CN107297295B - 一种大豆蛋白喷涂设备及大豆蛋白喷涂方法 - Google Patents

一种大豆蛋白喷涂设备及大豆蛋白喷涂方法 Download PDF

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Abstract

一种大豆蛋白喷涂设备，包括：大豆蛋白回收筒、多喷头喷枪；所述多喷头喷枪位于所述回收筒的中心轴线与下筒壁之间，所述多喷头喷枪的喷头数量为N，N为大于1的自然数；多个喷头相邻的两个喷头喷嘴之间的夹角为360°/N。本发明提供的喷涂设备喷涂量可控、喷涂角度均匀、雾化覆盖率合理。

Description

一种大豆蛋白喷涂设备及大豆蛋白喷涂方法
技术领域
本发明属于食品加工制造技术领域，具体涉及一种大豆蛋白喷涂设备及大豆蛋白喷涂方法。
背景技术
大豆分离蛋白、酶解蛋白是蛋白含量＞90％的大豆蛋白。典型的生产工艺是碱溶酸沉法，从豆粕中提取大豆蛋白后，进行烘干，然后利用旋风分离设施进行粉体回收，回收过程中会对粉体进行喷涂再处理。喷涂再处理一般是在粉体集中的筒状管道内进行，或提高回收率，或改善粉体性能。普通喷涂方法只是满足粉体是否扬尘的要求，而没有着重考虑喷涂的均匀性及均匀喷涂给产品带来的性能改善。
目前大豆蛋白喷涂工艺通常采用单套喷枪进行喷涂(喷枪在筒状粉体通道一侧进行安装)，一般先进行雾化然后混合，雾化过程如图1所示：液体在压力作用下通过液体流道被输送到喷嘴，压缩空气通过气体流道到达喷嘴，两者在喷嘴处混合产生雾化体，在“B”距离内，雾化体可以保持比较规整的扇形面积，角度大小如“A”，超出距离后，雾化体变成湍流，形状发生变化；混合过程就是回收的粉体(⊕图形)与雾化体进行瞬间接触粘附，混合体随回收动力(送风机和引风机在密闭系统内形成的压力差)进入旋风分离器，完成喷涂粉体和空气分离。
现有技术中大豆蛋白生产方法回收的大豆蛋白粉体比重是不一样的，在负压100pa左右系统内流动，且用筒体侧面的单杆喷枪进行喷涂，带来极大喷涂不均匀度，进而造成产品质量不稳定。
发明内容
为此，本发明的目的之一是提供一种大豆蛋白喷涂设备，该喷枪设备大豆蛋白喷涂量可控、喷涂角度均匀、雾化覆盖率合理，可提高大豆蛋白喷涂均匀度。优选地，本发明所述的喷涂设备具有如下优异性能：分散性≤15S(单枪喷涂＞20S)、稳定性7min内不分层(单枪3min内分层)、回收率90％(单枪回收率85％)。
为达上述目的中的一个或多个，本发明采用如下技术方案：
一种大豆蛋白喷涂设备，包括：大豆蛋白回收筒、多喷头喷枪；所述多喷头喷枪位于所述回收筒的中心轴线与下筒壁之间，所述多喷头喷枪的喷头数量为N，N为大于1的自然数；多个喷头相邻的两个喷头喷嘴之间的夹角为360°/N，本发明的喷枪覆盖面达到360°。
所述多喷头喷枪距离所述回收筒的中心轴线100-200mm，优选为150mm，所述多喷头喷枪是通过与所述回收筒内侧壁连接的连接装置保持在所述回收筒的中心轴线与下筒壁之间。
在一些优选的实施例中，N为4，相邻的两个喷头喷嘴之间的夹角为90°。
所述喷枪的喷头设置在粉体密相区合适位置，例如喷头设置在回收筒中心点下150mm左右处，喷头前方设置粉体导流罩，保护喷头雾化出的扇形面，所述导流罩为圆锥形距离喷头前方30-50mm，优选40mm，圆锥形的底面直径为150-250mm，优选为200mm，高度为150-250mm，优选为200mm。
优选地，导流罩采用304不锈钢材质，光洁度Ra＜0.3，光洁度在0.3以下，光洁度越小，表面越光滑，粉体越不易积存，同时也减少微生物滋生。
作为优选，喷枪全部采用304不锈钢材质焊接，所有焊口打磨清理干净，不得有夹渣、焊点等。
优选地，喷枪的光洁度Ra＜0.6。
作为优选，所述回收筒的筒体直径为1500-2000mm，优选为1800mm。
作为优选，喷枪有独立动力泵输送液体，和气道，气道能够从空气压缩气罐分出支路。
本发明提供的喷涂设备使得喷涂时的喷涂量可控，喷涂角度均匀，雾化覆盖率合理。
本发明的目的之一还在于提供一种大豆蛋白喷涂方法，包括如下步骤：
(1)用管接通按本发明所述的喷枪设备的喷枪压缩空气通道，开启压缩空气阀门通气，使得空气压缩罐显示压力为0.4-0.6MPa，喷嘴为二流体喷嘴，此压力可以保证气体、液体压力大致平衡，依次调试所述喷枪的多个喷头喷嘴；
(2)将蒸馏水倒入配液罐内，用管连接喷枪的液体通道，开启动力泵，查看喷头喷嘴处是否有蒸馏水持续外流，调节到有外流水，如有外流水则接入废液罐移出车间，无外流水时说明喷枪堵塞，需拆卸清理，依次调试喷枪的多个喷头喷嘴；
(3)开启空气流后开启动力泵，向喷枪输送喷涂液进行喷涂，喷涂量根据生产实际情况调整动力泵开度进行增减。
在喷涂稳定运行5min后，可在大豆蛋白回收系统取样点处取样30g，检测大豆蛋白的扬尘度、分散性、溶解性、稳定性等性能。利用本发明的喷涂方法喷涂所得大豆蛋白的的分散性≤15s(目前使用的单枪喷涂＞20s)、稳定性7min内不分层(目前使用的单枪3min内分层)、回收率90％(目前使用的单枪回收率85％)，可见本发明的方法可大大缩短大豆蛋白的分散性，显著提高稳定性和回收率。
作为优选，喷枪使用前清理，具体可为将喷枪的多个喷嘴的空气帽、液体帽拆卸，清理枪杆、喷嘴内部的杂质、积料，并进行消毒处理，然后用蒸馏水进行冲洗。
消毒处理可使用季铵盐浸泡，例如使用3-10‰，优选为5‰的季铵盐浸泡。可使用的季铵盐例如为洁尔灭、苯扎溴铵等。
作为优选，所述管为食品级PU管，优选直径为8±2mm，进一步优选直径为8mm。
作为优选，步骤(2)中动力泵的压力为0.4-0.8MPa，优选为0.6MPa左右，用变频控制流量，步骤(3)中开启空气流20s后，优选30s后开启动力泵。
优选地，动力泵的变频开度为0.2-0.4Hz，优选为0.3Hz。
蒸馏水的量可为1.5-3L，例如为2L。
作为优选，本发明的大豆蛋白喷涂方法，包括如下步骤：
a、喷枪分布设计：在大豆蛋白回收筒状管道上侧，安装一套四喷头喷枪，喷嘴夹角90°，覆盖面360°，枪头落在粉体密相区合适位置，距离喷头前方40mm处设置一圆锥形粉体导流罩，保护喷头雾化出的扇形面；
b、喷枪制作：全部采用304不锈钢材质焊接，所有焊口打磨清理干净，不得有夹渣、焊点等，光洁度Ra＜0.6，导流罩同样用304不锈钢材质，光洁度Ra＜0.3；
c、喷枪安装：在粉体密相区安装单套四喷头喷枪，所述筒状管道直径φ1800mm，喷枪有独立动力泵输送液体，气道能够从空气压缩气罐分出支路；
d、使用前清理：将喷枪四个喷嘴的空气帽、液体帽拆卸，清理枪杆、喷嘴内部的杂质、积料，并用5‰的季铵盐浸泡，进行消毒处理，然后用蒸馏水进行冲洗；
e、调试气道：用φ8mm食品级PU管接通喷枪压缩空气通道，先开启压缩空气阀门通气，在喷嘴处用手感官下气流强度，一般空气压缩罐显示压力在0.4MPa-0.6MPa之间，依次调试四个喷嘴；
f、调试液体通道：将2L蒸馏水倒入配液罐内，用φ8mm食品级PU管连接喷枪的液体通道，开启动力泵(容积泵，压力在0.6MPa左右，用变频控制流量)，变频开度0.3Hz，查看喷嘴处是否有蒸馏水持续外流，依次调试喷枪四喷嘴；
g、喷涂：按照喷涂液配方配制液体，开启空气流30s后再开启动力泵(开度0.3Hz)，向喷枪输送喷涂液，喷涂量根据生产实际情况调整动力泵开度进行增减；
h、检测：喷涂稳定运行5min后，在大豆蛋白回收系统取样点处取样30g，据生产订单情况检测大豆蛋白的扬尘度、分散性、溶解性、稳定性等性能。
本发明具有如下技术效果：
1、提高回收的大豆蛋白粉体与喷涂液的接触面积，提高喷涂均匀度、分散性；
2、喷涂一定程度上增加了粉体集结，利于后续回收，提高回收率；
3、提高喷涂效果前提下，降低了喷枪与筒壁接触处的微生物污染风险。
本发明的喷涂设备和喷涂方法可应用于生产不同功能性的大豆分离蛋白和大豆酶解蛋白，应用于产品功能改进中。
附图说明
图1为单套喷枪喷涂雾化图；
图2为单枪四头喷涂立面图；
图3为单枪四头喷涂剖视图；
图中：1-液体帽，2-空气帽，3-圆形喷雾形状，4-扇形段，5-扩散湍流段，6-二流体喷枪。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合附图对本发明进行进一步详细阐述，这里需要说明的是本发明所列的附图仅是为了说明问题方便给出的示例性结构示意图，其不得解释为是对本发明的限定，更不得解释为是本发明的唯一正确实施方式。
本发明所述的大豆蛋白喷涂喷枪设备如图2所示，图3是其剖视图，包括：大豆蛋白回收筒、多喷头喷枪；所述多喷头喷枪位于所述回收筒的中心轴线与下筒壁之间，所述多喷头喷枪的喷头数量在图2中为4个，在不同的实施例中，喷头的数量可以根据需要而设定，例如为N个，N为大于1的任何自然数；多个喷头相邻的两个喷头喷嘴之间的夹角为360°/N。图2中相邻的两个喷头喷嘴之间的夹角为90°。
所述多喷头喷枪可以通过多种方式固定设置在所述回收筒内，例如：通过与所述回收筒内侧壁连接的连接装置保持在所述回收筒的中心轴线与下筒壁之间。所述连接装置可以为固定支架、固定杆等。
所述喷枪的喷头设置在粉体密相区，喷头前方设置粉体导流罩，保护喷头雾化出的扇形面，所述导流罩为圆锥形，其距离喷头前方30-50mm，优选40mm。圆锥形的底面直径为150-250mm，优选为200mm，高度为150-250mm，优选为200mm。
导流罩采用304不锈钢材质，光洁度Ra＜0.3。
所述回收筒的筒体直径为1500-2000mm，优选为1800mm。
喷枪全部采用304不锈钢材质焊接，所有焊口打磨清理干净，不得有夹渣、焊点等。喷枪的光洁度Ra＜0.6。
所述喷枪优选为二流体喷枪，液体在压力作用下通过液体流道被输送到喷嘴，压缩空气通过气体流道到达喷嘴，两者在喷嘴处混合产生雾化体，喷枪利用独立的动力泵输送液体，气道能够从空气压缩气罐分出支路。
所述喷涂设备使得喷涂时的喷涂量可控，喷涂角度均匀，雾化覆盖率合理。
实施例1
使用本发明的一套四喷头喷枪进行大豆蛋白喷涂，具体步骤如下：
a、喷枪分布安装：在φ1800mm大豆蛋白回收筒管道上侧，安装一套四喷头喷枪，枪头落在粉体密相区合适位置，距离喷头前方40mm处设置一圆锥形粉体导流罩，保护喷头雾化出的扇形面如设计图2-3所示，圆锥底面直径φ200mm，高度h200mm，同时做一304材质的支架，固定好粉体导流罩。
b、喷枪制作：全部采用304材质焊接，所有焊口打磨清理干净，不得有夹渣、焊点等，光洁度Ra＜0.6，导流罩同样用304材质，光洁度Ra＜0.3。
c、喷枪安装：在粉体密相区安装单套四喷头喷枪，筒体直径φ1800mm，单套四喷头喷枪安装分布如图，喷枪有独立动力泵输送液体，喷枪用耐驰泵(型号NM011BY02S12B2、流量：100L/h3、压力≥0.6MPA，转速380rpm，用变频调节)输送配液，气道从空气压缩气罐分出支路，压力0.4MPa。
d、使用前清理：将单套喷枪四个喷嘴的空气帽、液体帽拆卸，清理枪杆、喷嘴内部的杂质、积料，并用5‰的季铵盐浸泡，进行消毒处理，然后用蒸馏水进行冲洗；
e、调试气道：用φ8mm食品级PU管接通喷枪压缩空气通道，先开启压缩空气阀门通气，在喷嘴处用手感官下气流强度，一般空气压缩罐显示压力在0.4MPa-0.6MPa之间，依次调试四个喷嘴。。
f、调试液体通道：将2L蒸馏水倒入配液罐内，用φ8mm食品级PU管连接喷枪的液体通道，开启动力泵(容积泵，压力在0.6MPa左右，用变频控制流量)，变频开度0.3Hz，查看喷嘴处是否有蒸馏水持续外流，依次调试喷枪四喷嘴。
g、喷涂：喷涂液配方比例配制液体，本配方用磷脂、蔗糖酯提高蛋白亲水性，聚二甲基硅氧烷降低蛋白起泡性，开启空气流30s后再开动力泵(开度0.3Hz)，向喷枪输送喷涂液。
h、检测：喷涂稳定运行5min后，在大豆蛋白回收系统取样点处取样30g，检测大豆蛋白为非扬尘产品，分散性≤15s(单枪喷涂＞20s)、稳定性7min内不分层(单枪3min内分层)、溶解性筛上物疙瘩在1g以下，回收率90％(单枪回收率85％)。
i、喷涂量根据产品标准要求调整动力泵开度进行增减，定期巡查喷涂系统稳定运行。
对比例
使用如图1所示的喷枪进行大豆蛋白喷涂，具体步骤如下：
a、清理：将喷枪的空气帽、液体帽拆卸，清理枪杆、喷嘴内部的杂质、积料，并用5‰的季铵盐浸泡，进行消毒处理，然后用蒸馏水进行冲洗；
b、调试气道：用φ8mm食品级PU管接通喷枪压缩空气通道，先开启压缩空气阀门通气，在喷嘴处用手感官下气流强度，一般空气压缩罐显示压力在0.3Mpa-0.6Mpa之间。
c、调试液体通道：将2L蒸馏水倒入配液罐内，用φ8mm食品级PU管连接喷枪的液体通道，开启动力泵(压力在0.6Mpa左右，用变频控制流量)，变频开度0.1Hz，查看喷嘴处是否有蒸馏水持续外流。
d、喷涂：按照喷涂液配方配制液体，同实施例1的配方，开启空气流30s后再开动力泵(开度0.1Hz)，向喷枪输送喷涂液，喷涂量根据生产实际情况调整动力泵开度进行增减。
e、检测：喷涂稳定运行10min后，在大豆蛋白回收系统取样点处取样30g，据生产订单情况检测大豆蛋白的扬尘度，分散性、溶解性、稳定性等性能，扬尘性能不均一，有的介于扬尘与非扬尘间，分散性一般在22-27s，溶解性筛上物疙瘩1.2g-2g间，在3min内分层。
e、调整：检测结果出来后，对比控制标准，调整动力泵开度增减喷涂量，使产品满足标准要求。
g、稳定运行：定时巡查喷涂系统稳定运行情况，及时调整。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种大豆蛋白喷涂方法，其特征在于，采用的喷涂设备包括：大豆蛋白回收筒、多喷头喷枪；所述多喷头喷枪位于所述回收筒的中心轴线与下筒壁之间，所述多喷头喷枪的喷头数量为N，N为大于1的自然数；多个喷头相邻的两个喷头喷嘴之间的夹角为360°/N，喷枪有独立动力泵输送液体，和气道，所述气道能够从空气压缩气罐分出支路；喷涂方法包括如下步骤：
(1)用管接通所述喷涂设备的喷枪的气道，开启压缩空气阀门通气，使得空气压缩气罐显示压力为0.4-0.6MPa，依次调试所述喷枪的多个喷头喷嘴；
(2)将蒸馏水倒入配液罐内，用管连接喷枪的液体通道，开启动力泵，查看喷头喷嘴处是否有蒸馏水持续外流，依次调试喷枪的多个喷头喷嘴；
(3)开启空气流后开启动力泵，向喷枪输送喷涂液进行喷涂，喷涂量根据生产实际情况调整动力泵开度进行增减。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多喷头喷枪距离所述回收筒的中心轴线100-200mm，所述多喷头喷枪是通过与所述回收筒内侧壁连接的连接装置保持在所述回收筒的中心轴线与下筒壁之间。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，N为4，相邻的两个喷头喷嘴之间的夹角为90°。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷枪的喷头设置在粉体密相区，喷头前方设置粉体导流罩，保护喷头雾化出的扇形面，所述导流罩为圆锥形距离喷头前方30-50mm，圆锥形的底面直径为150-250mm，高度为150-250mm。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，导流罩采用304不锈钢材质，光洁度Ra＜0.3，喷枪全部采用304不锈钢材质焊接，所有焊口打磨清理干净，不得有夹渣、焊点，喷枪的光洁度Ra＜0.6。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，喷枪使用前清理，具体为将喷枪的多个喷嘴的空气帽、液体帽拆卸，清理枪杆、喷嘴内部的杂质、积料，并进行消毒处理，然后用蒸馏水进行冲洗；消毒处理使用季铵盐浸泡，所述季铵盐为浓度为3-10‰的洁尔灭或苯扎溴铵。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，动力泵的变频开度为0.2-0.4Hz，蒸馏水的量为1.5-3L。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中动力泵的压力为0.4-0.8MPa，用变频控制流量，步骤(3)中开启空气流20s后开动力泵。
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