CN101658205A - 一种谷物胚芽的连续同步微波灭酶与干燥的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种谷物胚芽的连续同步微波灭酶与干燥的设备及方法，涉及农产品干燥领域。包括微波隧道(2)、微波发生器(3)、输送带(6)，还包括进料器(1)和翻胚器(5)，其中微波发生器(3)置于微波隧道(2)顶部，进料器(1)位于输送带(6)的起始端，其转数可调；输送带(6)连接进料器(1)和微波隧道(2)用于输送物料通过微波隧道(2)，输送速度可调；翻胚器(5)置于输送带(6)之上。经本发明微波灭酶及干燥处理的谷物胚芽的含水量可降至1.9－4.4％；对不同谷物胚芽进行微波处理，冬天常温贮藏6－8个月、夏天常温贮藏3－5个月，仍可达到后续加工的质量需要，广泛适于小麦胚芽、玉米胚芽、米胚芽(米糠)等谷物胚芽的灭酶与干燥处理。
Description
技术领域
本发明涉及农产品干燥领域，尤其涉及一种谷物胚芽连续同步微波灭酶与干燥的设备及方法。
背景技术
谷物胚芽虽只占谷物籽粒很小一部分，却含有丰富蛋白质、脂肪、矿物质和维生素，营养价值很高。以米糠为例：糙米碾白时，米粒(胚乳)的表皮、米胚芽和少量破碎胚乳(碎米、米粞)的混合物，通常称为米糠。米糠重量虽然不足糙米的10％，但是糙米重要营养成分却大量地集中于米糠之中。米糠含有12％～16％蛋白质、12％～23％脂肪，8％～10％粗纤维和7％～12％的灰分，此外还含有丰富维生素和矿物质，至少集中了糙米78％的VB1，47％的VB2和80％铁元素。除了一般营养成分外，谷物胚芽还含有一些具有保健作用特殊成分，如亚油酸、谷胱甘肽等，此外，谷物胚芽中还含有极其丰富的天然维生素E，这些成分都具有延缓人体衰老，预防动脉硬化，保护大脑等功效。谷物胚芽是谷物的精华，被誉为“天赐营养源”，它不仅含有丰富优质蛋白质、脂肪、多种维生素和矿物质，而且含有多种对人体具有特殊生理活性成分。但迄今为止，对谷物胚芽综合利用总体水平仍处于初级阶段，尤其是国内对谷物胚芽的开发利用起步较晚，谷物胚芽主要混入麸皮中做饲料，仍未作为食品直接被人们食用，造成优质食品资源低值利用。其主要原因是：胚芽是谷物籽粒中生理活性最强的部分，水分和脂肪含量高；当谷物胚芽和谷物籽粒分离后，在高活力脂肪水解酶和脂肪氧化酶的作用下，短时间内就会使其脂肪酸值大幅度升高，引起谷物胚芽的酸败变质；同时微生物繁殖生长快，也会导致谷物胚芽出现结块、霉变、发酵等变质现象。这些都严重制约了谷物胚芽的深加工和综合利用。目前，解决谷物胚芽酸败变质的方法主要为热处理，包括干热和湿热处理，加热处理钝化脂肪酶活性是目前普遍采用的一种方法，然而干热处理对酶的钝化效果不好，而湿热法易导致谷物胚芽水分含量高，设备的一次性投入较大，很难实现工业化生产。
对于米糠(米胚芽)比较成熟有效的灭酶处理方法主要是挤压膨化技术，即利用挤压膨化机对新鲜米糠进行膨化处理，使其在高温、高压和摩擦力的作用下，钝化其中的脂肪酶，从而达到稳定米糠、延长保存期的目的。该方法的缺点是挤压设备价格较高、挤压膨化过程中耗能大、生产率低，同时在挤压操作过程中受挤压机运转参数和物料参数的影响较大，不易调节到使脂肪酶最大失活同时对米糠组分营养和功能性质影响最小的操作条件，难以保证最佳处理效果。米糠挤压膨化灭酶法其干燥的效果不很显著。
现有技术已认识到微波对谷物胚芽中酶的钝化效果优于传统的加热方式，微波具有热穿透力强、加热速度快、时间短、营养物质损失少的优点，微波加热可以同时达到灭酶、杀菌和干燥的功效。本专利发明人在论文“小麦胚芽微波灭酶技术的试验研究”(食品工业科技，2003，(2)：60+62)和“小麦胚芽微波灭酶试验研究”(粮油食品科技，2005，13(3)：19-21)中报道了利用微波技术进行小麦胚芽灭酶的研究结果，但当时研究的局限性在于使用的微波设备是微波炉，真正工业化存在微波场不均匀、处理量小、无法实现连续化生产等问题。专利申请号为200710130943.6的专利文献公开了一种小麦胚芽的微波灭酶的方法和装置，该发明显著提高了麦胚贮藏稳定性。该发明采用物料输送滚筒输送物料，通过调节滚筒转速和倾斜角度使得物料进出达到平衡，物料在滚筒输送过程中被微波加热、灭酶。然而该发明仅仅针对的是新鲜小麦胚芽的灭酶处理，单位微波功率的小麦胚芽处理量相对较小。
发明内容
对于谷物胚芽的安全保鲜贮藏而言，除了灭酶以外，降低其含水量也是抑制酶及微生物活性很重要的因素。为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可以达到灭酶与干燥同步进行、易于实现连续化生产、适宜于不同谷物胚芽的稳定化处理的隧道式微波设备与方法。
本发明采用的技术方案是：
一种谷物胚芽的连续同步微波灭酶与干燥的设备：包括料层厚度宽度控制进料器1、微波隧道2、微波发生器3、翻胚器5、输送带6。其中微波发生器3置于微波隧道2的顶部，可以根据本设备微波处理的物料的量以及谷物胚芽品种的不同，放置不同数量的微波发生器，微波隧道额定功率1-6kW；进料器1位于本设备中输送带6的起始端，进料器1的转数可调，用以控制谷物胚芽在输送带铺放的厚度，且进料器1中进料口的宽度L1为输送带6宽度的80％；输送带6连接进料器1和微波隧道2，输送速度可调，用于输送物料通过微波隧道2；输送带6中放置了翻胚器5，可以根据输送带6的长度以及微波处理谷物胚芽的最佳效果确定翻胚器5的数量，其中翻胚器5的宽度L等于输送带6的宽度，其倾斜角度α°＝10～40°。
一种实现谷物胚芽连续同步微波灭酶与干燥设备的方法：在谷物加工车间分离得到的新鲜的谷物胚芽通过进料器1进入输送带6，通过调整进料器的转数和输送带的传输速度，使得谷物胚芽均匀的进入输送带6，并维持物料层均匀的铺成厚度0.8-2cm厚薄层，以保证受热均匀，开启微波发生器3进行微波加热灭酶同时微波干燥；谷物胚芽在输送带6的带动下匀速的通过微波隧道2，得到了灭酶及干燥处理，输送带6上加装了翻胚器5，利用翻胚器5翻动了输送带6上的物料层，便于微波加热时产生的湿热空气的及时散发并保证了物料层的受热灭酶均匀，最后测定灭酶效果及干燥好的谷物胚芽的水分。
本发明的谷物胚芽的连续同步微波灭酶与干燥的设备，每小时处理量约40-60kg谷物胚芽，通常情况下谷物胚芽的原始水分含量在11.5～14.5％，经过本发明微波灭酶及干燥处理后的谷物胚芽的含水量可降至1.9-4.4％；对不同谷物胚芽进行微波处理，冬天常温贮藏6-8个月、夏天常温贮藏3-5个月，仍可以达到后续加工的质量需要，为谷物胚芽的深度加工创造了条件，广泛适用于小麦胚芽、米胚芽(米糠)、玉米胚芽等谷物胚芽的灭酶与干燥处理。
本发明的有益效果：
(1)本装置通过带式微波加热的方式，可以方便地实现谷物胚芽灭酶与干燥的连续式同步作业，而且具有处理量大、能耗低的优点，具有适宜于不同谷物胚芽处理的特点；
(2)设置进料器的目的在于控制胚芽在输送带上的铺放厚度，通过进料器的转数和输送带的传输速度的调整，可以准确地控制胚芽在输送带铺放厚度，以便实现最佳的处理效果；
(3)在输送带上方加装翻胚器的目的在于实现物料的均匀受热，防止可能出现的过热或者欠热的现象，通过调整翻胚器的角度α和加装翻胚器的数量，达到最佳翻胚效果。
附图说明
图1为一种谷物胚芽的连续微波同步灭酶与干燥的设备的结构装置图，其中1为进料器、2为微波隧道、3为微波发生器、4为谷物胚芽、5为翻胚器、6为输送带；
图2为进料器的结构装置图，其中L1为进料器中进料口的宽度；
图3为翻胚器的结构装置图，其中L为翻胚器的宽度，α°为翻胚器的倾斜角度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
本发明在微波灭酶与干燥米糠中的应用：新鲜的米糠通过进料器1进入输送带6，通过调整进料器1的转数和输送带的传输速度，使得米糠均匀的进入输送带6并维持物料层均匀的铺成厚度0.8cm厚薄层，以保证受热均匀，开启微波发生器3进行微波加热灭酶同时微波干燥，微波隧道额定功率6kW，处理量每小时约40kg米糠；米糠在输送带6的带动下匀速的通过微波隧道2，得到了灭酶及干燥处理，输送带6上加装了翻胚器5，利用翻胚器5翻动了输送带6上的物料层，便于微波加热时产生的湿热空气的及时散发并保证了物料层的受热均匀。
经过连续微波同步灭酶与干燥处理，米糠含水率从未处理的12.3％降低到1.9％；保存3天后，米糠油的酸价为3.9mgKOH/g，而未处理米糠油的酸价升至13.05mgKOH/g；保存1周后，米糠油的酸价为10.3mgKOH/g，而未处理米糠油的酸价升至56.6mgKOH/g。
因此采用经过本发明处理的米糠水分含量为1.9％，产品酸值变化平缓，为后续的深度加工创造了条件。
实施例2
本发明在微波灭酶与干燥米糠中的应用：新鲜的米糠通过进料器1进入输送带6，通过调整进料器1的转数和输送带的传输速度，使得米糠均匀的进入输送带6并维持物料层均匀的铺成厚度1.2cm厚薄层，以保证受热均匀，开启微波发生器3进行微波加热灭酶同时微波干燥，微波隧道额定功率2kW，处理量每小时约60kg米糠；米糠在输送带6的带动下匀速的通过微波隧道2，得到了灭酶及干燥处理，输送带6上加装了翻胚器5，利用翻胚器5翻动了输送带6上的物料层，便于微波加热时产生的湿热空气的及时散发并保证了物料层的受热均匀。
经过连续微波同步灭酶与干燥处理，米糠含水率从未处理的12.3％降低到4.4％；保存3天后，米糠油的酸价为8.7mgKOH/g，而未处理米糠油的酸价升至13.07mgKOH/g；保存1周后，米糠油的酸价为11.7mgKOH/g，而未处理米糠油的酸价升至56.0mgKOH/g。
因此采用经过本发明处理的米糠水分含量为4.4％，产品酸值变化平缓，为后续的深度加工创造了条件。
实施例3
本发明在微波灭酶与干燥小麦胚芽中的应用：新鲜的小麦胚芽通过进料器1进入输送带6，通过调整进料器1的转数和输送带的传输速度，使得小麦胚芽均匀的进入输送带6并维持物料层均匀的铺成厚度1cm厚薄层，以保证受热均匀，开启微波发生器3进行微波加热灭酶同时微波干燥，微波隧道额定功率2kW，处理量每小时约40kg小麦胚芽；小麦胚芽在输送带6的带动下匀速的通过微波隧道2，得到了灭酶及干燥处理，输送带6上加装了翻胚器5，利用翻胚器5翻动了输送带6上的物料层，便于微波加热时产生的湿热空气的及时散发并保证了物料层的受热均匀，最后测定灭酶并干燥好的小麦胚芽的水分，常温密闭保存即可。
经过连续微波同步灭酶与干燥处理，小麦胚芽含水率从未处理的12.5％降低到2.1％；保存2天后，小麦胚芽油的酸价为2.9mgKOH/g，而未处理小麦胚芽油的酸价升至24.5mgKOH/g；保存8天后，小麦胚芽油的酸价为14.1mgKOH/g，而未处理小麦胚芽油的酸价升至60.1mgKOH/g。
因此经过本发明处理的小麦胚芽水分含量为2.1％，产品酸值变化平缓，可以达到后续加工的质量需要。
实施例4
本发明在微波灭酶与干燥小麦胚芽中的应用：新鲜的小麦胚芽通过进料器1进入输送带6，通过调整进料器1的转数和输送带的传输速度，使得小麦胚芽均匀的进入输送带6并维持物料层均匀的铺成厚度2cm厚薄层，以保证受热均匀，开启微波发生器3进行微波加热灭酶同时微波干燥，微波隧道额定功率3kW，处理量每小时约60kg小麦胚芽；小麦胚芽在输送带6的带动下匀速的通过微波隧道2，得到了灭酶及干燥处理，输送带6上加装了翻胚器5，利用翻胚器5翻动了输送带6上的物料层，便于微波加热时产生的湿热空气的及时散发并保证了物料层的受热均匀，最后测定灭酶并干燥好的小麦胚芽的水分，常温密闭保存即可。
经过连续微波同步灭酶与干燥处理，小麦胚芽含水率从未处理的12.5％降低到5.2％；保存2天后，小麦胚芽油的酸价为7.3mgKOH/g，而未处理小麦胚芽油的酸价升至24.1mgKOH/g；保存8天后，小麦胚芽油的酸价为14.8mgKOH/g，而未处理小麦胚芽油的酸价升至60.9mgKOH/g。
因此经过本发明处理的小麦胚芽水分含量为5.2％，产品酸值变化平缓，可以达到后续加工的质量需要。
Claims (5)
1、一种谷物胚芽的连续同步微波灭酶与干燥的设备，包括微波隧道(2)、微波发生器(3)、输送带(6)，其特征在于还包括料层厚度宽度控制进料器(1)和翻胚器(5)，其中微波发生器(3)置于微波隧道(2)的顶部，进料器(1)位于本设备中输送带(6)的起始端，进料器(1)的转数可调，输送带(6)连接进料器(1)和微波隧道(2)，输送速度可调，用于输送物料通过微波隧道(2)。
2、根据权利要求1所述的一种谷物胚芽的连续同步微波灭酶与干燥的设备，其特征在于输送带(6)中放置了翻胚器(5)，可以根据输送带(6)的长度以及微波处理谷物胚芽的最佳效果确定翻胚器(5)的数量和倾角α，其中翻胚器(5)的宽度L等于输送带(6)的宽度，其倾斜角度α°＝10～40°。
3、根据权利要求1所述的一种谷物胚芽的连续同步微波灭酶与干燥的设备，其特征在于进料器(1)用以控制谷物胚芽在输送带铺放的厚度，且进料器(1)中进料口的宽度L1为输送带(6)宽度的80％。
4、根据权利要求1所述的一种谷物胚芽的连续同步微波灭酶与干燥的设备，其特征在于可以根据本设备微波处理物料的量以及谷物胚芽品种的不同，放置不同数量的微波发生器(3)，微波隧道额定功率1-6kW。
5、一种谷物胚芽连续同步微波灭酶与干燥设备的方法，其特征在于按照下述步骤进行：将谷物加工车间分离得到的新鲜的谷物胚芽，通过进料器(1)送入输送带(6)，通过调整进料器(1)的转数和输送带(6)的传输速度，使得谷物胚芽均匀的进入输送带(6)，并维持物料层均匀的铺成厚度0.8-2cm厚薄层，以保证受热均匀，开启微波发生器(3)进行微波加热灭酶同时实现微波干燥，微波处理时间4-6min；谷物胚芽在输送带(6)的带动下匀速地通过微波隧道(2)，实现了灭酶及干燥处理。输送带(6)上加装了数个翻胚器(5)，利用翻胚器(5)翻动输送带(6)上的物料层，便于微波加热时产生的湿热空气的及时散发并保证了物料层的受热灭酶均匀。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100303 |