一种孢子粉低温双螺旋破壁装置及连续剪切破壁方法

本发明涉及孢子粉破壁，具体的涉及一种孢子粉低温双螺旋破壁装置及连续剪切破壁方法。

背景技术：

1、灵芝孢子粉被广泛应用于生物科技领域，并在食品、医药以及生态保护等方面占有极其重要的地位。然而，孢子粉极强的抗逆性使其难以通过单纯的物理或者化学手段来有效破壁以释放出其内部的有效成分。

2、目前，灵芝孢子粉的破壁方法主要有物理破壁方法和化学破壁方法，其中，物理破壁方法包括机械法、超声法和高压均质法，化学方法主要包括酶解法等。这些方法在实现孢子粉破壁的同时总会存在一定缺陷，比如机械法、超声法和高压均质法存在破壁效率低、处理时间长以及破壁不完全等问题，酶解法则因为添加特殊的酶而具有高成本的缺点。

3、为了得到更高的破壁率，《食品研究与开发》2017年8月第38卷第15期公开了双螺杆挤出技术对灵芝孢子粉进行破壁处理，利用响应面对影响挤出破壁工艺的主要因素：挤出温度、螺杆转速、物料含水量进行优化。结果表明：当挤出温度110℃、物料含水量27％、螺杆转速640r/min时，灵芝孢子粉破壁率可达到96.48％。

4、然而，此类应用双螺旋挤出技术对灵芝孢子粉进行破壁时，设备产生的高温会影响孢子粉的活性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种孢子粉低温双螺旋破壁装置及连续剪切破壁方法。

2、为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的：提供了一种孢子粉低温双螺旋破壁装置，包括破壁机构和冷却机构，所述冷却机构与所述破壁机构连接，其特征在于，所述破壁机构包括

3、机筒；

4、螺杆，穿设在所述机筒中，所述螺杆内开设第一空腔和第二空腔，所述第一空腔位于所述螺杆的中心，所述第二空腔环设在所述第一空腔的外层，所述第一空腔的前端和所述第二空腔的前端贯通连接；

5、冷却管路，安装在所述机筒和所述螺杆之间，所述冷却管路与所述冷却结构连接；

6、连接块，安装在所述螺杆的后端，所述连接块的一端与所述冷却机构连接，另一端与所述第一空腔和所述第二空腔连接。

7、在一实施例中，所述连接块包括输入通道和输出通道，所述输入通道的上端与所述第一空腔连接，下端与所述冷却机构连接；所述输出通道的上端与所述第二空腔连接，下端与所述冷却机构连接。

8、在一实施例中，所述冷却机构包括储存仓和输送管道，所述输送管道的一端与所述储存仓连接，另一端分别与所述冷却管路和所述输入通道连接。

9、在一实施例中，所述螺杆包括第一正向螺纹、捏合元件、反向螺纹和第二正向螺纹，所述第一正向螺纹的后端与所述连接块连接，所述捏合元件、所述反向螺纹和所述第二正向螺纹依次安装在所述第一正向螺纹的前端。

10、在一实施例中，所述破壁机构还包括驱动件，所述驱动件与所述螺杆的后端连接。

11、在一实施例中，所述破壁机构还包括进料仓，所述进料仓安装在所述机筒的上方。

12、在一实施例中，所述破壁装置还包括出料机构，所述出料机构安装在所述螺杆的前端。

13、本发明还提供了一种孢子粉连续剪切破壁方法，使用上述任一项所述的低温双螺旋破壁装置，其特征在于，包括

14、步骤s1，将采摘的孢子粉20～30℃环境中晾晒50-70min，得到湿孢子粉；

15、步骤s2，将所述湿孢子粉加入到液氮中极速淬冷，得到淬冷孢子粉；

16、步骤s3，将所述淬冷孢子粉加入到所述低温双螺旋破壁装置中进行破壁处理，得到湿破壁孢子粉；

17、步骤s4，将湿破壁孢子粉放置于进行冷冻真空干燥处理，得到破壁孢子粉。

18、在一实施例中，所述步骤s3包括

19、步骤s31，开启所述冷却机构，将冷却介质传输至所述冷却管路和所述连接块内；

20、步骤s32，开启驱动机构，向进料仓中加入淬冷孢子粉；

21、步骤s33，所述螺杆对所述淬冷孢子粉进行挤压破壁后得到湿破壁孢子粉。

22、本发明具有以下有益效果：

23、1、通过螺杆内部第一空腔和第二空腔的设计，配合机筒和螺杆之间冷却管路，实现对螺杆内部和外部同时冷却降温，从而维持孢子活性、减缓酶活性，提高了破壁孢子粉的质量；

24、2、通过螺杆上捏合元件和反向螺纹的结构设计，降低螺槽深度、强化返流行为、提高剪切次数、均化力场强度，从而提高孢子粉的破壁率。

技术特征：

1.一种孢子粉低温双螺旋破壁装置，包括破壁机构和冷却机构，所述冷却机构与所述破壁机构连接，其特征在于，所述破壁机构包括

2.根据权利要求1所述的一种孢子粉低温双螺旋破壁装置，其特征在于，所述连接块包括输入通道和输出通道，所述输入通道的上端与所述第一空腔连接，下端与所述冷却机构连接；所述输出通道的上端与所述第二空腔连接，下端与所述冷却机构连接。

3.根据权利要求2所述的一种孢子粉低温双螺旋破壁装置，其特征在于，所述冷却机构包括储存仓和输送管道，所述输送管道的一端与所述储存仓连接，另一端分别与所述冷却管路和所述输入通道连接。

4.根据权利要求1所述的一种孢子粉低温双螺旋破壁装置，其特征在于，所述螺杆包括第一正向螺纹、捏合元件、反向螺纹和第二正向螺纹，所述第一正向螺纹的后端与所述连接块连接，所述捏合元件、所述反向螺纹和所述第二正向螺纹依次安装在所述第一正向螺纹的前端。

5.根据权利要求1所述的一种孢子粉低温双螺旋破壁装置，其特征在于，所述破壁机构还包括驱动件，所述驱动件与所述螺杆的后端连接。

6.根据权利要求5所述的一种孢子粉低温双螺旋破壁装置，其特征在于，所述破壁机构还包括进料仓，所述进料仓安装在所述机筒的上方。

7.根据权利要求6所述的一种孢子粉低温双螺旋破壁装置，其特征在于，所述破壁装置还包括出料机构，所述出料机构安装在所述螺杆的前端。

8.一种孢子粉连续剪切破壁方法，使用如权利要求1-7任一项所述的低温双螺旋破壁装置，其特征在于，包括

9.根据权利要求6所述的一种孢子粉连续剪切破壁方法，其特征在于，所述步骤s3包括

技术总结
本发明提供了一种孢子粉低温双螺旋破壁装置，包括破壁机构和冷却机构，所述冷却机构与所述破壁机构连接，其特征在于，所述破壁机构包括机筒；螺杆，穿设在所述机筒中，所述螺杆内开设第一空腔和第二空腔，所述第一空腔位于所述螺杆的中心，所述第二空腔环设在所述第一空腔的外层，所述第一空腔的前端和所述第二空腔的前端贯通连接；冷却管路，安装在所述机筒和所述螺杆之间，所述冷却管路与所述冷却结构连接；连接块，安装在所述螺杆的后端，所述连接块的一端与所述冷却机构连接，另一端与所述第一空腔和所述第二空腔连接。通过螺杆内部第一空腔和第二空腔的设计，配合冷却管路，实现对螺杆内部和外部同时冷却降温，从而维持孢子活性。

技术研发人员：姜炜,王苏炜,肖磊,郝嘎子,胡玉冰,张光普
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5