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    食品工業中瓜爾膠溶液配制設備的研究與應用

    發布日期:2015-02-05 15:31:03
    食品工業中瓜爾膠溶液配制設備的研究與應用和食品工業
    食品工業中瓜爾膠溶液配制設備的研究與應用
    食品工業中瓜爾膠溶液配制設備的研究與應用,為解決食品工業瓜爾膠溶液的配制問題,本文開展了影響溶液配制因素的研究,考察攪拌時間、 靜止時間、溫度對溶液配制的影響;研制了專利溶液配制設備,采用集成化設計、模塊化配置和自動化控制。 主體設備包括高效混合器、靜態分散器、快速釋放機;輔助設備有多級上料裝置、精密給料裝置等;以及自 動控制系統。該設備特點是溶液濃度準確,水粉高效混合,粘度快速釋放,瞬間達到最佳分散狀態,不產生 水包粉現象。膠粉用M在〇.2%~ 1.0%之間連續可調,粘度波動范圍小,自動配液粘度波動±1%,手動配液 粘度波動±2%。配液設備出口粘度達到標稱粘度80%以上,靜止lOmin即達到標稱粘度。
    瓜爾膠又名瓜爾豆膠、胍晈,是從瓜爾豆中 分離出來的一種可食用的多糖化合物,是一種來 源穩定、價格便宜、黏度高、用途廣的食品增稠 劑[|]。這種多糖化合物是半乳甘露聚糖,屬中性 多糖膠,是T業上有著廣泛用途的梢物多糖膠。 半乳甘露聚搪膠水溶液為假塑性流體,大分子在 自然狀態下呈纏繞的網狀結構,因而它在許多工
    業中用作增稠劑、穩定劑、乳化劑、粘結劑和調
    理劑等[2]。
    瓜爾膠用于即食面,可使面團柔軔,切割時 面條不易斷裂,油炸時可避免面條吸人過多的 油,不但可以節省炸油,而且滑爽、不油膩,可 增加面條的韌性,水煮不混湯。還可增加非油炸 面條的彈性,防止面條在干燥過程中粘連,縮短 干燥時間。瓜爾膠是天然植物膠,不象羧甲基纖維素含有難以清除的不良化學物質,而且黏度比羧 甲基纖維素高,所以可使產品品質提高爾成本降低。
    瓜爾膠在具有良好水溶性的同時,也具有獨 特的溶解機理。多數使用廠家沒有掌握,在配制 瓜爾膠溶液時出現溶解速度慢、配制時間長、產 生大量水包粉即“魚眼”等現象,導致實際溶液 濃度偏低,黏度降低,而且‘‘魚眼”一旦形成, 很難再被打破,阻礙包裹在內部的瓜爾膠粉體進 —步溶解,不僅造成原料浪費和配液質量降低, 而且還嚴重影響到膠液的正常配液操作??祹煾?控股有限公司各制面工廠,以前在配制瓜爾膠溶 液過程中,為防止“魚眼”產生,采取將瓜爾膠 和一部分精鹽、食用堿等預混和,食品工業中瓜爾膠溶液配制設備的研究與應用,再用人工方式 緩慢加入到裝有定量水的攪拌罐中,這一配制工 藝不僅沒有從根本上解決“魚眼”問題,反而還 嚴重影響到瓜爾膠的粘度釋放,同時增加了操作 工人的勞動強度。輔之以人工定期清洗攪拌罐和 輸送管道的方式來清除“魚眼”,避免腐敗降解, 維持生產的進行。瓜爾膠在溶解過程中,如果粘 度沒有快速釋放出來,就會導致在使用過程中, 膠液的粘度值逐漸釋放升高,面餅中添加的瓜爾 膠黏度從低到高,使最終方便面的口感、彈性、 脂肪含量、鹽含量等指標產生較大波動。
    筆者針對食品工業使用特點,在長期研究的 基礎上,研制出植物膠高效混配和快速釋放成套 裝置,為行業提供一個較為全面和完善的解決上 述問題的方案,以改進現行配制工藝,確保水粉 高效混合,黏度快速釋放,徹底消除“魚眼”, 提高配液質量。
    2影響溶液配制因素研究
    2.1實驗研究
    瓜爾膠是以半乳甘露聚糖為主要成分的天然 植物膠,屬于高分子聚合物,在水中的溶解原理 是這樣的:當與水接觸時即進行水合,單糖上的 羥基與水中的氫形成氫鍵,從而使聚合物半乳甘 露聚糖水化,隨著水分子進人并結合到聚合物鏈 上的數目增多,聚合物溶脹伸展開來,與其它聚 合物線團相互作用形成粘稠溶液。為了研究瓜爾 膠溶液粘度增長與攪拌強度、靜止時間、溫度等 的關系,選用我院生產的瓜爾膠進行試驗,溶液 粘度按照輕工業部瓜爾膠標準QB2246 - 19%測 定,實驗用瓜爾膠標準粘度為6000mPa* %
    實驗儀器:NDJ-1旋轉粘度計,高速勝器。 實驗原理:以高速攪拌器攪拌不同時間為不 同的攪拌強度,以放置時間為靜止時間。
    2.1.1攪拌時間
    實驗條件:用普通自來水在600〇r/min攪拌 速度下配制濃度1.0%瓜爾膠溶液,常溫下分別 攪拌1、2、3、4、5min,然后測定溶脹5min的
    粘度值。
    表1攪袢時間對溶脹速度彩響 Tab. 1 Influence of agitating time on swelling rate
    攪拌時間min12 3 45
    粘度mPa_ 84300 5200 5750 58005800
    從上表可以看出,瓜爾膠溶液粘度與攪拌時 間有關,增加攪拌時間,會提高溶脹速度,使粘 度升高。
    2.1.2靜止時間
    實驗條件:用普通自來水在_r/min攪拌 速度下配制濃度1.0%瓜爾膠溶液,常溫下攪拌 1 min后靜止放置,分別測定靜置溶脹5、10、15、 20、25、30min 粘度值。
    表2靜止時間對溶液粘度彩響 Tab* 2 Influence of static time on solution viscosity
    靜止時間min5 1015202530
    粘度mPa* s4300 50505300540055005500
    從上表可以看出,瓜爾膠溶液粘度與靜止時間 有關,增加靜止時間,溶脹程度增強,使粘度升高。 2.1.3溫度
    實驗條件:用普通自來水在6000r/min攬拌 速度下配制濃度1.0%瓜爾膠溶液,食品工業中瓜爾膠溶液配制設備的研究與應用,攪拌lrnin后 分別在2
    表3溫度對溶脹速度彩響 Tab. 3 Influence of temperature on swelling rate
    溫度V攬It•時問min51015202530
    2粘度mPa* s480050005100530055005500
    16550055005600560056005600
     
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    從卜.表||丨以•出,瓜爾膠溶液粘度與溢度有 關,相同溶脹時問K溶液溫度低則粘度離,但足 相差不大,"丨以通H延長睜止時間彌補溢度造成 的粘度差。
    3溶液配制設備
    以上述實驗研究為坫礎.研制出適合食品行 業瓜爾膠溶液配制的專用設備,具打自動型和手 動型,配液能力為丨5?90mVh.敁大裝機荇(ft 為28?丨50kw9 3.1設備構成
    主體設備包栝尚效浞合器、胙態分改器、快 速釋放機;輔助設濟冇多級丨•.枓裝代.粘密給料 裝a等;以及n動擰制系統
    主體設備保證水和膠粉迅速A效浞合,保證 溶液粘度的快速杼放,瞬N達到MUi分故狀態, 不產生水包粉的現象=解決了膠粉鉍形成膠W, ifi靜止較長時間釋放粘度的弊端-
    輔助設濟解決廣膠粉丨-.料His.降低n人的 勞動強度,操作力•便,易r•維護;實現膠粉的準 確喂料,確保配制出濃度準確拉定的溶液
    fi動控制系統丨丨|硬件、軟件和配眘儀器組 成,統-山工控計界機擰制.各種參數完全在線 M/K-,按照預設程序自動進行妃液.W打操作簡 單、《制方便、數據準確.穩定可鉺等特點。該 系統提商配液稍度,方便丨,‘丨•息符押.文現丨.業 動化.根據用戶輸人的指令1*1動丨丨餌濃液的妃比 濃度,食接輸出;實現對管線水ft、雄體里溶液 和膠粉的存a等丨>‘丨£的fi動采集和M爾;實現對 幣鋁設格自動監控,對異常怡況進丨if丨動報努; 對餡個生產怡況和I:作進度進行1*1動記尤存儲 和打印。
    3.2工藝水平
    該設條達到丨41內領先水平,溶液濃度準確. 水粉卨效浞合,粘度快速釋放,瞬間達到id佧分 敗狀態,不產生水包粉現象配液紺分包括水 里、膠粉跫的加人銪度高,膠粉用量在0.2%? 1.0%之間連續n丨調,粘度波動范閩小,自動配液 粘度波動*1%,丁動ft:液*2%。水溫15丈fid液 設備出口粘度達到杯稱枯度的95%以上,水?1A 20t達到80%以_匕靜止丨〇min即達到標稱粘 度,適合在-40T至40^環境條件下工作。
    應用
    該配液設備從2001年開始應用于食品、造 紙.冶金、石油等行業,食品工業中瓜爾膠溶液配制設備的研究與應用,完全達到客戶要求.《 得用戶好評。H前£在康師傅控股冇限公司各方 便面制面工廠進行推廣應用,沈陽制而于2009年 7月,fl島制面廠于2010年丨月,窀慶制面廠于 2009年10月,分別采購安裝了該配液設備,用 于鹽水廡中瓜爾膠溶液的配制,該設備到B前為 止ti配制出鹽水12萬噸,全部合格。
    傳統的鹽水配制工藝采用“瓜爾膠和食鹽在干 混機內混合-裝人不銹鋼盆-人T.倒人攪拌梢-泵 人鹽水儲梢”流程,該流程存在的主要問題有:人 工傾倒混合料時不均勻,容易出現膠粉結W現象, 導致膠液濃度降低、膠團堵塞管路、膠液變質等, 同時W為人T.操作時容易出現瀨灑在濕滑地曲的現 象,存在安全隱患。該配液設缶采用干濕分離操作 方式,較好地解決ft述f"!題和隱患,主要體現在 配制出的膠液粘度釋放穩定,膠液品質可保,間時 勞動強度彳1}到明顯改莕。該設濟采丨li 一體式控制方 式.撬裝式結構,食品工業中瓜爾膠溶液配制設備的研究與應用,梢密儀器控制,計量和配比準確, 整機比較操作方便,屮產效率商。
    4建議
    基于詿設資源節約銦社會的耑要,該套設備 的推出H冇*大的社會意義和經濟價值u食品工 業毎年使用瓜爾膠約2萬t,由于配液過程產生的 “魚眼”造成的原理浪費約為5%,合計10001, 造成££接經濟損失1200萬元。如果將黏度沒有快 速釋放出來#致的間接損失也i丨箅進行,總i I•大 約3000萬元,W此該套瓜爾膠溶液配制設備在食 品丁.業的推廣應用史顯必耍。
    本文推薦企業:山東東達生物化工有限公司(http://www.crearmipagina.com/),是專業的瓜爾膠和瓜爾豆膠生產廠家,專業生產瓜爾膠和瓜爾豆膠。擁有雄厚的技術力量,先進的生產工藝和設備。山東東達生物化工有限公司全體員工為海內外用戶提供高技術,高性能,高質量的瓜爾膠和瓜爾豆膠產品。熱忱歡迎國內外廣大客戶合作共贏。
     
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