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食品工业中瓜尔胶溶液配制设备的研究与应用

发布日期:2015-02-05 15:31:03
食品工业中瓜尔胶溶液配制设备的研究与应用和食品工业
食品工业中瓜尔胶溶液配制设备的研究与应用
食品工业瓜尔胶溶液配制设备的研究应用,为解决食品工业瓜尔胶溶液的配制问题,本文开展了影响溶液配制因素的研究,考察搅拌时间、 静止时间、温度对溶液配制的影响;研制了专利溶液配制设备,采用集成化设计、模块化配置和自动化控制。 主体设备包括高效混合器、静态分散器、快速释放机;辅助设备有多级上料装置、精密给料装置等;以及自 动控制系统。该设备特点是溶液浓度准确,水粉高效混合,粘度快速释放,瞬间达到最佳分散状态,不产生 水包粉现象。胶粉用M在〇.2%~ 1.0%之间连续可调,粘度波动范围小,自动配液粘度波动±1%,手动配液 粘度波动±2%。配液设备出口粘度达到标称粘度80%以上,静止lOmin即达到标称粘度。
瓜尔胶又名瓜尔豆胶、胍晈,是从瓜尔豆中 分离出来的一种可食用的多糖化合物,是一种来 源稳定、价格便宜、黏度高、用途广的食品增稠 剂[|]。这种多糖化合物是半乳甘露聚糖,属中性 多糖胶,是T业上有着广泛用途的梢物多糖胶。 半乳甘露聚搪胶水溶液为假塑性流体,大分子在 自然状态下呈缠绕的网状结构,因而它在许多工
业中用作增稠剂、稳定剂、乳化剂、粘结剂和调
理剂等[2]。
瓜尔胶用于即食面,可使面团柔軔,切割时 面条不易断裂,油炸时可避免面条吸人过多的 油,不但可以节省炸油,而且滑爽、不油腻,可 增加面条的韧性,水煮不混汤。还可增加非油炸 面条的弹性,防止面条在干燥过程中粘连,缩短 干燥时间。瓜尔胶是天然植物胶,不象羧甲基纤维素含有难以清除的不良化学物质,而且黏度比羧 甲基纤维素高,所以可使产品品质提高尔成本降低。
瓜尔胶在具有良好水溶性的同时,也具有独 特的溶解机理。多数使用厂家没有掌握,在配制 瓜尔胶溶液时出现溶解速度慢、配制时间长、产 生大量水包粉即“鱼眼”等现象,导致实际溶液 浓度偏低,黏度降低,而且‘‘鱼眼”一旦形成, 很难再被打破,阻碍包裹在内部的瓜尔胶粉体进 —步溶解,不仅造成原料浪费和配液质量降低, 而且还严重影响到胶液的正常配液操作。康师傅 控股有限公司各制面工厂,以前在配制瓜尔胶溶 液过程中,为防止“鱼眼”产生,采取将瓜尔胶 和一部分精盐、食用碱等预混和,食品工业中瓜尔胶溶液配制设备的研究与应用,再用人工方式 缓慢加入到装有定量水的搅拌罐中,这一配制工 艺不仅没有从根本上解决“鱼眼”问题,反而还 严重影响到瓜尔胶的粘度释放,同时增加了操作 工人的劳动强度。辅之以人工定期清洗搅拌罐和 输送管道的方式来清除“鱼眼”,避免腐败降解, 维持生产的进行。瓜尔胶在溶解过程中,如果粘 度没有快速释放出来,就会导致在使用过程中, 胶液的粘度值逐渐释放升高,面饼中添加的瓜尔 胶黏度从低到高,使最终方便面的口感、弹性、 脂肪含量、盐含量等指标产生较大波动。
笔者针对食品工业使用特点,在长期研究的 基础上,研制出植物胶高效混配和快速释放成套 装置,为行业提供一个较为全面和完善的解决上 述问题的方案,以改进现行配制工艺,确保水粉 高效混合,黏度快速释放,彻底消除“鱼眼”, 提高配液质量。
2影响溶液配制因素研究
2.1实验研究
瓜尔胶是以半乳甘露聚糖为主要成分的天然 植物胶,属于高分子聚合物,在水中的溶解原理 是这样的:当与水接触时即进行水合,单糖上的 羟基与水中的氢形成氢键,从而使聚合物半乳甘 露聚糖水化,随着水分子进人并结合到聚合物链 上的数目增多,聚合物溶胀伸展开来,与其它聚 合物线团相互作用形成粘稠溶液。为了研究瓜尔 胶溶液粘度增长与搅拌强度、静止时间、温度等 的关系,选用我院生产的瓜尔胶进行试验,溶液 粘度按照轻工业部瓜尔胶标准QB2246 - 19%测 定,实验用瓜尔胶标准粘度为6000mPa* %
实验仪器:NDJ-1旋转粘度计,高速勝器。 实验原理:以高速搅拌器搅拌不同时间为不 同的搅拌强度,以放置时间为静止时间。
2.1.1搅拌时间
实验条件:用普通自来水在600〇r/min搅拌 速度下配制浓度1.0%瓜尔胶溶液,常温下分别 搅拌1、2、3、4、5min,然后测定溶胀5min的
粘度值。
表1搅袢时间对溶胀速度彩响 Tab. 1 Influence of agitating time on swelling rate
搅拌时间min12 3 45
粘度mPa_ 84300 5200 5750 58005800
从上表可以看出,瓜尔胶溶液粘度与搅拌时 间有关,增加搅拌时间,会提高溶胀速度,使粘 度升高。
2.1.2静止时间
实验条件:用普通自来水在_r/min搅拌 速度下配制浓度1.0%瓜尔胶溶液,常温下搅拌 1 min后静止放置,分别测定静置溶胀5、10、15、 20、25、30min 粘度值。
表2静止时间对溶液粘度彩响 Tab* 2 Influence of static time on solution viscosity
静止时间min5 1015202530
粘度mPa* s4300 50505300540055005500
从上表可以看出,瓜尔胶溶液粘度与静止时间 有关,增加静止时间,溶胀程度增强,使粘度升高。 2.1.3温度
实验条件:用普通自来水在6000r/min揽拌 速度下配制浓度1.0%瓜尔胶溶液,食品工业中瓜尔胶溶液配制设备的研究与应用,搅拌lrnin后 分别在2
表3温度对溶胀速度彩响 Tab. 3 Influence of temperature on swelling rate
温度V揽It•时问min51015202530
2粘度mPa* s480050005100530055005500
16550055005600560056005600
 
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从卜.表||丨以•出,瓜尔胶溶液粘度与溢度有 关,相同溶胀时问K溶液温度低则粘度离,但足 相差不大,"丨以通H延长睁止时间弥补溢度造成 的粘度差。
3溶液配制设备
以上述实验研究为坫础.研制出适合食品行 业瓜尔胶溶液配制的专用设备,具打自动型和手 动型,配液能力为丨5〜90mVh.敁大装机荇(ft 为28〜丨50kw9 3.1设备构成
主体设备包栝尚效浞合器、胙态分改器、快 速释放机;辅助设济冇多级丨•.枓装代.粘密给料 装a等;以及n动拧制系统
主体设备保证水和胶粉迅速A效浞合,保证 溶液粘度的快速杼放,瞬N达到MUi分故状态, 不产生水包粉的现象=解决了胶粉鉍形成胶W, ifi静止较长时间释放粘度的弊端-
辅助设济解决广胶粉丨-.料His.降低n人的 劳动强度,操作力•便,易r•维护;实现胶粉的准 确喂料,确保配制出浓度准确拉定的溶液
fi动控制系统丨丨|硬件、软件和配眘仪器组 成,统-山工控计界机拧制.各种参数完全在线 M/K-,按照预设程序自动进行妃液.W打操作简 单、《制方便、数据准确.稳定可铒等特点。该 系统提商配液稍度,方便丨,‘丨•息符押.文现丨.业 动化.根据用户输人的指令1*1动丨丨饵浓液的妃比 浓度,食接输出;实现对管线水ft、雄体里溶液 和胶粉的存a等丨>‘丨£的fi动采集和M尔;实现对 幣铝设格自动监控,对异常怡况进丨if丨动报努; 对馅个生产怡况和I:作进度进行1*1动记尤存储 和打印。
3.2工艺水平
该设条达到丨41内领先水平,溶液浓度准确. 水粉卨效浞合,粘度快速释放,瞬间达到id佧分 敗状态,不产生水包粉现象配液绀分包括水 里、胶粉跫的加人铕度高,胶粉用量在0.2%〜 1.0%之间连续n丨调,粘度波动范闽小,自动配液 粘度波动*1%,丁动ft:液*2%。水温15丈fid液 设备出口粘度达到杯称枯度的95%以上,水?1A 20t达到80%以_匕静止丨〇min即达到标称粘 度,适合在-40T至40^环境条件下工作。
该配液设备从2001年开始应用于食品、造 纸.冶金、石油等行业,食品工业中瓜尔胶溶液配制设备的研究与应用,完全达到客户要求.《 得用户好评。H前£在康师傅控股冇限公司各方 便面制面工厂进行推广应用,沈阳制而于2009年 7月,fl岛制面厂于2010年丨月,窀庆制面厂于 2009年10月,分别采购安装了该配液设备,用 于盐水庑中瓜尔胶溶液的配制,该设备到B前为 止ti配制出盐水12万吨,全部合格。
传统的盐水配制工艺采用“瓜尔胶和食盐在干 混机内混合-装人不锈钢盆-人T.倒人搅拌梢-泵 人盐水储梢”流程,该流程存在的主要问题有:人 工倾倒混合料时不均匀,容易出现胶粉结W现象, 导致胶液浓度降低、胶团堵塞管路、胶液变质等, 同时W为人T.操作时容易出现瀨洒在湿滑地曲的现 象,存在安全隐患。该配液设缶采用干湿分离操作 方式,较好地解决ft述f"!題和隐患,主要体现在 配制出的胶液粘度释放稳定,胶液品质可保,间时 劳动强度彳1}到明显改莕。该设济采丨li 一体式控制方 式.撬装式结构,食品工业中瓜尔胶溶液配制设备的研究与应用,梢密仪器控制,计量和配比准确, 整机比较操作方便,屮产效率商。
4建议
基于诖设资源节约铟社会的耑要,该套设备 的推出H冇*大的社会意义和经济价值u食品工 业毎年使用瓜尔胶约2万t,由于配液过程产生的 “鱼眼”造成的原理浪费约为5%,合计10001, 造成££接经济损失1200万元。如果将黏度没有快 速释放出来#致的间接损失也i丨箅进行,总i I•大 约3000万元,W此该套瓜尔胶溶液配制设备在食 品丁.业的推广应用史显必耍。
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