黃豆脫殼系統的討論
Soybean Dehulling System

美國黃豆出口協會 ASA/Taiwan
陳介武 顧問

November 2003


黃豆經脫殼(豆殼的油份甚少,可不予以提油)後,予以溶劑萃取提油,除了可提高單位黃豆加工處理量與提油效率以外,又可減少豆殼對整個提油設備的各裝置材料磨損,均為一筆似看不見的可觀成本。另外,過去豆殼的出路不甚理想而價格偏低,然而近來得悉豆殼做為乳牛飼料可大幅提升泌乳量,以致豆殼的身價提高,成為搶手貨,而使得脫殼技術順理成章地成為黃豆加工的重要環節。

通常傳統的冷式脫殼(Cold dehulling)係包括篩選(Screening)、乾燥(Drying)、調理(Tempering and cooling)、粉碎(Crushing or impacting)、以及脫殼(Hull separation)後,再予以調理(Conditioning)其豆仁,以供提油。原料黃豆經篩選後予以乾燥(約80℃)到水份9.5~10%,然後移至龐大的調理槽(Tempering Bins)(2~3槽供交替作業)予以調理與冷卻,而使豆仁與豆殼較易裂離,通常至少需要48~72小時,繼而予以粉碎(或打擊impacting)而進入空氣氣力脫殼設備(Aspirating & dehulling),以分離6~8%的豆皮,但仍含有3~5%的碎粒豆仁,合計可達9~13%,然後再進入第二階段氣力脫殼設備,以取得脫殼黃豆仁(約7%),供為製油並產生脫殼黃豆粉(Dehulled soybean meal)。同時,所得豆皮須另外予以加熱烘焙以降低尿素酶(Urease)活性,以供飼料,或再添入脫殼黃豆粉以配製普通豆粉。

在這種冷式脫殼系統,至少需設置2~3個龐大的調理槽,甚佔空間,又須經較長時間予以調理熟成以利豆仁與豆殼裂開而影響連續一貫作業性。又在作業過去中,一熱一冷又一熱甚為耗能源(蒸氣),確實佔作業空間,費時、費力,又耗能源,不甚理想。

近來,為了改進上述缺點,以節省能源與設置空間並提升作業效率,而經改良設計為熱式脫殼(Hot dehulling),雖然其裝置較為複雜,但作業簡單而效果佳。

熱式脫殼係將篩選的清豆(Clean bean)送入特別設計的加熱器、乾燥器與脫殼設備予以熱式調理(Conditioning),爾後經粉碎機、打擊機(Crusher & impactor)予以粉碎而進入氣力分離機(Aspirator)予以分取豆仁與豆殼。其次,脫殼豆仁則移入乾燥調理後,經壓片機壓成黃豆薄片(Flake)供為提油。豆殼則經旋風分離機(Cyclone separator)分取之。如此,為了製造高蛋白脫殼黃豆粉(Soybean flour)及有效利用豆殼,同時高蛋白脫殼黃豆粉,可供蛋白食品上的應用,因此使熱式脫殼系統盛行於黃豆加工製油業界。世界較為聞名者為美國Crown Hot Dehulling與歐洲的Escher Wyss Hot Dehulling(德國),另外,尚有Buhler Hot Dehulling。

熱式脫殼與冷式脫殼作業特性比較:
熱式脫殼(Hot Dehulling):

1. 脫殼過程安排甚為精緻,可供一貫作業,並不需裝置龐大的調理槽(Tempering bins)。
2. 作業時間20~25分鐘,快速而均勻加熱乾燥,不影響油脂品質,並保持良好的黃豆粉NSI(Nitrogen Solubility Index)(氮溶解指數)品質。
3. 僅一次加熱乾燥處理則可,而可大幅節省能源。(大約比冷式脫殼方式節省50%)
4. 豆粉的細粉(Fines)含量較少(約為1~2%),以致可獲得澄清的萃取液(Miscella),滲透速率快,溶劑殘留少,脫溶劑機 (Desolventizer)溶劑蒸發所需能源消耗少。
5. 脫殼效果佳(即豆仁損耗少),不致影響提油量。
6. 排放粉塵量較少而利於環保與健康。
7. 可減低各設備的磨損。
8. 作業成本較低。
9. 設備較為複雜,但作業簡單而可靠。
10. 不需另添置豆殼烘焙(Toasting)設備。

冷式脫殼(Cold Dehulling):

1. 須設置2~3個龐大的調理槽,甚佔空間。
2. 作業時間甚長,48~72小時,至少需要48小時,以致影響作業一貫性。
3. 一熱一冷又一熱,交替作業,甚為耗能源。
4. 豆粉的細粉(Fines)含量較高,約為5%,以致影響提油作業與有關效率。
5. 脫殼效果較差,而較易影響提油量。
6. 排放粉塵(Dust emissioin)量多,不利於環保與健康作業。
7. 可減低各設備材料磨損。
8. 作業成本較高。
9. 設備較簡單,但甚佔作業空間。
10. 需另添置豆殼烘焙設備。

 

圖一 傳統型冷式脫殼與改良型熱式脫殼系統比較

 

圖二 Crown Hot Dehulling與Escher Wyss Hot Dehulling
熱式脫殼作業系統流程圖

 

前脫殼與後脫殼(Head-end dehulling & Tail-end dehulling):
通常以前股殼為主,以達全方位的利基,而有些配合既存傳統加工廠的需要,予以添設脫脂粕(豆粉)的篩選,再粉碎以及LP(Low protein)與HP(High protein)的分離設備,以製取較高蛋白的豆粉,但甚難達到前脫殼系統的高蛋白豆粉品質。它須經最後篩選,分為幾種產品(如低、中、高蛋白豆粉),並須採用全密閉篩選系統以免細粉洩漏,影響作業與環境。
總之,勞力密集的高勞力與能源危機的高能源成本,這兩個關鍵因素影響黃豆加工的經濟效益,必須順應環境變遷需要,設法予以作業系統的精緻化、省力化、省能源化,而提高生產力,並提升豆粉與豆皮品質與擴大產品應用範圍,以利因應。
如是,近年來所提倡的熱式黃豆脫殼系統,係可達成上述利基的革新技術,以提高黃豆加工業的產品附加價值與收益並予以有效運用,因此,熱式脫殼系統,乃為最佳選擇,四海皆然。