專利名稱：油料種子及類似材料的改性方法
在廣義上本發(fā)明與諸如油料種子等材料的處理及改性有關(guān)。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(fā)明狹義方面，有關(guān)大豆之類的油料種子等，在這種加工中的改性。本發(fā)明的理想實(shí)施方案有關(guān)對(duì)這種材料加熱，使殼松脆。
在各種油料種子的加工中，典型有關(guān)除去食用部分的殼，或其外皮，便于進(jìn)一步使用食用部分。例如，如為大豆時(shí)，則一般最好在從豆實(shí)回收油前，將食用部分和豆殼分離。
在大豆上，用于將豆殼和食用部分分離的方法的發(fā)展和改進(jìn)仍在繼續(xù)。由于大豆加工業(yè)需要降低成本，近年來(lái)進(jìn)行這種改進(jìn)的強(qiáng)烈興趣高漲。這類成本中包括投資額，人力，能源及制造開支等。
已有各種先有技術(shù)試圖改進(jìn)改性加工，雖然比過(guò)去加工法有了改進(jìn)，但是仍不足以解決這技術(shù)中存在的全部問(wèn)題。誠(chéng)然，可以對(duì)諸如大豆等油料種子有效經(jīng)濟(jì)加工而加工步驟少的設(shè)備將是有意義的進(jìn)展。例如，油料種子不需予干燥和軟化，可大為降低加工成本。
先有領(lǐng)域中的各種解決辦法，可達(dá)到某些這種目標(biāo)。但是沒有一種可達(dá)到全部目標(biāo)，提供先有領(lǐng)域要求的理想特點(diǎn)。例如，有一種提出的解決辦法，可消除予干燥及軟化過(guò)程，但涉及過(guò)高的費(fèi)用和電力消耗。此外，需要分別的設(shè)備進(jìn)行改性及去殼。
另有一種方法提出，按這方法改性及去殼時(shí)，可達(dá)到改進(jìn)出油質(zhì)的目的。但是，由于水分，溫度及時(shí)間消耗過(guò)高，這方法產(chǎn)生質(zhì)量低于要求的的油渣。此外，這方法消耗的能源較多，要求價(jià)格較高的設(shè)備。
本發(fā)明針對(duì)的是這些問(wèn)題，和先有技術(shù)要求的理想特點(diǎn)。這種設(shè)備比一切已知的裝置有改進(jìn)，使用裝置的方法與先有領(lǐng)域相同。
本發(fā)明是對(duì)諸如大豆的油料種子的改性方法。這種物品在自然狀態(tài)中有食用部分由殼包覆。本方法發(fā)明的作用是將油料種子改性，便于去殼，使食用部分可進(jìn)行以后的加工。將原料油料種子通過(guò)一個(gè)密閉的增壓室沿第一方向前進(jìn)。將一個(gè)氣流通過(guò)增壓室，方向一般為沿原料種子總流向的軸線。通過(guò)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(shí)間也可控制。
執(zhí)行這方法的一種方法，設(shè)想使通過(guò)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(guò)增壓室的油料種子的速率。因此，控制氣流速率，便可調(diào)節(jié)油料種子在氣流中暴露時(shí)間的長(zhǎng)短。
典型中，執(zhí)行這方法進(jìn)行油料種子的改性，確定軋片的正確溫度和濕度，實(shí)現(xiàn)殼與食用部分的分離?？稍O(shè)想用于這目的的氣體，是空氣和蒸汽任何比例的混合氣。據(jù)發(fā)現(xiàn)氣體溫度在215°和420°之間適合此目的。
種皮的進(jìn)一步松脫，通過(guò)設(shè)置若干橫跨增壓室的橫棒實(shí)現(xiàn)。當(dāng)油料種子從增壓室中通過(guò)時(shí)，速率一部分由氣體流速控制，油料種子沖撞橫棒彈跳，典型在重力作用下流向下方。對(duì)橫棒沖撞還延長(zhǎng)顆粒通過(guò)增壓室所需時(shí)間，從而延長(zhǎng)改性過(guò)程進(jìn)行的時(shí)間。
設(shè)置橫棒還可在整谷粒通過(guò)豎筒長(zhǎng)度時(shí)，提高顆粒橫過(guò)流區(qū)的均勻分布，并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(jìn)顆粒和氣體的有效接觸，提高加工的效率和產(chǎn)品的均勻性。取得足夠時(shí)間和適當(dāng)分布，促進(jìn)正確改性的其它措施，有如可用大長(zhǎng)度的豎筒或擋板安排方法。使用橫棒僅是一個(gè)理想實(shí)施方案。
實(shí)施本發(fā)明的理想方式，設(shè)想在將油料種子引入增壓室前，將其加工減小顆粒尺寸。據(jù)發(fā)現(xiàn)為使種殼松脆進(jìn)行的改性，如采用這種減小尺寸的加工，便可更有效完成?？捎幂佨垯C(jī)或破碎機(jī)減小顆粒。
此外，進(jìn)行這加工的理想方式，設(shè)想進(jìn)行一個(gè)步驟，將從第一增壓室輸出的半改性油料種子，進(jìn)一步接受物理處理，例如將種子沖撞一個(gè)表面，使種殼更加膨松。在這一步驟后，將油料種子顆粒引入結(jié)構(gòu)與第一增壓室相似的第二增壓室。進(jìn)行這一過(guò)程可有效完成去殼。
假如設(shè)置與通過(guò)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(gè)方向吹送。典型為在增壓室中向上吹送。同時(shí)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(gè)增壓室中都可進(jìn)行這種分選。
因此本發(fā)明是一種改進(jìn)的方法，在以后的加工前，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(lǐng)域的已知方法有改進(jìn)。方法的特點(diǎn)和從這些特點(diǎn)取得的優(yōu)點(diǎn)，參看發(fā)明細(xì)節(jié)說(shuō)明，權(quán)利要求書及附圖，便可清楚了解。


圖1為用于進(jìn)行本發(fā)明的方法的各步驟的概略圖示;
圖2為用于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(biāo)圖號(hào)表示，
圖1示可用以實(shí)施本發(fā)明方法的系統(tǒng)10的各部分。圖示一個(gè)工作料倉(cāng)12，其中儲(chǔ)存諸如大豆的油料種子以備配出。如需要可將料倉(cāng)12中儲(chǔ)存的原料大豆向一個(gè)清潔器14配給。實(shí)施本方法時(shí)，在將豆進(jìn)一步加工前在清潔器中清潔。
輸出清潔器14的豆，需要時(shí)可從輥軋機(jī)或破碎機(jī)16中通過(guò)。如進(jìn)行這步驟，這便是實(shí)際去殼過(guò)程的第一步。據(jù)發(fā)現(xiàn)，將豆軋碎成小顆粒，便利在以后的階段中為去殼作改性。
豆軋碎后，將未改性的原豆放入一個(gè)改性器18。在實(shí)際操作中，可用一個(gè)螺旋運(yùn)送器20將豆轉(zhuǎn)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(cè)壁22的稍向下的地方放入。
圖2示實(shí)施本方法的改性器裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。若干橫棒24大致橫過(guò)油料種子從改性器18中形成的增壓室26中通過(guò)的路徑。橫棒24的分布位置，使豆通過(guò)增壓室26時(shí)，傾向于沖撞橫棒24許多次。沖撞時(shí)，種殼和食用部分有某種程度的松脫。并且，沖撞可延長(zhǎng)顆粒通過(guò)增壓室的時(shí)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(shè)想，有等間距橫棒24的兩個(gè)相同的行列28，和橫棒24的兩個(gè)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，必然沖撞相鄰的交錯(cuò)行列中的一個(gè)橫棒24。于是可以看到，在揭示的方案中，向下通過(guò)改性器增壓室26的豆，在通過(guò)時(shí)沖撞許多橫棒。
一個(gè)進(jìn)氣口32設(shè)有增壓室26底部的附近?？稍O(shè)置一個(gè)斜放的多孔板34，限制增壓室26的底部。因此，通過(guò)進(jìn)氣口32進(jìn)入增壓室26的氣體，可以通過(guò)孔眼，通過(guò)增壓室26上升?？梢姎怏w的流動(dòng)方向，與油料種子在重力影響下下落的總方向相反。
可設(shè)想將引入增壓室26底部的氣體加熱到高溫。實(shí)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(xiàn)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(guò)，結(jié)合種子和橫棒24的沖撞，當(dāng)油料種子從增壓室26中通過(guò)時(shí)，傾向于將種殼從食用部分上膨松，并使之松脆。當(dāng)然改性器18的最佳功能，取決于油料種子經(jīng)氣流處理的時(shí)間的長(zhǎng)度。
原料油料種子的向下流動(dòng)，可因與適當(dāng)數(shù)目、適當(dāng)布置的橫棒沖擊，并通過(guò)控制進(jìn)入增壓室26的氣體的流速，將其延緩。據(jù)發(fā)現(xiàn)通過(guò)將氣體流速提高到一個(gè)理想水平，可將油料種子向下通過(guò)增壓室26的時(shí)間保持長(zhǎng)達(dá)20秒鐘。已發(fā)現(xiàn)這樣長(zhǎng)的時(shí)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(diào)節(jié)油料種子和改性氣體的接觸時(shí)間的長(zhǎng)短。
從圖2可見，橫棒24可采導(dǎo)管形式，有內(nèi)通道36供氣流通過(guò)。并且用蒸汽作通過(guò)導(dǎo)管24的氣體有良好的作用。有上述構(gòu)造的橫棒24，當(dāng)油料種子通過(guò)增壓室26時(shí)，可增加接觸油料種子的熱量。
當(dāng)油料種子從改性器18的增壓室26中通過(guò)時(shí)，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于種殼，典型將氣流速度保持低于食用部分的終速，以保持食用部分的逆向流動(dòng)。但可以理解，有時(shí)在某種情況下，可能要求將加工材料和氣流同方向移動(dòng)。
氣體對(duì)籽粒的相對(duì)速度，雖然一般保持低于食用部分終速的水平，但可保持高于種殼的終速。因此種殼隨氣流向上通過(guò)?？蛇M(jìn)入導(dǎo)管38，如圖2虛線所示，轉(zhuǎn)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(gè)步驟中，將氣體攜帶的碎粒和種殼碎屑清除。需要時(shí)可將粉粒及種殼碎屑輸送，作進(jìn)一步處理?？蓪怏w“洗滌”或用其他方式處理，使之可以再用于引入改性器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(gè)運(yùn)送器42上。運(yùn)送器42又將這些材料通過(guò)第二運(yùn)送器44和一個(gè)提升器46傳送，再引入第二改性器48。設(shè)想第二改性器48的構(gòu)造基本與第一改性器18相同。
然而在兩個(gè)改性機(jī)構(gòu)18，48中加工之間，可以對(duì)半改性油料種子進(jìn)行一個(gè)中間步驟。在系統(tǒng)中可在兩改性器18，48之間，加插一個(gè)沖擊或輥壓裝置50，進(jìn)一步?jīng)_擊豆?；蚋男《沽４笮　＿@補(bǔ)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。由于應(yīng)用第二次的改性過(guò)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(gè)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?；厥盏姆哿＜八闅?，可轉(zhuǎn)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(tǒng)中補(bǔ)充新鮮氣體。可使用熱回收裝置?？蓪?duì)氣體進(jìn)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(tài)為可隨后用領(lǐng)域中的已知方法加工。因此可轉(zhuǎn)移到一個(gè)軋片機(jī)或其他的加工機(jī)械(未示)。
本文包含的發(fā)明的許多特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，在上面的說(shuō)明中已經(jīng)闡述。但可理解本文的揭示，在許多方面僅作為解說(shuō)。對(duì)細(xì)節(jié)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(fā)明的范圍。當(dāng)然發(fā)明的范圍以后附權(quán)利要求書之語(yǔ)言表達(dá)界定。
權(quán)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(tài)下有食用部分由殼包覆，此方法用于消除種殼以備隨后對(duì)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(gè)氣體處理增壓室中通過(guò)，方向大致與增壓室的軸線相同；(b)使一股氣體同時(shí)大致沿軸線方向，從增壓室中流過(guò)，與原料油料種子接觸；(c)控制油料種子通過(guò)增壓室的速率，從而控制油料種子在氣流中暴露的時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1之方法，而特征為使氣流通過(guò)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(guò)。
3.如權(quán)利要求2之方法，而特征為油料種子通過(guò)增壓室的速率的控制，藉調(diào)節(jié)氣體通過(guò)增壓室的速率實(shí)現(xiàn)。
4.如權(quán)利要求1之方法，而特征為有另一步驟將氣體在通過(guò)增壓室前加熱。
5.如權(quán)利要求4之方法，而特征為通過(guò)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(quán)利要求4之方法，特征為另有步驟設(shè)置若干橫過(guò)增壓室的橫棒，油料種子從增壓室中通過(guò)時(shí)與橫棒接觸并彈跳，當(dāng)油料種子通過(guò)增壓室時(shí)，使種殼膨松并脆化。
7.如權(quán)利要求6之方法，而特征為另有步驟將半改性油料種子在輸出第一增壓室后，從結(jié)構(gòu)與第一增壓室相似的第二增壓室中通過(guò)。
8.如權(quán)利要求7之方法，而特征為另有步驟在半改性油料種子從第一增壓室輸出后，而在通過(guò)第二增壓室前，沖擊半改性種子。
9.如權(quán)利要求7之方法，而特征為另有步驟將第二增壓室輸出的油料種子轉(zhuǎn)移，作進(jìn)一步加工。
10.如權(quán)利要求1之方法，而特征為另有步驟設(shè)置若干橫過(guò)增壓室的橫棒，當(dāng)油料種子通過(guò)增壓室時(shí)與種子接觸，使其彈跳。
11.如權(quán)利要求1之方法，而特征為另有步驟，在將油料種子從密閉的增壓室中通過(guò)前，減小油料種子顆粒的尺寸。
12.如權(quán)利要求1之方法，而特征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(guò)。
13.如權(quán)利要求12之方法，而特征為當(dāng)油料種子按與氣流的逆流關(guān)系通過(guò)增壓室時(shí)，將種殼碎片與油料種子的食用部分分離。
14.如權(quán)利要求13之方法，而特征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(fā)明是對(duì)諸如大豆的油料種子的改性方法。這種物品在自然狀態(tài)中有食用部分由殼包覆。本方法發(fā)明的作用是將油料種子改性，便于去殼，使食用部分可進(jìn)行以后的加工。將原料油料種子通過(guò)一個(gè)密閉的增壓室沿第一方向前進(jìn)。將一個(gè)氣流通過(guò)增壓室，方向一般為沿原料種子總流向的軸線。通過(guò)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(shí)間也可控制。
文檔編號(hào)B02B1/08GK1041268SQ8910260
公開日1990年4月18日 申請(qǐng)日期1989年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月22日
發(fā)明者喬·C·吉文斯, 威廉·L·史蒂文森, 達(dá)西·摩西, 威廉·L·克拉托奇維爾, 喬治·E·安德遜 申請(qǐng)人:皇冠鐵工公司