專利名稱：從豆子分離出其中胚軸的方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種從豆子分離出其中胚軸的方法及設備，尤其是有關一種連續性從豆子分離出其中胚軸的方法及設備。
背景技術：
大豆平均含0.2-0.4％(w/w)的總異黃酮量(isoflavone)，其中以胚軸(hypocotyl)的含量最高，每克胚軸總異黃酮含量可達1.40-1.76％，其次為子葉(cotyledon)的0.15-0.32％和種皮(seed-coat)的0.01-0.02％。大豆主要用于制造色拉油，制油后尚可產生作為飼料用的脫脂大豆粕。因此若能在大豆制油之前先將其中的胚軸分離出來作為高異黃酮含量之原料或產品，將可提高大豆之附加價值。
日本專利第11164678A號案中揭露有一種特定設計的振動機，可藉由調整其頻率使種皮和胚軸從已膨脹打開的大豆中分離，但其須先將大豆浸漬于特別的溶液中使大豆預先膨脹再予以進行胚軸的振篩分離，且所得的產品水份含量甚高需再作二次干燥處理。
日本專利第9313150A號案則利用一特殊設計的滾輪裝置，以壓碾方式使種皮和胚軸從膨脹大豆中分離，此方法仍須預先將大豆以水膨脹。
英國專利GB2151903A揭示一種將黃豆脫皮的設備，其中黃豆被供給到一葉輪的上方，為該葉輪拍打一次并撞擊一壁一次，而使黃豆的種皮與黃豆種子分開。于此方法中，黃豆較佳的系預先經過熱處理，使種皮與種子已經有間隔開(detached)但種皮仍包圍著種子。此專利所揭示的設備除了使黃豆拍打一次及撞擊一次外，仍然不可避免的會對撞擊反彈回來的黃豆繼續施予拍打及撞擊。
發明內容本發明的主要目的為提供一種從豆子分離出其中胚軸的方法及設備，可連續快速從含有兩子葉的豆子中大量分離胚軸，以獲得異黃酮含量較高的胚軸原料或產品。
為達成上述發明目的，依本發明的一種從豆子分離出其中胚軸的方法，其特征在于包含下述步驟將含有兩子葉的未膨潤豆子對準一表面拋射，使豆子飛行一段距離后撞擊該表面，于是一部分的豆子因為與該表面的單次撞擊而分成兩半；收集撞擊后產生的半成品；篩分該半成品而獲得通過一篩網的網下部分及未能通過篩網的網上部分，其中該網下部分具有胚軸為一主要部分。
所述的從豆子分離出其中胚軸的方法，其特征在于該豆子為黃豆，及該單次撞擊前豆子的速度與豆子飛行距離的比為9-11sec-1。
較佳的是，該飛行距離為20-80公分。
較佳的是，該表面為平面、波浪面或凹弧面。
較佳的是，該表面為弧面。
較佳的是，該網下部分含有占總重量70％以上的胚軸。
較佳的是，進一步包含回收該網上部分中未破的豆子并再循環至步驟(a)作為進料。
本發明提供的一種從豆子分離出來其中胚軸的設備，其特征在于包含一使豆子被拋射出的拋射機構；
一位于該豆子的飛行路徑上的撞擊板；一收集機構，位于該撞擊板下方；及一篩選機構。
較佳的是，該拋射機構包含一被動力源驅動的葉輪，該葉輪包含一空心轉軸及設于該轉軸上的葉片；及一位于該空心轉軸上的進料口，當該葉輪被驅動繞該轉軸的一軸心旋轉時，由該進料口進來的豆子將為該葉片所拋射而飛離該葉輪。
較佳的是，該拋射機構包含一鼓風機；一連接于該鼓風機的出風管；及一位于該出風管的進料口，當該鼓風機被驅動向該出風管提供高速空氣時，由該進料口進來的豆子將該高速空氣所攜帶而飛離該出風管。
較佳的是，該撞擊板的位置位于使豆子飛離該拋射機構后飛行20-80公分后撞擊該撞擊板。
較佳的是，該撞擊板面對該拋射機構的一表面為平面、波浪面或凹弧面。
較佳的是，該收集機構包含一平行于該撞擊板的直立基板；及一設于該基板周緣的圍壁，其中該基板近中心處設有一拋射口，以允許飛離該拋射機構的豆子通過該拋射口撞擊該撞擊板；該圍壁圍繞該撞擊板且該圍壁的底部設有一出口，于是撞擊該撞擊板后的半成品因重力進入該出口。
較佳的是，藉由多數支設于該基板的垂直柱及設于該撞擊板上的多數個對應穿孔，而將該撞擊板平行的間隔的支撐于該基板上。
本發明的從豆子分離出其中胚軸的方法及設備，可連續快快速從含有兩子葉的豆子中大量分離胚軸，以獲得異黃酮含量較高的胚軸原料或產品，不須將豆子預先浸漬膨脹或熱處理即可作為進料；所得的胚軸產品不需再作干燥處理，可直接當作食品販售或粉碎成粉末添加至各種食品中，或者作為萃取異黃酮的原料。
圖1為根據本發明之一較佳具體實施例而成之連續快速從大豆中分離胚軸的設備之示意圖。
圖2為適合用作為圖1中的拋射機構30的旋轉葉輪及控制籠之示意圖。
圖3為適合用作為圖1中的拋射機構30的鼓風機及出風管之示意圖。
具體實施方式本發明之上述以及其它目的與優點，可藉由下述配合圖式所作較佳具體實施例之說明被進一步了解。根據本發明之一較佳具體實施例而成之連續快速從大豆中分離胚軸的設備被示于圖1。
首先將購自市場上的黃豆經由提運機10送入進料斗20，再藉由重力作用通過該進料豆的下方開口進入一拋射機構30。該拋射機構30的一側具有一直立基板40，該基板40的中央具有一拋射口41，以允許黃豆通過該拋射口被拋射機構30射出。面對該拋射口41一凹弧形撞擊板50被間隔開的支持于該基板40上，其中該撞擊板設有四個穿孔51，而該基板40垂直的突出有四支對應柱42，于是藉由將該四個穿孔51套于該四支突柱42上而使該撞擊板50被支撐于該四支突柱42上。較佳的，該四支突柱42上具有螺紋，于是可使用螺母(未示于圖中)進一步將該撞擊板50固定在該四支突柱42上。該基板40的四周緣具有一包圍該撞擊板50的圍壁60，且該圍壁60的底部具有一出口61。
本發明藉由調整該拋射機構30的拋射力量及/或該撞擊板50的位置，使得黃豆因為與該撞擊板50的單次撞擊而分開成兩半。雖然并不是撞擊后的所有黃豆都分開成兩半，但未能分開的黃豆可于后續步驟予以回收再被重復拋射/撞擊。
撞擊后的黃豆半成品，受限于圍壁60而落下，進入該出口61，而掉于一輸送帶70上。輸送帶70將黃豆半成品送至另一個提運機80，再被提運機80送入一振篩機90。該振篩機90具有不同網目之篩網上下疊置，于是可將該黃豆半成品分離成最下層的胚軸產品部分，及中間層的子葉產品部分及最上層未破黃豆部分。該胚軸產品部分主要由胚軸及少量的破碎的子葉及種皮組成，于本明的一較佳具體實施例中，該胚軸產品部分含有約74重量％的胚軸。未破碎的黃豆可再進行第二次的撞擊，而使胚軸回收率提高。
適合用作為本發明的拋射機構30包括(但不限于)習知技藝中用于金屬或玻璃表面處理之噴砂設備，例如由旋轉葉輪或高速空氣作為動力的噴砂設備。如圖2所示，該旋轉葉輪主要包含一空心轉軸31，位于轉軸31上的多數片葉片32，及一控制籠33。該空心轉軸31在兩葉片之間具有一進料口34。該控制籠33的一端為封閉，而另一端為打開，且在兩端之間具有一出口35。該控制籠33系不可旋轉的安裝于該空心轉軸31內，于是從該控制籠33的開口端進入的黃豆，僅能由固定方向的出口35通過兩葉片之間的進料口34進入到葉片32的根部，再被旋轉的葉片帶動，而以固定方向被拋離該旋轉葉輪。對業界人士而言，很明顯亦可以使用一鼓風機36及一出風管37的設備，來提供攜帶黃豆飛行所需的高速空氣，如圖3所示。
實施例之試驗黃豆撞擊一次分成兩半的公式1測試條件調整旋轉葉輪機轉速，在距拋射口40公分處架設鋼板，經多次試驗而調整出剛好可以將黃豆擊破成一半的轉速。在距拋射口80公分處架設鋼板重復測試。
2高速攝影架設超高速攝影機，背景裝置一具有長度單位刻度的板。依照測試1所得到之轉速激活旋轉葉輪機，激活攝影機記錄黃豆飛出之速度。
3速度計算由影片中黃豆之飛行軌跡讀計算出其在40公分附近處之速度。80公分處亦同。結果如下表。
4公式導出由所得的黃豆速度V與鋼板的距離S相除可得一數值其范圍為9.3～10.8之間。
鐵板距離黃豆飛行距離(cm) 飛行時間(sec)速度(m/sec)40cm 14 0.035413 0.03 4.313 0.0353.716 0.04 420 0.05 415 0.0354.214.5 0.0354.114.1 0.035415.8 0.04 3.9514 0.035414 0.0354平均4.0280cm 10.5 0.015713.6 0.02 6.811 0.0157.314 0.02 720.5 0.03 6.810.4 0.0156.914 0.02 717.5 0.025721 0.03 718 0.0257.217.3 0.0256.913.8 0.02 6.9平均6.98實施例購自市場的大豆100kg(以測得的異黃酮含量計算出胚軸含量2.6kg)，連續進料到一施轉葉輪機，于轉速2800rpm下將黃豆拋射出，一凹弧形撞擊板被固定于離施轉葉輪機的拋射口40cm之處進行撞擊。
撞擊破碎后之黃豆半成品片再分別經孔洞3×10mm之篩網及10網目(mesh)與12網目組合之篩網進行振篩，并分別收集12網目篩網上的胚軸產品部分，10網目篩網上的子葉產品部分及孔洞3×10mm篩網上的未破碎黃豆。收集到胚軸產品部分有2.32kg，取一部分進行異黃酮含量之測定，再以測得的異黃酮含量計算出其中胚軸含量1.71kg。胚軸產率65.8％。胚軸產品部分的胚軸純度73.7％。
從3×10mm篩網上收集到的未破碎大豆可再進行第二次的撞擊，以提高胚軸產率。
權利要求
1.一種從豆子分離出其中胚軸的方法，其特征在于包含下述步驟(a)將含有兩子葉的未膨潤豆子對準一表面拋射，使豆子飛行一段距離后撞擊該表面，于是一部分的豆子因為與該表面的單次撞擊而分成兩半；(b)收集撞擊后產生的半成品；(c)篩分該半成品而獲得通過一篩網的網下部分及未能通過篩網的網上部分，其中該網下部分具有胚軸為一主要部分。
2.如權利要求1所述的從豆子分離出其中胚軸的方法，其特征在于該豆子為黃豆，及該單次撞擊前豆子的速度與豆子飛行距離的比為9-11sec-1。
3.如權利要求2所述的從豆子分離出其中胚軸的方法，其特征在于該飛行距離為20-80公分。
4.如權利要求1所述的從豆子分離出其中胚軸的方法，其特征在于該表面為平面、波浪面或凹弧面。
5.如權利要求1所述的從豆子分離出其中胚軸的方法，其特征在于該表面為弧面。
6.如權利要求1所述的從豆子分離出其中胚軸的方法，其特征在于該網下部分含有占總重量70％以上的胚軸。
7.如權利要求1所述的從豆子分離出其中胚軸的方法，其特征在于進一步包含回收該網上部分中未破的豆子并再循環至步驟(a)作為進料。
8.一種從豆子分離出來其中胚軸的設備，其特征在于包含一使豆子被拋射出的拋射機構；一位于該豆子的飛行路徑上的撞擊板；一收集機構，位于該撞擊板下方；及一篩選機構。
9.如權利要求8所述的從豆子分離出來其中胚軸的設備，其特征在于該拋射機構包含一被動力源驅動的葉輪，該葉輪包含一空心轉軸及設于該轉軸上的葉片；及一位于該空心轉軸上的進料口，當該葉輪被驅動繞該轉軸的一軸心旋轉時，由該進料口進來的豆子將為該葉片所拋射而飛離該葉輪。
10.如權利要求8所述的從豆子分離出來其中胚軸的設備，其特征在于該拋射機構包含一鼓風機；一連接于該鼓風機的出風管；及一位于該出風管的進料口。
11.如權利要求8所述的從豆子分離出來其中胚軸的設備，其特征在于該撞擊板的位置位于使豆子飛離該拋射機構后飛行20-80公分后撞擊該撞擊板。
12.如權利要求8所述的從豆子分離出來其中胚軸的設備，其特征在于該撞擊板面對該拋射機構的一表面為平面、波浪面或凹弧面。
13.如權利要求8所述的從豆子分離出來其中胚軸的設備，其特征在于該收集機構包含一平行于該撞擊板的直立基板；及一設于該基板周緣的圍壁，其中該基板近中心處設有一拋射口，該圍壁圍繞該撞擊板且該圍壁的底部設有一出口。
14.如權利要求8所述的從豆子分離出來其中胚軸的設備，其特征在于藉由多數支設于該基板的垂直柱及設于該撞擊板上的多數個對應穿孔，而將該撞擊板平行的間隔的支撐于該基板上。
全文摘要
一種從豆子分離出其中胚軸的方法，包含下述步驟將含有兩子葉的未膨潤豆子對準一表面拋射，使豆子飛行一段距離后撞擊該表面，于是一部分的豆子因為與該表面的單次撞擊而分成兩半；收集撞擊后產生的半成品；篩分該半成品而獲得通過一篩網的網下部分及未能通過篩網的網上部分，其中該網下部分具有胚軸為主要部分。一種從豆子分離出其中胚軸的設備，包括一使豆子被拋射出的拋射機構、一位于該豆子的飛行路徑上的撞擊板、一位于該撞擊板下方的收集機構及一篩選機構。本發明的從豆子分離出其中胚軸的方法及設備，可連續快速從含有兩子葉的豆子中大量分離胚軸，以獲得異黃酮含量較高的胚軸原料或產品。
文檔編號A23N15/00GK1547942SQ03131389
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月20日 優先權日2003年5月20日
發明者謝衣鵑, 王昊宸, 林嘉銘, 江文德, 朱燕華 申請人:食品工業發展研究所