食品工業(yè)中瓜爾膠溶液配制設(shè)備的研究與應(yīng)用：
食品工業(yè)中瓜爾膠溶液配制設(shè)備的研究與應(yīng)用，為解決食品工業(yè)瓜爾膠溶液的配制問題，本文開展了影響溶液配制因素的研究，考察攪拌時間、 靜止時間、溫度對溶液配制的影響；研制了專利溶液配制設(shè)備，采用集成化設(shè)計、模塊化配置和自動化控制。 主體設(shè)備包括高效混合器、靜態(tài)分散器、快速釋放機；輔助設(shè)備有多級上料裝置、精密給料裝置等；以及自 動控制系統(tǒng)。該設(shè)備特點是溶液濃度準確，水粉高效混合，粘度快速釋放，瞬間達到最佳分散狀態(tài)，不產(chǎn)生 水包粉現(xiàn)象。膠粉用M在〇.2%~ 1.0%之間連續(xù)可調(diào)，粘度波動范圍小，自動配液粘度波動±1%，手動配液 粘度波動±2%。配液設(shè)備出口粘度達到標稱粘度80%以上，靜止lOmin即達到標稱粘度。
瓜爾膠又名瓜爾豆膠、胍晈，是從瓜爾豆中 分離出來的一種可食用的多糖化合物，是一種來 源穩(wěn)定、價格便宜、黏度高、用途廣的食品增稠 劑[|]。這種多糖化合物是半乳甘露聚糖，屬中性 多糖膠，是T業(yè)上有著廣泛用途的梢物多糖膠。 半乳甘露聚搪膠水溶液為假塑性流體，大分子在 自然狀態(tài)下呈纏繞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而它在許多工
業(yè)中用作增稠劑、穩(wěn)定劑、乳化劑、粘結(jié)劑和調(diào)
理劑等[2]。
瓜爾膠用于即食面，可使面團柔軔，切割時 面條不易斷裂，油炸時可避免面條吸人過多的 油，不但可以節(jié)省炸油，而且滑爽、不油膩，可 增加面條的韌性，水煮不混湯。還可增加非油炸 面條的彈性，防止面條在干燥過程中粘連，縮短 干燥時間。瓜爾膠是天然植物膠，不象羧甲基纖維素含有難以清除的不良化學物質(zhì)，而且黏度比羧 甲基纖維素高，所以可使產(chǎn)品品質(zhì)提高爾成本降低。
瓜爾膠在具有良好水溶性的同時，也具有獨 特的溶解機理。多數(shù)使用廠家沒有掌握，在配制 瓜爾膠溶液時出現(xiàn)溶解速度慢、配制時間長、產(chǎn) 生大量水包粉即“魚眼”等現(xiàn)象，導致實際溶液 濃度偏低，黏度降低，而且‘‘魚眼”一旦形成， 很難再被打破，阻礙包裹在內(nèi)部的瓜爾膠粉體進 —步溶解，不僅造成原料浪費和配液質(zhì)量降低， 而且還嚴重影響到膠液的正常配液操作?？祹煾?控股有限公司各制面工廠，以前在配制瓜爾膠溶 液過程中，為防止“魚眼”產(chǎn)生，采取將瓜爾膠 和一部分精鹽、食用堿等預混和，食品工業(yè)中瓜爾膠溶液配制設(shè)備的研究與應(yīng)用，再用人工方式 緩慢加入到裝有定量水的攪拌罐中，這一配制工 藝不僅沒有從根本上解決“魚眼”問題，反而還 嚴重影響到瓜爾膠的粘度釋放，同時增加了操作 工人的勞動強度。輔之以人工定期清洗攪拌罐和 輸送管道的方式來清除“魚眼”，避免腐敗降解， 維持生產(chǎn)的進行。瓜爾膠在溶解過程中，如果粘 度沒有快速釋放出來，就會導致在使用過程中， 膠液的粘度值逐漸釋放升高，面餅中添加的瓜爾 膠黏度從低到高，使最終方便面的口感、彈性、 脂肪含量、鹽含量等指標產(chǎn)生較大波動。
筆者針對食品工業(yè)使用特點，在長期研究的 基礎(chǔ)上，研制出植物膠高效混配和快速釋放成套 裝置，為行業(yè)提供一個較為全面和完善的解決上 述問題的方案，以改進現(xiàn)行配制工藝，確保水粉 高效混合，黏度快速釋放，徹底消除“魚眼”， 提高配液質(zhì)量。
2影響溶液配制因素研究
2.1實驗研究
瓜爾膠是以半乳甘露聚糖為主要成分的天然 植物膠，屬于高分子聚合物，在水中的溶解原理 是這樣的：當與水接觸時即進行水合，單糖上的 羥基與水中的氫形成氫鍵，從而使聚合物半乳甘 露聚糖水化，隨著水分子進人并結(jié)合到聚合物鏈 上的數(shù)目增多，聚合物溶脹伸展開來，與其它聚 合物線團相互作用形成粘稠溶液。為了研究瓜爾 膠溶液粘度增長與攪拌強度、靜止時間、溫度等 的關(guān)系，選用我院生產(chǎn)的瓜爾膠進行試驗，溶液 粘度按照輕工業(yè)部瓜爾膠標準QB2246 - 19%測 定，實驗用瓜爾膠標準粘度為6000mPa* %
實驗儀器：NDJ-1旋轉(zhuǎn)粘度計，高速勝器。 實驗原理：以高速攪拌器攪拌不同時間為不 同的攪拌強度，以放置時間為靜止時間。
2.1.1攪拌時間
實驗條件：用普通自來水在600〇r/min攪拌 速度下配制濃度1.0%瓜爾膠溶液，常溫下分別 攪拌1、2、3、4、5min，然后測定溶脹5min的
粘度值。
表1攪袢時間對溶脹速度彩響 Tab. 1 Influence of agitating time on swelling rate
攪拌時間min12 3 45
粘度mPa_ 84300 5200 5750 58005800
從上表可以看出，瓜爾膠溶液粘度與攪拌時 間有關(guān)，增加攪拌時間，會提高溶脹速度，使粘 度升高。
2.1.2靜止時間
實驗條件：用普通自來水在_r/min攪拌 速度下配制濃度1.0%瓜爾膠溶液，常溫下攪拌 1 min后靜止放置，分別測定靜置溶脹5、10、15、 20、25、30min 粘度值。
表2靜止時間對溶液粘度彩響 Tab* 2 Influence of static time on solution viscosity
靜止時間min5 1015202530
粘度mPa* s4300 50505300540055005500
從上表可以看出，瓜爾膠溶液粘度與靜止時間 有關(guān)，增加靜止時間，溶脹程度增強，使粘度升高。 2.1.3溫度
實驗條件：用普通自來水在6000r/min攬拌 速度下配制濃度1.0%瓜爾膠溶液，食品工業(yè)中瓜爾膠溶液配制設(shè)備的研究與應(yīng)用，攪拌lrnin后 分別在2
表3溫度對溶脹速度彩響 Tab. 3 Influence of temperature on swelling rate
溫度V攬It•時問min51015202530
2粘度mPa* s480050005100530055005500
16550055005600560056005600
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從卜.表||丨以•出，瓜爾膠溶液粘度與溢度有 關(guān)，相同溶脹時問K溶液溫度低則粘度離，但足 相差不大，"丨以通H延長睜止時間彌補溢度造成 的粘度差。
3溶液配制設(shè)備
以上述實驗研究為坫礎(chǔ).研制出適合食品行 業(yè)瓜爾膠溶液配制的專用設(shè)備，具打自動型和手 動型，配液能力為丨5?90mVh.敁大裝機荇(ft 為28?丨50kw9 3.1設(shè)備構(gòu)成
主體設(shè)備包栝尚效浞合器、胙態(tài)分改器、快 速釋放機；輔助設(shè)濟冇多級丨•.枓裝代.粘密給料 裝a等；以及n動擰制系統(tǒng)
主體設(shè)備保證水和膠粉迅速A效浞合，保證 溶液粘度的快速杼放，瞬N達到MUi分故狀態(tài)， 不產(chǎn)生水包粉的現(xiàn)象=解決了膠粉鉍形成膠W, ifi靜止較長時間釋放粘度的弊端-
輔助設(shè)濟解決廣膠粉丨-.料His.降低n人的 勞動強度，操作力•便，易r•維護；實現(xiàn)膠粉的準 確喂料，確保配制出濃度準確拉定的溶液
fi動控制系統(tǒng)丨丨|硬件、軟件和配眘儀器組 成，統(tǒng)-山工控計界機擰制.各種參數(shù)完全在線 M/K-,按照預設(shè)程序自動進行妃液.W打操作簡 單、《制方便、數(shù)據(jù)準確.穩(wěn)定可鉺等特點。該 系統(tǒng)提商配液稍度，方便丨,‘丨•息符押.文現(xiàn)丨.業(yè) 動化.根據(jù)用戶輸人的指令1*1動丨丨餌濃液的妃比 濃度，食接輸出；實現(xiàn)對管線水ft、雄體里溶液 和膠粉的存a等丨>‘丨£的fi動采集和M爾；實現(xiàn)對 幣鋁設(shè)格自動監(jiān)控，對異常怡況進丨if丨動報努； 對餡個生產(chǎn)怡況和I:作進度進行1*1動記尤存儲 和打印。
3.2工藝水平
該設(shè)條達到丨41內(nèi)領(lǐng)先水平，溶液濃度準確. 水粉卨效浞合，粘度快速釋放，瞬間達到id佧分 敗狀態(tài)，不產(chǎn)生水包粉現(xiàn)象配液紺分包括水 里、膠粉跫的加人銪度高，膠粉用量在0.2%? 1.0%之間連續(xù)n丨調(diào)，粘度波動范閩小，自動配液 粘度波動*1%，丁動ft：液*2%。水溫15丈fid液 設(shè)備出口粘度達到杯稱枯度的95%以上，水?1A 20t達到80%以_匕靜止丨〇min即達到標稱粘 度，適合在-40T至40^環(huán)境條件下工作。
應(yīng)用
該配液設(shè)備從2001年開始應(yīng)用于食品、造 紙.冶金、石油等行業(yè)，食品工業(yè)中瓜爾膠溶液配制設(shè)備的研究與應(yīng)用，完全達到客戶要求.《 得用戶好評。H前£在康師傅控股冇限公司各方 便面制面工廠進行推廣應(yīng)用，沈陽制而于2009年 7月，fl島制面廠于2010年丨月，窀慶制面廠于 2009年10月，分別采購安裝了該配液設(shè)備，用 于鹽水廡中瓜爾膠溶液的配制，該設(shè)備到B前為 止ti配制出鹽水12萬噸，全部合格。
傳統(tǒng)的鹽水配制工藝采用“瓜爾膠和食鹽在干 混機內(nèi)混合-裝人不銹鋼盆-人T.倒人攪拌梢-泵 人鹽水儲梢”流程，該流程存在的主要問題有：人 工傾倒混合料時不均勻，容易出現(xiàn)膠粉結(jié)W現(xiàn)象, 導致膠液濃度降低、膠團堵塞管路、膠液變質(zhì)等, 同時W為人T.操作時容易出現(xiàn)瀨灑在濕滑地曲的現(xiàn) 象，存在安全隱患。該配液設(shè)缶采用干濕分離操作 方式，較好地解決ft述f"!題和隱患，主要體現(xiàn)在 配制出的膠液粘度釋放穩(wěn)定，膠液品質(zhì)可保，間時 勞動強度彳1}到明顯改莕。該設(shè)濟采丨li 一體式控制方 式.撬裝式結(jié)構(gòu)，食品工業(yè)中瓜爾膠溶液配制設(shè)備的研究與應(yīng)用，梢密儀器控制，計量和配比準確, 整機比較操作方便，屮產(chǎn)效率商。
4建議
基于詿設(shè)資源節(jié)約銦社會的耑要，該套設(shè)備 的推出H冇*大的社會意義和經(jīng)濟價值u食品工 業(yè)毎年使用瓜爾膠約2萬t,由于配液過程產(chǎn)生的 “魚眼”造成的原理浪費約為5%,合計10001, 造成££接經(jīng)濟損失1200萬元。如果將黏度沒有快 速釋放出來#致的間接損失也i丨箅進行，總i I•大 約3000萬元，W此該套瓜爾膠溶液配制設(shè)備在食 品丁.業(yè)的推廣應(yīng)用史顯必耍。
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