專利名稱：預(yù)糊化噴霧干燥淀粉附聚粒的制造方法
Pitchon等的USP4280851披露了噴霧干燥預(yù)糊化淀粉的制備方法。該專利披露的方法是將含水的淀粉漿料通過(guò)一個(gè)或多個(gè)位于中心的霧化開口而注入一個(gè)兩流體式噴咀，以形成較微細(xì)的噴霧滴，此專利作為本文的參考資料。通過(guò)該噴咀的其他開口通入一種加熱介質(zhì)(例如水蒸汽)，并混入霧化的淀粉漿料中，從而將淀粉加熱到能使之糊化的溫度。由封閉的小室包圍霧化和加熱介質(zhì)注入口，并由此室限定一個(gè)排出口，排出口的位置能使加熱和霧化的淀粉噴霧料逸出該小室。該小室的大小是使通過(guò)小室的噴霧液滴停留足夠時(shí)間(即從霧化開口到逸出口的時(shí)間)能使淀粉有效地糊化。大部分糊化作用是在該小室內(nèi)完成，但在噴霧物料從該封閉小室排出時(shí)，由于從該小室中攜帶出熱量和水分，還會(huì)發(fā)生一些糊化作用。因此，糊化時(shí)間包括在室內(nèi)的時(shí)間和從小室排出后仍保持能發(fā)生糊化的溫度和水分含量的時(shí)間。
上述專利還披露了該噴霧物料從封閉小室排出后是進(jìn)入一個(gè)噴霧干燥塔，使噴成的霧滴在熱空氣流中干燥。該專利還披露了沿一個(gè)噴霧干燥塔頂可以排布多個(gè)噴咀，以提高噴霧干燥預(yù)糊化淀粉的產(chǎn)量。按該專利所制干的預(yù)糊化淀粉據(jù)稱其粒度為80%可通過(guò)美制標(biāo)準(zhǔn)篩230目篩，并且其顆粒形態(tài)是淀粉顆粒松散粘結(jié)的附聚物，顆粒形狀是凹癟的球體，附聚物在水中分散后分離成為單個(gè)的顆粒。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，按該專利方法制造的噴霧干燥淀粉其粒度分布范圍很寬，微細(xì)顆粒含量很高(例如，顆粒中按重量有55%的粒徑小于53微米，即美制270目篩的篩下物)。很需要制成粒度分布較窄的噴霧干燥預(yù)糊化淀粉。這樣的物料更容易適應(yīng)含淀粉干混物產(chǎn)品對(duì)于優(yōu)選粒度的要求。還需要在制成的噴霧干燥預(yù)糊化淀粉物料中微細(xì)粉末(即美制270目篩的篩下物)含量更少。這樣，當(dāng)含淀粉的干混式產(chǎn)品與冷的水質(zhì)液體混合時(shí)例如即食式布丁混配料與牛奶混合時(shí)，能改進(jìn)淀粉的可分散性。
當(dāng)然，對(duì)于顆粒物料已知的調(diào)整粒度分布和減少細(xì)粉含量的方法是采用附聚方法。一般是采用團(tuán)塊或轉(zhuǎn)鼓中處理方法使細(xì)粉末附聚，在操作時(shí)向攪拌中的干淀粉粉末噴入液體粘結(jié)劑。液體使淀粉顆粒表面溶解，從而在固體顆粒之間形成液體橋，于是在干燥之后就成為顆粒間粘結(jié)橋。但是，這樣的附聚方法需要單獨(dú)的附聚工藝過(guò)程和設(shè)備，因此使成本增加。
本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)式生產(chǎn)糊化噴霧干燥附聚淀粉的方法，這種淀粉具有較窄粒度分布，并且細(xì)粉含量較少。借助于特殊設(shè)計(jì)的噴咀系統(tǒng)生產(chǎn)附聚的預(yù)糊化噴霧干燥淀粉，不需要單獨(dú)的附聚設(shè)備，從而達(dá)到本發(fā)明目的。
當(dāng)按本發(fā)明方法操作時(shí)，就有可能得到粒度分布中美制270篩目篩下物(即小于53微米)顆粒更少的噴霧干燥淀粉。按本發(fā)明噴霧干燥方法生產(chǎn)的淀粉一般含有粒度不大于約200微米的附聚粒。為了改進(jìn)含這種淀粉的布丁類產(chǎn)品的組織紋理，需要使大于美制篩120目(大于125微米)的顆粒盡量少，所以需要篩掉淀粉附聚粒中120目篩的篩上物。這些過(guò)大顆粒很容易用常規(guī)磨碎設(shè)備磨小，例如可用微粉磨機(jī)或空氣分選磨等等，得到實(shí)質(zhì)上全部物料粒度分布為270目篩上、120目篩下的產(chǎn)品。若需要，可將這些經(jīng)磨碎淀粉物料再通過(guò)美制120目篩，然后與產(chǎn)品主物料流合并。
按本發(fā)明，在噴霧干燥塔內(nèi)設(shè)置兩個(gè)或更多個(gè)如USP4280851中所述類型的帶蓋、雙流體式噴咀，使它們噴出的立體流型在希望的位置相交。這些噴咀的定位必須使顆粒發(fā)生互相接觸的位置是在顆粒表面還有足夠粘結(jié)性的位置，以促使這些顆粒相互粘附，但又不能太靠近噴咀的排出口，以免淀粉顆粒發(fā)生結(jié)球或結(jié)塊。


圖1是用于本發(fā)明的雙流體式噴咀的縱剖面圖。
圖2是將圖1的兩個(gè)噴咀安裝在圓筒形噴霧干燥塔內(nèi)之后的頂視圖。
圖3是圖2的立面視圖，顯示噴霧立體流型相交，形成一個(gè)附聚區(qū)。
圖1是用于本發(fā)明的雙流體式有蓋噴咀10的縱剖面圖。在這個(gè)噴咀方案中，一般含固體物30-42%(重量)的含水淀粉漿通過(guò)導(dǎo)管11而進(jìn)入噴咀10，先是沿徑向向內(nèi)，然后沿軸向向下，通過(guò)在噴咀10中央所形成的霧化開口12，進(jìn)入設(shè)置在霧化開口12下部的旋流段和小孔13。該旋流段和小孔13協(xié)助物料霧化，于是把淀粉漿變成錐形的細(xì)噴霧霧滴。開始時(shí)，未受熱的淀粉漿粘度很低，所以能用旋流段和小孔這樣的裝置使之霧化，形成相當(dāng)微細(xì)的霧滴。這些霧滴是球形的，一般直徑約20-200微米。從導(dǎo)管14通入水蒸汽(或其他加熱介質(zhì))，進(jìn)入位于縱向延伸的霧化開口12周圍的環(huán)形匯集管15。此環(huán)形匯集管的直徑隨著向下延伸而縮小，到末端成為環(huán)形的加熱介質(zhì)注入開口16。水蒸汽通過(guò)16注入到已從霧化開口12噴出的霧化淀粉漿中。
由噴咀帽17包蓋住霧化開口12和加熱介質(zhì)注入開口16。在噴帽17上有一排出開口18，它的位置正在12和16的對(duì)面。由噴咀帽17和霧化開口12及加熱介質(zhì)開口16所包蓋的區(qū)域構(gòu)成封閉小室，在這個(gè)小室中加熱介質(zhì)噴注到霧化淀粉漿的噴射流中，使淀粉糊化。該小室和排出口18的大小和形狀是能使淀粉的溫度和含濕量保持一定的時(shí)間，足以使淀粉發(fā)生糊化作用。這個(gè)封閉小室能保持所要求溫度和含濕量，使得淀粉能被均勻地糊化。
關(guān)于在通道11和14的壓力和流過(guò)的流量，以及噴咀帽和各開口的大小，由本領(lǐng)域技術(shù)人員參考前述USP4280851即很容易確定。
圖2、3闡明一組兩個(gè)噴咀在噴霧干燥塔上的配置。如圖示噴咀10和10′是設(shè)置在圓筒形噴霧干燥塔20的偏離中心的位置;但是，本發(fā)明并非限定于此種配置方式。一組噴咀中可以多于二個(gè)噴咀，但通常不超過(guò)四個(gè)噴咀。根據(jù)噴霧干燥塔的直徑，可以設(shè)置多組噴咀。
在給定的一組噴咀中，淀粉漿可通過(guò)公用供料管21供至每一個(gè)噴咀。通過(guò)一條或多條水蒸汽管將水蒸汽供至每一個(gè)噴咀。如圖2所示，噴咀10和10’各連一條水蒸汽管，即14和14’。當(dāng)然也可以用一條水蒸汽管供入每一個(gè)噴咀，但應(yīng)使每一個(gè)噴咀中都通入足量的水蒸汽。最好選用能噴成全錐體流型的噴咀，一般是圓錐流型。各噴咀的導(dǎo)向要使噴出流型完全交叉或交疊?？梢允垢鲊娋谆ハ喑尚苯牵蛉鐖D3所示使噴咀10’為豎直向，使該組內(nèi)的另一或其他噴咀成斜角。在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，一組噴咀內(nèi)各噴咀的噴出流型的相交角應(yīng)為大于30°，小于120°。優(yōu)選角度范圍為45-90°。關(guān)于本發(fā)明附聚過(guò)程的結(jié)果，是有可能從噴霧干燥塔直接得取預(yù)糊化的淀粉物料，并且該噴霧干燥物料的粒度是至少有65%(重量)在53微米(美制270篩目)和125微米(美制120篩目)之間，并且基本上不含小于53微米(美制270篩目之下)的顆粒。
按本發(fā)明，從煮制小室排出的是噴成霧狀的糊化淀粉。隨著噴霧顆粒變干，它們產(chǎn)生粘性的半固體表面。恰恰在此時(shí)機(jī)，使各噴霧流型相交叉，使顆粒的粘性表面接觸而起到半液狀粘結(jié)劑作用，使之發(fā)生粘附。隨著干燥進(jìn)程，在噴霧的顆粒之間形成牢實(shí)的粘結(jié)。若是噴霧流型相交太早，濕的顆粒會(huì)聚結(jié)而產(chǎn)生粗大的球狀物，于是一方面難于干燥，另方面不能迅速充分水合，因而不適用于即食品混配產(chǎn)品，例如即食布丁。若是噴霧流型相交太遲，顆粒表面就會(huì)太干而粘附性不足，于是很少或不發(fā)生附聚作用。
所生產(chǎn)的附聚的淀粉顆粒必須有足夠強(qiáng)度，在輸送、運(yùn)貨和混配過(guò)程中保持附聚在一起而不散開。但是，這些附聚的顆粒又不能強(qiáng)度太大，要在與冷牛奶或冷水混合時(shí)很容易破開而分散，于是以即食布丁混配產(chǎn)品為例，所制成的布丁要有光滑、奶油狀組織紋理和光澤的表面。以這些條件為指南，本領(lǐng)域技術(shù)人員就能調(diào)節(jié)操作參數(shù)而無(wú)特別困難，例如調(diào)節(jié)交叉角度、噴霧顆粒將要接觸的熱空氣溫度、噴霧干燥塔高度，從而得到所希望的噴霧干燥淀粉附聚物。附聚物干燥程度為達(dá)到含濕量3-9%(重量)。
由下述實(shí)例闡明本發(fā)明，但非對(duì)本發(fā)明之限定。
實(shí)例1在一座噴霧干燥塔上安裝一組噴咀。噴咀的設(shè)計(jì)與圖1所示基本一致，各噴咀安裝在同一標(biāo)高，相距6英寸，其噴霧流型以60°夾角相交叉。噴咀位置距塔壁距離夠大，噴出的物料基本上不會(huì)碰觸到塔壁。將固體物含量40%的玉米淀粉漿經(jīng)由高壓泵以2500磅/平方英寸表壓送至噴咀，流量為每個(gè)噴咀每分鐘2.5加侖(9.46升/分)。向噴咀中供入150磅/平方英寸表壓的水蒸汽。在噴霧開口內(nèi)有旋流段和小孔，旋流作用是借助4個(gè)寬度0.025英寸(0.64毫米)深度0.048英寸的溝槽，小孔尺寸為0.042英寸(1.07毫米)。由霧化開口到噴咀排出口距離為0.875英寸(22毫米)，排出口直徑0.25英寸(6.4毫米)。
噴霧干燥塔是以并流方式操作，空氣入口溫度450°F(232.2℃)，出口溫度180°F(82℃)，于風(fēng)機(jī)排氣口測(cè)定的空氣流量為25000立方英尺/分鐘(703.7立方米/分)。從塔排出的淀粉含濕量約為5%(重量)，粒度分布53-125微米顆粒含量66-73%(重量)，其余約30%(重量)的顆粒大于125微米，很少或沒(méi)有小于53微米的淀粉顆粒。將大于125微米的顆粒磨碎至適當(dāng)粒度。
在對(duì)比操作中，使兩個(gè)噴咀均為豎向排布，使噴霧流型不交叉。所得干燥顆粒粒度分布53-125微米顆粒含量58-64%(重量)，有相當(dāng)多量(約15-25%，重量)小于53微米的顆粒，約15-20%(重量)大于125微米的顆粒。
實(shí)例2按如下配比制成即食布丁混配產(chǎn)品成分克數(shù)蔗糖75.7實(shí)例1的噴霧干燥淀粉18.0磷酸鈉3.5食鹽0.5單甘油酯和二甘油酯乳化劑0.5植物油0.4調(diào)味料及色料0.6應(yīng)用電動(dòng)混料機(jī)將此混配物與473毫升冷牛奶混合。該混配產(chǎn)品很容易分散開，靜置令布丁凝固。所得布丁具有光滑、奶油狀組織紋理，具光澤表面。
權(quán)利要求
1.一種具冷水可分散性、預(yù)糊化、附聚噴霧干燥淀粉的生產(chǎn)方法，該淀粉適用于即食食品混配產(chǎn)品，所述方法包括以下步驟(a)將含水淀粉漿液霧化噴入多個(gè)封閉小室中，所述漿液中淀粉固體物含量為30-42%(重量)，經(jīng)霧化的漿液球形顆粒粒度范圍為約20-200微米；(b)向每個(gè)封閉小室中霧化的漿液中噴注水蒸汽，使淀粉糊化，每個(gè)小室均具有排出開口，其形狀和位置是使已霧化的混合物能從該小室排出，該小室和排出開口的大小和形狀是能有效地保持該淀粉的溫度和含濕量并經(jīng)歷能使淀粉有效地糊化的時(shí)間；(c)使已糊化淀粉顆粒流通過(guò)每一個(gè)排出開口而進(jìn)入一個(gè)公共的干燥塔，在所述干燥塔內(nèi)供有能有效地干燥該淀粉顆粒的熱空氣流；(d)使從該排出開口流出的糊化淀粉顆粒流的流路互相交叉，交叉夾角為120°-30°，所述發(fā)生交叉的位置與該排出開口的距離夠遠(yuǎn)而能防止?jié){液噴霧顆粒聚成球或結(jié)團(tuán)，并且這個(gè)距離又夠近而使淀粉顆粒在仍處于粘性時(shí)相接觸，以使顆粒發(fā)生附聚，形成淀粉顆粒松散粘結(jié)團(tuán)狀的附聚物；(e)使所成的附聚物繼續(xù)干燥至含濕量為約3-9%(重量)。
2.按權(quán)利要求1的方法，其中所述互相交叉流路之間的夾角是45°-90°。
3.按權(quán)利要求1的方法，其中所述噴霧干燥的附聚物的粒度分布為超過(guò)65%(重量)的物料是在53-125微米范圍內(nèi)。
4.按權(quán)利要求3的方法，其中所述噴霧干燥的附聚物的粒度分布為基本上全部物料的粒度為大于53微米。
5.按權(quán)利要求3的方法，其中所述經(jīng)附聚的噴霧干燥物料經(jīng)過(guò)篩分，分出粒度大于125微米的顆粒，并將分出的顆粒磨碎至53-125毫米范圍并加回到產(chǎn)品中。
全文摘要
一種生產(chǎn)經(jīng)附聚、噴霧干燥、預(yù)糊化淀粉的方法，是在一座噴霧干燥塔中裝設(shè)兩個(gè)或多個(gè)噴霧-煮制噴嘴并使其噴出流型互相交叉。交叉點(diǎn)要離噴嘴夠遠(yuǎn)以防結(jié)團(tuán)或成球，并且要夠近以使顆粒表面夠粘性，使之能粘附并積成附聚物。
文檔編號(hào)C08B30/14GK1043320SQ8910908
公開日1990年6月27日 申請(qǐng)日期1989年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月9日
發(fā)明者杰伊·H·卡切爾, 約翰·下馬本, 詹尼弗·W·馬瑟利, 勞利斯·下麥卡蒂, 羅伯特·E·沙拉 申請(qǐng)人:通用食品公司