籽仁水份为9％～13％，温度为90℃～100℃；轧坯后的坯片厚度为0.25～0.45mm。

进一步地，步骤(4)中，膨化压力为30～100Mpa，进料温度为95℃～115℃，进料水份为8％～13％，出料温度为95℃～105℃，出料水份为8％～10％，膨化时间3～7秒。

进一步地，步骤(4)中，熟化时间为20～25分钟，熟化后棉籽仁水份为4％～8％，温度为60～80℃。

进一步地，步骤(5)中，浸泡温度为55～65℃，浸泡时间为2～3h，浸泡溶剂为植物性抽提溶剂或者正己烷。

进一步地，步骤(6)中，调质后温度为40℃以下，水份为12.5％以下。

进一步地，步骤(6)中，脱溶具体为先通过间接蒸汽加热至65℃～70℃，再利用混合溶剂汽逆流接触物料，循环加热至70℃～75℃，最后通过蒸汽在100℃～105℃下直接汽提湿物料脱溶，使残溶降低到500ppm以下；所述混合溶剂汽温度为100℃～105℃

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、采用本工艺生产的棉粕，品相好，颜色淡、游离棉酚含量低(500ppm以下)，水溶性氮指数高(75％以上)，同时蛋白变性小，极大可能保留原生态蛋白。相对于传统棉粕，低棉酚棉粕达到了降低棉粕毒性的目的，增加了饲料行业棉粕添加量，提高棉粕的效用，高水溶性棉粕提高了单位棉粕的吸收率，提高了棉粕饲用比。

2、本发明工艺棉籽加工是在低温条件下进行的，瞬时高温处理、低温萃取和高温脱溶，极大地保留棉籽中的天然活性物质，且残油小于0.5％。

3、本发明工艺简单实用，操作方便，所需厂房小、设备投资少，生产成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为棉粕加工系统示意图。

图2为本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细描述。

实施例1

一种棉粕加工系统，包括清籽机、剥壳机、绞龙连打筛、5层立式调质器Ⅰ、卧式软化锅、液压对辊轧坯机、膨化机、熟化装置、刮板式浸出器、储油罐、烘干机、脱溶机和5层立式调质器Ⅱ；膨化机采用固定模板，双螺杆，膜孔孔径为Φ6mm；

清籽机清理后棉籽进入剥壳机入口进行剥壳处理，然后壳、仁进入绞龙连打筛入口，分离后棉仁进入5层立式调质器Ⅰ入口进行调质，调质后进入卧式软化锅入口软化处理，软化后进入液压对辊轧坯机入口轧坯，轧好的坯片进入膨化机入口进行膨化，膨化好的膨化料进入熟化装置入口熟化处理，然后进入到刮板式浸出器入口进行浸出，萃取油脂后，油处理后储存，湿粕经刮板输送机进入烘干机烘干后，进入脱溶机入口脱除溶剂，然后进入5层立式调质器Ⅱ入口降温调质处理，调好后打包储存。

实施例2

本发明提供了一种可降低棉酚含量的工艺及设备方案如下。

按照新疆日加工300吨棉籽加工线来说，处理好的物料进入5层立式调质器里进行多层调质(加热、加水)处理，搅拌均匀调质后温度为80℃，水份16％，时间10分钟，有利于棉酚尽快转化成结合棉酚，磷脂尽快吸收水份和棉酚结合，减少蛋白损失，调质后物料进入软化锅，调整合适的转速6rpm，软化锅盘管旋转加热降水，软化后的物料温度95℃，水份9％，软化时间20分钟，轧坯厚度0.25mm，合格的坯片均匀稳定进入膨化机，膨化温度115℃，水份8％，压力40Mpa，膨化机采用固定模板，模孔采用Φ6mm，瞬间高温，高压处理坯片，膨化后的膨化料进入熟化设备，保持温度105℃，时间10分钟，然后降温10分钟，出料温度70℃，水份5％，而后进入刮板式浸出器，浸出时间2小时，温度60℃，料溶比1:0.8，新鲜溶剂温度50℃，利用溶剂进一步提取棉粕中的棉酚。

经过加工处理，棉粕中游离棉酚含量降到500ppm以下。

实施例3

本发明还提供了一种提高棉粕水溶氮含量高的工艺和设备方案，水溶蛋白受热变性，所以选择加工条件少受高温，高温条件短暂的，具体加工条件如下：

按照日加工300吨棉籽加工线来说，剥壳时尽量加大剥壳力度，物料进入调质器在低温80℃情况下经过10分钟调质，调质后的物料进入软化锅，提高温度到100℃，降低物料水份9％，10分钟软化时间，调节物料塑性和韧性，以利于轧坯，厚度为0.25mm，调整好的物料进入膨化机，短暂高温110℃，时间5秒，压力100Mpa，膨化机采用固定模板，模孔采用Φ6mm，膨化料及时后熟化，进入多层平板烘干机，时间20分钟，调整水份和温度，水分6％以下，温度70℃以下，物料进入浸出器萃取油脂，时间2小时，浸出温度55℃，提完油的湿粕，被输送到蒸脱机，采用多层脱溶机脱除溶剂，三层加热盘间接蒸汽加热，物料温度70℃，脱除表面溶剂，湿粕然后进入三层逆流脱溶层，溶剂汽在上升过程中被加热120℃，时间20分钟，采用蒸汽加热器进行加热，继续汽提湿粕，最后进入直接汽层，采用蒸汽喷眼、喷入直接汽汽提，温度105℃，时间5分钟，汽提后快速降温，温度40℃以下，时间10分钟，完成后进入粕库包装。

棉粕经过此工艺处理后，品相好和水溶性氮含量高，水溶氮含量75％左右，非常满足饲料使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。