隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，包括以下內(nèi)容：隧道微波裝置米糠穩(wěn)定化流程以及相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，如微波功率的去水能力；微波后米糠最佳殘留水分；米糠微波處理的適宜料層高度等。解決了微波用于米糠連續(xù)穩(wěn)定化難題。穩(wěn)定化米糠能2個(gè)月以上保鮮。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：能保存米糠原有的良好品質(zhì)及營養(yǎng)成分；有利于環(huán)保；操作簡便，推廣應(yīng)用容易。
【專利說明】隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于植物油脂及植物蛋白加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及米糠制油及深度開發(fā)利用，特別是隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，以解決米糠穩(wěn)定化的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]水稻是我國的主要糧食作物之一，近幾年來稻谷產(chǎn)量在2億噸左右，約占世界總產(chǎn)量的35%，位居世界首位。米糠是稻谷碾米過程中的主要副產(chǎn)物，約占稻谷的5?8%，每年的產(chǎn)量在1300萬t以上。米糠含油率在15%以上，制油是米糠綜合利用的第一步，也是經(jīng)濟(jì)效益最大的加工。米糠油所含脂肪酸組成天然接近世界衛(wèi)生組織(WHO)建議的黃金比例。此外，米糠油富含谷維素、植物留醇、維生素E等多種活性營養(yǎng)成分，可以有效對抗亞健康。米糠油被世界衛(wèi)生組織和美國心臟協(xié)會(AHA)推薦為健康食用油。如能合理利用米糠資源，我國每年可生產(chǎn)約230萬噸米糠油，相當(dāng)于I億畝土地所產(chǎn)大豆油的含油量?？商岣呶覈秤糜妥越o率5%?10%。
[0003]近年來我國食用油市場年度總供給量為2800萬噸，國產(chǎn)油料生產(chǎn)的食用油自給率不足40%，并且有連年下降的趨勢，因此千方百計(jì)開辟油料資源，增產(chǎn)植物油脂，是關(guān)系到國家食用油供應(yīng)安全的大問題，已引起國家相關(guān)部門的高度重視。
[0004]我國稻谷加工廠的實(shí)際情況是小型分散，導(dǎo)致米糠資源收集困難，而米糠油非常不穩(wěn)定，在6h內(nèi)不進(jìn)行有效處理，米糠中的油脂其酸值就會急劇上升，新鮮米糠的酸值從4.2上升到7。6h上升了近70%，基本上按每小時(shí)10%的速度上升。使米糠的使用價(jià)值大為降低。當(dāng)米糠毛油脂肪酸含量達(dá)到10%以上時(shí)，油脂精煉極不經(jīng)濟(jì)，這樣的米糠作飼料也能造成畜禽消化不良，影響生長發(fā)育。米糠的酸敗變質(zhì)造成米糠油生產(chǎn)過程中“易酸敗”、“精煉損耗大”、“脫色難、顏色深”的三大問題，因此米糠穩(wěn)定性是米糠資源開發(fā)利用的前提條件。我國缺乏先進(jìn)的米糠穩(wěn)定化技術(shù)，技術(shù)限制是導(dǎo)致米糠利用率一直處于低水平的主要原因。
[0005]影響米糠品質(zhì)劣變的因素很多，當(dāng)前傾向性的意見認(rèn)為，米糠酸敗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，能迅速水解油脂產(chǎn)生脂肪酸，接著在氧化酶、光、熱等因素的共同作用下發(fā)生脂肪的酸敗。因此防止米糠酸敗最有效的方法就是抑制脂肪酶的活性。
[0006]米糠穩(wěn)定化要求:(I)抑制和鈍化導(dǎo)致米糠變質(zhì)的脂肪酶和氧化酶，同時(shí)應(yīng)盡可能地減少米糠營養(yǎng)成分的破壞，保持功能性成分的功能性能；(2)殺死米糠中夾雜的害蟲及微生物，防止其消耗米糠中的營養(yǎng)物質(zhì)以及產(chǎn)生的酶使米糠加速變質(zhì)。
[0007]至今，國內(nèi)外研究米糠穩(wěn)定化方法的研究報(bào)道很多，有化學(xué)法、低溫儲藏法、輻射處理法、熱處理法、擠壓膨化法、酶法、微波處理法等等。鑒于我國稻谷加工廠數(shù)量眾多，且75%以上的加工廠是日處理稻谷能力小于10t的工廠，規(guī)模小，所產(chǎn)米糠數(shù)量有限，而米糠的穩(wěn)定化處理又必須在加工廠當(dāng)?shù)丶皶r(shí)進(jìn)行。因此，上述米糠穩(wěn)定化方法的應(yīng)用存在這樣或那樣的問題，如投資大、設(shè)備多、操作復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、環(huán)境污染等。某些較好的方法也難以推廣應(yīng)用，成為制約米糠制油及進(jìn)一步利用的瓶頸。
[0008]微波加熱穩(wěn)定法研究始于1979年，國際上研究最為活躍的是美國。研究結(jié)果表明，微波加熱對于防止米糠水解和氧化變質(zhì)非常有效。微波加熱特點(diǎn)是能夠深入到物料內(nèi)部使物料整體同時(shí)加熱，加熱均勻且速度快，熱轉(zhuǎn)換效率高，同時(shí)加熱的熱慣性小而易于控制。
[0009]現(xiàn)有的相關(guān)專利技術(shù)有8個(gè):專利號200920231995 “一種谷物胚芽的連續(xù)同步微波滅酶與干燥的設(shè)備”，該專利增加了翻胚器等裝置；專利號201210441269 “一種耐貯藏營養(yǎng)米和米糠的生產(chǎn)方法”，該專利是將礱谷、去雜的糙米進(jìn)行微波和飽和蒸汽聯(lián)合處理，然后進(jìn)行輕碾，可同時(shí)得到耐貯藏的營養(yǎng)米和米糠；專利號200910183647 “微波、閃蒸膨化米糠滅酶保鮮方法”，該專利是將微波與閃蒸結(jié)合起來的方法；專利號200810122656 “微波處理糙米穩(wěn)定米糠的方法”，該專利是大米加工過程中對去谷殼后的糙米進(jìn)行微波處理；專利號201310025145“一種利用微波處理提高米糠防霉變性能的方法”，該專利使用的是間歇式微波爐處理；專利號201320023180 “一種利用微波處理提高米糠防霉變性能的設(shè)備裝置”，該專利對微波裝置進(jìn)行了改進(jìn)；專利號01134130 “微波加熱生產(chǎn)穩(wěn)定化米糠的工藝及其專用保濕器”，該專利先加水并使用了專用保濕器進(jìn)行微波處理；專利號200810122657“微波、紫外線和高壓脈沖電場聯(lián)合處理糙米穩(wěn)定米糠的方法”，該專利是采用復(fù)雜的微波、紫外線和高壓脈沖聯(lián)合處理糙米以穩(wěn)定米糠的方法。
[0010]現(xiàn)有有關(guān)米糠微波處理的論文約有十余篇，均是在間歇式微波爐進(jìn)行研究的報(bào)道，僅有的一篇是吳本剛等“米糠微波滅酶及提油工藝研究”(Science and Technology ofFood Industry。2011年32卷第10期298-301)是在連續(xù)微波設(shè)備中進(jìn)行研究，得出的最佳條件是:微波功率6kw時(shí)米糠料層厚度為0.9cm，處理時(shí)間為4min，每小時(shí)處理量達(dá)36kg。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明在實(shí)驗(yàn)室間歇式微波爐少量米糠穩(wěn)定化研究的基礎(chǔ)上，采用隧道式微波裝置對米糠連續(xù)穩(wěn)定化處理進(jìn)行深入研究，確定了相關(guān)參數(shù)，為工業(yè)化應(yīng)用提供支撐。
[0012]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[0013]1.隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，其創(chuàng)新點(diǎn)在于，它包括以下內(nèi)容:
[0014]A，將隧道式微波裝置直接用于米糠穩(wěn)定化，方法如下:第一步，根據(jù)米糠產(chǎn)量和水分含量，確定所需微波功率的大??；第二步，根據(jù)料層厚度和米糠容重以及微波箱體的有效尺寸，確定微波時(shí)間，從而決定微波裝置輸送帶的速度。其工藝如下:
[0015]米糠經(jīng)微波裝置傳送帶輸送至微波箱體進(jìn)行微波處理，然后由微波裝置輸送帶輸出，即為穩(wěn)定化米糠；
[0016]B，確定了微波加熱后米糠的最佳殘留水分；
[0017]C，首次確定了微波加熱米糠微波功率的去水能力；
[0018]D，首次確定了微波加熱時(shí)，米糠料層的高度；
[0019]E，確定了微波加熱的時(shí)間。
[0020]2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，其特征在于:首次將隧道式微波裝置直接用于米糠穩(wěn)定化工業(yè)生產(chǎn)。
[0021]3根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，，其特征在于:所述內(nèi)容B中微波加熱干燥后的最佳殘留水分為2.5% -3.5%。
[0022]4根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，其特征在于于:所述內(nèi)容C中微波加熱干燥米糠,微波功率的去水能為0.25kg水/kw.h?0.5kg水/kw.h。
[0023]5根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，，其特征在于::所述內(nèi)容D中微波加熱干燥米糠，米糠在傳送帶上的料層高度為I?4cm。
[0024]6根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，，其特征在于::所述內(nèi)容E中微波加熱干燥時(shí)間可根據(jù)米糠的處理量、米糠含水量、米糠容重等進(jìn)行計(jì)算，微波時(shí)間為5?15min。
[0025]以下進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容。
[0026]I，前已述及造成米糠酸敗變質(zhì)的原因是自身所含的脂肪分解酶和氧化酶造成的，酶實(shí)際上是蛋白質(zhì)，利用微波能使酶蛋白變性，即破壞蛋白質(zhì)的三級、四級結(jié)構(gòu)，就能使酶失去活性，從而達(dá)到滅酶保鮮(即穩(wěn)定化)的目的。
[0027]2，采用的工藝如下:先檢測米糠水分含量，然后調(diào)整料層高度，調(diào)整微波功率進(jìn)行微波滅酶，即為穩(wěn)定化米糠
[0028]3，米糠微波后殘留水分:米糠穩(wěn)定化后的水分含量在很大程度上可以表示穩(wěn)定化處理的效果。在不損壞米糠的前提下，殘留水分越低，穩(wěn)定化效果越好，米糠保質(zhì)期越長。但當(dāng)微波處理后，水分降至3%以下時(shí)，米糠出現(xiàn)部分焦糊炭化，損失較大，顯然過度的微波加熱干燥(如一定數(shù)量的米糠使用的微波功率過大或者微波時(shí)間過長)是不合理的。因此微波干燥后的水分含量以3%?4%較為合適。
[0029]4，微波功率的去水能力:水是吸收微波能力的最好介質(zhì)，理論上每千瓦小時(shí)的微波電能可使1.39千克的水汽化，由于裝置的線損及微波腔體效率等因素，一般實(shí)際效果為
0.8?1.1kg水/kw.h,但用于米糠穩(wěn)定化處理只有0.3kg水/kw.h左右。這是由米糠的物性(水分含量、粉末度等)所決定的。
[0030]5，料層高度:微波能雖然具有穿透性，使微波處理的物料表面和內(nèi)部同時(shí)受到作用，但也有限制，超過5cm效果就差。故米糠微波處理時(shí),料層高度小于5cm。
[0031]6，微波時(shí)間:微波時(shí)間是指米糠在微波裝置的傳送帶上通過微波加熱箱體的時(shí)間，與傳送帶的速度直接相關(guān)，傳送帶速度快，則米糠受微波處理的時(shí)間就短，反之亦然，根據(jù)前述的基本參數(shù)，微波時(shí)間可以確定。例如知道了要處理的米糠數(shù)量、水分(原始含水率和微波后的殘留含水率)、微波功率，就可計(jì)算需要的微波時(shí)間，從而決定傳送帶的速度(微波加熱箱體的長度是固定的)。
[0032]按本發(fā)明公開的參數(shù)，對米糠進(jìn)行微波處理，典型數(shù)據(jù)如下:處理后的米糠在武漢夏末秋初的氣溫(最高溫度34°C )條件下貯存2個(gè)月，測其米糠油酸值上升小于5mg KOH/g，而未經(jīng)處理的對照樣則上升至65.2mg KOH/g (原料米糠油酸值為12.7mg KOH/g)
[0033]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0034]1，有加熱干燥、滅酶、殺菌、殺蟲等功效，能長時(shí)間(2個(gè)月以上)保鮮，從而提高了米糠的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0035]2，因加熱溫度低、時(shí)間短、能很好保存米糠原有的品質(zhì)及營養(yǎng)成分，對某些熱敏性物質(zhì)如維生素E等破壞程度極小。
[0036]3，有效節(jié)能，微波加熱是穿透性加熱，更為直接和短暫，且水汽是直排方式，提高了蒸發(fā)效果，因此比常規(guī)法節(jié)約60%的能源。
[0037]4，有利于環(huán)保。
[0038]5，操作簡便，推廣應(yīng)用容易，不需要添加任何其他化合物和增加設(shè)施。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]附圖1是本發(fā)明采用的隧道式微波裝置主視圖，
[0040]附圖2是本發(fā)明采用的隧道式微波裝置俯視圖。
[0041]附圖的圖面說明如下:
[0042]1.進(jìn)料口，2.抑波裝置，3.排氣孔，4.微波加熱，5.卸料裝置，
[0043]6傳送帶，7觀察窗

【具體實(shí)施方式】
[0044]以下結(jié)合附圖實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明
[0045]實(shí)施例
[0046]參見附圖，大米加工廠剛生產(chǎn)出的米糠均勻鋪于隧道式微波裝置的傳送帶上，傳送帶以一定的速度緩慢向前移動，經(jīng)過微波抑制器裝置進(jìn)入微波加熱箱體進(jìn)行微波連續(xù)穩(wěn)定化處理，處理過的米糠再經(jīng)過微波抑制器裝置，隨傳送帶輸送至卸料口卸料，然后包裝。連續(xù)完成微波穩(wěn)定化處理。
[0047]根據(jù)本發(fā)明提供的技術(shù)參數(shù)以及大米加工廠米糠的產(chǎn)量，水分含量，可對所需的微波裝置的功率、微波時(shí)間等進(jìn)行計(jì)算?，F(xiàn)舉例說明，某大米加工廠日處理稻谷50t，米糠產(chǎn)量為3.0t/d左右(去碎米、米粞等雜質(zhì)為純凈米糠)。若米糠含水量為11%，干燥后的水分定為3.5%，則每小時(shí)需去水約9.4kg,需配備微波功率(按去水能力為0.3kg水/kw *h計(jì))為31.3kw。若微波裝置采用6個(gè)微波箱，微波箱總長為7米，傳送帶有效寬度為0.5m，米糠料層高度為0.02m,米糠容重390kg/m3，米糠質(zhì)量為125kg/h = 2.1kg/分鐘，則每分鐘容積為2.1 + 390 = 0.0053 (m3/分鐘)，微波箱的有效利用容積為7X0.5X0.02 = 0.07 (m3)，則微波加熱時(shí)間為0.07 + 0.0053 = 13.2 (分鐘)，傳送帶的輸送速度為7 + 13.2 = 0.53 (m/分鐘)。
【權(quán)利要求】
1.隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，其特征在于，它包括以下內(nèi)容: A，將隧道式微波裝置直接用于米糠穩(wěn)定化，方法如下:第一步，根據(jù)米糠產(chǎn)量和水分含量，確定所需微波功率的大?。坏诙?，根據(jù)料層厚度和米糠容重以及微波箱體的有效尺寸，確定微波時(shí)間，從而決定微波裝置輸送帶的速度。其工藝是:米糠經(jīng)微波裝置傳送帶輸送至微波箱體進(jìn)行微波處理，然后由微波裝置輸送帶輸出，即為穩(wěn)定化米糠； B，確定了微波加熱后米糖的最佳殘留水分； C，首次確定了微波加熱米糠微波功率的去水能力； D，首次確定了微波加熱時(shí)，米糠料層的高度； E,確定了微波加熱的時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，其特征在于:首次將隧道式微波裝置直接用于米糠穩(wěn)定化工業(yè)生產(chǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道微法米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，，其特征在于:所述B中微波加熱干燥后的最佳殘留水分為2.5% -3.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道微法米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，其特征在于:所述C中微波加熱干燥米糠，微波功率的去水能為0.25kg水/kw.h?0.5kg水/kw.h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道微法米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，，其特征在于::所述D中微波加熱干燥米糠，米糠在傳送帶上的料層高度為I?4cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道微波米糠連續(xù)穩(wěn)定化的方法，，其特征在于::所述E中微波加熱干燥時(shí)間可根據(jù)米糠的處理量、米糠含水量、米糠容重等進(jìn)行計(jì)算，微波時(shí)間為.5 ?15min0
【文檔編號】A23B9/06GK104304444SQ201410589062
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】胡健華, 何東平 申請人:武漢輕工大學(xué)