美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備及其快速降溫方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備，包括反應(yīng)罐體，反應(yīng)罐體頂蓋中央安裝有連接攪拌漿片的攪拌電機，反應(yīng)罐體頂蓋上設(shè)置有投料口，反應(yīng)罐體底端與頂端之間安裝有外循環(huán)管道，外循環(huán)管道上設(shè)置有螺桿泵，反應(yīng)罐體底部設(shè)置有可以通過底蓋開關(guān)支桿控制開合的罐體底蓋，反應(yīng)罐體側(cè)壁上安裝有可以通入冷凝水的夾套，夾套中設(shè)置有可以通入加熱蒸氣的蛇形盤管。本發(fā)明還同時公開了美拉德反應(yīng)采用上述降溫設(shè)備快速降溫的方法。
【專利說明】美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備及其快速降溫方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及食品加工，特別是一種美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備，本發(fā)明還涉及美拉德反應(yīng)采用上述降溫設(shè)備快速降溫的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]美拉德反應(yīng)是一種普遍的非酶褐變現(xiàn)象，廣泛應(yīng)用于食品、煙用香精等領(lǐng)域。該反應(yīng)突破了傳統(tǒng)的香精調(diào)配和生產(chǎn)工藝的范疇，是一全新的香精香料生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)，具有極大的推廣應(yīng)用價值。影響美拉德反應(yīng)的因素主要有糖氨基結(jié)構(gòu)、溫度、水分含量、PH值和抑制性化學(xué)試劑，其中反應(yīng)溫度對美拉德反應(yīng)物的品質(zhì)具有較大影響。實踐中，一般通過參數(shù)優(yōu)化得到美拉德反應(yīng)最優(yōu)反應(yīng)溫度，反應(yīng)結(jié)束后需要及時對反應(yīng)物進行降溫處理，以阻止反應(yīng)的繼續(xù)進行，避免副產(chǎn)物的生成，從而穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。
[0003]目前大多數(shù)美拉德反應(yīng)罐在反應(yīng)溫度方面具有較好控制效果，但極少涉及到反應(yīng)物后續(xù)的降溫控制措施，然而，反應(yīng)物后續(xù)的降溫極易影響美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量。中國發(fā)明專利CN103480312A公布了一種管式美拉德反應(yīng)設(shè)備，然而，其原料流經(jīng)的管道較長，原料混勻度無法保證，且原料受熱及降溫時間不易控制，進而引起產(chǎn)品質(zhì)量波動。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的第一目的在于克服上述現(xiàn)有【背景技術(shù)】的不足之處，而提供一種美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備。
[0005]本發(fā)明的第二目的在于提供美拉德反應(yīng)采用上述降溫設(shè)備快速降溫的方法。
[0006]本發(fā)明的第一目的是通過如下措施來達到的:美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備，包括反應(yīng)罐體，反應(yīng)罐體頂蓋中央安裝有連接攪拌漿片的攪拌電機，反應(yīng)罐體頂蓋上設(shè)置有投料口，反應(yīng)罐體底端與頂端之間安裝有外循環(huán)管道，外循環(huán)管道上設(shè)置有螺桿泵，反應(yīng)罐體底部設(shè)置有可以通過底蓋開關(guān)支桿控制開合的罐體底蓋，反應(yīng)罐體側(cè)壁上安裝有可以通入冷凝水的夾套，夾套的左側(cè)上部開設(shè)有冷凝水出口，夾套的右側(cè)下部開設(shè)有冷凝水進口，冷凝水進口上設(shè)置有冷凝水進口開關(guān)，夾套中設(shè)置有可以通入加熱蒸氣的蛇形盤管，蛇形盤管的左側(cè)下端開設(shè)有蒸氣出口，蛇形盤管的右側(cè)上端開設(shè)有蒸氣進口。
[0007]在上述技術(shù)方案中，反應(yīng)罐體上安裝有溫度計和PH計。蒸氣進口上設(shè)置有與溫度計聯(lián)動的氣動電磁閥。螺桿泵、溫度計、PH計和氣動電磁閥的電信號控制端與計算機相連。
[0008]本發(fā)明的第二目的是通過如下措施來達到的:美拉德反應(yīng)采用上述美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備快速降溫的方法，包括如下步驟:
[0009]步驟1:通過投料口向反應(yīng)罐體中加入反應(yīng)物，開啟攪拌電機和螺桿泵，利用攪拌漿片和物料外循環(huán)管道，使反應(yīng)物混合攪拌均勻；
[0010]步驟2:通過計算機控制系統(tǒng)，將氣動電磁閥與溫度計進行聯(lián)動，同時，設(shè)定控制美拉德反應(yīng)的反應(yīng)溫度值，開啟氣動電磁閥，向蛇形盤管中通入加熱蒸氣，使罐體內(nèi)的物料溫度達到設(shè)定值；
[0011]步驟3:美拉德反應(yīng)過程中，當(dāng)溫度計的測定值低于設(shè)定值時，氣動電磁閥自動開啟，當(dāng)溫度計的測定值高于設(shè)定值時，氣動電磁閥則立即自動關(guān)閉；
[0012]步驟4:美拉德反應(yīng)結(jié)束時，氣動電磁閥關(guān)閉，停止向蛇形盤管中通入加熱蒸氣，同時開啟冷凝水進口開關(guān)，向罐體夾套中通入冷凝水，使罐體中的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物快速降溫;
[0013]步驟5:觀察溫度計的測定值，確定美拉德反應(yīng)產(chǎn)物溫度降至室溫后，通過底蓋開關(guān)支桿打開罐體底蓋，放出美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0015]其一:通過電機攪拌和外循環(huán)兩種方式，達到物料最大程度混合均勻的目的；
[0016]其二:夾套中設(shè)置蛇形盤管，蒸氣進口上設(shè)置有與溫度計聯(lián)動的氣動電磁閥，這樣美拉德反應(yīng)溫度可控性強，能顯著提高美拉德反應(yīng)物產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0017]其三:螺桿泵、溫度計、PH計和氣動電磁閥的電信號控制端與計算機相連，自動化程度高，操作簡便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是未采用快速降溫措施制備的紅棗美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的GC-MS譜圖；
[0020]圖3是采用本發(fā)明美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備及其快速降溫方法制備的紅棗美拉德反應(yīng)物的GC-MS譜圖；
[0021]圖4是采用本發(fā)明美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備及其快速降溫方法制備的紅棗美拉德反應(yīng)剛反應(yīng)結(jié)束的產(chǎn)物的GC-MS譜圖；
[0022]圖5采用本發(fā)明美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備及其快速降溫方法制備的紅棗美拉德反應(yīng)冷卻到室溫的產(chǎn)物的GC-MS譜圖。
[0023]圖中:攪拌電機I ;投料口 2 ;外循環(huán)管道3 ;夾套4 ;攪拌漿片5 ;蛇形盤管6 ;溫度計7 ;罐體底蓋8 ;螺桿泵9 ;反應(yīng)罐體10 ;精密PH計11 ;底蓋開關(guān)支桿12 ;冷凝水出口 13 ;冷凝水進口 14 ;蒸氣進口 15 ;蒸氣出口 16 ;氣動電磁閥17 ;冷凝水進口開關(guān)18。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施情況，但它們并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定，僅作舉例而已。同時通過說明本發(fā)明的優(yōu)點將變得更加清楚和容易理解。
[0025]參閱圖1可知:美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備，包括反應(yīng)罐體10，反應(yīng)罐體10頂蓋中央安裝有連接攪拌漿片5的攪拌電機1，反應(yīng)罐體10頂蓋上設(shè)置有投料口 2，反應(yīng)罐體10底端與頂端之間安裝有外循環(huán)管道3，外循環(huán)管道3上設(shè)置有螺桿泵9，反應(yīng)罐體10底部設(shè)置有可以通過底蓋開關(guān)支桿12控制開合的罐體底蓋8，反應(yīng)罐體10側(cè)壁上安裝有可以通入冷凝水的夾套4，夾套4的左側(cè)上部開設(shè)有冷凝水出口 13，夾套4的右側(cè)下部開設(shè)有冷凝水進口14，冷凝水進口 14上設(shè)置有冷凝水進口開關(guān)18，夾套4中設(shè)置有可以通入加熱蒸氣的蛇形盤管6，蛇形盤管6的左側(cè)下端開設(shè)有蒸氣出口 16，蛇形盤管6的右側(cè)上端開設(shè)有蒸氣進口15ο
[0026]在上述技術(shù)方案中，反應(yīng)罐體10上安裝有溫度計7和PH計11。
[0027]蒸氣進口 15上設(shè)置有與溫度計7聯(lián)動的氣動電磁閥17。螺桿泵9、溫度計7、PH計11和氣動電磁閥17的電信號控制端與計算機相連。
[0028]美拉德反應(yīng)采用上述降溫設(shè)備快速降溫的方法，包括如下步驟:
[0029]步驟1:通過投料口 2向反應(yīng)罐體10中加入反應(yīng)物，開啟攪拌電機I和螺桿泵9，利用攪拌漿片5和外循環(huán)管道3，使反應(yīng)物混合攪拌均勻；
[0030]步驟2:通過計算機控制系統(tǒng)，將氣動電磁閥17與溫度計7進行聯(lián)動，同時，設(shè)定控制美拉德反應(yīng)的反應(yīng)溫度值，開啟氣動電磁閥17，向蛇形盤管6中通入加熱蒸氣，使罐體內(nèi)的物料溫度達到設(shè)定值；
[0031]步驟3:美拉德反應(yīng)過程中，當(dāng)溫度計7的測定值低于設(shè)定值時，氣動電磁閥17自動開啟，當(dāng)溫度計7的測定值高于設(shè)定值時，則氣動電磁閥17立即自動關(guān)閉；
[0032]步驟4:美拉德反應(yīng)結(jié)束時，氣動電磁閥17關(guān)閉，停止向蛇形盤管6中通入加熱蒸氣，同時開啟冷凝水進口開關(guān)18，向罐體夾套4中通入冷凝水，使罐體10中的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物快速降溫；
[0033]步驟5:觀察溫度計7的測定值，確定美拉德反應(yīng)產(chǎn)物溫度降至室溫后，通過底蓋開關(guān)支桿12打開罐體底蓋8，放出美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。
[0034]效益案例:
[0035]試驗1:以未采用快速降溫措施(自然冷卻)制備的紅棗美拉德反應(yīng)物作為對照，將采用本發(fā)明美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備及其快速降溫方法制備的紅棗美拉德反應(yīng)物進行成分測試，其測試結(jié)果如圖2和圖3所示。
[0036]從圖2和圖3的GC-MS譜圖可以看出，采用本發(fā)明美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備及其快速降溫方法制備的產(chǎn)物出峰時間主要在3-12min，其為紅棗美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中致香性成分的出峰時間，這說明紅棗美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中致香性成分相對含量較高，副產(chǎn)物相對含量較少。另外，產(chǎn)品香氣純正。由此可以說明，采用本發(fā)明美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備及其快速降溫方法可以有效減少副產(chǎn)物的生成，提高有效成分的相對含量，提升產(chǎn)品的應(yīng)用效果。
[0037]試驗2:以采用本發(fā)明美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備及其快速降溫方法制備的紅棗美拉德反應(yīng)剛反應(yīng)結(jié)束的產(chǎn)物作為對照，將采用本發(fā)明美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備及其快速降溫方法制備的紅棗美拉德反應(yīng)冷卻到室溫的產(chǎn)物進行成分測試，其測試結(jié)果如圖4和圖5所示。
[0038]從圖4和圖5的GC-MS譜圖可以看出，譜圖的出峰時間基本上一致，且都集中在3-12min，這說明剛反應(yīng)結(jié)束的紅棗美拉德反應(yīng)物中主要成分種類及含量與采用快速降溫措施處理冷卻到室溫后的紅棗美拉德反應(yīng)物中的成分種類及含量基本一致。由此可以說明，對美拉德反應(yīng)物采用快速降溫措施處理，可以實現(xiàn)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物快速降溫并有效保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0039]其它未經(jīng)詳細說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備，包括反應(yīng)罐體(10)，所述反應(yīng)罐體(10)頂蓋中央安裝有連接攪拌漿片(5)的攪拌電機(1),所述反應(yīng)罐體(10)頂蓋上設(shè)置有投料口(2),其特征在于:所述反應(yīng)罐體(10)底端與頂端之間安裝有外循環(huán)管道(3),所述外循環(huán)管道(3)上設(shè)置有螺桿泵(9),所述反應(yīng)罐體(10)底部設(shè)置有可以通過底蓋開關(guān)支桿(12)控制開合的罐體底蓋(8),所述反應(yīng)罐體(10)側(cè)壁上安裝有可以通入冷凝水的夾套(4),所述夾套(4)的左側(cè)上部開設(shè)有冷凝水出口(13),所述夾套(4)的右側(cè)下部開設(shè)有冷凝水進口(14),所述冷凝水進口(14)上設(shè)置有冷凝水進口開關(guān)(18),所述夾套(4)中設(shè)置有可以通入加熱蒸氣的蛇形盤管￠)，所述蛇形盤管￠)的左側(cè)下端開設(shè)有蒸氣出口(16),所述蛇形盤管(6)的右側(cè)上端開設(shè)有蒸氣進口(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備，其特征在于:所述反應(yīng)罐體(10)上安裝有溫度計⑵和四計(111
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備，其特征在于:所述蒸氣進口(15)上設(shè)置有與所述溫度計(7)聯(lián)動的氣動電磁閥(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的美拉德反應(yīng)降溫設(shè)備，其特征在于:所述螺桿泵(9)、溫度計(7)3?計(11)和氣動電磁閥(17)的電信號控制端與計算機相連。
5.—種美拉德反應(yīng)采用上述降溫設(shè)備快速降溫的方法，其特征在于，它包括如下步驟: 步驟1:通過投料口(2)向反應(yīng)罐體(10)中加入反應(yīng)物，開啟攪拌電機(1)和螺桿泵(9),利用攪拌漿片(5)和外循環(huán)管道(3)使反應(yīng)物混合攪拌均勻； 步驟2:通過計算機控制系統(tǒng)，將氣動電磁閥(17)與溫度計(7)進行聯(lián)動，同時，設(shè)定控制美拉德反應(yīng)的反應(yīng)溫度值，開啟氣動電磁閥(17),向蛇形盤管￠)中通入加熱蒸氣，使罐體內(nèi)的物料溫度達到設(shè)定值； 步驟3:美拉德反應(yīng)過程中，當(dāng)溫度計(7)的測定值低于設(shè)定值時，氣動電磁閥(17)自動開啟，當(dāng)溫度計⑵的測定值高于設(shè)定值時，則氣動電磁閥(17)立即自動關(guān)閉； 步驟4:美拉德反應(yīng)結(jié)束時，氣動電磁閥(17)關(guān)閉，停止向蛇形盤管(6)中通入加熱蒸氣，同時開啟冷凝水進口開關(guān)(18)，向罐體夾套(4)中通入冷凝水，使罐體(10)中的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物快速降溫； 步驟5:觀察溫度計(7)的測定值，確定美拉德反應(yīng)產(chǎn)物溫度降至室溫后，通過底蓋開關(guān)支桿(12)打開罐體底蓋(8),放出美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。
【文檔編號】B01J19/00GK104474997SQ201410683100
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】喻世濤, 熊國璽, 苗麗坤, 張敦鐵, 肖龍恩, 楊鑫 申請人:湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司, 武漢市黃鶴樓科技園有限公司