一种基于低温等离子体改性麦谷蛋白的设备及方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体的说是一种基于低温等离子体改性麦谷蛋白的设备及方法。

背景技术

低温等离子体改性麦谷蛋白的方法是一种环保、高效、非化学污染的蛋白质改性方法；该方法采用低温等离子体技术，在常温常压下对麦谷蛋白进行改性；改性后的麦谷蛋白，可以显著提高其溶解性、乳化性、乳化稳定性和起泡性等性能，同时还能改善其营养价值。目前，低温等离子体改性麦谷蛋白的方法在食品工业中应用广泛，可用于制作各种营养丰富、口感舒适的食品。

现有技术中，低温等离子体改性麦谷蛋白在加工过程中会通过等离子体表面处理设备进行改性优化，等离子体是一种由自由电子、离子和中性粒子组成的电离气体，具有高能量、高反应活性等特点，可以与蛋白分散液表面发生化学反应，从而实现对蛋白分散液的改性处理，但是现有的等离子体表面处理设备在工作过程中，气体的压力和流速会发生变化，这就会影响气体的流量，进而会影响等离子体气流柱与蛋白分散液表面的距离，从而降低等离子体改性的效果，造成蛋白分散液的优化效果出现下降的情况。

为此，本发明提供一种基于低温等离子体改性麦谷蛋白的设备及方法。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决现有的等离子体表面处理设备在工作过程中，气体的压力和流速会发生变化，这就会影响气体的流量，进而会影响等离子体气流柱与蛋白分散液表面的距离，从而降低等离子体改性的效果，造成蛋白分散液的优化效果出现下降的问题，本发明提出一种基于低温等离子体改性麦谷蛋白的设备及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种基于低温等离子体改性麦谷蛋白的设备，包括工作台，所述工作台上滑动连接有工位座，所述工作台上固接有安装架，所述安装架上滑动连接有升降座，所述升降座上滑动连接有等离子发生器，所述等离子发生器的底端固接有喷射管，所述喷射管的内腔中均匀固接有多组支架，所述支架上固接有固定轴，所述固定轴上转动连接有调节板，所述调节板呈扇形，且多组调节板闭合后组成圆锥状，所述喷射管的管身上套接有固定环，所述固定环的内腔中设有调节组件和多组顶撑杆，所述顶撑杆通过调节组件与固定环滑动连接，且顶撑杆的一端延伸至喷射管的内腔中与调节板活动连接，所述升降座的底端安装有传感器。

优选的，所述调节组件包括电机、转动环和滑块，所述固定环的内腔底部固接有电机，所述电机通过传动组件与转动环连接，所述转动环的顶部固接有螺旋形轨道，所述螺旋形轨道内滑动连接有多组滑块，所述滑块与顶撑杆固接。

优选的，所述传动组件包括齿轮和内齿环，所述电机的输出端与转轴固接，所述转轴上套接有齿轮，所述齿轮与内齿环啮合连接，所述内齿环与固定环的内壁转动连接，所述内齿环的顶部与转动环的底端固接，所述顶撑杆的上方设有导向杆，所述导向杆固定在安装环内壁上，所述导向杆上滑动连接有导向块，所述导向块与顶撑杆固接。

优选的，所述调节板的内侧弧面上均匀固接有多组导流板，相邻的两个所述导流板之间的距离从上到下缓慢减小，且所述导流板远离调节板的一侧设有机翼状凸起。

优选的，所述喷射管的底端呈倒置的漏斗状，所述喷射管的内腔底部固接有固定板，所述固定板上均匀开设有通孔一，所述通孔一内设有弹性密封件一，所述喷射管的底端外侧设有限位组件，所述固定板的下方设有安装管，所述安装管与喷射管的内壁滑动连接，所述限位组件与安装管适配，所述安装管的顶部均匀开设有通孔二，所述通孔二内设有弹性密封件二，所述弹性密封件一与弹性密封件二适配。

优选的，所述限位组件包括环形限位件、弹簧一和限位杆，所述喷射管的底部管身上均匀开设有限位孔，所述限位孔内滑动连接有限位杆，所述限位杆与限位孔内壁之间固接有弹簧二，所述喷射管的底端外侧滑动连接有环形限位件，且环形限位件与喷射管之间固接有弹簧一，所述限位杆靠近环形限位件的一端呈半球状，所述限位杆远离环形限位件的一端呈锥状，且套接有环形橡胶件，所述安装管的外壁上开设有两组卡槽，所述限位杆与卡槽相适配。

优选的，所述弹性密封件一包括圆板一、弹簧三、支板一和密封件一，所述通孔一的内壁顶部固接有圆板一，所述圆板一的下方设有支板一，所述支板一与圆板一上均开设有圆孔一，且支板一与圆板一之间固接有弹簧三，所述支板一的底端固接有密封件一，所述密封件一呈陀螺状，所述通孔一的底端呈锥状，所述密封件一上设有橡胶圈一，所述橡胶圈一与通孔一的底端内壁相适配。

优选的，所述弹性密封件二包括圆板二、弹簧四、支板二和密封件二，所述通孔二的内壁底部固接有圆板二，所述圆板二的上方设有支板二，所述支板二与圆板二上均开设有圆孔二，且支板二与圆板二之间固接有弹簧四，所述支板二的顶端固接有密封件二，所述密封件二呈陀螺状，所述通孔二的顶端呈锥状，所述密封件二上设有橡胶圈二，所述橡胶圈二与通孔二的顶端内壁相适配，所述密封件二与密封件一相对应。

优选的，所述喷射管的外壁上从上到下依次固接有第一阀门和反冲洗管，所述反冲洗管上安装有第二阀门，所述安装管的外壁底部设有螺纹槽。

一种基于低温等离子体改性麦谷蛋白的方法，该方法采用上述所述的一种基于低温等离子体改性麦谷蛋白的设备，该方法包括以下步骤：

S1：将麦谷蛋白混悬于纯水中，得到麦谷蛋白分散液；

S2：利用大气压低温等离子体处理所述麦谷蛋白分散液，得到改性麦谷蛋白分散液；

S3：将所述改性麦谷蛋白分散液干燥，得到改性麦谷蛋白。将麦谷蛋白准确称取一定量的麦谷蛋白粉末与纯水混合，搅拌均匀后得麦谷蛋白分散液。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种基于低温等离子体改性麦谷蛋白的设备及方法，通过升降座底部安装的传感器可以实时的感应喷射管喷出的气流柱与蛋白分散液之间的距离，当距离发生变化时，传感器控制固定环内的调节组件调节多组调节板底端之间的距离，改变多组调节板的形状，进而达到调节等离子体气流从喷射管内喷出的速度，有效的解决了现有技术中，在工作过程内因为气体的压力和流速发生变化会导致气体的流量随之变化，进而影响等离子体气流柱到蛋白分散液表面的距离，造成蛋白分散液的优化效果下降的问题。

2.本发明所述的一种基于低温等离子体改性麦谷蛋白的设备及方法，在设备闲置时，工作人员可通过限位组件对下滑后的安装管进行锁定，使得固定板上的弹性密封件一封堵通孔一，同时，安装管上的弹性密封件二封堵通孔二，进而使得喷射管和安装管均处于密封状态，有效的避免了外界的灰尘杂质进入喷射管和安装管内导致通孔一和通孔二堵塞的情况。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的升降座和喷射管的示意图；

图3是本发明的喷射管的局部剖视图；

图4是图3中A处局部放大图；

图5是图3中B处局部放大图；

图6是图3中C处局部放大图；

图7是本发明的转动环和调节板的第一示意图；

图8是本发明的转动环和调节板的第二示意图；

图9是本发明的喷射管的底部示意图；

图10是本发明的弹性密封件一和弹性密封件二的示意图；

图11是本发明的安装管的示意图；

图12是本发明的限位杆的示意图；

图13是本发明的方法流程图；

图中：1、工作台；2、工位座；3、安装架；4、升降座；5、等离子发生器；6、喷射管；7、第一阀门；8、反冲洗管；9、第二阀门；10、固定环；11、支架；12、固定轴；13、调节板；14、导流板；15、电机；16、转轴；17、齿轮；18、内齿环；19、转动环；20、螺旋形轨道；21、滑块；22、顶撑杆；23、导向块；24、导向杆；25、固定板；26、安装管；27、环形限位件；28、弹簧一；29、限位杆；30、弹簧二；31、通孔一；32、圆板一；33、支板一；34、弹簧三；35、密封件一；36、通孔二；37、圆板二；38、支板二；39、弹簧四；40、密封件二；41、环形橡胶件；42、卡槽；43、传感器。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图12所示，本发明实施例所述的一种基于低温等离子体改性麦谷蛋白的设备，包括工作台1，所述工作台1上滑动连接有工位座2，所述工作台1上固接有安装架3，所述安装架3上滑动连接有升降座4，所述升降座4上滑动连接有等离子发生器5，所述等离子发生器5的底端固接有喷射管6，所述喷射管6的内腔中均匀固接有多组支架11，所述支架11上固接有固定轴12，所述固定轴12上转动连接有调节板13，所述调节板13呈扇形，且多组调节板13闭合后组成圆锥状，所述喷射管6的管身上套接有固定环10，所述固定环10的内腔中设有调节组件和多组顶撑杆22，所述顶撑杆22通过调节组件与固定环10滑动连接，且顶撑杆22的一端延伸至喷射管6的内腔中与调节板13活动连接，所述升降座4的底端安装有传感器43；工作时，工作人员将装有蛋白分散液的容器放置在工位座2上，并将工位座2移动至喷射管6的下方，通过升降座4调节喷射管6底部与容器之间的距离直至设定值，通过等离子发生器5配合喷射管6将含有等离子体的气流喷出对蛋白分散液进行优化改善，通过升降座4底部安装的传感器43可以实时的感应喷射管6喷出的气流柱与蛋白分散液之间的距离，当距离发生变化时，传感器43控制固定环10内的调节组件调节多组调节板13底端之间的距离，改变多组调节板13的形状，进而达到调节等离子体气流从喷射管6内喷出的速度，有效的解决了现有技术中，在工作过程内因为气体的压力和流速发生变化会导致气体的流量随之变化，进而影响等离子体气流柱到蛋白分散液表面的距离，造成蛋白分散液的优化效果下降的问题。

所述调节组件包括电机15、转动环19和滑块21，所述固定环10的内腔底部固接有电机15，所述电机15通过传动组件与转动环19连接，所述转动环19的顶部固接有螺旋形轨道20，所述螺旋形轨道20内滑动连接有多组滑块21，所述滑块21与顶撑杆22固接；工作时，当等离子体气流柱到蛋白分散液表面的距离减小时，通过传感器43控制电机15启动，使得传动组件带动转动环19开始旋转，进而使得多组滑块21沿着螺旋形轨道20滑动，又因为多组滑块21在螺旋形轨道20内是对应分布的，可以确保多组调节板13同步闭合，所以在滑块21滑动时顶撑杆22带动多组调节板13向内收缩减小等离子体气流流动的口径，使得等离子体气流在喷射管6喷出的速度加快，进而使得等离子气流柱到蛋白分散液表面的距离可以保持不变。

所述传动组件包括齿轮17和内齿环18，所述电机15的输出端与转轴16固接，所述转轴16上套接有齿轮17，所述齿轮17与内齿环18啮合连接，所述内齿环18与固定环10的内壁转动连接，所述内齿环18的顶部与转动环19的底端固接，所述顶撑杆22的上方设有导向杆24，所述导向杆24固定在安装环内壁上，所述导向杆24上滑动连接有导向块23，所述导向块23与顶撑杆22固接；工作时，当电机15工作时，转轴16带动齿轮17和内齿环18随之旋转，使得转动环19可以同步转动，确保了多组滑块21可以同步滑动，进而使得多组调节板13可以同步进行调节，通过导向块23与导向杆24之间的滑动配合，可以对顶撑杆22的伸缩滑动起到辅助导向的作用。

所述调节板13的内侧弧面上均匀固接有多组导流板14，相邻的两个所述导流板14之间的距离从上到下缓慢减小，且所述导流板14远离调节板13的一侧设有机翼状凸起；工作时，因为相邻的导流板14之间的距离从上到下是缓慢减小的，所以在等离子体气流经过时会出现压强增大，流速加快的现象，进一步保证了等离子体气流的流速，通过导流板14上的机翼状设计，使得等离子体气流在经过导流板14时会得到进一步加压提速。

所述喷射管6的底端呈倒置的漏斗状，所述喷射管6的内腔底部固接有固定板25，所述固定板25上均匀开设有通孔一31，所述通孔一31内设有弹性密封件一35，所述喷射管6的底端外侧设有限位组件，所述固定板25的下方设有安装管26，所述安装管26与喷射管6的内壁滑动连接，所述限位组件与安装管26适配，所述安装管26的顶部均匀开设有通孔二36，所述通孔二36内设有弹性密封件二40，所述弹性密封件一35与弹性密封件二40适配；工作时，当设备闲置时，工作人员可通过限位组件对下滑后的安装管26进行锁定，使得固定板25上的弹性密封件一35封堵通孔一31，同时，安装管26上的弹性密封件二40封堵通孔二36，进而使得喷射管6和安装管26均处于密封状态，有效的避免了外界的灰尘杂质进入喷射管6和安装管26内导致通孔一31和通孔二36堵塞的情况，当设备需要使用时，通过限位组件可对上滑后的安装管26进行锁定，此时，弹性密封件一35和弹性密封件二40相互顶撑并解除对通孔一31和通孔二36的封堵，使得等离子气流可以喷出，完成对蛋白分散液的优化。

所述限位组件包括环形限位件27、弹簧一28和限位杆29，所述喷射管6的底部管身上均匀开设有限位孔，所述限位孔内滑动连接有限位杆29，所述限位杆29与限位孔内壁之间固接有弹簧二30，所述喷射管6的底端外侧滑动连接有环形限位件27，且环形限位件27与喷射管6之间固接有弹簧一28，所述限位杆29靠近环形限位件27的一端呈半球状，所述限位杆29远离环形限位件27的一端呈锥状，且套接有环形橡胶件41，所述安装管26的外壁上开设有两组卡槽42，所述限位杆29与卡槽42相适配；工作时，当需要封堵喷射管6和安装管26时，通过上滑环形限位件27压缩弹簧一28，使得限位杆29在弹簧二30的弹力作用下脱离安装管26外壁上的下方卡槽42，解除对安装管26的锁定，方便工作人员下滑安装管26，使得上方的卡槽42与限位杆29对应后，松开环形限位件27，使得环形限位件27在弹簧一28的弹力作用下复位，同时挤压限位杆29，进而使得限位杆29带动弹簧二30拉伸，限位杆29滑入安装管26的下方卡槽42内，再次锁定，此时，喷射管6内的弹性密封件一35与安装管26内的弹性密封件二40相互顶撑，使得等离子气流可以喷出，通过限位杆29一端设有的环形橡胶圈41可以加强限位杆29对安装管26的锁定效果。

所述弹性密封件一35包括圆板一32、弹簧三34、支板一33和密封件一35，所述通孔一31的内壁顶部固接有圆板一32，所述圆板一32的下方设有支板一33，所述支板一33与圆板一32上均开设有圆孔一，且支板一33与圆板一32之间固接有弹簧三34，所述支板一33的底端固接有密封件一35，所述密封件一35呈陀螺状，所述通孔一31的底端呈锥状，所述密封件一35上设有橡胶圈一，所述橡胶圈一与通孔一31的底端内壁相适配；工作时，当限位杆29与安装管26的下方卡槽42配合时，密封件一35与密封件二40相互贴合，使得密封件一35脱离通孔一31锥形内壁的同时，支板一33压缩弹簧三34，等离子气流从圆板一32和支板一33上的圆孔一进入通孔一31内，最后从安装管26喷出，当限位杆29与安装管26的上方卡槽42配合时，密封件一35与密封件二40不再接触，在弹簧三34的弹力作用下，密封件一35上的密封圈一与通孔一31的锥形内壁贴合，实现对喷射管6的封堵，避免外界灰尘的进入。

所述弹性密封件二40包括圆板二37、弹簧四39、支板二38和密封件二40，所述通孔二36的内壁底部固接有圆板二37，所述圆板二37的上方设有支板二38，所述支板二38与圆板二37上均开设有圆孔二，且支板二38与圆板二37之间固接有弹簧四39，所述支板二38的顶端固接有密封件二40，所述密封件二40呈陀螺状，所述通孔二36的顶端呈锥状，所述密封件二40上设有橡胶圈二，所述橡胶圈二与通孔二36的顶端内壁相适配，所述密封件二40与密封件一35相对应；工作时，当限位杆29与安装管26的下方卡槽42配合时，密封件二40与密封件一35相互贴合，使得密封件二40脱离通孔二36锥形内壁的同时，支板二38压缩弹簧四39，等离子气流从圆板二37和支板二38上的圆孔二喷出，当限位杆29与安装管26的上方卡槽42配合时，密封件二40与密封件一35不再接触，在弹簧四39的弹力作用下，密封件二40上的密封圈二与通孔二36的锥形内壁贴合，实现对安装管26的封堵，进一步加强了喷射管6的密封性。

所述喷射管6的外壁上从上到下依次固接有第一阀门7和反冲洗管8，所述反冲洗管8上安装有第二阀门9，所述安装管26的外壁底部设有螺纹槽；工作时，定期对喷射管6内部进行反冲洗时，关闭第一阀门7，打开第二阀门9，通过安装管26上设有的螺纹槽外接冲洗管，向喷射管6内反冲洗，反冲洗时，可通过控制调节板13的转动，加强对喷射管6内壁的清洗效果。

如图13所示，一种基于低温等离子体改性麦谷蛋白的方法，该方法采用上述所述的一种基于低温等离子体改性麦谷蛋白的设备，该方法包括以下步骤：

S1：将麦谷蛋白混悬于纯水中，得到麦谷蛋白分散液；

S2：利用大气压低温等离子体处理所述麦谷蛋白分散液，得到改性麦谷蛋白分散液；

S3：将所述改性麦谷蛋白分散液干燥，得到改性麦谷蛋白。将麦谷蛋白准确称取一定量的麦谷蛋白粉末与纯水混合，搅拌均匀后得麦谷蛋白分散液。

工作原理，工作人员将装有蛋白分散液的容器放置在工位座2上，并将工位座2移动至喷射管6的下方，通过升降座4调节喷射管6底部与容器之间的距离直至设定值，通过等离子发生器5配合喷射管6将含有等离子体的气流喷出对蛋白分散液进行优化改善，通过升降座4底部安装的传感器43可以实时的感应喷射管6喷出的气流柱与蛋白分散液之间的距离，当距离发生变化时，传感器43控制固定环10内的调节组件调节多组调节板13底端之间的距离，改变多组调节板13的形状，进而达到调节等离子体气流从喷射管6内喷出的速度，有效的解决了现有技术中，在工作过程内因为气体的压力和流速发生变化会导致气体的流量随之变化，进而影响等离子体气流柱到蛋白分散液表面的距离，造成蛋白分散液的优化效果下降的问题，当等离子体气流柱到蛋白分散液表面的距离减小时，通过传感器43控制电机15启动，使得传动组件带动转动环19开始旋转，进而使得多组滑块21沿着螺旋形轨道20滑动，又因为多组滑块21在螺旋形轨道20内是对应分布的，可以确保多组调节板13同步闭合，所以在滑块21滑动时顶撑杆22带动多组调节板13向内收缩减小等离子体气流流动的口径，使得等离子体气流在喷射管6喷出的速度加快，进而使得等离子气流柱到蛋白分散液表面的距离可以保持不变，当电机15工作时，转轴16带动齿轮17和内齿环18随之旋转，使得转动环19可以同步转动，确保了多组滑块21可以同步滑动，进而使得多组调节板13可以同步进行调节，通过导向块23与导向杆24之间的滑动配合，可以对顶撑杆22的伸缩滑动起到辅助导向的作用，当设备闲置时，工作人员可通过限位组件对下滑后的安装管26进行锁定，使得固定板25上的弹性密封件一35封堵通孔一31，同时，安装管26上的弹性密封件二40封堵通孔二36，进而使得喷射管6和安装管26均处于密封状态，有效的避免了外界的灰尘杂质进入喷射管6和安装管26内导致通孔一31和通孔二36堵塞的情况，当设备需要使用时，通过限位组件可对上滑后的安装管26进行锁定，此时，弹性密封件一35和弹性密封件二40相互顶撑并解除对通孔一31和通孔二36的封堵，使得等离子气流可以喷出，完成对蛋白分散液的优化，当需要封堵喷射管6和安装管26时，通过上滑环形限位件27压缩弹簧一28，使得限位杆29在弹簧二30的弹力作用下脱离安装管26外壁上的下方卡槽42，解除对安装管26的锁定，方便工作人员下滑安装管26，使得上方的卡槽42与限位杆29对应后，松开环形限位件27，使得环形限位件27在弹簧一28的弹力作用下复位，同时挤压限位杆29，进而使得限位杆29带动弹簧二30拉伸，限位杆29滑入安装管26的下方卡槽42内，再次锁定，此时，喷射管6内的弹性密封件一35与安装管26内的弹性密封件二40相互顶撑，使得等离子气流可以喷出，当限位杆29与安装管26的下方卡槽42配合时，密封件一35与密封件二40相互贴合，使得密封件一35脱离通孔一31锥形内壁的同时，支板一33压缩弹簧三34，等离子气流从圆板一32和支板一33上的圆孔一进入通孔一31内，最后从安装管26喷出，当限位杆29与安装管26的上方卡槽42配合时，密封件一35与密封件二40不再接触，在弹簧三34的弹力作用下，密封件一35上的密封圈一与通孔一31的锥形内壁贴合，实现对喷射管6的封堵，避免外界灰尘的进入，当限位杆29与安装管26的下方卡槽42配合时，密封件二40与密封件一35相互贴合，使得密封件二40脱离通孔二36锥形内壁的同时，支板二38压缩弹簧四39，等离子气流从圆板二37和支板二38上的圆孔二喷出，当限位杆29与安装管26的上方卡槽42配合时，密封件二40与密封件一35不再接触，在弹簧四39的弹力作用下，密封件二40上的密封圈二与通孔二36的锥形内壁贴合，实现对安装管26的封堵，进一步加强了喷射管6的密封性，定期对喷射管6内部进行反冲洗时，关闭第一阀门7，打开第二阀门9，通过安装管26上设有的螺纹槽外接冲洗管，向喷射管6内反冲洗，反冲洗时，可通过控制调节板13的转动，加强对喷射管6内壁的清洗效果。

上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。