大豆调质温度、湿度的控制效果

植物油籽在加工制油的工程中，都离不开预先的调质软化，或炒制环节。在现代化的大豆加工过程中，立式调质塔被广泛使用。但是，在实际操作中，应如何操作，如何调节大豆在调质塔各加热层、热风层中的加热量及风量、风温，使大豆在调质塔的各加热层中的升温幅度，水份调节效果更为有利，对大豆的调质软化效果最为合理？对于此题目，想与大家作一个交流，以期共同提高。
在调质操作的过程中，大豆在日常温度下，从顶部的进口处进入调质塔，并在重力的作用下，由第一层逐层向下流动，大概经过30-45分钟，从调质塔底部的出口处流出。在此过程中，大豆被逐渐加热，至出口处时，大豆的温度被加热到65-70摄氏度左右，大豆的水份被调节到10-10.5%左右，以满足后期的加工需求。
采用何种方式加热大豆，才能使大豆调质过程最为合理？让我们以一台由加热层、热风层等组成的共11层的调质塔为例，来分析可能的几种加热方式。大豆在调质塔中的加热过程有多种多样，但主要有三种形式：如图1，图2，图3所示。图中的横坐标表示调质塔从上到下的层数，纵坐标表示大豆在调质塔各层中被加热到的温度值。
图1表示，调质塔各层的加热，使大豆在每一层被加热的幅度比较均匀，升温曲线近似为一条倾斜的直线。

![](/media/202312/2023-12-08_122339_946824.png)
 图1 均匀加热
图2表示，在大豆刚进入到调质塔的前几层中，大豆被缓慢加热，大豆升温的幅度较小。在后面的几层中，大豆被加热的幅度逐渐加大，温度快速上升，直至在调质塔底部的出口处，被加热到设定的温度。

![](/media/202312/2023-12-08_122350_830970.png)
图片图2 缓加热
图3表示，一旦大豆进入到调质塔内，就在前几层中，大豆被快速加热升温，当大豆流入到调质塔的中段时，其温度已经接近调质所要求的温度。在调质塔的后半段中，大豆继续被加热，并使温度被保持在65-70度的范围内，直至出口处。

![](/media/202312/2023-12-08_122359_363214.png)
 图3 快速加热
这三类加热方式，哪一种最为合理、有效？大家可以依据所学理论和实际经验进行分析、讨论，各抒己见。但是，其目的还是要了解各自的调质塔，要经过多次的实际测量，来得出各自调质塔的实际加热曲线。并分析总结现在的加热状态属于哪一类加热方式，其加热方式是否为最理想的状态？否则，是否需要改善，如何改善？
为了获得理想的调质效果，大豆被加热后，应该保温一段时间，使大豆内外均匀受热，所有细胞的内部都可以发生相似的变化，起到缓苏的作用，以有利于细胞中油滴粘度的下降，或增加其流动性。同时，大豆内部的多余水份，也可以在相对较高的温度下，比较均匀的受热、挥发，有充分的时间散发到大豆表面，可以更加有效的溶入到热风中，并随热风被带出调质塔。所以，对于以上三类加热方式，个人认为，图3所示的加热方式最为合理。
对于调质塔热风的使用，应该在大豆合理加热的基础上，通过控制、调整风机的风量和风温来调节加热过程，使大豆在调质塔的出口处达到温度要求的同时，其水份含量能够保持在10-10.5%的范围内。
从大豆调质处理的过程可以了解到，在调质塔最上面的几层，大豆的温度相对较低，大豆内部的水份受热挥发的数量较少。但是，高温而小流量的热风，有助于加速大豆的均匀加热过程。在调质塔的中下部，大豆的温度相对较高，处于继续升温并保温、缓苏阶段，在此阶段，适当较高温度的热风可以有效的去除大豆中多余的水份。另外，在缓苏阶段，从大豆内部挥发出来的多余水汽，在豆皮中积聚、膨胀，使大豆皮犹如被吹大的气球。这一现象从客观上撕裂了豆皮与豆仁之间的粘合，使豆皮与豆仁之间产生间隙，有利于大豆在破碎后的脱皮效果。
现有许多调质塔，在顶层设计了两到三层的进风层，在调质塔的上、中、下段中均匀分布。当大豆进入到进风层时，会因其中的水份挥发及溶入到热风中，大豆的温度可能会下降，从而影响到大豆的整体加热过程，使加热曲线出现波折，如图4所示。
![](/media/202312/2023-12-08_122410_057082.png)
图4 干燥风对温升的影响
这种温度的波折，会影响大豆调质处理的效果及能量使用的效率。对于已经在使用中的调质塔，首先要检测调质塔各层的实际温度，得出相应的加热曲线，再对曲线进行仔细的分析。根据加热曲线的实际状况，及如何达到更好的加热效果，来调节热风的风量和风温，以求达到保温及调节大豆含水的最佳效果。
另外，现在还有一种方法，在调质塔进口处的第一、第二层加装了预热节能层，利用蒸汽冷凝水的余热等对大豆进行预加热，以减少能源的使用量。这样做，本身无可厚非。但是，其加热能力肯定不如间接蒸汽加热的效果好，而且容易形成如图2所示的加热趋势。个人认为，如果一台调质塔已经加装了余热节能层，就应该在预热层下面的属个加热层中，尽量加大热能的使用量，使加热过程能表现的如图5所示。使大豆在调质塔的中后部温度还能接近65-70度，达到类似于图3所示的效果。

![](/media/202312/2023-12-08_122425_437521.png)
 图5 匀速加热
当然，对于将来新设计的调质塔，为节省能源，可以考虑将预热节能层设计到调质塔靠近出口处的数层中，用于大豆的保温缓苏阶段。