隧道微波米糠连续稳定化的方法

隧道微波米糠连续稳定化的方法
【专利摘要】本发明公开了隧道微波米糠连续稳定化的方法，包括以下内容：隧道微波装置米糠稳定化流程以及相关的技术参数，如微波功率的去水能力；微波后米糠最佳残留水分；米糠微波处理的适宜料层高度等。解决了微波用于米糠连续稳定化难题。稳定化米糠能2个月以上保鲜。本发明的优点是：能保存米糠原有的良好品质及营养成分；有利于环保；操作简便，推广应用容易。
【专利说明】隧道微波米糠连续稳定化的方法

【技术领域】
[0001]本发明属于植物油脂及植物蛋白加工【技术领域】，具体涉及米糠制油及深度开发利用，特别是隧道微波米糠连续稳定化的方法，以解决米糠稳定化的工业生产应用。

【背景技术】
[0002]水稻是我国的主要粮食作物之一，近几年来稻谷产量在2亿吨左右，约占世界总产量的35%，位居世界首位。米糠是稻谷碾米过程中的主要副产物，约占稻谷的5?8%，每年的产量在1300万t以上。米糠含油率在15%以上，制油是米糠综合利用的第一步，也是经济效益最大的加工。米糠油所含脂肪酸组成天然接近世界卫生组织(WHO)建议的黄金比例。此外，米糠油富含谷维素、植物留醇、维生素E等多种活性营养成分，可以有效对抗亚健康。米糠油被世界卫生组织和美国心脏协会(AHA)推荐为健康食用油。如能合理利用米糠资源，我国每年可生产约230万吨米糠油，相当于I亿亩土地所产大豆油的含油量。可提高我国食用油自给率5%?10%。
[0003]近年来我国食用油市场年度总供给量为2800万吨，国产油料生产的食用油自给率不足40%，并且有连年下降的趋势，因此千方百计开辟油料资源，增产植物油脂，是关系到国家食用油供应安全的大问题，已引起国家相关部门的高度重视。
[0004]我国稻谷加工厂的实际情况是小型分散，导致米糠资源收集困难，而米糠油非常不稳定，在6h内不进行有效处理，米糠中的油脂其酸值就会急剧上升，新鲜米糠的酸值从4.2上升到7。6h上升了近70%，基本上按每小时10%的速度上升。使米糠的使用价值大为降低。当米糠毛油脂肪酸含量达到10%以上时，油脂精炼极不经济，这样的米糠作饲料也能造成畜禽消化不良，影响生长发育。米糠的酸败变质造成米糠油生产过程中“易酸败”、“精炼损耗大”、“脱色难、颜色深”的三大问题，因此米糠稳定性是米糠资源开发利用的前提条件。我国缺乏先进的米糠稳定化技术，技术限制是导致米糠利用率一直处于低水平的主要原因。
[0005]影响米糠品质劣变的因素很多，当前倾向性的意见认为，米糠酸败的主要原因是由其自身所含的脂肪分解酶和氧化酶造成的。米糠中的脂肪酶活性很高，能迅速水解油脂产生脂肪酸，接着在氧化酶、光、热等因素的共同作用下发生脂肪的酸败。因此防止米糠酸败最有效的方法就是抑制脂肪酶的活性。
[0006]米糠稳定化要求:(I)抑制和钝化导致米糠变质的脂肪酶和氧化酶，同时应尽可能地减少米糠营养成分的破坏，保持功能性成分的功能性能；(2)杀死米糠中夹杂的害虫及微生物，防止其消耗米糠中的营养物质以及产生的酶使米糠加速变质。
[0007]至今，国内外研究米糠稳定化方法的研究报道很多，有化学法、低温储藏法、辐射处理法、热处理法、挤压膨化法、酶法、微波处理法等等。鉴于我国稻谷加工厂数量众多，且75%以上的加工厂是日处理稻谷能力小于10t的工厂，规模小，所产米糠数量有限，而米糠的稳定化处理又必须在加工厂当地及时进行。因此，上述米糠稳定化方法的应用存在这样或那样的问题，如投资大、设备多、操作复杂、生产成本高、环境污染等。某些较好的方法也难以推广应用，成为制约米糠制油及进一步利用的瓶颈。
[0008]微波加热稳定法研究始于1979年，国际上研究最为活跃的是美国。研究结果表明，微波加热对于防止米糠水解和氧化变质非常有效。微波加热特点是能够深入到物料内部使物料整体同时加热，加热均匀且速度快，热转换效率高，同时加热的热惯性小而易于控制。
[0009]现有的相关专利技术有8个:专利号200920231995 “一种谷物胚芽的连续同步微波灭酶与干燥的设备”，该专利增加了翻胚器等装置；专利号201210441269 “一种耐贮藏营养米和米糠的生产方法”，该专利是将砻谷、去杂的糙米进行微波和饱和蒸汽联合处理，然后进行轻碾，可同时得到耐贮藏的营养米和米糠；专利号200910183647 “微波、闪蒸膨化米糠灭酶保鲜方法”，该专利是将微波与闪蒸结合起来的方法；专利号200810122656 “微波处理糙米稳定米糠的方法”，该专利是大米加工过程中对去谷壳后的糙米进行微波处理；专利号201310025145“一种利用微波处理提高米糠防霉变性能的方法”，该专利使用的是间歇式微波炉处理；专利号201320023180 “一种利用微波处理提高米糠防霉变性能的设备装置”，该专利对微波装置进行了改进；专利号01134130 “微波加热生产稳定化米糠的工艺及其专用保湿器”，该专利先加水并使用了专用保湿器进行微波处理；专利号200810122657“微波、紫外线和高压脉冲电场联合处理糙米稳定米糠的方法”，该专利是采用复杂的微波、紫外线和高压脉冲联合处理糙米以稳定米糠的方法。
[0010]现有有关米糠微波处理的论文约有十余篇，均是在间歇式微波炉进行研究的报道，仅有的一篇是吴本刚等“米糠微波灭酶及提油工艺研究”(Science and Technology ofFood Industry。2011年32卷第10期298-301)是在连续微波设备中进行研究，得出的最佳条件是:微波功率6kw时米糠料层厚度为0.9cm，处理时间为4min，每小时处理量达36kg。


【发明内容】

[0011]本发明在实验室间歇式微波炉少量米糠稳定化研究的基础上，采用隧道式微波装置对米糠连续稳定化处理进行深入研究，确定了相关参数，为工业化应用提供支撑。
[0012]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
[0013]1.隧道微波米糠连续稳定化的方法，其创新点在于，它包括以下内容:
[0014]A，将隧道式微波装置直接用于米糠稳定化，方法如下:第一步，根据米糠产量和水分含量，确定所需微波功率的大小；第二步，根据料层厚度和米糠容重以及微波箱体的有效尺寸，确定微波时间，从而决定微波装置输送带的速度。其工艺如下:
[0015]米糠经微波装置传送带输送至微波箱体进行微波处理，然后由微波装置输送带输出，即为稳定化米糠；
[0016]B，确定了微波加热后米糠的最佳残留水分；
[0017]C，首次确定了微波加热米糠微波功率的去水能力；
[0018]D，首次确定了微波加热时，米糠料层的高度；
[0019]E，确定了微波加热的时间。
[0020]2.根据权利要求1所述的隧道微波米糠连续稳定化的方法，其特征在于:首次将隧道式微波装置直接用于米糠稳定化工业生产。
[0021]3根据权利要求1所述的隧道微波米糠连续稳定化的方法，，其特征在于:所述内容B中微波加热干燥后的最佳残留水分为2.5% -3.5%。
[0022]4根据权利要求1所述的隧道微波米糠连续稳定化的方法，其特征在于于:所述内容C中微波加热干燥米糠,微波功率的去水能为0.25kg水/kw.h?0.5kg水/kw.h。
[0023]5根据权利要求1所述的隧道微波米糠连续稳定化的方法，，其特征在于::所述内容D中微波加热干燥米糠，米糠在传送带上的料层高度为I?4cm。
[0024]6根据权利要求1所述的隧道微波米糠连续稳定化的方法，，其特征在于::所述内容E中微波加热干燥时间可根据米糠的处理量、米糠含水量、米糠容重等进行计算，微波时间为5?15min。
[0025]以下进一步详细描述本发明的技术内容。
[0026]I，前已述及造成米糠酸败变质的原因是自身所含的脂肪分解酶和氧化酶造成的，酶实际上是蛋白质，利用微波能使酶蛋白变性，即破坏蛋白质的三级、四级结构，就能使酶失去活性，从而达到灭酶保鲜(即稳定化)的目的。
[0027]2，采用的工艺如下:先检测米糠水分含量，然后调整料层高度，调整微波功率进行微波灭酶，即为稳定化米糠
[0028]3，米糠微波后残留水分:米糠稳定化后的水分含量在很大程度上可以表示稳定化处理的效果。在不损坏米糠的前提下，残留水分越低，稳定化效果越好，米糠保质期越长。但当微波处理后，水分降至3%以下时，米糠出现部分焦糊炭化，损失较大，显然过度的微波加热干燥(如一定数量的米糠使用的微波功率过大或者微波时间过长)是不合理的。因此微波干燥后的水分含量以3%?4%较为合适。
[0029]4，微波功率的去水能力:水是吸收微波能力的最好介质，理论上每千瓦小时的微波电能可使1.39千克的水汽化，由于装置的线损及微波腔体效率等因素，一般实际效果为
0.8?1.1kg水/kw.h,但用于米糠稳定化处理只有0.3kg水/kw.h左右。这是由米糠的物性(水分含量、粉末度等)所决定的。
[0030]5，料层高度:微波能虽然具有穿透性，使微波处理的物料表面和内部同时受到作用，但也有限制，超过5cm效果就差。故米糠微波处理时,料层高度小于5cm。
[0031]6，微波时间:微波时间是指米糠在微波装置的传送带上通过微波加热箱体的时间，与传送带的速度直接相关，传送带速度快，则米糠受微波处理的时间就短，反之亦然，根据前述的基本参数，微波时间可以确定。例如知道了要处理的米糠数量、水分(原始含水率和微波后的残留含水率)、微波功率，就可计算需要的微波时间，从而决定传送带的速度(微波加热箱体的长度是固定的)。
[0032]按本发明公开的参数，对米糠进行微波处理，典型数据如下:处理后的米糠在武汉夏末秋初的气温(最高温度34°C )条件下贮存2个月，测其米糠油酸值上升小于5mg KOH/g，而未经处理的对照样则上升至65.2mg KOH/g (原料米糠油酸值为12.7mg KOH/g)
[0033]本发明具有以下优点:
[0034]1，有加热干燥、灭酶、杀菌、杀虫等功效，能长时间(2个月以上)保鲜，从而提高了米糠的使用价值和经济价值。
[0035]2，因加热温度低、时间短、能很好保存米糠原有的品质及营养成分，对某些热敏性物质如维生素E等破坏程度极小。
[0036]3，有效节能，微波加热是穿透性加热，更为直接和短暂，且水汽是直排方式，提高了蒸发效果，因此比常规法节约60%的能源。
[0037]4，有利于环保。
[0038]5，操作简便，推广应用容易，不需要添加任何其他化合物和增加设施。

【专利附图】

【附图说明】
[0039]附图1是本发明采用的隧道式微波装置主视图，
[0040]附图2是本发明采用的隧道式微波装置俯视图。
[0041]附图的图面说明如下:
[0042]1.进料口，2.抑波装置，3.排气孔，4.微波加热，5.卸料装置，
[0043]6传送带，7观察窗

【具体实施方式】
[0044]以下结合附图实施例进一步描述本发明
[0045]实施例
[0046]参见附图，大米加工厂刚生产出的米糠均匀铺于隧道式微波装置的传送带上，传送带以一定的速度缓慢向前移动，经过微波抑制器装置进入微波加热箱体进行微波连续稳定化处理，处理过的米糠再经过微波抑制器装置，随传送带输送至卸料口卸料，然后包装。连续完成微波稳定化处理。
[0047]根据本发明提供的技术参数以及大米加工厂米糠的产量，水分含量，可对所需的微波装置的功率、微波时间等进行计算。现举例说明，某大米加工厂日处理稻谷50t，米糠产量为3.0t/d左右(去碎米、米粞等杂质为纯净米糠)。若米糠含水量为11%，干燥后的水分定为3.5%，则每小时需去水约9.4kg,需配备微波功率(按去水能力为0.3kg水/kw *h计)为31.3kw。若微波装置采用6个微波箱，微波箱总长为7米，传送带有效宽度为0.5m，米糠料层高度为0.02m,米糠容重390kg/m3，米糠质量为125kg/h = 2.1kg/分钟，则每分钟容积为2.1 + 390 = 0.0053 (m3/分钟)，微波箱的有效利用容积为7X0.5X0.02 = 0.07 (m3)，则微波加热时间为0.07 + 0.0053 = 13.2 (分钟)，传送带的输送速度为7 + 13.2 = 0.53 (m/分钟)。
【权利要求】
1.隧道微波米糠连续稳定化的方法，其特征在于，它包括以下内容: A，将隧道式微波装置直接用于米糠稳定化，方法如下:第一步，根据米糠产量和水分含量，确定所需微波功率的大小；第二步，根据料层厚度和米糠容重以及微波箱体的有效尺寸，确定微波时间，从而决定微波装置输送带的速度。其工艺是:米糠经微波装置传送带输送至微波箱体进行微波处理，然后由微波装置输送带输出，即为稳定化米糠； B，确定了微波加热后米糖的最佳残留水分； C，首次确定了微波加热米糠微波功率的去水能力； D，首次确定了微波加热时，米糠料层的高度； E,确定了微波加热的时间。
2.根据权利要求1所述的隧道微波米糠连续稳定化的方法，其特征在于:首次将隧道式微波装置直接用于米糠稳定化工业生产。
3.根据权利要求1所述的隧道微法米糠连续稳定化的方法，，其特征在于:所述B中微波加热干燥后的最佳残留水分为2.5% -3.5%。
4.根据权利要求1所述的隧道微法米糠连续稳定化的方法，其特征在于:所述C中微波加热干燥米糠，微波功率的去水能为0.25kg水/kw.h?0.5kg水/kw.h。
5.根据权利要求1所述的隧道微法米糠连续稳定化的方法，，其特征在于::所述D中微波加热干燥米糠，米糠在传送带上的料层高度为I?4cm。
6.根据权利要求1所述的隧道微波米糠连续稳定化的方法，，其特征在于::所述E中微波加热干燥时间可根据米糠的处理量、米糠含水量、米糠容重等进行计算，微波时间为.5 ?15min0
【文档编号】A23B9/06GK104304444SQ201410589062
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】胡健华, 何东平 申请人:武汉轻工大学