阅读说明：本技术 膳食纤维的生产方法 (Production method of dietary fiber ) 是由 张楠 于 2019-11-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种膳食纤维的生产方法,包括：将称重后的原料和药剂进行混合、高温高压蒸煮、第一次过滤、第一次清洗、漂白、第二次过滤、第二次清洗,其特征在于,将称重后的原料和药剂进行混合、高温高压蒸煮、第一次过滤、第一次清洗、漂白、第二次过滤、第二次清洗操作均维持同一操作环境；本发明具体步骤明了,采用的装置操作简单,能够将多种操作,包括反应和后处理在同一容器内完成,使得各阶段的操作工序由于是在同一个环境下完成而不会对产品质量产生不良影响,此外通过该装置进行漂白和清洗操作的耗水量也大大减少,使用设备的数量也进行了进一步精简,节约了工业成本,操作通过控制系统可以完成,能够实现自动化生产也节约了人力成本。(The invention discloses a production method of dietary fiber, which comprises the following steps: mixing the weighed raw materials and the medicament, high-temperature high-pressure cooking, first filtering, first cleaning, bleaching, second filtering and second cleaning, and is characterized in that the same operation environment is maintained in the operations of mixing the weighed raw materials and the medicament, high-temperature high-pressure cooking, first filtering, first cleaning, bleaching, second filtering and second cleaning; the method has the advantages that the specific steps are clear, the adopted device is simple to operate, various operations including reaction and post-treatment can be completed in the same container, the operation processes in all stages are completed in the same environment, adverse effects on product quality are avoided, water consumption for bleaching and cleaning operations through the device is greatly reduced, the number of used equipment is further reduced, industrial cost is saved, the operation can be completed through a control system, and automatic production and labor cost are saved.)

膳食纤维的生产方法

技术领域

本发明涉及膳食纤维生产技术领域。更具体地说，本发明涉及一种膳食纤维的生产方 法。

背景技术

生产膳食纤维的原材料非常丰富，多种多样，但是基本上都要进行蒸煮、过滤、漂白、 清洗等工艺，去掉原材料中的木素，对过滤后的纤维进行漂白、清洗等工序后，得到有用 的纤维，再进行后段的加工、包装等工序。

用反应釜对原料蒸煮后，在过滤时，要将含有纤维的黑液(碱液)排到过滤罐中进行 过滤，此间由于温度的降低，黑液中木素容易发生缩合反应，致使黑液的粘度上升，不利于黑液的提取；植物纤维中木素的缩合反应，给漂白的操作也增加了难度，现有技术中漂白、清洗等工序都要分部进行，不仅生产工艺复杂，投资大，动力消耗大，设备运行费用 高；黑液的提取率低且黑液的浓度低，耗水量大，生产效率低，人工成本高。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供一种膳食纤维的生产方法，其步骤明 了，采用的装置操作简单，能够将多种操作，包括反应和后处理在同一容器内完成，使得 各阶段的操作工序由于是在同一个环境下完成而不会对产品质量产生不良影响，此外通过 该装置进行漂白和清洗操作的耗水量也大大减少，使用设备的数量也进行了进一步精简， 节约了工业成本，操作通过控制系统可以完成，能够实现自动化生产也节约了人力成本。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种膳食纤维的生产方法，包括：

将称重后的原料和药剂进行混合、高温高压蒸煮、第一次过滤、第一次清洗、漂白、第二次过滤、第二次清洗，其中，将称重后的原料和药剂进行混合、高温高压蒸煮、第一 次过滤、第一次清洗、漂白、第二次过滤、第二次清洗操作均维持同一操作环境。

优选的是，上述操作均在一体化膳食纤维生产装置内完成，所述一体化膳食纤维生产 装置，包括：

蒸球，其为中空的球体，架设在一对竖直底座间；

所述蒸球上最高点设有走料口；所述蒸球内水平固设有圆形板状的过滤组件，其边缘 与所述蒸球内壁固接；所述过滤组件将所述蒸球内的空间分隔为带有走料口的物料处理室 和液体收集室；

一蒸汽管的一端与所述蒸球外部的高温蒸汽管道连接，另一端伸入所述蒸球的物料处 理室内；一排液管的一端与所述蒸球外部管道相连接，另一端伸入至所述液体收集室的底 部；一进液管的一端与蒸球外部的清洗水管道连接，另一端伸入所述蒸球的处理室内，一 排气管的一端与蒸球外部管道相连接，另一端伸入至所述物料处理室内；

其中，所述蒸汽管、所述排液管、所述进液管和所述排气管上均设有密封阀门。

优选的是，所述蒸球上设有一对相对所述蒸球的球心对称的轴孔；两轴孔上分别连接 有同轴的左转动轴和右转动轴；所述右转轴上设有同轴的传动组件；所述左转动轴和所述 右转动轴均通过轴承座与相对应的所述竖直底座连接，使所述蒸球转动；

其中，所述左旋转轴和所述右旋转轴均为空心轴结构，且均安装有旋转接头；

所述排气管与所述进液管同轴套接，通过相应的旋转接头穿过右旋转轴，伸入至所述 蒸球内；所述排液管与所述蒸汽管同轴套接，通过相应的旋转接头穿过左旋转轴，伸入至 所述蒸球内；

所述蒸汽管、所述排液管、所述走液管和所述排气管伸入所述蒸球的部分均与所述蒸 球同时转动。

优选的是，所述蒸球上设置有手动阀，所述手动阀与所述走料口以所述蒸球的中心呈 中心对称设置，所述手动阀位于所述液体收集室的最低处。

优选的是，所述蒸球上靠近所述走料口的位置设有助剂加入阀。

优选的是，所述过滤组件包括:上部压板、滤布和下部筛板，所述上部压板、滤布和下部筛板叠设。

优选的是，所述过滤组件通过多块格栅支撑板与所述蒸球内壁连接，所述格栅支撑板 垂直所述过滤组件且位于所述液体收集室内。

优选的是，所述左转动轴上均同轴套设有左补强板，所述右转动轴上均同轴套设有右 补强板，所述左补强板和所述右补强板均呈碗状，紧贴所述蒸球的外壁；所述左补强板上 以所述左补强板的中心轴为轴心设有多块加强板，所述加强板垂直所述左补强板，且与所 述左转动轴固接；所述右补强板上以所述右补强板的中心轴为轴心设有多块加强板，所述 加强板垂直所述右补强板，且与所述右转动轴固接。

优选的是，所述进液管伸入所述蒸球内的部分弯曲，且贴合所述蒸球的内壁，所述进 液管的弯曲方向朝向所述走料口，所述进液管的端口封闭，管壁上设有多个喷液孔，所述 喷液孔的喷液方向朝向所述过滤组件。

优选的是，所述蒸汽管、所述排液管、所述进液管和所述排气管上的密封阀门均通过 PLC控制系统进行关和开的控制。

本发明至少包括以下有益效果：

本装置利用蒸球设备的蒸煮特点，在蒸球内对原材料完成蒸煮、过滤、漂白、清洗的 过程，特点为：

1)完成蒸煮工序后，利用蒸球内部压力，将黑液与纤维经过滤布分离后将黑液排出 球体外，若后续的压力不够时，可以加入高压气或高温高压蒸汽对球体内部加压，最大限 度的多排出黑液，提高黑液的提取率，黑液通过排液管在球体外部的排液口与管道连接可 以做到集中收集；

2)对含有黑液的纤维进行清洗时，转动蒸球，达到搅拌的目的，可以快速完成清洗的工序，节省水量；

3)在蒸球内水平安装过滤组件，保证纤维在球内漂白后清洗时物料形成的纤维层厚 度均匀，清水从上往下经过纤维层通过滤布进入液体收集室，完成对纤维的清洗，再通过 排液管排出，每处的纤维清洗彻底，节省清水用量。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明 的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的其中一种技术方案所述球内蒸煮、过滤、漂白、清洗一体化生产膳食 纤维装置结构图；

图2为本发明的其中一种技术方案所述球内蒸煮、过滤、漂白、清洗一体化生产膳食 纤维装置A-A’剖面图；

图3为本发明的其中一种技术方案所述过滤组件B处局部放大图；

图4为本发明的其中一种技术方案所述筛板C处局部放大图；

图5为本发明的其中一种技术方案所述压板D处局部放大图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字 能够据以实施。

<实施例1>

一种膳食纤维的生产方法，包括：将称重后的原料燕麦壳和药剂进行混合、依次经过 高温高压蒸煮、第一次过滤、第一次清洗、漂白、第二次过滤、第二次清洗，得到燕麦膳食纤维粗品；

其中，将称重后的原料和药剂进行混合、高温高压蒸煮、第一次过滤、第一次清洗、漂白、第二次过滤、第二次清洗操作均维持同一操作环境；

具体可以为：将过滤使用的装置进行预加热处理，使得过滤使用的装置和经过高温高 压蒸煮后的混合物的温度相差不大，以防止在进行过滤时由于反应后的混合物温度骤降导 致木素发生缩合反应，致使黑液的粘度上升。

<实施例2>

一种膳食纤维的生产方法，包括：

将称重后的原料小麦麸和药剂进行混合、依次经过高温高压蒸煮、第一次过滤、第一 次清洗、漂白、第二次过滤、第二次清洗步骤，得到小麦膳食纤维粗品，上述操作均在一体化膳食纤维生产装置内完成，所述一体化膳食纤维生产装置，包括：

蒸球12，其为中空的球体，架设在一对竖直底座间，以保证蒸球12的稳定性；

所述蒸球12上半圆球面上设有走料口13，进行进料和卸料操作，所述走料口13上还设有密封阀门；所述蒸球12内水平固设有圆形板状的过滤组件，其边缘与所述蒸球12 内壁通过螺栓24固接；所述过滤组件将所述蒸球12内的空间分隔为带有走料口13的上 部的物料处理室和下部的液体收集室；

一蒸汽管11的一端与所述蒸球12外部的高温蒸汽管道连接，另一端伸入所述蒸球12的物料处理室内，伸入至所述蒸球12内的管道向下弯曲，朝向所述过滤组件，高温蒸 汽从所述高温蒸汽管11的蒸汽进口7进入通至所述蒸球12内，所述蒸汽管11在所述蒸 球12外部的管道上设有蒸汽管道阀；一排液管3的一端为排液口6，所述排液口6与所 述蒸球12外部管道相连接，所述排液管3的另一端伸入至所述液体收集室的底部，所述 过滤组件位于所述排液管3另一端的上部，所述排液管3位于所述蒸球12外部的管道上 设有排液口阀，以控制排液；一进液管的一端与蒸球12外部的清洗水管道连接，所述进 液管位于所述蒸球12外的管道上的进液口20处设有进液口阀，所述进液管的另一端伸入 所述物料处理室内；一排气管15的一端与蒸球12外部管道相连接，另一端伸入至所述物 料处理室内，所述排气管15位于所述蒸球12外部的管道上的排气口19处设有排气阀。

具体操作步骤为：

打开蒸汽管道阀，高温高压蒸汽由蒸汽进口7通入，开始加温，装置的温度由蒸汽管 11外接高温蒸汽管道上的压力表显示，装置达到要求的温度后，开始保温，进行蒸、煮工序，达到时间后，打开蒸球12外部的排液口阀，利用蒸球12内部的压力将蒸球12内 的黑液通过排液管3排出球体外部，黑液可以排到与排液口6管道相连接的容器内，直到 没有黑液排出为止，打开蒸汽管道阀，通入高压气体，再利用高压气体的压力，进一步排 放黑液，直到观察高压气或高温高压蒸汽管道上的压力表显示是“零”时为止，同时关闭 排液口阀和蒸汽管道阀；

此外该装置还能够进行清洗漂白操作，具体为打开进液口阀和排气阀，清洗水量由清 洗水管道上的流量计或计量泵控制，待水量达到要求后，关闭进液口阀和排气阀，对蒸球 12内的物料进行清洗，达到时间后，打开排液口阀和蒸汽管道阀，通入高压气体，利用高压气体将清洗液排出，待没有液体流出后，关闭排液口阀和蒸汽管道阀；再打开清洗水进液口阀和排气阀，重复上述动作，直到排出的清洗液PH值达到要求为止；

采用该装置，将高温高压蒸煮后得到的混合物直接利用蒸球12内的蒸气压，对反应 得到的黑液进行排出，若蒸球12内的蒸气压不够还可以通过蒸汽管11向球内加压，使得蒸球12内的液体挤出完全，同时，由于反应和过滤均在蒸球12内完成，使得两步操作之 间不会产生温度差，有效降低了黑液中木素发生缩合反应的概率，保障了产品的质量。

<实施例3>

一种膳食纤维的生产方法，包括：

将称重后的原料甘蔗渣和药剂进行混合、高温高压蒸煮、第一次过滤、第一次清洗、 漂白、第二次过滤和第二次清洗，得到甘蔗纤维粗品，上述操作均在一体化膳食纤维生产 装置内完成，所述一体化膳食纤维生产装置，如图1-5所示，包括：

蒸球12，其为中空的球体，所述蒸球12上设有一对相对所述蒸球12的球心对称的轴孔；两轴孔上分别连接有同轴的左转动轴9和右转动轴16，所述左旋转轴和右旋转轴 均为空心轴结构；所述左转动轴9和所述右转动轴16均水平设置，所述右转轴上设有同 轴的传动组件17；所述左转动轴9和所述右转动轴16上远离所述蒸球12的一端均同轴 连接有一个旋转接头；所述左转动轴9与左旋转接头8的连接，以及所述右转动轴16与 右旋转接头18的连接均通过轴承座10实现；具体的连接方式如图1；其中所述轴承座10 与其相对应的竖直底座间固接，起到支撑架设所述蒸球12的作用；

其中，所述传动组件17可以为齿轮传动或减速机传动，通过外接转动电机，使所述蒸球12能以左转动轴9和右转动轴16为中心进行自转；

所述蒸球12上最高点上设有走料口13，所述走料口13上设有密封阀门，所述蒸球12上靠近所述走料口13的位置设有助剂加入阀5，其中，所述走料口13用于完成上料和 卸料操作，在其他操作中，走料口13封闭；

所述蒸球12内固设有圆形板状的过滤组件，所述过滤组件正对所述走料口13，所述 过滤组件将所述蒸球12内的空间分隔为物料处理室和液体收集室；所述过滤组件的边缘 与所述蒸球12内壁固接；所述滤组件包括:上部压板23、滤布22和下部筛板21，所述上部压板23、滤布22和下部筛板21叠设；所述蒸球12上设置有手动阀1，所述手动阀1 与所述走料口13以所述蒸球12的中心呈中心对称设置，所述手动阀1位于所述液体收集 室的最低处；

其中，所述过滤组件通过多块格栅支撑板2与所述蒸球12内壁连接，所述格栅支撑板2垂直所述过滤组件且位于所述液体收集室内，对过滤组件进行进一步加固和支撑；

一蒸汽管11的一端与蒸球12外部的高温蒸汽管道连接，另一端穿过左旋转轴通过相 应的旋转接头伸入所述蒸球12的处理室内；一排液管3与所述蒸汽管11同轴套接，所述排液管3的一端与蒸球12外部管道相连接，另一端穿过所述蒸汽管11的侧壁伸入至所述 蒸球12内，同时穿过所述过滤组件伸入至所述液体收集室内；所述蒸汽管11和所述排液 管3伸入所述蒸球12的部分与所述蒸球12同时转动；

一进液管的一端与蒸球12外部的清洗水管道连接，其中，清洗水管道可以为自来水 管道，另一端穿过右旋转轴通过相应的旋转接头伸入所述蒸球12的处理室内，一排气管15与所述进液管同轴套接，所述排气管15的一端与蒸球12外部管道相连接，另一端穿 过所述走液管14的侧壁伸入至所述蒸球12的处理室内；所述走液管14管和所述排气管15伸入所述蒸球12的部分与所述蒸球12同时转动；

其中，所述蒸汽管11、所述排液管3、所述进液管和所述排气管15上均设有密封阀门，蒸汽管11上的阀门为蒸汽管道阀，排液管3上的阀门为排液管3阀、进液管上的阀 门为进液阀；

所述过滤组件包括:上部压板23、滤布22和下部筛板21，所述上部压板23、滤布22和下部筛板21叠设，滤布22作用是纤维的回收；

所述过滤组件下部通过多块格栅支撑板2与所述蒸球12内壁连接，以支撑所述过滤 组件，所述格栅支撑板2垂直所述过滤组件且位于所述液体收集室内。

所述左转动轴9上均同轴套设有左补强板4，所述右转动轴16上均同轴套设有右补强板4，所述左补强板4和所述右补强板4均呈碗状，紧贴所述蒸球12的外壁；所述左 补强板4上以所述左补强板4的中心轴为轴心设有多块加强板5，所述加强板5垂直所述 左补强板4，且与所述左转动轴9固接；所述右补强板4上以所述右补强板4的中心轴为 轴心设有多块加强板5，所述加强板5垂直所述右补强板4，且与所述右转动轴16固接。

所述进液管伸入所述蒸球12内的部分弯曲，且贴合所述蒸球12的内壁，所述进液管 的弯曲方向朝向所述走料口13，所述进液管的端口封闭，管壁上设有多个喷液孔，所述喷液孔的喷液方向朝向所述过滤组件。

所述蒸汽管11、所述排液管3、所述进液管和所述排气管15上的密封阀门均通过PLC 控制系统进行关和开的控制。

具体的使用方法为：

1)加料：

启动装置传动组件17，转动球体使走料口13在球体的最顶端停止，清水通过清洗水 进口加入球体内，由流量泵或流量计控制水量(水面液位低于球内排气口)，称重后的原料和药剂由走料口13加入，锁紧走料口13；

2)蒸、煮：

打开蒸汽管道阀，高温高压蒸汽由蒸汽进口7通入，开始加温并启动装置运转，装置 的温度由外部蒸汽管道上的压力表显示，装置运转的速度大小由变频器控制，装置达到要 求的温度后，开始保温，进行蒸、煮工序，达到时间后，将装置的走料口13转到蒸的最 高点，此时球内的排液管3在装置的最低点处，停止装置转动；

3)过滤：

打开球体外部的排液口阀，利用蒸球12内部的压力将蒸球12内的黑液通过排液管3 排至蒸球12外部，黑液可以排到与排液口6管道相连接的容器内，直到没有黑液排出为止，打开蒸汽管道阀，通入高压气体，再利用高压气体的压力，进一步排放黑液，直到观 察高压气或高温高压蒸汽进气管道上的压力表显示是“零”时为止，同时关闭排液口阀和 蒸汽管道阀；

4)清洗：

打开进液口阀和排气阀，走液管14通清洗水，清洗水量由其清洗水管道上的流量计 或计量泵控制，待水量达到要求后，关闭进液口阀和排气阀，启动装置运转，对蒸球12内的物料进行清洗，达到时间后，停止装置转动，手动阀1在最低位，走料口13在最高 位，打开排液口阀和蒸汽管道阀，通入高压气体，利用高压气体将清洗液排出，待没有液 体流出后，关闭排液口阀和蒸汽管道阀；再打开清洗水进液口阀和排气阀，重复上述动作， 直到排出的清洗液PH值达到要求为止；

5)漂白：

将装置停止转动，走料口13在最高位，关闭排液口阀，打开清洗水进液口阀和排气阀，加入定量的清水，水量由流量计或计量泵控制，打开助剂加入阀5，加入漂白助剂， 关闭阀门，打开蒸汽管道阀，启动装置运转，待温度、压力显示达到要求后，关闭蒸汽管 道阀，装置继续动转，达到工艺的时间要求。

6)过滤：

装置停止转运，走料口13在最高位，打开排液口阀和蒸汽管道阀，排出漂液，待高压气显示表显示为“零”时，关闭阀门；

7)清洗：

装置仍停止动转，排液阀口为开启状态，打开清洗水进液口阀，通清洗水对物料进行 清洗工序，直到排出的清洗水PH值达到要求为止；

8)卸料：

启动装置转运，使走料口13旋转对最低点，打开走料口13，将物料从装置里面卸出来，运到相应的车间进行下一步的加工工序；

其中，装置操作的控制，可以利用PLC做成一个控制系统，在控制方式上，即可以自动操作各个部位阀门的关和开，也可以手动完成对各个部位阀门的操作，减小工作人员的劳动强度。

采用该技术方案，在完成蒸煮工序后，可以利用蒸球12内部压力，将黑液与纤维经过滤布22分离后将黑液排出球体外，若后续的压力不够时，可以加入高压气或高温高压 蒸汽对球体内部加压，最大限度的多排出黑液，提高黑液的提取率，黑液通过排液管3在 球体外部的排液口6与管道连接可以做到集中收集；而且，在进行过滤操作时，物料的温 度差较小，黑液中木素的聚合度低，分离效果相较现有技术好，分离彻底；此外，在对含 有黑液的纤维进行清洗时，转动蒸球12，达到搅拌的目的，可以快速完成清洗的工序， 节省水量；在蒸球12内水平安装过滤组件，保证纤维在球内漂白后清洗时物料形成的纤 维层厚度均匀，清水从上往下经过纤维层通过滤布22进入液体收集室，完成对纤维的清 洗，再通过排液管3排出，每处的纤维清洗彻底，节省清水用量。

经检测，按照GB 29946-2013食品添加剂中纤维素检测标准，采用本发明技术方案直 接得到的膳食纤维的纤维素含量达到96％，远超过了现行国标规定的92％，而现有的采用 传统的多装置分步制备得到的膳食纤维的纤维素含量仅为90～93％。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运 用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的图例。