CN109198654A - 一种从麦麸中提取膳食纤维的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从麦麸中提取膳食纤维的设备，包括反应装置和分离装置，反应装置可以对麦麸进行蒸煮加热以及改性工作，改性完成后的麦麸混合液进入分离装置中被离心分离，分别得到水溶性膳食纤维以及水不溶性膳食纤维，并分别进入喷雾干燥机和超微粉碎机中制成膳食纤维粉末，本装置提供了一套完整的提取设备，从原料到成品的生产工艺步骤少，效率高，利于快速化的工业生产，为麸皮的进一步资源化利用提供新的途径。

Description

一种从麦麸中提取膳食纤维的设备

技术领域

本发明涉及膳食纤维制备领域，具体为一种从麦麸中提取膳食纤维的设备。

背景技术

膳食纤维是当前国际上公认的一种功能性食品基料，被称为除了水、蛋白质、糖类、脂类、维生素、矿物质6大营养素之外的“第七营养素”，并被誉为21世纪食品工业中最受关注、具有特殊保健功能和食品改性作用的一种食品添加剂。膳食纤维可以作为一种有效的功能性保健食品预防多种疾病，并具有保水性、保油性、改进食品色泽及风味等特殊功效，能够改善人体消化吸收，增强人体排泄功能，促进人体的膳食结构平衡，阻碍人体对一些富营养的过多吸收，保持机能平衡，具有抗癌、降压、降血脂、减肥机预防各类结石等作用；

小麦麸皮是小麦制粉过程中的副产物，在我国小麦麸皮的年产量可达2000万吨以 上，但开发利用的很少，只是作为饲料原料而利用，主要原因时由于其食感、口味不佳，所以无法食用；根据相关研究报道，小麦麸皮中阿魏酸的质量分数为0.4%～0.7%；副产物利用已经引起国内外的关注，如果能将小麦麸皮这一粮食加工副产物进行加工利用，将会对环境和经济做出贡献；

但目前以麦麸为原料来提取膳食纤维的方式，并没有一套完整的设备来实现，往往是工人利用传统的反应容器，采用酶-化学法或单纯的酶法来制备，但是反复水浸泡冲洗和频繁热处理会明显减少纤维产品的持水力和溶胀性，且涉及容器数量多，操作环境杂乱，对膳食纤维的提取工艺步骤繁多，需要将混合液不断的在各个反应容器之间转移，耗时耗力，效率低下，且具备一定的危险性，因此，建立一套效率较高、成本较低、安全可行的麸皮膳食纤维提取设备，为麸皮的进一步资源化利用提供新的途径对增加小麦种植业的经济附加值，充分发挥我国小麦的产业优势具有重要的意义。

发明内容

一种从麦麸中提取膳食纤维的设备，包括反应装置和分离装置，其特征在于：所述反应装置设置在分离装置的上方，所述反应装置包括反应罐，反应罐外部设有保温壁，所述保温壁和反应罐之间设有燃烧室，燃烧室内部对称安装有两个燃烧炉头，所述燃烧炉头背部设有燃气进口，燃气进口与外界燃气管相连接，燃烧室上端设置有烟雾出口，所述反应罐上方设有罐盖，罐盖上端左右两侧分别设置有材料进口和蒸汽出口，罐盖上端中心处固定安装有搅拌电机，搅拌电机的输出轴与搅拌轴的上端通过连轴器固定连接，搅拌轴下端贯穿罐盖并伸向反应罐底部，所述搅拌轴上安装有若干搅拌叶片，所述反应罐底部设置有出料管，出料管上设置有阀门，所述出料管下端伸入分离装置内部；所述分离装置包括集水罐，集水罐内部固定设置有离心罐，离心罐内部转动设置有中空管，中空管外侧安装有绞龙叶片，所述集水罐、离心罐和中空管均同轴设置，所述离心罐为底部开口的圆锥桶状结构，且离心罐的内腔直径从下往上逐渐减小，所述绞龙叶片的螺旋直径随着离心罐的内腔变化从下往上逐渐缩小，所述离心罐上均匀布满有透水孔。

优选的，所述中空管为顶部开孔、底部密封且下端周向设置有若干出料孔的空心管状结构，所述离心罐上端设置有配合出料管伸入的开孔，出料管下端穿过离心罐上端开孔并伸入中空管内部。

优选的，所述中空管下端与连接轴上端固定连接，所述连接轴下端伸出集水罐底部并通过平键与大皮带轮上端键连接，大皮带轮通过皮带与小皮带轮配合转动，所述小皮带轮通过平键与离心电机的输出轴键连接，所述离心电机固定安装在L型支架上，所述L型支架固定安装在集水罐的底部，所述L型支架上安装有皮带轮支架，所述大皮带轮底部转动安装在皮带轮支架下端内壁上。

优选的，所述反应装置一侧设置有清洗机构，所述清洗机构包括清洗槽和提升槽，所述清洗槽内部安装有清洗绞龙，提升槽内部安装有提升绞龙，清洗绞龙和提升绞龙均由外部电机驱动转动，所述清洗槽顶部设置有麦麸进口，清洗槽底部为圆弧状结构且在中心处设置有排污口，所述清洗槽底部上方设置有滤网，所述提升槽倾斜朝上设置，提升槽底部右方设置有集沙盒，集沙盒入口处安装有滤网，所述提升槽上方设有麦麸出口，麦麸出口设置在材料进口的正上方。

优选的，所述集水罐上端设有绞龙输送槽，绞龙输送槽内部设置有输送绞龙，输送绞龙由外部电机驱动转动，离心罐的上端设置有与绞龙输送槽的进料端配合进料的开口，绞龙输送槽的出料端与超微粉碎机的进口端相连接，所述超微粉碎机通过支撑板固定安装在集水罐的侧面。

优选的，所述集水罐底部设置有出液管，所述出液管与隔膜泵的进水口相连接，隔膜泵的出水口与离心喷雾干燥机进口端相连接，所述隔膜泵固定安装在集水罐的底部。

优选的，所述集水罐固定设置在支撑架上，集水罐上端通过连接支柱与保温壁底部固定连接。

优选的，所述罐盖内壁上安装有若干超声波发生器，超声波发生器与外界电源电连接。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明提供了一套完整的生产设备，将膳食纤维的提取工艺集中到一套设备中，避免了工作环境杂乱，反应容器繁多的问题，工人只需将麦麸原料添加到清洗机构中后，无需再次将麦麸混合液不断的人工转移，即可实现麦麸膳食纤维的改性与提取的全部过程，显著提高了生产效率，也避免了改性过程中可能出现的人员安全问题；其次，本发明可以将改性后的麦麸混合液快速的进行固液分离，并分别得到水溶性膳食纤维粉末和水不溶性膳食纤维粉末，从原料到成品的生产工艺步骤少，效率高，利于快速化的工业生产，为麸皮的进一步资源化利用提供新的途径。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明反应装置和分离装置结构示意图；

图3是本发明的中空杆的立体结构示意图；

图4是本发明的中空杆的驱动装置结构立体图；

图5是本发明的中空杆的驱动装置结构正视图；

图6是本发明的清洗机构结构示意图；

图中：1、清洗机构；2、反应装置；3、分离装置；4、超微粉碎机；5、离心喷雾干燥机；6、搅拌电机；7、超声波发生器；8、材料进口；9、罐盖；10、烟雾出口；11、保温壁；12、燃烧炉头；13、燃气进口；14、搅拌轴；15、搅拌叶；16、连接支柱；17、阀门；18、出料管；19、离心罐；20、绞龙叶片；21、中空管；22、出料孔；23、集水罐；24、离心电机；25、皮带；26、连接轴；27、隔膜泵；28、出液管；29、支撑架；30、支撑板；31、绞龙输出端；32、输送绞龙；33、绞龙输送槽；34、燃烧室；35、反应罐；36、蒸汽出口；37、小皮带轮；38、带轮支架；39、大同步带轮；40、L型支架；41、麦麸进口；42、提升绞龙；43、提升槽；44、麦麸出口；45、集沙盒；46、排污管；47、支脚；48、清洗槽；49、清洗绞龙；50、进水口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种从麦麸中提取膳食纤维的设备，包括反应装置2和分离装置3，反应装置2设置在分离装置3的上方，反应装置2包括反应罐35，反应罐35外部设有保温壁11，保温壁11和反应罐35之间设有燃烧室34，燃烧室34内部对称安装有两个燃烧炉头12，通过保温壁11和燃烧室34的设置可以防止热量散失，快速提高反应罐35的内部温度，燃烧炉头12背部设有燃气进口13，用于对反应罐35进行加热，燃气进口13与外界燃气管相连接，燃烧室34上端设置有烟雾出口10，用于排出燃气燃烧产生的烟雾，反应罐35上方设有罐盖9，罐盖9上端左右两侧分别设置有材料进口8和蒸汽出口36，蒸汽出口36可以防止罐内压强过高造成危险，罐盖9上端中心处固定安装有搅拌电机6，搅拌电机6的输出轴与搅拌轴14的上端通过连轴器固定连接，搅拌轴14下端贯穿罐盖9并伸向反应罐35底部，搅拌轴14上安装有若干搅拌叶片15，搅拌叶片15可以对罐内液体进行搅拌，提高混合速度和反应效率，反应罐35底部设置有出料管18，出料管18上设置有阀门17，出料管18下端伸入分离装置2内部，分离装置2包括集水罐23，集水罐23内部固定设置有离心罐19，离心罐19内部转动设置有中空管21，中空管21外侧安装有绞龙叶片20，集水罐23、离心罐19和中空管21均同轴设置，离心罐19为底部开口的圆锥桶状结构，且离心罐19的内腔直径从下往上逐渐减小，绞龙叶片20的螺旋直径随着离心罐19的内腔变化从下往上逐渐缩小，离心罐19上均匀布满有透水孔，用于水溶性膳食纤维溶液的分离工作，中空管21为顶部开孔、底部密封且下端周向设置有若干出料孔22的空心管状结构，离心罐19上端设置有配合出料管18伸入的开孔，出料管18下端穿过离心罐19上端开孔并伸入中空管21内部，中空管21下端与连接轴26上端固定连接，连接轴26下端伸出集水罐23底部并通过平键与大皮带轮39上端键连接，大皮带轮39通过皮带25与小皮带轮37配合转动，小皮带轮37通过平键与离心电机24的输出轴键连接，离心电机24固定安装在L型支架40上，L型支架40固定安装在集水罐23的底部，L型支架上安装有皮带轮支架38，大皮带轮39底部转动安装在皮带轮支架38下端内壁上，反应装置2一侧设置有清洗机构1，清洗机构1包括清洗槽49和提升槽43，清洗槽49内部安装有清洗绞龙48，提升槽43内部安装有提升绞龙42，清洗绞龙48和提升绞龙42均由外部电机驱动转动，清洗槽49顶部设置有麦麸进口41，清洗槽49底部为圆弧状结构且在中心处设置有排污口46，便于麦麸清洗后的污水排出，清洗槽49底部上方设置有滤网50，防止麦麸跌向清洗槽49的底部，提升槽43倾斜朝上设置，提升槽43底部右方设置有集沙盒45，集沙盒45入口处安装有滤网，提升槽43上方设有麦麸出口44，麦麸出口44设置在材料进口8的正上方，清洗绞龙48将麦麸运输向提升绞龙42的过程中能对麦麸进行清洗，提升绞龙42在将麦麸向上运输过程中能对麦麸进一步清洗，污水随重力留下，一部分沙子透过滤网进入集沙盒45中，集水罐23上端设有绞龙输送槽33，绞龙输送槽33内部设置有输送绞龙32，输送绞龙32由外部电机驱动转动，离心罐19的上端设置有与绞龙输送槽33的进料端配合进料的开口，绞龙输送槽33的出料端与超微粉碎机4的进口端相连接，超微粉碎机4通过支撑板30固定安装在集水罐23的侧面。集水罐23底部设置有出液管28，出液管28与隔膜泵27的进水口相连接，隔膜泵27的出水口与离心喷雾干燥机5进口端相连接，隔膜泵27固定安装在集水罐23的底部，隔膜泵27将液料喷成雾状，使其与离心喷雾干燥机中的热空气接触而被干燥，同时完成膳食纤维粉末的干燥和造粒工作，集水罐23固定设置在支撑架29上，集水罐23上端通过连接支柱16与保温壁11底部固定连接，罐盖9内壁上安装有若干超声波发生器7，超声波发生器7与外界电源电连接，超声波发生器7可以一定程度上加强膳食纤维的改性效率。

具体的，本发明在使用时：将麦麸原料倒入麦麸进口41中，清洗机构1对其进行清洗后进一步通过材料进口8进入反应罐35中，向反应罐35中加入清水，并启动燃烧炉头12对麦麸进行高压蒸煮灭酶，待温度降低至设定值后，向其中加入蛋白酶、酸液等进行改性，同时通过搅拌叶15的搅拌提高反应速度，超声波发生器7可以在加强麦麸膳食纤维的改性效率，改性完成后打开阀门17，混合液通过出料管18进入中空管21中，离心电机24带动中空管21进行旋转，将麦麸混合液从出料孔22中甩出，并撞落在离心罐19的内壁上，麦麸混合液中的水溶液通过离心罐19上的细孔进入集水罐23中，剩下的麸渣被绞龙叶片20推挤到离心罐19的上端，圆锥状的内腔结构使得麸渣上的水分进一步被挤压出来，麸渣进一步被输送绞龙32运输向超微粉碎机4中，集水罐23中的水溶性膳食纤维溶液通过隔膜泵27被吸入到离心喷雾干燥机5中制成细小粉末，最后分别从超微粉碎机4和离心喷雾干燥机5中收集到水不溶性膳食纤维粉末和水溶性膳食纤维粉末。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种从麦麸中提取膳食纤维的设备，包括反应装置（2）和分离装置（3），其特征在于：所述反应装置（2）设置在分离装置（3）的上方，所述反应装置（2）包括反应罐（35），反应罐（35）外部设有保温壁（11），所述保温壁（11）和反应罐（35）之间设有燃烧室（34），燃烧室（34）内部对称安装有两个燃烧炉头（12），所述燃烧炉头（12）背部设有燃气进口（13），燃气进口（13）与外界燃气管相连接，燃烧室（34）上端设置有烟雾出口（10），所述反应罐（35）上方设有罐盖（9），罐盖（9）上端左右两侧分别设置有材料进口（8）和蒸汽出口（36），罐盖（9）上端中心处固定安装有搅拌电机（6），搅拌电机（6）的输出轴与搅拌轴（14）的上端通过连轴器固定连接，搅拌轴（14）下端贯穿罐盖（9）并伸向反应罐（35）底部，所述搅拌轴（14）上安装有若干搅拌叶片（15），所述反应罐（35）底部设置有出料管（18），出料管（18）上设置有阀门（17），所述出料管（18）下端伸入分离装置（2）内部；所述分离装置（2）包括集水罐（23），集水罐（23）内部固定设置有离心罐（19），离心罐（19）内部转动设置有中空管（21），中空管（21）外侧安装有绞龙叶片（20），所述集水罐（23）、离心罐（19）和中空管（21）均同轴设置，所述离心罐（19）为底部开口的圆锥桶状结构，且离心罐（19）的内腔直径从下往上逐渐减小，所述绞龙叶片（20）的螺旋直径随着离心罐（19）的内腔变化从下往上逐渐缩小，所述离心罐（19）上均匀布满有透水孔。

2.如权利要求1所示的一种从麦麸中提取膳食纤维的设备，其特征在于：所述中空管（21）为顶部开孔、底部密封且下端周向设置有若干出料孔（22）的空心管状结构，所述离心罐（19）上端设置有配合出料管（18）伸入的开孔，出料管（18）下端穿过离心罐（19）上端开孔并伸入中空管（21）内部。

3.如权利要求1或2所示的一种从麦麸中提取膳食纤维的设备，其特征在于：所述中空管（21）下端与连接轴（26）上端固定连接，所述连接轴（26）下端伸出集水罐（23）底部并通过平键与大皮带轮（39）上端键连接，大皮带轮（39）通过皮带（25）与小皮带轮（37）配合转动，所述小皮带轮（37）通过平键与离心电机（24）的输出轴键连接，所述离心电机（24）固定安装在L型支架（40）上，所述L型支架（40）固定安装在集水罐（23）的底部，所述L型支架上安装有皮带轮支架（38），所述大皮带轮（39）底部转动安装在皮带轮支架（38）下端内壁上。

4.如权利要求1或2所示的一种从麦麸中提取膳食纤维的设备，其特征在于：所述反应装置（2）一侧设置有清洗机构（1），所述清洗机构（1）包括清洗槽（49）和提升槽（43），所述清洗槽（49）内部安装有清洗绞龙（48），提升槽（43）内部安装有提升绞龙（42），清洗绞龙（48）和提升绞龙（42）均由外部电机驱动转动，所述清洗槽（49）顶部设置有麦麸进口（41），清洗槽（49）底部为圆弧状结构且在中心处设置有排污口（46），所述清洗槽（49）底部上方设置有滤网（50），所述提升槽（43）倾斜朝上设置，提升槽（43）底部右方设置有集沙盒（45），集沙盒（45）入口处安装有滤网，所述提升槽（43）上方设有麦麸出口（44），麦麸出口（44）设置在材料进口（8）的正上方。

5.如权利要求1所示的一种从麦麸中提取膳食纤维的设备，其特征在于：所述集水罐（23）上端设有绞龙输送槽（33），绞龙输送槽（33）内部设置有输送绞龙（32），输送绞龙（32）由外部电机驱动转动，离心罐19的上端设置有与绞龙输送槽33的进料端配合进料的开口，绞龙输送槽（33）的出料端与超微粉碎机（4）的进口端相连接，所述超微粉碎机（4）通过支撑板（30）固定安装在集水罐（23）的侧面。

6.如权利要求1所示的一种从麦麸中提取膳食纤维的设备，其特征在于：所述集水罐（23）底部设置有出液管（28），所述出液管（28）与隔膜泵（27）的进水口相连接，隔膜泵（27）的出水口与离心喷雾干燥机（5）进口端相连接，所述隔膜泵（27）固定安装在集水罐（23）的底部。

7.如权利要求1所示的一种从麦麸中提取膳食纤维的设备，其特征在于：所述集水罐（23）固定设置在支撑架（29）上，集水罐（23）上端通过连接支柱（16）与保温壁（11）底部固定连接。

8.如权利要求1所示的一种从麦麸中提取膳食纤维的设备，其特征在于：所述罐盖（9）内壁上安装有若干超声波发生器（7），超声波发生器（7）与外界电源电连接。