CN111289342A - 可以调控挤破压力的爆珠壁材及爆珠挤破压力的测量方法 - Google Patents

可以调控挤破压力的爆珠壁材及爆珠挤破压力的测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可以调控挤破压力的爆珠壁材及爆珠挤破压力的测量方法，属于爆珠生产技术领域。该壁材包括按照重量份数计的如下原料：去离子水100份、胶体1‑4份、增韧剂4‑10份、填充剂0.05‑1份、食用色素0.1‑1份；胶体选自卡拉胶、明胶、阿拉伯胶、果胶中的一种或多种的混合物；增韧剂选自甘油和山梨糖醇中的一种或多种的混合物。通过本发明壁材制得的爆珠在保证流动性的情况下，爆珠的挤破压力可以控制在6‑10N/mm范围内，爆珠对环境适应性更强，稳定更好；同时，本发明实现了爆珠挤破压力的软测量，实验证明：实际挤破压力与利用压力指数计算的挤破压力拟合度高，可以应用于制备爆珠的挤破压力的预测。

Description

可以调控挤破压力的爆珠壁材及爆珠挤破压力的测量方法
技术领域
本发明属于爆珠生产技术领域，具体涉及一种可以调控挤破压力的爆珠壁材及爆珠挤破压力的测量方法。
背景技术
爆珠挤破压力等于爆珠破坏力与爆珠形变的比值，常规爆珠挤破压力一般在10-15N/mm，很难调到10N/mm以内。爆珠破坏力在标准范围以内时，爆珠挤破压力越大，爆珠破坏力越容易受环境温湿度的影响，容易出现破碎和气泡。
当爆珠挤破压力过大时，挤破爆珠所需的指间压力越大，部分爆珠会出现“挤不破”的情况，严重影响消费者在挤破爆珠过程中的消费体验；当爆珠挤破压力过小时，挤破爆珠所需的力也很小，部分爆珠会出现易破碎的情况，严重影响卷烟爆珠在储存、运输等环节中的效果，提升运输与储藏成本，进而影响产品的质量。
目前，爆珠的测量尚无统一标准，一般的测量方法是利用食品检测领域的质构仪，衡量爆珠挤破压力的主要指标就是挤破压力（也称破碎强度），但在测量过程中存在着需逐颗测量，耗时较长。利用爆珠壁材的调控可以设计爆珠强度，但设计与研究仅是“设计壁材配伍-测量爆珠强度-调整壁材配伍”这一固定的模式，尚无可以调整壁材挤破压力的相关研究，且不可实现爆珠壁材挤破压力的预测，只能通过试错法来进行相关的设计与改进。
因此如何克服现有技术的不足，实现爆珠挤破压力的可调可控及爆珠挤破压力的软测量是目前爆珠生产技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种可以调控挤破压力的爆珠壁材配方及爆珠挤破压力的软测量方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种可以调控挤破压力的爆珠壁材，包括按照重量份数计的如下原料：
去离子水100份、胶体1-4份、增韧剂4-10份、填充剂0.05-1份、食用色素0.1-1份；
所述的胶体选自卡拉胶、明胶、阿拉伯胶、果胶中的一种或多种的混合物；
增韧剂选自甘油和山梨糖醇中的一种或多种的混合物。
进一步，优选的是，所述的填充剂为麦芽糊精。
进一步，优选的是，食用色素为柠檬黄、亮蓝和胭脂红中一种或多种的混合物。
本发明同时提供上述可以调控爆珠挤破压力的壁材在制备爆珠中的应用，包括如下步骤：
步骤（1），将去离子水加热至沸腾后，将胶体、增韧剂、填充剂和食用色素混合后，加入到热水中，搅拌至完全溶解，之后抽真空使溶液达到清澈透明无气泡，得到胶液；
步骤（2），将胶液加入预热至70-80℃的滴制设备中，调整进胶速度、芯材速度和甘油（作为冷凝液）速度，进行滴制，滴制完成后，清洗爆珠表面的甘油，清洗后在增强液中浸泡8-12分钟，浸泡完成后，风干除去爆珠表面的水分后平铺放置平衡室平衡，制得爆珠。
进一步，优选的是，用酒精清洗爆珠表层的甘油。
进一步，优选的是，所述的增强液包括按照重量份数计的如下原料：
去离子水96-104份，壳聚糖0.1-0.2份，山梨糖醇0.1-0.2份，亮蓝0.05-0.2份。
进一步，优选的是，平衡时间为24小时。
进一步，优选的是，胶液的滴制温度控制在70-90℃，芯材的滴制温度为常温，甘油的温度控制在10-17℃。
本发明还提供上述可以调控爆珠挤破压力的壁材在制备爆珠中的应用中制得的爆珠。
本发明另外提供上述爆珠的挤破压力测量方法，其特征在于：
将权利要求1中爆珠壁材的原料用量带入下式即得；
P=0.7732α+0.1468β+0.6736γ+0.1776δ+4.588，其中，P为衡量爆珠挤破压力大小，单位N/mm，；α为权利要求1中胶体的份数值；β为权利要求1中增韧剂的份数值；γ为权利1中填充剂的份数值；δ为权利1中食用色素的份数值。
P值越大，爆珠挤破压力越大，取值范围为6-10。
本发明滴制时，需要根据样品要求调整爆珠总重、胶皮重量和芯材重量保证爆珠大小均匀，无偏心。
本发明通过改善爆珠壁材原料及配比，可以根据爆珠的不同情况，调整爆珠挤破压力，保证爆珠的稳定性。
本发明对于抽真空时具体的技术参数没有限制，只要能实现本发明目的即可。
本发明采用物理成膜法制取爆珠，物理成膜法也叫冷凝法，如图1所示，其原理是爆珠壁材胶液在高温下呈流体状，当温度低于40℃时呈凝胶状，并将与之不相溶的芯材包裹成型，清洗、干燥、筛分后即烟用爆珠。将一定量的水和其它壁材原料，加入化胶罐中，加热到70-80℃，搅拌至混合物完全溶解，分散均匀，停止搅拌，抽真空使溶液达到清澈透明无气泡，得到壁材胶液；采用同轴双层滴制设备，在压力或重力作用下将壁材胶液和芯材(烟用香精香料等)通过同轴双层滴头滴入冷凝介质中，壁材胶液走外层，芯材走内层，在表面张力和重力作用下形成液滴，液滴表层囊材遇冷凝固形成一种具有流体内核和固体外壳的胶囊。
本发明生产工艺流程及要求：
1.取合格的配制料；
2.料液配制，壁材的热熔，根据壁材的性质控制好热熔温度，控制在70-80℃，使壁材完全溶解并搅拌均匀，抽取真空，使溶液达到清澈透明无气泡，胶液的黏度控制在500-2500MPa.s。
3.滴制，把胶液加入到滴丸机中，通过滴头制成液滴，滴制到不相溶的甘油中，收缩成无缝球形胶囊。胶液的滴制温度控制在70-90℃，内容物的滴制温度为常温，甘油的温度控制在10-17℃，根据滴制情况，调整滴距，确保胶囊圆整度。
4.清洗，用酒精清洗，除去爆珠表面的甘油，保证胶囊表面的光滑和胶囊大小。
5.风干，将爆珠表面水分吹干，保证爆珠具有流动性即可，然后平铺放入平衡室（温度20℃，相对湿度60%RH）平衡24小时。
6.分捡，将爆珠不合格品：双胞，连体，异形丸、漏油丸、气泡丸、内容物带杂质等等挑除。
7.检测，对爆珠破碎压力、粒径、克重、皮重、装量等等各种指标进行检测。
8.包装入库，将检测合格的爆珠按要求包装后入库。
本发明所采用的部分物料的作用如下：
1.卡拉胶：凝胶，成膜，爆珠壁材主原料。
2.明胶：凝胶，成膜，疏水胶体的稳定剂，保证爆珠具有一定流动性。
3.阿拉伯胶：成膜，耐酸性强，抗氧化。
4.羧甲基纤维素钠：增稠剂，增加料液黏度；成膜，生产表面光泽同时具有柔软性和透明性的薄膜；
5.山梨糖醇：保持水分，增韧剂，增加壁材韧性。
6.麦芽糊精：填充剂，提高体系固形物浓度。
7.果胶：可形成具有弹性的凝胶，耐热性强。
8.甘油：具有一定的吸湿性和保水性，用作壁材增韧剂。
9.壳聚糖：填充壁材的缝隙，使膜更加紧密。
10.食用色素：胭脂红、亮蓝、柠檬黄，美化外观，增加爆珠的识别度，便于区分。
11.海藻酸钠：海藻酸盐遇到钙离子可迅速发生离子交换，生成凝胶，凝胶脱水后形成膜，其膜具有热不可逆性。形成的膜防潮性能好。
12.无水氯化钙：主要作用是提供成膜所需的钙离子。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明制得的爆珠在保证流动性的情况下，爆珠的挤破压力可以控制在6-10N/mm范围内，爆珠破碎压力对环境适应性更强，稳定更好。通过配方份数计算挤破压力参数，可以实现爆珠挤破压力的软测量，也可以实现根据目标挤破压力调整爆珠壁材配方。P=0.7732α+0.1468β+0.6736γ+0.1776δ+4.588，利用计算公式可以预测挤破压力值大小及调整方式，在专利所述范围内调整胶体、增韧剂、填充剂和食用色素的比值与用量即可实现爆珠挤破压力的可调可控，即可实际挤破压力与利用压力指数计算的挤破压力拟合度高，可以应用于制备爆珠的挤破压力的预测。
附图说明
图1为本发明物理成膜法工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
实施例1
取去离子水100份，卡拉胶1份，麦芽糊精0.05份，甘油4份，亮蓝0.1份，将水加热至沸腾后，将以上物料混合后，分散加入到热水中，搅拌至完全溶解，无固体杂质，抽取真空，使溶液达到清澈透明无气泡，测量壁材胶液的温度和黏度。将胶液加入预热至70~80℃的滴制设备中，调整进胶速度、香精速度和甘油速度，根据样品要求调整爆珠总重、胶皮重量和芯材重量，保证爆珠大小均匀，无偏心。滴制完成后，用酒精清洗爆珠表面的甘油，清洗后在增强液中浸泡8分钟，增强液配比：去离子水96份，壳聚糖0.1份，山梨糖醇0.1份，亮蓝0.05份。浸泡完成后，风干，除去爆珠表面水分，当爆珠具有一定流动性即可平铺放置平衡室，在温度20℃，相对湿度60%RH条件下平衡24小时。
实施例1结果：制作的爆珠流动性好，在温度区间20~70℃，相对湿度区间20~80%RH测试14天后，样品均无破损、气泡、偏心等不合格品出现，爆珠耐候性高，稳定性好。100颗爆珠的挤破压力平均值为6.1N/mm。
实施例2
取去离子水100份，明胶3份，麦芽糊精0.5份，甘油7份，亮蓝0.5份，将水加热至沸腾后，将以上物料混合后，分散加入到热水中，搅拌至完全溶解，无固体杂质，抽取真空，使溶液达到清澈透明无气泡，测量壁材胶液的温度和黏度。将胶液加入预热至70~80℃的滴制设备中，调整进胶速度、香精速度和甘油速度，根据样品要求调整爆珠总重、胶皮重量和芯材重量，保证爆珠大小均匀，无偏心。滴制完成后，用酒精清洗爆珠表面的甘油，清洗后在增强液中浸泡10分钟，增强液配比：去离子水100份，壳聚糖0.15份，山梨糖醇0.15份，亮蓝0.15份。浸泡完成后，风干，除去爆珠表面水分，当爆珠具有一定流动性即可平铺放置平衡室，在温度20℃，相对湿度60%RH条件下平衡24小时。
实施例2结果：制作的爆珠流动性好，在温度区间20~70℃，相对湿度区间20~80%测试14天后，样品均无破损、气泡、偏心等不合格品出现，爆珠耐候性高，稳定性好。100颗爆珠的挤破压力平均值为8.3N/mm。
实施例3
取去离子水100份，阿拉伯胶2份，果胶2份，麦芽糊精1份，甘油2份，山梨糖醇8份，柠檬黄0.8份，胭脂红0.2份，将水加热至沸腾后，将以上物料混合后，分散加入到热水中，搅拌至完全溶解，无固体杂质，抽取真空，使溶液达到清澈透明无气泡，测量壁材胶液的温度和黏度。将胶液加入预热至70~80℃的滴制设备中，调整进胶速度、香精速度和甘油速度，根据样品要求调整爆珠总重、胶皮重量和芯材重量，保证爆珠大小均匀，无偏心。滴制完成后，用酒精清洗爆珠表面的甘油，清洗后在增强液中浸泡12分钟，增强液配比：去离子水104份，壳聚糖0.2份，山梨糖醇0.2份，亮蓝0.2份。浸泡完成后，风干，除去爆珠表面水分，当爆珠具有一定流动性即可平铺放置平衡室，在温度20℃，相对湿度60%RH条件下平衡24小时。
实施例3结果：制作的爆珠流动性好，在温度区间20~70℃，相对湿度区间20~80%测试14天后，样品均无破损、气泡、偏心等不合格品出现，爆珠耐候性高，稳定性好。100颗爆珠的挤破压力平均值为9.8N/mm。
实施例4
取去离子水100份，阿拉伯胶0.5份，麦芽糊精0.05份，山梨糖醇3份，柠檬黄0.05份，将水加热至沸腾后，将以上物料混合后，分散加入到热水中，搅拌至完全溶解，无固体杂质，抽取真空，使溶液达到清澈透明无气泡，测量壁材胶液的温度和黏度。将胶液加入预热至70~80℃的滴制设备中，调整进胶速度、香精速度和甘油速度，根据样品要求调整爆珠总重、胶皮重量和芯材重量，保证爆珠大小均匀，无偏心。滴制完成后，用酒精清洗爆珠表面的甘油，清洗后在增强液中浸泡10分钟，增强液配比：去离子水100份，壳聚糖0.1份，山梨糖醇0.1份，亮蓝0.05份。浸泡完成后，风干，除去爆珠表面水分，当爆珠具有一定流动性即可平铺放置平衡室，在温度20℃，相对湿度60%RH条件下平衡24小时。
实施例4结果：成型效果差、圆度不规整，制作的爆珠流动性差，在温度区间20~70℃，相对湿度区间20~80%测试14天后，76%的样品出现破损、粘连、气泡、偏心等现象，且爆珠壁材色彩不清晰、不均匀，爆珠耐候性差，稳定性差。100颗爆珠的挤破压力平均值为4.5N/mm。
实施例5
取去离子水100份，阿拉伯胶5份，麦芽糊精2份，山梨糖醇12份，胭脂红2份，将水加热至沸腾后，将以上物料混合后，分散加入到热水中，搅拌至完全溶解，无固体杂质，抽取真空，使溶液达到清澈透明无气泡，测量壁材胶液的温度和黏度。将胶液加入预热至70~80℃的滴制设备中，调整进胶速度、香精速度和甘油速度，根据样品要求调整爆珠总重、胶皮重量和芯材重量，保证爆珠大小均匀，无偏心。滴制完成后，用酒精清洗爆珠表面的甘油，清洗后在增强液中浸泡10分钟，增强液配比：去离子水100份，壳聚糖0.1份，山梨糖醇0.1份，亮蓝0.05份。浸泡完成后，风干，除去爆珠表面水分，当爆珠具有一定流动性即可平铺放置平衡室，在温度20℃，相对湿度60%RH条件下平衡24小时。
实施例5结果：在温度区间20~70℃，相对湿度区间20~80%测试14天后，33%的样品出现破损、粘连、气泡等现象，且爆珠壁材色彩不清晰、过厚且分布不均匀，爆珠耐候性差，稳定性好，但爆珠挤破压力明显增加。100颗爆珠的挤破压力平均值为16N/mm。
实施例6：在本发明的取值范围内选取不同壁材配方，按照本发明步骤对爆珠样品进行制备，并对100颗样品进行挤破压力的测试，利用挤破压力指数计算值与实测100颗样品的平均值对比。
实施例6结果：如表1所示，利用挤破压力的软测量计算方法：P=0.7732α+0.1468β+0.6736γ+0.1776δ+4.588（量纲为N/mm）所得的计算值与实测100颗样品的平均值对比，计算值与实测值基本相符，计算公式拟合度较高，可以作为爆珠挤破压力的软测量方法。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.可以调控挤破压力的爆珠壁材，其特征在于，包括按照重量份数计的如下原料：
去离子水100份、胶体1-4份、增韧剂4-10份、填充剂0.05-1份、食用色素0.1-1份；
所述的胶体选自卡拉胶、明胶、阿拉伯胶、果胶中的一种或多种的混合物；
增韧剂选自甘油和山梨糖醇中的一种或多种的混合物。
2.根据权利要求1所述的可以调控挤破压力的爆珠壁材，其特征在于，所述的填充剂为麦芽糊精。
3.根据权利要求1所述的可以调控挤破压力的爆珠壁材，其特征在于，食用色素为柠檬黄、亮蓝和胭脂红中一种或多种的混合物。
4.权利要求1所述的可以调控爆珠挤破压力的壁材在制备爆珠中的应用，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1），将去离子水加热至沸腾后，将胶体、增韧剂、填充剂和食用色素混合后，加入到热水中，搅拌至完全溶解，之后抽真空使溶液达到清澈透明无气泡，得到胶液；
步骤（2），将胶液加入预热至70-80℃的滴制设备中，调整进胶速度、芯材速度和甘油速度，进行滴制，滴制完成后，清洗爆珠表面的甘油，清洗后在增强液中浸泡8-12分钟，浸泡完成后，风干除去爆珠表面的水分后平铺放置平衡室平衡，制得爆珠。
5.根据权利要求4所述的可以调控爆珠挤破压力的壁材在制备爆珠中的应用，其特征在于，用酒精清洗爆珠表层的甘油。
6.根据权利要求4所述的可以调控爆珠挤破压力的壁材在制备爆珠中的应用，其特征在于，所述的增强液包括按照重量份数计的如下原料：
去离子水96-104份，壳聚糖0.1-0.2份，山梨糖醇0.1-0.2份，亮蓝0.05-0.2份。
7.根据权利要求4所述的可以调控爆珠挤破压力的壁材在制备爆珠中的应用，其特征在于，平衡时间为24小时。
8.根据权利要求4所述的可以调控爆珠挤破压力的壁材在制备爆珠中的应用，其特征在于，其特征在于，胶液的滴制温度控制在70-90℃，芯材的滴制温度为常温，甘油的温度控制在10-17℃。
9.权利要求4~8所述的可以调控爆珠挤破压力的壁材在制备爆珠中的应用中制得的爆珠。
10.权利要求9所述的爆珠的挤破压力测量方法，其特征在于：将权利要求1中爆珠壁材的原料用量带入下式即得；
P=0.7732α+0.1468β+0.6736γ+0.1776δ+4.588，其中，P为衡量爆珠挤破压力大小，单位N/mm，；α为权利要求1中胶体的份数值；β为权利要求1中增韧剂的份数值；γ为权利1中填充剂的份数值；δ为权利1中食用色素的份数值。
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