CN114573719A - 淀粉的糊化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种淀粉的糊化工艺，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至真空分离室中，水分在真空分离室中与淀粉分离。本发明在高于常压的环境中进行糊化，可提高糊化效率，同时避免过渡糊化，保证产品质量。

Description

淀粉的糊化工艺

技术领域

本发明涉及淀粉糊化技术领域，尤其是一种淀粉的糊化工艺。

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淀粉的糊化工艺，提高熬煮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：淀粉的糊化工艺，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，淀粉进行糊化和物水分离；

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至真空分离室中，水分在真空分离室中与淀粉分离。

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，所述加热腔的一端设置有蒸气进口，另一端设置有蒸气出口；

糊化时，将高温蒸气从蒸气进口通入加热腔，蒸气在加热腔中流动并对内筒进行加热，然后从蒸气出口排出。

进一步地，所述刮板组件包括转轴和多个矩形的刮板，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，所述转轴的中心线偏离内筒的中心线5mm。

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。

本发明的有益效果是：本发明在高于常压的环境中进行糊化，具体可以是1(不包括1)至10个标准大气压，根据所制备的产品品类进行压力确定，由于压强高，水的沸点也高，水温可以高于120℃，甚至达到140℃，从而提高淀粉的糊化温度，提高淀粉的糊化效率。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。另外，本发明所采用的内筒不设置抽真空设备，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。另外，本发明在糊化完成后，淀粉内部的水分和外部的水分都趋于稳定，同时从内筒中被排出至真空分离室中，在真空条件下，外部的水分可以快速分离，不影响淀粉内部的含水率，同时也可以避免物料随着水蒸气被抽出，避免了物料浪费。

附图说明

图1是本发明淀粉糊化装置的示意图；

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。

本发明淀粉的糊化工艺，采用新的淀粉糊化装置，如图1、图2、图3和图4所示，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，温度高于常规含淀粉的熬煮温度，可增强淀粉的流动性，有利于对淀粉进行搅拌，并且在这种高温条件下，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。

出料组件7连接有真空分离室，真空分离室通过真空泵保持真空状态，用于分离出脱除的水分。

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，淀粉进行糊化和物水分离。

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，可以确保淀粉内部的含水率，同时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 (7)

1.淀粉的糊化工艺，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，淀粉进行糊化和物水分离；

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)排出至真空分离室中，水分在真空分离室中与淀粉分离。

2.如权利要求1所述的淀粉的糊化工艺，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)。

3.如权利要求2所述的淀粉的糊化工艺，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)；

糊化时，将高温蒸气从蒸气进口(41)通入加热腔(4)，蒸气在加热腔(4)中流动并对内筒(1)进行加热，然后从蒸气出口(42)排出。

4.如权利要求1所述的淀粉的糊化工艺，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。

5.如权利要求4所述的淀粉的糊化工艺，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。

6.如权利要求4所述的淀粉的糊化工艺，其特征在于：所述转轴(51)的中心线偏离内筒(1)的中心线。

7.如权利要求4所述的淀粉的糊化工艺，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。

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