CN108067160A - 一种喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法 - Google Patents

一种喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法，该方法是将无溶剂法生产的熔融状态的蔗糖脂肪酸酯，直接通过雾化器将其雾化喷洒在冷却塔中，与冷却塔中的空气进行热交换后固化得到蔗糖脂肪酸酯颗粒成品。本发明完全不同于传统蔗糖脂肪酸酯生产工艺，反应产物无需自然冷却，也无需再经机械粉碎，使蔗糖脂肪酸酯生产从投料、反应到终产品，整个生产工艺流程在全封闭的环境中一次性完成，避免粉尘可能造成的环境污染、产品污染、人体危害等发生，同时极大程度地提高蔗糖脂肪酸酯产品品质。与传统机械粉碎加工的传统粉末状蔗糖脂肪酸酯相比较，该技术产品具有粒径分布均匀、球形度高、流动性好、不易受潮、润湿性及溶解性高等优点。

Description

一种喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法
技术领域
本发明涉及一种蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法，尤其是利用喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法。
背景技术
由于针对目前蔗糖脂肪酸酯的主要生产方法是无溶剂法，而无溶剂蔗糖脂肪酸酯生产法则是通过高温使蔗糖和脂肪酸酯在熔融相中发生酯化反应而生成蔗糖脂肪酸酯，因此，传统蔗糖脂肪酸酯反应产物需要经自然冷却成为块状或蜡状固体后，再经机械粉碎加工方成为粉末状成品。此外，由于蔗糖自身吸潮性能，特别是其中还原糖含量过量，在蔗糖脂肪酸酯反应产物自然冷却和机械粉碎过程中，以及成品储存过程中蔗糖脂肪酸酯产品易吸潮结块；因此，传统无溶剂蔗糖脂肪酸酯生产工艺，特别是后加工工序，严重地影响了蔗糖脂肪酸酯产品外观品质及使用性能。此外，传统机械粉碎工艺还产生大量粉尘而对环境和产品可能造成污染，对直接生产人员的身体健康也可能造成影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法，该方法反应产物无需自然冷却，也无需再经机械粉碎，使蔗糖脂肪酸酯生产从投料、反应到终产品，整个生产工艺流程在全封闭的环境中一次性完成，避免粉尘可能造成的环境污染、产品污染、人体危害等发生，同时极大程度地提高蔗糖脂肪酸酯产品品质。
解决上述技术问题的技术方案是：一种喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法，将无溶剂法生产的熔融状态的蔗糖脂肪酸酯，直接通过雾化器雾化喷洒在冷却造粒塔中，与冷却造粒塔中的冷空气进行热交换后冷却固化得到蔗糖脂肪酸酯颗粒；
所述的无溶剂法生产熔融状态的蔗糖脂肪酸酯的具体条件为：反应原料蔗糖和脂肪酸酯的质量配比为1:1.4～6，催化剂的用量为原料总质量的1%～5%，整个反应体系应控制在真空度大于0.094MPa的真空状态，反应温度应控制在120℃～140℃，反应时间应控制在3～6小时，
雾化器喷雾冷却的条件为：雾化器的转速为2000～12000r/min，进风温度5～20℃，出风温度30～45℃，进料温度 100～130℃，进料速度为30～600L/h，冷风流量100～1000立方米/小时。
本发明的进一步技术特征是：反应原料蔗糖和脂肪酸酯的质量配比为1:4，催化剂的用量为原料总质量的3.5%。
反应原料蔗糖为精制白砂糖，还原糖含量应低于0.2%。
得到蔗糖脂肪酸酯颗粒成品的粒径为10～500μm。
所述的催化剂是食品级碳酸钾或/和食品级氢氧化钾。
热熔喷雾冷却技术，不需使用任何溶剂，将熔融物料通过雾化器分散成雾状液滴，并在冷却室内与冷空气充分接触进行热交换，使雾状液滴迅速凝固，在高效旋风分离器内完成气固分离得到细度均一、品质均一的极细粉体或细颗粒半成品或成品的一种特殊制剂手段，正好可以用于对传统蔗糖脂肪酸酯生产工艺进行革命性改进，即通过热熔喷雾冷却技术制备蔗糖脂肪酸酯颗粒制品，改善蔗糖脂肪酸酯产品粒径分布、球形度、流动性、润湿性及溶解性，提高产品品质。
由于通过高温使蔗糖和脂肪酸酯在熔融相中发生酯交换反应而生成蔗糖脂肪酸酯，反应温度在120℃-140℃之间，极易焦化变色，使得反应产物呈现微黄色粘稠状或树脂状液体形式，偏离正常的无色或白色状态。此外，传统机械粉碎工艺还产生大量粉尘而对环境和产品可能造成污染，对直接生产人员的身体健康也可能造成影响。因此，通过热熔喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒制品，不但能赋予蔗糖脂肪酸酯产品粒径分布均匀、球形度高、流动性好、润湿性及溶解性高等优点，提高产品品质，而且还能使蔗糖脂肪酸酯生产从投料、反应到终产品整个生产工艺流程在全封闭的环境中一次性完成，避免粉尘可能造成的环境污染、产品污染、人体危害等发生。
本发明具有的有益效果具体分述如下：
1．蔗糖脂肪酸酯生产，从投料、反应到终产品，整个生产工艺流程在全封闭的环境中一次性完成。与传统蔗糖脂肪酸酯生产工艺相比，生产效率和产品品质均得到提升。
2．与传统机械粉碎加工的传统粉末状蔗糖脂肪酸酯相比较，该技术产品具有粒径分布均匀、球形度高、流动性好、不易受潮、润湿性好等优点，产品原有的理化特性得以有效保持，产品易于长期保存。
3．由于该技术产品具有优秀的润湿性能，可以快速分散溶解，因此，可以避免传统粉末蔗糖脂肪酸酯产品使用时难于分散溶解，甚至结团现象发生。
4．蔗糖脂肪酸酯生产无需机械粉碎，避免粉尘可能造成的环境污染、产品污染、人体危害等发生。
附图说明
图1：本发明工艺流程图。
图2：本发明制备得到的蔗糖脂肪酸酯颗粒的显微镜放大图（放大较小倍数）。
图3：本发明制备得到的蔗糖脂肪酸酯颗粒的显微镜放大图（放大较大倍数）。
具体实施方式
实施例1
1)蔗糖为亚硫酸法机制白砂糖，还原糖含量为0.50%。
2) 蔗糖脂肪酸酯的主要反应原料白砂糖和脂肪酸甲酯的配比为1:4,催化剂组成比例为反应原料总质量3.5%（即白砂糖和脂肪酸甲酯总质量的3.5%），整个反应体系应控制在真空状态，真空度保持在0.098 MPa，反应温度控制在125±1℃，反应时间控制在3小时。
采用无溶剂法生产的熔融状态的蔗糖脂肪酸酯该保持良好的熔融状态，物料温度为125±1℃，保持流动性。
3)将反应完成的蔗糖脂肪酸酯高温溶液通入离心雾化器进行喷雾冷却，喷雾冷却的条件为：离心盘转速7000r/min，进风温度16℃，出风温度在30-45℃之间变动，进料温度123℃，进料速度为60L/h，控制冷空气流量200m3/h。采用该雾化条件得到的产品通常为规则的球形颗粒，具有极佳的流动性。
运用本方法所得蔗糖脂肪酸酯终产品是粒径为200～400μm大小不等的颗粒，由于含还原糖过高，物料呈淡褐色，色泽不理想。
实施例2
1)蔗糖为碳酸法机制糖白砂糖，还原糖含量为0.03%。
2) 蔗糖脂肪酸酯的主要反应原料白砂糖和脂肪酸甲酯的配比为1:4,催化剂组成比例为3.5%，整个反应体系应控制在真空状态，真空度保持在0.098 MPa，反应温度控制在123±1℃，反应时间控制在3小时。
采用无溶剂法生产的熔融状态的蔗糖脂肪酸酯保持良好的熔融状态，物料温度为123±1℃，流动性良好。
3)将反应完成的蔗糖脂肪酸酯高温溶液通入离心雾化器进行喷雾冷却，喷雾冷却条件为：7000r/min，进风温度16℃，出风温度在30-45℃之间变动，进料温度123℃，进料速度为60L/h，控制冷空气流量200m3/h。采用该雾化条件得到的产品通常为规则的球形颗粒，具有极佳的流动性。
运用本方法所得蔗糖脂肪酸酯终产品粒径86%为200～500μm大小不等的颗粒，由于含还原糖极低，纯白色，色泽良好。
实施例3
1)蔗糖为碳酸法机制白砂糖，还原糖含量为0.03%。
2) 蔗糖脂肪酸酯的主要反应原料白砂糖和脂肪酸甲酯的配比为1:4,催化剂组成比例为3.5%，整个反应体系应控制在真空状态，真空度保持在0.098 MPa，反应温度控制在123±1℃，反应时间控制在3小时。
采用无溶剂法生产的熔融状态的蔗糖脂肪酸酯保持良好的熔融状态，物料温度为123±1℃，保持流动性。
3)将反应完成的蔗糖脂肪酸酯反应产物高温溶液通入离心雾化器进行冷却喷雾，喷雾冷却条件为：9000r/min，进风温度16℃，出风温度在30-45℃之间变动，进料温度123℃，进料速度为60L/h，控制冷空气流量200m3/h。采用该雾化条件得到的产品通常为规则的球形颗粒，具有较好的流动性。
运用本方法所得蔗糖脂肪酸酯终产品粒径92%为100～500μm大小不等的颗粒，由于含还原糖极低，纯白色，色泽良好。
本发明所述的催化剂是食品级碳酸钾和/或食品级氢氧化钾。
本发明各实施例中，通过雾化器雾化后得到的产品喷洒在冷却造粒塔中，与冷却造粒塔中的冷空气进行热交换后冷却固化得到蔗糖脂肪酸酯颗粒，大部分物料经自然沉降进入造粒塔底部的料仓，少量极细部分物料经过旋风分离器分离后进入料仓。
本发明各实施例中，雾化器中的液滴尺度是由离心雾化盘的尺寸以及雾化盘的转速决定的，转速越快，液滴越细。冷却造粒塔的工艺条件一般要求：冷却造粒塔离心盘转速的调节由产品细度要求来决定，产品要求越细，转速越高；冷风量的调节是由进料量决定的，进料量越大则需要的冷风量越大。
附表一：雾化器不同转速下得到的蔗糖脂肪酸酯颗粒的粒径分布表。

Claims (5)

1.一种喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法，其特征在于：将无溶剂法生产的熔融状态的蔗糖脂肪酸酯，直接通过雾化器雾化喷洒在冷却造粒塔中，与冷却造粒塔中的冷空气进行热交换后冷却固化得到蔗糖脂肪酸酯颗粒；
所述的无溶剂法生产熔融状态的蔗糖脂肪酸酯的具体条件为：反应原料蔗糖和脂肪酸酯的质量配比为1:1.4～6，催化剂的用量为原料总质量的1%～5%，整个反应体系应控制在真空度大于0.094MPa的真空状态，反应温度应控制在120℃～140℃，反应时间应控制在3～6小时，
雾化器喷雾冷却的条件为：雾化器的转速为2000～12000r/min，进风温度5～20℃，出风温度30～45℃，进料温度 100～130℃，进料速度为30～600L/h，冷风流量100～1000立方米/小时。
2.根据权利要求1所述的一种喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法，其特征在于：反应原料蔗糖和脂肪酸酯的质量配比为1:4，催化剂的用量为原料总质量的3.5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法，其特征在于：反应原料蔗糖为精制白砂糖，还原糖含量应低于0.2%。
4.根据权利要求1或2所述的一种喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法，其特征在于：得到蔗糖脂肪酸酯颗粒成品的粒径为10～500μm。
5.根据权利要求1或2所述的一种喷雾冷却制备蔗糖脂肪酸酯颗粒的方法，其特征在于：所述的催化剂是食品级碳酸钾或/和食品级氢氧化钾。
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