油料種子及類似材料的改性方法
2023-06-13 22:17:26 1
專利名稱：油料種子及類似材料的改性方法
在廣義上本發明與諸如油料種子等材料的處理及改性有關。這類物品的典型處理是將食用部，即中心部，和殼部或包覆部分離。本發明狹義方面，有關大豆之類的油料種子等，在這種加工中的改性。本發明的理想實施方案有關對這種材料加熱，使殼鬆脆。
在各種油料種子的加工中，典型有關除去食用部分的殼，或其外皮，便於進一步使用食用部分。例如，如為大豆時，則一般最好在從豆實回收油前，將食用部分和豆殼分離。
在大豆上，用於將豆殼和食用部分分離的方法的發展和改進仍在繼續。由於大豆加工業需要降低成本，近年來進行這種改進的強烈興趣高漲。這類成本中包括投資額，人力，能源及製造開支等。
已有各種先有技術試圖改進改性加工，雖然比過去加工法有了改進，但是仍不足以解決這技術中存在的全部問題。誠然，可以對諸如大豆等油料種子有效經濟加工而加工步驟少的設備將是有意義的進展。例如，油料種子不需予乾燥和軟化，可大為降低加工成本。
先有領域中的各種解決辦法，可達到某些這種目標。但是沒有一種可達到全部目標，提供先有領域要求的理想特點。例如，有一種提出的解決辦法，可消除予乾燥及軟化過程，但涉及過高的費用和電力消耗。此外，需要分別的設備進行改性及去殼。
另有一種方法提出，按這方法改性及去殼時，可達到改進出油質的目的。但是，由於水分，溫度及時間消耗過高，這方法產生質量低於要求的的油渣。此外，這方法消耗的能源較多，要求價格較高的設備。
本發明針對的是這些問題，和先有技術要求的理想特點。這種設備比一切已知的裝置有改進，使用裝置的方法與先有領域相同。
本發明是對諸如大豆的油料種子的改性方法。這種物品在自然狀態中有食用部分由殼包覆。本方法發明的作用是將油料種子改性，便於去殼，使食用部分可進行以後的加工。將原料油料種子通過一個密閉的增壓室沿第一方向前進。將一個氣流通過增壓室，方向一般為沿原料種子總流向的軸線。通過增壓室的油料種子的速率可控制，因此，油料種子在氣流下暴露的時間也可控制。
執行這方法的一種方法，設想使通過密閉增壓室的氣流，基本與原料油料種子的流向相反。從而形成一股逆流。逆向氣流可降低通過增壓室的油料種子的速率。因此，控制氣流速率，便可調節油料種子在氣流中暴露時間的長短。
典型中，執行這方法進行油料種子的改性，確定軋片的正確溫度和溼度，實現殼與食用部分的分離。可設想用於這目的的氣體，是空氣和蒸汽任何比例的混合氣。據發現氣體溫度在215°和420°之間適合此目的。
種皮的進一步鬆脫，通過設置若干橫跨增壓室的橫棒實現。當油料種子從增壓室中通過時，速率一部分由氣體流速控制，油料種子衝撞橫棒彈跳，典型在重力作用下流向下方。對橫棒衝撞還延長顆粒通過增壓室所需時間，從而延長改性過程進行的時間。
設置橫棒還可在整穀粒通過豎筒長度時，提高顆粒橫過流區的均勻分布，並提高與顆粒接觸的氣體的均勻分布。因此，橫棒的作用是改進顆粒和氣體的有效接觸，提高加工的效率和產品的均勻性。取得足夠時間和適當分布，促進正確改性的其它措施，有如可用大長度的豎筒或擋板安排方法。使用橫棒僅是一個理想實施方案。
實施本發明的理想方式，設想在將油料種子引入增壓室前，將其加工減小顆粒尺寸。據發現為使種殼鬆脆進行的改性，如採用這種減小尺寸的加工，便可更有效完成。可用輥軋機或破碎機減小顆粒。
此外，進行這加工的理想方式，設想進行一個步驟，將從第一增壓室輸出的半改性油料種子，進一步接受物理處理，例如將種子衝撞一個表面，使種殼更加膨鬆。在這一步驟後，將油料種子顆粒引入結構與第一增壓室相似的第二增壓室。進行這一過程可有效完成去殼。
假如設置與通過增加室的油料種子流向相反的氣流，氣體便可將種殼碎片在增壓室中沿一個方向吹送。典型為在增壓室中向上吹送。同時食用部分在重力作用下下落，以便在增壓室底部收取。在兩個增壓室中都可進行這種分選。
因此本發明是一種改進的方法，在以後的加工前，將諸如大豆之類的油料種子改性。這種方法在許多方面，都比先有技藝領域的已知方法有改進。方法的特點和從這些特點取得的優點，參看發明細節說明，權利要求書及附圖，便可清楚了解。
圖1為用於進行本發明的方法的各步驟的概略圖示;
圖2為用於本方法的改性裝置的示意圖。
參看附圖，在全部附圖中，相似元件用相同的標圖號表示，
圖1示可用以實施本發明方法的系統10的各部分。圖示一個工作料倉12，其中儲存諸如大豆的油料種子以備配出。如需要可將料倉12中儲存的原料大豆向一個清潔器14配給。實施本方法時，在將豆進一步加工前在清潔器中清潔。
輸出清潔器14的豆，需要時可從輥軋機或破碎機16中通過。如進行這步驟，這便是實際去殼過程的第一步。據發現，將豆軋碎成小顆粒，便利在以後的階段中為去殼作改性。
豆軋碎後，將未改性的原豆放入一個改性器18。在實際操作中，可用一個螺旋運送器20將豆轉移入改性器18。可理解為將豆從改性器18的任何高位上放入。就是可從其頂部或從沿側壁22的稍向下的地方放入。
圖2示實施本方法的改性器裝置的內部結構。若干橫棒24大致橫過油料種子從改性器18中形成的增壓室26中通過的路徑。橫棒24的分布位置，使豆通過增壓室26時，傾向於衝撞橫棒24許多次。衝撞時，種殼和食用部分有某種程度的鬆脫。並且，衝撞可延長顆粒通過增壓室的時間，改善固體和氣體在增壓器的全部截面中的分布。
橫棒24理想分布的設想，有等間距橫棒24的兩個相同的行列28，和橫棒24的兩個相同的行列30交替，橫棒24的直徑使從一行橫棒24直接下落的豆，必然衝撞相鄰的交錯行列中的一個橫棒24。於是可以看到，在揭示的方案中，向下通過改性器增壓室26的豆，在通過時衝撞許多橫棒。
一個進氣口32設有增壓室26底部的附近。可設置一個斜放的多孔板34，限制增壓室26的底部。因此，通過進氣口32進入增壓室26的氣體，可以通過孔眼，通過增壓室26上升。可見氣體的流動方向，與油料種子在重力影響下下落的總方向相反。
可設想將引入增壓室26底部的氣體加熱到高溫。實施這方法的理想方式，使用任何比例的空氣及蒸汽的混合氣。這種混合氣現予期加熱到215°F至420°F之間的溫度。
在這種溫度下的空氣與蒸汽的混合氣，逆下落的油料種子的方向通過，結合種子和橫棒24的衝撞，當油料種子從增壓室26中通過時，傾向於將種殼從食用部分上膨鬆，並使之鬆脆。當然改性器18的最佳功能，取決於油料種子經氣流處理的時間的長度。
原料油料種子的向下流動，可因與適當數目、適當布置的橫棒衝擊，並通過控制進入增壓室26的氣體的流速，將其延緩。據發現通過將氣體流速提高到一個理想水平，可將油料種子向下通過增壓室26的時間保持長達20秒鐘。已發現這樣長的時間足以取得理想的效果。然而可以理解，可以將氣體流速增高或降低，以調節油料種子和改性氣體的接觸時間的長短。
從圖2可見，橫棒24可採導管形式，有內通道36供氣流通過。並且用蒸汽作通過導管24的氣體有良好的作用。有上述構造的橫棒24，當油料種子通過增壓室26時，可增加接觸油料種子的熱量。
當油料種子從改性器18的增壓室26中通過時，一部分種殼與大豆或其他油料種子的食用部分分離。食用部分的終速必然大於種殼，典型將氣流速度保持低於食用部分的終速，以保持食用部分的逆向流動。但可以理解，有時在某種情況下，可能要求將加工材料和氣流同方向移動。
氣體對籽粒的相對速度，雖然一般保持低於食用部分終速的水平，但可保持高於種殼的終速。因此種殼隨氣流向上通過。可進入導管38，如圖2虛線所示，轉輸入漩流分離器之類的分離器40。
在漩流分離器40中，可在氣體重用的第一個步驟中，將氣體攜帶的碎粒和種殼碎屑清除。需要時可將粉粒及種殼碎屑輸送，作進一步處理。可將氣體「洗滌」或用其他方式處理，使之可以再用於引入改性器18的增壓室26的底部。
從第一改性器18輸出的半改性食用部分，典型送到一個運送器42上。運送器42又將這些材料通過第二運送器44和一個提升器46傳送，再引入第二改性器48。設想第二改性器48的構造基本與第一改性器18相同。
然而在兩個改性機構18，48中加工之間，可以對半改性油料種子進行一個中間步驟。在系統中可在兩改性器18，48之間，加插一個衝擊或輥壓裝置50，進一步衝擊豆粒或改小豆粒大小。這補充步驟便利清除仍附在豆的食用部分上的任何豆殼。
如前文已討論，如有需要可用第二改性器48處理半改性的油料種子。由於應用第二次的改性過程，極大百分比的殼可以清除。
隨氣體輸出第二改性器48的粉粒和碎殼，用一個分離器使之與氣體分離。漩流分離器52在這方面也有良好的作用。回收的粉粒及碎殼，可轉移到與第一改性器18的粉粒碎殼回收容器相同的容器(未示)中。
可將分離器52的輸出氣體回收。否則也可將氣體的一部或全部排出，而在系統中補充新鮮氣體。可使用熱回收裝置。可對氣體進行處理，使之可以重用。
從第二改性器48中輸出的油料種子食用部分，基本狀態為可隨後用領域中的已知方法加工。因此可轉移到一個軋片機或其他的加工機械(未示)。
本文包含的發明的許多特點和優點，在上面的說明中已經闡述。但可理解本文的揭示，在許多方面僅作為解說。對細節可作變化，尤其在形狀，尺寸和部件安排等方面，都不超出本發明的範圍。當然發明的範圍以後附權利要求書之語言表達界定。
權利要求
1.諸如大豆等油料種子的一種改性方法，種子在自然狀態下有食用部分由殼包覆，此方法用於消除種殼以備隨後對食用部分加工，方法包括步驟如下(a)將原料油料種子從一個氣體處理增壓室中通過，方向大致與增壓室的軸線相同；(b)使一股氣體同時大致沿軸線方向，從增壓室中流過，與原料油料種子接觸；(c)控制油料種子通過增壓室的速率，從而控制油料種子在氣流中暴露的時間。
2.如權利要求1之方法，而特徵為使氣流通過增壓室的該步驟，包括使氣流基本沿與油料種子相反的軸線方向通過。
3.如權利要求2之方法，而特徵為油料種子通過增壓室的速率的控制，藉調節氣體通過增壓室的速率實現。
4.如權利要求1之方法，而特徵為有另一步驟將氣體在通過增壓室前加熱。
5.如權利要求4之方法，而特徵為通過增壓室的氣體為空氣與水蒸汽任何比例的混合氣，溫度在215°F與420°F之間。
6.如權利要求4之方法，特徵為另有步驟設置若干橫過增壓室的橫棒，油料種子從增壓室中通過時與橫棒接觸並彈跳，當油料種子通過增壓室時，使種殼膨鬆並脆化。
7.如權利要求6之方法，而特徵為另有步驟將半改性油料種子在輸出第一增壓室後，從結構與第一增壓室相似的第二增壓室中通過。
8.如權利要求7之方法，而特徵為另有步驟在半改性油料種子從第一增壓室輸出後，而在通過第二增壓室前，衝擊半改性種子。
9.如權利要求7之方法，而特徵為另有步驟將第二增壓室輸出的油料種子轉移，作進一步加工。
10.如權利要求1之方法，而特徵為另有步驟設置若干橫過增壓室的橫棒，當油料種子通過增壓室時與種子接觸，使其彈跳。
11.如權利要求1之方法，而特徵為另有步驟，在將油料種子從密閉的增壓室中通過前，減小油料種子顆粒的尺寸。
12.如權利要求1之方法，而特徵為氣體為空氣與蒸汽任何比例的混合氣，將氣體基本沿與油料種子相反的軸線方向通過。
13.如權利要求12之方法，而特徵為當油料種子按與氣流的逆流關係通過增壓室時，將種殼碎片與油料種子的食用部分分離。
14.如權利要求13之方法，而特徵為另有步驟在增壓室的一端清除種殼碎粒，而在另端接受半改性食用部分。
全文摘要
本發明是對諸如大豆的油料種子的改性方法。這種物品在自然狀態中有食用部分由殼包覆。本方法發明的作用是將油料種子改性，便於去殼，使食用部分可進行以後的加工。將原料油料種子通過一個密閉的增壓室沿第一方向前進。將一個氣流通過增壓室，方向一般為沿原料種子總流向的軸線。通過增壓室的油料種子的速率可控制，因此，油料種子在氣流下暴露的時間也可控制。
文檔編號B02B1/08GK1041268SQ8910260
公開日1990年4月18日 申請日期1989年4月19日 優先權日1988年4月22日
發明者喬·C·吉文斯, 威廉·L·史蒂文森, 達西·摩西, 威廉·L·克拉託奇維爾, 喬治·E·安德遜 申請人:皇冠鐵工公司