CN1163313A - 液体糖的微波、真空雾化干燥的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微波、真空雾化干燥技术，液体糖的微波、真空雾化干燥方法的特征在于将微波技术叠加于真空雾化干燥过程中。该方法所用装置是由压料室、雾化干燥室和微波干燥段所组成，装有喷嘴的压料室外围装有夹套加热器，雾化干燥室带有一与真空系统相连的真空接管口，微波干燥段是由多组磁控管串联形成的微波场构成。本发明解决了当今国内外淀粉糖工业急待解决的难题，实现不经结晶一次加工成理想的多孔性粉末状产品，低温、低耗、快速，经济效益显著，应用前景好。

Description

液体糖的微波、真空雾化干燥的方法及其装置
本发明涉及微波、真空雾化干燥技术，具体是指采用微波技术与真空雾化协同作用，干燥粘稠性大、热敏性强的液体糖的方法及其装置。
喷雾干燥是最为常用的将液态物料不经结晶一次加工干燥成颗粒或粉末状干制品的方法。喷雾干燥技术已有很久的历史，世界各国均采用该方法对液体物料进行干燥。
近十年，新日本无线电株式会社研究开发了用于食品干燥的微波减压干燥装置，美国学者利普沃于九十年代初发表了关于雾化过程与喷雾器的专著，基础理论研究工作推动了喷雾干燥技术的发展。然而，世界各国研究的重点都放在干燥系统的设备改进及自动控制方面。对喷雾干燥技术存在的能耗大，对粘稠性大、热敏性强的液体糖类物质干燥困难的问题却未有新的突破。目前采用的喷雾干燥应用于液体糖类物质时存在下列问题：(1)加热介质为热空气，其热效率低，能耗高；(2)设备体积大，投资费用高；(3)干燥温度高，产品热变性严重；(4)淀粉糖当还原糖(DE)值高于40时，严重贴壁，难以得到粉末状产品。微波干燥速度快、时间短、效率高，但是迄今尚未见将微波技术引入喷雾干燥系统。
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，利用微波干燥速度快、时间短、效率高的优点，将微波和喷雾干燥组合，使微波技术与真空雾化(或膜化)协同作用，使粘稠性大、热敏性强的液体糖不经结晶一次加工成理想的多孔性粉末状产品，解决当今国内外淀粉糖工业期待解决的难题，即液体糖浆的储存、包装和运输不便等困难，提供一种微波和喷雾干燥技术组合的结构简单、体积小、低温、低耗、快速，且设备投资少的液体糖微波、真空雾化干燥方法及其装置。
本发明的目的是通过如下措施来达到的：
液体糖的微波、真空雾化干燥方法的特征在于将微波技术叠加于真空雾化干燥过程中，具体工艺步骤及条件如下：
步骤一：升压、升温、雾化过程
浓缩成55～68％(W/W)、DE值为38～48的液体糖经高压泵升压至0.6～0.8MPa进入压料室，采用夹套加热器将物料加热至90～110℃，再经喷嘴喷入雾化干燥室，完成升温雾化过程；
步骤二：真空干燥
物料经由喷嘴喷入真空度为1.3×104～2.5×104Pa的雾化干燥室，瞬间料液雾化，水分急剧蒸发，水汽由与真空系统相连的真空接管口迅速抽走，物料则由雾化干燥室下降至微波干燥段；
步骤三：微波干燥
经真空干燥的呈颗粒状的物料，由雾化干燥室下降至微波干燥段，微波干燥段是由多组磁控管串联，且至上而下的各组磁控管所控温度依次递减，温度控制范围在58～92℃之间的微波场构成，在微波干燥段中，物料在微波场照射下，残余水份蒸发，得到水份含量小于6％的颗粒状粉末产品，经冷却后由螺旋输送器排出，筛分后包装成产品。
液体糖的微波、真空雾化干燥装置是由压料室1、雾化干燥室4和微波干燥段5所组成，装有喷嘴3的压料室1的外围装有夹套加热器2，雾化干燥室4带有一与真空系统相连的真空接管口10。微波干燥段5是由多组磁控管6串联形成的微波场构成。
本发明与现有技术相比具有如下突出的优点：
1、本发明的方法可广泛应用于液体糖类粘稠性大、热敏性强的物料干燥，解决了当今国内外淀粉糖工业期待解决的难题，即不经结晶一次加工成理想的多孔性粉末状产品，便于储存、包装和运输。
2、本法所得产品的水份含量都低于6％，外观呈白色粉末状，其颗粒和色泽都优于喷雾干燥法。
3、液体糖的微波、真空雾化干燥装置结构简单、体积小，设备投资少。
4、本发明低温、快速，能耗与喷雾干燥相比下降了40％，效率提高了30％。
5、综上所述优点表明，本发明经济效益显著、应用前景好，易于工业化。
图1为液体糖的微波、真空雾化干燥装置结构示意图。
通过如下实施例及其附图对本发明所述的液体糖干燥方法及其装置作进一步的详述：
实施例的基本数据见下表：
实施例序号     液体糖 喷雾干燥     微波段温度     产  品
 葡萄糖值(DE)   浓度％(W/W)   温度(℃)   真空度(Pa)   上部(℃)   中部(℃) 下部(℃)    水份(％)   视密度(g/ml)
   1    38.0    55.0    90  1.3×104    88    80     58     6    0.43
   2    41.5    60.2    97  1.7×104    90    83     60     5.8    0.35
   3    45.0    63.8    103  2.1×104    91    86     61     4.8    0.32
   4    48.0    68.0    110  2.5×104    92    88     62     4.5    0.30
按上表数据，投液体糖物料，通过高压泵升压进入压料室1，再经夹套加热器2升温后，由喷嘴3喷入雾化干燥室4。液体糖在呈真空度为上表所示时的雾化干燥室4里瞬间雾化，水份急剧蒸发，水汽由雾化干燥室4上开设的真空接管口10迅速抽走，物料则由雾化干燥室4下降至微波干燥段5。微波干燥段5是由多组磁控管6串联形成的微波场构成，且至上而下的各组磁控管6一I～6-IV所控温度依次递减，温度控制范围在58～92℃之间。本实施例的微波干燥段5分为四段，第一段(上部)温度控制在87～92℃，第二段(中部)温度控制在80～89℃，第三段(下部)温度控制在58～62℃，第四段为缓冲区。在微波场照射下，快速干燥生成多孔性粉末状产品，其水份、视密度如上表所示。产品落入底部的螺旋输送器7，再经夹套冷却器9冷却，产品排出筛分包装，从而完成本发明。
如图1所示，装有喷嘴3的压料室1的外围装有夹套加热器2，压料室l与雾化干燥室4相接，带有一真空接管口10的雾化干燥室4与由多组磁控管6串联形成的微波场构成的微波干燥段5相接，本实施例装置的微波干燥段分5-I～5-IV四段，分别由磁控管6-I～6-IV形成的微波场构成。7为螺旋输送器，8为锁风器与微波检流装置，9为夹套冷却器，11为观察窗。
本实施例装置满足下列设计参数：
压  料  室：径∶高＝1∶0.6
喷      嘴：喷嘴直径D＝φ0.5～0.8mm
            锥度γ＝25～28°
雾化干燥室：径∶高＝l∶1
            真空度＝1.3×104～2.5×104Pa
磁控管输出功率W＝1KW
          频率f＝2450MHz

Claims (2)

1、液体糖的微波、真空雾化干燥法，其特征在于：将微波技术叠加于真空雾化干燥过程中，具体工艺步骤及条件如下：
步骤一：升压、升温、雾化过程
浓缩成55～68％(W/W)、DE值为38～48的液体糖经高压泵升压至0.6～0.8MPa进入压料室，采用夹套加热器将物料液体糖加热至90～110℃，再由喷嘴喷入雾化干燥室，完成升温雾化过程；
步骤二：真空干燥
物料经由喷嘴喷入真空度为1.3×104～2.5×104Pa的雾化干燥室，瞬间料液雾化，水份急剧蒸发，水汽由与真空体系相连的真空接管口迅速抽走，物料则由雾化干燥室下降至微波干燥段；
步骤三：微波干燥
经真空干燥的呈颗粒状的物料，由雾化干燥室下降至微波干燥段，微波干燥段是由多组磁控管串联，且至上而下的各组磁控管所控温度依次递减，温度范围控制在58～92℃之间的微波场构成，在微波场照射下，残余水份蒸发，得到颗粒状粉末产品，经冷却后由螺旋输送器排出，筛分后包装成产品。
2、液体糖的微波、真空雾化干燥装置，其特征在于：该装置主要由压料室(1)、雾化干燥室(4)和微波干燥段(5)所组成；装有喷嘴(3)的压料室(1)外围装有夹套加热器(2)，雾化干燥室(4)带有一与真空系统相连的真空接管口(10)，微波干燥段(5)是由多组磁控管(6)串联形成的微波场构成。
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