CN211064955U - 一种烤甘薯香料的生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种烤甘薯香料的生产装置，包括：用于酶解、浓缩及烤制一体化的反应罐、加热保温装置、搅拌装置、pH调节装置、控温系统，包括温度传感器及控温模块，冷凝器、液位传感器，设置于冷凝水分离装置内，负压系统及负压控制系统。本技术方案的烤甘薯香料生产装置及工艺方法可达到酶解、浓缩和烤制的工艺流程的一体化操作，实现烤甘薯香料的规模化、连续化生产，同时可实现对体系的温度、压力、pH实时监控，对浓缩、烤制过程中体系的水分的程序化分离、精准化控制，烤甘薯香料生产装置及工艺方法简捷高效，具有广阔的推广应用前景。

Description

一种烤甘薯香料的生产装置

技术领域

本实用新型属于烟用香精香料生产领域，具体涉及一种烤甘薯香料的生产装置。

背景技术

甘薯资源丰富，价格低廉，是我国继水稻、小麦、玉米之后的第四大粮食作物。烤甘薯是我国历史悠久的焙烤食品，其浓郁、诱人的烤甜香味深受大众的喜爱。许多消费者认为，烤甘薯香味与卷烟“烤甜香韵”有着一定的相似性。因此，甘薯是一种制备烟用香料的潜在天然植物资源。

现有技术提出一种甘薯水提取液、其制备方法以及在卷烟中的应用，将甘薯经过清洗去皮、破碎打浆、减压过滤处理后，经离心和酶处理脱除淀粉，在真空条件下浓缩到一定浓度制备甘薯水提取液，通过在卷烟加料工序均匀喷洒到烟丝上，以改善卷烟吸食品质和感官舒适度。

也有技术提出一种甘薯香精、其制备方法以及在卷烟中的应用，将甘薯经过清洗去皮、破碎打浆、减压过滤、减压浓缩、冷冻干燥处理后，将冻干样品在60-350℃下高温烤制2-8h，得甘薯香味物质；甘薯香味物质经同时蒸馏萃取、浓缩得甘薯香精。通过卷烟加香工序均匀喷洒到烟丝上，以改善卷烟吸食品质和感官舒适度。

现有技术一种烤甜香精、其制备方法以及在卷烟中的应用，将甘薯置于120-200℃烤箱中烤制1-4h，去皮粉碎得甘薯糊；加入3-10倍体积有机溶剂，在50-80℃条件下加热回流提取1-3h；将烤制甘薯提取液在一定条件下进行一级和二级分子蒸馏，蒸出的轻相即为烤甜香精，通过卷烟加香工序均匀喷洒到烟丝上，以凸显卷烟“烤甜”香韵。

上述现有技术制备的甘薯水提取液本身没有香味，只有经过卷烟燃烧过程才能产生香味，实质上是一种“潜香物质”，在应用过程中存在质量不稳定、易于变质等问题。现有技术制备的甘薯香精和烤甜香精只含有反应产生的少量挥发性成分，成本较高，得率极低，同时上述专利技术涉及的减压浓缩、冷冻干燥、高温烤制、同时蒸馏萃取、回流提取、分子蒸馏等工艺流程需要频繁更换实验设备，严重影响生产效率，无法实现连续化生产。

综上所述，为提升烤甘薯香料的产品质量、产品得率和生产效率，显著降低生产成本，推动烤甘薯香料的产品化，急需开发一套适于规模化、连续化生产的烤甘薯香料生产工艺和相关设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种烤甘薯香料的生产装置，以解决现有技术中产品质量不高、产品得率和生产效率均比较低下的问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种烤甘薯香料的生产装置，包括：

反应罐，为用于酶解、浓缩及烤制一体化的反应罐；

加热保温装置，设置于所述反应罐的外表面；

搅拌装置，设置于所述反应罐内，用于对反应罐内的液体进行搅拌；

pH调节装置，设置于所述反应罐内；

控温系统，包括温度传感器及控温模块，所述温度传感器设置于所述反应罐内，所述控温模块分别与所述温度传感器及所述加热保温装置信号连接；

冷凝器，所述冷凝器的入口通过管路与所述反应罐的上部出口连接，所述冷凝器的出口通过管路与冷凝水分离装置的入口连接；

冷凝水分离装置，包括减压接口、放气接口、排水接口以及液位传感器；

液位传感器，设置于所述冷凝水分离装置内；

负压系统通过管路与所述冷凝水分离装置连接；

负压控制系统，用于控制负压系统，及接收所述液位传感器的液位信号，并根据液位传感器的液位信号，对所述负压系统进行相应的调控。

在所述反应罐的下方设置有出料口。

在所述冷凝水分离装置的上方设置有放气接口。

在所述冷凝水分离装置的下方设置有排水接口。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的烤甘薯香料生产装置及工艺方法可达到酶解、浓缩和烤制的工艺流程的一体化操作，实现烤甘薯香料的规模化、连续化生产，同时可实现对体系的温度、压力、pH实时监控，对浓缩、烤制过程中体系的水分的程序化分离、精准化控制。

本技术方案的烤甘薯香料生产装置及工艺方法简捷高效，具有广阔推广应用价值。

附图说明

图1为本实用新型烤甘薯香料生产装置的流程图。

附图标记说明

1反应罐，2加热保温装置，3 pH调节装置，4控温系统，5搅拌装置，6冷凝器，7冷凝水分离装置，8液位传感器，9放气接口，10排水接口，11负压系统，12负压控制系统，13出料口。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本实用新型的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本实用新型的技术方案，而不能解释为是对本实用新型技术方案的限制。

如图1所示，本申请提供一种烤甘薯香料的生产装置，包括：

反应罐1，为用于酶解、浓缩及烤制一体化的反应罐，反应罐的具体形状并不受限制，其至少要具有能够容纳液体的能力。

加热保温装置2，设置于反应罐的外表面；其主要以包覆的方式包覆于反应罐的外表面，在本实施例中，如图1所示，仅包覆于反应罐的部分，而上部分并没有包覆，这主要是因为，加热保温装置主要对反应罐内的液体进行加热保温，而反应罐的上部是有一定的空间，若包覆加热保温装置会导致热量的浪费，但是可以在反应罐的上部包覆单独的保温装置，以减少热量的散失，这对冬季的生产是有利的。

同时，关于加热保温装置可以是分段结构，也可以是一个整体，因为在进行浓缩及烤制过程中，随着液体中水分的蒸发，反应罐内的液位逐渐下降，这时可以通过对上部的加热保温装置停止加热，仅由下部的加热保温装置来提供热量，使得热量更好的被液体部分吸收。

搅拌装置5，设置于反应罐内，用于对反应罐内的液体进行搅拌；在本申请中，搅拌装置为现有技术，通常均包括电机及搅拌器，搅拌器与电机的输出轴连接，其中搅拌器伸入反应罐内的液体下方，通过电机的转动带动搅拌器的旋转，从而实现搅拌功能。

pH调节装置3，设置于反应罐内；为了对反应罐内的甘薯水提取物的加工，实现烤甘薯香料的特定香味，需要对甘薯水提取物的酸碱度进行调节，通常包括pH值检测仪及用于调节pH值的加酸或加碱系统，这样的系统在现代工业中，属于常规技术，因此，申请人对此不进行详细的说明，至于采用的酸剂或碱剂可以根据需要使用，比如醋酸、盐酸等；氢氧化钠、碳酸钠等。

控温系统4，包括温度传感器及控温模块，温度传感器设置于反应罐内，控温模块分别与温度传感器及加热保温装置信号连接；温度传感器用于检测反应罐内的即时温度，并将即时温度信号传递给控制模块，由控制模块控制加热保温装置的启动、停止或部分启动等，以适应制备过程中的温度要求。

冷凝器6，冷凝器的入口通过管路与反应罐的上部出口连接，冷凝器的出口通过管路与冷凝水分离装置7的入口连接；冷凝器的作用与现工业中的冷凝器的作用相同，其工作原理也相同。

冷凝水分离装置7，用于接收冷凝器冷凝下来的水蒸气；冷凝水分离装置上设置放气接口9、排水接口10以及液位传感器8。

液位传感器8，设置于冷凝水分离装置内；在本申请的技术方案中，液位传感器不仅仅用于检测冷凝水分离装置中的冷凝水液位，同时也是在烤制工序中，负压控制系统的控制依据的数据来源，通过液位传感器检测的液位及事先的标定，确定冷凝水分离装置内冷凝水的质量，并与原甘薯水提取物的总质量进行比对，以供负压控制系统对负压系统的调节。

负压系统11通过管路与冷凝水分离装置连接；用于维持整个装置在烤制工序的负压条件。

负压控制系统12，用于控制负压系统11，及接收所述液位传感器8的液位信号，并根据液位传感器的液位信号，对所述负压系统进行相应的调控。

在反应罐的下方设置有出料口13。

本申请还提供使用上述的生产装置的烤甘薯香料的制备方法，本技术方案的制备方法中，关键的技术方案为在烤制工序中的负压的控制，负压系统包括真空泵通过管路与冷凝水分离装置连接，由负压控制系统控制真空泵的运行；真空泵的负压参数根据液位传感器的数据反馈自行调节。具体的，液位传感器每探测到冷凝水分离装置内增加5-10％冷凝水(以甘薯水提物总质量计)，负压控制系统控制负压系统的负压降低50-100mbar。

实施例1

一种烤甘薯香料的制备方法包括预处理、酶解、浓缩、烤制等步骤，其中酶解、浓缩、烤制均在反应罐中完成，实现烤甘薯香料的规模化、连续化生产。

具体的，工艺方法包含以下步骤：

(1)酶解：将甘薯水提物加入到反应罐中，加入40U/g的耐高温α-淀粉酶，调节pH6.5，转速为75rpm搅拌并程序升温至80℃，升温速率5℃/min，常压酶解180min。

(2)浓缩：酶解结束后，程序升温至130℃，升温速率5℃/min；达到设定温度后继续常压浓缩60min；

(3)烤制：关闭放气接口，开启负压系统，设置减压程序，设置烤制温度为150℃，烤制180min；在烤制过程中，减压程序根据液位传感器信息设置负压参数，负压范围50-1000mbar；烤制结束后，打开放气接口、排水接口、关闭负压系统，迅速倒出烤甘薯香料，室温冷却。

在烤制过程中，液位传感器探测到冷凝水分离装置内每增加5％冷凝水(以甘薯水提物总质量计)，负压控制系统控制负压系统的负压降低70mbar。

烤制终点以排出冷凝水质量占甘薯水提物总质量的40％；烤制结束后将烤甘薯香料倒出，冷却后以水、丙二醇或酒精为溶剂，稀释至浓度为10％使用。

按照卷烟生产要求添加烟丝质量0.05％烤甘薯香料，经感官评吸，添加烤甘薯香料的卷烟，烤甜香韵突出，刺激性降低，余味干净舒适，感官评吸结果见表1。

实施例2

一种烤甘薯香料的工艺方法包括预处理、酶解、浓缩、烤制等步骤，其中酶解、浓缩、烤制均在反应罐中完成，实现烤甘薯香料的规模化、连续化生产。

具体的，制备方法包含以下步骤：

(1)酶解：将甘薯水提物加入到反应罐中，加入60U/g的耐高温α-淀粉酶，调节pH7.0，转速为65rpm搅拌并程序升温至85℃，升温速率8℃/min，常压酶解150min。

(2)浓缩：酶解结束后，程序升温至110℃，升温速率8℃/min，达到设定温度后继续常压浓缩70min；

(3)烤制：关闭放气接口，开启负压系统，设置减压程序，设置烤制温度为160℃，烤制150min；在烤制过程中，减压程序根据液位传感器信息设置负压参数，负压范围50-1000mbar；烤制结束后，打开放气接口、排水接口、关闭负压系统，迅速倒出烤甘薯香料，室温冷却。

在烤制过程中，液位传感器探测到冷凝水分离装置内每增加6％冷凝水(以甘薯水提物总质量计)，负压控制系统控制负压系统的负压降低100mbar。

烤制终点以排出冷凝水质量占甘薯水提物总质量的50％；烤制结束后将烤甘薯香料倒出，冷却后以水、丙二醇或酒精为溶剂，稀释至浓度为10％使用。

按照卷烟生产要求添加烟丝质量0.1％烤甘薯香料，经感官评吸，添加烤甘薯香料的卷烟，具有明显烤甘薯样甜感，烤甜香韵突出，杂气减轻，刺激性降低，余味干净舒适，感官评吸结果见表1，各指标，光泽、香气、谐调、杂气、刺激性及余味的数据均为分数，光泽满分5分，香气满分为32分，谐调满分为6分，杂气满分为12分，刺激性满分为20分，余味满分为25分。

表1烤甘薯香料对卷烟感官质量的影响

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (4)

1.一种烤甘薯香料的生产装置，其特征在于，包括：

反应罐，为用于酶解、浓缩及烤制一体化的反应罐；

加热保温装置，设置于所述反应罐的外表面；

搅拌装置，设置于所述反应罐内，用于对反应罐内的液体进行搅拌；

pH调节装置，设置于所述反应罐内；

控温系统，包括温度传感器及控温模块，所述温度传感器设置于所述反应罐内，所述控温模块分别与所述温度传感器及所述加热保温装置信号连接；

冷凝器，所述冷凝器的入口通过管路与所述反应罐的上部出口连接，所述冷凝器的出口通过管路与冷凝水分离装置的入口连接；

冷凝水分离装置，包括减压接口、放气接口、排水接口以及液位传感器；

液位传感器，设置于所述冷凝水分离装置内；

负压系统通过管路与所述冷凝水分离装置连接；

负压控制系统，用于控制负压系统，及接收所述液位传感器的液位信号，并根据液位传感器的液位信号，对所述负压系统进行相应的调控。

2.根据权利要求1所述的烤甘薯香料的生产装置，其特征在于，在所述反应罐的下方设置有出料口。

3.根据权利要求1所述的烤甘薯香料的生产装置，其特征在于，在所述冷凝水分离装置的上方设置的放气接口用于平衡体系内外压力。

4.根据权利要求1所述的烤甘薯香料的生产装置，其特征在于，在所述冷凝水分离装置的下方设置的排水接口用于排出体系内的水分。

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