CN114539431A - 用于淀粉糊化的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于淀粉糊化的方法，利用加热机构对淀粉糊化装置的内筒进行加热，原料泵驱动淀粉浆料通过进料组件通入内筒，使淀粉浆料充满内筒的内腔，并且内筒内部的压强高于外部气压，淀粉进行糊化和脱水；利用内筒内部的刮板组件刮动淀粉浆料，使淀粉浆料均匀糊化；在原料泵的作用下，淀粉浆料在内筒中轴向移动，最后通过内筒的出料组件排出。还提供了用于淀粉糊化的装置，包括内筒，所述内筒内部设置有熬煮腔和刮板组件，所述熬煮腔的一端设置有进料组件，另一端设置有出料组件；加热机构，所述加热机构设置在内筒外部。本发明可提高淀粉糊化的效率，同时防止淀粉糊化不充分或者过度糊化，保证产品质量。

Description

用于淀粉糊化的装置及其方法

技术领域

本发明涉及淀粉糊化技术领域，尤其是一种用于淀粉糊化的装置及其方法。

背景技术

淀粉糊化是指淀粉在水中加热至胶束结构全部崩溃，淀粉分子形成单分子，并为水所包围而成为糊状状态。在制糖工艺中，淀粉的糊化一般是在开放式的熬煮锅中进行，在熬煮的过程中需要多次补充淀粉浆料，每完成一次熬煮需要6至8小时，效率十分低下。

CN201710031661公开了一种以淀粉糖浆为原料生产淀粉糖粉的方法，该专利公开了从淀粉中提取糖浆的方法，经过一系列的工艺流程后，将糖浆从淀粉中过滤出来，糖浆中不含淀粉，并不涉及到淀粉的糊化。

在糖浆的浓缩工艺中，一般采用薄膜式的真空瞬时浓缩设备，真空瞬时浓缩设备可参照CN200420090191-超薄膜真空瞬时浓缩器、CN200720192890-一种连续真空转子熬糖机的刮刀装置和CN201210215145.4-旋转式糖料汽化装置等，这些浓缩装置利用真空进行脱水，在真空作用下，水的沸点降低，可以快速从物料中分离出去，因此脱水效率较高，但是在淀粉糊化工艺中，淀粉的糊化效率与水温相关，在一定的范围内，水的温度越高，糊化效率越高，真空环境降低了水温，难以保证糊化效率，而水分的快速分离难以保证糊化反应的充分，并且容易导致淀粉受外部高温而焦化，因此现有的真空浓缩设备无法用于淀粉糊化。此外，现有的真空浓缩设备都是在脱水的同时将水分抽出以保证真空度，在抽出水蒸气的同时，部分物料也会被抽出，导致物料的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于淀粉糊化的装置及其方法，提高糊化效率的同时保证产品质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于淀粉糊化的方法，利用加热机构对淀粉糊化装置的内筒进行加热，原料泵驱动淀粉浆料通过进料组件通入内筒，使淀粉浆料充满内筒的内腔，并且内筒内部的压强高于外部气压，淀粉进行糊化和脱水；

利用内筒内部的刮板组件刮动淀粉浆料，使淀粉浆料均匀糊化；在原料泵的作用下，淀粉浆料在内筒中轴向移动，最后通过内筒的出料组件排出。

进一步地，加热机构采用蒸气作为热源。

用于淀粉糊化的装置，包括

内筒，所述内筒内部设置有熬煮腔和刮板组件，所述熬煮腔的一端设置有进料组件，另一端设置有出料组件；

加热机构，所述加热机构设置在内筒外部，用于对熬煮腔进行加热。

进一步地，所述加热机构包括外筒，所述外筒与内筒之间设置有加热腔。

进一步地，所述刮板组件包括转轴和多个刮板，刮板的长度方向与转轴的轴向一致，所述刮板的一侧边可转动地安装于转轴，刮板的宽度大于转轴外壁到内筒内壁的距离。

进一步地，所述刮板设置有多列，相邻两列刮板交错设置。

进一步地，所述转轴的中心线偏离内筒的中心线。

进一步地，所述转轴的外壁设置有多组定位柱，所述定位柱内设置有平行于转轴的定位通孔，所述定位通孔的顶部连接有向上延伸至定位通孔顶部的卡槽，所述卡槽的宽度小于定位通孔的直径，所述刮板的边缘设置有卡接孔，所述卡接孔与刮板侧边之间设置有防脱部，所述防脱部朝着刮板的一侧凸出，所述防脱部穿过卡槽并位于定位通孔内，所述卡槽一侧的定位柱位于卡接孔内。

进一步地，所述加热腔的一端设置有蒸气进口，另一端设置有蒸气出口。

本发明的有益效果是：本发明通过在现有真空浓缩设备的基础上进行改进，取消了抽真空结构，将内筒设置为耐高温高压的压力容器，在高温高压的条件下对淀粉进行熬煮，蒸发出来的游离水不会立即从熬煮腔排出，而是一直停留在熬煮腔中，最后随着淀粉同时排出熬煮腔，因此，本发明的熬煮过程中，淀粉浆料内部的水分是不断降低的，淀粉浆料外部的水蒸气是不断增多的，但是熬煮腔内部总的水分含量是保持稳定的，这就可以避免淀粉在高温下过渡糊化而产生焦化现象，从而保证产品质量。由于内部压强高，具体可高达2至10个标准大气压，水的沸点升高，水温可高于120℃，甚至达到140℃，糊化效率也高。同时高温增强了淀粉的流动性，在刮板组件的作用下，淀粉可以均匀、充分地糊化，进一步提高熬煮效。此外，压力可通过原料进料泵提供，推动淀粉在熬煮腔中移动，提供足够的移动动力。另外，本发明可实现连续熬煮，进一步保证了糊化效率。水分含量可控，为后期加工节省时间和工艺流程。

附图说明

图1是本发明的主视示意图；

图2是图1中A-A的剖视示意图；

图3是刮板组件的示意图；

图4是刮板组件的断面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2、图3和图4所示，本发明的用于淀粉糊化的装置，包括内筒1和加热机构，所述加热机构设置在内筒1外部，所述内筒1内部设置有熬煮腔3和刮板组件5，所述熬煮腔3的一端设置有进料组件6，另一端设置有出料组件7，所述内筒1为耐高温高压的压力容器。

内筒1为耐高温高压的压力容器，即在工作时，熬煮腔3处于高温高压状态，淀粉浆料中脱除的水分不会被排出，而是停留在熬煮腔3中，与现有真空浓缩设备相比，取消了抽真空的结构，并且内筒1的额定工作温度和工作压力发生了变化，温度高于常规淀粉的熬煮温度，可增强淀粉的流动性，有利于对淀粉进行搅拌，并且在这种高压条件下，水能够达到更高的温度，如120℃至140℃等，淀粉可以快速糊化，在刮板组件5的搅动下，淀粉可以均匀、充分地糊化。在高压条件下，水的沸点升高，水分蒸发速度变慢，且脱除的水停留在熬煮腔3中，确保熬煮腔3具有较高的湿度，可以防止淀粉过渡糊化(即焦化)，从而保证产品质量，实现淀粉含水量降低至工艺要求的同时进行充分均匀地糊化。

加热机构用于对淀粉浆料进行加热，可采用现有的各种加热方式，如电加热、燃料加热等，优选的，所述加热机构包括外筒2，所述外筒2与内筒1之间设置有加热腔4。可以在加热腔4中设置电加热丝，作为优选的实施方式，本发明采用蒸气作为热源，在加热腔4的一端设置蒸气进口42，另一端设置蒸气出口41，熬煮时，将高温蒸气从蒸气进口42通入加热腔4，蒸气在加热腔4中流动，对内筒1进行加热，然后从蒸气出口41排出。为了降低热量损失，可以在外筒2外部覆盖保温层。为了满足高温高压的工作要求，内筒1和外筒2的设计和制造满足压力容器的设计和制造规范。

熬煮腔3的额定工作温度可以通过加热机构来进行控制，熬煮腔3的额定工作压力通过原料泵以及水分蒸发来提供，即淀粉浆料在原料泵的作用下通过进料组件6进入内筒1，使进入熬煮腔3中的淀粉具有一定的压力，同时可推动淀粉沿着内筒1的轴向流动。

刮板组件5可采用CN200720192890中的刮刀装置或者其他现有的刮板结构，作为优选的实施方式，如图3和图4所示，本发明的刮板组件5包括转轴51和多个刮板52，刮板52整体呈长方形，刮板52的长度方向与转轴51的轴向一致，所述刮板52的一个侧边可转动地安装于转轴51，刮板52的宽度大于转轴51外壁到内筒1内壁的距离，即刮板52的另一个侧边能够转动至与内筒1内壁接触，并且与内筒1的径向之间具有一定的夹角。转轴51与电机相连，在电机的带动下转动，转轴51转动的同时带动刮板52转动，刮板52在离心力的作用下能够转动至与内筒1内壁接触的位置。工作时，淀粉会充满熬煮腔3，熬煮腔3即转轴51与内筒1内壁之间的空间，刮板52转动至稳定状态时，刮板52偏离内筒1的径向方向，能够挤压淀粉使其运动，起到搅拌的作用，促进淀粉充分受热。

为了提高刮料的均匀性，所述刮板52设置有多列，多列刮板52沿着转轴51的周向均匀设置，具体可以是3列、4列等，相邻两列刮板52交错设置。

推动淀粉朝着内筒1内壁径向移动的作用力包括转轴51的离心力以及刮板52的推力，在现有的刮板式熬煮设备中，转轴51的中心线与内筒1的中心线重合，当转轴51稳定转动时，刮板52的角度也处于稳定状态，基本不会变化，转轴51附近的淀粉距离内筒1内壁的距离较远，部分淀粉难以运动至内筒1内壁，导致淀粉糊化不均匀，为此，本发明的转轴51的中心线偏离内筒1的中心线。

刮板52的角度与将转轴51偏心设置后，在转轴51转动的过程中，转轴51外壁到内筒1内壁的径向距离是不断变化的，由于刮板52的侧边始终与内筒1内壁间接接触，当径向距离变化后，安装在转轴51外壁的刮板52角度不会处于稳定状态，而是会不断变化，即刮板52随着转轴51转动的同时，还会绕刮板52与转轴51的连接点转动，并且在转轴51转动360°的过程中，刮板52会先后朝着两个方向转动，从而对刮板52两侧的淀粉进行挤压，推动转淀粉朝着内筒1运动，促使淀粉均匀糊化。

转轴51可以采用空心轴，以减轻重量。

刮板52可通过销轴等可转动的连接件安装于转轴51，优选的，所述转轴51的外壁设置有多组定位柱53，所述定位柱53内设置有平行于转轴51的定位通孔55，所述定位通孔55的顶部连接有向上延伸至定位通孔55顶部的卡槽54，所述卡槽54的宽度小于定位通孔55的直径，所述刮板52的边缘设置有卡接孔，所述卡接孔与刮板52侧边之间设置有防脱部56，所述防脱部56朝着刮板52的一侧凸出，所述防脱部56穿过卡槽54并位于定位通孔55内，所述卡槽54一侧的定位柱53位于卡接孔内。

卡槽54的宽度大于刮板52的厚度，刮板52采用这种安装结构，在安装时，只需要将防脱部56卡入定位通孔55，然后转动刮板52，使得卡接孔套在卡槽54一侧的定位柱53上即可，不需要额外的连接件，安装和拆卸都比较方便。由于防脱部56朝着刮板52的一侧凸出，刮板52工作时，防脱部56始终位于定位通孔55中，不会进入卡槽54，从而防止刮板52脱离定位柱53，保证刮板52的稳定。

本发明中，内筒1和外筒2可以水平设置，整体作为卧式设备，也可以竖直设置，作为立式设备。

本发明的淀粉糊化方法为：先利用加热机构对淀粉糊化装置的内筒1进行加热，将内筒1预热至合适的温度，比如130摄氏度，再利用原料泵驱动淀粉浆料流动，淀粉浆料具有一定的含水量，水的质量占比为30％等，具有一定量的淀粉，还可以根据糖的品种添加其他原料，如麦芽糖等，在原料泵的作用下，淀粉浆料通过进料组件6通入内筒1，使淀粉浆料充满内筒1的内腔，并且内筒1内部的压强高于外部气压，具体可以是5个大气压、6个大气压、7个大气压等，在高压条件下，淀粉进行糊化和脱水。

利用内筒1内部的刮板组件5刮动淀粉浆料，使淀粉浆料均匀糊化；在原料泵的作用下，淀粉浆料在内筒1中轴向移动，最后通过内筒1的出料组件7排出，淀粉外部的水蒸气随着淀粉同时被排出，然后利用真空室分离出水分，可以使淀粉表面快速干燥。糊化完成后再进行水分的分离，可以避免物料随着水蒸气被抽出，避免物料浪费。

由于本发明的淀粉是在高温、高压的条件下工作，水温高于常规的熬煮设备，缩短了淀粉的糊化时间，淀粉含水率降低至工艺要求的同时保证淀粉的充分糊化。同时，由于内筒1除了进料组件6和出料组件7外，其余部位是密闭的，蒸发出来的游离水不会立即从熬煮腔3排出，而是一直停留在熬煮腔3中，最后随着淀粉同时排出熬煮腔3，因此，本发明的熬煮过程中，淀粉内部的水分是不断降低的，淀粉外部的水蒸气是不断增多的，但是熬煮腔3内部的水分是保持稳定的，这就可以避免淀粉在高温下过渡糊化而产生焦化现象，从而保证产品质量。此外，采用本发明进行淀粉的熬煮，工艺简单，无需额外的添加剂，实施成本低廉，淀粉糊化可以在10min之内完成，与现有的淀粉熬煮工艺相比，效率大幅度提高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.用于淀粉糊化的方法，其特征在于：

利用加热机构对淀粉糊化装置的内筒(1)进行加热，原料泵驱动淀粉浆料通过进料组件(6)通入内筒(1)，使淀粉浆料充满内筒(1)的内腔，并且内筒(1)内部的压强高于外部气压，淀粉进行糊化和脱水；

利用内筒(1)内部的刮板组件(5)刮动淀粉浆料，使淀粉浆料均匀糊化；在原料泵的作用下，淀粉浆料在内筒(1)中轴向移动，最后通过内筒(1)的出料组件(7)排出。

2.如权利要求1所述的用于淀粉糊化的方法，其特征在于：加热机构采用蒸气作为热源。

3.用于如权利要求1或2所述方法的用于淀粉糊化的装置，其特征在于：包括

内筒(1)，所述内筒(1)内部设置有熬煮腔(3)和刮板组件(5)，所述熬煮腔(3)的一端设置有进料组件(6)，另一端设置有出料组件(7)；

加热机构，所述加热机构设置在内筒(1)外部，用于对熬煮腔(3)进行加热。

4.如权利要求3所述的用于淀粉糊化的装置，其特征在于：所述加热机构包括外筒(2)，所述外筒(2)与内筒(1)之间设置有加热腔(4)。

5.如权利要求3所述的用于淀粉糊化的装置，其特征在于：所述刮板组件(5)包括转轴(51)和多个矩形的刮板(52)，刮板(52)的长度方向与转轴(51)的轴向一致，所述刮板(52)的一侧边可转动地安装于转轴(51)，刮板(52)的宽度大于转轴(51)外壁到内筒(1)内壁的距离。

6.如权利要求5所述的用于淀粉糊化的装置，其特征在于：所述刮板(52)设置有多列，相邻两列刮板(52)交错设置。

7.如权利要求5所述的用于淀粉糊化的装置，其特征在于：所述转轴(51)的中心线偏离内筒(1)的中心线。

8.如权利要求5述的用于淀粉糊化的装置，其特征在于：所述转轴(51)的外壁设置有多组定位柱(53)，所述定位柱(53)内设置有平行于转轴(51)的定位通孔(55)，所述定位通孔(55)的顶部连接有向上延伸至定位通孔(55)顶部的卡槽(54)，所述卡槽(54)的宽度小于定位通孔(55)的直径，所述刮板(52)的边缘设置有卡接孔，所述卡接孔与刮板(52)侧边之间设置有防脱部(56)，所述防脱部(56)朝着刮板(52)的一侧凸出，所述防脱部(56)穿过卡槽(54)并位于定位通孔(55)内，所述卡槽(54)一侧的定位柱(53)位于卡接孔内。

9.如权利要求4所述的用于淀粉糊化的装置，其特征在于：所述加热腔(4)的一端设置有蒸气进口(42)，另一端设置有蒸气出口(41)。

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