专利名称：纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法
技术领域：
本发明涉及一种提取小麦麸皮中糊粉层内容物的方法，特别是一种纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法，主要适用于食品制备或处理技术领域。
背景技术：
小麦麸皮主要由小麦皮层和小麦糊粉层组成，从外到内依次是由小麦的果皮、种皮、透明层、糊粉层和极少量的胚乳。小麦糊粉层存在于小麦种子胚乳的最外层，与透明层和种皮通过很强的粘附力结合在一起，在面粉加工过程中随小麦皮层被剥除或因碾压损失掉。小麦糊粉层细胞以浓缩形式包含了小麦在营养学和生理学上具有重要意义的所有物质，包括膳食纤维、蛋白质、矿物质、B族维生素、维生素E、必需脂肪酸以及特定的保护性物质,如生物活性酶。从营养的角度分析:小麦糊粉层的膳食纤维除了可以促进肠道蠕动、防止便秘、减少有害物质与肠壁接触时间、降低患病风险外，还可以减少消化过程对脂肪的吸收，从而降低血液中的胆固醇和甘油三脂，起到预防高血压和心脑血管疾病的作用。小麦糊粉层的蛋白质含量高，是十分丰富的植物蛋白质资源，它不仅可弥补膳食中蛋白质的不足，减少对身体不利的饱和脂肪酸的摄人，还含有一些有生理活性的物质，具有一些非常重要的功能特性。另外，麸皮蛋白质还含有人体必需的多种氨基酸。小麦糊粉层的矿物质含量占小麦谷粒矿物质含量的80%以上，而矿物质是构成人体组织和维持正常生理功能必需元素，是人体必需的七大营养素之一。磷是存在于小麦糊粉层的主要矿物质，它是骨骼和肌肉组织构成的必需物质，有助于保持机体酸碱的平衡、协助新陈代谢以及能量产生。钾是高含量存在于小麦糊粉层的矿物质，在人体内的主要作用是维持酸碱平衡，参与能量代谢以及维持神经肌肉的正常功能。随后是镁和钙，镁有利于增强人体骨骼和牙齿强度，有助于肌肉放松从而促进肌肉的健康，对于保 护心脏和神经系统健康是很重要的，是产生能量的必需物质。钙是保持心脏健康、止血、神经健康、肌肉收缩以及皮肤、骨骼和牙齿健康的营养素。另外，还存在较大数量的铁和锌。铁是血红蛋白的组成成分；参与氧气和二氧化碳的运载和交换；是酶的构成物质，对能量产生也是必需的。锌是人体内200多种酶的组成成分，是生长发育的必需物质，可促进神经系统和大脑的健康，尤其是对于处于发育的胎儿尤为重要。B族维生素为人体所必需；维生系E又称为抗不育维生素或生育酚，与动物的生殖功能有关，是防止不育症和人体细胞衰老的营养素，还可以抗癌；氨基酸对儿童的生长发育有很重要的作用；另外小麦糊粉层的生物活性酶等物质对动脉硬化和某些癌症有预防作用。可以认为:小麦糊粉层是具有多种专门生理功能、富含重要作用价值的膳食纤维和高抗氧化活性的原料。小麦在几千年的历史中一直是人类最可靠的食物之一，但小麦糊粉层与小麦皮层粘贴牢固，使得小麦糊粉层细胞与小麦皮层的分离比较困难，常规方法难以剥离提取，所以在谷物脱壳的过程中，小麦糊粉层绝大部分被磨去，随小麦皮层一起被用作饲料。越是加工的精细，营养物质损失得越多，所以长期食用精制谷物，人体容易缺乏所需营养物质。因此，想办法将小麦麸皮中的小麦糊粉层分离提取出来将对人体有极大的好处，而且可以产生较好的经济效益和社会效益，进而为农副产品的增值提供新的途径。现有技术中，从小麦麸皮中提取小麦糊粉层的方法一般采用湿法，需要对小麦麸皮进行湿润处理或者生物化学处理等，且采用湿法从小麦麸皮中提取小麦糊粉层牵涉到对小麦糊粉层产品的脱水和干燥等问题，工艺流程较为复杂且生产周期较长。授权公告号为CN 100531594C的一种从麸皮中提取糊粉层的方法。该从麸皮中提取糊粉层的方法中麸皮的剥离通过生化酶促、机械碾压或生化酶促与机械碾磨相结合的处理方法进行。随后通过湿和/或干分离法提取糊粉层。该小麦糊粉层提取方法提供了针对小麦糊粉层细胞的分离方法，其工艺流程中极为重要的一环是生化酶促处理，而生化酶促处理对温度、酸碱度、酶的浓度、被催化物质的浓度要求非常高，故而它的工艺流程较为复杂且生产周期长。利用湿分离法提取小麦糊粉层后的后续处理问题较多，如小麦糊粉层产品的脱水、干燥、打散和废液体处理等，并且小麦糊粉层中的营养物质有可能会随着液体流失。授权公告号为CN 1750761的中国专利描述了一种糊粉层产品及其制备方法，方法如下:a)制备由糊粉层成分和非糊粉层成分组成的麸皮，特别是小麦麸皮；b)分离糊粉层成分和非糊粉层成分，形成由糊粉层成分和非糊粉层成分组成混合物；c)将该混合物的湿度调节到含10 20%的水；d)用带有至少一对碾辊对的研磨碾压设备进行细研磨，该碾辊以不同的表面速度转动和相互挤压。该方案提供了糊粉层产品的制作方法，但其工艺流程中需对麸皮进行湿润处理，且并未对糊粉层如何从麸皮上剥离做具体阐述。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种简单快捷、在加工过程中不使用任何添加剂，保证糊粉层产品富含营养成分且能具备保健功能的纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法。本发明解决上述问题所采用的技术方案是:该纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法，包括如下步骤:
I)将小麦麸皮送入料仓搅拌、储存，所述小麦麸皮的含水率小于15% ；
2 )将料仓中的小麦麸皮送入研磨设备中，用碰撞、摩擦、揉搓和冲击的方式将小麦麸皮研磨成包括颗粒粒度在1.4-150 μ m之间的小麦糊粉层组分和颗粒粒度在150-2000 μ m之间的非小麦糊粉层组分的混合物；
3)使用高压引风机将混合物输送至收料仓中，所述引风机的流量为2200-5500m3/h，全压为 4000-12000pa ；
4)收料仓中的混合物坠落到底部后经二号卸料阀进入下面的接料仓，再将混合物分别使用引风机吸入数个旋风除尘器中，分别通过数个卸料阀将混合物送入筛分设备中筛选和分离，所述筛分设备的筛网目数为100-120目；
5)混合物通过筛分设备分离后，分别成为主要包 含小麦糊粉层组分的小麦糊粉层内容物和主要包含非小麦糊粉层组分的麸皮细粉，使用引风机将小麦糊粉层内容物吸入五号旋风除尘器中，通过六号卸料阀将小麦糊粉层内容物送入糊粉包装机计量包装；使用引风机将麸皮细粉吸入六号旋风除尘器中，通过七号卸料阀将麸皮细粉送入麸皮包装机计量包装。
用简单快捷的方法实现了对小麦麸皮中糊粉层内容物的剥离和提取，投资少，生产周期短；采取纯物理提取的方式，剥除了麸皮中大部分的粗纤维，极大限度的保留了糊粉层的原有特性，避免了许多后处理工序，如糊粉层产品的脱水、干燥、打散等，大大降低了生产成本，也提高了生产效率，缩短生产周期；采用本工艺流程生产糊粉层产品，可实现大批量生产；全程采用管道风力输送物料的方式，既降低了产品受到二次污染的可能性，又最大限度的减少小麦麸皮泄露和杂质飞扬，减少环境污染；设置料仓的作用是提高下一道工序中的研磨设备的利用率，避免设备闲置造成的资源浪费。 作为优选，所述的步骤I)中，先将小麦麸皮倒入进料斗中，使用引风机将小麦麸皮吸入一号旋风除尘器中，再通过一号卸料阀将小麦麸皮送入料仓搅拌、储存。作为优选，所述的步骤I)中，用物料提升机和皮带输送机将小麦麸皮送入料仓搅拌、储存。本发明所述进料斗中安装有搅拌装置。搅拌装置的设置用以防止小麦麸皮结块，便于风力输送，减少设备故障。本发明所述的步骤2)中，料仓下安装有数个下料口，每个下料口与料仓之间设有螺旋送料器，每个下料口分别对应有一台研磨设备。多个下料口和研磨设备的设置可加快研磨效率。本发明所述的步骤2)中，研磨设备的研磨方法为:利用所述研磨设备的碰撞、摩擦、揉搓和冲击作用使小麦麸皮的结构松散易粉碎；再将小麦糊粉层和小麦麸皮的皮层剥离；然后将小麦糊粉层组分和非小麦糊粉层组分进一步粉碎至更小颗粒，直至符合筛分规格。采取机械研磨的加工方式，未加入任何其他成分，既剥除了麸皮中大部分的粗纤维又极大限度的保留了糊粉层的原 有特性。本发明所述的步骤2)中，所述的研磨设备包括涡流粉碎机和气流粉碎机。用于实现对小麦麸皮中糊粉层内容物的剥离和提取。本发明所述小麦糊粉层内容物包括小麦糊粉层、膳食纤维、蛋白质、矿物质、多种维生素和脂肪，所述小麦糊粉层的含量高于30%，膳食纤维的含量高于25%，所述矿物质包括磷、钾、镁、I丐、铁和锌。本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果。1、用简单快捷的方法实现了对小麦麸皮中小麦糊粉层的剥离和提取，投资少，生产周期短。采用本工艺流程生产小麦糊粉层产品，可实现大批量生产。2、由于该工艺采取的是机械研磨的加工方式，未加入任何其他成分，既剥除了小麦麸皮中大部分的粗纤维又极大限度的保留了小麦糊粉层的原有特性。3、该发明全程采用管道风力输送物料的方式，既降低了产品受到二次污染的可能性，又最大限度的减少小麦麸皮泄露和杂质飞扬，减少环境污染。4、采用干法提取小麦麸皮中的糊粉层内容物，原料的含水率控制在15%以下，作为面粉加工副产品，含水率小于15%的小麦麸皮价格低廉，来源广泛，无需处理即可直接投入生产。5、采用干法提取小麦麸皮中的小麦糊粉层内容物避免了对小麦糊粉层产品的脱水和干燥的工艺过程，用简捷的方法提取出小麦麸皮中的糊粉层内容物，，也极大程度的保留了小麦糊粉层的营养成分。
图1是本发明的整体工艺结构组成流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。参见图1，本实施例具体工艺流程为。I)准备含水率小于15%的含有小麦糊粉层的小麦麸皮，将小麦麸皮倒入进料斗I中，使用Al 口引风机31经由一号食品级管道25将小麦麸皮吸入一号旋风除尘器2中，除去灰尘等细小杂质，再通过一号卸料阀3将小麦麸皮送入料仓4搅拌、储存。进料斗I中安装有搅拌装置，搅拌装置的设置用以防止小麦麸皮结块，便于风力输送，减少设备故障。设置料仓4的作用是提高下一道工序中的研磨设备7的利用率，避免设备闲置造成的资源浪费。2)料仓4下有三个经过螺旋送料器5的下料口 6，将小麦麸皮经二号食品级管道26分别送入相应的三台研磨设备7中，研磨设备7为涡流粉碎机，用碰撞、摩擦、揉搓和冲击的方式将小麦麸皮有目的的研磨成包括颗粒粒度约在1.4-150 μ m之间的小麦糊粉层组分和颗粒粒度约在150-2000 μ m之间甚至更大的非小麦糊粉层组分的混合物，小麦糊粉层组分的平均粒度小于36μπι。研磨的具体过程为:利用研磨设备产生的高速空气涡流带动小麦麸皮高速运动，小麦麸皮受到碰撞 、摩擦、揉搓和冲击作用达到粉碎和研磨。采取纯物理机械研磨的加工方式，未加入任何其他成分，既剥除了麸皮中大部分的粗纤维又极大限度的保留了小麦糊粉层的原有特性。设置多个下料口 6和研磨设备7可加快研磨效率。3)使用高压引风机24将小麦糊粉层组分和非小麦糊粉层组分的混合物经三号食品级管道27输送至收料仓8中。采用密闭管道风力输送物料的方式，既降低了产品受到二次污染的可能性，又最大限度的减少小麦麸皮泄露和杂质飞扬，减少环境污染。4)收料仓8中的混合物坠落到底部后经二号卸料阀9进入下面的接料仓10，防止收料仓8中的负压引起倒吸；再使用Α2 口引风机32、A3 口引风机33和Α4 口引风机34经由四号食品级管道28将混合物分别吸入二号旋风除尘器11、三号旋风除尘器12和四号旋风除尘器13中，分别通过三号卸料阀14、四号卸料阀15和五号卸料阀16将混合物送入筛分设备17中筛选、分尚，筛分设备17的筛网目数为100目。5)混合物通过筛分设备17分离后，分别成为主要包含小麦糊粉层组分的小麦糊粉层内容物和主要包含非小麦糊粉层组分的麸皮细粉，使用Α5 口引风机35经由五号食品级管道29将小麦糊粉层内容物吸入五号旋风除尘器18中，使用Α6 口引风机36经由六号食品级管道30将麸皮细粉吸入六号旋风除尘器19中，通过六号卸料阀20将小麦糊粉层内容物送入糊粉包装机22计量包装，通过七号卸料阀21将麸皮细粉送入麸皮包装机23计量包装。所述小麦糊粉层内容物中小麦糊粉层含量高于30%，小麦糊粉层内容物中包含膳食纤维、蛋白质、矿物质、多种维生素和脂肪，其中膳食纤维含量高于25%。步骤2)中当研磨设备7的转速-腔体内气流速度-达到某一特定值时，小麦糊粉层组分将被粉碎成颗粒粒度约在1.4-150 μ m之间的较小颗粒，而非小麦糊粉层组分将被粉碎成颗粒粒度约在150-2000 μ m之间甚至更大的较大颗粒，该过程是通过实验验证达到的。上述方案中，A2 口引风机32、A3 口引风机33、A4 口引风机34和A5 口引风机35均可与收料仓8底部连通，以利用其中负压，由此可减少所用风机的数量，既降低了成本亦可减少现场噪声。本实施案例中可只用到3台风机，即高压引风机24、A1 口引风机31和A6口引风机36。上述方案中，Al 口引风机31、A2 口引风机32、A3 口引风机33、A4 口引风机34和A5 口引风机35和A6 口引风机36的流量均为1800-3600m3/h，全压3600_5400pa，高压引风机24的流量均为2200-5500m3/h，全压4000_12000pa，研磨设备7的转速约为70_100m/s，筛分设备17的振动频率为4.6-6.3HZ。小麦皮层紧密合生，其主要成分是纤维素。纤维素分子链之间相互作用力很强。具有很大的韧性和强度，抗压和抗剪切能力强；小麦糊粉层在植物学上属于胚乳，其抗压能力的只有小麦皮层的1/5 1/3。而胚乳的抗剪力较之抗压力更小。由此可见，小麦皮层结构致密且坚韧不容易破碎，而小麦糊粉层细胞排列疏松易破碎。当上述两种物质处于同种条件碰撞、摩擦、揉搓和冲击作用力情况下，小麦糊粉层将破碎成小颗粒而被剥离；而小麦皮层由于抗压和抗剪切能力远远强于小麦糊粉层，不易破碎，但其会因为弯曲作用力而被折断性破碎，形成较大颗粒即非小麦糊粉层组分。因此，从理论上来说，我们可以利用小麦糊粉层与小麦皮层之间的拉 压强度、抗剪切强度以及弯曲强度的不同采取纯物理方法实现小麦糊粉层组分从小麦皮层上的剥离。从小麦麸皮的组成部分分析，研究其各个部分的物理性质和相对力学特性。分析表明，通过研磨设备7可以实现将小麦麸皮中小麦糊粉层和小麦皮层的剥离，并已经通过试验证实该方案可行。小麦糊粉层组分和非小麦糊粉层组分的分离是通过这这种方法实现的:将研磨设备7的转速设定在某一特定值，所得到的小麦糊粉层组分和非小麦糊粉层组分的颗粒大小将分别小于和大于某一临界值，将此混合物引入筛分设备17即可实现两种不同组分分离提取。本实施例整个生产流程采取的是机械研磨的加工方式，未加入任何其他成分，既剥除了麸皮中大部分的粗纤维又极大限度的保留了小麦糊粉层的原有特性。本实施例中从小麦麸皮到小麦糊粉层内容物的整个生产流程均未采用任何化学或生物方法处理，生产出的小麦糊粉层内容物产品直接包装。避免了许多后处理工序，如小麦糊粉层产品的脱水、干燥、打散等，大大降低了生产成本，也提高了生产效率，缩短了生产周期。本实施例针对小麦麸皮进行研磨处理，可去除小麦麸皮中的绝大部分粗纤维，制成富含膳食纤维、蛋白质、矿物质和维生素的小麦糊粉层内容物，经济效益和社会效益显著。此外，需要说明的是，凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法，其特征在于:包括如下步骤: I)将小麦麸皮送入料仓搅拌、储存，所述小麦麸皮的含水率小于15% ； 2 )将料仓中的小麦麸皮送入研磨设备中，用碰撞、摩擦、揉搓和冲击的方式将小麦麸皮研磨成包括颗粒粒度在1.4-150 μ m之间的小麦糊粉层组分和颗粒粒度在150-2000 μ m之间的非小麦糊粉层组分的混合物； 3)使用高压引风机将混合物输送至收料仓中，所述引风机的流量为2200-5500m3/h，全压为 4000-12000pa ； 4)收料仓中的混合物坠落到底部后经二号卸料阀进入下面的接料仓，再将混合物分别使用引风机吸入数个旋风除尘器中，分别通过数个卸料阀将混合物送入筛分设备中筛选和分离，所述筛分设备的筛网目数为100-120目； 5)混合物通过筛分设备分离后，分别成为主要包含小麦糊粉层组分的小麦糊粉层内容物和主要包含非小麦糊粉层组分的麸皮细粉，使用引风机将小麦糊粉层内容物吸入五号旋风除尘器中，通过六号卸料阀将小麦糊粉层内容物送入糊粉包装机计量包装；使用引风机将麸皮细粉吸入六号旋风除尘器中，通过七号卸料阀将麸皮细粉送入麸皮包装机计量包装。
2.根据权利要求1所述的纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法，其特征在于:所述的步骤I)中，先将小麦麸皮倒入进料斗中，使用引风机将小麦麸皮吸入一号旋风除尘器中，再通过一号卸料阀将小麦麸皮送入料仓搅拌、储存。
3.根据权利要求1所述的纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法，其特征在于:所述的步骤I)中，用物料提升机和皮带输送机将小麦麸皮送入料仓搅拌、储存。
4.根据权利要求2所述的纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法，其特征在于:所述进料斗中安装有搅拌装置。
5.根据权利要求1所述的纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法，其特征在于:所述的步骤2)中，料仓下安装有数个下料口，每个下料口与料仓之间设有螺旋送料器，每个下料口分别对应有一台研磨设备。
6.根据权利要求1或5所述的纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法，其特征在于:所述的步骤2)中，研磨设备的研磨方法为:利用所述研磨设备的碰撞、摩擦、揉搓和冲击作用使小麦麸皮的结构松散易粉碎；再将小麦糊粉层和小麦麸皮的皮层剥离；然后将小麦糊粉层组分和非小麦糊粉层组分进一步粉碎至更小颗粒，直至符合筛分规格。
7.根据权利要求1或5所述的纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法，其特征在于:所述的步骤2)中，所述的研磨设备包括涡流粉碎机和气流粉碎机。
8.根据权利要求1所述的纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法，其特征在于:所述小麦糊粉层内容物包括小麦糊粉层、膳食纤维、蛋白质、矿物质、多种维生素和脂肪，所述小麦糊粉层的含量高于30%，膳食纤维的含量高于25%，所述矿物质包括磷、钾、镁、钙、铁和锌。
全文摘要
本发明涉及一种纯物理干法提取小麦糊粉层内容物的方法，主要适用于食品制备或处理技术领域。本发明包括如下步骤1)将小麦麸皮送入料仓搅拌、储存；2)将料仓中的小麦麸皮送入研磨设备中，将小麦麸皮研磨成包括小麦糊粉层组分和非小麦糊粉层组分的混合物；3)将混合物输送至收料仓中；4)将混合物送入筛分设备中筛选和分离；5)混合物通过分离后，分别小麦糊粉层内容物和麸皮细粉，将小麦糊粉层内容物送入糊粉包装机计量包装；将麸皮细粉送入麸皮包装机计量包装。本发明在加工过程中不使用任何添加剂，保证糊粉层产品富含营养成分且能具备保健功能，投资少，生产周期短，减少环境污染。
文档编号A23L1/10GK103229933SQ20131015266
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者吴亮, 祁迹 申请人:山东知食坊食品科技有限公司