CN1043320A - 预糊化喷雾干燥淀粉附聚粒的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种生产经附聚、喷雾干燥、预糊化淀粉的方法，是在一座喷雾干燥塔中装设两个或多个喷雾-煮制喷嘴并使其喷出流型互相交叉。交叉点要离喷嘴够远以防结团或成球，并且要够近以使颗粒表面够粘性，使之能粘附并积成附聚物。

Description

Pitchon等的USP        4280851披露了喷雾干燥预糊化淀粉的制备方法。该专利披露的方法是将含水的淀粉浆料通过一个或多个位于中心的雾化开口而注入一个两流体式喷咀，以形成较微细的喷雾滴，此专利作为本文的参考资料。通过该喷咀的其他开口通入一种加热介质（例如水蒸汽），并混入雾化的淀粉浆料中，从而将淀粉加热到能使之糊化的温度。由封闭的小室包围雾化和加热介质注入口，并由此室限定一个排出口，排出口的位置能使加热和雾化的淀粉喷雾料逸出该小室。该小室的大小是使通过小室的喷雾液滴停留足够时间（即从雾化开口到逸出口的时间）能使淀粉有效地糊化。大部分糊化作用是在该小室内完成，但在喷雾物料从该封闭小室排出时，由于从该小室中携带出热量和水分，还会发生一些糊化作用。因此，糊化时间包括在室内的时间和从小室排出后仍保持能发生糊化的温度和水分含量的时间。

上述专利还披露了该喷雾物料从封闭小室排出后是进入一个喷雾干燥塔，使喷成的雾滴在热空气流中干燥。该专利还披露了沿一个喷雾干燥塔顶可以排布多个喷咀，以提高喷雾干燥预糊化淀粉的产量。按该专利所制干的预糊化淀粉据称其粒度为80%可通过美制标准筛230目筛，并且其颗粒形态是淀粉颗粒松散粘结的附聚物，颗粒形状是凹瘪的球体，附聚物在水中分散后分离成为单个的颗粒。

业已发现，按该专利方法制造的喷雾干燥淀粉其粒度分布范围很宽，微细颗粒含量很高（例如，颗粒中按重量有55%的粒径小于53微米，即美制270目筛的筛下物）。很需要制成粒度分布较窄的喷雾干燥预糊化淀粉。这样的物料更容易适应含淀粉干混物产品对于优选粒度的要求。还需要在制成的喷雾干燥预糊化淀粉物料中微细粉末（即美制270目筛的筛下物）含量更少。这样，当含淀粉的干混式产品与冷的水质液体混合时例如即食式布丁混配料与牛奶混合时，能改进淀粉的可分散性。

当然，对于颗粒物料已知的调整粒度分布和减少细粉含量的方法是采用附聚方法。一般是采用团块或转鼓中处理方法使细粉末附聚，在操作时向搅拌中的干淀粉粉末喷入液体粘结剂。液体使淀粉颗粒表面溶解，从而在固体颗粒之间形成液体桥，于是在干燥之后就成为颗粒间粘结桥。但是，这样的附聚方法需要单独的附聚工艺过程和设备，因此使成本增加。

本发明的目的是提供一种连续式生产糊化喷雾干燥附聚淀粉的方法，这种淀粉具有较窄粒度分布，并且细粉含量较少。借助于特殊设计的喷咀系统生产附聚的预糊化喷雾干燥淀粉，不需要单独的附聚设备，从而达到本发明目的。

当按本发明方法操作时，就有可能得到粒度分布中美制270筛目筛下物（即小于53微米）颗粒更少的喷雾干燥淀粉。按本发明喷雾干燥方法生产的淀粉一般含有粒度不大于约200微米的附聚粒。为了改进含这种淀粉的布丁类产品的组织纹理，需要使大于美制筛120目（大于125微米）的颗粒尽量少，所以需要筛掉淀粉附聚粒中120目筛的筛上物。这些过大颗粒很容易用常规磨碎设备磨小，例如可用微粉磨机或空气分选磨等等，得到实质上全部物料粒度分布为270目筛上、120目筛下的产品。若需要，可将这些经磨碎淀粉物料再通过美制120目筛，然后与产品主物料流合并。

按本发明，在喷雾干燥塔内设置两个或更多个如USP        4280851中所述类型的带盖、双流体式喷咀，使它们喷出的立体流型在希望的位置相交。这些喷咀的定位必须使颗粒发生互相接触的位置是在颗粒表面还有足够粘结性的位置，以促使这些颗粒相互粘附，但又不能太靠近喷咀的排出口，以免淀粉颗粒发生结球或结块。

图1是用于本发明的双流体式喷咀的纵剖面图。

图2是将图1的两个喷咀安装在圆筒形喷雾干燥塔内之后的顶视图。

图3是图2的立面视图，显示喷雾立体流型相交，形成一个附聚区。

图1是用于本发明的双流体式有盖喷咀10的纵剖面图。在这个喷咀方案中，一般含固体物30-42%（重量）的含水淀粉浆通过导管11而进入喷咀10，先是沿径向向内，然后沿轴向向下，通过在喷咀10中央所形成的雾化开口12，进入设置在雾化开口12下部的旋流段和小孔13。该旋流段和小孔13协助物料雾化，于是把淀粉浆变成锥形的细喷雾雾滴。开始时，未受热的淀粉浆粘度很低，所以能用旋流段和小孔这样的装置使之雾化，形成相当微细的雾滴。这些雾滴是球形的，一般直径约20-200微米。从导管14通入水蒸汽（或其他加热介质），进入位于纵向延伸的雾化开口12周围的环形汇集管15。此环形汇集管的直径随着向下延伸而缩小，到末端成为环形的加热介质注入开口16。水蒸汽通过16注入到已从雾化开口12喷出的雾化淀粉浆中。

由喷咀帽17包盖住雾化开口12和加热介质注入开口16。在喷帽17上有一排出开口18，它的位置正在12和16的对面。由喷咀帽17和雾化开口12及加热介质开口16所包盖的区域构成封闭小室，在这个小室中加热介质喷注到雾化淀粉浆的喷射流中，使淀粉糊化。该小室和排出口18的大小和形状是能使淀粉的温度和含湿量保持一定的时间，足以使淀粉发生糊化作用。这个封闭小室能保持所要求温度和含湿量，使得淀粉能被均匀地糊化。

关于在通道11和14的压力和流过的流量，以及喷咀帽和各开口的大小，由本领域技术人员参考前述USP        4280851即很容易确定。

图2、3阐明一组两个喷咀在喷雾干燥塔上的配置。如图示喷咀10和10′是设置在圆筒形喷雾干燥塔20的偏离中心的位置;但是，本发明并非限定于此种配置方式。一组喷咀中可以多于二个喷咀，但通常不超过四个喷咀。根据喷雾干燥塔的直径，可以设置多组喷咀。

在给定的一组喷咀中，淀粉浆可通过公用供料管21供至每一个喷咀。通过一条或多条水蒸汽管将水蒸汽供至每一个喷咀。如图2所示，喷咀10和10’各连一条水蒸汽管，即14和14’。当然也可以用一条水蒸汽管供入每一个喷咀，但应使每一个喷咀中都通入足量的水蒸汽。最好选用能喷成全锥体流型的喷咀，一般是圆锥流型。各喷咀的导向要使喷出流型完全交叉或交叠。可以使各喷咀互相成斜角，或如图3所示使喷咀10’为竖直向，使该组内的另一或其他喷咀成斜角。在实施本发明时，一组喷咀内各喷咀的喷出流型的相交角应为大于30°，小于120°。优选角度范围为45-90°。关于本发明附聚过程的结果，是有可能从喷雾干燥塔直接得取预糊化的淀粉物料，并且该喷雾干燥物料的粒度是至少有65%（重量）在53微米（美制270筛目）和125微米（美制120筛目）之间，并且基本上不含小于53微米（美制270筛目之下）的颗粒。

按本发明，从煮制小室排出的是喷成雾状的糊化淀粉。随着喷雾颗粒变干，它们产生粘性的半固体表面。恰恰在此时机，使各喷雾流型相交叉，使颗粒的粘性表面接触而起到半液状粘结剂作用，使之发生粘附。随着干燥进程，在喷雾的颗粒之间形成牢实的粘结。若是喷雾流型相交太早，湿的颗粒会聚结而产生粗大的球状物，于是一方面难于干燥，另方面不能迅速充分水合，因而不适用于即食品混配产品，例如即食布丁。若是喷雾流型相交太迟，颗粒表面就会太干而粘附性不足，于是很少或不发生附聚作用。

所生产的附聚的淀粉颗粒必须有足够强度，在输送、运货和混配过程中保持附聚在一起而不散开。但是，这些附聚的颗粒又不能强度太大，要在与冷牛奶或冷水混合时很容易破开而分散，于是以即食布丁混配产品为例，所制成的布丁要有光滑、奶油状组织纹理和光泽的表面。以这些条件为指南，本领域技术人员就能调节操作参数而无特别困难，例如调节交叉角度、喷雾颗粒将要接触的热空气温度、喷雾干燥塔高度，从而得到所希望的喷雾干燥淀粉附聚物。附聚物干燥程度为达到含湿量3-9%（重量）。

由下述实例阐明本发明，但非对本发明之限定。

实例1

在一座喷雾干燥塔上安装一组喷咀。喷咀的设计与图1所示基本一致，各喷咀安装在同一标高，相距6英寸，其喷雾流型以60°夹角相交叉。喷咀位置距塔壁距离够大，喷出的物料基本上不会碰触到塔壁。将固体物含量40%的玉米淀粉浆经由高压泵以2500磅/平方英寸表压送至喷咀，流量为每个喷咀每分钟2.5加仑（9.46升/分）。向喷咀中供入150磅/平方英寸表压的水蒸汽。在喷雾开口内有旋流段和小孔，旋流作用是借助4个宽度0.025英寸（0.64毫米）深度0.048英寸的沟槽，小孔尺寸为0.042英寸（1.07毫米）。由雾化开口到喷咀排出口距离为0.875英寸（22毫米），排出口直径0.25英寸（6.4毫米）。

喷雾干燥塔是以并流方式操作，空气入口温度450°F（232.2℃），出口温度180°F（82℃），于风机排气口测定的空气流量为25000立方英尺/分钟（703.7立方米/分）。从塔排出的淀粉含湿量约为5%（重量），粒度分布：53-125微米颗粒含量66-73%（重量），其余约30%（重量）的颗粒大于125微米，很少或没有小于53微米的淀粉颗粒。将大于125微米的颗粒磨碎至适当粒度。

在对比操作中，使两个喷咀均为竖向排布，使喷雾流型不交叉。所得干燥颗粒粒度分布：53-125微米颗粒含量58-64%（重量），有相当多量（约15-25%，重量）小于53微米的颗粒，约15-20%（重量）大于125微米的颗粒。

实例2

按如下配比制成即食布丁混配产品：

成分        克数

蔗糖        75.7

实例1的喷雾干燥淀粉        18.0

磷酸钠        3.5

食盐        0.5

单甘油酯和二甘油酯乳化剂        0.5

植物油        0.4

调味料及色料        0.6

应用电动混料机将此混配物与473毫升冷牛奶混合。该混配产品很容易分散开，静置令布丁凝固。所得布丁具有光滑、奶油状组织纹理，具光泽表面。

Claims (5)

1、一种具冷水可分散性、预糊化、附聚喷雾干燥淀粉的生产方法，该淀粉适用于即食食品混配产品，所述方法包括以下步骤：

(a)将含水淀粉浆液雾化喷入多个封闭小室中，所述浆液中淀粉固体物含量为30-42%(重量)，经雾化的浆液球形颗粒粒度范围为约20-200微米；

(b)向每个封闭小室中雾化的浆液中喷注水蒸汽，使淀粉糊化，每个小室均具有排出开口，其形状和位置是使已雾化的混合物能从该小室排出，该小室和排出开口的大小和形状是能有效地保持该淀粉的温度和含湿量并经历能使淀粉有效地糊化的时间；

(c)使已糊化淀粉颗粒流通过每一个排出开口而进入一个公共的干燥塔，在所述干燥塔内供有能有效地干燥该淀粉颗粒的热空气流；

(d)使从该排出开口流出的糊化淀粉颗粒流的流路互相交叉，交叉夹角为120°-30°，所述发生交叉的位置与该排出开口的距离够远而能防止浆液喷雾颗粒聚成球或结团，并且这个距离又够近而使淀粉颗粒在仍处于粘性时相接触，以使颗粒发生附聚，形成淀粉颗粒松散粘结团状的附聚物；

(e)使所成的附聚物继续干燥至含湿量为约3-9%(重量)。

2、按权利要求1的方法，其中所述互相交叉流路之间的夹角是45°-90°。

3、按权利要求1的方法，其中所述喷雾干燥的附聚物的粒度分布为超过65%（重量）的物料是在53-125微米范围内。

4、按权利要求3的方法，其中所述喷雾干燥的附聚物的粒度分布为基本上全部物料的粒度为大于53微米。

5、按权利要求3的方法，其中所述经附聚的喷雾干燥物料经过筛分，分出粒度大于125微米的颗粒，并将分出的颗粒磨碎至53-125毫米范围并加回到产品中。

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