CN107090523A - 一种以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法 - Google Patents

一种以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，包括步骤如下：将淀粉糖浆原料在低于熬糖温度下真空熬煮至含水量为0.5～6wt％，冷却、粉碎，即得淀粉糖粉。本发明技术路线科学、合理、可行，并且能和生产实际紧密结合，适应性广，一套设备可生产全系列的淀粉糖粉状产品，具有很大的经济效益、社会效益和推广应用前景。

Description

一种以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法
技术领域
本发明涉及一种以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，属于淀粉制糖技术领域。
背景技术
目前我国淀粉糖系列产品有20多个品种，主要包括麦芽糊精、低DE值葡萄糖糖浆、高DE值葡萄糖浆、结晶葡萄糖、果葡糖浆、麦芽糖浆、山梨糖醇、麦芽糖醇、低聚异麦芽糖等，除麦芽糊精、结晶葡萄糖、结晶山梨糖醇粉等为固态产品外，其他产品多为液态产品，由于液态产品的水分大、难储存、易腐败，且采用包装桶的费用较高，运输成本及回收费用高，回收后清洗困难，并且液态产品客户使用不方便，因此把液态产品固态化具有良好的市场前景。
目前我国生产的固态淀粉糖产品均是以喷雾干燥或者结晶法生产，如麦芽糊精和少量的麦芽糖粉是以喷雾干燥的方法生产，结晶葡萄糖是采用水溶液结晶法生产，结晶山梨糖醇是采用熔融结晶法生产，喷雾干燥方式比较适合低DE值麦芽糊精的生产，虽然也有麦芽糖粉及低聚异麦芽糖粉的生产，但因粘塔严重，产量低、生产成本高，大大限制了该产品的大批量生产。而结晶法仅仅适合单一成分的淀粉糖生产，如结晶葡萄糖、山梨糖醇、结晶果糖等，而大多数淀粉糖产品含有多种糖组分，用结晶法不能生产。
淀粉糖浆通常是有多种成分组成的混合物，单一成分的果糖、葡萄糖和山梨糖醇可以以结晶态存在，混合物在固体状态下通常以玻璃体(非晶态)存在，并且在不同温度条件下具有玻璃态、粘着态和液态三种存在形式，玻璃态是一种不稳定状态，在三者之间随着温度的变化可以相互转变，玻璃化转变温度是由玻璃态转化为粘着态的温度，相反也是一定水分的淀粉糖浆的玻璃态化(固化)温度。随着DE值的增加，其固态产品的玻璃化转变温度(熔化温度)也随之降低，同时随着水分的降低，玻璃化转变温度随之增高，因此糖浆干燥是在水分不断受热蒸发的情况下达到玻璃态化，成为固态产品的，而淀粉糖的DE值在45％左右时，在水分3％左右时其玻璃化转变温度已经低于70℃，意味着在喷雾干燥条件下生产困难。由于淀粉糖浆的粘着性，除DE值35％以下的葡萄糖浆外，在0.5～6％水分的条件下玻璃化转变温度通常低于70℃，因此无论是喷雾干燥(粘塔)以及真空带式干燥(粘带)都很困难。
中国专利文件CN104593446A(申请号：201410819669.3)公开了一种纯低聚木糖粉的制备方法，调整木聚糖水溶液的pH值为3.0～6.0，加入木聚糖酶酶解，得到含有木聚糖酶的木聚糖酶解液；将木聚糖酶解液进行超滤膜过滤，超滤膜的截留分子量为1000～1500Da，超滤膜前压0.5～0.7MPa,膜后压0.3～0.5MPa，分别得到低聚木糖粗糖液1，及回收的木聚糖酶2、大分子低聚糖混合液，将木聚糖酶2及混合液打入糖化罐，同时添加新木聚糖酶，回收的木聚糖酶重复利用，大分子低聚糖重复糖化、酶解，制备低聚木糖粗糖液2及回收的木聚糖酶3；合并得到的低聚木糖粗糖液，精制，得到低聚木糖糖浆；经真空带式浓缩或刮板蒸发器浓缩，得纯低聚木糖粉。
中国专利文件CN104593447A(申请号：201410820063.1)公开了一种高品质葡萄糖粉的节能制备工艺，以淀粉为原料经过调浆，液化，糖化，超滤膜脱色除杂，离子交换除盐，模拟移动床纯化、收集葡萄糖含量≥99.5％的馏分，然后经膜浓缩，真空带式干燥，冷却，粉碎制得高品质葡萄糖粉成品。
但是，上述糖粉的制备方法均采用常规干燥方式进行，不仅设备复杂，而且使用常规干燥方式，糖浆在干燥设备容易粘连，不易分离。
因此，开发一种方法简单，易于分离的糖粉生产工艺，并且得到的糖粉产品在生产、储存、运输过程中不熔化、不结块，势在必行。
发明内容
针对现有技术的不足，特别是针对DE值30％以上的淀粉糖浆产品喷雾干燥困难、生产成本高的问题，本发明提供一种以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法。
本发明的技术方案如下：
一种以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，包括步骤如下：
将淀粉糖浆原料在低于熬糖温度下真空熬煮至含水量为0.5～6wt％，冷却、粉碎，即得淀粉糖粉。
根据本发明，优选的，所述的真空熬煮的真空度为-0.02～-0.09MPa。
根据本发明，优选的，熬煮温度为105～180℃，且低于淀粉糖浆的熬糖温度。
根据本发明，优选的，冷却后的温度控制在10～50℃。
根据本发明，优选的，冷却方式采用钢带冷却及隧道式冷却；进一步优选的，冷却的介质为水或者除湿冷空气；
优选的，采用一步冷却或二步冷却。特别是要求冷却温度较低的产品，第一步采用钢带传输冷却，采用水冷方式(在钢带下面喷淋冷水)，冷却效率更高，冷却达到该产品的玻璃化转变温度以下(产品固化)；剥离后进入网带传输的冷却隧道进行第二步冷却，采用风冷进一步冷却，这种方式冷却效率更高，可降低制冷费用。
根据本发明，优选的，所述的淀粉糖浆为麦芽糊精、葡萄糖浆、麦芽糖饴、麦芽糖浆、高麦芽糖浆、低聚异麦芽糖浆、山梨糖醇液、麦芽糖醇液、果葡糖浆或F-90果糖浆。本发明所述的淀粉糖浆的种类符合GB/T 28720淀粉糖分类通则的规定。
优选的，淀粉糖浆原料的浓度为70～85wt％。
根据本发明，优选的，淀粉糖浆原料料温为60～90℃。
根据本发明，优选的，粉碎过程为：冷却后的淀粉糖从冷却设备分离后先进行初步破碎，优先选用辊式压榨破碎，适合糖块易碎的特点，并且压榨破碎物料升温轻微，不易粘附，然后进入二级破碎，采用带冷却装置的粉碎机，防止物料升温熔化粘附及后续结块。
根据本发明，对于纯度在90％以上的葡萄糖浆、山梨糖醇液、果糖浆，为更好增加产品的耐温性，降低吸潮性，也可采用真空熬煮至水分3％以下后，按照比例加入相应晶种，通过混合器混合，进行冷却结晶，此外，糖浆混合后还可以采用流化床冷却。
根据本发明，优选的，对于以单一成分为主的高纯度产品如纯度在90％以上的葡萄糖浆、山梨糖醇、果糖等产品，晶种的添加量为熬煮后淀粉糖质量的10～30％，冷却结晶的时间大于20分钟。
根据本发明，优选的，当所述的淀粉糖浆为DE值20％以下的麦芽糊精液时，控制真空度-0.02～-0.09MPa，熬煮温度105～130℃，真空熬煮至含水量为0.5～6wt％，冷却至50℃以下、粉碎，即得麦芽糊精；
根据本发明，优选的，当所述的淀粉糖浆为DE值41％以下的葡萄糖浆时，控制真空度-0.02～-0.09MPa，熬煮温度110～140℃，真空熬煮至含水量为0.5～6wt％，冷却至40℃以下、粉碎，即得低DE值葡萄糖粉；
根据本发明，优选的，当所述的淀粉糖浆为麦芽糖饴、麦芽糖浆、高麦芽糖浆、低聚异麦芽糖浆时，控制真空度-0.02～-0.08MPa，熬煮温度120～150℃，真空熬煮至含水量为0.5～5wt％，冷却至35℃以下、粉碎，即得麦芽糖粉、低聚异麦芽糖粉；
当所述的淀粉糖浆为麦芽糖醇液时，控制真空度-0.02～-0.09MPa，熬煮温度120～180℃，真空熬煮至含水量为≤1wt％，冷却至35℃以下、粉碎，即得麦芽糖醇粉；
当所述的淀粉糖浆为DE值41～90％的葡萄糖浆时，控制真空度-0.02～-0.08MPa，熬煮温度140～150℃，真空熬煮至含水量为0.5～3wt％，冷却至32℃以下、粉碎，即得葡萄糖粉；
当所述的淀粉糖浆为果葡糖浆时，控制真空度-0.02～-0.08MPa，熬煮温度110～140℃，真空熬煮至含水量为0.5～4wt％，冷却至25℃以下、粉碎，即得粉状固体果葡糖；
当所述的淀粉糖浆为DE值高于90％的葡萄糖浆、F-90果糖浆时，控制真空度-0.02～-0.09MPa，熬煮温度120～150℃，真空熬煮至含水量为0.5～4wt％，结晶冷却至30℃以下、粉碎，即得高DE值葡萄糖粉、粉状固体果葡糖；
当所述的淀粉糖浆为含量为山梨糖醇液时，控制真空度-0.02～-0.09MPa，熬煮温度120～180℃，真空熬煮至含水量为0.5～1.5wt％，结晶冷却至30℃以下、粉碎，即得山梨糖醇粉。
本发明所述的以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，粉碎后得到的产品为无定型的粉末。
本发明的原理：
本发明是一种淀粉糖浆制备相应固态产品的通用方法，包括麦芽糊精、葡萄糖浆、麦芽糖饴、麦芽糖浆、高麦芽糖浆、低聚异麦芽糖浆、山梨糖醇液、麦芽糖醇液、果葡糖浆或F-90果糖浆等。为保证产量及降低能耗，本发明可采用浓度70～85wt％的淀粉糖浆，采用转子泵或螺杆泵送入真空熬糖锅，可为单效蒸发器、刮板蒸发器、熬糖锅等适合高粘物料的真空熬煮设备，考虑到节能、高效、产品质量，优先采用可连续生产的列管式真空连续熬糖机。熬煮温度要低于该产品的熬糖温度，根据不同产品的要求浓缩至水分0.5～6wt％，连续出料至钢带冷却设备及隧道式冷却设备，冷却方式可采用水冷、风冷，温度冷却至50℃以下，从冷却设备脱离后粉碎过筛即为成品。
本发明的发明人基于对淀粉糖特性的深刻了解，采取全新的思路，先把淀粉糖浆熬煮至水分达到一定要求，通过冷却至一定温度实现低水分淀粉糖浆的玻璃态化，独辟蹊径，并通过大量实验，发明了一种不同于现有干燥方式的淀粉糖粉全新生产方法，克服了喷雾干燥适用面窄、干燥成本高，真空带式干燥设备结构复杂、粘带严重的弊端，具有良好的经济效益和应用前景。
本发明所述的“以上”、“以下”包含本数。
本发明的有益效果：
本发明与现有的淀粉糖粉状产品技术相比具有以下优点：
1、本发明因水分的去除是采用真空熬煮蒸发，能耗低于现有干燥方式；
2、与喷雾干燥技术相比，本发明适用面广，特别是对喷雾干燥困难或不能生产DE值较高的糖浆，更具有不可比拟的优势，效率高、成本低；
3、和真空带式干燥相比，本发明设备简单、能耗低、易操作、不粘带，因此生产效率高、投入少；
4、和结晶法技术相比，本发明工艺简单、效率高、生产成本低。
综上所述，本发明技术路线科学、合理、可行，并且能和生产实际紧密结合，适应性广，一套设备可生产全系列的淀粉糖粉状产品，具有很大的经济效益、社会效益和推广应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中的淀粉糖浆为DE值35％的葡萄糖浆、DE值54％的麦芽糖浆、DE值96％的葡萄糖浆、山梨糖醇液，均为常规市购产品。
主要设备规格及生产厂家：
设备名称 规格型号 生产厂家 备注
糖浆储罐 有效容积5m3 山东泓洲化工机械有限公司 带夹套加热及搅拌
转子泵 25TLS12-2C 宁波得利时泵业有限公司 变频调速
真空熬糖锅 蒸发量500kg/h 山东泓洲化工机械有限公司 可连续生产
螺旋混合器 300*2000 山东泓洲化工机械有限公司 带夹套可控温
螺旋称重给料机 LXS160 济南一合测控科技有限公司
钢带隧道冷却机 1500*30000 山东泓洲化工机械有限公司 风冷式
钢带传输冷却机 1500*18000 山东泓洲化工机械有限公司 水冷式
网带冷却隧道 1500*10000 山东泓洲化工机械有限公司 风冷式
辊式破碎机 1T/h 山东泓洲化工机械有限公司
万能粉碎机 60B 常州恒迈干燥设备有限公司 水冷
实施例1、低DE值葡萄糖粉(DE值35％，熬糖温度125℃)
一种以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，包括步骤如下：
(1)糖浆温度：原料料温为62℃；
(2)真空熬煮：开启加热器蒸汽阀门，对熬糖锅进行预热，打开冷却器冷却水，开启真空泵，待加热室温度达到130℃、蒸发室温度达到120℃，真空度达到-0.07MPa时，开启转子泵进行进料，不断调整蒸发室温度和真空度，使蒸发室温度维持在110-120℃，真空度-0.07～-0.08MPa，同时开启蒸发器卸料泵，进入冷却工序；
(3)传输及冷却：糖浆从熬糖锅出料后通过布料刮板均匀分布于冷却机钢带，经过以除湿冷风为介质的冷却隧道，温度降低至38℃；
(4)粉碎：固体糖从冷却设备分离后进入辊式破碎机，再进行细磨粉碎，过筛；
(5)成品包装：包装车间需控温、控湿，经检测温度为25℃，相对湿度35％，符合要求。
实施例2、麦芽糖粉(DE值54％，熬糖温度155℃)
一种以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，包括步骤如下：
(1)糖浆温度：原料料温为68℃；
(2)真空熬煮：开启加热器蒸汽阀门，对熬糖锅进行预热，打开冷却器冷却水，开启真空泵，待加热室温度达到160℃、蒸发室温度达到130℃，真空度达到-0.05MPa时，开启转子泵进行进料，不断调整蒸发室温度和真空度，使蒸发室温度维持在140～150℃，真空度-0.05～-0.08MPa，同时开启蒸发器卸料泵，进入冷却工序；
(3)传输及冷却：糖浆从熬糖锅出料后通过布料刮板均匀分布于冷却机钢带，经过以除湿冷风为介质的冷却隧道，温度降低至32℃；
(4)粉碎：固体糖从冷却设备分离后进入辊式破碎机，再进行细磨粉碎，过筛；
(5)成品包装：包装车间需控温、控湿，经检测温度为27℃，相对湿度30％，符合要求。
实验例3、葡萄糖粉(DE值96％，熬糖温度160℃)
(1)糖浆温度：原料料温为70℃；
(2)真空熬煮：开启加热器蒸汽阀门，对熬糖锅进行预热，打开冷却器冷却水，开启真空泵，待加热室温度达到155℃、蒸发室温度达到130℃，真空度达到-0.06MPa时，开启转子泵进行进料，不断调整蒸发室温度和真空度，使蒸发室温度维持在145～155℃，真空度-0.06～-0.08MPa，同时开启蒸发器卸料泵，进入混合机；
(3)糖浆出料后进入螺旋混合机，同时利用螺旋称量给料机混入20％(以产量计)的葡萄糖粉作为晶种，混合均匀后均匀布料到钢带冷却机,；
(4)一级冷却：从从混合机出料后通过布料刮板均匀分布于钢带冷却机(水冷方式)，调整钢带转速，使冷却时间为12分钟，温度降低至46℃；
(5)二级冷却：糖饼从钢带剥离后进入网带冷却隧道设备(风冷方式)，冷却时间10分钟，冷却至24℃；
(6)粉碎：固体糖从冷却设备分离后进入辊式破碎机，再进行细磨粉碎，过筛；
(7)成品包装：包装车间需控温、控湿，经检测温度为22℃，相对湿度25％，符合要求。
实验例4、山梨糖醇粉(山梨糖醇含量91wt％，熬糖温度大于180℃)
一种以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，包括步骤如下：
(1)糖浆温度：原料料温为75℃；
(2)真空熬煮：开启加热器蒸汽阀门，对熬糖锅进行预热，打开冷却器冷却水，开启真空泵，待加热室温度达到160℃、蒸发室温度达到140℃，真空度达到-0.07MPa时，开启转子泵进行进料，不断调整蒸发室温度和真空度，使蒸发室温度维持在150～170℃，真空度-0.07～-0.09MPa，同时开启蒸发器卸料泵，进入混合机；
(3)混合：糖浆出料后进入螺旋混合机，同时利用螺旋称量给料机混入30％(以产量计)的山梨糖醇粉作为晶种，混合均匀后进入流化床冷却设备,；
(4)冷却：冷却时间为28分钟，温度降低至22℃；
(5)粉碎：固体糖从冷却设备分离后进入辊式破碎机，再进行细磨粉碎，过筛；
(6)成品包装：包装车间需控温、控湿，经检测温度为21℃，相对湿度24％，符合要求。

Claims (10)

1.一种以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，包括步骤如下：
将淀粉糖浆原料在低于熬糖温度下真空熬煮至含水量为0.5～6wt％，冷却、粉碎，即得淀粉糖粉。
2.根据权利要求1所述的以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，其特征在于，所述的真空熬煮的真空度为-0.02～-0.09MPa。
3.根据权利要求1所述的以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，其特征在于，熬煮温度为105-180℃，且低于淀粉糖浆的熬糖温度。
4.根据权利要求1所述的以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，其特征在于，冷却后的温度控制在50℃以下。
5.根据权利要求1所述的以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，其特征在于，冷却方式采用钢带及隧道式冷却设备，冷却的介质为水或者除湿冷空气。
6.根据权利要求1所述的以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，其特征在于，粉碎后的产品为无定型的粉末。
7.根据权利要求1所述的以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，其特征在于，所述的原料为麦芽糊精、葡萄糖浆、麦芽糖饴、麦芽糖浆、高麦芽糖浆、低聚异麦芽糖浆、山梨糖醇液、麦芽糖醇液、果葡糖浆或F-90果糖浆。
8.根据权利要求1所述的以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，其特征在于，对于以单一成分为主且纯度在90％以上的葡萄糖浆、山梨糖醇液或F-90果糖浆，熬煮后添加晶种，混合后冷却结晶。
9.根据权利要求1所述的以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，其特征在于，当所述的淀粉糖浆为DE值41％以下的葡萄糖浆时，在-0.02～-0.09MPa真空度，熬煮温度110～140℃，真空熬煮至含水量为0.5～6wt％，冷却至40℃以下、粉碎，即得低DE值葡萄糖粉。
10.根据权利要求1所述的以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，其特征在于，当所述的淀粉糖浆为麦芽糖饴、麦芽糖浆、高麦芽糖浆、低聚异麦芽糖浆时，在-0.02～-0.08MPa真空度，熬煮温度120～150℃，真空熬煮至含水量为0.5～5wt％，冷却至35℃以下、粉碎，即得麦芽糖粉、低聚异麦芽糖粉；
当所述的淀粉糖浆为麦芽糖醇液时，在-0.02～-0.09MPa真空度，熬煮温度120～180℃，真空熬煮至含水量为≤1wt％，冷却至35℃以下、粉碎，即得麦芽糖醇粉；
当所述的淀粉糖浆为DE值41～90％的葡萄糖浆时，在-0.02～-0.08MPa真空度，熬煮温度140～150℃，真空熬煮至含水量为0.5～3wt％，冷却至32℃以下、粉碎，即得葡萄糖粉；
当所述的淀粉糖浆为果葡糖浆时，在-0.02～-0.08MPa真空度，熬煮温度110～140℃，真空熬煮至含水量为0.5～4wt％，冷却至25℃以下、粉碎，即得粉状固体果葡糖；
当所述的淀粉糖浆为DE值高于90％的葡萄糖浆、F-90果糖浆时，在-0.02～-0.09MPa真空度，熬煮温度120～150℃，真空熬煮至含水量为0.5～4wt％，结晶冷却至30℃以下、粉碎，即得高DE值葡萄糖粉、粉状固体果葡糖；
当所述的淀粉糖浆为含量为山梨糖醇液时，真空度在-0.02～-0.09MPa，熬煮温度120～180℃，真空熬煮至含水量为0.5～1.5wt％，结晶冷却至30℃以下、粉碎，即得山梨糖醇粉。
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CN102816876A (zh) * 2012-09-19 2012-12-12 广西贝拓糖业生物科技有限公司 一种果葡固体糖及其生产方法

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