一种用于提取竹膳食纤维的反应釜的制作方法

1.本发明属于食品添加剂加工设备领域，具体涉及一种用于提取竹膳食纤维的反应釜。


背景技术：

2.近几十年我国人民的生活水平有了较大提高，食物的质量和营养也得到了很大改善，人们的饮食越来越精细，粗粮越来越少，摄入的膳食纤维也越来越少，大量的流行病学调查资料表明，人体从食物中摄取膳食纤维不足，会导致常见的冠心病、糖尿病、高血压、肥胖症、心肌梗塞等，还会导致阑尾炎、缺血性心脏病、结肠癌、胆囊炎、便秘等疾病。它既不能被人体胃肠道消化吸收，也不能产生能量，在胃肠道中遇水遇油后会体积膨胀，使人有饱腹感，对人体肠道功能有良好的调节作用，有利于代谢，有利于人体健康。膳食纤维按其水溶性可分为可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber，sdf)和不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber，idf)，不溶性膳食纤维能吸收水分，软化粪便、增加粪便的体积、能刺激肠道蠕动，加速排便，以减少粪便中有害物质与肠道接触的时间，降低患肠癌的概率。
3.竹叶在中国民间广为使用，具有悠久的药用和食用历史，是很好的清热解毒药。据我国文献记载，竹叶性淡、微涩、寒、味甘苦，具有清热利尿、明目解毒和止血的功能。近年来对竹叶的开发利用主要以竹叶黄酮、竹叶多糖、竹叶多酚和竹叶提取物为主，也逐步实现产业化。国内膳食纤维主要是从农作物的外皮、外壳中提取，比如燕麦壳、小麦麸皮、玉米皮等，缺少从竹子中提取膳食纤维的设备。如果使用配套的提取设备，搭配合适的提取方法，就可以从竹子中提取80％以上的膳食纤维。
4.因此，为解决上述问题，填补目前提取竹膳食纤维设备领域的空白，提高膳食纤维产量，提高国内竹资源的利用率，提高竹子提取膳食纤维的效率，提供了一种用于提取竹膳食纤维的反应釜。


技术实现要素：

5.基于上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于提取竹膳食纤维的反应釜，该反应釜可以从处理过的竹子各个部位中提取不溶性竹膳食纤维和可溶性竹膳食纤维，操作简单，成本较低。
6.一种用于提取竹膳食纤维的反应釜，其特征在于，
7.所述反应釜包括釜体，所述釜体上设有竹原料入口、可溶性竹膳食纤维出口、不可溶性竹膳食纤维出口、去离子水入口、酸溶液入口、碱溶液入口、复合酶入口、内胆、控温层、搅拌机、ph检测仪、温度检测仪、热循环器、控制器；
8.所述釜体包括外壁和内胆，所述外壁采用不锈钢材料，所述内胆采用低合金钢材料，内胆内侧设有陶瓷层，外壁和内胆之间设有控温层，用于调节反应釜内的反应温度，控温层中设有保温材料和导热管，保温材料用于在反应过程中保持温度，导热管用于传导热量，调节反应釜内温度，导热管与热循环器连接，所述热循环器设置在釜体一侧，所述热循
环器与控制器电连接，用于调节釜体内部温度；
9.竹原料入口设在釜体上部，用于向反应釜内投入提取竹膳食纤维的竹原料，所述竹原料入口设有密封设置的仓门；
10.所述不可溶性竹膳食纤维出口位于反应釜底部中央，用于向外输出已经提取出的不可溶性竹膳食纤维，不可溶性竹膳食纤维出口底部设有可密封的仓门；
11.可溶性竹膳食纤维出口位于所述不可溶性竹膳食纤维出口一侧，数量大于等于1个，用于向外输出包含可溶性竹膳食纤维的液体，可溶性竹膳食纤维出口设有滤网和可密封的阀门；
12.去离子水入口设在釜体侧部，用于从反应釜外部向反应釜内部引入去离子水，去离子水入口通过去离子水管道贯穿釜体进入反应釜内部，去离子水管道采用不锈钢材料，中部设有可密封的阀门，去离子水管道釜体内一端设有喷头，用于向反应原料上均匀喷洒去离子水；
13.所述酸溶液入口设置在反应釜顶部，用于向反应釜中引入氯化氢溶液，所述酸溶液入口通过管道贯穿釜体进入反应釜内部，所述酸溶液管道外部采用不锈钢材料，内部设有橡胶衬里，中部设有可密封的阀门；
14.所述碱溶液入口设置在反应釜顶部，用于向反应釜中引入氢氧化钠溶液，所述碱溶液入口通过管道贯穿釜体进入反应釜内部，所述碱溶液入口外部采用不锈钢材料，内部设有pvc衬里，中部设有可密封的阀门；
15.所述复合酶入口设置在所述釜体侧部，用于向反应釜中引入复合酶，所述复合酶入口设有可密封的阀门；
16.所述搅拌机包含电动机、转轴和搅拌叶片，所述电动机设置在反应釜顶部，与所述转轴连接，并且与控制器电连接，所述转轴上设有搅拌叶片，用于搅拌反应原料，搅拌叶片外部设有陶瓷层；
17.所述ph检测仪设在釜体内底部，与所述控制器电连接，用于测量反应环境ph值；
18.所述温度检测仪设在釜体内底部，与所述控制器电连接，用于测量釜体内部温度；
19.所述控制器用于控制反应釜中的整个反应过程，并检测所有仓门、阀门的开启、关闭状态；控制器控制反应釜完成以下提取步骤：
20.竹膳食纤维提取反应开始前，打开竹原料入口的仓门，向反应釜内投入加工好的竹原料，关闭仓门，控制器检查所有仓门和阀门都处于密封状态，控制反应釜开始提取；
21.控制器控制酸溶液入口的阀门和复合酶入口的阀门开启，向反应釜内引入氯化氢溶液和复合酶，同时控制搅拌机开始搅拌，当ph检测仪检测反应釜内ph值在3.2-5.0之间时，控制器关闭酸溶液入口的阀门和复合酶入口的阀门，同时控制热循环器将反应釜内反应温度调节至45-70℃，控制搅拌机搅拌1-4小时，搅拌完成后，开启可溶性竹膳食纤维出口的阀门，排出含有可溶性竹膳食纤维的液体；
22.液体排出后，控制器控制可溶性竹膳食纤维出口的阀门关闭，开启碱溶液入口的阀门开启，向反应釜中引入碱性过氧化氢溶液，然后关闭碱溶液入口的阀门，控制搅拌机进行搅拌，搅拌时间为0.5-3小时，同时控制热循环器将反应釜内反应温度调节至50-80℃，搅拌完成后，开启可溶性竹膳食纤维出口的阀门，排出含有可溶性竹膳食纤维的液体；
23.液体排出后，控制器控制可溶性竹膳食纤维出口的阀门关闭，开启去离子水入口
的阀门，向反应釜中引入去离子水，同时停止对反应釜内加热，开始搅拌洗涤，搅拌完成后，开启可溶性竹膳食纤维出口的阀门，排出含有可溶性竹膳食纤维的液体，完成一次洗涤流程；
24.控制器控制完成上述洗涤流程至少三次后，ph检测仪检测反应釜内ph值，当反应釜内ph值呈中性时，停止洗涤，开启可溶性竹膳食纤维出口的阀门，排出含有可溶性竹膳食纤维的液体，上述所有排出的液体用于进一步提取可溶性膳食纤维；
25.排出液体后，开启不可溶性竹膳食纤维出口的仓门，排出的固体即为提取完成的不可溶性竹膳食纤维。
26.本发明提供的用于提取竹膳食纤维的反应釜，可以将处理过的竹子任何部位直接投入进行提取，经过酸性酶解和碱性过氧化氢提取，可以获得产率较高、质量较好且安全的竹不溶性膳食纤维。经检测，利用本发明得到的竹不溶性膳食纤维中不溶性膳食纤维含量可以达到80wt％以上，持水力、溶胀性较好，可以作为一种功能性食品配料。本发明提供的设备结构简单，生产成本低，产品质量稳定，便于工业化生产，可以直接产生提取好的不可溶性竹膳食纤维和可供进一步加工的含有可溶性竹膳食纤维的原料。经过我公司反复测定，加工后得到的不溶性膳食纤维在80％以上。
附图说明
27.图1是本发明的用于提取竹膳食纤维的反应釜结构示意图；
28.附图标记
29.1——釜体、11——内胆、12——控温层、13——ph检测仪、14——温度检测仪、2——竹原料入口、21——喷头、3——可溶性竹膳食纤维出口、4——不可溶性竹膳食纤维出口、5——去离子水入口、6——酸溶液入口、7——碱溶液入口、8——复合酶入口、9——搅拌机、91——电动机、92——转轴、93——搅拌叶片、15——导热管、16——热循环器、17——控制器。
具体实施方式
30.为了使本发明的技术内容能更容易地被理解，下面结合实施例对本发明的技术方案作详细的阐述。
31.实施例1
32.所述反应釜包括釜体(1)，所述釜体(1)上设有竹原料入口(2)、可溶性竹膳食纤维出口(3)、不可溶性竹膳食纤维出口(4)、去离子水入口(5)、酸溶液入口(6)、碱溶液入口(7)、复合酶入口(8)、内胆(11)、控温层(12)、搅拌机(9)、ph检测仪(13)、温度检测仪(14)、热循环器(16)、控制器(17)；
33.所述釜体(1)包括外壁和内胆(11)，所述外壁采用除奥氏体不锈钢以外的不锈钢材料，可以达到坚固耐用并且耐酸性耐碱性抗氧化的效果，所述内胆(11)采用低合金钢材料，这种材料也有耐酸性耐碱性抗氧化的效果，内胆(11)内侧设有陶瓷层，附着陶瓷层之后，强化了内胆(11)的耐磨属性和耐酸耐碱耐腐蚀属性，外壁和内胆(11)之间设有控温层，用于调节反应釜内的反应温度，控温层中设有保温材料和导热管(15)，保温材料用于在反应过程中保持反应温度，导热管(15)用于与热循环器传导热量，调节反应釜内温度，导热管
(15)与热循环器(16)连接，所述热循环器(16)设置在釜体(1)一侧，所述热循环器(16)与控制器(17)电连接，用于调节釜体(1)内部温度；
34.竹原料入口(2)设在釜体(1)上部，用于向反应釜内投入提取竹膳食纤维的竹原料，所述竹原料入口(2)设有密封设置的仓门，仓门关闭时，反应釜才能开始进行反应，仓门开启时控制器(17)控制反应釜不进行任何反应，并发出提示音提示仓门未关闭；
35.所述不可溶性竹膳食纤维出口(4)位于反应釜底部中央，用于向外输出已经提取出的可溶性竹膳食纤维，不可溶性竹膳食纤维出口(4)底部设有可密封的仓门，仓门关闭并密封时，反应釜内才能进行反应，仓门开启时控制器(17)控制反应釜不进行任何反应，并发出提示音提示仓门未关闭；
36.可溶性竹膳食纤维出口(3)位于所述不可溶性竹膳食纤维出口(4)一侧，在该实施例中，可溶性竹膳食纤维出口(3)的数量是2个，设在釜体(1)底部，用于向外输出包含可溶性竹膳食纤维的液体，可溶性竹膳食纤维出口(3)设有滤网和可密封的阀门，滤网用于将反应原料中的含有可溶性竹膳食纤维的液体过滤出，再通过可溶性竹膳食纤维出口排出，阀门关闭并密封时，反应釜内才能进行反应，阀门开启时控制器(17)控制反应釜不进行任何反应，并发出提示音提示阀门未关闭；
37.去离子水入口(5)设在釜体(1)侧部，用于从反应釜外部向反应釜内部引入去离子水，去离子水入口(5)通过去离子水管道贯穿釜体(1)进入反应釜内部，去离子水管道采用不锈钢材料，中部设有可密封的阀门，控制器(17)控制阀门的开启和关闭，去离子水管道在釜体(1)内一端设有喷头(21)，用于向反应原料上均匀喷洒去离子水，在这里，去离子水用于将提取好的仍具有碱性的原料进行多次冲洗，直至原料变为中性；
38.所述酸溶液入口(6)设置在反应釜顶部，用于向反应釜中引入氯化氢溶液，所述酸溶液入口(6)通过管道贯穿釜体(1)进入反应釜内部，所述酸溶液管道外部采用除奥氏体不锈钢以外的不锈钢材料，内部设有橡胶衬里，橡胶衬里和除奥氏体不锈钢以外的不锈钢材料均耐氯化氢腐蚀，中部设有可密封的阀门，该阀门受到控制器(17)的控制；
39.所述碱溶液入口(7)设置在反应釜顶部，用于向反应釜中引入氢氧化钠溶液，所述碱溶液入口(7)通过管道贯穿釜体(1)进入反应釜内部，所述碱溶液入口(7)外部采用除奥氏体不锈钢以外的不锈钢材料，内部设有pvc衬里，pvc衬里和除奥氏体不锈钢以外的不锈钢材料均耐氢氧化钠和过氧化氢的腐蚀氧化，中部设有可密封的阀门，该阀门受到控制器(17)的控制；
40.所述复合酶入口(8)设置在所述釜体(1)侧部，用于向反应釜中引入复合酶，所述复合酶入口(8)设有可密封的阀门；
41.所述搅拌机(9)包含电动机(91)、转轴(92)和搅拌叶片(93)，所述电动机(91)设置在反应釜顶部，与所述转轴(92)连接，并且与控制器(17)电连接，所述转轴(92)上设有搅拌叶片(93)，用于搅拌反应原料，搅拌叶片(93)外部设有陶瓷层，陶瓷层耐腐蚀、耐酸碱，并且耐磨；
42.所述ph检测仪(13)设在釜体(1)内底部，与所述控制器(17)电连接，用于测量反应环境ph值，控制器(17)根据测量的ph值来将反应釜内的反应酸碱度控制在最适合的范围之内；
43.所述温度检测仪(14)设在釜体(1)内底部，与所述控制器(17)电连接，用于测量釜
体(1)内部温度；
44.所述控制器(17)用于控制反应釜中的整个反应过程，并检测所有仓门、阀门的开启、关闭状态；控制器(17)控制反应釜完成以下提取步骤：
45.首先，在竹膳食纤维提取反应开始前，将竹原料预处理，处理完成后，工作人员打开竹原料入口(2)的仓门，向反应釜内投入加工好的竹原料，关闭仓门，开始操作控制器(17)，控制器(17)检查所有仓门和阀门都处于密封状态，不会向外泄露有毒有害原料，此时可以进行反应，控制反应釜开始提取；
46.控制器(17)控制酸溶液入口(6)的阀门和复合酶入口(8)的阀门开启，向反应釜内引入调配好的氯化氢溶液和复合酶，同时控制搅拌机(9)开始搅拌，当ph检测仪(13)检测反应釜内ph值在3.2-5.0之间时，控制器(17)关闭酸溶液入口(6)的阀门和复合酶入口(8)的阀门，同时控制热循环器(16)将反应釜内反应温度调节至45-70℃，控制搅拌机(9)搅拌1-4小时，搅拌完成后，不可溶性竹膳食纤维还没有提取完成，开启可溶性竹膳食纤维出口(3)的阀门，排出含有可溶性竹膳食纤维的液体，工作人员可以收集该液体，用于继续提取可溶性竹膳食纤维；
47.液体排出后，控制器(17)控制可溶性竹膳食纤维出口(3)的阀门关闭，开启碱溶液入口(7)的阀门开启，向反应釜中引入碱性过氧化氢溶液，然后关闭碱溶液入口(7)的阀门，控制搅拌机(9)进行搅拌，搅拌时间为0.5-3小时，同时控制热循环器(16)将反应釜内反应温度调节至50-80℃，搅拌完成后，开启可溶性竹膳食纤维出口(3)的阀门，排出含有可溶性竹膳食纤维的液体；
48.液体排出后，控制器(17)控制可溶性竹膳食纤维出口(3)的阀门关闭，开启去离子水入口(5)的阀门，向反应釜中引入去离子水，同时开始搅拌洗涤，并对反应釜内进行降温，搅拌完成后，开启可溶性竹膳食纤维出口(3)的阀门，排出含有可溶性竹膳食纤维的液体，完成一次洗涤流程，此时所剩原料还未达到中性；
49.控制器(17)控制完成上述洗涤流程至少三次后，ph检测仪(13)检测反应釜内ph值，当反应釜内ph值呈中性时，停止洗涤，开启可溶性竹膳食纤维出口(3)的阀门，排出含有可溶性竹膳食纤维的液体，上述所有排出的液体用于进一步提取可溶性膳食纤维，工作人员可以将上述所有液体混合后继续提取可溶性竹膳食纤维；
50.排出液体后，开启不可溶性竹膳食纤维出口(4)的仓门，排出的固体即为提取完成的不可溶性竹膳食纤维，此时反应全部完成，可以关闭设备或者继续进行新一次提取过程。
51.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。