一种杀灭谷物微生物和虫卵的系统与方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于食品加工技术领域，涉及一种利用过热蒸汽杀灭谷物微生物和虫卵的 系统与方法。
【背景技术】
[0002] 谷物收获后含有较多的微生物和虫卵，影响其产品品质。
[0003] 我们对近20个小麦样品的分析表明，不同产地和不同品种的小麦，其菌落总数均 在IXlO4以上，部分甚至高达5X10 4。同时，面粉中的虫卵也是影响面粉质量与面制食品 品质的重要因素。
[0004] 荞麦由于栽培环境较恶劣，其表面微生物含量更明显高于小麦。我们的检测结果 表明，荞麦表面的菌落总数多超过I X 1〇5,部分甚至超过6 X 105。燕麦、大麦等麦类，鹰嘴 豆、扁豆等豆类都存在类似情况。
[0005] 为了解决小麦面粉中的微生物与虫卵问题，许多企业尝试了紫外杀菌、臭氧杀菌、 红外或辐照、加热或剥皮（碾削）等方法，但均存在小麦粉品质受影响等问题（张杜鹃，低 菌小麦粉生产关键技术研宄，南京财经大学硕士论文，2010年，p5)。曾经推广过的技术还 有清洗法，但由于耗水量大，清洗后的废水污染环境，导致现在基本没有企业继续使用。
[0006] 为了解决小麦面粉中的虫卵问题，使用最广泛的是高速撞击机。利用高速旋转的 转子反复击打杀灭虫卵，但设备能耗较高，明显增加了成本。
[0007] 随着过热蒸汽技术的发展，过热蒸汽在食品加工领域的应用越来越广泛，但这些 技术多用于干燥、焙烤等，用于灭菌和灭虫的报道尚未见到。加拿大有学者研宄利用过热蒸 汽杀灭小麦中的镰刀菌，但处理时间长、温度高（由于镰刀菌有毒，需要高温和长时间处理 才能分解），处理后的小麦通常用做生产生物能源，不需要考虑处理条件对其面筋的影响。 同时，现有过热蒸汽处理系统采用的输送带式物料输送方式，处理量较小、自动化程度低， 谷物在处理过程中缺乏翻动，导致处理不均匀。而本技术针对的是用于食品加工的谷物，对 于面筋强度（面团稳定时间）、淀粉（糊化度）等的影响需要尽可能得到控制。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种杀灭谷物微生物和虫卵的系统。该系统杀灭微生物和虫 卵快速彻底，操控简单易于实现，能够循环利用过热蒸汽，热效率高、节能环保。
[0009] 本发明的另一个目的是提供一种杀灭谷物微生物和虫卵的方法。该方法能够快速 大量地处理粮食作物，杀灭附着在其上的微生物和虫卵，适用于粮食作物制粉或储藏前处 理，以降低粮食作物的微生物含量、虫卵含量，延长货架期和储藏期。
[0010] 为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
[0011] 本发明提供了一种过热蒸汽杀灭谷物微生物和虫卵的系统，安装在谷物润水系统 之后，包括：进料斗1、进料装置2、机架3、变频驱动电机5、传动大齿轮7、出料装置8、滚筒 灭菌室9、风机11、加热器12和蒸汽发生器13 ;其中，进料口 1与进料装置2连接，进料装 置2、滚筒灭菌室9和出料装置8依次布置在机架3上，所述滚筒灭菌室9倾斜布置，与进料 装置2连接的一端高于与出料装置8连接的一端；传动大齿轮7固定安装在滚筒灭菌室9 上，并与变频驱动电机5的动力输出轴驱动旋转的小齿轮啮合安装；蒸汽发生器13和风机 11的出风口通过管道分别与加热器12的入口连接，加热器12的过热蒸汽出口与出料装置 8连接。
[0012] 进料装置2顶部设置有蒸汽回收口，蒸汽回收口与蒸汽循环管道10的一端连接， 蒸汽循环管道10的另一端与风机11的进风口连接。
[0013] 机架3还包括托轮装置6和倾角调整装置14 ;所述滚筒灭菌室9通过布置在机架 3两端的托轮装置6支撑固定。
[0014] 倾角调整装置14能够通过调整机架3的倾斜度调整滚筒灭菌室9的倾斜度，滚筒 灭菌室9的倾斜度为5~75度。
[0015] 滚筒灭菌室9的长度为50~500cm，内径为40~480cm，转速为10~500rpm。
[0016] 进料装置2、出料装置8、滚筒灭菌室9和蒸汽循环管道10的外侧设置有隔热层4， 隔热层4为岩棉，厚度为0. 5~20cm。
[0017] 本发明提供一种杀灭谷物微生物和虫卵的方法，包括如下步骤：
[0018] 1、润水后的谷物从进料装置2的进料斗1进入滚筒灭菌室9中，所述滚筒灭菌室 9的长度为50~500cm，内径为40~480cm，倾斜度为5~75度；蒸汽发生器13产生的蒸 汽经加热器12加热为过热蒸汽，过热蒸汽的温度为102~210°C，由风机11将过热蒸汽从 出料装置8吹入滚筒灭菌室9中；
[0019] 2、滚筒灭菌室9的转速为10~500rpm/min，进入滚筒灭菌室9的谷物在谷物自身 重力、滚筒灭菌室9的转动离心力的作用下，上下翻滚，与过热蒸汽充分接触，处理时间为 10 ~600s ;
[0020] 3、经过处理的谷物从出料装置8的出料口排出；进入制粉系统进行加工或进入干 燥、计量包装系统。
[0021] 步骤2中，进料装置2顶部设置的蒸汽回收口将与谷物接触后流动到进料装置2 顶部的蒸汽回收，由风机11将回收的蒸汽通过蒸汽循环管道10吹入加热器12中，加热后 的过热蒸汽再次进入滚筒灭菌室9中。
[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0023] 本发明杀灭谷物微生物和虫卵的系统，处理时间短、调控简单、蒸汽得到循环利 用、热效率高，处理每吨粮食作物的电耗在20kwh以内。采用了结构简单、运行可靠的滚筒 灭菌室，通过蒸汽的循环加热利用及系统优化设计，实现了杀灭粮食作物微生物和虫卵的 目的，设备简单、安装方便、使用成本低、处理效果好、处理量大，能安装在现有制粉车间内 或谷物处理车间内，可以满足现有制粉企业或杂粮杂豆加工企业的技术改造。可以预期本 技术在谷物加工行业有一定应用前景。
【附图说明】
[0024] 图1本发明杀灭谷物微生物和虫卵的系统组成俯视图
[0025] 图2本发明杀灭谷物微生物和虫卵的系统滚筒灭菌室倾斜布置示意图
[0026] 其中的附图标记为：
[0027] 1进料斗 2进料装置 3机架
[0028] 4隔热层 5变频驱动电机6托轮装置
[0029] 7传动大齿轮8出料装置 9滚筒灭菌室
[0030] 10蒸汽循环管道11风机 12加热器
[0031] 13蒸汽发生器 14倾角调整装置
【具体实施方式】
[0032] 下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
[0033] 本发明提供了一种过热蒸汽杀灭谷物微生物和虫卵的系统，安装在谷物润水系统 之后，包括：进料斗1、进料装置2、机架3、变频驱动电机5、传动大齿轮7、出料装置8、滚筒 灭菌室9、风机11、加热器12和蒸汽发生器13 ;其中，进料口 1与进料装置2连接，进料装 置2、滚筒灭菌室9和出料装置8依次布置在机架3上，所述滚筒灭菌室9倾斜布置，与进料 装置2连接的一端高于与出料装置8连接的一端；传动大齿轮7固定安装在滚筒灭菌室9 上，并与变频驱动电机5的动力输出轴驱动旋转的小齿轮啮合安装；蒸汽发生器13和风机 11的出风口通过管道分别与加热器12的入口连接，加热器12的过热蒸汽出口与出料装置 8连接。
[0034] 进料装置2顶部设置有蒸汽回收口，蒸汽回收口与蒸汽循环管道10的一端连接， 蒸汽循环管道10的另一端与风机11的进风口连接。
[0035] 机架3还包括托轮装置6和倾角调整装置14 ;所述滚筒灭菌室9通过布置在机架 3两端的托轮装置6支撑固定。
[0036] 倾角调整装置14能够通过调整机架3的倾斜度调整滚筒灭菌室9的倾斜度，滚筒 灭菌室9的倾斜度为5~75度。
[0037] 滚筒灭菌室9的长度为50~500cm，内径为40~480cm，转速为10~500rpm。
[0038] 进料装置2、出料装置8、滚筒灭菌室9和蒸汽循环管道10的外侧设置有隔热层4， 隔热层4为岩棉，厚度为0. 5~20cm。
[0039] 本发明提供一种杀灭谷物微生物和虫卵的方法，包括如下步骤：
[0040] 1、润水后的谷物从进料装置2的进料斗1进入滚筒灭菌室9中，所述滚筒灭菌室 9的长度为50~500cm，内径为40~480cm，倾斜度为5~75度；蒸汽发生器13产生的蒸 汽经加热器12加热为过热蒸汽，过热蒸汽的温度为102~210°C，由风机11将过热蒸汽从 出料装置8吹入滚筒灭菌室9中；
[0041] 2、滚筒灭菌室9的转速为10~500rpm/min，进入滚筒灭菌室9的谷物在谷物自身 重力、滚筒灭菌室9的转动离心力的作用下，上下翻滚，与过热蒸汽充分接触，处理时间为 10 ~600s ;
[0042] 3、经过处理的谷物从出料装置8的出料口排出；进入制粉系统进行加工或进入干 燥、计量包装系统。
[0043] 步骤2中，进料装置2顶部设置的蒸汽回收口将与谷物接触后流动到进料装置2 顶部的蒸汽回收，由风机11将回收的蒸汽通过蒸汽循环管道10吹入加热器12中，加热后 的过热蒸汽再次进入滚筒灭菌室9中。
[0044] 实施例1
[0045] 滚筒灭菌室9长度2米，内径80cm ;调节倾斜角调整装置14设置倾斜度30度，润 水后的小麦从进料装置2的进料斗1进入滚筒灭菌室9中，小麦流量8吨/h ;同时，蒸汽发 生器13产生的蒸汽经加热器12加热为过热蒸汽，过热蒸汽温度140°C，由风机11将过热蒸 汽从出料装置8吹入滚筒灭菌室9中；
[0046] 变频驱动电机5控制滚筒灭菌室9的旋转速度30rpm/min ;进入滚筒灭菌室9的小 麦在自身重力、滚筒灭菌室9的转动离心力的作用下，上下翻滚，与过热蒸汽充分接触；同 时，进料装置2顶部设置的蒸汽回收口将与小麦接触后流动到进料装置2顶部的蒸汽回收， 由风机11将回收的蒸汽通过蒸汽循环管道10吹入加热器12中，加热后的过热蒸汽再次进 入滚筒灭菌室9中；
[0047] 小麦处理时间40s，处理后的小麦从出料装置8排出。
[0048] 处理后小麦的菌落总数与芽孢杆菌数量都明显下降，小麦粉及其制品的贮藏特性 均得到改善。
[0049] 实施例2
[0050] 滚筒灭菌室9长度3米，内径IOOcm ;调节倾角调整装置14设置倾斜度60度，润 水后的小麦从进料装置2的进料斗1进入滚筒灭菌室9中，小麦流量15吨/h ;同时，蒸汽 发生器13产生的蒸汽经加热器12加热为过热蒸汽，过热蒸汽温度180°C，由风机11将过热 蒸汽从出料装置8吹入滚筒灭菌室9中；
[0051] 变频驱动电机5控制滚筒灭菌室9的旋转速度135rpm/min ;进入滚筒灭菌室9的 小麦在自身重力、滚筒灭菌室9的转动离心力的作用下，上下翻滚，与过热蒸汽充分接触； 同时，进料装置2顶部设置的蒸汽回收口将与小麦接触后流动到进料装置2顶部的蒸汽回 收，由风机11将回收的蒸汽通过蒸汽循环管道10吹入加热器12中，加热后的过热蒸汽再 次进入滚筒灭菌室9