专利名称：一种植物细胞破壁装置及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及植物农副产品加工，具体地说是一种植物细胞破壁装置及其应用。
背景技术：
现有果蔬产品通常均为油炸的或烘干的，其加工过程中营养成份(尤其是维生素和微量元素)损失较大，这样加工后的产品，人体对其营养成份的吸收仅为2.03～10％；并且油炸食品对人体的致癌率为非油炸食品的7倍左右，烘干加工的果蔬产品，其口感较差；同时，这样加工后的产品保质期较短，不易储藏。
为了增加人体对植物产品营养成份的吸收，于国内、外出现了植物细胞壁破壁的工艺技术，例如冷冻破壁和研磨破壁；但它们的细胞破壁率仅为40％左右，破壁效果较差，不利于人体对植物营养成份充分吸收利用；且含水率较高，产品保质期较短，不易储藏，为了提高其储藏时间，在现有市场上销售的此类产品中均含有添加剂(如防腐剂)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、应用效果好的植物细胞破壁装置及其应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种植物细胞破壁装置，主要由真空泵、真空罐、电磁阀、压力罐(在此也可称为破壁罐)及冷、热介质循环系统组成，1)真空泵，其与真空罐管路连接，用于对真空罐抽真空；使真空罐内的真空度(即表压)为-0.02～-0.1MPa；(真空罐的真空度最好为-0.05～-0.1Mpa)2)真空罐，其通过电磁阀与压力罐相连；3)压力罐，其外壁设有夹层，夹层内设有供介质流动的管路，夹层内的管路通过阀门分别与冷、热介质循环系统相连；在压力罐的内部设有换热器，换热器通过管路分别与冷、热介质循环系统相连。
所述压力罐由外壁循环系统与内部换热器组成；外壁循环系统置于压力罐的外壁夹层内，主要由导热管道盘置(可沿压力罐圆周方向蛇形盘绕；或在压力罐上下两侧沿轴向设置主管路，主管路通过压力罐两侧的沿圆周方向均布的分支管路相连)而成，其介质进口设置于压力罐一端的下方，介质进口与冷、热介质循环系统的上水口相连；介质出口为二个或二个以上，分别设置于压力罐另一端的上方和下方，介质出口与冷、热介质循环系统的回水口相连；
内部换热器置于压力罐的内部，其介质进口与冷、热介质循环系统的上水口相连，介质出口与冷、热介质循环系统的回水口相连；在压力罐的一端设置有装料口，另一端设置有排气阀，在压力罐的上方设置有安全阀、压力表和温度计；所述介质可以为水或导热油；最好导热油，例如SD系列SD-280，SD-300，SD-320，SD-340(沈阳新城石油化工厂)；HD系列HD-300，HD-310，HD-320，HD-330(上海精细化工有限公司)；山东恒台县恒德导热油有限公司生产的LQA，LQB，LQC，LQD，LQE，LQF；所述热介质循环系统是指通过加热器或锅炉将热介质储罐中的介质加热升温，通过管路与压力罐的外壁循环系统及内部换热器相连，形成一完整的密闭循环体系，其管路上设有控制阀；所述冷介质循环系统是指通过泵将冷介质储罐中的介质通过管路与压力罐的外壁循环系统及内部换热器相连，形成一完整的密闭循环体系，其管路上设有控制阀。
上述植物细胞破壁装置的应用，可按如下步骤进行操作，1)将植物原料(水果、蔬菜、植物的花和/或植物的叶)进行清洗、烘干、挑选(去除病果、伤叶、叶柄)，使植物原料的含水量为15～40W％(含水量最好为20～25％)；将植物原料平铺于(网状)托盘上；2)将压力罐(如高压釜)预热5～30分钟，使压力罐内的温度约60～80℃；同时开启将真空泵对真空罐抽真空；使真空罐内的真空度(即表压)为-0.02～-0.1MPa；(真空罐的真空度最好为-0.05～-0.1Mpa)；3)打开压力罐的装料口，将放有植物原料的托盘置于压力罐内的换热器或支架上，封闭装料口，对压力罐进行加温，使压力罐内的温度于10～40分钟内升至50～80℃(较好为65～70℃)(升温的过程中，压力罐内形成大量的雾状水蒸汽，当水蒸汽开始凝聚成水滴时，罐体压力约升至0.2MPa，罐体自然升压结束)；4)打开压力罐的放气阀(即电磁阀)向真空罐内排气，使压力罐内瞬间(最多应于20秒内完成真空操作，最好应小于10秒)形成真空；5)将压力罐内的温度保持在50～80℃(较好为65～70℃)，1～3小时，使植物原料的含水量≤5％(通常其重量含量为2.5～5％)；6)关闭压力罐的放气阀，封闭人工冷却降温得成品。(成品充氮保存或封闭保存，防止预水气复苏(即返潮))所述人工冷却降温过程是指，使压力罐内的温度于≤60分钟的时间内降至≤25℃。
本发明具有如下优点1.结构简单。本发明装置所采用的设备少，连接简单，设备成本低，易于产业化实施。
2.应用效果好。通过本发明加工后的果蔬产品，具有如下好处，1)有利于人体对植物营养成份的充分吸收和利用。植物体由细胞组成，其营养成份含在细胞内，细胞和大量的木质素、果胶等结合在一起，人体对其吸收能力差，因而大量的果蔬内在营养不能被人体吸收；所谓植物细胞破壁技术原理，就是利用果蔬细胞内自然水分在瞬间“压力变化时水的沸点下降，一分子水膨胀“2000倍”的机械原理，从植物细胞内部炸开细胞壁，使植物细胞内营养更易于被人体吸收利用，好比鸡蛋，蛋皮打破，蛋清、蛋黄就流了出来。本发明在不破坏果蔬营养成份的同时，既保留了果蔬的原味，又使营养价值破壁后升级，非细胞破壁的果蔬人体吸收的营养成份在2.03～10％左右，而破壁后的系列食品人体吸收在85％以上；总之，本发明对植物细胞破壁后，植物细胞的营养成份更利于人体吸收。
2)植物细胞破壁效果好。本发明加工的果蔬产品在电镜照片中显示植物细胞几乎100％被打破(植物细胞的破壁率为100％)，通常理论上至少应在85％以上；形象的说，食用本发明加工的30g苹果片相当于吃20多个苹果的营养成份，由于富含膳食结构纤维，可改变人体的酸性环境，驱逐有害病菌，十分有利人体健康。
3)产品口感好。本发明加工的果蔬产品无防腐剂、色素等添加剂；产品酥脆可口、老少皆宜，显现功能优势，作为具有食疗、食养、食补的功能性食品而深受消费者的青睐。
4)易储藏。因为本发明加工的果蔬产品含水量≤5％，不利于细菌的存活，降低了细菌的生存空间，在不加入防腐剂、色素等任何添加剂的情况下，密闭保存，其保质期最少应为1～3年。
总之，本发明原材料的来源特别丰富，其加工的果蔬产品具有天然化、营养化、风味化、方便化、卫生化、开封即食等优点。
图1为本发明装置的连接结构示意图；图2为本发明装置中压力罐的结构示意图；图3为本发明装置中压力罐外壁循环系统及内部换热器的结构示意图；图中1为真空罐，2为真空泵，3为压力罐，4为电磁阀，5为电子闸板阀，6为热油泵，7为热油炉，8为冷油泵，9为冷油箱，10为观察镜，11为热油管道，12为冷油管道，13为均湿器，14为鼓风机，15为油温表，16为溢油罐，17为安全阀门，18为内部换热器，19为外壁循环系统，20为介质进口，21为上水口，22为回水口，23为装料口，24为安全阀，25为压力表，26为温度计。
具体实施例方式
实施例1.
一种植物细胞破壁装置，主要由真空泵2、真空罐1、电磁阀4、压力罐3及冷、热介质循环系统组成，1)真空泵2，其与真空罐1管路连接，用于对真空罐抽真空；使真空罐内的真空度(即表压)为-0.02～-0.1MPa；(真空罐的真空度最好为-0.05～-0.1Mpa；)2)真空罐1，其通过电磁阀4与压力罐3相连；3)压力罐3，其外壁设有夹层，夹层内设有供介质流动的管路，夹层内的管路通过阀门分别与冷、热介质循环系统相连；在压力罐3的内部设有换热器18，换热器18通过管路分别与冷、热介质循环系统相连。
所述压力罐3主体由外壁循环系统19与内部换热器18组成；外壁循环系统19置于压力罐3的外壁夹层内，主要由导热管道盘置(可沿压力罐圆周方向蛇形盘绕；或在压力罐上下两侧沿轴向设置主管路，主管路通过压力罐两侧的沿圆周方向均布的分支管路相连)而成，其介质进口20设置于压力罐一端的下方，介质进口20与冷、热介质循环系统的上水口21相连；介质出口为二个或二个以上，分别设置于压力罐另一端的上方和下方，介质出口与冷、热介质循环系统的回水口22相连；内部换热器18置于压力罐的内部，其介质进口与冷、热介质循环系统的上水口21相连，介质出口与冷、热介质循环系统的回水口22相连；在压力罐3的一端设置有装料口23，另一端设置有排气阀，在压力罐的上方设置有安全阀24、压力表25和温度计26；所述介质为导热油；上述装置可按如下操作过程进行操作应用1)将植物原料(水果、蔬菜、植物的花和/或植物的叶)进行清洗、烘干、挑选(去除病果、伤叶、叶柄)，使植物原料的含水量为15～40W％(含水量最好为20～25％)；将植物原料平铺于(网状)托盘上；2)将压力罐(如高压釜)预热5～30分钟，使压力罐内的温度约60～80℃；同时开启将真空泵对真空罐抽真空；使真空罐内的真空度(即表压)为-0.02～-0.1MPa；(真空罐的真空度最好为-0.05～-0.1Mpa)；3)打开压力罐的装料口，将放有植物原料的托盘置于压力罐内的换热器或支架上，封闭装料口，对压力罐进行加温，使压力罐内的温度于10～40分钟内升至50～80℃(升温的过程中，压力罐内形成大量的雾状水蒸汽，当水蒸汽开始凝聚成水滴时，罐体压力约升至0.2MPa，罐体自然升压结束)；4)打开压力罐的放气阀(即电磁阀)向真空罐内排气，使压力罐内瞬间(最多应于20秒内完成真空操作，最好应小于10秒)形成真空；5)将压力罐内的温度保持在50～80℃，1～3小时，使植物原料的含水量≤5％(通常其重量含量为2.5～5％)；6)关闭压力罐的放气阀，封闭人工冷却降温得成品。(成品充氮保存或封闭保存，防止预水气复苏(即返潮))所述人工冷却降温过程是指，使压力罐内的温度于≤60分钟的时间内降至≤25℃。
应用例1酥桑叶1)取桑叶100Kg，进行清洗、于沸水中2秒(1-5秒均可)进行杀青、烘干、挑选去除伤叶和叶柄，使桑叶的含水量为18％(重量)；将桑叶平铺于网状托盘上；2)将压力罐预热10分钟，使压力罐内的温度约80℃；同时开启将真空泵对真空罐抽真空；使真空罐内的负压值-0.08Mpa；3)打开压力罐的装料口，将放有桑叶的托盘置于压力罐内的换热器或支架上，封闭装料口，对压力罐进行加温，使压力罐内的温度于20分钟内升至70℃(升温的过程中，压力罐内形成大量的雾状水蒸汽，当水蒸汽开始凝聚成水滴时，罐体压力约升至0.2MPa，罐体自然升压结束)；4)打开压力罐的放气阀(即电磁阀)向真空罐内排气，使压力罐内瞬间(10秒)形成真空；5)将压力罐内的温度保持在70℃，1小时，使植物原料的含水量5％；6)关闭压力罐的放气阀，封闭人工冷却降温，使压力罐内的温度于≤60分钟的时间内降至≤25℃，得成品(成品充氮保存或封闭保存，防止预水气复苏(即返潮))，其破壁率为100％。
应用例2.酥苹果片1)取100Kg，进行清洗、烘干，使苹果片的含水量为21％(重量)；将苹果片平铺于网状托盘上；2)将压力罐预热20分钟，使压力罐内的温度约60℃；同时开启将真空泵对真空罐抽真空；使真空罐内的负压值-0.06Mpa；3)打开压力罐的装料口，将放有苹果片的托盘置于压力罐内的换热器或支架上，封闭装料口，对压力罐进行加温，使压力罐内的温度于30分钟内升至65℃(升温的过程中，压力罐内形成大量的雾状水蒸汽，当水蒸汽开始凝聚成水滴时，罐体压力约升至0.2MPa，罐体自然升压结束)；4)打开压力罐的放气阀(即电磁阀)向真空罐内排气，使压力罐内瞬间(5秒)形成真空；5)将压力罐内的温度保持在65℃，1.5小时，使植物原料的含水量3.5％；6)关闭压力罐的放气阀，封闭人工冷却降温，使压力罐内的温度于≤60分钟的时间内降至≤25℃，得成品(成品充氮保存或封闭保存，防止预水气复苏(即返潮))，其破壁率为95％。
应用例3.酥枸杞1)取枸杞100Kg，挑选去除病果、清洗、烘干，使枸杞的含水量为19％(重量)；将枸杞平铺于网状托盘上；2)将压力罐预热15分钟，使压力罐内的温度约70℃；同时开启将真空泵对真空罐抽真空；使真空罐内的负压值-0.07Mpa；3)打开压力罐的装料口，将放有枸杞的托盘置于压力罐内的换热器或支架上，封闭装料口，对压力罐进行加温，使压力罐内的温度于35分钟内升至68℃(升温的过程中，压力罐内形成大量的雾状水蒸汽，当水蒸汽开始凝聚成水滴时，罐体压力约升至0.18MPa，罐体自然升压结束)；4)打开压力罐的放气阀(即电磁阀)向真空罐内排气，使压力罐内瞬间(2秒)形成真空；5)将压力罐内的温度保持在68℃，1.8小时，使植物原料的含水量4％；6)关闭压力罐的放气阀，封闭人工冷却降温，使压力罐内的温度于≤60分钟的时间内降至≤25℃，得成品(成品充氮保存或封闭保存，防止预水气复苏(即返潮))，其破壁率为98％。
应用例4.酥玫瑰花1)取玫瑰花10Kg，挑选去除有伤个体，进行清洗、烘干，使玫瑰花的含水量为35％；将玫瑰花平铺于网状托盘上；2)将压力罐预热18分钟，使压力罐内的温度约75℃；同时开启将真空泵对真空罐抽真空；使真空罐内的负压值-0.05Mpa；3)打开压力罐的装料口，将放有玫瑰花的托盘置于压力罐内的换热器或支架上，封闭装料口，对压力罐进行加温，使压力罐内的温度于32分钟内升至67℃(升温的过程中，压力罐内形成大量的雾状水蒸汽，当水蒸汽开始凝聚成水滴时，罐体压力约升至0.16MPa，罐体自然升压结束)；4)打开压力罐的放气阀(即电磁阀)向真空罐内排气，使压力罐内瞬间(15秒)形成真空；5)将压力罐内的温度保持在67℃，1.2小时，使植物原料的含水量4％；6)关闭压力罐的放气阀，封闭人工冷却降温，使压力罐内的温度于≤60分钟的时间内降至≤25℃，得成品(成品充氮保存或封闭保存，防止预水气复苏(即返潮))，其破壁率为100％。
应用例5.酥葡萄与应用例1不同之处于，成品为酥葡萄，其破壁率为96％。
应用例6.酥大枣与应用例3不同之处于，成品为酥大枣，其破壁率为94％。
应用例7酥桑叶1)取桑叶100Kg，进行清洗、于沸水中2秒(1-5秒均可)进行杀青、烘干、挑选去除伤叶和叶柄，使桑叶的含水量为18％(重量)；将桑叶平铺于网状托盘上；2)将压力罐预热30分钟，使压力罐内的温度约80℃；同时开启将真空泵对真空罐抽真空；使真空罐内的负压值-0.02Mpa；3)打开压力罐的装料口，将放有桑叶的托盘置于压力罐内的换热器或支架上，封闭装料口，对压力罐进行加温，使压力罐内的温度于20分钟内升至78℃；4)打开压力罐的放气阀(即电磁阀)向真空罐内排气，使压力罐内瞬间(10秒)形成真空；5)将压力罐内的温度保持在78℃，1小时，使植物原料的含水量5％；6)关闭压力罐的放气阀，封闭人工冷却降温，使压力罐内的温度于≤60分钟的时间内降至≤25℃，得成品(成品充氮保存或封闭保存，防止预水气复苏(即返潮))，其破壁率为100％。
应用例8酥桑叶1)取桑叶100Kg，进行清洗、于沸水中2秒(1-5秒均可)进行杀青、烘干、挑选去除伤叶和叶柄，使桑叶的含水量为18％(重量)；将桑叶平铺于网状托盘上；2)将压力罐预热6分钟，使压力罐内的温度约50℃；同时开启将真空泵对真空罐抽真空；使真空罐内的负压值-0.04Mpa；3)打开压力罐的装料口，将放有桑叶的托盘置于压力罐内的换热器或支架上，封闭装料口，对压力罐进行加温，使压力罐内的温度于10分钟内升至52℃(升温的过程中，压力罐内形成大量的雾状水蒸汽，当水蒸汽开始凝聚成水滴时，罐体压力约升至0.2MPa，罐体自然升压结束)；4)打开压力罐的放气阀(即电磁阀)向真空罐内排气，使压力罐内瞬间(4秒)形成真空；5)将压力罐内的温度保持在55℃，1小时，使植物原料的含水量5％；6)关闭压力罐的放气阀，封闭人工冷却降温，使压力罐内的温度于≤60分钟的时间内降至≤25℃，得成品(成品充氮保存或封闭保存，防止预水气复苏(即返潮))，其破壁率为100％。
权利要求
1.一种植物细胞破壁装置，其特征在于主要由真空泵、真空罐、电磁阀、压力罐及冷、热介质循环系统组成，a.真空泵，其与真空罐管路连接，用于对真空罐抽真空；使真空罐内的真空度为-0.02～-0.1MPa；b.真空罐，其通过电磁阀与压力罐相连；c.压力罐，其外壁设有夹层，夹层内设有供介质流动的管路，夹层内的管路通过阀门分别与冷、热介质循环系统相连；在压力罐的内部设有换热器，换热器通过管路分别与冷、热介质循环系统相连。
2.按照权利要求1所述的植物细胞破壁装置，其特征在于所述压力罐由外壁循环系统与内部换热器组成；外壁循环系统置于压力罐的外壁夹层内，主要由导热管道盘置而成，其介质进口设置于压力罐一端的下方，介质进口与冷、热介质循环系统的上水口相连；介质出口为二个或二个以上，分别设置于压力罐另一端的上方和下方，介质出口与冷、热介质循环系统的回水口相连；内部换热器置于压力罐的内部，其介质进口与冷、热介质循环系统的上水口相连，介质出口与冷、热介质循环系统的回水口相连；在压力罐的一端设置有装料口，另一端设置有排气阀，在压力罐的上方设置有安全阀、压力表和温度计。
3.按照权利要求1所述的植物细胞破壁装置，其特征在于所述介质为导热油。
4.一种权利要求1所述的植物细胞破壁装置的应用，其特征在于可按如下步骤进行操作，1)将植物原料进行清洗、烘干、挑选，使植物原料的含水量为15～40W％；将植物原料平铺于托盘上；2)将压力罐预热5～30分钟，使压力罐内的温度约60～80℃；同时开启真空泵对真空罐抽真空；使真空罐内的真空度为-0.02～-0.1MPa；3)打开压力罐的装料口，将放有植物原料的托盘置于压力罐内的换热器或支架上，封闭装料口，对压力罐进行加温，使压力罐内的温度于10～40分钟内升至50～80℃；4)打开电磁阀向真空罐内排气，使压力罐内瞬间形成真空；5)将压力罐内的温度保持在50～80℃，1～3小时，使植物原料的含水量≤5％；6)关闭压力罐的放气阀，封闭人工冷却降温得成品。
5.按照权利要求4所述植物细胞破壁装置的应用，其特征在于所述压力罐内的温度于10～40分钟内升至65～70℃。
6.按照权利要求4所述植物细胞破壁装置的应用，其特征在于所述将压力罐内的温度保持在65～70℃。
7.按照权利要求4所述植物细胞破壁装置的应用，其特征在于开启真空泵对真空罐抽真空；使真空罐内的真空度为-0.05～-0.1Mpa。
全文摘要
本发明涉及植物农副产品加工，具体地说是一种植物细胞破壁装置及其应用，主要由真空泵、真空罐、电磁阀、压力罐及冷、热介质循环系统组成；1)真空泵，其与真空罐管路连接，用于对真空罐抽真空；使真空罐内的真空度为－0.02～－0.1MPa；2)真空罐，其通过电磁阀与压力罐相连；3)压力罐，其外壁设有夹层，夹层内设有供介质流动的管路，夹层内的管路通过阀门分别与冷、热介质循环系统相连；在压力罐的内部设有换热器，换热器通过管路分别与冷、热介质循环系统相连。本发明装置结构简单、应用效果好。
文档编号C12N5/04GK1785041SQ200410082870
公开日2006年6月14日 申请日期2004年12月7日 优先权日2004年12月7日
发明者郑铁钢, 许思明 申请人:郑铁钢, 许思明