CN112246297A - 一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，涉及面粉加工技术领域，具体工艺如下：1）壳聚糖进行烷基化处理；2）利用预处理壳聚糖和白芨多糖制得壳聚糖复合粉末；3）配制处理液；4）将小麦在高台的顶部喷入高台中，将处理液以及壳聚糖复合粉末在高台的中部以喷雾的形式喷入高台中，将底部收集小麦冷冻干燥即可。本发明中，通过在小麦表面包覆形成的一层具有多孔结构的壳聚糖复合粉末，可以及时的将小麦加工中产生的极为细小的面粉吸附至孔隙中，并使吸附的细小面粉形成团聚，有效的减少细小的面粉漂浮到空气中，从而可以降低面粉加工场所的空气中粉尘含量，实现面粉加工场所安全隐患的降低以及员工身体健康状态的改善。

Description

一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺
技术领域
本发明属于面粉加工技术领域，具体涉及一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺。
背景技术
面粉是一种由小麦磨成的粉末。按面粉中蛋白质含量的多少，可以分为高筋面粉、中筋面粉、低筋面粉及无筋面粉。面粉(小麦粉)是中国北方大部分地区的主食。以面粉制成的食物品种繁多，花样百出，风味迥异。而日常生活中更是家家户户都离不开面粉。面粉是一种由小麦磨成的粉状物。按面粉中蛋白质含量的多少，可以分为高筋面粉、中筋面粉、低筋面粉及无筋面粉。面粉(小麦粉)是中国北方大部分地区的主食，用面粉制成的食物品种繁多，花样百出，风味迥异。按面粉中蛋白质含量的多少，可以把面粉分为高筋粉HighGlutenFlour、中筋粉MiddleGlutenFlour、低筋粉LowGlutenFlour。
面粉加工中，由于面粉是粉状物，质量轻，颗粒很细小，很容易被扬到空气中，造成空气浑浊，面粉随空气被吸入呼吸系统，影响呼吸系统的正常工作，甚至当空气中的粉尘达到一定浓度后，遇明火造成粉尘爆炸，造成人身伤害。因此，在面粉加工过程中，降低空气中粉尘含量，对提高生产的安全性以及员工的身体健康都至关重要。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，具体工艺如下：
1）按照质量体积比为1:30-35g/mL，将称取的壳聚糖溶于浓度为0.3-0.4mol/L乙酸溶液中，室温下搅拌溶解，静置除泡后得到壳聚糖溶液，将壳聚糖质量63-68%的十二醛加入到壳聚糖溶液中，120-160r/min搅拌6-8h后调节pH为5-6，然后在400-500r/min下将硼氢化钠水溶液逐滴加入到反应体系中，控制反应体系中硼氢化钠的含量占壳聚糖质量的25-30%，120-160r/min搅拌2-3h后调节反应体系pH为7，用无水乙醇反复洗涤抽滤，经50-60℃真空干燥10-12h，即可得到预处理壳聚糖；本发明中，通过希夫碱反应将十二醛与壳聚糖分子内部氨基连接，再经还原之后制得预处理壳聚糖，通过对壳聚糖进行烷基化预处理，使得壳聚糖在酸性条件下表面带正电荷，可以与带负电荷的三聚磷酸钠通过分子间的静电作用相互交联，从而有助于后续壳聚糖复合微粒中网状结构的生成；
2）将适量的预处理壳聚糖，搅拌溶解于浓度为0.5-0.7mol/L的乙酸溶液中，制得预处理壳聚糖溶液，静置除泡后备用，称取适量的白芨多糖粉末溶解于浓度为0.5-0.7mol/L的乙酸溶液中，制得白芨多糖乙酸溶液，过滤后除去杂质，备用，在室温条件下，将预处理壳聚糖溶液与白芨多糖乙酸溶液共混，80-120r/min搅拌3-4h，调节共混液pH为5-6，在搅拌条件下将三聚磷酸钠溶液逐滴加入到共混液中，待滴加完成后继续搅拌40-60min，并且反应体系中总浓度控制在2-4g/L，预处理壳聚糖与白芨多糖的质量比为5-8:2，预处理壳聚糖与三聚磷酸钠的质量比为5-10:1，经静置沉淀后将沉淀离心，除去上层清液，经冷冻干燥后得到壳聚糖复合粉末；本发明中，以预处理壳聚糖、白芨多糖为原料，三聚磷酸钠为离子交联剂，通过离子交联法将白芨多糖负载于预处理壳聚糖上，形成具有三维多孔网络结构的微粒，该微粒呈现疏松多孔结构，具有很好的吸附作用，可以有效的吸附空气中悬浮的面粉粉尘；
3）称取质量比为1:2-3的黄原胶、阿拉伯胶，混合后加入到蒸馏水中，控制黄原胶与蒸馏水的质量比为1:8-10，加热至50-55℃，以100-150r/min搅拌至粘稠状，称取粘稠状溶液质量5-8%的羧甲基纤维素，加入到黏稠状液体中，经300-400W超声振动处理15-25min，得到处理液；本发明中，利用黄原胶、阿拉伯胶以及羧甲基纤维素的粘结作用，制得处理液，通过将处理液喷附在小麦的麸皮表面，有利于壳聚糖复合粉末包覆在麸皮上，而且处理液具有的粘结作用可以在小麦麸皮表面形成粘结层，将小麦麸皮连接成连续相，有助于提高麸皮结构的完整性，可以降低小麦加工过程中细小麸皮碎屑的产生，使得小麦加工过程中产生的麸皮较大，从而有利于面粉中麸皮的去除，降低了面粉中的杂质含量；
4）将小麦筛选后去除杂质，将小麦在高台（高台为中空结构，高度为20-25m）的顶部通过高压空气流向下喷入高台中，将处理液以及壳聚糖复合粉末在高台的中部以喷雾的形式喷入高台中，处理液以及壳聚糖复合粉末的用量分别占小麦质量的3-5%和6-10%，控制处理液的喷入位置高于壳聚糖复合粉末喷入位置100-150cm，在高台的底部收集小麦，经过-20--30℃下冷冻1-2h，然后移至25-45Pa的真空容器中，加热至35-45℃，干燥8-12h，即可完成小麦的加工处理；本发明中，采用喷雾的方法将处理液以及壳聚糖复合粉末包覆在小麦表面，小麦麸皮表面包覆形成的一层具有多孔结构的壳聚糖复合粉末具有很好的吸附作用，可以及时的将小麦加工中产生的极为细小的面粉吸附至孔隙中，并且通过处理液的粘结作用使得吸附的细小面粉形成团聚，从而可以有效的减少细小的面粉漂浮到空气中，从而可以降低面粉加工场所的空气中粉尘含量，而且由于加工后的麸皮较大，在吸附大量细小面粉后重量进一步增大，从而可以使麸皮很容易从面粉中去除，而且包覆的壳聚糖复合粉末可以随着麸皮一起被去除，因此不会在面粉中引入杂质，对面粉食用的安全性不会产生影响。
本发明相比现有技术具有以下优点：
小麦加工过程中，会产生大量极为细小的面粉漂浮在空气中，造成面粉加工场所粉尘含量过大，存在安全隐患以及危害员工身体健康，针对这一技术问题，现有技术中大多采用在面粉加工场所喷洒降尘剂的方式来降低粉尘含量，该技术方法虽然可以在一定程度上杜绝安全事故的出现，但是在未喷洒降尘剂的时间段内，空气中漂浮的粉尘易被员工吸入，从而对员工自身的身体健康造成一定的危害，因此本发明提供了一种小麦的预处理工艺，在小麦加工前对小麦进行处理，使得小麦加工过程中产生的细小面粉被及时的吸附沉降，极大的减少了细小面粉漂浮至空气中，从而实现面粉加工场所空气中粉尘的含量；本发明中，通过喷雾的方式将处理液以及壳聚糖复合粉末包覆在小麦表面，小麦麸皮表面包覆形成的一层具有多孔结构的壳聚糖复合粉末，具有很好的吸附作用，可以及时的将小麦加工中产生的极为细小的面粉吸附至孔隙中，并且通过处理液的粘结作用使得吸附的细小面粉形成团聚，可以有效的减少细小的面粉漂浮到空气中，从而可以降低面粉加工场所的空气中粉尘含量，实现面粉加工场所安全隐患的降低以及员工身体健康状态的改善。
具体实施方式
下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，具体工艺如下：
1）按照质量体积比为1:30g/mL，将称取的壳聚糖溶于浓度为0.3mol/L乙酸溶液中，室温下搅拌溶解，静置除泡后得到壳聚糖溶液，将壳聚糖质量63%的十二醛加入到壳聚糖溶液中，120r/min搅拌6h后调节pH为5，然后在400r/min下将硼氢化钠水溶液逐滴加入到反应体系中，控制反应体系中硼氢化钠的含量占壳聚糖质量的25%，120r/min搅拌2h后调节反应体系pH为7，用无水乙醇反复洗涤抽滤，经50℃真空干燥10h，即可得到预处理壳聚糖；
2）将适量的预处理壳聚糖，搅拌溶解于浓度为0.5mol/L的乙酸溶液中，制得预处理壳聚糖溶液，静置除泡后备用，称取适量的白芨多糖粉末溶解于浓度为0.5mol/L的乙酸溶液中，制得白芨多糖乙酸溶液，过滤后除去杂质，备用，在室温条件下，将预处理壳聚糖溶液与白芨多糖乙酸溶液共混，80r/min搅拌3h，调节共混液pH为5，在搅拌条件下将三聚磷酸钠溶液逐滴加入到共混液中，待滴加完成后继续搅拌40min，并且反应体系中总浓度控制在2g/L，预处理壳聚糖与白芨多糖的质量比为5:2，预处理壳聚糖与三聚磷酸钠的质量比为5:1，经静置沉淀后将沉淀离心，除去上层清液，经冷冻干燥后得到壳聚糖复合粉末；
3）称取质量比为1:2的黄原胶、阿拉伯胶，混合后加入到蒸馏水中，控制黄原胶与蒸馏水的质量比为1:8，加热至50℃，以100r/min搅拌至粘稠状，称取粘稠状溶液质量5%的羧甲基纤维素，加入到黏稠状液体中，经300W超声振动处理15min，得到处理液；
4）将小麦筛选后去除杂质，将小麦在高台（高台为中空结构，高度为20m）的顶部通过高压空气流向下喷入高台中，将处理液以及壳聚糖复合粉末在高台的中部以喷雾的形式喷入高台中，处理液以及壳聚糖复合粉末的用量分别占小麦质量的3%和6%，控制处理液的喷入位置高于壳聚糖复合粉末喷入位置100cm，并且设置二者喷入位置的夹角为0°，在高台的底部收集小麦，经过-20℃下冷冻1h，然后移至25Pa的真空容器中，加热至35℃，干燥8h，即可完成小麦的加工处理。
实施例2
一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，具体工艺如下：
1）按照质量体积比为1:32g/mL，将称取的壳聚糖溶于浓度为0.35mol/L乙酸溶液中，室温下搅拌溶解，静置除泡后得到壳聚糖溶液，将壳聚糖质量65%的十二醛加入到壳聚糖溶液中，150r/min搅拌7h后调节pH为5.5，然后在450r/min下将硼氢化钠水溶液逐滴加入到反应体系中，控制反应体系中硼氢化钠的含量占壳聚糖质量的28%，150r/min搅拌2.5h后调节反应体系pH为7，用无水乙醇反复洗涤抽滤，经55℃真空干燥11h，即可得到预处理壳聚糖；
2）将适量的预处理壳聚糖，搅拌溶解于浓度为0.6mol/L的乙酸溶液中，制得预处理壳聚糖溶液，静置除泡后备用，称取适量的白芨多糖粉末溶解于浓度为0.6mol/L的乙酸溶液中，制得白芨多糖乙酸溶液，过滤后除去杂质，备用，在室温条件下，将预处理壳聚糖溶液与白芨多糖乙酸溶液共混，100r/min搅拌3.5h，调节共混液pH为5.5，在搅拌条件下将三聚磷酸钠溶液逐滴加入到共混液中，待滴加完成后继续搅拌50min，并且反应体系中总浓度控制在3g/L，预处理壳聚糖与白芨多糖的质量比为7:2，预处理壳聚糖与三聚磷酸钠的质量比为8:1，经静置沉淀后将沉淀离心，除去上层清液，经冷冻干燥后得到壳聚糖复合粉末；
3）称取质量比为1:2.5的黄原胶、阿拉伯胶，混合后加入到蒸馏水中，控制黄原胶与蒸馏水的质量比为1:9，加热至52℃，以130r/min搅拌至粘稠状，称取粘稠状溶液质量7%的羧甲基纤维素，加入到黏稠状液体中，经350W超声振动处理20min，得到处理液；
4）将小麦筛选后去除杂质，将小麦在高台（高台为中空结构，高度为23m）的顶部通过高压空气流向下喷入高台中，将处理液以及壳聚糖复合粉末在高台的中部以喷雾的形式喷入高台中，处理液以及壳聚糖复合粉末的用量分别占小麦质量的4%和8%，控制处理液的喷入位置高于壳聚糖复合粉末喷入位置120cm，并且设置二者喷入位置的夹角为90°，在高台的底部收集小麦，经过-25℃下冷冻1.5h，然后移至30Pa的真空容器中，加热至40℃，干燥10h，即可完成小麦的加工处理。
实施例3
一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，具体工艺如下：
1）按照质量体积比为1:35g/mL，将称取的壳聚糖溶于浓度为0.4mol/L乙酸溶液中，室温下搅拌溶解，静置除泡后得到壳聚糖溶液，将壳聚糖质量68%的十二醛加入到壳聚糖溶液中，160r/min搅拌8h后调节pH为6，然后在500r/min下将硼氢化钠水溶液逐滴加入到反应体系中，控制反应体系中硼氢化钠的含量占壳聚糖质量的30%，160r/min搅拌3h后调节反应体系pH为7，用无水乙醇反复洗涤抽滤，经60℃真空干燥12h，即可得到预处理壳聚糖；
2）将适量的预处理壳聚糖，搅拌溶解于浓度为0.7mol/L的乙酸溶液中，制得预处理壳聚糖溶液，静置除泡后备用，称取适量的白芨多糖粉末溶解于浓度为0.7mol/L的乙酸溶液中，制得白芨多糖乙酸溶液，过滤后除去杂质，备用，在室温条件下，将预处理壳聚糖溶液与白芨多糖乙酸溶液共混，120r/min搅拌4h，调节共混液pH为6，在搅拌条件下将三聚磷酸钠溶液逐滴加入到共混液中，待滴加完成后继续搅拌60min，并且反应体系中总浓度控制在4g/L，预处理壳聚糖与白芨多糖的质量比为8:2，预处理壳聚糖与三聚磷酸钠的质量比为10:1，经静置沉淀后将沉淀离心，除去上层清液，经冷冻干燥后得到壳聚糖复合粉末；
3）称取质量比为1:3的黄原胶、阿拉伯胶，混合后加入到蒸馏水中，控制黄原胶与蒸馏水的质量比为1:10，加热至55℃，以150r/min搅拌至粘稠状，称取粘稠状溶液质量8%的羧甲基纤维素，加入到黏稠状液体中，经400W超声振动处理25min，得到处理液；
4）将小麦筛选后去除杂质，将小麦在高台（高台为中空结构，高度为25m）的顶部通过高压空气流向下喷入高台中，将处理液以及壳聚糖复合粉末在高台的中部以喷雾的形式喷入高台中，处理液以及壳聚糖复合粉末的用量分别占小麦质量的5%和10%，控制处理液的喷入位置高于壳聚糖复合粉末喷入位置150cm，并且设置二者喷入位置的夹角为180°，在高台的底部收集小麦，经过-30℃下冷冻2h，然后移至45Pa的真空容器中，加热至45℃，干燥12h，即可完成小麦的加工处理。
测试实验
选用渝麦7号种植收获的小麦作为原料，采用实施例1-3提供的工艺方法进行加工处理，得到小麦样品，对照组的小麦不进行处理，利用现有车间技术进行小麦加工生产，小麦的日加工处理量为400吨，小麦加工前，测定生产车间空气中粉尘含量，持续加工15天后再次测定车间空气中粉尘含量，计算生产前后粉尘含量的差值，即为小麦加工过程中粉尘的产生量（生产过程中排除因通风等外界因素造成的偏差），采用上述方法，分别测定加工生产实施例1-3以及对照组小麦样品中粉尘的产生量，然后进行比较，结果如下：相比较加工生产对照组提供的小麦样品产生的粉尘量，实施例1产生的粉尘量降低了58.4%，实施例2产生的粉尘量降低了60.3%，实施例3产生的粉尘量降低了57.1%。
通过试验结果可知，本发明中，在小麦加工前对小麦进行预加工处理，可以有效的降低小麦加工过程中粉尘的产生量，有助于提高生产车间的空气质量，对实现面粉加工场所安全隐患的降低以及员工身体健康状态的改善都具有促进作用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，其特征在于，具体工艺如下：
1）称取适量的壳聚糖溶于乙酸溶液中，室温下搅拌溶解，静置除泡后得到壳聚糖溶液，加入一定量的十二醛，搅拌6-8h后调节pH为5-6，然后在400-500r/min下将硼氢化钠水溶液逐滴加入到反应体系中，搅拌2-3h后调节反应体系pH为7，用无水乙醇反复洗涤抽滤，经真空干燥后即可得到预处理壳聚糖；
2）将适量的预处理壳聚糖，搅拌溶解于乙酸溶液中，制得预处理壳聚糖溶液，静置除泡后备用，称取适量的白芨多糖粉末溶解于乙酸溶液中，制得白芨多糖乙酸溶液，过滤后除去杂质，备用，在室温条件下，将预处理壳聚糖溶液与白芨多糖乙酸溶液共混，搅拌3-4h，调节共混液pH为5-6，在搅拌条件下将三聚磷酸钠溶液逐滴加入到共混液中，待滴加完成后继续搅拌40-60min，经静置沉淀后将沉淀离心，除去上层清液，经冷冻干燥后得到壳聚糖复合粉末；
3）称取适量的黄原胶、阿拉伯胶，混合后加入到蒸馏水中，加热搅拌至粘稠状，称取一定量的羧甲基纤维素加入到黏稠状液体中，经超声振动处理15-25min，得到处理液；
4）将小麦筛选后去除杂质，将小麦在高台的顶部通过高压空气流向下喷入高台中，将处理液以及壳聚糖复合粉末在高台的中部以喷雾的形式喷入高台中，控制处理液的喷入位置高于壳聚糖复合粉末喷入位置100-150cm，在高台的底部收集小麦，经过冷冻干燥后即可完成小麦的加工处理。
2.如权利要求1所述的一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，其特征在于，工艺步骤1）中，所述乙酸溶液的浓度为0.3-0.4mol/L；所述壳聚糖与乙酸溶液的质量体积比为1:30-35g/mL；所述十二醛的添加量为壳聚糖质量的63-68%；所述反应体系中，硼氢化钠的含量占壳聚糖质量的25-30%。
3.如权利要求1所述的一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，其特征在于，工艺步骤1）中，所述搅拌的转速均为120-160r/min；所述真空干燥的温度为50-60℃，干燥时间10-12h。
4.如权利要求1所述的一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述反应体系中预处理壳聚糖与白芨多糖的质量比为5-8:2；所述反应体系中预处理壳聚糖与三聚磷酸钠的质量比为5-10:1；所述反应体系中，总浓度控制在2-4g/L。
5.如权利要求1所述的一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述乙酸溶液的浓度为0.5-0.7mol/L；所述搅拌的转速为80-120r/min。
6.如权利要求1所述的一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，其特征在于，工艺步骤3）中，所述黄原胶与阿拉伯胶的质量比为1:2-3；所述黄原胶与蒸馏水的质量比为1:8-10；所述加热搅拌的温度为50-55℃，搅拌转速100-150r/min。
7.如权利要求1所述的一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，其特征在于，工艺步骤3）中，所述羧甲基纤维素的添加量为粘稠状溶液质量的5-8%；所述超声处理的功率为300-400W。
8.如权利要求1所述的一种降低面粉加工中粉尘产生量的小麦预处理工艺，其特征在于，工艺步骤4）中，所述处理液以及壳聚糖复合粉末的用量分别占小麦质量的3-5%和6-10%；所述冷冻干燥，在-20--30℃下冷冻1-2h，然后移至25-45Pa的真空容器中，加热至35-45℃，干燥8-12h。
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