CN108719476A - 干法制粒工艺在奶片的制备中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干法制粒工艺在奶片的制备中的应用，属于奶片制备的领域。本发明中，通过将干法制粒工艺应用于奶片的制备过程中，解决了传统奶片的湿法制粒和直接压片法中存在的问题，改善了奶片的光泽度、完整性等感官特性，不仅为奶片生产提供了新的借鉴思路，而且开发的方法工艺操作简单，适合大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及奶片制备的领域。更具体地，涉及一种干法制粒工艺在奶片的制备中的应用。
背景技术
奶片是以奶粉为主要原料，添加果粉、香精等，经混合、压片、包装制成的乳固体含量≥70％的乳制品。由于其营养丰富、食用便捷，深受广大消费者的欢迎。
奶片的生产工艺分为制粒工艺和非制粒工艺即直接压片两种，其中制粒工艺又以湿法制粒工艺为主，即奶片原料粉经喷淋润湿剂(通常是水)制成软材，然后通过摆盘、烘烤干燥、颗粒后压制成型。该方法生产方式落后，工艺复杂，生产成本高，且生产过程中存在二次污染的可能，产品质量不稳定。
而非制粒工艺生产奶片多数使用在拥有奶粉生产线的企业。非制粒工艺生产奶片即将奶片基料粉(奶片基料粉是以全脂乳粉或生牛乳、脱盐乳清粉为主要原料，添加葡萄糖浆、食用植物油、白砂糖、食用香精、营养素等，经配料、杀菌、真空浓缩及喷雾干燥制成的乳固体含量不低于70％的用于生产奶片的调制乳粉)与果粉、香精及加工助剂(可选择范围：二氧化硅、磷酸三钙、微晶纤维素、硅酸钙、磷酸三钙、硅铝酸钠)等小料干混均匀后压片。该工艺要求生产厂家必须有喷雾干燥设备，即必须先生产奶片基料粉才可以生产奶片，极大的制约了奶片行业的发展。并且该方式通过添加加工助剂，改善了产品的流动性，进而改善产品可压性。但由于加工助剂的使用会带来以下问题：1、作为抗结剂，本身并无营养价值可言；2、添加加工助剂会带入风险，例如使用二氧化硅，会带入铝超标的风险，因国内外二氧化硅生产普遍采用沉淀法，副产品有聚合氯化铝或硫酸铝、活性氧化铝等成分。长时间食用含铝的食物容易导致健康疾病，对人体无益，因此二氧化硅使用上存在安全风险。
针对以上湿法制粒工艺和直接压片工艺制备奶片存在的缺陷，需要提供一种新的方法以解决这些问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种干法制粒工艺在奶片的制备中的应用，使得奶片的形貌规整、光泽度好。
为达到上述目的，本发明提供干法制粒工艺在奶片的制备中的应用。该应用的方法包括如下步骤：将奶片基料粉或奶片原料粉采用干法制粒工艺制粒，将得到的颗粒状粉体压片，得到奶片；其中，颗粒状粉体中，粒径为10～100目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总量的40％～80％。
干法制粒工艺主要应用在化学药品的生产研究中，一方面用于保护药物的有效成分，另一方面方便药物的灌装。其工作原理是将制剂原辅料通过压辊的挤压作用压缩成一定厚度的高密度薄片后，再破碎成所需大小颗粒。由于药品辅料成分简单，无高脂肪高糖高蛋白等成分，从而采用干法制粒的制粒过程中不会出现粘辊、堵料等情况。但奶片的成分明显与药品不同，且奶片中脂肪、蛋白质及糖的含量均较高，因此直接将干法制粒用于奶片中会粘辊、堵料，并不能起到很好的改善奶片的流动性及光泽度的问题。故在奶片的制备过程中基本不会考虑采用干法制粒工艺制粒。
本发明中，通过对颗粒状粉体中粒径为10～100目的粉体的含量的控制，从而能较好的将干法制粒工艺应用于奶片的制备中。根据本发明的优选实施方式，所述颗粒状粉体中，粒径为10～100目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的60％～75％时，此时奶片形貌更规整。
根据本发明的优选实施方式，所述粒径为10～100目的颗粒状粉体中，10～20目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的10％～20％、20～40目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的30％～50％、40～60目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的5％～15％、60～100目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的5％～15％。本发明中，采用干法制粒工艺对奶片原料粉进行制粒，再通过进一步对颗粒状粉体中粒径为10～100目的粉体的粒径分布进行控制后，不仅粉体流动性得到明显改善，可压性变强，再进一步进行压片的压片工艺更稳定，且得到的奶片不仅形貌更规整，产品的完整度及光泽度也更好。
根据本发明的更优选实施方式，所述粒径为10～100目的颗粒状粉体中，10～20目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的12％～15％、20～40目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的36％～44％、40～60目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的8％～12％、60～100目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的8％～12％。此时奶片制备过程的连续性、奶片的可压性、完整度高(脆碎度低)及光泽度效果更佳。
本发明中，在奶片的制备中，干法制粒工艺与常规奶片的直接压片工艺的本质区别在于：干法制粒工艺改善原料的颗粒粒径分布，从而间接改善产品流动性，而粉体的流动性的好坏对片剂重量差异及正常操作影响较大。根据本发明的具体实施方式，所述颗粒状粉体的含水量在8％以下。
根据本发明的优选实施方式，所述干法制粒工艺的具体条件为：将奶片基料粉或奶片原料粉经真空吸料系统吸入干法制粒机，通过垂直送料、水平送料后，进入压辊，压制成片，再整粒，筛分，得到所需目数的颗粒状粉体。
根据本发明的优选实施方式，所述干法制粒工艺中，干法制粒机的垂直送料速度为7～28.2rpm，优选为16～28rpm；干法制粒机的水平送料速度为30～139rpm，优选为50～135rpm；干法制粒机的压辊压力为5～17MPa，压辊转速为3～15.6rpm，优选为7～15rpm；所述整粒的预筛分筛的筛网为孔板或筛板，优选为筛板；所述预筛分筛的孔径为10～20目，优选为12～18目；所述筛分的振动筛分为两层，上层筛网孔径为≥5目，下层筛网孔径为≥80目，优选的为上层10目～30目，下层为80目～100目。通过对上述干法制粒工艺中各条件的控制，各条件间相互结合，可很好的解决原料在制粒过程中出现的粘辊、堵料的问题，同时获得理想的粉体颗粒粒径分布。
根据本发明的优选实施方式，所述奶片基料粉中包含全脂乳粉、脱脂乳粉、大豆分离蛋白、乳清蛋白粉、脱盐乳清粉、生牛乳、碳水化合物或水解蛋白粉中的一种或几种的混合。所述奶片基料粉是以前述全脂乳粉、脱脂乳粉、大豆分离蛋白、乳清蛋白粉、脱盐乳清粉、生牛乳、碳水化合物或水解蛋白粉中的一种或多种为主要原料制备得到的乳固体含量不低于70％的用于生产奶片的调制乳粉。更优选地，所述奶片基料粉是以前述全脂乳粉、脱脂乳粉、大豆分离蛋白、乳清蛋白粉、脱盐乳清粉、生牛乳、碳水化合物、水解蛋白粉油脂中的一种或多种为主要原料添加葡萄糖浆、食用植物油、白砂糖、食用香精、营养素等，经配料、杀菌、真空浓缩及喷雾干燥制成的乳固体含量不低于70％的用于生产奶片的调制乳粉。优选的奶片基料粉的制备方法包括如下步骤：
化油：将油脂(包括植物脂肪和动物脂肪)通过加热方式，使油脂融化；
配料：开动高速混料机，将配料用水加入高速混料机，加热至50℃，将计量好的葡萄糖浆、生牛乳、白砂糖、全脂乳粉等加入并不断搅拌，物料充分混匀后打入配料罐；
营养素添加：将溶解好的营养素打入配料罐；
均质：将搅拌后料液经过高压均质机，均质后料液用滤袋进行过滤；
浓缩：使用真空浓缩将料液干物质含量控制在50％左右；
喷雾干燥：将浓缩后的物料经高压泵泵入喷雾干燥塔，进行喷雾干燥，喷雾干燥后奶片基料粉经流化床干燥，水分控制在3％以下；
包装：按照不同包装规格要求，将奶片基料粉装入相应的包装内。
本发明中，对奶片原料粉无其它具体要求。本领域技术人员可根据常规使用的奶片原料粉即可。例如，奶片原料粉可包含全脂奶粉、脱脂乳粉、大豆分离蛋白、乳清蛋白粉、淀粉、碳水化合物或水解蛋白粉中的一种或几种的混合。还可以根据实际需要添加营养素，如维生素、矿物质中的一种或两者的混合。所述奶片原料粉中也可添加香精、果粉、益生菌等辅料。
本发明中，如无特殊说明，所述原料均可通过市售商购获得。
本发明的有益效果如下：
本发明中，将干法制粒工艺应用于奶片的制备中有效的克服了常规奶片的湿法制粒和直接压片抗结剂使用过程中可能存在的危害及风险。且1、经过干法制粒的物料颗粒粒径分布改善，进而改善了物料的流动性和可压性；2、无需额外添加水分制粒，减少了二次污染的可能，有利于稳定产品质量；3、不需要添加加工助剂，减少了二氧化硅带入铝的安全风险；4、经过机械挤压，物料会浸出一部分表面油脂，使得制粒后压制成型的奶片光泽度增强，进而改善奶片感官。
本发明中，通过进一步对干法制粒工艺的改进，有效地避免湿法制粒工艺和添加助流剂(二氧化硅)直接压片的缺点。首先，可增加奶片基料粉流动性及可压性，确保奶片基料粉进料顺畅，提升压片速度，降低产品不合格率，进而改善产品质量；其次，该工艺可以直接用于非奶片基料粉的其他普通原料(如全脂奶粉、脱脂奶粉，但不局限于二者)的制粒，从而实现普通食品粉类原料的压片成型；最后，该工艺的使用可以增加压片后奶片的光泽度，改善奶片感官。不仅为奶片生产提供了新的借鉴思路，而且开发的方法工艺操作简单，适合大规模工业化生产。
本发明中，通过对干法制粒工艺各工艺条件的控制以及对颗粒粒径分布的控制，有效地改善原料的流动性和可压性，奶片的各项指标均持平或高于现有工艺生产的奶片，例如，其中生产速度与添加助流剂生产奶片和湿法制粒生产奶片相差无几，硬度低于添加助流剂生产奶片和湿法制粒生产奶片，脆碎度与添加助流剂生产奶片和湿法制粒奶片相同(硬度越低口感越好，而硬度又与脆碎度相关，通常情况下硬度低脆碎度相应会升高，脆碎度关系到产品在包装运输过程中的破损率)，且同奶片产品的形貌更规整光泽度也有明显改善。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
奶片的制备：
将奶片基料粉(以全脂乳粉为主要原料，添加葡萄糖浆、食用植物油、白砂糖、食用香精、营养素等，经配料、杀菌、真空浓缩及喷雾干燥制成的乳固体含量不低于70％的用于生产奶片的调制乳粉。)通过真空上料机吸料进入干法制粒机(厂商：石家庄科源机械设备有限公司，干法制粒机型号：GZL150-40L，以下各实施例及对比例中使用的干法制粒机的型号均与本实施例相同)，干法制粒机工艺参数：垂直送料速度为16rpm；水平送料速度为50rpm；压辊压力为7MPa；压辊转速为8rpm；整粒系统筛网结构选孔板；整粒系统筛网孔径为12目，筛分系统振动筛上层筛网孔径为8目，下层筛网孔径为80目。制备得到的颗粒经压片机压制成型，压片机参数设置为压力7kN。
其中，经干法制粒后奶片基料粉颗粒含水量在8％以下，粒径分布为10-100目颗粒占颗粒粉体总重量的60％，其中10-20目占比10％，20-40目占比30％，40-60目占比10％，60-100目占比10％(此处占比均是相对于颗粒粉体总重量，以下各实施例及对比例中的占比也均是相对于颗粒粉体总重量)。
实施例2
奶片的制备：
将全脂奶粉通过真空上料机吸料进入干法制粒机，干法制粒机工艺参数：垂直送料速度为18rpm；水平送料速度为80rpm；压辊压力为10MPa；压辊转速为10rpm；整粒系统筛网结构选筛板；整粒系统筛网孔径为14目，筛分系统振动筛上层筛网孔径为5目，下层筛网孔径为60目。制备得到的颗粒经压片机压制成型，压片机参数设置为压力8kN。
经干法制粒后全脂奶粉颗粒含水量在8％以下，粒径分布为10-100目颗粒占颗粒粉体总重量的66％，其中10-20目占比12％，20-40目占比34％，40-60目占比10％，60-100目占比10％。
实施例3
奶片的制备：
将脱脂奶粉通过真空上料机吸料进入干法制粒机，干法制粒机工艺参数：垂直送料速度为23rpm；水平送料速度为100rpm；压辊压力为12MPa；压辊转速为12rpm；整粒系统筛网结构选筛板；整粒系统筛网孔径为14目，筛分系统振动筛上层筛网孔径为8目，下层筛网孔径为100目。制备得到的颗粒经压片机压制成型，压片机参数设置为压力8kN。
经干法制粒后脱脂奶粉颗粒含水量在8％以下，粒径分布为10-100目颗粒占颗粒粉体总重量的72％，其中10-20目占比10％，20-40目占比40％，40-60目占比12％，60-100目占比10％。
实施例4
奶片的制备：
将乳清蛋白粉通过真空上料机吸料进入干法制粒机，干法制粒机工艺参数：垂直送料速度为25rpm；水平送料速度为115rpm；压辊压力为11MPa；压辊转速为15rpm；整粒系统筛网结构选筛板；整粒系统筛网孔径为16目，筛分系统振动筛上层筛网孔径为10目，下层筛网孔径为80目。制备得到的颗粒经压片机压制成型，压片机参数设置为压力10kN。
经干法制粒后乳清蛋白粉颗粒含水量在8％以下，粒径分布为10-100目颗粒占颗粒粉体总重量的78％，其中10-20目占比12％，20-40目占比43％，40-60目占比12％，60-100目占比11％。
实施例5
奶片的制备：
将大豆分离蛋白通过真空上料机吸料进入干法制粒机，干法制粒机工艺参数：垂直送料速度为28rpm；水平送料速度为135rpm；压辊压力为15MPa；压辊转速为15rpm；整粒系统筛网结构选孔板；整粒系统筛网孔径为18目，筛分系统振动筛上层筛网孔径为10目，下层筛网孔径为100目。制备得到的颗粒经压片机压制成型，压片机参数设置为压力12kN。
经干法制粒后大豆分离蛋白颗粒含水量在8％以下，粒径分布为10-100目颗粒占颗粒粉体总重量的64％，其中10-20目占比10％，20-40目占比32％，40-60目占比12％，60-100目占比10％。
实施例6
奶片的制备：
将淀粉通过真空上料机吸料进入干法制粒机，干法制粒机工艺参数：垂直送料速度为19rpm；水平送料速度为105rpm；压辊压力为11MPa；压辊转速为12rpm；整粒系统筛网结构选孔板；整粒系统筛网孔径为12目，筛分系统振动筛上层筛网孔径为20目，下层筛网孔径为120目。制备得到的颗粒经压片机压制成型，压片机参数设置为压力10kN。
经干法制粒后淀粉颗粒含水量在8％以下，粒径分布为10-100目颗粒占颗粒粉体总重量的70％，其中10-20目占比11％，20-40目占比35％，40-60目占比13％，60-100目占比11％。
对比例1
奶片的制备：
称取如实施例1的奶片基料粉500kg，二氧化硅0.75kg；
将奶片基料粉真空吸料系统吸入干混机，将二氧化硅撒于奶片基料粉表面，开启干混机，使上述原料充分混匀。干混时间控制在15分钟。干混均匀的上述原料经压片机压制成型，压片机参数设置为压力12kN。
对比例2
奶片的制备：
称取如实施例1的奶片基料粉500kg；
将奶片基料粉经压片机压制成型，压片机参数设置为压力12kN。
对比例3
奶片的制备：
将如实施例1的奶片基料粉通过真空上料机吸料进入干法制粒机，干法制粒机工艺参数：垂直送料速度为16rpm；水平送料速度为50rpm；压辊压力为20MPa；压辊转速为8rpm；整粒系统筛网结构选孔板；整粒系统筛网孔径为8目，筛分系统振动筛上层筛网孔径为8目，下层筛网孔径为80目。制备得到的颗粒经压片机压制成型，压片机参数设置为压力8kN。
经干法制粒后奶片基料粉颗粒含水量在8％以下，粒径分布为10-100目颗粒占颗粒粉体总重量的80％，其中10-20目占比25％，20-40目占比31％，40-60目占比15％，60-100目占比9％。
对比例4
奶片的制备：
将如实施例1的奶片基料粉通过真空上料机吸料进入干法制粒机，干法制粒机工艺参数：垂直送料速度为6rpm；水平送料速度为25rpm；压辊压力为6MPa；压辊转速为8rpm；整粒系统筛网结构选孔板；整粒系统筛网孔径为12目，筛分系统振动筛上层筛网孔径为10目，下层筛网孔径为60目。制备得到的颗粒经压片机压制成型，压片机参数设置为压力8kN。
经干法制粒后奶片基料粉颗粒含水量在8％以下，粒径分布为10-100目颗粒占颗粒粉体总重量的50％，其中10-20目占比10％，20-40目占比24％，40-60目占比9％，60-100目占比7％。
对比例5
奶片的制备：
将如实施例1的奶片基料粉通过真空上料机吸料进入干法制粒机，干法制粒机工艺参数：垂直送料速度为16rpm；水平送料速度为90rpm；压辊压力为7MPa；压辊转速为17rpm；整粒系统筛网结构选孔板；整粒系统筛网孔径为12目，筛分系统振动筛上层筛网孔径为20目，下层筛网孔径为60目。制备得到的颗粒经压片机压制成型，压片机参数设置为压力8kN。
经干法制粒后乳清蛋白粉颗粒含水量在8％以下，粒径分布为10-100目颗粒占颗粒粉体总重量的72％，其中10-20目占比13％，20-40目占比34％，40-60目占比20％，60-100目占比5％。
对上述各实施例及对比例的制备过程的状态以及获得的奶片的感官外貌以及硬度进行分析，结果如下表1所示。
表1各实施例及对比例的制备过程的状态以及获得的奶片的感官外貌以及硬度
上述结果表明：采用常规的直接压片法时，不添加助流剂奶片基料粉直接压片，产品质量无法保证。对于干法制粒后奶片基料粉，粒径分布中大颗粒占比明显增加，对奶片基料粉流动性改善效果显著，且随着10-100目颗粒占比的增加，奶片基料粉的流动性及压片效果越好，当大颗粒的占比达到一定比例时，制粒后奶片基料粉压片速度、奶片质量与添加助流剂(二氧化硅)压片效果相当，并且奶片光泽度优于添加助流剂压片产品、硬度(硬度越低，口感越佳)较之更低。从表1的结果中还可知，制得的粒料中粒料的粒度分布对粒料的流动性、可压性以及硬度脆碎度均有影响。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，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，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (9)
1.干法制粒工艺在奶片的制备中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用的方法包括如下步骤：将奶片基料粉或奶片原料粉采用干法制粒工艺制粒，将得到的颗粒状粉体压片，得到奶片；其中，颗粒状粉体中，粒径为10～100目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的40％～80％。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述颗粒状粉体中，粒径为10～100目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的60％～75％。
4.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于，所述粒径为10～100目的颗粒状粉体中，10～20目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的10％～20％、20～40目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的30％～50％、40～60目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的5％～15％、60～100目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的5％～15％。
5.根据权利要求2～4任一项所述的应用，其特征在于，所述粒径为10～100目的颗粒状粉体中，10～20目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的12％～15％、20～40目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的36％～44％、40～60目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的8％～12％、60～100目的颗粒状粉体占颗粒状粉体总重量的8％～12％。
6.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述颗粒状粉体的含水量在8％以下。
7.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述干法制粒工艺的具体条件为：将奶片基料粉或奶片原料粉经真空吸料系统吸入干法制粒机，通过垂直送料、水平送料后，进入压辊，压制成片，再整粒，筛分，得到所需目数的颗粒状粉体。
8.根据权利要求2或7所述的应用，其特征在于，所述干法制粒工艺中，干法制粒机的垂直送料速度为7～28.2rpm，优选为16～28rpm；干法制粒机的水平送料速度为30～139rpm，优选为50～135rpm；干法制粒机的压辊压力为5～17MPa，压辊转速为3～15.6rpm，优选为7～15rpm；所述整粒的预筛分筛的筛网为孔板或筛板，优选为筛板；所述预筛分筛的孔径为10～20目，优选为12～18目；所述筛分的振动筛分为两层，上层筛网孔径为≥5目，下层筛网孔径为≥80目，优选的为上层10目～30目，下层为80目～100目。
9.根据权利要求2或7所述的应用，其特征在于，所述奶片基料粉是以全脂乳粉或生牛乳、脱盐乳清粉为主要原料制备得到的乳固体含量不低于70％的用于生产奶片的调制乳粉。
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