一種穀物胚芽的連續同步微波滅酶與乾燥的設備及方法
2023-06-08 13:42:26 1
專利名稱：一種穀物胚芽的連續同步微波滅酶與乾燥的設備及方法
技術領域：
本發明涉及農產品乾燥領域，尤其涉及一種穀物胚芽連續同步微波滅酶與乾燥的設備 及方法。
背景技術：
穀物胚芽雖只佔穀物籽粒很小一部分，卻含有豐富蛋白質、脂肪、礦物質和維生素， 營養價值很高。以米糠為例糙米碾白時，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，通常稱為米糠。米糠重量雖然不足糙米的10%，但是糙米重要
營養成分卻大量地集中於米糠之中。米糠含有12% 16%蛋白質、12% 23%脂肪，8% 10%粗纖維和7% 12%的灰分，此外還含有豐富維生素和礦物質，至少集中了糙米78%的 VB!， 47%的VB2和80%鐵元素。除了一般營養成分外，穀物胚芽還含有一些具有保健作 用特殊成分，如亞油酸、穀胱甘肽等，此外，穀物胚芽中還含有極其豐富的天然維生素E， 這些成分都具有延緩人體衰老，預防動脈硬化，保護大腦等功效。穀物胚芽是穀物的精華， 被譽為"天賜營養源"，它不僅含有豐富優質蛋白質、脂肪、多種維生素和礦物質，而且 含有多種對人體具有特殊生理活性成分。但迄今為止，對穀物胚芽綜合利用總體水平仍處 於初級階段，尤其是國內對穀物胚芽的開發利用起步較晚，穀物胚芽主要混入麩皮中做飼 料，仍未作為食品直接被人們食用，造成優質食品資源低值利用。其主要原因是胚芽是 穀物籽粒中生理活性最強的部分，水分和脂肪含量高；當穀物胚芽和穀物籽粒分離後，在
高活力脂肪水解酶和脂肪氧化酶的作用下，短時間內就會使其脂肪酸值大幅度升高，引起
穀物胚芽的酸敗變質；同時微生物繁殖生長快，也會導致穀物胚芽出現結塊、黴變、發酵 等變質現象。這些都嚴重製約了穀物胚芽的深加工和綜合利用。目前，解決穀物胚芽酸敗 變質的方法主要為熱處理，包括乾熱和溼熱處理，加熱處理鈍化脂肪酶活性是目前普遍採 用的一種方法，然而乾熱處理對酶的鈍化效果不好，而溼熱法易導致穀物胚芽水分含量高， 設備的一次性投入較大，很難實現工業化生產。
對於米糠(米胚芽)比較成熟有效的滅酶處理方法主要是擠壓膨化技術，即利用擠壓 膨化機對新鮮米糠進行膨化處理，使其在高溫、高壓和摩擦力的作用下，鈍化其中的脂肪 酶，從而達到穩定米糠、延長保存期的目的。該方法的缺點是擠壓設備價格較高、擠壓膨 化過程中耗能大、生產率低，同時在擠壓操作過程中受擠壓機運轉參數和物料參數的影響 較大，不易調節到使脂肪酶最大失活同時對米糠組分營養和功能性質影響最小的操作條件，難以保證最佳處理效果。米糠擠壓膨化滅酶法其乾燥的效果不很顯著。
現有技術已認識到微波對穀物胚芽中酶的鈍化效果優於傳統的加熱方式，微波具有熱 穿透力強、加熱速度快、時間短、營養物質損失少的優點，微波加熱可以同時達到滅酶、 殺菌和乾燥的功效。本專利發明人在論文"小麥胚芽微波滅酶技術的試驗研究"(食品工 業科技，2003,(2):60+62 )和"小麥胚芽微波滅酶試驗研究"(糧油食品科技， 2005,13(3):19-21)中報導了利用微波技術進行小麥胚芽滅酶的研究結果，但當時研究的局 限性在於使用的微波設備是微波爐，真正工業化存在微波場不均勾、處理量小、無法實現 連續化生產等問題。專利申請號為200710130943.6的專利文獻公開了一種小麥胚芽的微波 滅酶的方法和裝置，該發明顯著提高了麥胚貯藏穩定性。該發明採用物料輸送滾筒輸送物 料，通過調節滾筒轉速和傾斜角度使得物料進出達到平衡，物料在滾筒輸送過程中被微波 加熱、滅酶。然而該發明僅僅針對的是新鮮小麥胚芽的滅酶處理，單位微波功率的小麥胚 芽處理量相對較小。
發明內容
對於穀物胚芽的安全保鮮貯藏而言，除了滅酶以外，降低其含水量也是抑制酶及微生 物活性很重要的因素。為了克服現有技術的不足，本發明提供一種可以達到滅酶與乾燥同 步進行、易於實現連續化生產、適宜於不同穀物胚芽的穩定化處理的隧道式微波設備與方 法。
本發明採用的技術方案是
一種穀物胚芽的連續同步微波滅酶與乾燥的設備包括料層厚度寬度控制進料器l、 微波隧道2、微波發生器3、翻胚器5、輸送帶6。其中微波發生器3置於微波隧道2的頂部， 可以根據本設備微波處理的物料的量以及穀物胚芽品種的不同，放置不同數量的微波發生 器，微波隧道額定功率l-6kW;進料器1位於本設備中輸送帶6的起始端，進料器l的轉數 可調，用以控制穀物胚芽在輸送帶鋪放的厚度，且進料器l中進料口的寬度！U為輸送帶6 寬度的80%;輸送帶6連接進料器1和微波隧道2，輸送速度可調，用於輸送物料通過微波隧 道2;輸送帶6中放置了翻胚器5，可以根據輸送帶6的長度以及微波處理穀物胚芽的最佳效 果確定翻胚器5的數量，其中翻胚器5的寬度L等於輸送帶6的寬度，其傾斜角度01°=10~40°。
一種實現穀物胚芽連續同步微波滅酶與乾燥設備的方法在穀物加工車間分離得到的 新鮮的穀物胚芽通過進料器1進入輸送帶6，通過調整進料器的轉數和輸送帶的傳輸速度， 使得穀物胚芽均勻的進入輸送帶6，並維持物料層均勻的鋪成厚度0.8-2cm厚薄層，以保證受熱均勻，開啟微波發生器3進行微波加熱滅酶同時微波乾燥；穀物胚芽在輸送帶6的
帶動下勻速的通過微波隧道2，得到了滅酶及乾燥處理，輸送帶6上加裝了翻胚器5，利
用翻胚器5翻動了輸送帶6上的物料層，便於微波加熱時產生的溼熱空氣的及時散發並保
證了物料層的受熱滅酶均勻，最後測定滅酶效果及乾燥好的穀物胚芽的水分。
本發明的穀物胚芽的連續同步微波滅酶與乾燥的設備，每小時處理量約40-60kg穀物 胚芽，通常情況下穀物胚芽的原始水分含量在11.5~14.5%，經過本發明微波滅酶及乾燥 處理後的穀物胚芽的含水量可降至1.9-4.4%;對不同穀物胚芽進行微波處理，冬天常溫貯 藏6-8個月、夏天常溫lt藏3-5個月，仍可以達到後續加工的質量需要，為穀物胚芽的深 度加工創造了條件，廣泛適用於小麥胚芽、米胚芽(米糠)、玉米胚芽等穀物胚芽的滅酶 與乾燥處理。
本發明的有益效果
(1) 本裝置通過帶式微波加熱的方式，可以方便地實現穀物胚芽滅酶與乾燥的連續 式同步作業，而且具有處理量大、能耗低的優點，具有適宜於不同穀物胚芽處理的特點；
(2) 設置進料器的目的在於控制胚芽在輸送帶上的鋪放厚度，通過進料器的轉數和 輸送帶的傳輸速度的調整，可以準確地控制胚芽在輸送帶鋪放厚度，以便實現最佳的處理 效果；
(3) 在輸送帶上方加裝翻胚器的目的在於實現物料的均勻受熱，防止可能出現的過 熱或者欠熱的現象，通過調整翻胚器的角度ct和加裝翻胚器的數量，達到最佳翻胚效果。
圖l為一種穀物胚芽的連續微波同步滅酶與乾燥的設備的結構裝置圖，其中l為進茅鬥 器、2為微波隧道、3為微波發生器、4為穀物胚芽、5為翻胚器、6為輸送帶； 圖2為進料器的結構裝置圖，其中"為進料器中進料口的寬度； 圖3為翻胚器的結構裝置圖，其中L為翻胚器的寬度，ci。為翻胚器的傾斜角度。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步闡述。
實施例l本發明在微波滅酶與乾燥米糠中的應用新鮮的米糠通過進料器1進入輸送帶6，通 過調整進料器1的轉數和輸送帶的傳輸速度，使得米糠均勻的進入輸送帶6並維持物料層 均勻的鋪成厚度0.8cm厚薄層，以保證受熱均勻，開啟微波發生器3進行微波加熱滅酶同 時微波乾燥，微波隧道額定功率6kW，處理量每小時約40kg米糠；米糠在輸送帶6的帶 動下勻速的通過微波隧道2，得到了滅酶及乾燥處理，輸送帶6上加裝了翻胚器5，利用 翻胚器5翻動了輸送帶6上的物料層，便於微波加熱時產生的溼熱空氣的及時散發並保證 了物料層的受熱均勻。
經過連續微波同步滅酶與乾燥處理，米糠含水率從未處理的12.3%降低到1.9%;保存 3天後，米糠油的酸價為3.9mgKOH/g，而未處理米糠油的酸價升至13.05 mgKOH/g;保存 l周后，米糠油的酸價為10.3mgKOH/g,而未處理米糠油的酸價升至56.6mgKOH/g。
因此採用經過本發明處理的米糠水分含量為1.9%，產品酸值變化平緩，為後續的深 度加工創造了條件。
實施例2
本發明在微波滅酶與乾燥米糠中的應用新鮮的米糠通過進料器1進入輸送帶6，通
過調整進料器1的轉數和輸送帶的傳輸速度，使得米糠均勻的進入輸送帶6並維持物料層 均勻的鋪成厚度1.20!1厚薄層，以保證受熱均勻，開啟微波發生器3進行微波加熱滅酶同 時微波乾燥，微波隧道額定功率2kW，處理量每小時約60kg米糠；米糠在輸送帶6的帶 動下勻速的通過微波隧道2，得到了滅酶及乾燥處理，輸送帶6上加裝了翻胚器5，利用 翻胚器5翻動了輸送帶6上的物料層，便於微波加熱時產生的溼熱空氣的及時散發並保證 了物料層的受熱均勻。
經過連續微波同步滅酶與乾燥處理，米糠含水率從未處理的12.3%降低到4.4%;保存 3天後，米糠油的酸價為8.7mgKOH/g，而未處理米糠油的酸價升至13.07 mgKOH/g;保存 l周后，米糠油的酸價為11.7mgKOH/g,而未處理米糠油的酸價升至56.0mgKOH/g。
因此採用經過本發明處理的米糠水分含量為4.4%，產品酸值變化平緩，為後續的深 度加工創造了條件。
實施例3本發明在微波滅酶與乾燥小麥胚芽中的應用新鮮的小麥胚芽通過進料器1進入輸送 帶6,通過調整進料器1的轉數和輸送帶的傳輸速度，使得小麥胚芽均勻的進入輸送帶6 並維持物料層均勻的鋪成厚度lcm厚薄層，以保證受熱均勻，開啟微波發生器3進行微波 加熱滅酶同時微波乾燥，微波隧道額定功率2kW，處理量每小時約40kg小麥胚芽；小麥 胚芽在輸送帶6的帶動下勻速的通過微波隧道2，得到了滅酶及乾燥處理，輸送帶6上加 裝了翻胚器5，利用翻胚器5翻動了輸送帶6上的物料層，便於微波加熱時產生的溼熱空 氣的及時散發並保證了物料層的受熱均勻，最後測定滅酶並乾燥好的小麥胚芽的水分，常 溫密閉保存即可。
經過連續微波同步滅酶與乾燥處理，小麥胚芽含水率從未處理的12.5%降低到2.1%; 保存2天後，小麥胚芽油的酸價為2.9 mgKOH/g，而未處理小麥胚芽油的酸價升至24.5 mgKOH/g;保存8天後，小麥胚芽油的酸價為14.1 mgKOH/g,而未處理小麥胚芽油的酸 價升至60.1 mgKOH/g。
因此經過本發明處理的小麥胚芽水分含量為2.1%，產品酸值變化平緩，可以達到後 續加工的質量需要。
實施例4
本發明在微波滅酶與乾燥小麥胚芽中的應用新鮮的小麥胚芽通過進料器1進入輸送 帶6，通過調整進料器1的轉數和輸送帶的傳輸速度，使得小麥胚芽均勻的進入輸送帶6 並維持物料層均勻的鋪成厚度2cm厚薄層，以保證受熱均勻，開啟微波發生器3進行微波 加熱滅酶同時微波乾燥，微波隧道額定功率3kW，處理量每小時約60kg小麥胚芽；小麥 胚芽在輸送帶6的帶動下勻速的通過微波隧道2，得到了滅酶及乾燥處理，輸送帶6上加 裝了翻胚器5，利用翻胚器5翻動了輸送帶6上的物料層，便於微波加熱時產生的溼熱空 氣的及時散發並保證了物料層的受熱均勻，最後測定滅酶並乾燥好的小麥胚芽的水分，常 溫密閉保存即可。
經過連續微波同步滅酶與乾燥處理，小麥胚芽含水率從未處理的12.5%降低到5.2%; 保存2天後，小麥胚芽油的酸價為7.3 mgKOH/g，而未處理小麥胚芽油的酸價升至24.1 mgKOH/g;保存8天後，小麥胚芽油的酸價為14.8 mgKOH/g,而未處理小麥胚芽油的酸 價升至60.9 mgKOH/g。
因此經過本發明處理的小麥胚芽水分含量為5.2%,產品酸值變化平緩，可以達到後 續加工的質量需要。
權利要求
1、一種穀物胚芽的連續同步微波滅酶與乾燥的設備，包括微波隧道(2)、微波發生器(3)、輸送帶(6)，其特徵在於還包括料層厚度寬度控制進料器(1)和翻胚器(5)，其中微波發生器(3)置於微波隧道(2)的頂部，進料器(1)位於本設備中輸送帶(6)的起始端，進料器(1)的轉數可調，輸送帶(6)連接進料器(1)和微波隧道(2)，輸送速度可調，用於輸送物料通過微波隧道(2)。
2、 根據權利要求l所述的一種穀物胚芽的連續同步微波滅酶與乾燥的設備，其特徵 在於輸送帶(6)中放置了翻胚器(5)，可以根據輸送帶(6)的長度以及微波處理穀物胚 芽的最佳效果確定翻胚器(5)的數量和傾角a,其中翻胚器(5)的寬度L等於輸送帶(6) 的寬度，其傾斜角度01°=10~40°。
3、 根據權利要求l所述的一種穀物胚芽的連續同步微波滅酶與乾燥的設備，其特徵 在於進料器(1)用以控制穀物胚芽在輸送帶鋪放的厚度，且進料器(l)中進料口的寬度U 為輸送帶(6)寬度的80%。
4、根據權利要求l所述的一種穀物胚芽的連續同步微波滅酶與乾燥的設備，其特徵 在於可以根據本設備微波處理物料的量以及穀物胚芽品種的不同，放置不同數量的微波發 生器(3)，微波隧道額定功率l-6kW。
5、 一種穀物胚芽連續同步微波滅酶與乾燥設備的方法，其特徵在於按照下述步驟進 行-將穀物加工車間分離得到的新鮮的穀物胚芽，通過進料器(1)送入輸送帶(6)，通 過調整進料器(l)的轉數和輸送帶(6)的傳輸速度，使得穀物胚芽均勻的進入輸送帶(6)， 並維持物料層均勻的鋪成厚度0.8-2 cm厚薄層，以保證受熱均勻，開肩微波發生器(3) 進行微波加熱滅酶同時實現微波乾燥，微波處理時間4-6min;穀物胚芽在輸送帶(6)的 帶動下勻速地通過微波隧道(2)，實現了滅酶及乾燥處理。輸送帶(6)上加裝了數個翻 胚器(5),利用翻胚器(5)翻動輸送帶(6)上的物料層，便於微波加熱時產生的溼熱空 氣的及時散發並保證了物料層的受熱滅酶均勻。
全文摘要
本發明一種穀物胚芽的連續同步微波滅酶與乾燥的設備及方法，涉及農產品乾燥領域。包括微波隧道(2)、微波發生器(3)、輸送帶(6)，還包括進料器(1)和翻胚器(5)，其中微波發生器(3)置於微波隧道(2)頂部，進料器(1)位於輸送帶(6)的起始端，其轉數可調；輸送帶(6)連接進料器(1)和微波隧道(2)用於輸送物料通過微波隧道(2)，輸送速度可調；翻胚器(5)置於輸送帶(6)之上。經本發明微波滅酶及乾燥處理的穀物胚芽的含水量可降至1.9-4.4％；對不同穀物胚芽進行微波處理，冬天常溫貯藏6-8個月、夏天常溫貯藏3-5個月，仍可達到後續加工的質量需要，廣泛適於小麥胚芽、玉米胚芽、米胚芽(米糠)等穀物胚芽的滅酶與乾燥處理。
文檔編號A23B9/04GK101658205SQ20091018359
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月15日 優先權日2009年9月15日
發明者任曉鋒, 何榮海, 王振斌, 馬海樂, 琳 駱 申請人:江蘇大學