CN86102882A

CN86102882A - 脱水装置

Info

Publication number: CN86102882A
Application number: CN86102882.1A
Authority: CN
Inventors: 松原护
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1985-04-27
Filing date: 1986-04-26
Publication date: 1986-10-29
Also published as: NZ215836A; KR930009073B1; JPH0122816B2; JPS61249341A; CN1019002B; US4686776A; CA1270769A; KR860007882A; AU577756B2; AU5657886A

Abstract

一种包括高渗透压物质，聚合物吸水剂和亲水性醇类的脱水装置，该三种物质同时存在并且全部由选择性地允许水渗透的半透膜覆盖。这种脱水装置的脱水能力极好，尤其适用于除去食物中的水。

Description

本发明与脱水装置有关，更具体的说，本发明与一种有效的食物除水装置有关。

曾经有人提出各种脱水装置可以低温和不存在空气的条件下，通过接触除去食物中的水分。例如，在日本已审查专利公告号58-58124及日本专利申请号59-88308，59-88310以及90893中公开的装置。这些装置从原理上讲具有脱水能力并适用于食物脱水。不过，这些已有的装置还存在着不易操作，易破损和不易生产等缺点。

在美国专利4，383，376号中描述了一种干燥含蛋白质食品用的脱水薄膜。要将聚合吸水剂与亲水高渗透压物质直接混合在一起是有困难的。这是因为聚合吸水剂会吸收高渗透压物质中的水分使混合物的粘度增大而不能流动，从而使脱水膜的制备变得极端困难，同时也是因为混合物变得像固体一样不流动导致脱水膜的柔性很差因而不能和要脱水的物体很好的接触影响其脱水膜脱水能力。为了克服这些问题，在美国专利4383376号的实例中叙述了一种结构。在所提出的这种结构中，聚合吸水剂用纸或纸一类物品覆盖着，而高渗透压物质则安排在覆盖层周围。但是，在制备这种脱水膜时，必须包括一个工序以除去覆盖的纸层与聚合吸水剂之间的空气，而且还必须同时处理液体与固体，这就使得这种脱水膜的制备显得很麻烦，而且成本也高。

本发明是为了克服上述常用的脱水装置存在的缺点。因此本发明的首要目的是提供一种易于生产又便于操作、脱水能力强又能重复使用而不影响其脱水能力的脱水装置。

根据本发明，所提供的脱水装置包括一种高渗透压物质、一种聚合吸水剂和一种亲水性醇类。以上三种物质同时存在并且整个地覆盖以半透性薄膜，以便允许水选择性渗透。

图1是本发明脱水装置的一个实例的剖面简图。

在本发明的脱水装置中，透水性的半透性薄膜可以将整个装置覆盖起来也可以只覆盖准备与被脱水物质相接触的部分。最好采用一种即使与食物直接接触也是安全的可渗水的半透性薄膜。适用于本发明的半透性薄膜有：普通的玻璃纸、低伸展度维尼纶薄膜的胶棉薄膜。

作为高渗透压物质，可举出如粘稠的麦芽糖浆（由淀粉加酸糖化或加酶糖化而得）、茁霉多糖、葡萄糖、果糖、甘露糖醇、山梨糖醇、margetal，的食用糖类，如甘露聚糖、藻朊酸钠、鹿角胶和阿拉伯树胶的天然水溶性聚合物及如甲基纤维素和羧甲基纤维（CMC）的改性纤维素。以上这些物质，可用它们的纯净制品也可用它们的氢化物，可以单独使用一种，也可以两种或多种混合使用。

作为聚合吸水剂，可以采用经水合作用后能够形成凝胶的那些材料。这些材料常用于制造卫生用品、手纸和土壤改良剂。例如可以采用由水溶性可聚合单体或者通过水解变成水溶性的可聚合单体或者它们的齐聚物、共齐聚物，经接枝聚合所形成的多糖类如淀粉和纤维素，根据需要对所产生的聚合物进行水解并采用交联剂使所产生的亲水性聚合物进行三维交联。所用水溶性可聚合单体或通过水解变成水溶性的可聚合单体有：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸盐、甲基丙烯酸盐、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、马来酸、磺化苯乙烯、聚乙烯基吡啶。也可以采用由交联剂使亲水性聚合物进行三维交联所得的产品，所用进行交联的聚合物如聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、磺化聚苯乙烯、聚乙烯基吡啶、聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸盐和聚甲基丙烯酰胺。市场上可得到的产品有：Showa Denko所提供的PX-402A，Sanyo Kasei Kogyo所提供的IM-1000，

Seitetsu Kagaku Kogyo所提供的10SH和Nippon Shokubai Kagaku Kogyo所提供的Aqua lic CA。不过，可以有效的用于本发明的吸水的聚合物并不限于以上所举的这些。

醇类食物添加剂如乙醇、丙二醇和甘油是宁可特别选用的亲水性醇类。这些醇类可以单独使用也可以两种或两种以上混合使用。

在本发明的脱水装置中，最好是高渗透性物质、吸水的聚合物与亲水性醇类三者的比例为100∶（1～50）∶（1～100），最好为100∶（3～30）∶（3～50）。

在制备本发明的脱水装置时，先将聚合吸水剂加入到亲水性醇类中，然后将高渗透压物质加入到上述混合物中。最后将所调成的混合物浇注到由透水性的半渗透性膜片上。然而，本发明脱水装置的制备工艺不限于这一种。可以采用先将亲水性醇类与高渗透压物质混合然后将聚合吸水剂加入到混合物中的制备方法。也可以采用亲水性醇类，高渗透压物质和聚合吸水剂同时混合的方法。

图1表明本发明脱水装置的最佳实施方案。在这一方案中，聚合吸水剂3分散于由高渗透压物质与亲水性醇类所组成的连续相2中，而整个分散体由渗透性的半透性膜1覆盖而透水性的半透性膜1在4处加封。也可以采用另一种型式即只有一表面半透性膜1而另一表面用其它合适的材料薄膜覆盖。进一步也可以采用一种结构，其中半透性薄膜只覆盖脱水装置上准备与脱水物质接触的表面部分。

当将高渗透压物质与聚合吸水剂混合时其粘度会剧增。不过，如果加入了亲水性醇类，这种剧增现象可以大为缓和。再则，可以通过调整亲水性醇类的量来控制所得混合物的粘度。

现在联系下列实例详细描述本发明，实例1～3及对比实例1说明了加入亲水性醇类对本发明脱水体系的粘度的影响。

实例1

高渗透压物质采用100克Himal 38（由Sammatsu Kogyo供应，含水量为25%）。将7克聚合吸水剂（Showa Denko提供的PX-402A）和14克丙二醇（Showa Denko提供的食品添加剂）加入到高渗透压物质中并于25℃下进行搅拌其混合物。测定其粘度随一段时间的变化，并将其结果列于表1：

表1

时间（分）粘度（泊）

0 50

2 52

4 62

6 79

8 99

10 120

实例2

除用甘油（甲级试剂）代替丙二醇，其余条件均与实例1所述的相同，测其粘度并将结果示于表2

表2

时间（分）粘度（泊）

0 65

2 98

4 130

6 150

8 180

10 210

对比实例1

高渗透压物质采用100克Himal 38（Sanmatsu Kogyo所提供的）（含水量为25%）。将7克聚合吸水剂（Showa Denko产PX-402A）加入到高渗透压物质中，并在25℃下进行搅拌其混合物。测量其粘度随时一段时间的变化并将结果列于表3

表3

时间（分）粘度（泊）

0 55

2 185

4 240

6 290

8 370

10 460

实例3

高渗透压物质用100克Himal 38（由Sanmatsu Kogyu提供的）（含水量为25%）。将7克聚合吸水剂（Showa Denko产的PX-402A）和3.5克丙二醇（Showa Denko产的食品添加剂）加入到高渗透压物质中，并在25℃下进行搅拌其混合物。测量其粘度随一段时间的变化，结果如表4所示。

表4

时间（分）粘度（泊）

0 65

2 98

4 145

6 180

8 230

10 270

从以上的结果中可看出，由于高渗透压物质中的水分迅速转移到聚合吸水剂中，溶液的浓度增加，使得粘度急剧增大到混合物不易处理（特别是在对比实例1中）。相反，由于聚合物吸水剂基本上不吸收亲水性醇类，包括高渗透压物质，聚合吸水剂和亲水性醇类的体系的粘度可以维持在较低的水平上如例1至例3所表明的那样，粘度的增加可以得到缓和。

在本发明的脱水装置中，通过在包括高渗透压物质和聚合吸水剂的体系中加入亲水性的醇类，可以得到下列优点：

（1）半透性薄膜变得柔软而且强度有所增加。

（2）有利于水分在半透性薄膜、高渗透压物质和聚合物吸水剂中间的迁移。

（3）在宽的含水量范围内都可以保持脱水装置固有的柔性和适当的硬度，因而易于操作而且能改善与待脱水物质的粘附性和增加脱水效率。

（4）当重复使用脱水装置时，需要对脱水装置进行干燥处理。在这一干燥阶段中，如果脱水装置中不含有亲水性醇类，脱水装置就会变成硬板块似的，而且在这种情况下容易破损，与待脱水物质之间的粘附性也会恶化，以致脱水效率大为降低。相反地，本发明的脱水装置不会发生这一类麻烦。

（5）由于体系的粘度可以通过亲水性醇类的添加量自由地控制，本发明的脱水装置很容易制备。换句话说，普通的高粘度液体涂层机的适用粘度是5000～7000厘泊，特别高粘度液体涂层机的适用粘度上限被认为20000厘泊，因而市场上提供的涂层机可以用于本发明的体系。

（6）即使高渗透压物质的含水量很低，仍可防止粘度增加，而整个脱水装置的含水量可保持在低水平上，从而控制了微生物如霉的生长。

下列实例可以进一步说明本发明。但这些实例绝不构成对本发明范围的限制。

使用实例1

一种包括100克75%Himal 38的（由Sanmatsu Kogyu生产）水溶液，14克的丙二醇（由Showa Denko提供）和7克Showa Denko生产的PX-402A聚合物吸水剂所组成的混合物装入Tokyo Cellophane Paper公司所生产的维尼纶薄膜口袋中，并将口袋轧展成厚度为0.5mm的薄膜状。口袋开口采用热封使其成为一个脱水装置。这一脱水装置既富于柔性又有合适的硬度，且与欲脱水的物质之间具有良好的接触状态。

一个开膛的竹

鱼用通常的玻璃纸（Tokyo Cellophane Paper产PT-300）包住并放在脱水装置内，置于冷藏箱中保持在5℃以实现脱水。其结果如表5所示：

表5

脱水时间（小时）竹

鱼重量减少（%）

3 3.8

5 5.2

10 9.5

所用的脱水装置干燥后重复使用。共进行十次实验，并没有使脱水能力发生明显的降低，而经过干燥脱水装置没发生硬化。

使用对比实例1

将一种包括100克75%Himal 38水溶液和7克聚合吸水剂的混合物装入维尼纶薄膜口袋并将口袋展薄。由于混合物很粘，口袋不能展到小于1mm的厚度。将袋口热封制成一脱水装置。

一开膛竹鱼用普通的玻璃纸包装后放入脱水装置内，在5℃下进行脱水。其结果见表6。

表6 竹

鱼脱水试验结果

脱水时间（小时）竹

鱼重量减少（%）

3 2.1

5 4.2

10 9.0

由于脱水装置发硬，初始粘附不好，脱水速度低。在脱水过程中，脱水速度逐渐增加，10小时以后，其脱水速度与加有丙二醇的实例1几乎相等。所用脱水装置在30℃暖空气流中放置3小时使之干燥后又变成硬板似的。如将变硬的脱水装置强行弯曲则发生破断而不能再用。

使用实例2

将12厘米×20厘米×1.5厘米牛肝放入按实例1方法制备的脱水装置，在0℃下进行脱水。所得的结果列于表7

表7 脱水试验结果

脱水时间（小时）牛肝重量减少（%）

3 2.5

5 3.8

10 7.2

所用的脱水装置用30℃空气流进行干燥后仍然柔软并可直接再用。

使用实例3

一种包括100克75%Himal水溶液，3.5克聚合物吸水剂和7克丙二醇的混合物。将这种混合物铺展在维尼纶薄膜上并将另一片维尼纶薄膜置于展开的混合物之上，又将混合物进一步展薄至0.5毫米厚，并将维尼纶薄膜片之四周热封使其形成一脱水装置。将19厘米×8厘米×1.5厘米的牛肉用普通的玻璃低包装后放入脱水装置。维持在3℃下进行脱水，其结果示于表8。

表8 脱水试验结果

脱水时间（小时）牛肉重量减少（%）

1 0.42

2 0.81

3 1.26

4 1.61

5 2.11

6 2.45

在用这种脱水装置进行实验时，没有观察到脱水能力的降低。

Claims

1、一种包括高渗透压物质，聚合物吸水剂和亲水性醇类三种物质的脱水装置，这三种物质同时存在，并且全部用允许水选择性渗透的半透性薄膜覆盖。

2、一种如权利要求1所述的脱水装置，其中半透性薄膜是选自普通的玻璃纸，低伸度维尼纶薄膜或棉胶薄膜三种材料。

3、一种如权利要求1所述的脱水装置，其中的渗透压物质选自下列物质中：如稠状的麦芽糖浆、茁霉多糖、葡萄糖、果糖、甘露糖醇、山梨糖醇和mongetal等食用糖类，如甘露聚糖、藻朊酸钠、鹿角胶、阿拉伯树胶等天然水溶性聚合物，如甲基纤维素、羧甲基纤维素等改性纤维素。

4、根据权利要求1所述的脱水装置，其中所用的聚合吸水剂选自由水溶性可聚合单体或者通过水解变成水溶性的可聚合单体经接枝聚合所形成的多糖类，根据需要对所产生的聚合物进行水解并采用交联剂使所产生的亲水性聚合物进行三维交联以及用交联剂三维交联亲水聚合物所得产物。

5、根据权利要求4所述的脱水装置，其中所用可聚合的单体选自，丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸盐、甲基丙烯酸盐、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、马来酸、磺化苯乙烯、聚乙烯基吡啶以及它们的齐聚物，共齐聚物。

6、根据权利要求4所述的脱水装置，其亲水性聚合物由下列物质中选取：聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、磺化聚苯乙烯、聚乙烯基吡啶、聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐、聚丙烯酰胺和聚甲基丙烯酰胺。

7、根据权利要求1所述的脱水装置，其中所用亲水性醇类从下列物质中选取：乙醇、丙二醇和丙三醇（甘油）。

8、根据权利要求1所述的脱水装置，其中高渗透压物质、聚合物吸水剂和亲水性醇类的比例为100∶1～50∶1～100。

9、根据权利要求8所述的脱水装置，其中三种物质的比例为100∶3～30∶3～50。