CN103435825A - 工业化生产胶原蛋白膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业化生产胶原蛋白膜的方法，特点是它的具体生产过程为：在溶解的胶原蛋白溶液中添加食品级增塑剂等调制成膜液，经过脱泡，在钢带上涂膜，然后通过钢带加热、热风干燥和红外干燥将膜的水分含量干燥至20-30%(w/w)，最后在相对湿度为30-40%，温度为20-40°C下，利用风刀进行揭膜，经过收卷制备成胶原蛋白膜产品。本发明方法生产效率高，可实现胶原蛋白膜工业化的大规模生产，又可以避免利用传统刮刀揭膜的方法造成钢带的损伤。

Description

工业化生产胶原蛋白膜的方法
技术领域
本发明涉及一种工业化生产胶原蛋白膜的方法，属于食品包装材料生产技术领域，具体地说涉及一种通过钢带加热、热风干燥和红外干燥的组合干燥方法对胶原蛋白膜液进行快速干燥、利用风刀进行揭膜的工业化大规模生产方法。
背景技术
随着人们对生态环境保护意识的加强，利用天然高分子材料制备可食膜替代传统的塑料膜日益受到关注，其中利用胶原蛋白制备的可食膜已成为研究热点。然而，由于胶原蛋白本身热敏性强、水溶液粘度大、蒸发潜热高等原因，导致形成的胶原蛋白膜容易粘壁，造成揭膜困难，阻碍了胶原蛋白膜的大规模工业化生产。虽然本申请人在中国专利CN102504302A中公开了一种胶原蛋白膜的制备方法，通过添加可食性疏水物质，采用先低温后高温的干燥方式进行制备胶原蛋白膜，在一定程度上能够进行揭膜，但是由于干燥效率低，而且胶原膜有时还会黏附在钢带上，实际应用中需要借助刮刀才能进行揭膜，这样不仅会造成钢带容易损伤，而且钢带上的胶原蛋白膜如果剥离不干净就会使连续生产中断。因此，本发明在中国专利CN102504302A的基础上采用钢带加热、热风干燥和红外干燥的组合干燥方法提高生产效率，并利用风刀进行揭膜，可实现胶原蛋白膜工业化的大规模生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不会对胶原蛋白膜造成损伤、可以连续揭膜的工业化生产胶原蛋白膜的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
本发明是一种工业化生产胶原蛋白膜的方法，它包括以下步骤：(1) 胶原蛋白膜液的调制：在溶解的胶原蛋白水溶液中，添加1-6%(w/v)的可食性增塑剂混合均匀后进行脱泡，调制成胶原蛋白膜液；(2) 涂膜：利用流延刀将胶原蛋白膜液均匀涂在钢带上；(3) 干燥：采用低温-高温-低温的分段干燥方式，在高温干燥区利用钢带加热、热风干燥和红外干燥的组合干燥方法将涂在钢带上的胶原蛋白膜的水分含量干燥至20-30%(w/w)以下；(4) 揭膜：钢带移动到相对湿度为30-40%，温度为20-40°C下，利用风刀进行揭胶原蛋白膜；(5) 收卷、包装：将从钢带剥离的胶原蛋白膜输送到收卷箱中进行收卷，然后用塑料膜包装，制备成胶原蛋白膜产品。
在步骤(1)中，胶原蛋白水溶液中的蛋白含量为20-40%。
在步骤(2)中，流延刀的温度控制在50-60°C。
在步骤(2)中，钢带上胶原蛋白膜液的厚度为0.15-0.25mm。
在步骤(3)中，所述的低温-高温-低温的分段干燥方式中的温度分布为：(40-60°C)- (60-100°C)- (20-40°C)。
在步骤(3)中，所述的钢带加热方式为：在未涂膜的钢带一侧装上电加热管或红外线加热管对钢带进行加热。
在步骤(4)中，所述的风刀中的空气温度为20-40°C，相对湿度为30-40%，出风口的风速为5-15m/s。
在步骤(5)中，所述的收卷箱的环境相对湿度为20-30%。
采用上述方案后，由于本发明采用钢带加热、热风干燥和红外干燥的组合干燥方法对胶原蛋白溶液进行干燥，可以在短时间内使胶原蛋白膜液迅速干燥成膜，提高生产效率。而且，本发明利用可调整温度和湿度的风刀进行揭膜，避免了传统刮刀揭膜对胶原蛋白膜和钢带造成的损伤。故，本发明具有以下优点：
1、本发明干燥效率高，适合胶原蛋白膜的大规模工业化生产。
2、本发明采用风刀揭膜，避免刮刀对钢带造成损伤。
3、本发明采用风刀揭膜，不会对胶原蛋白膜造成损伤，可以实现连续揭膜。
4、本发明制备的胶原蛋白膜机械强度可达50MPa以上。
下面结合附表和具体实施例对本发明作进一步的说明。
附表说明
表1为胶原蛋白膜的抗拉伸强度和断裂延伸率。
具体实施方式
实施例1 
在200g的鱼皮胶原蛋白中加入0.5L的蒸馏水，在室温下溶胀后，通过60°C水浴加热1h使其溶解，加入40g丙三醇（增塑剂）混合均匀，脱泡调制成胶原蛋白膜液；将流延刀预热至60°C，利用其将调制好的胶原蛋白膜液均匀涂在钢带上，使胶原蛋白膜液的厚度达到0.15mm；涂有胶原蛋白膜液的钢带利用钢带加热（在未涂胶原蛋白膜的钢带一侧装上电加热管或红外线加热管对钢带进行加热）、热风干燥和红外干燥进行干燥，先在60°C的钢带加热和热风干燥下干燥5min，接着在100°C的钢带加热、热风干燥和红外干燥下干燥2分钟，然后在40°C的钢带加热河热风干燥下干燥5分钟，最后钢带移动到相对湿度为30%，温度为40°C下利用风刀进行揭胶原蛋白膜；剥离的胶原蛋白膜输送到相对湿度为30%的收卷箱中进行收卷，并用PET塑料膜进行包装，形成胶原蛋白膜产品。
实施例2
在100g的鱼鳞胶原蛋白中加入0.5L的蒸馏水，在室温下溶胀后，通过60°C水浴加热1h使其溶解，加入20g山梨糖醇（增塑剂）混合均匀，脱泡调制成胶原蛋白膜液；将流延刀预热至50°C，利用其将调制好的胶原蛋白膜液均匀涂在钢带上，使胶原蛋白膜液的厚度达到0.25mm；涂有胶原蛋白膜液的钢带利用钢带加热（在未涂胶原蛋白膜的钢带一侧装上电加热管或红外线加热管对钢带进行加热）、热风干燥和红外干燥进行干燥，先在40°C的钢带加热和热风干燥下干燥5min，接着在80°C的钢带加热、热风干燥和红外干燥下干燥5分钟，然后在60°C的钢带加热和热风干燥下干燥5分钟，最后钢带移动到相对湿度为40%，温度为20°C下利用风刀进行揭胶原蛋白膜；剥离的胶原蛋白膜输送到相对湿度为20%的收卷箱中进行收卷，并用PET塑料膜进行包装，形成胶原蛋白膜产品。
实施例3
在150g的鱼鳞胶原蛋白中加入0.5L的蒸馏水，在室温下溶胀后，通过60°C水浴加热1h使其溶解，加入30g聚乙二醇（增塑剂）混合均匀，脱泡调制成胶原蛋白膜液；将流延刀预热至55°C，利用其将调制好的胶原蛋白膜液均匀涂在钢带上，使胶原蛋白膜液的厚度达到0.20mm；涂有胶原蛋白膜液的钢带利用钢带加热（在未涂胶原蛋白膜的钢带一侧装上电加热管或红外线加热管对钢带进行加热）、热风干燥和红外干燥进行干燥，先在50°C的钢带加热和热风干燥下干燥5min，接着在90°C的钢带加热、热风干燥和红外干燥下干燥4分钟，然后在50°C的钢带加热和热风干燥下干燥5分钟，最后钢带移动到相对湿度为35%，温度为30°C下利用风刀进行揭胶原蛋白膜；剥离的胶原蛋白膜输送到相对湿度为25%的收卷箱中进行收卷，并用PET塑料膜进行包装，形成胶原蛋白膜产品。
本发明与公知技术的对比：
通常在实验室中制备胶原蛋白膜，干燥成膜的时间大约需要24h(专利名称：一种胶原蛋白膜的制备方法；公开号：CN102504302A)，即使采用改进的中国专利（专利名称：胶原蛋白膜的生产方法；公开号：CN101942204A）的干燥方法也需要0.5-6h，而本专利采用钢带加热、热风干燥和红外干燥的组合干燥方法，使膜液中的水分迅速转移到表面并被干燥的热风吹走，因此干燥时间可以控制在15min以内，大大提高了干燥效率。而且，本发明采用了风刀进行揭膜，不会对胶原蛋白膜和钢带造成损伤。通过对本发明制备的胶原蛋白膜的机械性能进行测定，结果发现膜的抗拉伸强度达到50MPa左右(表1)，可以与OPP塑料膜相媲美，说明该方法可以用于胶原蛋白膜的工业化生产，不会破坏膜的机械性能。
综上所述，本发明在在溶解的胶原蛋白溶液中添加食品级增塑剂等调制成膜液，然后在钢带上涂膜，通过钢带加热、热风干燥和红外干燥进行干燥成膜，在一定的湿度和温度下利用风刀进行揭膜，可以制备成胶原蛋白膜产品。本发明方法生产效率高，可实现胶原蛋白膜工业化的大规模生产，又可以避免利用传统刮刀揭膜的方法造成钢带的损伤，将具有重大的产业意义。
上述仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
表1  胶原蛋白膜的抗拉伸强度和断裂延伸率
  实施例1 实施例2 实施例3
抗拉伸强度(MPa) 64.36±3.84 57.81±3.52 60.15±3.97
断裂延伸率(%) 29.16±4.12 28.32±3.07 30.45±4.85

Claims (8)

1.一种工业化生产胶原蛋白膜的方法，其特征在于：它包括以下步骤：(1) 胶原蛋白膜液的调制：在溶解的胶原蛋白水溶液中，添加1-6%(w/v)的可食性增塑剂混合均匀后进行脱泡，调制成胶原蛋白膜液；(2) 涂膜：利用流延刀将胶原蛋白膜液均匀涂在钢带上；(3) 干燥：采用低温-高温-低温的分段干燥方式，在高温干燥区利用钢带加热、热风干燥和红外干燥的组合干燥方法将涂在钢带上的胶原蛋白膜的水分含量干燥至20-30%(w/w)以下；(4) 揭膜：钢带移动到相对湿度为30-40%，温度为20-40°C下，利用风刀揭开胶原蛋白膜；(5) 收卷、包装：将从钢带剥离的胶原蛋白膜输送到收卷箱中进行收卷，然后用塑料膜包装，制备成胶原蛋白膜产品。
2.如权利要求1所述的工业化生产胶原蛋白膜的方法，其特征在于：在步骤(1)中，胶原蛋白水溶液中的蛋白含量为20-40%。
3.如权利要求1所述的工业化生产胶原蛋白膜的方法，其特征在于：在步骤(2)中，流延刀的温度控制在50-60°C。
4.如权利要求1所述的工业化生产胶原蛋白膜的方法，其特征在于：在步骤(2)中，钢带上胶原蛋白膜液的厚度为0.15-0.25mm。
5.如权利要求1所述的工业化生产胶原蛋白膜的方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述的低温-高温-低温的分段干燥方式中的温度分布为：(40-60°C)- (60-100°C)- (20-40°C)。
6.如权利要求1所述的工业化生产胶原蛋白膜的方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述的钢带加热方式为：在未涂膜的钢带一侧装上电加热管或红外线加热管对钢带进行加热。
7.如权利要求1所述的工业化生产胶原蛋白膜的方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述的风刀中的空气温度为20-40°C，相对湿度为30-40%，出风口的风速为5-15m/s。
8.如权利要求1所述的工业化生产胶原蛋白膜的方法，其特征在于：在步骤(5)中，所述的收卷箱的环境相对湿度为20-30%。
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