CN114213552A - 一种魔芋精粉加工中分离淀粉的方法 - Google Patents
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Abstract
针对我国魔芋精粉加工企业原料利用率较低,经济效益不高的问题,本发明了一种在精粉加工中旋转分离淀粉的方法:即用含水量40%~60%、分散性、流动性好的湿润粉,在快速搅动的机械设备中旋转;或在快速旋转气流中旋转;萄甘露聚糖和淀粉粒子在快速旋转运动中由于质量的巨大差异,产生“差速离心”现象,彼此拉开距离,结合力减弱,分离难度下降,可用一般的快速粉碎机或研磨机分离淀粉。由于分离过程中对萄甘露聚糖的保护比较好,实现了粘度和出粉率同步提高,可使精粉加工的综合经济效益提高10%~15%,有利于推动我国精粉加工核心技术创新和行业技术进步。
Description
技术领域 本发明属于魔芋精粉加工领域,尤其是精粉加工中分离淀粉的方法。
技术背景
我国魔芋精粉的加工规模约为4万吨。
魔芋加工企业存在的突出问题是经济效益不高。一是原料供给不足导致价格暴涨,严重压缩了精粉加工的利润空间;二是加工过程原料损失较大,一般加工一吨精粉用鲜芋12-13吨,高于日本全国平均用10吨;按鲜芋葡甘聚糖的含量推示应在10吨以内。创新精粉加工技术,提高原料利用率潜力很大。
魔芋精粉加工的核心是分离淀粉。因为淀粉的存在会抑制魔芋葡甘聚糖粘度的释放。粘度是精粉价值和价格的决定因素。先进的分离淀粉方法应符合魔芋的特殊性。魔芋两个主成分:萄甘露聚糖和淀粉都是发粘物质,特别是葡甘聚糖是植物中“粘度之王”。鲜芋片干燥后葡甘聚糖和淀粉形成极难分离的坚硬颗粒,分离淀粉难度大,原料损耗多,成本高。改进淀粉分离技术的方向,应着眼于降低分离的难度,使分离过程能较好的保护葡甘露聚糖,减少伤害和丢失。
目前,精粉加工中分离淀粉的方法有两个:干法分离和湿法分离。生产上90%以上的精粉加工都採用干法分离淀粉。该技术是上世纪八十年代从日本引进。其加工方法是:鲜芋切片,在带式干燥机中干燥成芋片;芋片在精粉机和研磨机中进行强力破碎和反复研磨;再经旋风分离除去淀粉,获得精粉。在强力破碎和研磨中会产生很多小颗粒精粉,其中粒度与淀粉相近的微小颗粒精粉在旋风分离中随淀粉一起丢失,破碎研磨一次损失3-5%,一般加工三次,原料损失达10%左右。
湿法加工精粉技术是上世纪九十年代我国李井帮等人发明的。其加工方法是:鲜芋在快速粉碎机中破碎成粉,加入乙醇含量为50%的抑制剂液,抑制剂液的用量为鲜芋重量的3倍以上,离心脱水分离,进行2至3次,除去淀粉;干燥后获得精粉。由于鲜芋中萄甘露聚糖和淀粉颗粒间结合力很弱,分离难度较小,分离过程对葡甘聚糖保护比较好,减少了小颗粒精粉的丢失,出粉率提高;精粉粘度高、品质好。由于大量使用乙醇导致加工成本高。目前只在少数生产高品质精粉中采用。
发明的内容
本发明的目的:针对干、湿法分离淀粉技术存在的问题,以降低分离难度,使分离过程能较好地保护葡甘露聚糖为目标,实现出粉率和粘度同步提高,降低成本,增加精粉加工的经济效益。
本发明为实现上述目的采取的技术方案为:鲜芋通过挤压脱水或刨丝离心脱水、鲜芋半干燥、和干芋片吸水软化等方法获得含水量 40-60%的湿润粉;将湿润粉在特定的旋转分离器中快速旋转数分钟,萄甘露聚糖和淀粉在快速旋转运动中彼此拉开距离,结合力削弱,分离难度减小;干燥后的粗粉用一般的快速粉碎机,或研磨机比较容易地分离除去淀粉;还可实现旋转和干燥一体化,同步进行。进一步在充分旋转的条件下湿润粉实现葡甘露糖和淀粉的分离。
本发明的技术方案,通过以下三个步骤来实现:
第一步:制备湿润粉
方法1:鲜芋洗净去皮后,通过对輥式挤压设备脱水,或刨丝式设备离心脱水,得到含水量为40-60%的湿润粉;再经快速粉碎机粉碎均质,获得颗粒形状完整、均匀,分散性和流动性好的湿润粉。
方法2:鲜芋洗净去皮后,切片,带式干燥器干燥,当干燥到芋片含水量为40-60%时,停止干燥,得到润芋片;再经快速粉碎机粉碎,获得湿润粉。
方法3:将干芋片置入乙醇含量为10-20%的溶液中,浸泡 30-60分钟,待芋片吸水量达到湿芋片总重量的40-60%时取出;静置 3-5小时(气温较低时间可延长),让水分在芋片中分布均匀,充分软化,表面润湿不发粘;再将润芋片经快速粉碎机粉碎,获得湿润粉。
第二步:旋转分离,干燥
方法1:将第一步获得的湿润粉在特定的旋转分离器中作旋转运动。旋转的方法可以为机械转动,转速(500~5000转),旋转时间为3~10分钟;或用高速旋转气流带动湿润粉一起作旋转运动30-60秒。旋转运动后的湿润粉在高倍放大镜下观察:淀粉颗粒离开了葡甘露聚糖粒子表面,葡甘露聚糖粒子的透明度增加明显(附图 1);充分旋转后淀粉和葡甘露聚糖颗粒明显分离为两带(附图4);旋转后湿润粉的分散性更好(附图3)。旋转后的湿润粉通过气流干燥,获得粗粉。
方法2:将第一步获得的湿润粉在旋转、干燥一体化的特定设备中,旋转和干燥同步进行。高温旋转气流在干燥器中带动湿润粉一起作旋转运动,干燥后获得粗粉;或在电或天然气加热的干燥器中加设旋转装置,湿润粉在旋转过程中同时干燥,获得粗粉。
第三步,粗粉分离
方法1:将第二步获得的粗粉,在快速粉碎机中,旋转、碰撞3-5分钟,得到精粉、淀粉(含部分杂质)的混合粉;再經过振动筛过筛分离;40-100目的为精粉,120-140目为小颗粒精粉,细于160 目为淀粉。精粉出粉率65-70%。
方法2:将第二步获得的粗粉,在干法加工的研磨机中研磨3分钟左右;再經过旋风分离,得到精粉,精粉出粉率60-70%。出粉率较方法1略低,效率较高。
本发明与干法、湿法分离淀粉方法的区别
干法是从干燥后的芋片分离淀粉,用精粉机和研磨机分离;湿法是从鲜芋分离淀粉,用离心脱水分离;本发明是从湿润粉分离淀粉,用旋转分离方法分离。本发明可称为润法加工精粉。
本发明旋转分离淀粉技术原理的初步分析
葡甘露聚糖粒子和淀粉粒子在质量上有巨大的差异。干燥后葡甘露聚糖粒子直径为0、15~0、45毫米,淀粉粒子直径为0、004毫米;(【魔芋学】第299页)。流体力学原理:F=1/2MV2。两个质量(M) 差异巨大的粒子在旋转运动中获得的能量(F)差异更大,这种差异随着转速(V)的增加,呈几何级数增大。当旋转达到一定的时间,积累的能量足够大,产生的离心力足以克服萄甘露聚糖粒子和淀粉粒子间的结合力时,出现“差速离心“,两个粒子间的距离被拉开,直至分离。
试验证明:湿润粉旋转5分钟,旋转前、后分别测定粘度:旋转后的粘度为1、2万mPa、s,比旋转前0、4万mpa、s增加了3倍。旋转后淀粉对葡甘露聚糖粘度释放的影响明显减小,证明旋转运动在一定程度上拉开了萄甘露聚糖和淀粉粒子间的距离,降低了粗粉的分离淀粉的难度,减少小颗粒精粉的丢失,提高出粉率;同时减少了对葡甘露聚糖结构的损伤,提高了精粉粘度。
本发明的技术优势和应用前景
旋转分离淀粉技术突出的优点是:1,实现了精粉加工中粘度和出粉率同步提高。据9个“芋片软化十旋转分离”试验:平均出粉率 70%,平均粘度2、8万mPa/s。比于法加工达到同样粘度水平的出粉率提高10%以上。2,实现全年加工。魔芋产季约100天,湿法加工只能使用鲜芋,受季节限制。本发明应用了芋片软化技术,可不受季节限制。3,提高生产效率。本发明鲜芋两段干燥技术,后一段气流干燥效率高,缩短了干燥时间,加工效率可提高30%以上。4,应用前景广阔。根据几十个试验结果,本发明旋转分离淀粉的方法及配套技术,可将魔芋精粉加工综合经济效益可提高10-15%,吨精粉加工获利增加1万元左右。与现有加工设备融合利用度较高;设备和工艺简化。
本发明有利于推动我国精粉加工业核心技术创新、行业的技术进步。
具体实施方式
实施例1:在魔芋精粉加工中旋转分离淀粉的方法,包括以下步骤:
1,制备湿润粉
1),将500克洗净去皮的鲜芋,在对輥式挤压设备中挤压脱水,获得含水量40-60%的湿润粉。
2),将上述湿润粉在快速粉碎机中粉碎30秒,获得分散性、流动性好,颗粒形状完整、大小均匀的湿润粉。
2,旋转分离
将上述湿润粉在特定的机械旋转分离设备中(转速1000转),旋转5一8分钟,获得的湿润粉更具分散性、葡甘露聚糖粒子透明度提高。
3,干燥
将上述湿润粉在气流干燥器中干燥,热风含S量控制在粗粉含S 量小于每公斤0、9克。热风温度控制在湿润粉体温度不超过80度(摄氏)。干燥后粗粉含水量12%左右。
4,粗粉分离
将上述粗粉在研磨机中研磨3分钟,旋风分离,获得精粉,精粉出粉率为70%。
实施例2:
本施例2,在魔芋精粉加工中分离淀粉的方法,包括以下步骤:
1,制备湿润粉
1)将500克洗净去皮的鲜魔芋切成1~1、5厘米小方块。
2)将乙醇含量为50%、及亜硫酸钠含量为1~1、5%的复合抑制剂液,均匀喷洒在上述鲜魔芋小块上,喷后魔芋小块重量增加约3%。
3)将上述喷有复合抑制剂的魔芋小块,在刨絲式离心脱水机中破碎,脱水,丢失水分和淀粉约40%,获得湿润粉。
4)将上述湿润粉在快速粉碎中粉碎30秒,均质后,获得分散性、流动性更好的、颗粒均匀的湿润粉。
2,旋转干燥
将上述湿润粉在特定的热风旋转气流干燥器中干燥30~60秒,获得粗粉。热风的温度控制在湿润粉体温度不高于80度(摄氏),干燥后的粗粉含水量12-14%。
3,粗粉分离
1)将上述粗粉在快速粉碎机中粉碎3-5分钟,获得含精粉、淀粉(含部分杂质)的混合粉。
2)将上述混合粉在振动筛中过筛,40-100目为精粉,120-140 目为小颗粒精粉,细于160目为淀粉。精粉出粉率为65%。
实施例3
本实施例3,在魔芋精粉加工中分离淀粉的方法,包括以下步骤:1,制备湿润粉
1)将500克冼净去皮的鲜芋切片,在带式干燥器中干燥1小时左右,芋片含水量达到50%时,停止干燥,获得润芋片。
2)将上述润芋片在快速粉碎机中粉碎60秒,获得湿润粉。
2,旋转分离
将上述湿润粉在特定的机械旋转分离器(转速1000转)中旋转 3~5分钟,获得分散性更好,透明度较高的湿润粉。
3,干燥
将上述述湿润粉在热风气流干燥器中干燥30~60秒,热风的温度控制在湿润粉体温度不高于80度(摄氏)。干燥后的粗粉含水量 10~12%。
4,粗粉分离
将上述粗粉在研磨机中研磨3分钟,经旋风分离获得精粉,精粉出粉率68%。
实施例4,
本实施例4,在魔芋精粉加工中分离淀粉的方法,包括以下步骤:
1,制备湿润粉
1)配置浸泡液,浸泡液乙醇含量为15%。
2)将100克干芋片在浸泡液中浸泡30分钟,充分吸水,浸泡后的芋片含水量为50%。浸泡液的使用份量约为干芋片重量的5倍。
3)将上述浸泡后的湿润芋片静置6小时,芋片吸水均匀,
软化,表面不发粘。
4)将上述软化后的涇润芋片在快速粉碎机中粉碎60秒,获得颗粒均匀、流动性好的湿润粉。
2,旋转分离
将上述湿润粉在快速旋转气流中旋转60秒,获得分散更好,萄甘露聚糖粒子透明度较好的湿润粉。
3,干燥
将上述湿润粉在快速热风气流干燥器中干燥30~60秒,热风的温度控制在湿润粉温度不高于80度(摄氏),获得粗粉,粗粉含水量为13%。
4,粗粉分离
1)将上述粗粉在快速粉碎机中粉碎3~5分钟,获得精粉、淀粉(含部分杂质)的混合粉。
将上述混合粉过振动筛,40~100目的为精粉,120~140目的为小颗粒精粉,细于160目的为淀粉。精粉出粉率为70%。
上述实施例是对本发明的上述内容作进一步说明,但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
说明书附图说明:
图1是:在电子放大镜下观察到:葡甘露糖和淀粉在旋转分离前后的变化图。
其中图1A是:旋转分离前淀粉颗粒覆盖着葡甘露糖粒子图。
图1B是:旋转后部分淀粉离开了葡甘露糖,葡甘露糖粒子透明度明显增加图。
图2是:湿润粉在旋转分离前葡甘露糖粒子被淀粉颗粒包围覆盖图。
图3是:湿润粉旋转分离后葡甘露糖表面的淀粉明显减少图。
图4是:充分旋转后,葡甘露糖和淀粉明显地分离为两带,实现了分离图。
Claims (8)
1.一种在魔芋精粉加工中分离淀粉的方法,其特征在于:採用魔芋湿润粉,在特定的旋转分离器中旋转一定的时间,可降低分离淀粉的难度。干燥后的粗粉用一般的快速粉碎机,或研磨机即可分离淀粉;充分旋转后可直接分离淀粉。
2.根据权利要求1所述的湿润粉,其特征在于:湿润粉的含水量为40~60%,分散性、流动性好。
3.根据权利要求1所述的湿润粉,其特征在于:湿润粉是由鲜魔芋经对辊式挤压脱水,或刨丝式离心脱水后获得。
4.根据权利要求1所述的湿润粉,其特征在于:湿润粉是由鲜芋切片,带式干燥,待芋片含水量降至40~60%时,停止干燥,将所得的润芋片在快速粉碎机粉碎后获得。
5.根据权利要求1所述的湿润粉,其特征在于:湿润粉是由干芋片在乙醇含量为10~20%的溶液中,浸泡30~60分钟,充分吸水软化,在芋片含水量达到40~60%时取出,静置4~6小时,得到润芋片,在快速粉碎机中粉碎后获得。
6.根据权利要求1所述的旋转分离淀粉的方法,其特征在于:旋转的方式,可以为湿润粉在快速搅动的机械设备中旋转;或湿润粉在快速旋转气流中旋转。
7.根据权利要求6所述的湿润粉在快速搅动的机械设备中旋转,
其特征在于:机械设备搅动的转速为500~5000转,旋转的时间为3~10分钟。
8.根据权利要求1所述的魔芋精粉加工中旋转分离淀粉的方法,其特征在于:旋转和干燥一体化、同步进行。即在干燥设备中增加湿润粉旋转运动的装置。或用高温热风旋转气流干燥器。
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