本發(fā)明涉及一種植物提取設(shè)備及方法，具體涉及一種高效率的豆粕蛋白提取設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

蛋白質(zhì)是生物體所必需的生物大分子物質(zhì)，是細(xì)胞中含量最豐富，功能最多的大分子物質(zhì)，在各種生命活動過程中發(fā)揮重要作用，是維持生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)表示，成年人每天攝取蛋白質(zhì)應(yīng)在75g以上，而世界人均水平只有68.8g，我國目前平均水平僅60g。蛋白質(zhì)攝入不足主要是由于蛋白質(zhì)的絕對攝入量不足以及攝取的蛋白質(zhì)中的氨基酸的比例失衡導(dǎo)致，目前解決蛋白質(zhì)攝入不足的首要方法是開辟新型蛋白質(zhì)來源，并通過合理的膳食搭配來解決氨基酸比例失衡。動物蛋白雖然是優(yōu)質(zhì)的蛋白源，但其轉(zhuǎn)化途徑要比植物蛋白質(zhì)的提取需要更多的經(jīng)濟(jì)費用及更長的時間周期，而植物蛋白質(zhì)的利用成本相對較低，因此加工利用植物蛋白質(zhì)是我國目前主要的解決蛋白質(zhì)供應(yīng)不足的措施。

按攝取來源可將蛋白質(zhì)分為動物性蛋白質(zhì)和植物性蛋白質(zhì)2類。動物蛋白質(zhì)主要來源于家禽、家畜以及魚類的蛋、奶、肉等。其主要以酪蛋白為主，其特點是吸收利用率極高；植物性蛋白質(zhì)，顧名思義是從植物中提取的，其營養(yǎng)成分與動物蛋白相仿，但植物蛋白質(zhì)外周有纖維薄膜包裹從而使得植物蛋白質(zhì)較動物蛋白難以消化。因此，從人體吸收利用率來說，植物蛋白質(zhì)較動物蛋白低，但經(jīng)過加工后的植物蛋白不僅更容易被人體所吸收，而且由于植物蛋白質(zhì)幾乎不含膽固醇和飽和脂肪酸，所以較動物蛋白更加健康養(yǎng)生。而植物蛋白中大豆蛋白的富含量很大，目前人們提取大豆蛋白中的蛋白一般從豆粕中提取，但是從現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)而言，具有以下缺點：(1)利用傳統(tǒng)的堿溶酸沉法提取蛋白，為保證提取率及資源重復(fù)使用率，人們研制出多次浸提和多次分離的方法，但是大大提高了設(shè)備的占用率，不僅提高了設(shè)備的購置成本，還大大提高了設(shè)備的使用占地面積；(2)豆粕中雖然含脂量很少，但是根據(jù)豆粕的來源不同，不同豆粕中的殘油率不同，一般殘油率在0.63～1.89％，而脂肪和大豆蛋白結(jié)合在一起時蛋白很難被提取出來，對大型企業(yè)而言蛋白提取率降低1％所造成的損耗也很大；針對上述不足，需要設(shè)計和開發(fā)一種高效率的豆粕蛋白提取設(shè)備及方法，能夠補足上述各個缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述存在的問題，本發(fā)明提供一種高效率的豆粕蛋白提取設(shè)備及方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種高效率的豆粕蛋白提取設(shè)備，包括一對并列設(shè)置的罐體A和罐體B、對稱設(shè)置在罐體A和罐體B上端的離心機A和離心機B、設(shè)置在罐體A和罐體B側(cè)邊的后處理罐；所述罐體A和罐體B結(jié)構(gòu)相同，均呈筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部具有一攪拌桿，側(cè)壁上分別具有一進(jìn)水口A及進(jìn)料口A，下端連接一導(dǎo)液管，所述導(dǎo)液管分別延伸至與對應(yīng)的離心機A和離心機B連接；所述離心機A沿水平方向設(shè)置在罐體A上端，該離心機A包括殼體及沿中軸線方向設(shè)置在殼體內(nèi)的螺旋輸送器；所述螺旋輸送器具有一呈小口徑的物料進(jìn)口，中部側(cè)壁具有一出料口，所述物料進(jìn)口與設(shè)置在罐體A上的導(dǎo)液管連接；所述殼體與物料進(jìn)口對應(yīng)的一端下部具有一固相物出料管A，另一端下部具有一清液出料管A；所述固相物出料管A延伸至罐體A中，下端具有一閥門A，側(cè)壁上連接一延伸至罐體B上端的輸料管，所述清液出料管A延伸至罐體A中，下端具有一閥門B，側(cè)壁上連接一輸液管，所述輸液管與后處理罐連接，端部具有一閥門C；所述離心機B設(shè)置在罐體B上端，結(jié)構(gòu)與離心機A結(jié)構(gòu)相同，兩側(cè)下端分別具有一固相物出料管B和清液出料管B，所述固相物出料管B延伸至罐體B中，下端具有一閥門D，側(cè)壁上連接一沉淀物外排管，所述沉淀物外排管端部具有一閥門E，所述清液出料管B與后處理罐連接，端部具有一閥門F，側(cè)壁上連接一殘液外排管，所述殘液外排管端部具有一閥門G；所述后處理罐側(cè)壁上分別具有一進(jìn)水口B及進(jìn)料口B。

優(yōu)選的，所述輸料管內(nèi)部沿中軸線方向設(shè)置一螺旋推送桿。

優(yōu)選的，所述罐體A和罐體B下端分別具有一檢修閥。

本發(fā)明基于一種高效率的豆粕蛋白提取設(shè)備，公開了一種高效率的豆粕蛋白提取方法，所述提取方法具體如下：

(1)一次浸提：將水與豆粕按8～12:1的比例添加到罐體A中進(jìn)行混合，并向其中添加NaOH溶液調(diào)至PH為8～9，然后在攪拌桿的攪拌下浸泡5～20min；

(2)分離：將一次浸提完成的液體通過導(dǎo)液管輸送至分離機A中進(jìn)行分離，此時閥門A和閥門C打開，使分離得到的液體從清液出料管A和輸液管中流向后處理罐中，使分離得到的固相物從固相物出料管A中繼續(xù)流向罐體A中；

(3)二次浸提：將水與固相物按4～6:1的比例混合，并向罐體A中繼續(xù)添加NaOH溶液調(diào)至PH為8～9，然后在攪拌桿的攪拌下浸泡5～20min；

(4)分離：將二次浸提完成的液體通過導(dǎo)液管輸送至分離機A中進(jìn)行分離，此時閥門A關(guān)閉，閥門B和螺旋推動桿打開，使分離得到的液體從清液出料管A中流向罐體A中，使分離得到的固相物通過輸料管和螺旋推送桿的作用運輸至罐體B中；

(5)一次水解：將水與步驟(4)得到的固相物按8～12:1的比例添加到罐體B中進(jìn)行混合，并添加檸檬酸調(diào)至PH為5～7，然后向溶液中加入脂肪酶，在攪拌桿的攪拌下浸泡45～80min；

(6)分離：將一次水解完成的液體通過導(dǎo)液管輸送至分離機B中進(jìn)行分離，此時閥門D和閥門G打開，使分離得到的液體從殘液外排管中排出，使分離得到的固相物從固相物出料管B中繼續(xù)流向罐體B中；

(7)二次水解：將水與步驟(6)得到的固相物按4～6:1的比例混合，并添加檸檬酸調(diào)至PH為5～7，然后向溶液中加入蛋白酶，在攪拌桿的攪拌下浸泡45～80min；

(8)分離：將二次水解完成的液體通過導(dǎo)液管輸送至分離機中進(jìn)行分離，此時閥門D和閥門G關(guān)閉，閥門E和閥門F打開，使分離得到的固相物通過沉淀物外排管排出，使分離得到的液體進(jìn)入后處理罐中；

(9)酸沉：將后處理罐中的液體在100～120℃的溫度下滅菌10～20min，然后加檸檬酸調(diào)至PH為4～5，使溶液在酸性條件下進(jìn)行酸沉，最終得到沉淀物即為提取的豆粕蛋白。

優(yōu)選的，所述步驟(2)步驟(4)中的一次浸提和二次浸提的溫度控制為25～40℃。

優(yōu)選的，所述步驟(5)和步驟(7)中一次水解和二次水解的溫度控制為35～55℃。

優(yōu)選的，所述步驟(1)～步驟(4)重復(fù)執(zhí)行兩次后開始執(zhí)行步驟(5)～步驟(9)。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)高效率的豆粕蛋白提取設(shè)備主要包括兩個部分，一部分用于浸提，另一部分用于水解，同時兩部分可根據(jù)要求多次重復(fù)使用，不僅提高了蛋白的提取效率，也降低了設(shè)備的占地面積及購置成本。

(2)輸料管內(nèi)部沿中軸線方向設(shè)置一螺旋推送桿，主要由于固相物的流動性較差，因此通過螺旋推送桿有效保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。

(3)罐體A和罐體B下端分別具有一檢修閥，用于對罐體A和罐體B進(jìn)行檢修，進(jìn)一步提高設(shè)備設(shè)計的合理性。

(4)高效率的豆粕蛋白提取方法主要包括兩次浸提和兩次水解，浸提主要采用堿溶的方法，同時兩次循環(huán)操作既保證了蛋白的提取率也減少了經(jīng)分離得到的液體的浪費；水解主要是將豆粕中少量與脂肪結(jié)合的蛋白分離出來，有效提高蛋白提取率。

(5)步驟(2)步驟(4)中的一次浸提和二次浸提的溫度控制為25～40℃，步驟(5)和步驟(7)中一次水解和二次水解的溫度控制為35～55℃，為浸提和水解提供有效的溫度，保證工作效率的最大化。

(6)步驟(1)～步驟(4)重復(fù)執(zhí)行兩次后開始執(zhí)行步驟(5)～步驟(9)，主要由于水解的時間較長，因此通過重復(fù)兩次步驟(1)～步驟(4)可使整個設(shè)備循環(huán)工作，實現(xiàn)工作效率的最大化。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)的后視圖；

圖4是本發(fā)明所述方法的流程圖；

圖中：1、罐體A；2、罐體B；3、進(jìn)水口A；4、進(jìn)料口A；5、攪拌桿；6、檢修閥；7、導(dǎo)液管；8、離心機A；9、離心機B；10、殼體；11、螺旋輸送器；12、物料進(jìn)口；13、出料口；14、固相物出料管A；15、閥門A；16、清液出料管A；17、閥門B；18、輸液管；19、閥門C；20、清液出料管B；21、閥門F；22、殘液外排管；23、閥門G；24、固相物出料管B；25、閥門D；26、沉淀物外排管；27、閥門E；28、后處理罐；29、進(jìn)水口B；30、進(jìn)料口B；31、輸料管；32、螺旋推送桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

如圖1、圖2及圖3所示，一種高效率的豆粕蛋白提取設(shè)備，包括一對并列設(shè)置的罐體A1和罐體B2、對稱設(shè)置在罐體A1和罐體B2上端的離心機A8和離心機B9、設(shè)置在罐體A1和罐體B2側(cè)邊的后處理罐28；其中罐體A1和罐體B2結(jié)構(gòu)相同，均呈筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部具有一攪拌桿5，側(cè)壁上分別具有一進(jìn)水口A3及進(jìn)料口A4，下端具有一檢修閥6，并連接一導(dǎo)液管7，該導(dǎo)液管7分別延伸至與對應(yīng)的離心機A8和離心機B9連接；離心機A8沿水平方向設(shè)置在罐體A1上端，該離心機A8包括殼體10及沿中軸線方向設(shè)置在殼體10內(nèi)的螺旋輸送器11；螺旋輸送器11具有一呈小口徑的物料進(jìn)口12，中部側(cè)壁具有一出料口13，物料進(jìn)口12與設(shè)置在罐體A1上的導(dǎo)液管7連接；殼體10與物料進(jìn)口12對應(yīng)的一端下部具有一固相物出料管A14，另一端下部具有一清液出料管A16；固相物出料管A14延伸至罐體A1中，下端具有一閥門A15，側(cè)壁上連接一延伸至罐體B2上端的輸料管31，該輸料管31內(nèi)部沿中軸線方向設(shè)置一螺旋推送桿32；清液出料管A16延伸至罐體A1中，下端具有一閥門B17，側(cè)壁上連接一輸液管18，輸液管18與后處理罐28連接，端部具有一閥門C19；離心機B9設(shè)置在罐體B2上端，結(jié)構(gòu)與離心機A8結(jié)構(gòu)相同，兩側(cè)下端分別具有一固相物出料管B24和清液出料管B20，固相物出料管B24延伸至罐體B2中，下端具有一閥門D25，側(cè)壁上連接一沉淀物外排管26，沉淀物外排管26端部具有一閥門E27，清液出料管B20與后處理罐28連接，端部具有一閥門F21，側(cè)壁上連接一殘液外排管22，殘液外排管22端部具有一閥門G23；后處理罐28側(cè)壁上分別具有一進(jìn)水口B29及進(jìn)料口B30。

實施例1

如圖4所示，本發(fā)明還公開了一種高效率的豆粕蛋白提取方法，該提取方法具體如下：

(1)一次浸提：將水與豆粕按8～9:1的比例添加到罐體A1中進(jìn)行混合，并向其中添加NaOH溶液調(diào)至PH為8～8.3，然后在攪拌桿5的攪拌下浸泡5～20min，此時溫度控制為25～30℃；

(2)分離：將一次浸提完成的液體通過導(dǎo)液管7輸送至分離機A8中進(jìn)行分離，此時閥門A15和閥門C19打開，使分離得到的液體從清液出料管A16和輸液管18中流向后處理罐28中，使分離得到的固相物從固相物出料管A14中繼續(xù)流向罐體A1中；

(3)二次浸提：將水與固相物按4～4.8:1的比例混合，并向罐體A1中繼續(xù)添加NaOH溶液調(diào)至PH為8～8.3，然后在攪拌桿5的攪拌下浸泡5～20min，此時溫度控制為25～30℃；

(4)分離：將二次浸提完成的液體通過導(dǎo)液管7輸送至分離機A8中進(jìn)行分離，此時閥門A15關(guān)閉，閥門B17和螺旋推動桿32打開，使分離得到的液體從清液出料管A16中流向罐體A1中，使分離得到的固相物通過輸料管31和螺旋推送桿32的作用運輸至罐體B2中；

(5)重復(fù)上述步驟(1)～步驟(4)，繼續(xù)將一次浸提產(chǎn)生的液體輸送至后處理罐28，將二次浸提產(chǎn)生的固相物輸送至罐體B2中；

(6)一次水解：將二次浸提得到的固相物按8～9:1的比例添加到罐體B2中進(jìn)行混合，并添加檸檬酸調(diào)至PH為6.2～7，然后向溶液中加入脂肪酶，在攪拌桿5的攪拌下浸泡45～80min，此時溫度控制為35～42℃；

(7)分離：將一次水解完成的液體通過導(dǎo)液管7輸送至分離機B9中進(jìn)行分離，此時閥門D25和閥門G23打開，使分離得到的液體從殘液外排管22中排出，使分離得到的固相物從固相物出料管B24中繼續(xù)流向罐體B2中；

(8)二次水解：將水與步驟(7)得到的固相物按4～4.8:1的比例混合，并添加檸檬酸調(diào)至PH為6.2～7，然后向溶液中加入蛋白酶，在攪拌桿的攪拌下浸泡45～80min，此時溫度控制為35～42℃；

(9)分離：將二次水解完成的液體通過導(dǎo)液管輸送至分離機中進(jìn)行分離，此時閥門D25和閥門G23關(guān)閉，閥門E27和閥門F21打開，使分離得到的固相物通過沉淀物外排管26排出，使分離得到的液體進(jìn)入后處理罐28中；

(10)酸沉：將后處理罐28中的液體在100～120℃的溫度下滅菌10～20min，然后加檸檬酸調(diào)至PH為4～5，使溶液在酸性條件下進(jìn)行酸沉，最終得到沉淀物即為提取的豆粕蛋白。

下表為一次浸提、二次浸提、一次水解及二次水解過程中水與固相物的添加比例、PH值及溫度之間的數(shù)值表、與總提取率之間的關(guān)系表：

實施例2

(1)一次浸提：將水與豆粕按9～11:1的比例添加到罐體A1中進(jìn)行混合，并向其中添加NaOH溶液調(diào)至PH為8.3～8.7，然后在攪拌桿的攪拌下浸泡5～20min，此時溫度控制為30～35℃；

(2)分離：將一次浸提完成的液體通過導(dǎo)液管7輸送至分離機A8中進(jìn)行分離，此時閥門A15和閥門C19打開，使分離得到的液體從清液出料管A16和輸液管18中流向后處理罐28中，使分離得到的固相物從固相物出料管A14中繼續(xù)流向罐體A1中；

(3)二次浸提：將水與固相物按4.8～5.4:1的比例混合，并向罐體A1中繼續(xù)添加NaOH溶液調(diào)至PH為8.3～8.7，然后在攪拌桿5的攪拌下浸泡5～20min，此時溫度控制為30～35℃；

(4)分離：將二次浸提完成的液體通過導(dǎo)液管7輸送至分離機A8中進(jìn)行分離，此時閥門A15關(guān)閉，閥門B17和螺旋推動桿32打開，使分離得到的液體從清液出料管A16中流向罐體A1中，使分離得到的固相物通過輸料管31和螺旋推送桿32的作用運輸至罐體B2中；

(5)重復(fù)上述步驟(1)～步驟(4)，繼續(xù)將一次浸提產(chǎn)生的液體輸送至后處理罐28，將二次浸提產(chǎn)生的固相物輸送至罐體B2中；

(6)一次水解：將二次浸提得到的固相物按9～11:1的比例添加到罐體B3中進(jìn)行混合，并添加檸檬酸調(diào)至PH為5.5～6.2，然后向溶液中加入脂肪酶，在攪拌桿5的攪拌下浸泡45～80min，此時溫度控制為42～50℃；

(7)分離：將一次水解完成的液體通過導(dǎo)液管7輸送至分離機B9中進(jìn)行分離，此時閥門D25和閥門G23打開，使分離得到的液體從殘液外排管22中排出，使分離得到的固相物從固相物出料管B24中繼續(xù)流向罐體B2中；

(8)二次水解：將水與步驟(7)得到的固相物按4.8～5.4:1的比例混合，并添加檸檬酸調(diào)至PH為5.5～6.2，然后向溶液中加入蛋白酶，在攪拌桿5的攪拌下浸泡45～80min，此時溫度控制為42～50℃；

(9)分離：將二次水解完成的液體通過導(dǎo)液管輸送至分離機中進(jìn)行分離，此時閥門D25和閥門G23關(guān)閉，閥門E27和閥門F21打開，使分離得到的固相物通過沉淀物外排管26排出，使分離得到的液體進(jìn)入后處理罐28中；

(10)酸沉：將后處理罐28中的液體在100～120℃的溫度下滅菌10～20min，然后加檸檬酸調(diào)至PH為4～5，使溶液在酸性條件下進(jìn)行酸沉，最終得到沉淀物即為提取的豆粕蛋白。

下表為一次浸提、二次浸提、一次水解及二次水解過程中水與固相物的添加比例、PH值及溫度之間的數(shù)值表、與總提取率之間的關(guān)系表：

實施例3

(1)一次浸提：將水與豆粕按11～12:1的比例添加到罐體A1中進(jìn)行混合，并向其中添加NaOH溶液調(diào)至PH為8.7～9，然后在攪拌桿的攪拌下浸泡5～20min，此時溫度控制為35～40℃；

(2)分離：將一次浸提完成的液體通過導(dǎo)液管7輸送至分離機A8中進(jìn)行分離，此時閥門A15和閥門C19打開，使分離得到的液體從清液出料管A16和輸液管18中流向后處理罐28中，使分離得到的固相物從固相物出料管A14中繼續(xù)流向罐體A1中；

(3)二次浸提：將水與固相物按5.4～6:1的比例混合，并向罐體A1中繼續(xù)添加NaOH溶液調(diào)至PH為8.7～9，然后在攪拌桿5的攪拌下浸泡5～20min，此時溫度控制為35～40℃；

(4)分離：將二次浸提完成的液體通過導(dǎo)液管7輸送至分離機A8中進(jìn)行分離，此時閥門A15關(guān)閉，閥門B17和螺旋推動桿32打開，使分離得到的液體從清液出料管A16中流向罐體A1中，使分離得到的固相物通過輸料管31和螺旋推送桿32的作用運輸至罐體B2中；

(5)重復(fù)上述步驟(1)～步驟(4)，繼續(xù)將一次浸提產(chǎn)生的液體輸送至后處理罐28，將二次浸提產(chǎn)生的固相物輸送至罐體B2中；

(6)一次水解：將二次浸提得到的固相物按11～12:1的比例添加到罐體B2中進(jìn)行混合，并添加檸檬酸調(diào)至PH為5～5.5，然后向溶液中加入脂肪酶，在攪拌桿5的攪拌下浸泡45～80min，此時溫度控制為50～55℃；

(7)分離：將一次水解完成的液體通過導(dǎo)液管7輸送至分離機B9中進(jìn)行分離，此時閥門D25和閥門G23打開，使分離得到的液體從殘液外排管22中排出，使分離得到的固相物從固相物出料管B24中繼續(xù)流向罐體B2中；

(8)二次水解：將水與步驟(7)得到的固相物按5.4～6:1的比例混合，并添加檸檬酸調(diào)至PH為5～5.5，然后向溶液中加入蛋白酶，在攪拌桿5的攪拌下浸泡45～80min，此時溫度控制為50～55℃；

(9)分離：將二次水解完成的液體通過導(dǎo)液管輸送至分離機中進(jìn)行分離，此時閥門D25和閥門G23關(guān)閉，閥門E27和閥門F21打開，使分離得到的固相物通過沉淀物外排管26排出，使分離得到的液體進(jìn)入后處理罐28中；

(10)酸沉：將后處理罐28中的液體在100～120℃的溫度下滅菌10～20min，然后加檸檬酸調(diào)至PH為4～5，使溶液在酸性條件下進(jìn)行酸沉，最終得到沉淀物即為提取的豆粕蛋白。

下表為一次浸提、二次浸提、一次水解及二次水解過程中水與固相物的添加比例、PH值及溫度之間的數(shù)值表、與總提取率之間的關(guān)系表：

根據(jù)上述上述實施例，由于蛋白的總提取率均有效控制在91.7％以上，因此可將一次浸提的各參數(shù)(水：固相物，PH值，溫度)設(shè)置為：8～12:1,8～9,25～40℃；將二次浸提的各參數(shù)設(shè)置為：4～6:1，8～9,25～40℃；一次水解的各參數(shù)設(shè)置為：8～12:1,5～7,35～55℃；二次水解的各參數(shù)設(shè)置為：4～6:1，5～7,35～55℃。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。