1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
1 课题意义
随着世界经济的发展，人们的生活水平不断提高，烹饪技术不断精进，膳食结构也普遍发生了变化，碳水精制、高油高盐、多肉少菜的饮食状况降低了人们的膳食纤维摄入量，致使高血压等心血管疾病、糖尿病及癌症等发病率逐年升高，对人们的身体健康造成了极大的威胁，欲降低患病风险可加大膳食纤维在饮食结构中的比例[1]。
我国是小麦生产大国，小麦的年产量曾超1亿多吨，每年仅小麦加工生产的副产品——麦麸就高达2000多万吨。在小麦麸皮中存在一种戊聚糖，这是一种细胞壁多糖，其中阿拉伯木聚糖 (arabinoxylan，ax，又名戊聚糖) 是主要成分[2]。阿拉伯木聚糖是一种非淀粉多糖膳食纤维，根据其溶解性可将其分为水溶性阿拉伯木聚糖和水不溶性阿拉伯木聚糖，二者统称为总阿拉伯木聚糖[3,4]。其中, 水不溶性阿拉伯木聚糖占整个ax含量的80%以上[5,6]。前人研究显示阿拉伯木聚糖对人体健康具有多方面积极作用，如改善肠道菌群环境、抗氧化、抗肿瘤、增强免疫力、降血糖、降血脂等。若阿拉伯木聚糖生产工厂能优化生产工艺、拥有适当的技术支持和资金支持，高效利用麦麸工业化生产阿拉伯木聚糖，不仅能提高小麦综合利用率和副产物高效增值利用，减少原料浪费，还可以增强小麦产业体系的紧密度、促进经济发展、提高人民健康水平。
2. 研究的基本内容和问题
4 研究的目标
本设计针对阿拉伯木聚糖提取得率低，生产力相对不足，结合国内外阿拉伯木聚糖的研究现状和生产经验，设计出年产100吨阿拉伯木聚糖的生产线
5 研究内容
3. 研究的方法与方案
7 研究方法
本设计主要通过查阅国内外关于阿拉伯木聚糖生产的资料和文献，比较各生产方法的效益，综合考虑工厂投入生产的实际情况进行研究。
8 技术路线
|
小麦麸皮预处理 浸泡 |
| 离心 |
| 收集不溶物 |
| 碱提 |
| 离心得清液 |
| 调PH |
| 酶处理 |
| 浓缩 |
| 醇沉 |
| 干燥 |
| 碱溶性戊聚糖 |
9 实验方案
本设计参考相关文献，选用碱提醇沉法提取麦麸中的阿拉伯木聚糖，提取得率、物料衡算及预算经费等将按照参考文献中的工艺流程和实验结果估算，如后期由新的资料或实际实验得出更优工艺流程或更准确的成本估算，本设计也会相应进行改进。
9.1 小麦麸皮的预处理
小麦麸皮充分水洗晾干，粉碎并过60目筛，选用0.1%的H2SO4于60℃温度条件下浸泡2h，离心收集不溶物，用蒸馏水洗麸皮至溶液p H值为7左右。处理后的麸皮烘干，待用。
9.2 小麦麸皮阿拉伯木聚糖提取液的准备
向预处理后的小麦麸皮中加入一定量的NaOH溶液，水浴恒温提取一定时间，离心所得上清液即为小麦麸皮木聚糖提取液。
9.3 小麦麸皮阿拉伯木聚糖的制备
取小麦麸皮木聚糖提取液，调节pH值，加入95%乙醇醇沉一定时间，以转速4000 r/min离心10min，取出沉淀烘干即得纯度较高的阿拉伯木聚糖。
10 可行性分析
从社会层面上看，在经济文化快速增长的今天，人们的健康膳食观念有了显著提高，提高膳食纤维在日常饮食中所占比例已经成了越来越多人所追求的膳食习惯，膳食纤维产品对提高人体健康水平有很大帮助。小麦是全国乃至全世界最重要的主食之一，对其各个部分的精深加工十分符合市场需求，尤其是作为主产品加工副产物的麦麸，提高对麦麸的加工利用率符合市场需求和农产品行业发展趋势。在国务院印发的红头文件《中共中央国务院关于落实发展新理念加快农业现代化实现全面小康目标的若干意见》中也明确提出：“加强规划和政策引导，促进主产区农产品加工业加快发展，支持粮食主产区发展粮食深加工，形成一批优势产业集群。开发拥有自主知识产权的技术装备，支持农产品加工设备改造提升，建设农产品加工技术集成基地。”因此，设计年产100吨阿拉伯木聚糖的生产工厂在社会层面上是可行的。
从经济层面上看，小麦粉制品生产厂在生产过程中会留下大量麦麸，厂家会将麦麸收集再低价售卖给其他需要的厂商，原料购入具有经济可行性。同时，当前银行等贷款业务较多，办理方便，资金来源有所保证。只要根据市场情况和生产实际对阿拉伯木聚糖提取工艺进行合理设计，尽可能将生产的经济效益最大化，便可保证工厂长期有效运营。因此，设计年产100吨阿拉伯木聚糖的生产工厂在经济层面上是可行的。
从技术层面上看，对于阿拉伯木聚糖的提取，国内外已研究出很多较为成熟的技术方法体系，通过查阅文献，可以得知各种方法对提取率的影响程度，及各影响因素的最佳设置参数，了解国内外关于阿拉伯木聚糖提取的最新工艺研究成果，生产工艺设计有了较为可靠的参考依据。因此，设计年产100吨阿拉伯木聚糖的生产工厂在技术层面上是可行的。4. 研究创新点
11 特色
近年烘焙行业市场崛起，消费者对于烘焙产品的口感追求越来越精致，阿拉伯木聚糖被开发应用作许多烘焙产品的品质改良剂，本设计的选择顺应市场潮流，符合农产品精深加工发展趋势。
本设计选用研究数据较多的碱提法从麦麸中提取阿拉伯木聚糖，其提取物的纯化方法选择乙醇沉淀，此法的生产特性非常适合于工业化生产，为工厂顺利生产提供经验基础和数据基础。
5. 研究计划与进展
12 研究计划
2020年3月15日前：进行工艺设计，确定阿拉伯木聚糖的产品方案、班产量、生产工艺流程，完成设备型号选择、物料计算及劳动力定员；
2020年3月15日至31日：进行车间平面图设计，完成生产车间工艺布置和水、电、汽管路设计，估算生产车间水、汽用量；
