專利名稱：螺旋輸送機與擠壓機相結(jié)合生產(chǎn)粉末焦糖色素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工，特別是一種螺旋輸送機與擠壓機相結(jié)合生產(chǎn)粉末焦糖色素的方法。
背景技術(shù)：
焦糖色素又稱醬色，是一種深褐色至黑色的液體、塊狀或粉末狀，微苦略帶焦糖香味，國家已在1974年將其作為食品添加劑，用于酒類、飲料、醬油、巧克力、糖漿等行業(yè)，焦糖色素是食品工業(yè)使用的食品添加劑中最受歡迎的一種。
目前，國內(nèi)焦糖色素的生產(chǎn)方法多為傳統(tǒng)作坊式手工方法生產(chǎn)，能夠比較科學(xué)的方法生產(chǎn)廠家很少?，F(xiàn)在常用的是，一種是常壓法，即開口鍋生產(chǎn)法，在常壓下將糖類原料加熱到一定溫度，加入氨水、氨類化合物等不同助劑，繼續(xù)加熱到終點，目前，國內(nèi)絕大多數(shù)廠家采用此種生產(chǎn)方法；另一種是加壓法，即將糖類物質(zhì)放到帶有攪拌器的反應(yīng)器中，用蒸汽將反應(yīng)器加熱到一定溫度后，加入不同助劑，控制反應(yīng)器壓力，保溫反應(yīng)一定時間達到終點后，出料過濾，冷卻成產(chǎn)品。以上兩種方法生產(chǎn)設(shè)備簡單，但控制起來較難，不同壓力、不同溫度、不同反應(yīng)時間，由于反應(yīng)條件難以控制，產(chǎn)品質(zhì)量極不穩(wěn)定，經(jīng)常導(dǎo)致氨鹽等物質(zhì)超標(biāo)，另外操作中，經(jīng)常出現(xiàn)糖漿掛壁或碳化結(jié)焦，反應(yīng)不當(dāng)導(dǎo)致樹脂化，使用起來沉淀量大、廢品、次品率高，因而造成企業(yè)生產(chǎn)成本高，效率低下，液體焦糖還要經(jīng)過冷凍真空干燥或干粉塔干燥，才能得到固體焦糖色素?，F(xiàn)今，國內(nèi)的焦糖色素生產(chǎn)廠家大都采用濕法工藝，國內(nèi)外的研究也都圍繞著原料的選用、生產(chǎn)工藝、設(shè)備的改制，焦糖色素性能等方面開展研究，如《中國調(diào)味品》，2004年6月第6期有篇《擠壓機生產(chǎn)焦糖色素的后處理研究》。在《中國釀造》2003年第I期的《焦糖色素生產(chǎn)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向》;在《中國調(diào)味品》2007年5月第5期刊登了《淀粉擠壓法焦糖色素生產(chǎn)工藝研究》，在《中國釀造》2007年第2期報道《擠壓法焦糖色素生產(chǎn)工藝研究》，在《中國調(diào)味品》2003年2月第2期報道《擠壓法生產(chǎn)焦糖色素的探討》，但未見有關(guān)干法連續(xù)生產(chǎn)粉末焦糖色素的報道。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，為克服現(xiàn)有焦糖色素生產(chǎn)工藝的不足，本發(fā)明之目的就是提供一種螺旋輸送機與擠壓機相結(jié)合生產(chǎn)粉末焦糖色素的方法，可有效解決不易操作，產(chǎn)品質(zhì)量差，生廣效率低的問題。本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，首先安裝螺旋輸送機和擠壓機，構(gòu)成輸送與擠壓的一體生產(chǎn)設(shè)備，然后將原料葡萄糖或蔗糖送入螺旋輸送機內(nèi)，與酸液混合，調(diào)節(jié)原料的PH值，再進入螺旋輸送機內(nèi)的I區(qū)，加熱糖化反應(yīng)，成酸解糖液，送入螺旋輸送機內(nèi)的II區(qū)，注入氨基化合物，進行美拉德反應(yīng)，成液態(tài)的高溫焦糖色素，再經(jīng)過螺旋輸送機的III區(qū)加熱，之后進入擠壓機，經(jīng)真空氣液分離，由冷媒冷卻得到固體物，固體物粉碎即得成品焦糖色素。本發(fā)明方法簡單，易操作，集輸送與擠壓于一體，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，是焦糖色素生產(chǎn)上的創(chuàng)新。
圖I為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。圖2為本發(fā)明的生產(chǎn)設(shè)備剖面主視圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細(xì)說明。由圖1、2所示，本發(fā)明在實施中，是由以下步驟實現(xiàn)
1、進料，調(diào)PH值開動第一調(diào)速電機(2)，帶動螺旋桿(6 )旋轉(zhuǎn)，原料葡萄糖或蔗糖由螺旋輸送機進料口(3)進入螺旋輸送機內(nèi)的I區(qū)，，由計量泵經(jīng)接口(4)將酸液和水打入螺旋輸送機I區(qū)內(nèi)，與原料葡萄糖或蔗糖進行混合，由酸液調(diào)PH值I. 5-4. 5，水的加入量為原料葡萄糖或蔗糖重量的5-25% ；所述的酸液是由硫酸、鹽酸、磷酸或檸檬酸的一種；
2、糖化反應(yīng)加熱至190°C，在壓力O.1-0. 15MPa，進行初步糖化反應(yīng)，得酸解糖液；
3、美拉德反應(yīng)酸解糖液送入螺旋輸送機II區(qū)，同時由流量計經(jīng)接口(5)將氨基化合物送入螺旋輸送機II區(qū)，與酸解糖液混合，氨基化合物的加入量為原料葡萄糖或蔗糖重量的O. 3-1%，加熱至190-230°C，在壓力O. 1-0. 15MPa，進行美拉德反應(yīng)，生成液態(tài)物料；所述的氨基化合物為硫酸氨、亞硫酸氨、氯化銨、尿素、氨基酸或氨氣的一種；
4、加熱美拉德反應(yīng)后生成的液態(tài)物料送入螺旋輸送機III區(qū)，加熱至200-230°C，經(jīng)下料管(11)進入接料斗(12)，并經(jīng)控制閥(13)進入真空槽體(18)內(nèi)的真空腔中進行氣液分離,氣體經(jīng)抽真空口(15)由真空泵抽出；
5、冷卻固化在真空腔內(nèi)，第二調(diào)速電機(14)帶動螺旋擠壓輥(16)旋轉(zhuǎn)工作，在螺旋擠壓輥(16)的作用下，氣液分離后的液態(tài)向出料口方向推進，并先經(jīng)水套(17)冷卻至50°C以下，再經(jīng)_5°C以下的鹽水冷媒(19)冷卻至35°C以下固化后，由出料口(20)排出，粉碎。所述的螺旋輸送機I區(qū)是指螺旋輸送機進料口 3至流量計接口 5之間的區(qū)域，螺旋輸送機II區(qū)是指流量計接口 5至壓力接口 8之間的區(qū)域，螺旋輸送機III區(qū)是指壓力接口8至密封總成9之間的區(qū)域，I區(qū)、II區(qū)、III區(qū)外分別有加熱裝置(如由電加熱絲構(gòu)成的加熱圈)，并由溫度傳感器傳遞溫度信號至控制器，實現(xiàn)對溫度的控制(因該控制形式是公知技術(shù)，故附圖中未給出)。所述的螺旋桿6出料端經(jīng)軸承10和密封總成9裝在螺筒7端部內(nèi)；所述的螺筒7上有壓力傳感器接口 8，用于接壓力傳感器；所述的真空槽體18上有抽真空口 15，用于接抽真空機；所述的螺旋輸送機和擠壓機裝在箱式的支架I上，支架呈高低臺階狀，其中螺旋輸送機置于高臺上面，擠壓機置于低臺上面，螺旋輸送機的出料管11正對裝在擠壓機上的接料斗12。將葡萄糖15kg進入預(yù)熱到指定溫度的螺旋輸送機內(nèi)，啟動計量泵，打開流量計接口上的氨基化合物流量計，3-5分鐘后，擠壓機擠出固定固體焦糖色素，成品檢驗pH值為
3.8，干燥失重彡3%，色率為6X104，4-甲基咪唑彡O. 012%，耐鹽性好，氨氮彡O. 3%，檢驗結(jié)果完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB8817-2001。本發(fā)明在具體實施中，不同的原料葡萄糖或蔗糖pH值、氨基化合物的加入量及反應(yīng)溫度的不同，可生成不 同規(guī)格的系列產(chǎn)品；還可采用高溫酸解糖液管式與兩端裝機械密封螺旋輸送機相結(jié)合完成本發(fā)明粉末焦糖色素的生產(chǎn)。并經(jīng)有關(guān)部門測試，對環(huán)境評價進行評價，首先，連續(xù)生產(chǎn)不像傳統(tǒng)生產(chǎn)經(jīng)常對設(shè)備進行清洗造成廢水污染環(huán)境，輸送機實現(xiàn)機械化連續(xù)、可控制的工業(yè)化生產(chǎn)，不會產(chǎn)生廢液、廢氣、廢渣；再則，在酸液和氨基化合物的加入方式上做了很大的變革，因而其揮發(fā)量很小，因輸送機是封閉狀態(tài)，物料連續(xù)加熱反應(yīng)，不會導(dǎo)致局部反應(yīng)，原料葡萄糖或蔗糖的利用率高，大大降低了對自然環(huán)境的污染。從上述可以看出，焦糖色素的生產(chǎn)原料是否含有氨基化合物與可分為焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)，焦糖化反應(yīng)是糖類物質(zhì)在高溫條件下，自身發(fā)生聚合、分解，形成黑色素的一類反應(yīng)，由于反應(yīng)過程中，沒有氨基化合物參與反應(yīng)，故焦糖色素成分單一，著色性好，但色率相對較低，較難實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；而本發(fā)明采用初步糖反應(yīng)和美拉德反應(yīng)，美拉德反應(yīng)是目前生產(chǎn)焦糖色素的主要反應(yīng)，糖類化合物在高溫下與氨基化合物，經(jīng)過加熱、脫水、聚合反應(yīng)形成黑色物質(zhì)，其色率高，紅色指數(shù)高，反應(yīng)溫度較焦糖化反應(yīng)低，對設(shè)備要求不高，易實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。在輸送機內(nèi)生產(chǎn)的高溫液態(tài)焦糖色素由螺旋輸送機尾部的排料總成排出，經(jīng)控制閥13進入擠壓機進行氣液分離，真空泵在擠壓機上抽真空口 15，液態(tài)焦糖色素的氣體、水分進入真空槽內(nèi)，由真空泵抽走，液態(tài)焦糖色素由擠壓機向前推進，螺筒出口端外依次裝有水套和_5°C以下的鹽水冷媒，用于液態(tài)焦糖色素冷卻固化，先經(jīng)水套降溫至50°C以下，再經(jīng)鹽水冷媒冷卻至35°C以下，形成固態(tài)焦糖色素。螺旋輸送機是一種連續(xù)生產(chǎn)焦糖色素的設(shè)備，它是一個加有保溫層的、耐腐蝕的連續(xù)輸送設(shè)備，在螺旋輸送機的I區(qū)、II區(qū)、III區(qū)分別設(shè)有溫控探頭的3個溫控感應(yīng)點，可執(zhí)行多種單元操作，如輸送、混合、剪切、加熱、加壓等，完成原料到成品的一系列反應(yīng)過程，一步生成液態(tài)焦糖色素，再經(jīng)氣液分離、冷卻、粉碎即得粉末焦糖色素。由以上情況表明，本發(fā)明與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相比，具有以下突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步，具體是
I、酸液和氨基化合物采用二種方式加入，一是升溫前酸液由計量泵噴射式打入輸送機內(nèi)與原料混合，另一種在輸送機二次升溫糖化反應(yīng)時，氨基化合物由流量計計量打入輸送機內(nèi)與物料混合，其優(yōu)點是加入容易，并能與物料在高溫下充分混合均勻；比較傳統(tǒng)生產(chǎn)而言，節(jié)省了原料，提高使用率，氨基化合物用量少，產(chǎn)品中4-甲基咪唑含量低，安全性高。2、本發(fā)明反應(yīng)機理特征在于能夠操作控制美拉德反應(yīng)，在螺旋輸送機II區(qū)生產(chǎn)階段，恰當(dāng)?shù)臏囟取毫?、時間條件下，控制氨基化合物的最小加入量，并不影響焦糖色素的高色率指標(biāo)，且色素中4-甲基咪唑的含量最低。傳統(tǒng)工藝以加入大量催化劑來決定物料的反應(yīng)時間和色率，但相對產(chǎn)生4-甲基咪唑的含量更高。3、本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品色率高，紅色指數(shù)高,粘度低,保質(zhì)期長,生產(chǎn)過程中無焦化現(xiàn)象，因而收率高，操作簡單，整個生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動控制，可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，勞動強度低，連續(xù)生產(chǎn)工藝全過程封閉式生產(chǎn)，因而產(chǎn)品的衛(wèi)生指標(biāo)大大優(yōu)于傳統(tǒng)生產(chǎn)的焦糖色素。4、本發(fā)明連續(xù)生產(chǎn)工藝盡可能使每一單位的反應(yīng)物料，以相同的時間完成與催化劑接觸混合及整個反應(yīng)過程，從分子角度講每一單位物料反應(yīng)時間相等，可保證焦糖膠體分子大小的一致性。5、降解反應(yīng)與焦糖化反應(yīng)幾乎同時進行，先進的技術(shù)，一步生產(chǎn)焦糖色素，產(chǎn)品質(zhì)量好，符合現(xiàn)代食品加工原則。6、粉末狀焦糖色素好處在于溶解性好，運輸和使用方便，目前市面生產(chǎn)產(chǎn)品多液態(tài)焦糖色素，不便于運輸。7、螺旋輸送機與擠壓機生產(chǎn)焦糖色素，設(shè)備投資少，占地面積小，易投資運作，便于工業(yè)化生產(chǎn)。8、本發(fā)明還可廣泛應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)藥等的生產(chǎn)，用途廣，節(jié)能、環(huán) 保，經(jīng)濟和社會效益巨大。
權(quán)利要求
1.一種螺旋輸送機與擠壓機相結(jié)合生產(chǎn)粉末焦糖色素的方法，其特征在于，由以下步驟實現(xiàn) 進料，調(diào)PH值開動第一調(diào)速電機(2 )，帶動螺旋桿(6 )旋轉(zhuǎn)，原料葡萄糖或蔗糖由螺旋輸送機進料口(3)進入螺旋輸送機內(nèi)的I區(qū)，由計量泵經(jīng)接口(4)將酸液和水打入螺旋輸送機I區(qū)內(nèi)，與原料葡萄糖或蔗糖進行混合，由酸液調(diào)PH值I. 5-4. 5，水的加入量為原料重量的5-25% ；所述的酸液是由硫酸、鹽酸、磷酸或檸檬酸的一種； 糖化反應(yīng)加熱至190°C，在壓力O. 1-0. 15MPa，進行初步糖化反應(yīng)，得酸解糖液； 美拉德反應(yīng)酸解糖液送入螺旋輸送機II區(qū)，同時由流量計經(jīng)接口(5)將氨基化合物送入螺旋輸送機II區(qū)，與酸解糖液混合，氨基化合物的加入量為原料重量的O. 3-1%，加熱至190-230°C，在壓力O. 1-0. 15MPa，進行美拉德反應(yīng)，生成液態(tài)物料；所述的氨基化合物為硫酸氨、亞硫酸氨、氯化銨、尿素、氨基酸或氨氣的一種； 加熱美拉德反應(yīng)后生成的液態(tài)物料送入螺旋輸送機III區(qū)，加熱至200-230°C，經(jīng)下料管(11)進入接料斗(12)，并經(jīng)控制閥(13)進入真空槽體(18)內(nèi)的真空腔中進行氣液分離，氣體經(jīng)抽真空口(15)由真空泵抽出； 冷卻固化在真空腔內(nèi)，第二調(diào)速電機(14)帶動螺旋擠壓輥(16)旋轉(zhuǎn)工作，在螺旋擠壓輥(16)的作用下，氣液分離后的液態(tài)向出料口方向推進，并先經(jīng)水套(17)冷卻至50°C以下，再經(jīng)-5 °C以下的鹽水冷媒(19 )冷卻至35 °C以下固化后，由出料口( 20 )排出，粉碎。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺旋輸送機與擠壓機相結(jié)合生產(chǎn)粉末焦糖色素的方法，其特征在于，所述的螺旋輸送機I區(qū)是指螺旋輸送機進料口(3)至流量計接口(5)之間的區(qū)域，螺旋輸送機II區(qū)是指流量計接口(5)至壓力接口(8)之間的區(qū)域，螺旋輸送機III區(qū)是指壓力接口(8)至密封總成(9)之間的區(qū)域，I區(qū)、II區(qū)、III區(qū)外分別有加熱裝置，并由溫度傳感器傳遞溫度信號至控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及螺旋輸送機與擠壓機相結(jié)合生產(chǎn)粉末焦糖色素的方法，可有效解決不易操作，產(chǎn)品質(zhì)量差，生產(chǎn)效率低的問題，其解決的技術(shù)方案是，首先安裝螺旋輸送機和擠壓機，構(gòu)成輸送與擠壓的一體生產(chǎn)設(shè)備，然后將原料葡萄糖或蔗糖送入螺旋輸送機內(nèi)，與水和酸液混合，調(diào)節(jié)原料的pH值，再進入螺旋輸送機內(nèi)的Ⅰ區(qū)，加熱糖化反應(yīng)，成酸解糖液，送入螺旋輸送機內(nèi)的Ⅱ區(qū)，注入氨基化合物，進行美拉德反應(yīng)，成液態(tài)的高溫焦糖色素，再經(jīng)過螺旋輸送機的Ⅲ區(qū)加熱，之后進入擠壓機，經(jīng)真空氣液分離，由冷媒冷卻得到固體物，固體物粉碎即得成品焦糖色素，本發(fā)明方法簡單，易操作，集輸送與擠壓于一體，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，是焦糖色素生產(chǎn)上的創(chuàng)新。
文檔編號C09B61/00GK102634229SQ201210107740
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者蔡家俊, 郭循彥 申請人:蔡家俊