杜延濱，周冬麗，岳 川，張 軍，安文濤

(1.晨光生物科技集團(tuán)股份有限公司，河北 邯鄲 057250； 2.河北省棉籽綜合開發(fā)工程技術(shù)研究中心，河北 邯鄲057250)

我國(guó)是棉花種植、加工大國(guó)，棉籽作為棉花加工副產(chǎn)品，蛋白質(zhì)含量豐富。棉籽加工傳統(tǒng)的做法是將棉籽提油，提油后的棉籽餅粕作為肥料還田使用，這造成了蛋白質(zhì)資源的浪費(fèi)。近些年蛋白質(zhì)資源的需求增加，尤其是高蛋白質(zhì)含量的原料做魚飼料需求旺盛，各棉籽加工企業(yè)開始開發(fā)高蛋白質(zhì)含量的棉籽蛋白產(chǎn)品[1]，而傳統(tǒng)的棉籽仁殼分離系統(tǒng)產(chǎn)出的棉仁中含殼普遍在10%以上，這種棉仁浸出(脫脂脫酚)只能得到蛋白質(zhì)含量為50%～55%的棉籽蛋白產(chǎn)品，不能達(dá)到魚飼料蛋白質(zhì)含量60%的要求。針對(duì)此情況，我們對(duì)棉籽仁殼分離系統(tǒng)進(jìn)行改造，產(chǎn)出了含殼3%～5%的棉仁過程產(chǎn)品，經(jīng)過浸出(脫脂脫酚)得到蛋白質(zhì)含量為60%～62%的棉籽蛋白產(chǎn)品。

1 傳統(tǒng)棉籽仁殼分離系統(tǒng)

1.1 傳統(tǒng)棉籽仁殼分離工藝

傳統(tǒng)棉籽仁殼分離工藝流程見圖1。如圖1所示，光棉籽經(jīng)對(duì)輥剝殼機(jī)或圓盤剝殼機(jī)破碎、剝殼，一般破碎程度為棉仁4～6瓣[2]，破碎的仁殼混合物經(jīng)輸送設(shè)備進(jìn)入階梯篩進(jìn)行粗分離，階梯篩分離出的篩上物棉殼經(jīng)輸送設(shè)備進(jìn)入棒條篩，棒條篩篩上物棉殼輸送到出料絞龍，送到倉(cāng)庫(kù)，篩下物棉仁輸送到一道平面回轉(zhuǎn)篩進(jìn)行篩分。階梯篩篩下物仁殼混合物進(jìn)入一道平面回轉(zhuǎn)篩進(jìn)行篩分。一道平面回轉(zhuǎn)篩選擇兩層篩網(wǎng)形式，一層側(cè)面篩出篩上物棉殼經(jīng)輸送設(shè)備進(jìn)入棒條篩，二層篩下物棉仁粉進(jìn)入棉仁絞龍，送入下道工序。二層篩上物仁殼混合物進(jìn)入風(fēng)選器風(fēng)選[3]，大部分容重輕的棉殼吸入風(fēng)管道，輸送到二道棉殼平面回轉(zhuǎn)篩。經(jīng)風(fēng)選器風(fēng)選除殼后的棉仁進(jìn)入棉仁絞龍，與一道平面回轉(zhuǎn)篩二層篩下物棉仁粉共同去下道工序。二道棉殼平面回轉(zhuǎn)篩選擇單層篩網(wǎng)形式，篩上物棉殼輸送至棒條篩，篩下物棉仁進(jìn)入棉仁絞龍，送入下道工序。

圖1 傳統(tǒng)棉籽仁殼分離工藝流程

1.2 傳統(tǒng)棉籽仁殼分離設(shè)備參數(shù)

階梯篩內(nèi)配置數(shù)條殼體沖孔絞龍，篩板孔徑φ4～6 mm。一道平面回轉(zhuǎn)篩一層篩網(wǎng)采用沖孔板，孔徑φ4～6 mm；二層篩網(wǎng)采用不銹鋼編織網(wǎng)，孔徑1.18 mm(16目)。二道棉殼平面回轉(zhuǎn)篩篩網(wǎng)選用沖孔板，孔徑φ3 mm。棒條篩孔徑φ4～6 mm。

2 新棉籽仁殼分離系統(tǒng)

2.1 棉籽仁殼分離工藝優(yōu)化

新棉籽仁殼分離工藝流程見圖2。如圖2所示，經(jīng)對(duì)輥剝殼機(jī)破碎的仁殼混合物先經(jīng)階梯篩粗篩分，階梯篩篩上物棉殼輸送到兩臺(tái)串聯(lián)棒條篩回收棉仁，階梯篩篩下物仁殼混合物進(jìn)入一道平面回轉(zhuǎn)篩。一道平面回轉(zhuǎn)篩采用兩層篩網(wǎng)形式，一層側(cè)面篩出篩上物棉殼經(jīng)輸送設(shè)備回到階梯篩循環(huán)篩分，二層篩下物棉仁粉進(jìn)入棉仁絞龍，送入下道工序，二層篩上物進(jìn)入風(fēng)選器風(fēng)選，大部分容重輕的棉殼吸入風(fēng)管道，輸送到階梯篩循環(huán)篩分，經(jīng)風(fēng)選器風(fēng)選除殼后的棉仁輸送進(jìn)入新增的二道棉仁平面回轉(zhuǎn)篩。一道平面回轉(zhuǎn)篩篩選和風(fēng)選出的棉殼回到階梯篩循環(huán)篩分，原工藝配置的二道棉殼平面回轉(zhuǎn)篩不再使用。物料回到處理能力大的階梯篩循環(huán)篩分，可以應(yīng)對(duì)物料變化造成平面回轉(zhuǎn)篩篩上物大量帶棉仁的情況，有利于后續(xù)工藝指標(biāo)，穩(wěn)定生產(chǎn)。

圖2 新棉籽仁殼分離工藝流程圖

新增二道棉仁平面回轉(zhuǎn)篩篩分階段，篩出30%的小粒徑棉仁，剩余70%的大粒徑棉仁和殼，再去風(fēng)選。二道棉仁平面回轉(zhuǎn)篩篩下物進(jìn)入棉仁絞龍，篩上物經(jīng)風(fēng)選器風(fēng)選，容重輕的棉殼吸入風(fēng)管道，輸送到棒條篩回收棉仁，風(fēng)選棉仁進(jìn)入棉仁絞龍至下道工序。二道棉仁風(fēng)選器由于要風(fēng)選出大部分棉殼，風(fēng)速由傳統(tǒng)的5～8 m/s提高到8～10 m/s，風(fēng)速提高不會(huì)吸走大粒徑棉仁，可以風(fēng)選去除棉仁中大部分棉殼，得到含殼1%～2%的棉仁。再與一道平面回轉(zhuǎn)篩和二道棉仁平面回轉(zhuǎn)篩下層篩下物混合，得到含殼3%～5%的棉仁過程產(chǎn)品，輸送到下道工序。

2.2 棉籽仁殼分離設(shè)備優(yōu)化

(1)傳統(tǒng)工藝棉殼破碎不充分，棉仁包裹在棉殼中，造成棉殼含仁高。通過對(duì)剝殼機(jī)破碎輥優(yōu)化，棉殼和棉仁可以全部分離。調(diào)整對(duì)輥剝殼機(jī)對(duì)輥拉絲參數(shù)，上輥每25.4 mm(1英寸)4.5齒不變，下輥由傳統(tǒng)的每25.4 mm(1英寸)6齒調(diào)整為每25.4 mm(1英寸)8齒，在不更換設(shè)備的情況下，棉籽破碎后達(dá)到棉仁6～8瓣，棉殼可以破碎到3瓣以上，不再有棉殼包裹棉仁不能分離的情況。

(2)階梯篩絞龍葉片改為窄槳葉形式，增加槳葉末端可調(diào)板，槳葉與篩底間距可調(diào)整，通過調(diào)整槳葉末端可調(diào)板，可以更好地完成篩孔自清理。窄槳葉形式絞龍可以增加物料在階梯篩內(nèi)翻動(dòng)：一是槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)篩帶動(dòng)物料翻動(dòng)，容重大的棉仁落到絞龍下部，直接篩出；二是更有效利用階梯篩兩側(cè)篩孔篩分，提高篩分篩網(wǎng)利用效率，可以有效提高仁殼分離效果，增加篩分產(chǎn)能。

(3)平面回轉(zhuǎn)篩去掉原機(jī)配置的兩個(gè)進(jìn)料導(dǎo)料管和分料板，增加均勻布料機(jī)構(gòu)，配置調(diào)速電機(jī)，根據(jù)平面回轉(zhuǎn)篩篩分效果，調(diào)整進(jìn)料量。并且配置的布料機(jī)構(gòu)與平面回轉(zhuǎn)篩進(jìn)料寬度相同，物料直接滿篩面布置篩分，提高篩面利用率，提高篩分效果，增加篩分產(chǎn)能。

(4)平面回轉(zhuǎn)篩邊出料口寬度由100 mm加寬至150 mm，棉殼出料更順暢。原平面回轉(zhuǎn)篩邊出料單側(cè)出料改為雙側(cè)出料，增加出料口物料滑動(dòng)傾斜角度，有利于棉殼出料。通過對(duì)平面回轉(zhuǎn)篩邊出料口的改造，解決了堵料問題，設(shè)備可以連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。

(5)由于棉仁破碎粒度減小，階梯篩篩網(wǎng)孔徑選擇φ4～5 mm，可以減少篩下物棉殼進(jìn)入下道工序。一道平面回轉(zhuǎn)篩一層篩網(wǎng)孔徑調(diào)整為φ4～5 mm，二層篩網(wǎng)仍采用不銹鋼編織網(wǎng)，孔徑1.18 mm(16目)。增加的二道棉仁平面回轉(zhuǎn)篩篩網(wǎng)選擇沖孔板，孔徑φ2.5～3 mm。棒條篩孔徑φ4～5 mm。

傳統(tǒng)棉籽仁殼分離系統(tǒng)和新棉籽仁殼分離系統(tǒng)設(shè)備主要參數(shù)對(duì)比見表1。

表1 傳統(tǒng)棉籽仁殼分離系統(tǒng)和新棉籽仁殼分離系統(tǒng)設(shè)備主要參數(shù)對(duì)比

3 傳統(tǒng)棉籽仁殼分離系統(tǒng)和新棉籽仁殼分離系統(tǒng)指標(biāo)對(duì)比(見表2)

表2 傳統(tǒng)棉籽仁殼分離系統(tǒng)和新棉籽仁殼分離系統(tǒng)指標(biāo)對(duì)比 %

由表2可知，通過對(duì)棉籽仁殼分離系統(tǒng)工藝和設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，最終仁中含殼由大于10%降低至3%～5%，殼中含仁由0.5%～0.8%降低至0.3%～0.5%，棉仁再經(jīng)過浸出(脫脂脫酚)可生產(chǎn)出蛋白質(zhì)含量為60%～62%的棉籽蛋白產(chǎn)品。

4 結(jié)束語

通過設(shè)計(jì)，調(diào)整剝殼、篩分、風(fēng)選系統(tǒng)，對(duì)棉籽仁殼分離系統(tǒng)工藝及設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，可以得到含殼3%～5%的棉仁，再經(jīng)過浸出(脫脂脫酚)生產(chǎn)出蛋白質(zhì)含量60%～62%的棉籽蛋白產(chǎn)品。對(duì)棉籽仁殼分離系統(tǒng)進(jìn)行改造，生產(chǎn)高蛋白質(zhì)含量棉籽蛋白，可提高棉籽附加值，增加企業(yè)效益，促進(jìn)棉籽加工行業(yè)發(fā)展。