一种蒸汽爆破工艺麸皮加工处理设备的制作方法

1.本发明属于麸皮加工技术领域，具体的说是一种蒸汽爆破工艺麸皮加工处理设备。


背景技术：

2.谷物是人类膳食最重要的组成部分，是人体摄入营养和能量的主要来源；谷物麸皮因具有独特的功能营养价值受到营养学家和食品市场的广泛关注；为了降低长期以来食用精制谷物容易罹患慢性疾病的风险，改变消费者的饮食模式，开发富含谷物麸皮的产品是满足日益增长的功能健康食品需求的有效途径；其中，小麦是世界上种植范围最广泛的粮食作物，经常食用小麦的人口占世界总人口的30％以上，小麦提供每日的热量摄入高达60％；而我国是小麦生产大国，小麦麸皮作为小麦加工的大宗副产品，目前年产量在2000万吨以上；
3.小麦麸皮是一种富含纤维基质的原料，膳食纤维含量35％-50％；此外，还含有12％-18％的蛋白质，10％-15％的淀粉；小麦麸皮膳食纤维是已知自然界最好的膳食纤维类型，其主要功能组分为戊聚糖(又称阿拉伯木聚糖)，占总膳食纤维的60％以上；戊聚糖除具有普通膳食纤维的功能之外，还具有免疫增强、抗癌等活性；小麦麸皮以细胞壁结构为主，可溶性物质含量低，尤其是可溶性多糖含量很低，如可溶性戊聚糖所占总多糖的比例不足10％，这影响小麦麸皮的生物利用率以及其中功能性多糖活性的发挥；因此，麸皮的加工关系到国民生计，也是与公众膳食营养及饮食安全息息相关的民生产业与国民健康产业；
4.现有技术中，存在下述几种方式对麸皮进行加工处理：
5.1)采用碱液，碱液(如koh、naoh、ba(oh)2)促进小麦麸皮中戊聚糖的溶解，但是，碱法存在污染严重，对蛋白质、多酚等物质有破坏等不良作用，其应用在生产上受到限制；
6.2)采用粉碎，粉碎可以减少原料的颗粒大小，改变原料结构，增加原料的表面积、提高营养物质生物利用率最简单有效的方法；麦麸通常以粉末的形式添加到食品中，因此麦麸粉碎的结果对食品加工过程以及产品品质具有重要影响；但是，麦麸中木质素、半纤维素和纤维素等膳食纤维含量较高，在组织结构和强度上存在异质性和韧性，且膳食纤维这种超分子体呈现出复杂的物理结构和化学机制抵御外界的攻击和使用，导致麦麸不易被磨成细小的颗粒以及加工能耗高；
7.因此，急需研究一款如何用以打破膳食纤维致密结构，提高麸皮粉碎性能以及加工性能的麸皮加工处理设备。


技术实现要素：

8.为了弥补现有技术的不足，解决由于麸皮内膳食纤维致密结构难以打破，使得麸皮不易磨成细小颗粒，导致麸皮粉碎性能以及加工性能较差的问题，本发明提出了一种蒸汽爆破工艺麸皮加工处理设备。
9.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种蒸汽爆破工艺麸皮加工处理设
备，包括桶体以及对桶体进行支撑的支撑模块，还包括：
10.进料模块，所述进料模块安装在桶体上，进料模块用于向桶体内加入待加工的麸皮；
11.出料模块，所述出料模块与进料模块相对应且安装在桶体上，出料模块用于将加工处理后的麸皮输出桶体；
12.加工处理模块，所述加工处理模块包括向桶体内提供蒸汽的汽爆单元或是由粉碎辊与粉碎环配合进行粉碎并安装在桶体内部的粉碎单元中的一种或多种。
13.具体的，所述粉碎环安装在桶体的内壁上，粉碎环与进料模块相对应的位置设置有缺口，以便麸皮进入到桶体内；所述粉碎辊的两端面通过转轴转动安装在桶体的内壁上，其中一个转轴与电机连接。
14.具体的，所述粉碎辊的内部开设有气通道，且气通道通过贯穿另一个转轴的气管与汽爆单元连通，且粉碎辊上每个凸部位置开设有与气通道连通的通道一，通过通道一、气通道以及气管间的相互配合，实现蒸汽通入到粉碎辊与粉碎环之间。
15.具体的，所述进料模块包括安装在桶体顶部上的储存箱、活动安装在储存箱上的箱盖以及控制储存箱内的麸皮进入到桶体内的控制阀门。
16.具体的，所述粉碎辊与粉碎环之间设置有粉碎辅助环，粉碎辅助环与粉碎环之间留有设置有加热部件的活动空腔；所述粉碎辅助环由安装在粉碎环上的弹性环以及连接在弹性环上的粉碎件组成，且弹性环与粉碎件上均匀开设有一组与活动空腔连通的气道一。
17.具体的，所述气道一的截面形状为“s”型，位于活动空腔内的“s”型一端斜向上，位于粉碎件与粉碎辊之间的“s”型一端斜向下。
18.具体的，所述活动空腔内均匀设置有与气道一相对应的空气弹簧，每个空气弹簧上均匀开设有一组喷气孔，且每个喷气孔均朝向气道一。
19.具体的，位于每个所述通道一的位置对称设置有通道二，通道二一端与通道一连通，另一端与粉碎辊上的凹部连通。
20.具体的，每个所述粉碎辊上凸部的侧壁上开设有凹槽，凹槽内转动安装有截面为“t”型状的粉碎盘，且粉碎盘上开设有螺旋槽，螺旋槽内设有与螺旋槽相配合的转杆，转杆上套设有复位扭簧，通过蒸汽推动转杆使得粉碎盘转动。
21.本发明的有益效果如下：
22.1.本发明所述的一种蒸汽爆破工艺麸皮加工处理设备，通过汽爆单元向桶体内通入大量的蒸汽，且在高压密闭的环境中，用热蒸汽将麸皮加热到一定温度，且在一定压力下保持数秒至数分钟后瞬间泄压，随压力骤降、水分汽化，麸皮产生爆破；利用爆破实现对麸皮组分的化学分解、机械分裂和结构重排等多重作用实现纤维质原料组分分离和结构变化，从而提高了对麸皮营养成分的利用，进而提高了麸皮的加工性能以及粉碎性能。
23.2.本发明所述的一种蒸汽爆破工艺麸皮加工处理设备，通过粉碎单元和汽爆单元间的相互配合，在对麸皮进行粉碎，减少麸皮体积的同时，通过不断向气通道内通入蒸汽，并在通道一、气通道以及气管间的相互作用，使得蒸汽从粉碎辊上的凸部喷出，增大了麸皮与蒸汽间的接触面积，使得蒸汽更好的对麸皮进行穿透，打破麸皮的致密结构，实现麸皮的爆破，从而提高了对麸皮的粉碎性能以及加工性能。
24.3.本发明所述的一种蒸汽爆破工艺麸皮加工处理设备，通过设置粉碎辅助环，在
粉碎辊挤压粉碎辅助环时，使得活动空腔内的热气通过气道一喷出，并作用于粉碎辊与粉碎辅助环之间，喷出的干燥热风能够降低了麸皮内膳食纤维的相对含量以及相互强度，打破了麸皮的致密结构，使得麸皮组织更加的疏松，而在蒸汽汽爆的作用下，进一步使得麸皮组织变得疏松，且在粉碎辊与粉碎辅助环的作用下，粉碎更加充分且便利，从而提高了对麸皮的加工性能以及粉碎性能。
附图说明
25.下面结合附图对本发明作进一步说明。
26.图1是本发明一种视角的立体图；
27.图2是本发明另一种视角的立体图；
28.图3是图1中a处的局部放大图；
29.图4是本发明的局部剖视图；
30.图5是图4中b处的局部放大图；
31.图6是图5中c处的局部放大图；
32.图7是图5中d处的局部放大图；
33.图中：桶体1、进料模块2、储存箱21、箱盖22、粉碎单元3、粉碎辊31、气通道311、通道一312、通道二313、粉碎环32、粉碎辅助环33、活动空腔331、弹性环332、粉碎件333、气道一334、空气弹簧34、粉碎盘35、转杆36。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确作为本发明的一种具体实施方式限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.实施例一：
38.本发明所述的一种蒸汽爆破工艺麸皮加工处理设备，如图1-3所示，包括桶体1以
及对桶体1进行支撑的支撑模块，还包括：
39.进料模块2，所述进料模块2安装在桶体1上，进料模块2用于向桶体1内加入待加工的麸皮；
40.出料模块，所述出料模块与进料模块2相对应且安装在桶体1上，出料模块用于将加工处理后的麸皮输出桶体1；
41.加工处理模块，所述加工处理模块包括由粉碎辊31与粉碎环32配合进行粉碎并安装在桶体1内部的粉碎单元3；
42.所述粉碎环32安装在桶体1的内壁上，粉碎环32与进料模块2相对应的位置设置有缺口，以便麸皮进入到桶体1内；所述粉碎辊31的两端面通过转轴转动安装在桶体1的内壁上，其中一个转轴与电机连接；
43.通过粉碎辊31与粉碎环32之间的相互配合，对处于粉碎辊31与粉碎环32之间的麸皮进行粉碎处理，从而实现对麸皮内的营养成分的利用，进而提高了麸皮的加工处理品质。
44.具体工作流程：
45.首先，关闭出料模块，打开进料模块2，将待处理的麸皮从进料模块2投入到桶体1内，且进入到桶体1内的麸皮处于粉碎辊31与粉碎环32之间，此时，启动电机，电机带动粉碎辊31转动，由于粉碎环32是安装在桶体1内壁上的，因此，通过转动的粉碎辊31与固定不动的粉碎环32间的相互配合，对处于粉碎辊31与粉碎环32间的麸皮进行粉碎处理；粉碎后的麸皮落入到出料模块处，并通过出料模块输离桶体1。
46.实施例二：
47.本发明所述的一种蒸汽爆破工艺麸皮加工处理设备，如图1-3所示，包括桶体1以及对桶体1进行支撑的支撑模块，还包括：
48.进料模块2，所述进料模块2安装在桶体1上，进料模块2用于向桶体1内加入待加工的麸皮；
49.出料模块，所述出料模块与进料模块2相对应且安装在桶体1上，出料模块用于将加工处理后的麸皮输出桶体1；
50.加工处理模块，所述加工处理模块包括向桶体1内提供蒸汽的汽爆单元。
51.现有技术中通常采用碱液，促进小麦麸皮中戊聚糖的溶解，但是，碱法存在污染严重，对蛋白质、多酚等物质有破坏等不良作用；或是，采用常规的粉碎设备对麸皮进行粉碎，但是，常规的粉碎设备并不能完全将麸皮粉碎完全，导致麸皮的粉碎性能以及加工性能较低，本发明通过汽爆单元向桶体1内通入大量的蒸汽，且在高压密闭的环境中，用热蒸汽将麸皮加热到一定温度，且在一定压力下保持数秒至数分钟后瞬间泄压，随压力骤降、水分汽化，麸皮产生爆破；利用爆破实现对麸皮组分的化学分解、机械分裂和结构重排等多重作用实现纤维质原料组分分离和结构变化，从而提高了对麸皮营养成分的利用，进而提高了麸皮的加工性能以及粉碎性能。
52.具体工作流程：
53.首先，关闭出料模块，打开进料模块2，将待处理的麸皮从进料模块2投入到桶体1内，然后，关闭进料模块2，使得桶体1内处于一个密闭的环境，此时，再通过汽爆单元向桶体1内通入大量的蒸汽，使得麸皮组分的化学分解、机械分裂和结构重排等多重作用实现纤维质原料组分分离和结构变化；麸皮的细胞壁组分在高温高压作用下，一方面半纤维素水解
转化成单糖和低聚物，木质素软化、部分降解形成酚类化合物，导致可溶物含量增加；另一方面由于瞬间压力下降，物料内的高温液态水分迅速暴沸形成闪蒸，造成纤维素晶体和纤维束的物理爆裂，由此提高纤维基原料对生物酶或化学试剂作用的敏感性；蒸汽爆破后的麸皮落入到出料模块处，并通过出料模块输离桶体1。
54.实施例三：
55.本发明所述的一种蒸汽爆破工艺麸皮加工处理设备，如图1-3所示，包括桶体1以及对桶体1进行支撑的支撑模块，还包括：
56.进料模块2，所述进料模块2安装在桶体1上，进料模块2用于向桶体1内加入待加工的麸皮；
57.出料模块，所述出料模块与进料模块2相对应且安装在桶体1上，出料模块用于将加工处理后的麸皮输出桶体1；
58.加工处理模块，所述加工处理模块包括向桶体1内提供蒸汽的汽爆单元和由粉碎辊31与粉碎环32配合进行粉碎并安装在桶体1内部的粉碎单元3；
59.所述粉碎环32安装在桶体1的内壁上，粉碎环32与进料模块2相对应的位置设置有缺口，以便麸皮进入到桶体1内；所述粉碎辊31的两端面通过转轴转动安装在桶体1的内壁上，其中一个转轴与电机连接；
60.所述粉碎辊31的内部开设有气通道311，且气通道311通过贯穿另一个转轴的气管与汽爆单元连通，且粉碎辊31上每个凸部位置开设有与气通道311连通的通道一312，通过通道一312、气通道311以及气管间的相互配合，实现蒸汽通入到粉碎辊31与粉碎环32之间。
61.通过粉碎单元3和汽爆单元间的相互配合，在对麸皮进行粉碎，减少麸皮体积的同时，通过不断向气通道311内通入蒸汽，并在通道一312、气通道311以及气管间的相互作用，使得蒸汽从粉碎辊31上的凸部喷出，增大了麸皮与蒸汽间的接触面积，使得蒸汽更好的对麸皮进行穿透，打破麸皮的致密结构，实现麸皮的爆破，从而提高了对麸皮的粉碎性能以及加工性能。
62.具体工作流程：
63.首先，关闭出料模块，打开进料模块2，将待处理的麸皮从进料模块2投入到桶体1内，然后，关闭进料模块2，使得桶体1内处于一个密闭的环境，此时，再通过汽爆单元向桶体1内通入大量的蒸汽，同时，启动电机，电机带动粉碎辊31转动，由于粉碎环32是安装在桶体1内壁上的，因此，通过转动的粉碎辊31与固定不动的粉碎环32间的相互配合，对处于粉碎辊31与粉碎环32间的麸皮进行粉碎处理，减少了麸皮的体积大小；当通过汽爆单元向桶体1内通入蒸汽时，蒸汽通过气管进入到气通道311内，气通道311能够储存更多的蒸汽，并通过通道一312从粉碎辊31上的凸部喷出，喷出时，既能将经过粉碎辊31与粉碎环32粉碎后的麸皮吹离粉碎区域，且在吹离的过程中，使得麸皮更能全方位的与蒸汽接触，使得蒸汽更好的对麸皮产生作用，增大了蒸汽对麸皮的穿透性，且在经历过增压以及泄压后，使得麸皮组分的化学分解、机械分裂和结构重排等多重作用实现纤维质原料组分分离和结构变化；麸皮的细胞壁组分在高温高压作用下，一方面半纤维素水解转化成单糖和低聚物，木质素软化、部分降解形成酚类化合物，导致可溶物含量增加；另一方面由于瞬间压力下降，物料内的高温液态水分迅速暴沸形成闪蒸，造成纤维素晶体和纤维束的物理爆裂，由此提高纤维基原料对生物酶或化学试剂作用的敏感性；处理后的麸皮落入到出料模块，并从出料模块输离
桶体1。
64.实施例四：
65.与实施例一至实施例三不同在于，如图1-2及图4所示，所述进料模块2包括安装在桶体1顶部上的储存箱21、活动安装在储存箱21上的箱盖22以及控制储存箱21内的麸皮进入到桶体1内的控制阀门。
66.具体工作流程：
67.与实施例一至实施例三的具体工作流程不同在于，先通过控制阀门关闭储存箱21与桶体1间的活动区域，然后，打开箱盖22，不断向储存箱21内添加待处理的麸皮，待储存箱21内麸皮填满时，关闭箱盖22；然后，根据实际情况，通过控制阀门打开储存箱21与桶体1间的活动区域，将储存箱21内的麸皮放入一些进入桶体1内进行加工处理，待放入一些麸皮进行桶体1后，则继续通过控制阀门关闭储存箱21与桶体1间的活动区域，此时，通过控制阀门、储存箱21内麸皮以及箱盖22实现对桶体1内进行封闭，既能为蒸汽爆破提供一个完全封闭的空间，又能避免在对麸皮进行粉碎时，由于粉碎辊31的转动，将麸皮甩出桶体1，使得麸皮在桶体1里进行充分且均匀的加工处理，从而提高了对麸皮的加工性能以及粉碎性能。
68.实施例五：
69.与实施例一或实施例三不同在于，如图4-图6所示，所述粉碎辊31与粉碎环32之间设置有粉碎辅助环33，粉碎辅助环33与粉碎环32之间留有设置有加热部件的活动空腔331；所述粉碎辅助环33由安装在粉碎环32上的弹性环332以及连接在弹性环332上的粉碎件333组成，且弹性环332与粉碎件333上均匀开设有一组与活动空腔331连通的气道一334；
70.通过设置粉碎辅助环33，在粉碎辊31挤压粉碎辅助环33时，使得活动空腔331内的热气通过气道一334喷出，并作用于粉碎辊31与粉碎辅助环33之间，喷出的干燥热风能够降低了麸皮内膳食纤维的相对含量以及相互强度，打破了麸皮的致密结构，使得麸皮组织更加的疏松，而在蒸汽汽爆的作用下，进一步使得麸皮组织变得疏松，且在粉碎辊31与粉碎辅助环33的作用下，粉碎更加充分且便利，从而提高了对麸皮的加工性能以及粉碎性能。
71.具体工作流程：
72.与实施例一至三不同在于，当粉碎辊31在电机的作用下转动时，粉碎辊31挤压粉碎辅助环33，由于粉碎辅助环33是通过弹性环332安装在粉碎环32上，使得粉碎辅助环33向靠近桶体1内壁的一侧运动，能够使得更多的麸皮进入到粉碎辅助环33与粉碎辊31之间，并进行麸皮的粉碎；当粉碎辅助环33向靠近桶体1内壁一侧运动时，会挤压活动空腔331，使得活动空腔331内的气体从气道一334中喷出，同时，由于活动空腔331内设置有加热部件，使得从气道一334中喷出的气体为干燥热气，干燥热风能够降低了麸皮内膳食纤维的相对含量以及相互强度，打破了麸皮的致密结构，使得麸皮组织更加的疏松，从而便于对麸皮的粉碎。
73.实施例六：
74.与实施例五不同在于，如图4-6所示，所述气道一334的截面形状为“s”型，位于活动空腔331内的“s”型一端斜向上，位于粉碎件333与粉碎辊31之间的“s”型一端斜向下；
75.所述活动空腔331内均匀设置有与气道一334相对应的空气弹簧34，每个空气弹簧34上均匀开设有一组喷气孔，且每个喷气孔均朝向气道一334。
76.具体工作流程：
77.通过设置截面形状为“s”形的气道一334，由于气道一334上存在两个凹部，使得即使气道一334位于处于桶体1底部位置，粉碎的麸皮也不会从气道一334进入到活动空腔331内，造成活动空腔331内的堵塞，而影响粉碎辅助环33在粉碎辊31的作用下，向粉碎环32的一侧运动，从而保证气道一334具有一定的干燥热气喷出并作用于麸皮，打破麸皮的致密结构，使得麸皮组织变得更加的疏松，便于对麸皮的粉碎；另外，截面为“s”的气道一334，是通过数控机床或铣刀等沿设定“s”形路线进行走刀而设置；同时，由于气道一334的一端斜向下朝向粉碎件333与粉碎辊31之间，喷出的干燥热气将麸皮向下压动，并使得麸皮漂浮，增大麸皮与干燥热气的接触面积，且在转动的粉碎辊31的配合下，蒸汽沿通道一312喷出，亦对麸皮产生作用力，进一步加大对麸皮致密结构的打破，而气道一334另一端斜向上，使得即使麸皮进入气道一334，也会存留在气道一334中，而不会进入活动空腔331，另外，在粉碎辅助环33向靠近粉碎环32一侧运动中，能够对空气弹簧34进行挤压，一方面，空气弹簧34能够增大粉碎辅助环33的振动幅度，使得麸皮更好的跃入下一区域进入粉碎，另一方面，空气弹簧34受挤压通过喷气孔向外鼓气，而喷气孔超向气道一334，进一步防止麸皮进入气道一334，即使起初麸皮进入气道一334并存留在气道一334中，也会在喷气孔喷出的气体作用下，而被带离气道一334，从而避免麸皮进入活动空腔331而造成的影响，进而保证了对麸皮的粉碎。
78.实施例七：
79.与实施例六不同在于，如图4-5及图7所示，位于每个所述通道一312的位置对称设置有通道二313，通道二313一端与通道一312连通，另一端与粉碎辊31上的凹部连通。
80.具体工作流程：
81.与实施例六的具体工作流程不同在于，当蒸汽从气通道311进入到通道一312时，由于通道一312与通道二313连通，使得蒸汽沿通道二313从粉碎辊31的凹部喷出，将处于粉碎辊31凹部的麸皮吹离，使之更好的进行粉碎，同时，吹离麸皮时，也能进一步使得蒸汽与麸皮进行接触，提高蒸汽对麸皮的穿透性，从而提高对麸皮的汽爆效果；另外，由于蒸汽为外部通入，且蒸汽动力较大，并不存在麸皮进入通道一312和通道二313的情况发生。
82.实施例八：
83.与实施例七不同在于，如图4所示，每个所述粉碎辊31上凸部的侧壁上开设有凹槽，凹槽内转动安装有截面为“t”型状的粉碎盘35，且粉碎盘35上开设有螺旋槽，螺旋槽内设有与螺旋槽相配合的转杆36，转杆36上套设有复位扭簧，通过蒸汽推动转杆36使得粉碎盘35转动。
84.具体工作流程：
85.与实施例七的具体工作流程不同在于，当蒸汽通过气通道311进入到通道一312，由于转杆36滑动的位置与通道一312连通，因此，蒸汽会作用于转杆36上，并推动转杆36向远离通道一312内壁的一侧运动，且由于转杆36与粉碎盘35上的螺旋槽配合，构成丝杆副，从而使得粉碎盘35转动，增大了对麸皮的粉碎力度，当转杆36运动至极限时，此时，转杆36端部并不会穿过粉碎盘35，避免影响粉碎辊31与粉碎辅助环33间配合对麸皮的粉碎；当桶体1内保压一定时候会泄压时，未有蒸汽作用于转杆36，转杆36在复位扭簧的作用下复位。
86.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原
理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。