CN107774205A - 一种芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置与方法，属于食品工业及香精香料技术领域。本发明在芳香植物的干燥中，设置了含香空气的吸收装置，采用β‑环状糊精溶液作为吸收液吸收含香空气中的香气分子，通过高压喷雾使吸收液雾化成细小液滴，极大地增加了气体与液滴的接触面积，使香气分子从空气中吸附到液滴表面，产生β‑环状糊精的包埋作用，形成香精微胶囊（溶液），将微胶囊香精溶液冷却结晶，结晶后过滤得到滤饼和结晶后的母液，将滤饼干燥后粉碎即得粉末微胶囊香精，实现了在干燥操作中对香精物质的回收，联产微胶囊香精。本发明生产装置易于制造，工艺过程易于控制，易于实现大规模生产，具有明显的实用性和经济性。
Description
技术领域
本发明涉及一种芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置与方法，属于食品工业及香精香料技术领域。
背景技术
香料和香精是食品与日用化工产品不可缺少的重要原料。
在食品工业及人们的日常生活中用到的香料（芳香植物）很多，如茉莉花、玫瑰花、桂花、桔皮、橙皮、草果、八角，这些原料的加工都有一个将新鲜原料（含水较多）干燥成为含水较少的干制品的过程。在干燥过程中，由于热力的作用，芳香植物所含有的香气物质大量扩散到空气中，而香气物质又具有很强的挥发性，因而所得到的干燥芳香植物所体现出来的香气已经不是完整的香型。研究表明，在干燥中挥发的这些香气成分通常是一些分子量小、香气特征突出的非极性成分，在相关产品中发挥着重要的作用。
为了回收香气物质，在这些芳香植物的干燥加工中，传统的方法是将干燥出来的热空气冷却得到含有一定香气的冷凝水，但是由于香气物质通常不溶于水，回收效果较差；因此在冷却使水分大量冷凝后，还必须深度冷却，冷却到能够使得挥发性成分冷凝的温度，得到冷霜（香气物质的固态）。这样的工艺过程，设备系统复杂，投资较大，生产过程制冷能耗较高，在应用上受到极大的限制，客观上需要更为恰当的回收方法。
微胶囊是指细小的目标物(分子或微粒)被聚合物壁壳包裹形成的微小颗粒，其大小一般为5～200μm不等，形状多样，取决于原料与制备方法。微胶囊由囊芯与胶囊壁构成，被包裹的物质称为囊芯，用于包裹的材料称为壁材。
微胶囊化技术是指将某一目的物(芯或内相)用各种天然的或合成的高分子化合物连续薄膜(壁或外相)完全包覆起来，依靠囊壁的屏蔽作用起到保护芯材的作用，而对目的物的原有化学性质丝毫无损，然后逐渐地通过某些外部刺激或缓释作用使目的物的功能再次在外部呈现出来。微胶囊技术是一项应用十分广阔的工艺技术，它可以改善被包裹物质的物理性质(颜色、外观、表观密度、溶解性)，提高物质的稳定性，使物质免受环境的影响，
β-环状糊精（β-cyclodextrin, 简称β-CD）是淀粉经水解环化生成的产物。它可以包接络合多种有机化合物分子，增加被包络物对光、热、氧的稳定性，改变被包络物质的理化性质。β-环状糊精仅由7个葡萄糖单位构成，形似空心小圆柱，小圆柱内是一个疏水性微小空间（空腔），在一定温度下，疏水性的香气小分子很容易进入β-环状糊精的空腔内，形成微胶囊香精而使香气得到保护。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置与方法。本发明在芳香植物的干燥中，设置了含香空气的吸收装置，采用Β-环状糊精溶液作为吸收液吸收含香空气中的香气分子，通过高压喷雾使吸收液雾化成细小液滴，极大地增加了气体与液滴的接触面积，使香气分子从空气中吸附到液滴表面，产生β-环状糊精的包埋作用，形成香精微胶囊（溶液），将微胶囊香精溶液冷却结晶，结晶后过滤得到滤饼和结晶后的母液，将滤饼干燥后粉碎即得粉末微胶囊香精，实现了在干燥操作中对香精物质的回收，联产微胶囊香精。为提高微胶囊香精的香气浓度，同一批吸收液可吸收2～5批次的芳香植物在干燥中挥发的芳香植物香气。本发明通过以下技术方案实现。
一种芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置，包括加料阀、出料阀、储液罐、高压泵、接触吸收塔、高压喷头、旋风分离器、引风机、干燥室、空气加热器、鼓风机、空气过滤器和热空气输送管，储液罐顶部设有加料阀，储液罐底部吸收液出口通过高压泵管道连接高压喷头，高压喷头位于接触吸收塔顶部的内部，接触吸收塔上部一侧依次与旋风分离器、引风机相通连接，接触吸收塔底部一侧通过热空气输送管依次与干燥室、空气加热器、鼓风机、空气过滤器连接，接触吸收塔底部通过管道与储液罐顶部连通，储液罐底部吸收液出口的管道上设有出料阀。
所述高压泵管道上设有球阀。
一种芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置的应用方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先配置质量百分比为4%～12%的β-环状糊精水溶液，关闭出料阀，将β-环状糊精水溶液通过加料阀加入到储液罐中，关闭加料阀，调整β-环状糊精水溶液温度为48～68℃；
步骤2、将待干燥的芳香植物分装于不锈钢网盘中，放置到干燥室中，先启动引风机，再启动鼓风机，空气经空气过滤器过滤后，经过鼓风机到空气加热器中加热至温度为50～70℃的干热空气，然后进入到干燥室中加热物料形成带香味的湿热空气，带香味的湿热空气通过热空气输送管从接触吸收塔底部进入接触吸收塔中；
步骤3、打开球阀和高压泵，温度为48～68℃β-环状糊精水溶液从吸收液出口通过管道输送到高压喷头中雾化成细小液滴，细小液滴在接触吸收塔中降落与步骤2中的带香味的湿热空气逆流接触而吸收空气中的香气分子，吸收剩余的湿热空气经过旋风分离器排出；干燥的芳香植物干燥完毕后，依次关闭高压泵、鼓风机、引风机，接触吸收塔内部的吸收溶液排入到储液罐中；
步骤4、将新的待干燥的芳香植物分装于不锈钢网盘中，放置到干燥室中，重复步骤2和步骤3，重复次数1～4次，即一批吸收液吸收2～5批次干燥中挥发的芳香植物香气，得微胶囊香精溶液，将微胶囊香精溶液输送至结晶罐中，冷却至5～15℃进行结晶，结晶后过滤得到滤饼和结晶后的母液，将滤饼干燥后粉碎得到β-环状糊精为载体的粉末微胶囊香精，结晶后的母液添加β-环状糊精至需要的浓度，再次通过加料阀加入到储液罐中。
本发明的有益效果是：
（1）采用该发明专利芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置与方法，在干燥的同时回收了香料，得到包裹了天然香气成分的微胶囊香精，在生产干燥产品的同时，得到附加值更高的香精产品，综合效益好。
（2）吸收液通过高压喷雾雾化成细小液滴，极大地增加了液体和气体的接触面积，吸收液在芳香植物干燥过程中循环吸收空气中带出的香气物质，吸收效果好；又经过对多批次芳香植物的反复吸收，提高环状糊精微胶囊包埋效果（被包裹物更多），科学合理。
（3）在β-环状糊精完成包埋香精分子后，只要将β-环状糊精溶液冷却即可出现β-环状糊精结晶，得到香精微胶囊结晶体，结晶过程冷量消耗少，容易操作。
（4）干燥用的空气采取过滤措施，所得微胶囊香精和植物干制品的卫生质量较好
（5）通过技术创新，开发了芳香植物干燥联产微胶囊香精的新装置与新工艺，具有明显的技术创新性。
（6）生产装置易于制造，工艺过程易于控制，易于实现大规模生产，具有明显的实用性和经济性。
附图说明
图1是本发明装置结构示意图。
图中：1-加料阀，2-出料阀，3-储液罐，4-高压泵，5-接触吸收塔，6-高压喷头，7-旋风分离器，8-引风机，9-干燥室，10-空气加热器，11-鼓风机，12-空气过滤器，13-热空气输送管，14-球阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置，包括加料阀1、出料阀2、储液罐3、高压泵4、接触吸收塔5、高压喷头6、旋风分离器7、引风机8、干燥室9、空气加热器10、鼓风机11、空气过滤器12和热空气输送管13，储液罐3顶部设有加料阀1，储液罐3底部吸收液出口通过高压泵4管道连接高压喷头6，高压喷头6位于接触吸收塔5顶部的内部，接触吸收塔5上部一侧依次与旋风分离器7、引风机8相通连接，接触吸收塔5底部一侧通过热空气输送管13依次与干燥室9、空气加热器10、鼓风机11、空气过滤器12连接，接触吸收塔5底部通过管道与储液罐3顶部连通，储液罐3底部吸收液出口的管道上设有出料阀2。
其中高压泵4管道上设有球阀14。
该芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置的应用方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先配置质量百分比为4%的β-环状糊精水溶液，关闭出料阀2，将β-环状糊精水溶液通过加料阀1加入到储液罐3中，关闭加料阀1，调整β-环状糊精水溶液温度为48℃；
步骤2、将待干燥的芳香植物分装于不锈钢网盘中，放置到干燥室9中，先启动引风机8，再启动鼓风机11，空气经空气过滤器12过滤后，经过鼓风机11到空气加热器10中加热至温度为50℃的干热空气，然后进入到干燥室9中加热物料形成带香味的湿热空气，带香味的湿热空气通过热空气输送管13从接触吸收塔5底部进入接触吸收塔5中；
步骤3、打开球阀14和高压泵4，温度为48℃β-环状糊精水溶液从吸收液出口通过管道输送到高压喷头6中雾化成细小液滴（雾化压力6～12MPa），细小液滴在接触吸收塔5中降落与步骤2中的带香味的湿热空气逆流接触而吸收空气中的香气分子，吸收剩余的湿热空气经过旋风分离器7排出；干燥的芳香植物干燥完毕后，依次关闭高压泵4、鼓风机11、引风机8，接触吸收塔5内部的吸收溶液排入到储液罐3中；
步骤4、将新的待干燥的芳香植物分装于不锈钢网盘中，放置到干燥室9中，重复步骤2和步骤3，重复1次，即一批吸收液吸收2批次干燥中挥发的芳香植物香气，得微胶囊香精溶液，将微胶囊香精溶液输送至结晶罐中，冷却至5℃进行结晶，结晶后过滤得到滤饼和结晶后的母液，将滤饼干燥后粉碎即得β-环状糊精为载体的粉末微胶囊香精，结晶后的母液添加β-环状糊精至需要的浓度，再次通过加料阀1加入到储液罐3中。
实施例2
如图1所示，该芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置，包括加料阀1、出料阀2、储液罐3、高压泵4、接触吸收塔5、高压喷头6、旋风分离器7、引风机8、干燥室9、空气加热器10、鼓风机11、空气过滤器12和热空气输送管13，储液罐3顶部设有加料阀1，储液罐3底部吸收液出口通过高压泵4管道连接高压喷头6，高压喷头6位于接触吸收塔5顶部的内部，接触吸收塔5上部一侧依次与旋风分离器7、引风机8相通连接，接触吸收塔5底部一侧通过热空气输送管13依次与干燥室9、空气加热器10、鼓风机11、空气过滤器12连接，接触吸收塔5底部通过管道与储液罐3顶部连通，储液罐3底部吸收液出口的管道上设有出料阀2。
其中高压泵4管道上设有球阀14。
该芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置的应用方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先配置质量百分比为12%的β-环状糊精水溶液，关闭出料阀2，将β-环状糊精水溶液通过加料阀1加入到储液罐3中，关闭加料阀1，调整β-环状糊精水溶液温度为68℃；
步骤2、将待干燥的芳香植物分装于不锈钢网盘中，放置到干燥室9中，先启动引风机8，再启动鼓风机11，空气经空气过滤器12过滤后，经过鼓风机11到空气加热器10中加热至温度为70℃的干热空气，然后进入到干燥室9中加热物料形成带香味的湿热空气，带香味的湿热空气通过热空气输送管13从接触吸收塔5底部进入接触吸收塔5中；
步骤3、打开球阀14和高压泵4，温度为68℃β-环状糊精水溶液从吸收液出口通过管道输送到高压喷头6中雾化成细小液滴（雾化压力6～12MPa），细小液滴在接触吸收塔5中降落与步骤2中的带香味的湿热空气逆流接触而吸收空气中的香气分子，吸收剩余的湿热空气经过旋风分离器7排出；干燥的芳香植物干燥完毕后，依次关闭高压泵4、鼓风机11、引风机8，接触吸收塔5内部的吸收溶液排入到储液罐3中；
步骤4、将新的待干燥的芳香植物分装于不锈钢网盘中，放置到干燥室9中，重复步骤2和步骤3，重复4次，即一批吸收液吸收5批次干燥中挥发的芳香植物香气，得微胶囊香精溶液，将微胶囊香精溶液输送至结晶罐中，冷却至15℃进行结晶，结晶后过滤得到滤饼和结晶后的母液，将滤饼干燥后粉碎得到β-环状糊精为载体的粉末微胶囊香精，结晶后的母液添加β-环状糊精至需要的浓度，再次通过加料阀1加入到储液罐3中。
实施例3
如图1所示，该芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置，包括加料阀1、出料阀2、储液罐3、高压泵4、接触吸收塔5、高压喷头6、旋风分离器7、引风机8、干燥室9、空气加热器10、鼓风机11、空气过滤器12和热空气输送管13，储液罐3顶部设有加料阀1，储液罐3底部吸收液出口通过高压泵4管道连接高压喷头6，高压喷头6位于接触吸收塔5顶部的内部，接触吸收塔5上部一侧依次与旋风分离器7、引风机8相通连接，接触吸收塔5底部一侧通过热空气输送管13依次与干燥室9、空气加热器10、鼓风机11、空气过滤器12连接，接触吸收塔5底部通过管道与储液罐3顶部连通，储液罐3底部吸收液出口的管道上设有出料阀2。
其中高压泵4管道上设有球阀14。
该芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置的应用方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先配置质量百分比为10%的β-环状糊精水溶液，关闭出料阀2，将β-环状糊精水溶液通过加料阀1加入到储液罐3中，关闭加料阀1，调整β-环状糊精水溶液温度为55℃；
步骤2、将待干燥的芳香植物分装于不锈钢网盘中，放置到干燥室9中，先启动引风机8，再启动鼓风机11，空气经空气过滤器12过滤后，经过鼓风机11到空气加热器10中加热至温度为60℃的干热空气，然后进入到干燥室9中加热物料形成带香味的湿热空气，带香味的湿热空气通过热空气输送管13从接触吸收塔5底部进入接触吸收塔5中；
步骤3、打开球阀14和高压泵4，温度为55℃β-环状糊精水溶液从吸收液出口通过管道输送到高压喷头6中雾化成细小液滴（雾化压力6～12MPa），细小液滴在接触吸收塔5中降落与步骤2中的带香味的湿热空气逆流接触而吸收空气中的香气分子，吸收剩余的湿热空气经过旋风分离器7排出；干燥的芳香植物干燥完毕后，依次关闭高压泵4、鼓风机11、引风机8，接触吸收塔5内部的吸收溶液排入到储液罐3中；
步骤4、将新的待干燥的芳香植物分装于不锈钢网盘中，放置到干燥室9中，重复步骤2和步骤3，重复3次，即一批吸收液吸收4批次干燥中挥发的芳香植物香气，得微胶囊香精溶液，将微胶囊香精溶液输送至结晶罐中，冷却至10℃进行结晶，结晶后过滤得到滤饼和结晶后的母液，将滤饼干燥后粉碎得到β-环状糊精为载体的粉末微胶囊香精，结晶后的母液添加β-环状糊精至需要的浓度，再次通过加料阀1加入到储液罐3中。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置，其特征在于：包括加料阀（1）、出料阀（2）、储液罐（3）、高压泵（4）、接触吸收塔（5）、高压喷头（6）、旋风分离器（7）、引风机（8）、干燥室（9）、空气加热器（10）、鼓风机（11）、空气过滤器（12）和热空气输送管（13）；储液罐（3）顶部设有加料阀（1），储液罐（3）底部吸收液出口通过高压泵（4）管道连接高压喷头（6），高压喷头（6）位于接触吸收塔（5）顶部的内部，接触吸收塔（5）上部一侧依次与旋风分离器（7）、引风机（8）相通连接，接触吸收塔（5）底部一侧通过热空气输送管（13）依次与干燥室（9）、空气加热器（10）、鼓风机（11）、空气过滤器（12）连接，接触吸收塔（5）底部通过管道与储液罐（3）顶部连通，储液罐（3）底部吸收液出口的管道上设有出料阀（2）。
2.根据权利要求1所述的芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置，其特征在于：所述高压泵（4）管道上设有球阀（14）。
3.一种根据权利要求2所述的芳香植物干燥联产微胶囊香精的装置的应用方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤1、首先配置质量百分比为4%～12%的β-环状糊精水溶液，关闭出料阀（2），将β-环状糊精水溶液通过加料阀（1）加入到储液罐（3）中，关闭加料阀（1），调整β-环状糊精水溶液温度为48～68℃；
步骤2、将待干燥的芳香植物分装于不锈钢网盘中，放置到干燥室（9）中，先启动引风机（8），再启动鼓风机（11），空气经空气过滤器（12）过滤后，经过鼓风机（11）到空气加热器（10）中加热至温度为50～70℃的干热空气，然后进入到干燥室（9）中加热物料形成带香味的湿热空气，带香味的湿热空气通过热空气输送管（13）从接触吸收塔（5）底部进入接触吸收塔（5）中；
步骤3、打开球阀（14）和高压泵（4），温度为48～68℃β-环状糊精水溶液从吸收液出口通过管道输送到高压喷头（6）中雾化成细小液滴，细小液滴在接触吸收塔（5）中降落与步骤2中的带香味的湿热空气逆流接触而吸收空气中的香气分子，吸收剩余的湿热空气经过旋风分离器（7）排出；干燥的芳香植物干燥完毕后，依次关闭高压泵（4）、鼓风机（11）、引风机（8），接触吸收塔（5）内部的吸收溶液排入到储液罐（3）中；
步骤4、将新的待干燥的芳香植物分装于不锈钢网盘中，放置到干燥室（9）中，重复步骤2和步骤3，重复次数1～4次，即一批吸收液吸收2～5批次的芳香植物在干燥中挥发的芳香植物香气，得微胶囊香精溶液，将微胶囊香精溶液输送至结晶罐中，冷却至5～15℃进行结晶，结晶后过滤得到滤饼和结晶后的母液，将滤饼干燥后粉碎即得β-环状糊精为载体的粉末微胶囊香精，结晶后的母液添加β-环状糊精至需要的浓度，再次通过加料阀（1）加入到储液罐（3）中循环使用。
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