一种绿豆脱皮前处理方法及高效脱皮机

摘要

本发明涉及一种绿豆脱皮前处理方法，同时还涉及高效脱皮机，属于农产品初加工技术领域。本发明的方法包括：第一步、用3±1%的氯化钠水溶液将绿豆喷湿处理，使其含水率达11.5±2%；第二步、将喷湿处理后的绿豆置于‑15±2℃冷冻5小时以上；第三步、将冷冻后的绿豆用微波间歇加热，第一次加热至50±1℃、保温1‑1.2min后，翻动10‑15s；第二次再加热至50±2℃、保温2‑2.2min；第四步、将微波加热后的绿豆放入绿豆脱皮机，脱皮后停机。本发明不仅创新了不同于传统湿法和干法的准干法绿豆脱皮前处理步骤，而且通过反复试验不断摸索，确定了各步骤理想的控制参数，从而既避免了湿法加工时间长、耗水量大、易污染的缺点，又克服了干法脱皮合格率、出米率低的缺点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱皮前处理方法，尤其涉及一种绿豆脱皮前处理方法，同时还涉及有助于实现该方法的高效脱皮机，属于农产品初加工技术领域。

背景技术

绿豆皮占绿豆的6%-10%，主要成分是纤维素类物质，含脂肪类物质较少。脱皮不仅可有效控制豆粕蛋白含量，使产品多样化，而且可大幅提升绿豆制品的品色，增加产品竞争力。传统的绿豆脱皮有湿法和干法两种。典型的湿法脱皮先用大量水浸泡绿豆，再借助常规的脱皮设备脱皮，在进行豆仁干燥，缺点是加工时间长、耗水量大，且容易引起污水排放，污染环境的问题。干法脱皮则在常规贮藏含水率条件下，采用合适的脱皮设备（例如申请号为201410042298.2的中国专利公开的脱皮机）直接脱皮，其优点是工序简单快捷、无需对豆仁干燥处理，因此应用日益广泛，但干式脱皮设备直接对未经适当前处理的绿豆脱皮，仍存在脱皮合格率、出米率低的缺点。尤其是，随着人们饮食要求的不断提高，绿豆制品对豆粉之类原料的品质要求也越来越高，现有湿法和干法脱皮均难以满足日益提升的绿豆脱皮技术要求。

为此，新脱皮方法的研究受到关注。申请号为202111405776 .8的中国专利申请公开了一种大豆低温脱皮的创新方法，包括预处理；超声波除杂、初次通风干燥、初次冷藏、初次化冻、二次冷藏、二次化冻、二次超声波处理、浸泡处理、二次通风干燥、三次冷藏、三次化冻、三次通风干燥、真空微波破壳和筛分豆皮等步骤。然而实践表明，将其应用于绿豆脱皮不仅设备复杂、工艺过程长，而且与大豆相比，绿豆外形相对不规则，呈椭球状，而非大豆的近球体，且绿豆胚芽四周胚芽结合的绿豆皮结合极为紧密并且有略微的凹陷，传统的干法脱皮在砂轮磨削的过程中难以磨削到凹陷处，致使脱皮过程中以胚芽为中心的绿豆皮无法脱掉，以致绿豆脱皮合格率差，难以满足脱皮需求。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种为优质高效完成绿豆脱皮奠定基础的绿豆脱皮前处理方法，使绿豆皮在脱皮前预处理通过气爆与豆胚脱离后，同时借助机械结构使绿豆皮成块脱落，顺利脱掉豆胚周围绿皮，从而实现高效脱皮，保证绿豆脱皮质量、提高脱皮效率，切实满足高质量绿豆制品对原料的需求。

为了达到以上目的，申请人在深入研究绿豆脱皮机理的基础上，经过反复试验，提出了本发明绿豆脱皮前处理方法的基本技术方案，包括以下步骤：

第一步、用3±1%的氯化钠水溶液将绿豆喷湿处理，使其含水率达11.5±2%；

第二步、将喷湿处理后的绿豆置于-15±2℃冷冻5小时以上；

第三步、将冷冻后的绿豆用微波间歇加热，第一次加热至50±1℃、保温1-1.2min后，翻动10-15s；第二次再加热至50±2℃、保温2-2.2min；

第四步、将微波加热后的绿豆放入绿豆脱皮机，脱皮后停机。

之后，采用脱皮机脱皮，结果合格率和出米率均显著提高。本发明不仅创新了不同于传统湿法和干法的准干法绿豆脱皮前处理步骤，而且通过反复试验不断摸索，确定了各步骤理想的控制参数，从而既避免了湿法加工时间长、耗水量大、易污染的缺点，又克服了干法脱皮绿豆胚芽处绿皮难以被磨削脱落，导致合格率、出米率低的缺点。

同时，申请人在进一步深入研究发现：相比其它豆类，由于绿豆胚芽四周胚芽结合的绿豆皮结合极为紧密并且有略微的凹陷，传统的干法脱皮在砂轮磨削的过程中难以磨削到凹陷处，致使脱皮过程中以胚芽为中心的绿豆皮无法脱掉，以致绿豆脱皮合格率差，难以满足脱皮需求。而经前处理的绿豆脱皮时，由于豆皮已经出现爆裂现象，因此并非单纯“磨擦”脱皮，而是有“撕扯”脱皮现象，这种“撕扯”脱皮恰到好处将绿豆皮层去除，尤其是可以使气爆后的绿豆皮在撕扯的作用下成块脱落，并可有效使绿豆胚芽周围的绿皮成块脱落，从而使合格率、出米率显著提高。由此受到启发，创新出一种尤为适于作为本发明方法的专用配套高效脱皮机：该机的机架上方支撑位于箱体中的可旋转滚筒以及位于滚筒中且旋向与滚筒相反的同轴砂轮辊；所述箱体的一侧设有进风口，下部装有带出料口的漏斗；

所述滚筒的周壁内间隔均布有朝旋转方向前倾的抄板，所述周壁具有形成网眼的周向延伸长圆孔，长圆孔周边有锯齿边，所述长圆孔沿周向间隔分布成列，各列长圆孔轴向间隔分布，构成点阵分布；

相邻列的长圆孔之间周向间隔分布朝周壁内延伸的具有圆弧刃边的滚刃，所述滚刃的延伸方向与邻近抄板延伸方向基本垂直，所述圆弧刃边所在平面与周壁切向垂直。

采用本发明的高效脱皮机对经前处理的绿豆进行脱皮时，由于豆胚与豆皮由于收缩系数不同已产生间隙、豆皮形成了裂缝，因此进入旋转滚筒后，在抄板的抄动过程中，不断翻落在触击滚刃，从而使刃边大概率切入豆皮，产生“撬动”作用，使其被撕扯与豆坯分离，从而在之后的滚磨过程中顺利被彻底剥离。

本发明进一步的完善是：所述滚刃冲切拉延形成，所述滚刃的冲切边拉延后形成圆弧刃边。这样使得滚刃的制造工艺性好，可以与长圆孔同步制造。

本发明进一步的完善是：所述长圆孔的两侧长边呈锯齿状，相邻列的长圆孔几何中心错位。这样可以使绿豆排出的过程中借助锯齿的刮擦，更有效彻底的脱去绿豆皮，并可通过刮擦、撕扯顺利撕扯掉胚芽周围的绿皮，进一步提升脱皮合格率。

本发明进一步的完善是：所述抄板朝旋转方向的表面具有间隔分布的成列凸起圆台，所述凸起圆台的列间距为绿豆平均粒径的3-5倍，相邻列的凸起圆台交错排布。圆台可以在绿豆被抄起的过程中，借助自重和压力，使绿豆皮与凸起的圆台有力摩擦、松动，更易脱落。适当的间距则可有效防止绿豆被抄起的过程中在圆台之间产生卡滞、堵塞。

本发明进一步的完善是：所述凸起圆台按一列疏间隔分布、下一列密间隔分布的规律交替变化，疏间隔的尺寸为绿豆平均粒径的3-5倍，密间距的尺寸为绿豆平均粒径的1.5-2.5倍。这样可以使绿豆在被抄板抄起后，沿着相邻行的间隔完成完整的多次摩擦过程，与抄板的圆台摩擦更彻底，更进一步有利于豆皮的松动、脱落，更利于绿豆脱皮。

本发明进一步的完善是：所述滚筒转速1000±50r/min，所述砂轮辊反向转速20±2r/min。该转速为试验获得的理想匹配转速。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是图1实施例中的滚筒组件结构示意图。

图3是图2的左视图。

图4是图3的A处展开放大结构示意图。

图5是图4的左视图。

图6是图5的B处局部放大结构示意图。

图7是图6的C向视图。

图8是图1实施例中的抄板结构示意图。

图9是图8的仰视放大结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的绿豆脱皮前处理方法具体步骤为：

第一步、用3±1%的氯化钠水溶液将绿豆喷湿处理，使其含水率达11.5±2%。大量试验研究表明：盐水虽然可以加速水分的内渗，但浓度高时容易影响绿豆品质。3%左右的盐水为依然可以有效加速水分渗透到绿豆内部、并有效保证绿豆品质的最低优先浓度；而含水率的调控是因为考虑到后续借助微波加热使水分汽化撑爆绿豆皮层时，如果含水率过低，水分汽化将不足以使绿豆皮层爆裂，难以实现豆胚和豆皮的脱离；而如果水分过高，不仅增加烘干时间，而且会增加霉变风险，影响豆胚质量；约11.5%的含水率已可以使豆皮有效爆裂、易于与豆胚脱离，效果最为理想，且经过微波加热后水分散失，绿豆可达到安全贮藏水分，无需后续干燥。

第二步、将喷湿处理后的绿豆置于-15±2℃冷冻5小时以上。通过试验和研究可知：豆胚的力学特性变化较小，而豆皮将变得脆硬，并且豆胚含淀粉远多于豆皮，因此冷冻时两者的收缩系数差异很大，绿豆在一定含水率条件下适当低温处理，可以为后续微波加热使豆皮开裂奠定良好基础；反复试验发现，将适当喷湿处理后的绿豆置于约-15℃冷冻5小时以上，微波加热时豆皮更易爆裂形成裂口。

第三步、将冷冻后的绿豆用微波间歇加热，第一次加热至50±1℃、保温1-1.2min后，翻动10-15s；第二次再加热至50±2℃、保温2-2.2min。研究和试验均表明：绿豆加热温度高于50度一定时间后，其所含蛋白多酚复合物将明显被破坏，其他营养成分也随之降低，而且豆胚还会出现褐色，因此借助微波使冷冻处理后的绿豆表皮爆裂时，为保证未来豆制品的品质，必须控制好温度和时间。

第四步、将微波加热后的绿豆放入绿豆脱皮机，脱皮后停机。之后，将前处理和未经处理的绿豆采用脱皮机脱皮的结果表明，前者的脱皮合格率平均可以提高20%以上，且出米率也显著提高。

为了更好地实现本实施例的方法，在进一步深入研究脱皮机工作原理基础上，技术革新出本实施例的高效脱皮机，如图1所示，机架12上方支撑位于箱体4中的可旋转滚筒5，滚筒5中装有旋向与之相反的砂轮辊6。箱体4的下部两侧分别有主动链轮17和从动链轮13，滚筒电机14通过联轴传动机构带动的主动链轮17，主动链轮17通过传动链带8动从动链轮13，与滚筒5同轴固连的大链轮16与环绕于主动链轮17和从动链轮13之间的传动链条8啮合。

顶部具有顶盖7的箱体4一侧装有通过带传动驱动砂轮辊6的砂轮辊电机9，另一侧装有排尘风机2，该风机的进风口通过抽风管3与箱体4连通、并具有排风口19。箱体4的下部装有带出料口的15的漏斗18。出料口15位于分选筛10的进料端上方，分选筛10的出料端承接接料斗11。1是电控柜。

滚筒5的具体结构如图2和图3所示，整体呈圆筒状，周壁5-3呈筛网状，具有可启闭盖口5-1。周壁5-3内间隔均布三组朝旋转方向前倾的抄板组，每组具有三个间隔分布的抄板5-2，相邻抄板5-2根部所夹圆心角为20°，各抄板5-2根部与其延伸方向的连心线夹角为35°。

筛网的具体结构如展开图4和图5所示，周向延伸的长圆孔5-a按列轴向间隔分布，构成网眼点阵。长圆孔5-a的两侧长边制成锯齿状。相邻列的长圆孔5-a几何中心交错，且两相邻列长圆孔之间周向间隔分布朝周壁内冲切拉延形成的滚刃5-b（参见图6、图7），滚刃5-b的冲切边拉延后形成圆弧刃边5-c，滚刃5-b的延伸方向与抄板5-2的延伸方向基本垂直，圆弧刃边5-c所在平面与周壁切向垂直5-3。

抄板5-2的具体结构如图8和图9所示，朝旋转方向的表面具有间隔分布的成列（列方向即为轴向）凸起圆台5-e。相邻凸起圆台的列间距d=15mm，约为绿豆平均粒径的4倍。相邻列的凸起圆台5-e间距交替疏、密变化，疏间隔的尺寸s1等于列间距，也约为绿豆平均粒径的4倍，密间距的尺寸s2等于绿豆平均粒径的约2倍，为7mm。

绿豆脱皮时，先进行以下前处理：第一步、用3%的氯化钠盐水将绿豆喷湿处理至含水率11.5%；第二步、将喷湿处理后的绿豆置于-15℃的环境下冷冻至少5小时；第三步、将冷冻后的绿豆置于微波环境下间歇加热，第一次加热至50℃、保温1min后，翻动10s；第二次再加热至50℃、保温2min；第二次加热的目的是使第一次加热后的水汽快速汽化，可以使绿豆皮产生微爆、疏松脱离豆胚。之后再倒入高效脱皮机开机运行25-30分钟，完成第四步；即掀开顶盖并打开盖口，将待脱皮绿豆装入滚筒内，关闭盖口和顶盖后，先启动滚筒电机和风机，使绿豆在滚筒内翻滚抄动约5min，利用滚刃初步破坏绿豆豆皮，再启动砂轮辊电机，使绿豆与砂辊磨削、与滚刃切剥同时进行，风机及时将脱下的豆皮碎屑吸走，约25分钟后停机出料即可。

在以上过程中，前处理可以使绿豆皮层与豆胚产生间隙甚至剥离，与豆坯初步松脱。接着送入脱皮机先高速翻抄后再增加低速打磨，通常滚筒转速控制在约1000r/min，砂轮辊反向转速约20r/min，从而保证绿豆不断被翻抄，均匀打磨，且与滚刃产生不断切剥作用。抄板上的疏密间隔凸台可有效保证绿豆在径向被抄起，完成豆皮与凸台的完整摩擦过程，摩擦使豆皮进一步松动，更有利于脱皮更彻底，同时其适当的间隔保证绿豆在脱皮过程中不产生滞留和堵塞。独特的滚刃结构使绿豆在抄板过程中会“砸落”在滚刃的刃口上，从而使刃口大概率插入豆皮和豆胚之间，对松动的豆皮产生撬动与撕扯，使豆皮有效脱落。此外，长圆孔的锯齿边使脱皮过程中滚刃未能及时脱掉的豆皮在出料时经过锯齿进一步刮擦，可以彻底脱离。试验结果相应证明，脱皮时间可缩短30%以上，脱皮合格率则提升40%以上，有益效果十分显著，既避免了大量用水浸泡，又保证了脱皮合格率。

总之，本实施例不仅在深入研究绿豆脱皮机理的基础上，创新出准干法前处理，而且从脱皮设备工作原理角度有所突破，独创了“切剥”法，不仅可高效实现绿豆脱皮，而且可较好去除绿豆胚芽凹陷处无法磨削的绿皮，较好破解了绿豆胚芽凹陷处无法脱皮的难题，提升脱皮合格率，保证了绿豆脱皮脱皮后的豆胚质量。借助“切剥”并结合“砂轮摩擦”比传统的单一“砂轮磨擦”脱皮效率以及合格率和出米率均显著提高。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。