本發明涉及一般的物理或化學的方法或裝置
技術領域：
，尤其涉及大米精深加工
技術領域：
，具體是指一種高純度大米蛋白制備工藝及設備。
背景技術：
：目前利用大米碎米制糖得到的米渣其精制含量達到80%以上大米蛋白，也是多家工廠現行的主要采用的傳統工藝方法。這種工藝的過程：首先將酸性的米渣用堿調到中性，然后皂化反應亦稱標準化；利用分離器除去脂肪、過濾，干燥達到高含量大米蛋白。由于米渣中富集了大量的重金屬鎘，超過食品衛生標準；在后續工藝中廣泛使用反應釜酸解方法去除重金屬，再回調至中性，過濾、干燥，方可達到制備的產品。但傳統方法存在工藝繁雜，造成物料酸-堿-酸-堿反復作用，形成復雜的鹽，嚴重的影響了大米蛋白的口味與色相；很難達到國家標準的衛生指標。同時傳統方法也產生大量污水，造成環境污染。傳統方法在干燥后的細磨粉碎過程，存在環境污染的問題。因此尋求簡單易行，經濟效益高，無污染，可規模化大量生產優質大米蛋白質的工藝方法和設備顯得尤為重要；所以亟待需要本領域技術人員對大米蛋白工藝及設備進行改進和研制開發。技術實現要素：本發明的目的是提供一種高純度工業化制取大米蛋白制備工藝新方法及制備設備，其中一種高純度大米蛋白制備工藝，包括以下步驟實現：1）篩分：通過滾筒式旋轉篩，去除大于2mm以上大顆粒雜質物質。滾筒式旋轉篩替代傳統的平面振動篩。滾筒表面的相對運動較小,成本較低,能耗小，無噪音,處理量大，效率高；2）浸泡：將篩分后的物料用螺旋輸送機送置調漿罐中，在調漿罐中添加45～90℃去離子熱水，調配成質量濃度為15%～25%的料液，充分攪拌0.5～1.5小時，使米渣吸水膨脹，微細胞壁充分軟化；3）研磨：浸泡后的米渣用粉碎機進行研磨，通過粉碎，將米渣中的脂肪、大米蛋白質和小分子糖分子之間的包裹結構破壞，使米渣中的糊精、脂肪、灰分釋放出來；4）酸解反應：將上述步驟反應得到的溫度60～70℃物料送入帶有攪拌作用的混合器中，同時送入的濃度10%的磷酸，攪拌后將ph控制為3～3.5，再輸送至脈沖式連續酸解反應器，物料停留時間為5～15分鐘，去除重金屬離子≥70%；5）離心分離：采用十二級旋液分離器對料液進行離心分離；6）皂化反應：離心分離后獲得的底流料液用化工泵輸送至皂化反應罐中，添加濃度為10～15%的食品級氫氧化鈉，調節ph6.9～7.1保持溫度在70℃，攪拌0.5～1h；7）過濾：料液通過隔膜板框壓濾機進行固液分離，過程中采用70～90℃熱水沖洗濾餅，進一步去掉濾餅中殘留的脂肪等其他物質，至含水量為45%；8）干燥：固液分離得到的物料由螺旋輸送機送入氣流干燥機，脫去水；9）粉碎：通過粉碎機完成，入料170μm粉碎后物料為40～45μm，制備得到蛋白質干粉產品。采用上述工藝從米渣中分離提取高純度大米蛋白，且微生物和重金屬含量達到國家食品衛生標準要求，提供高品質的可食用的大米蛋白，克服物料反復酸堿作用的過程，減少污水的產生和排放，改善粉碎過程中的環境污染問題。作為優選，上述用于步驟4）酸解反應的脈沖式連續酸解反應器，包括至少一個回轉殼，所述回轉殼包括殼體、頂部和底部，所述殼體包括第一殼體和第二殼體，所述第一殼體和第二殼體豎直交替固定連接，所述第一殼體內徑小于第二殼體內徑，所述殼體的上下兩端都為第一殼體，所述底部設有進料口和排污閥，頂部設有出料口。較佳的，所述第二殼體和第一殼體的內徑分別為“d2”與“d1”其比值為1.2～1.6∶1。較佳的，所述第二殼體和第一殼體的長度分別為“l2”與“l1”其比值為1∶2～2.5。較佳的，所述殼體總高度“l”分別與第二殼體和第一殼體平均直徑“(d1+d2)/2”之比為5～6∶1。作為優選，所述頂部為錐體。進一步優選，所述的錐體為正圓錐體，內夾角α的范圍為90°～120°。作為優選，所述底部為倒錐體。進一步優選，所述倒錐體為倒圓錐體，內夾角β范圍為90°～120°。上述步驟4）的制備設備，通過回轉殼的關鍵設計參數能夠使反應物料在回轉殼內穩定的擴散并能夠通過排污閥將反應后的金屬離子排出。各反應器組中，前一個回轉殼的出料口通過管道連接后一個回轉殼的進料口。如果改用從回轉殼頂部送入混合物料液，物料液受來自泵和料液重力的雙重作用，形成無規則運動，亦產生混流，達不到旋流分離工藝要求。經調漿粉碎的物料送入帶有攪拌作用的酸解混合器中，與酸解混合器外接的磷酸入口加入的磷酸液在數秒內通過攪拌剪切強力的混合，再經過進料泵和連接管道從底部送入酸解連續反應器的回轉殼的進料口，進一步均勻混合、碰撞，并持續完成酸解反應。上述方案的基本原理：通過酸解混合器將原料通過進料泵和管道輸送至脈沖式連續酸解反應器，所述反應器即回轉殼通過第一殼體和第二殼體直徑不同交替組合，可以充分發揮物料的的碰撞效果，以強化混合和反應過程。具體過程：磷酸與蛋白顆粒粒子首先在酸解混合器混合，然后通過離心泵進入管道內，層流粒子得到加速，反應劇烈。當混合液進入連續反應器回轉殼的第一殼體內發生紊流，分子間距離重新排列，在離心泵的連續動力作用下，連續反應器下部約1/4處的混合液形成很強的湍流狀態，使混合蛋白液分散更加均勻，分子運動劇烈，反應速度加快，酸與蛋白中的重金屬反應生成微小顆粒。粒子依慣性進入到第二殼體內湍流結束，混合液突然擴大，粒子在運動過程中，由于受到阻力而不斷減速，直至減速終了時；連續反應器回轉殼又由第二殼體突然縮小至第一殼體，這樣粒子又被加速，如此重復交替地在回轉殼內作用，則粒子的運動速度也交替地加速和減速。磷酸和蛋白粒子間的相對速度和傳導面積均較大，從而強化了傳導傳質的速率，同時在管徑內流速下降也相應增加了反應時間。形成的金屬粒子，逐漸增大以完成絡合反應。進一步的，一種用于大米蛋白生產的脈沖式連續酸解反應器在酸解混合過程中，通過連續設置的回轉殼替代傳統工藝過程中的反應釜，用于實施大米蛋白的酸解反應過程，通過采用二級或多級的串聯或并聯脈沖式連續酸解反應器作為強化反應的結構，通過改變物料液的相對速度，強化傳質過程，實現反應物的迅速聚集，在整個過程中同時具有攪拌和混合作用。所述的脈沖式酸解連續反應器的長、徑比及平均直徑比為關鍵設計參數，其決定了混合物料在連續反應器中的流動狀態和反應效果。經流體動力學數學模型分析研究和現場應用試驗確認得出，符合化學反應器基本原理--費克第二定律及平推流反應器的串聯組合原理。費克第二定律指出，在非穩態擴散過程中，在距離x處，濃度隨時間的變化率等于該處的擴散通量隨距離變化率的負值，（負值-表示擴散方向為濃度梯度的反方向，即擴散組元由高濃度區向低濃度區擴散）即上式中，c為擴散物質的體積濃度(kg/m3)；t為擴散時間(s)；x為距離(m)；固溶體中溶質原子的擴散系數d是隨濃度變化的，為了使求解擴散方程簡單，近似地把d看作恒量處理。上式是偏微分方程，求解時先作變換：該式就可以變成一個常微分方程，再結合初始條件和邊界條件求出方程的通解，利用通解可以解決包括非穩態擴散的具體問題。與現有技術相比，本發明的有益效果：本發明創造性之處在于提供了一種高純度大米蛋白制備工藝及設備，實現了用于大米蛋白生產的均勻加酸，完成絡合反應，經旋流分離后去除金屬離子；不存在運動部件從而提高了壽命，減少設備的投入。保證了物料均衡反應和先進先出，節約了反應時間；粉碎過程不再外噴物料，不堵塞，保護環境，提高工作效能。脈沖式連續酸解反應器采用的原料為新鮮米渣，重金屬鎘含量一般為1.1～0.9mg/kg，通過本工藝與設備可有效降低產品鎘含量，鎘的去除率達到70%以上，蛋白含量≥80%，粉碎現場無環境污染。同時工藝制取過程簡單，可適應大規模大米蛋白的工業化生產。酸解可以連續反應，生產過程不間斷，解決了以前單罐反應不能連續的問題，生產量大時可以多組并聯方式，以提高反應效率。附圖說明下面結合附圖對本發明作進一步的說明。附圖1為本發明制取大米蛋白工藝流程圖。附圖2為本發明回轉殼結構示意圖。附圖3為本發明的脈沖式連續酸解反應器工藝布局圖。圖中所示：1、回轉殼，1.1、第一殼體，1.2、第二殼體，1.3、倒圓錐體，1.3.1、進料管道，1.4、正圓錐體，1.4.1、出料管道，1.5、酸解混合器，1.5.1、磷酸入口，1.5.2、原料入口，1.5.3、出料閥，1.6、進料泵，1.7、回轉殼ⅰ，1.8、管道，1.9、回轉殼ⅱ，1.10、排污閥。具體實施方式為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過具體實施方式，對本方案進行闡述。參照附圖1-3，一種高純度大米蛋白制備工藝實施例，包括以下步驟實現：1）篩分：通過滾筒式旋轉篩，篩網采用8目，滾筒直徑800mm，長度1500mm，筒體傾斜角度10度，轉速為35轉/分，去除大于2mm以上大顆粒雜質物質；2）浸泡：將篩分后的物料用螺旋輸送機送置調漿罐中，在調漿罐中添加45～90℃去離子熱水，調配成質量濃度為15%～25%的料液，充分攪拌0.5～1.5小時，使米渣吸水膨脹，微細胞壁充分軟化；3）研磨：浸泡后的米渣用粉碎機進行研磨，通過粉碎，將米渣中的脂肪、大米蛋白質和小分子糖分子之間的包裹結構破壞，使米渣中的糊精、脂肪、灰分釋放出來；4）酸解反應：將上述步驟反應得到的溫度60～70℃物料送入帶有攪拌作用的混合器中，同時送入的濃度10%的磷酸，攪拌后將ph控制為3～3.5，再輸送至脈沖式連續酸解反應器，物料停留時間為5～15分鐘，去除重金屬離子≥70%；5）離心分離：采用十二級旋液分離器對料液進行離心分離；6）皂化反應：離心分離后獲得的底流料液用化工泵輸送至皂化反應罐中，添加濃度為10～15%的食品級氫氧化鈉，調節ph6.9～7.1保持溫度在70℃，攪拌0.5～1h；7）過濾：料液通過隔膜板框壓濾機進行固液分離，過程中采用70～90℃熱水沖洗濾餅，進一步去掉濾餅中殘留的脂肪等其他物質，至含水量為45%；8）干燥：固液分離得到的物料由螺旋輸送機送入氣流干燥機，脫去水；9）粉碎：通過粉碎機完場，入料170μm粉碎后物料為40～45μm，制備得到蛋白質干粉產品。上述用于步驟4）酸解反應的脈沖式連續酸解反應器具體實施例：包括外接的酸解混合器1.5、進料泵1.6、管道1.8和至少一個回轉殼1也可稱之為回轉殼體，所述回轉殼1包括殼體、頂部和底部，所述殼體包括第一殼體1.1和第二殼體1.2，所述第一殼體1.1和第二殼體1.2豎直交替固定連接，所述第一殼體1.1內徑小于第二殼體1.2內徑，所述殼體的上下兩端都為第一殼體1.1，所述底部設有進料口和排污閥1.10，頂部設有出料口。所述回轉殼1頂部的出料口為正圓錐體1.4且內夾角α的范圍為90°～120°并連接有出料管道1.4.1，所述回轉殼1底部的進料口為倒圓錐體1.3且內夾角β范圍為90°～120°并連接有進料管道1.3.1和排污閥1.10，所述排污閥1.10可根據工藝需要設置其控制位置，所述第一殼體1.1直徑為d1優選400mm，l1長度優選300mm，所述第二殼體1.2直徑為d2優選480mm，長度l2優選650mm，所述第二殼體1.2和第一殼體1.1的直徑分別為d2與d1其比值為1.2～1.6∶1且長度分別為l2與l1其比值為1∶2～2.5，所述回轉殼1總高度l分別與第二殼體1.2和第一殼體1.1平均直徑(d1+d2)/2之比為5～6∶1，回轉殼1總高度l與l1和l2的關系為l=3×l1+2×l2，作為優選回轉殼1總高度l為2200mm。參照附圖3，所述酸解混合器1.5為帶有攪拌器的混合罐一端分別設有磷酸入口1.5.1用于添加食品級磷酸和原料入口1.5.2用于添加蛋白料液另一端通過管道1.8與回轉殼1的底部的進料口的進料管道1.3.1連接，所述管道1.8上依次設有出料閥1.5.3和進料泵1.6，進料泵1.6此處優選離心泵。所述各回轉殼依次通過管道1.8連接，所管道1.8分別連接出料管道1.4.1和進料管道1.3.1其直徑優選為65mm。參照附圖3用于示意安裝位置，所述脈沖式連續酸解反應器采用二級或多級的回轉殼1串或/和并聯式結構，采用串聯式結構可以均勻自反應以達到充分絡合的過程，采用串聯式結構形式即可縮短反應時間。若采用串聯式結構：原料入口1.5.2的蛋白料液和磷酸入口1.5.1的食品級磷酸進入帶有攪拌的酸解混合器1.5，通過進料泵1.6的離心泵和連接管道1.8匯入回轉殼ⅰ1.7，并流入下一級回轉殼ⅱ1.9，磷酸與蛋白液中的金屬離子發生劇烈反應直到反應結束，制備得到的大米蛋白液最終通過回轉殼ⅱ1.9頂部流入外接的儲罐；再經旋流分離后去除金屬離子，為下一步離心分離重金屬離子提供保證。所述的脈沖式連續酸解反應器接入的進料泵1.6，流量為5～10m3/h。反應結束用清水沖洗，然后從排污閥1.10排出污水；若采用并聯式結構是將串聯式結構在進一步整體并聯已達到縮短反應時間的目的。下面通過三組施例進一步說明：實施例1以新鮮的米渣（市售）為原料，本實例制取工藝步驟如下：（1）浸泡：投料1000kg新鮮米渣，經檢測，米渣中蛋白為63%、脂肪為9.4%，鎘為1.1mg/kg，采用絞龍輸送機送至8m3已添加好45℃熱水的調漿罐中，調節物料濃度為15～25%，攪拌時間為0.5～1.5小時；（2）研磨：用化工泵將料液輸送至濕式磨機進行粉碎，得到為60目的漿液；（3）酸解反應：將研磨后的物料和濃度為10%的食品級磷酸分別通過化工泵和計量泵從原料入口1.5.2和磷酸入口1.5.1輸送至酸解混合器1.5為帶有攪拌器的的混合罐。維持混合罐中的溫度為60～70℃,調節料液的ph為3.5～3.6，再通過進料泵1.6將混合后的料液輸送至回轉殼中，使得磷酸和物料進行充分的反應。進料泵1.6流量q為9m3/h。最后再將反應后料液從頂部流入外接的儲罐，料液降溫至50℃；（4）離心分離：用化工泵將加酸反應后料液輸送至十二級旋液分離器中，進料流量為20～21m3/h,底物出流量為12～12.5m3/h，保持底流壓力為0.8～0.85mpa，收集底流料液至皂化反應罐中；（5）皂化反應：添加濃度為10%食品級氫氧化鈉液至ph6.9-7；（6）過濾：將料液泵入板框壓濾機，進行固液分離，此過程用70℃熱水進行沖洗板框濾餅10min，可將皂化的脂肪、水溶性雜質等排出；（7）干燥：壓濾后的濾餅用螺旋輸送機送至干燥機進行氣流干燥；（8）粉碎：干燥脫水的物料進入粉碎機，入料170μm粉碎后40～45μm物料不外溢，即得大米蛋白成品。實施例2以新鮮的米渣（市售）為原料，本實例制取工藝步驟如下：（1）浸泡：投料1000kg新鮮米渣，經檢測，米渣中蛋白為63%、脂肪為9.0%，鎘為0.98mg/kg，采用絞龍輸送機送至8m3已添加好45℃熱水的調漿罐中，調節溶液濃度為10～12%，攪拌時間為0.5～1.5小時；（2）研磨：用化工泵將料液輸送至濕式磨機進行粉碎，得到為60目的漿液；（3）酸解反應：將研磨后的物料和濃度為10%的食品級磷酸分別通過化工泵和計量泵從原料入口1.5.2和磷酸入口1.5.1輸送至酸解混合器1.5為帶有攪拌器的的混合罐。維持混合罐中的溫度為60～70℃,調節料液的ph為3.5～3.6，再通過進料泵1.6將混合后的料液輸送至回轉殼中，使得磷酸和物料進行充分的反應。進料泵1.6流量q為6.5m3/h。最后再將反應后料液從頂部流入外接的儲罐，料液降溫至50℃；（4）離心分離：用化工泵將加酸反應后料液輸送至十二級旋液分離器中，進料流量為20～21m3/h,底物出流量為12～12.5m3/h，保持底流壓力為0.8～0.85mpa，收集底流料液至皂化反應罐中；（5）皂化反應：添加濃度為10%食品級氫氧化鈉液至ph6.9-7；（6）過濾：將料液泵入板框壓濾機，進行固液分離，此過程用70℃熱水進行沖洗板框濾餅10min，可將皂化的脂肪、水溶性雜質等排出；（7）干燥：壓濾后的濾餅用螺旋輸送機送至干燥機進行氣流干燥；（8）粉碎：干燥脫水的物料進入粉碎機，入料170μm粉碎后40～45μm物料不外溢，即得大米蛋白成品。實施例3以新鮮的米渣（市售）為原料，本實例制取工藝步驟如下：（1）浸泡：投料1000kg新鮮米渣，經檢測，米渣中蛋白為63%、脂肪為9.4%，鎘為0.81mg/kg，采用絞龍輸送機送至8m3已添加好45℃熱水的調漿罐中，調節物料濃度為15～25%，攪拌時間為0.5～1.5小時；（2）研磨：用化工泵將料液輸送至濕式磨機進行粉碎，得到為60目的漿液；（3）酸解反應：將研磨后的物料和濃度為10%的食品級磷酸分別通過化工泵和計量泵從原料入口1.5.2和磷酸入口1.5.1輸送至酸解混合器1.5為帶有攪拌器的的混合罐。維持混合罐中的溫度為60～70℃,調節料液的ph為3.5～3.6，再通過進料泵1.6將混合后的料液輸送至回轉殼中，使得磷酸和物料進行充分的反應。進料泵1.6流量q為12m3/h。最后再將反應后料液輸送至緩存罐中，料液降溫至50℃；（4）離心分離：用化工泵將加酸反應后料液輸送至十二級旋液分離器中，進料流量為20～21m3/h,底物出流量為12～12.5m3/h，保持底流壓力為0.8～0.85mpa，收集底流料液至皂化反應罐中；（5）皂化反應：添加濃度為10%食品級氫氧化鈉液至ph6.9-7；（6）過濾：將料液泵入板框壓濾機，進行固液分離，此過程用70℃熱水進行沖洗板框濾餅10min，可將皂化的脂肪、水溶性雜質等排出；（7）干燥：壓濾后的濾餅用螺旋輸送機送至干燥機進行氣流干燥；（8）粉碎：干燥脫水的物料進入粉碎機，入料170μm粉碎后40～45μm物料不外溢，即得大米蛋白成品。上述實施例數據詳見參照表1。項目蛋白質含量（%）脂肪（%）灰分（%）鎘含量（mg/kg）得率（%）實例一828.53.780.2165實例二80.24.62.170.2067實例三875.881.780.2568表1本發明大米蛋白的分析結果當然，上述說明也并不僅限于上述舉例，本發明未經描述的技術特征可以通過或采用現有技術實現，在此不再贅述；以上實施例及附圖僅用于說明本發明的技術方案并非是對本發明的限制，參照優選的實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，本
技術領域：
的普通技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換都不脫離本發明的宗旨，也應屬于本發明的權利要求保護范圍。當前第1頁12