CN216968308U - 粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统。其包括喷洒吸附单元和搅拌包埋单元；所述喷洒吸附单元包括吸附输送装置、溶液进料装置和吸附剂进料装置，吸附剂进料装置将吸附剂进料至吸附输送装置中，溶液进料装置将溶液喷洒在吸附输送装置中的吸附剂上；所述搅拌包埋单元包括倒锥形的料筒、输出通道及接料装置，料筒内的第一搅拌器对输送来的物料搅拌包埋，输出通道内筛网和第二搅拌器对搅拌包埋后物料筛分搅拌离散得到粉状预混料。采用本实用新型可以连续进行喷洒吸附，搅拌包埋和筛分搅拌离散，通过纯物理过程便可制备得到稳定的粉末状预混料，过程不添加任何添加剂、不使用任何溶剂、也不会排放污染物。

Description

粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统

技术领域

本实用新型涉及食品加工设备技术领域，特别是涉及一种粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统。

背景技术

食品营养素的标准化是使一种食品尽可能满足食用者全面的营养需要而按一定的标准加入各种营养素。添加食品营养素的标准化配方食品种类繁多，例如特殊医学用途配方食品、特殊医学用途婴儿配方食、婴幼儿配方食品、孕妇和乳母配方食品、运动营养食品以及老年营养配方食品等。上述标准化配方食品都必须按照相应的标准要求，选择出对应的微量营养素添加到食品中；但是，对于如何添加，以何种形式添加，如何克服添加过程中存在的性能降低等问题，目前还没有一种有效的系统和方法，例如，

1)现有技术的一些方案中，是先将两种或多种营养素进行复配形成复配强化剂，然后添加到配方食品中。复配营养强化剂的制备较多采用的是乳化、均质、喷雾干燥包埋的制备系统和方法，但这种方式中制备程序复杂，且涉及的复配、存储、运输等过程均会导致营养素非常容易氧化变质，且添加后还容易产生异味，甚至还会产生相互降解作用的物质，尤其是一些金属离子会对维生素、不饱和脂肪酸、动植物油脂等均具有较强的氧化或促进氧化的作用，从而导致营养素变质；同时，这种促进氧化作用也涉及到终端产品中的宏量营养素—脂肪；因此，这种方式下复配营养强化剂和终端产品的稳定性都会受到影响。

2)文献“多孔淀粉粉末紫苏籽油的制备及其抗氧化性”，江慧娟等，报道了“以交联酯化葛根多孔淀粉为壁材，通过物理吸附制备粉末紫苏籽油”，但是，该文献中采用了添加剂和有机溶剂，不仅增加了人体代谢负担，甚至还会对人体产生危害。

实用新型内容

基于此，本实用新型目的在于提供一种新的粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，采用该制备系统可以基于纯物理制备原理制备得到性能稳定的粉状营养素预混料，可解决现有技术中存在的制备程序复杂，需加入添加剂，使用有机溶剂，会排放污染物，高耗能使成本增加，以及营养素和添加后配方食品的稳定性无法保证等问题。本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供的一种粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，包括：

喷洒吸附单元，包括吸附输送装置、以及与吸附输送装置相连的溶液进料装置和吸附剂进料装置；其中，所述吸附输送装置包括壳体和位于壳体内的输送带，输送带上方的壳体上沿输送带输送方向依次设有第一进料口和第二进料口；所述吸附剂进料装置与第一进料口相连，以将吸附剂进料至输送带上；所述溶液进料装置通过管道从第二进料口伸入壳体内，所述管道末端设有喷头，以将溶液进料装置中的溶液通过喷头喷洒吸附在吸附剂上；

搅拌包埋单元，包括料筒、连在料筒底部的输出通道、以及位于输出通道下方的接料装置；其中，所述料筒为倒锥形结构且与吸附输送装置相连，料筒内设有第一搅拌器，且第一搅拌器的转轴竖向设置在料筒中，用于对输送来的物料进行搅拌包埋；所述输出通道内从上向下依次设有筛网和第二搅拌器，且第二搅拌器的转轴横向设置在输出通道中，搅拌包埋后的物料经筛网筛出后进行搅拌离散，得到粉状预混料，存于所述接料装置中。

可选的，所述吸附剂进料装置，其内部存有固体粉末状的吸附剂，下部具有与第一进料口相连的出料口，出料口处设有可调式进料阀。

可选的，所述溶液进料装置具有氮气入口和溶液出口；其中，所述氮气入口连接有氮气供应装置，以在氮气氛围下配置溶液；所述溶液出口连接所述管道，所述管道上设有增压泵和流量调节阀。

可选的，所述第一搅拌器为螺旋桨式搅拌器。

可选的，所述料筒的上部设置有第一观察孔，用于观察料筒内积料情况。

可选的，所述第二搅拌器为桨叶式搅拌器，且桨叶所形成的平面竖直设置在所述输出通道中。

可选的，所述喷头与输送带之间的距离为10cm～15cm。

可选的，所述筛网的孔径为830μm～1700μm。

可选的，所述吸附剂进料装置为倒锥形结构；所述第一搅拌器为倒锥形。

有益效果：本实用新型制备系统通过将喷洒吸附单元与搅拌包埋单元相结合，可以连续化地完成进料、初步喷洒吸附、输送、搅拌包埋、以及筛分搅拌离散等一系列操作，通过纯物理制备过程完成粉状脂溶性微量营养素预混料的制备；该系统具有结构简单，操作方便，程序精简的优点。

具体地，在喷洒吸附单元中，先将溶液以喷洒吸附方式不断地喷洒在部分吸附剂上完成初步喷洒吸附；在搅拌包埋单元的料筒中，将该吸附了溶液的吸附剂与其他未吸附溶液的吸附剂进行搅拌、挤压、混合等一系列动作后，吸附剂表面的溶液被其他纯净吸附剂完全包埋；最后经过搅拌包埋单元的筛网和第二搅拌器筛分并搅拌离散，得到稳定性好的粉末状预混料，采用该预混料制备得到的配方食品其稳定性好。

相比现有技术中制备系统的制备过程(即乳化、均质、喷雾干燥过程)，本实用新型制备系统还具有以下优点和效果：

1)本实用新型该制备系统将喷洒吸附单元与搅拌包埋单元相结合，其制备流程为纯物理制备过程，不添加任何食品添加剂从而降低了人体代谢负担，不使用任何溶剂不会对人体造成任何副作用，低能耗降低了生产成本，且整个制备过程不会排放任何污染物。

2)基于本实用新型制备系统制备得到的粉状营养素预混料，可以掩盖异味，而且有效降低了这些脂溶性微量营养素在遇到光、氧、金属离子时降解、失效风险，具有很好的稳定性。

3)基于本实用新型制备系统制备得到的粉状营养素预混料，还可作为芯材采用通用微囊化以及熔融分散包衣技术制备成用于各类配方食品的微囊化、包衣产品。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中粉状脂溶性微量营养素预混料制备系统的结构示意图。

图1中，100喷洒吸附单元，1氮气入口，2搅拌配料罐，3阀门，4增压泵，5流量调节阀，6流量计，7喷头；8吸附剂料筒，9可调式进料阀，10 输送带，11输送带可调速电机；200搅拌包埋单元，12螺旋可调速电机，13 倒锥型搅拌料筒，14螺旋搅拌器，15筛网，16搅拌桨，17搅拌桨电机，19 第一观察孔；18接料装置，20第二观察孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示意性地示出了本实用新型中的一种粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，如图1所示，本实用新型提供的一种粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，包括喷洒吸附单元100和与其相连的搅拌包埋单元200。

采用其进行制备时的制备过程，包括：在喷洒吸附单元100中，向进料后的吸附剂上喷洒溶液，使得溶液吸附在部分吸附剂上；吸附了溶液的吸附剂和未吸附溶液的纯净吸附剂同时送至搅拌包埋单元200中进行搅拌包埋，使得吸附剂表面的溶液被未吸附溶液的纯净吸附剂包埋；再经筛分和搅拌离散，便可得到稳定性好的粉末状的脂溶性微量营养素预混料。

本实用新型中，所述喷洒吸附单元100包括溶液进料装置、吸附剂进料装置、吸附输送装置。所述溶液进料装置和所述吸附剂进料装置分别连至吸附输送装置以向吸附输送装置中进料，以完成吸附剂对溶液的初步吸附。

所述吸附输送装置，如图1所示，包括壳体和位于壳体内的输送带10，输送带10上方的壳体上沿输送带10输送方向依次设有第一进料口和第二进料口，第一进料口进料吸附剂，第二进料口进料溶液，通过上述设置方式可以实现对运动状态下吸附剂表面喷洒溶液。为了提高输送效果可将所述装置和/或输送带10倾斜设置。本实用新型吸附输送装置的壳体为封闭式可以防止进料时产生的粉尘外溢。

所述吸附剂进料装置与第一进料口相连，以将吸附剂进料至输送带10上。所述吸附剂进料装置的内部存有固体粉末状的吸附剂，其下部具有与第一进料口相连的出料口。如图1所示，所述吸附剂进料装置可以为倒锥形结构，以提高固体粉末状吸附剂的进料效果。

所述溶液进料装置通过管道从第二进料口伸入吸附输送装置的壳体内，且所述管道的末端设有喷头7，以将溶液进料装置中的溶液通过喷头7喷洒吸附在输送带10上的吸附剂上，采用喷洒吸附方式可以保证初步吸附效果。所述溶液进料装置还具有氮气入口1和溶液出口，所述氮气入口1连接有氮气供应装置以在氮气氛围下配置溶液，所述溶液出口连接所述管道，溶液出口处设置阀门3。优选地，所述喷头与输送带之间的距离范围为10cm～15cm，可避免喷洒过程中输送带上的粉体的飞溅，且能保证将液体有效地喷洒吸附在部分粉体吸附剂上。

在一可选实施例中，如图1所示，所述吸附剂进料装置的出料口处还设有可调式进料阀9，用于控制吸附剂进料速度/吸附剂进料量.所述溶液进料装置的管道上还设置有增压泵4和流量调节阀5，所述增压泵4和流量调节阀5 共同控制溶液喷洒速度控制喷洒量。该实施例通过协同控制吸附剂和溶液的进料速度(喷洒速度)，提升了喷洒吸附效果。进一步地还可以控制输送带10 的输送速度，三者协同控制完成吸附剂对溶液的初步吸附，而且可以使载有脂溶性微量营养素的食用油喷完后，料斗中的多孔淀粉同步完成出料。优选的，吸附剂的进料速度控制为150g/min～180g/min，溶剂的喷洒速度控制为 20g/min～75g/min，以使得喷洒溶液与进料吸附剂的质量比为1：(2～9)。

如图1所示，所述搅拌包埋单元200，包括料筒、连在料筒底部的输出通道、以及位于输出通道下方的接料装置18。其中，所述料筒与吸附输送装置相连，如图1所示，吸附输送装置的末端伸入到料筒顶部，料筒内设有第一搅拌器，用于对输送来的物料进行搅拌、挤压、混合、包埋等一些列动作，使得吸附剂表面的溶液被未吸附溶液的吸附剂完全包埋。所述输出通道内从上向下依次设有筛网15和第二搅拌器，搅拌包埋后的物料经筛网15筛出后进行搅拌离散，便可得到粉状的预混料，存于接料装置18中。经初步喷洒吸附单元100吸附后的物料进入搅拌包埋单元200进行螺旋搅拌、挤压、混合，过程中会与一些未吸附溶液的吸附剂发生粘附作用，从而形成表面粘附吸附剂的微球，通过筛网15进行筛分并采用第二搅拌器进行搅拌、离散，便可得到粉末状产品。

其中，所述料筒优选倒锥形结构，相应地，其内的第一搅拌器也可以为倒锥形结构，该结构可以提高搅拌包埋效果且便于出料。进一步地，所述第一搅拌器为螺旋桨式搅拌器，且转轴竖向设置在料筒中，在大循环量下进行螺旋式搅拌形成轴向液流，可避免凹陷，可高效完成深度搅拌包埋，进一步提高了包埋效果。所述第二搅拌器可以为桨叶式搅拌器，该第二搅拌器的转轴横向可转动设置在输出通道的通道壁上，且桨叶所形成的平面竖直设置在所述输出通道中，通过设置桨叶式搅拌器可以对物料进行搅拌离散得到粉末状预混料。其中，所述筛网的孔径范围为830μm～1700μm，该筛网一方面使物料在搅拌料筒内有一定的滞留时间，达到充分搅拌的目的；另一方面，设定孔径范围为830μm～1700μm(10目～20目)，使搅拌包埋的复配营养强化剂达到要求的粒度。

采用本实用新型粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统进行制备时的过程，如下：

1)向溶液进料装置中通入氮气，控制氮气流速为0.1L/min～0.5L/min，在氮气条件下，将脂溶性微量营养素溶于食用植物油配置成溶液。向吸附剂进料装置中添加吸附剂，吸附剂可为固体粉末状的多孔淀粉，直接采用固体多孔淀粉便可完成吸附包埋得到粉末状预混料，节省了溶解等工序，同时还可避免有机溶剂的使用；所述多孔淀粉复合《GB31637-2016食品安全国家标准食用淀粉》的要求。

2)调节可调式进料阀9将吸附剂连续进料至输送带10上，通过增压泵4、流量调节阀5和喷嘴的配合向输送带10上的吸附剂表面喷洒溶液，控制溶液与吸附剂的质量比为1：(2～9)，进行初步吸附，部分吸附剂表面吸附溶液。其中，可将溶液与吸附剂质量比优选控制在1:(2～5)。

3)对输送来的物料(包含吸附了溶液的吸附剂和未吸附溶液的纯净吸附剂)进行搅拌包埋(即吸附剂表面溶液被纯净吸附剂全部包埋)，筛分，搅拌离散，得到吸附包埋的粉状脂溶性微量营养素预混料产品。进一步地该过程中还可以根据搅拌包埋单元200中物料积存状态，控制第一搅拌器的搅拌速度，使得罐体的上部不积存物料，例如所述第一搅拌器的搅拌速度控制在100 转/分钟～200转/分钟，可以达到较优的搅拌包埋效果。

本实用新型制备系统的应用原理：先将溶液(即载有脂溶性微量营养素的食用植物油)喷洒在运动状态中的输送带10上面的吸附剂上，使输送带10 上层的吸附剂吸附了溶液，而下层为纯净吸附剂，从而通过喷洒吸附完成了对载有脂溶性微量营养素的食用植物油的初步吸附包埋，但是，吸附了溶液的吸附剂表面仍然暴露着载有脂溶性微量营养素的食用植物油；然后将该类吸附剂和其他纯净吸附剂一起进入搅拌包埋单元200进行螺旋搅拌、挤压、混合后，该类吸附剂(即吸附了溶液的吸附剂)与其他纯净吸附剂(即未吸附溶液的吸附剂)发生粘附，最终形成表面粘附纯净吸附剂的微球，进而使载有脂溶性微量营养素的食用植物油完全被包埋；通过筛分并采用扇叶型的第二搅拌器进行搅拌、离散，获得了吸附包埋后的粉状脂溶性微量营养素预混料产品，不仅解决了现有的制备复配营养强化剂技术中，普遍存在的高能耗、维生素A、D、K、叶黄素酯、DHA等遇光、氧、金属离子降解失效的问题，从而提高了终端配方食品中各类营养素等的稳定性，而且，整个制备过程中，不添加任何食品添加剂和有机溶液，对人体无副作用，无任何污染物排放，达到了既节能又环保的目的。

本实用新型中，所述食用植物油包括但不限于低芥酸菜籽油、大豆油、花生油中一种或几种混合物。大豆油符合《GB1535-2003大豆油》的要求；花生油符合《GB 1534—2003花生油》的要求；低芥酸菜籽油符合《GB 1536—2004菜籽油》的要求。所述脂溶性微量营养素包括但不限于维生素A、 D、K，叶黄素酯，二十二碳六烯酸(DHA)中的一种或多种。其中，醋酸视黄酯(醋酸维生素A)符合《GB 1903.31-2018食品安全国家标准食品营养强化剂醋酸视黄酯(醋酸维生素A)》的要求；胆钙化醇(维生素D3)符合《GB 1903.50-2020食品安全国家标准食品营养强化剂胆钙化醇(维生素D3)》的要求；藻油DHA复合《中华人民共和国卫生部2010年第3号公告》的要求；植物甲萘醌(维生素K1)复合《中华人民共和国卫生部公告2010年第18号》的要求；叶黄素酯复合《中华人民共和国卫生部2008年第12号公告》的要求。

在一具体实施例中，所述喷洒吸附单元100包括：溶液进料装置、吸附剂进料装置和吸附输送装置。如图1所示，所述溶液进料装置包括搅拌配料罐2和连接在其溶液出口处的管道，搅拌配料罐上设有氮气入口1和配料入口，溶液出口处设置有阀门3，管道上依次设置有增压泵4、流量调节阀5和流量计6，管道末端安装有喷头7，喷头7从第二进料口伸入吸附输送装置内且位于输送带10上方。所述吸附剂进料装置，如图1所示，吸附剂料筒8可以优选倒锥形结构便于固体粉末状吸附剂进料，吸附剂进料装置的底部出口与第一进料口相连以向其内进料，出口处设置有可调式进料阀9用于控制进料速度/量，从而调控喷洒吸附效果。所述吸附输送装置，如图1所示，包括封闭式的壳体，壳体顶部设置有第一进料口和第二进料口，内部设置有输送带10，壳体和输送带10均可以倾斜设置以便于输送，进一步地，输送带连接输送带可调速电机11以对输送带传送速度进行控制，从而与可调式进料阀9 和流量调节阀5协同控制，提高喷洒吸附效果。所述搅拌包埋单元200中，包括料筒、输出通道和接料装置。如图1所示，料筒为倒锥型搅拌料筒13，上部设置有第一观察孔19通过所述孔观察料筒积料状态从而来控制第一搅拌器的搅拌速度，其内设置有锥形的螺旋搅拌器14，螺旋搅拌器14连接螺旋可调速电机12，输出通道连接在料筒底部，从上向下依次设有筛网15和搅拌桨 16，搅拌桨16连接搅拌桨电机17以对其搅拌速度进行调控得到粉末状预混料，接料装置18设在输送通道下方，采用封闭式结构，其上部设置有第二观察孔20，通过第二观察孔20观察出料状态从而控制启停操作。

采用上述具体实施例进行制备时的具体操作流程：1)开启氮气入口1处氮气阀，将定量的脂溶性微量营养素在常温，如18℃～25℃下，在搅拌配料罐2中溶于定量的食用植物油中；称取相应定量的多孔淀粉置于吸附剂料筒8 中，其中，配料装料阶段，控制载有脂溶性微量营养素的溶液与吸附剂的质量比为1:(2～9)。2)打开输送带可调速电机11，使输送带10在匀速下运动，再开启可调式进料阀9，待有少量吸附剂流入输送带10上后，打开搅拌配料罐2上的阀门3、增压泵4(瞬时压力自动恒定0.07MPa～0.10MPa)以及流量调节阀5，流量调节阀5与流量计6通过喷头7以及可调式进料阀9同步调节喷入吸附剂上的载有脂溶性微量营养素的食用油的质量与进入输送带上的吸附剂质量达到1:(2～9)。3)通过第一观察孔19，观察到倒锥型搅拌料筒13 中已积存物料后，开启螺旋可调速电机12和搅拌桨电机17，控制螺旋可调速电机12的转速保持倒锥型搅拌料筒13上的第一观察孔19处始终可见物料积存，物料经螺旋搅拌器14搅拌、挤压、混合后，经筛网15排出，再经搅拌桨16进一步混合、离散后进入接料装置18。

采用本实用新型制备系统制备的粉状脂溶性微量营养素预混料产品，经加速稳定性实验检测，显示产品中各种微量营养素的保留率基本上等同于实际添加值，而且将6个月后产品微量营养素保留率与初始阶段进行比较，无显著差异性；而采用现有技术的制备系统经过乳化、均质、喷雾干燥过程得到的产品，其产品中的多数微量营养素在初始阶段就发生了降解。采用本实用新型制备过程中无污染物排放、无任何食品添加剂、是一种节能环保的纯物理制备流程，制备得到的粉状脂溶性微量营养素预混料的稳定性不低于用通用微囊化技术制备的产品。

本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (9)

1.一种粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，其特征在于，包括：

喷洒吸附单元，包括吸附输送装置、以及与吸附输送装置相连的溶液进料装置和吸附剂进料装置；其中，所述吸附输送装置包括壳体和位于壳体内的输送带，输送带上方的壳体上沿输送带输送方向依次设有第一进料口和第二进料口；所述吸附剂进料装置与第一进料口相连，以将吸附剂进料至输送带上；所述溶液进料装置通过管道从第二进料口伸入壳体内，所述管道末端设有喷头，以将溶液进料装置中的溶液通过喷头喷洒吸附在吸附剂上；

搅拌包埋单元，包括料筒、连在料筒底部的输出通道、以及位于输出通道下方的接料装置；其中，所述料筒为倒锥形结构且与吸附输送装置相连，料筒内设有第一搅拌器，且第一搅拌器的转轴竖向设置在料筒中，用于对输送来的物料进行搅拌包埋；所述输出通道内从上向下依次设有筛网和第二搅拌器，且第二搅拌器的转轴横向设置在输出通道中，搅拌包埋后的物料经筛网筛出后进行搅拌离散，得到粉状预混料，存于所述接料装置中。

2.根据权利要求1所述的粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，其特征在于，所述吸附剂进料装置，其内部存有固体粉末状的吸附剂，下部具有与第一进料口相连的出料口，出料口处设有可调式进料阀。

3.根据权利要求1所述的粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，其特征在于，所述溶液进料装置具有氮气入口和溶液出口；其中，所述氮气入口连接有氮气供应装置，以在氮气氛围下配置溶液；所述溶液出口连接所述管道，所述管道上设有增压泵和流量调节阀。

4.根据权利要求1所述的粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，其特征在于，所述第一搅拌器为螺旋桨式搅拌器。

5.根据权利要求1所述的粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，其特征在于，所述料筒的上部设置有第一观察孔，用于观察料筒内积料情况。

6.根据权利要求1所述的粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，其特征在于，所述第二搅拌器为桨叶式搅拌器，且桨叶所形成的平面竖直设置在所述输出通道中。

7.根据权利要求1所述的粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，其特征在于，所述喷头与输送带之间的距离为10cm～15cm。

8.根据权利要求1所述的粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，其特征在于，所述筛网的孔径为830μm～1700μm。

9.根据权利要求1所述的粉状脂溶性微量营养素预混料的制备系统，其特征在于，所述吸附剂进料装置为倒锥形结构；所述第一搅拌器为倒锥形。

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