專利名稱：改性淀粉的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過使非預凝膠化淀粉經(jīng)受過熱蒸汽處理而改性淀粉的方法。本發(fā)明還涉及預凝膠化淀粉產(chǎn)物以及一種使用過熱蒸汽改性熱敏物質(zhì)的噴霧干燥裝置。
背景技術：
當?shù)矸郾活A煮后，其即可用來增稠冷食。預煮淀粉被稱為預凝膠化或速食淀粉。否則淀粉需要加熱來增稠或“凝膠化”。在過量的水中使淀粉凝膠化的實際溫度取決于淀粉的類型。預凝膠化淀粉特別廣泛地用于方便食品(如速食湯、速食沙司、速食肉汁、速溶飲料、 沙拉醬等)、乳制品(如速食布丁等)、烘焙食品(如蛋糕粉、烘焙奶油等)及速食嬰幼兒食品中。術語“凝膠化”或“蒸煮”淀粉指已失去其偏振十字且其可已或可未失去其粒狀結(jié)構的溶脹顆粒。預凝膠化淀粉的制備通常采用的熱方法包括滾筒干燥、擠出、在醇/水體系中高溫加熱及噴霧蒸煮/干燥。預凝膠化淀粉的物理性質(zhì)特別是在冷水中的可潤濕性、可分散性和峰值粘度取決于使淀粉預凝膠化所用的方法。滾筒干燥和噴霧蒸煮/干燥淀粉是市場上使用最廣泛的預凝膠化淀粉。這些淀粉通常比相應的粒狀淀粉在凝膠化時具有較低的增稠能力和較低的膠凝趨勢。增稠和膠凝能力的損失與水合粒狀結(jié)構的部分破壞有關。滾筒干燥淀粉的增稠能力通常比噴霧蒸煮/干燥淀粉的低。從熱力學角度來看，滾筒干燥和噴霧蒸煮/干燥這兩種普通方法也不是很節(jié)能的。因此需要在冷液體中具有高增稠能力并可經(jīng)由比滾筒干燥和噴霧蒸煮/干燥更節(jié)能的方法生產(chǎn)的淀粉。本發(fā)明的方法提供了這樣的淀粉。過熱蒸汽作為干燥介質(zhì)是一種新興的技術，尚較不為人所知。荷蘭阿珀爾多倫 TNO(應用科學研究組織)環(huán)境、能源和過程創(chuàng)新研究所已開展了一項關于此干燥技術的研究,給出了報告 R 2004/239 "Industrial superheated steam drying(工業(yè)過熱蒸汽干燥)”。Frydman, A 在論文“Caracterisation experimentale et modelisation d，un procedede sechage par pulverisation dans la vapeur d’ eau surchauffee，，，ENSIA, 1998中提到淀粉可通過過熱蒸汽處理來預凝膠化。JP61-280244公開了在溫度105_350°C之間的過熱蒸汽存在下及低于9kg/cm2的表壓下熱處理淀粉，處理時間少于5分鐘。本發(fā)明的方法提供了具有新的且優(yōu)于常規(guī)預凝膠化淀粉的功能性的淀粉產(chǎn)品。發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種改性淀粉的方法。所述方法包括使非預凝膠化淀粉和/或面粉在反應器的反應室中經(jīng)受過熱蒸汽處理，其中所述反應室具有至少一個入口和至少一個出口。在反應器的反應室入口處過熱蒸汽的溫度在150-650 °C范圍內(nèi)，優(yōu)選250-550 V，
3更優(yōu)選350-450 V，在反應器的反應室出口處過熱蒸汽的溫度在105-155 °C范圍內(nèi)，優(yōu)選 115-140°C，更優(yōu)選 115-125°C。反應器優(yōu)選選自噴霧干燥器、流化床干燥器、急驟干燥器、氣流干燥器、帶式干燥器、轉(zhuǎn)鼓式干燥器、混合干燥器、環(huán)式干燥器、如WO 2005/047340中公開的反應器(后文中稱“渦輪反應器”)JBEP 0710 670中公開的反應器(后文中稱“渦輪反應器”)及其組合。本發(fā)明還涉及可按本發(fā)明的方法獲得的淀粉。特別地，其涉及一種預凝膠化淀粉， 25°C下在UDMSO (9體積DMS0，1體積6M尿素)中濃度為8mg/ml時所述預凝膠化淀粉的表觀粘度與相應母體非預凝膠化淀粉的表觀粘度的比率在Is—1下至少為1. 05、優(yōu)選在Is—1下至少為1. 10、更優(yōu)選在Is—1下為約1. 15。更特別地，本發(fā)明涉及一種低直鏈淀粉型淀粉以及含直鏈淀粉的淀粉，所述淀粉在30°C下在6%重量的水分散體中的標準化儲能模量G' / (c/c*)至少為80Pa、優(yōu)選至少lOOPa、更優(yōu)選至少120Pa。此外，本發(fā)明還涉及本發(fā)明的淀粉在食品、飼料、化妝品和藥物應用中的用途。附圖簡述

圖1給出了由按本發(fā)明處理的低直鏈淀粉型玉米淀粉(SHS樣品)和常規(guī)噴霧蒸煮/干燥和滾筒干燥的低直鏈淀粉型玉米淀粉制得的6%的水分散體間表觀粘度(mPa. s) 與剪切速率(s—1)的函數(shù)關系的比較。對于所有三種樣品，起始材料為相同的低直鏈淀粉型玉米淀粉(C*Gel04201, Cargi 11)。圖2給出了由按本發(fā)明處理的低直鏈淀粉型玉米淀粉(SHS樣品)和常規(guī)噴霧蒸煮/干燥和滾筒干燥的低直鏈淀粉型玉米淀粉制得的6%的水分散體間儲能模量G’ (Pa) 與施加的應變(％)的函數(shù)關系的比較。對于所有三種樣品，起始材料為相同的低直鏈淀粉型玉米淀粉(C*Gel04201, Cargi 11)。圖3、4和5為可用于本發(fā)明的噴霧干燥器中的反應室的不同實施方案的部分圖示。發(fā)明詳述本發(fā)明中的術語“過熱蒸汽”指加熱至高于其對應壓力下的沸點的溫度的蒸汽(=氣態(tài)水)。其不能與水接觸存在，也不含水，而類似于理想氣體。其也被稱為過熱 (surcharged)蒸汽、無水蒸汽和高過熱氣體。本上下文中的術語“反應器”指適于用過熱蒸汽處理非預凝膠化淀粉的任何反應器。本上下文中的“反應室”為反應器內(nèi)非預凝膠化淀粉與過熱蒸汽間發(fā)生反應的地方。術語“反應室”不限于室的形式，而可例如呈管的形式，只要所述“反應室”具有至少一個入口和至少一個出口即可。本文中用到的術語“連續(xù)反應器”意在與間歇型反應器相區(qū)分。非預凝膠化淀粉可源自任何天然源，其中所述天然指所述淀粉能在大自然中找到的事實。除非明確加以區(qū)分，否則本說明書中提及淀粉時意在包括其相應的面粉，所述面粉仍含蛋白質(zhì)如面筋(后文中稱“淀粉”)。淀粉的典型來源有谷類、塊莖、根、豆類、水果淀粉和混合型淀粉。適宜的來源包括但不限于玉米、豌豆、馬鈴薯、甘薯、高粱、香蕉、大麥、小麥、 稻子、西米、莧菜、木薯、竹芋、美人蕉及其低直鏈淀粉(含不超過約10%重量的直鏈淀粉， 優(yōu)選不超過5%)或高直鏈淀粉(含至少約40%重量的直鏈淀粉)品種。同樣適宜的有源自通過育種技術獲得的植物的淀粉，所述育種技術包括雜交、易位、倒位、轉(zhuǎn)化或引入其變異的任何其他基因或染色體工程方法。此外，源自上述種屬(generic composition)通過人工突變和變異培育的植物的淀粉在本文中也適用，所述培育的植物可通過已知一般性的的誘變育種方法獲得。改性意在包括化學改性和物理改性?；瘜W改性意在包括但不限于乙?；矸?、羥乙基化和羥丙基化淀粉、無機酯化淀粉、陽離子淀粉、陰離子淀粉、氧化淀粉、 兩性離子淀粉、被酶改性的淀粉及其組合，只要淀粉未預凝膠化即可。物理改性淀粉如例如 EP專利1 038 882中公開的熱抑制淀粉也可適用于本文中。在本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施方案中，待處理的淀粉為低直鏈淀粉型淀粉。更優(yōu)選所述低直鏈淀粉型淀粉為低直鏈淀粉型玉米淀粉。作為替代方案的優(yōu)選實施方案為馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、n-OSA(正-辛烯基琥珀酸酐)低直鏈淀粉型淀粉。應理解，任何上面提到的非預凝膠化淀粉和/或面粉的混合物也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的方法，非預凝膠化淀粉在反應器的反應室中用過熱蒸汽處理。反應器的反應室入口和出口處過熱蒸汽的溫度是關鍵性的。反應室入口處過熱蒸汽的溫度在 150-650°C范圍內(nèi)，優(yōu)選250-550°C，更優(yōu)選350_450°C，反應室出口處的溫度在105-155°C 范圍內(nèi)，優(yōu)選115-140°C，更優(yōu)選115-125°C。所述方法進行時反應室入口處過熱蒸汽的溫度取200、205、210或230°C，將獲得更令人矚目的結(jié)果。通常，非預凝膠化淀粉將呈淀粉水漿的形式，pH為2-11，優(yōu)選2-10. 5，更優(yōu)選 2-10，甚至更優(yōu)選2-9，還更優(yōu)選3-8，最優(yōu)選4-8。將過熱蒸汽注入反應室中，從而取代反應室中存在的空氣或其他氣體，或如果所述方法在封閉系統(tǒng)中進行，則空氣或其他氣體將從整個系統(tǒng)中移除。通常，在非預凝膠化淀粉與過熱蒸汽反應前用過熱蒸汽吹掃反應器直至空氣或其他氣體已被置換。反應室中沒有空氣存在時，本發(fā)明的方法將不會發(fā)生爆炸。應理解，根據(jù)反應器的類型和反應室的大小， 過熱蒸汽進入反應室的進口速度需要調(diào)節(jié)為使反應室出口處的過熱蒸汽溫度落在上面給出的溫度范圍內(nèi)。進入反應室的淀粉以膠狀懸浮體(漿、餅、粉)的形式分散。如果淀粉以水漿形式進入反應室，則所述淀粉水漿的溫度應充分低于所述淀粉的凝膠化溫度。淀粉漿的固含量優(yōu)選為1-40%重量，更優(yōu)選介于10-35%之間，甚至更優(yōu)選為20-35%。當進料淀粉漿的固含量為17. 8%時，出料粉的體積平均直徑至少為30 μ m。當進料淀粉漿的固含量增至26. 7%時，離開反應器的粉的體積平均直徑至少為50 μ m。當所述方法中進給的進料漿中含35. 6%的干固體時，出料粉的體積平均直徑至少為60 μ m。原則上任何反應器均適于進行本發(fā)明所述的方法，只要過熱蒸汽均勻分布即可。 特別地，反應器可以是間歇式或連續(xù)式的。適合的反應器類型在荷蘭阿珀爾多倫TNO環(huán)境、 能源和過程創(chuàng)新研究所的報告 R 2004/239 "Industrial superheated steam drying( X 業(yè)過熱蒸汽干燥)”中有綜述。特別適合的反應器為連續(xù)反應器，其選自噴霧干燥器、流化床干燥器、急驟干燥器、氣流干燥器、帶式干燥器、轉(zhuǎn)鼓式干燥器、混合干燥器、環(huán)式干燥器、 如TO 2005/047340中公開的反應器(后文中稱“渦輪反應器”)JBEP 0 710 670中公開的反應器(后文中稱“渦輪反應器”)及其組合。這些不同類型的干燥裝置按不同的原理運行。下面對這些原理加以簡要描述流化床原理固體顆粒床因上升氣流而流化，從而實現(xiàn)熱質(zhì)交換。
氣力輸送器如急驟/環(huán)式干燥器原理產(chǎn)品在高速氣體作用下氣力輸送經(jīng)過管道，從而實現(xiàn)熱質(zhì)交換。入口產(chǎn)品經(jīng)例如注射器/粉碎機、箱籠式破碎機分散在氣流中。產(chǎn)品在旋風分離器或過濾器中與氣體分離。此外，對于環(huán)式干燥器原理，分級器將控制部分產(chǎn)品的停留時間/再循環(huán)。盲熱式滾筒原理產(chǎn)品通過轉(zhuǎn)管傳送，轉(zhuǎn)管配備了阻擋氣流的擋板，從而實現(xiàn)熱質(zhì)交換。
產(chǎn)品的停留時間/輸送由管的斜度控制。噴霧干燥器原理產(chǎn)物在較大的通常垂直的筒形室中經(jīng)霧化器如加壓噴嘴、多流體噴嘴或旋轉(zhuǎn)霧化器噴射入并向或?qū)ο驓饬髦?，氣流的流動可控制停留時間，傳熱和傳質(zhì)通過氣體與分散的液滴的直接接觸實現(xiàn)，產(chǎn)品在旋風分離器或過濾器中與氣體分離。優(yōu)選本發(fā)明中使用的干燥器能在“閉合回路過熱蒸汽”下工作以使干燥過程中的能量效率最大化(即以回收利用蒸發(fā)潛熱)。本發(fā)明中使用的任何干燥器通常能在高至 500, OOOPa (5barg)的加壓條件下工作。渦輪原理通過柱形裝置的產(chǎn)品由裝配有葉片的轉(zhuǎn)軸以機械方式傳送，從而控制產(chǎn)品的停留時間/輸送。通過混合固體來保證表面的更新、良好的熱質(zhì)交換。根據(jù)W02005/047340的渦輪反應器為具有管狀優(yōu)選柱形體的反應器，所述管狀或柱形體內(nèi)布置了轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸上布置了一個或多個葉片，且其中淀粉和氣體以相反的方向引入反應器中。根據(jù)EP 0 710 670的渦輪反應器為包含具有水平軸的柱形管狀體的反應器，所述柱形管狀體中有供反應劑進入的入口和最終產(chǎn)品的出口及裝有葉片支持旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，連續(xù)式反應器為噴霧干燥器、環(huán)式干燥器、流化床干燥器、渦輪反應器，更優(yōu)選噴霧干燥器。本領域技術人員將非常理解，為適應本發(fā)明的方法，反應器需要調(diào)節(jié)為使用過熱蒸汽。應理解，本發(fā)明的方法可在不同的壓力條件下進行，即過壓下、大氣壓力下和負壓下。所有這些方法條件均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。優(yōu)選所述方法在大氣壓力下進行。本發(fā)明還涉及可實現(xiàn)用過熱蒸汽處理淀粉的裝置。如果過熱蒸汽的流均勻分布并確實降低發(fā)生高度湍動的相互作用的風險，則可如上所述使用常規(guī)裝置如噴霧干燥器、流化床干燥器、急驟干燥器、氣流干燥器、帶式干燥器、轉(zhuǎn)鼓式干燥器、混合干燥器、環(huán)式干燥器、如WO 2005/047340中公開的反應器(后文中稱“渦輪反應器”)、如EP 0 710 670中公開的反應器(后文中稱“渦輪反應器”)及其組合來實施本發(fā)明的方法。但本發(fā)明還提供了一種噴霧干燥器，其中可進行熱敏物質(zhì)如選自糖類、蛋白質(zhì)類和脂類的材料如非預凝膠化淀粉或面粉的過熱蒸汽處理。本發(fā)明的噴霧干燥器包含反應室，所述反應室具有至少一個入口以向所述室中引入過熱蒸汽的流、至少一個出口以允許反應室內(nèi)容物離開和噴嘴以向過熱蒸汽的流的路徑中產(chǎn)生液滴的噴霧，所述液滴的噴霧自含熱敏物質(zhì)的液體形成，其中
6所述反應室適應在使用時使進入反應室的過熱蒸汽的流在室中優(yōu)選至少所述室的五分之一長度上均勻分布并以與反應室的內(nèi)壁基本平行的方向流動。優(yōu)選的裝置為其設計可實現(xiàn)過熱蒸汽的流在至干燥器的至少1/5長度的反應器第一部分中均勻分布以便所述流大體平行于干燥器的壁的噴霧干燥器。在反應室中入口處或附近提供了針對過熱蒸汽的措施以確保過熱蒸汽的流在反應室內(nèi)均勻分布并與反應室的壁平行或基本平行地流動。本發(fā)明的發(fā)明人已意外地發(fā)現(xiàn)，通過按本發(fā)明的方法用過熱蒸汽處理非預凝膠化淀粉，所獲得的淀粉在6%濃度下的冷水粘度和儲能模量G’比按已知的滾筒干燥和噴霧蒸煮/干燥方法制得的預凝膠化淀粉要高得多。儲能模量G’和粘度用來自德國Anton Paar Physica的MCR300流變儀測定，該流變儀裝配了稱為淀粉池的圓筒測量系統(tǒng)和軸ST24(也來自Anton Paar Wiysica)。關于儲能模量和粘度的更多信息一般可在The Rheology Handbook, Metzger, Τ. G. (Vincentz Verlag, Hannover, Germany)中找至丨J。根據(jù)本發(fā)明的方法特別適合處理低直鏈淀粉型淀粉，更特別是含直鏈淀粉的淀粉。按本發(fā)明的方法獲得的低直鏈淀粉型玉米淀粉的特征在于30°C下所述淀粉的6%重量的水分散體的標準化儲能模量G’/(c/C*)至少為80 ，優(yōu)選至少lOOPa，更優(yōu)選至少120Pa。 這些值出乎意料地遠高于經(jīng)由常規(guī)滾筒干燥和噴霧蒸煮/干燥方法獲得的低直鏈淀粉型玉米淀粉所獲得的值。根據(jù)本發(fā)明的低直鏈淀粉型玉米淀粉的6%的水分散體在30°C下的瞬時粘度(instant viscosity)也比常規(guī)預凝膠化的低直鏈淀粉型玉米淀粉提高很多。如圖1中所示。此外，圖2中給出了不同淀粉的儲能模量值(G’)的比較。實施例1-2-3-4中給出了標準化儲能模量值G’ /(c/c*)間的比較。由于其瞬時粘度高增長，故按本發(fā)明的方法制備的淀粉適用于食品中、飼料中、化妝品和藥物應用中許多不同的應用中。特別地，其適于制備方便食品、乳制品、烘焙食品及片劑。包含按本發(fā)明的方法制備的淀粉的沙司、湯、肉湯、布丁、調(diào)料、烘焙奶油和飲料在瞬時粘度增長和可分散性方面表現(xiàn)出改進的性能，特別地，在冷液體中的布氏粘度遠高于采用其他淀粉時。按本發(fā)明的方法制備的淀粉特別適于用在嬰幼兒食品中。在嬰幼兒食品應用中，所有成分的微生物載量(微生物的量)均低是至關緊要的。按本發(fā)明的方法處理淀粉時的高溫確保了沒有哪種微生物污染物能經(jīng)受得住該過熱蒸汽處理。此外，封閉方法即在其中淀粉或面粉在從過熱蒸汽處理到所得產(chǎn)品的包裝的任何時間均不暴露于環(huán)境的系統(tǒng)中進行的方法確保了產(chǎn)品不會被污染。因此，本發(fā)明的淀粉可直接用在嬰幼兒食品中而無需任何額外處理。還發(fā)現(xiàn)，用按本發(fā)明的方法獲得的淀粉制得的湯通常比使用常規(guī)預凝膠化淀粉的湯具有更好的可分散性和更高的布氏粘度。當與脂肪和干料混合時，按本發(fā)明的方法獲得的淀粉表現(xiàn)出特別高的粘度增長。干料包括但不限于蔬菜、肉、面包屑、香料、藥草、谷氨酸鈉等。此外，用按本發(fā)明的方法獲得的淀粉制得的布丁除具有較高的布氏粘度外通常還具有優(yōu)異的質(zhì)構。如上所述，本發(fā)明還提供了一種噴霧干燥器，可在其中對熱敏物質(zhì)如選自糖類、蛋白質(zhì)類和脂類的材料如非預凝膠化淀粉或面粉進行過熱蒸汽處理。本發(fā)明的噴霧干燥器包含反應室，所述反應室具有至少一個入口以向所述室中引入過熱蒸汽的流、至少一個出口以允許反應室內(nèi)容物離開和噴嘴以向過熱蒸汽的流的路徑中產(chǎn)生液滴的噴霧，所述液滴的噴霧自含熱敏物質(zhì)的液體形成，其中所述反應室適應在使用時使進入反應室的過熱蒸汽的流在室中優(yōu)選至少所述室的五分之一長度上均勻分布并以與反應室的內(nèi)壁基本平行的方向流動。優(yōu)選的裝置為其設計可實現(xiàn)過熱蒸汽的流在至干燥器的至少1/5長度的反應器第一部分中均勻分布以便所述流大體平行于干燥器的內(nèi)壁的噴霧干燥器。在反應室中入口處或附近提供了針對過熱蒸汽的措施以確保過熱蒸汽的流在反應室內(nèi)均勻分布并與反應室的內(nèi)壁平行或基本平行地流動。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，本發(fā)明的噴霧干燥器包含截錐形構件，所述截錐形構件位于反應室內(nèi)過熱蒸汽入口處或附近，其較窄的端在室中最上面并與反應室內(nèi)壁隔開距離而在截錐形構件與室內(nèi)壁間限定一個環(huán)形通道以供過熱蒸汽流動。通過這種方法，截錐形構件起到擋板的作用而使過熱蒸汽的流動向著室內(nèi)壁偏轉(zhuǎn)。過熱蒸汽因此將鄰近室內(nèi)壁以大體平行于內(nèi)壁的方向流動。這種流動路徑將減輕或防止反應室中的湍流。反應室中提供的噴嘴與含熱敏物質(zhì)的待在室中經(jīng)受過熱蒸汽處理的液體進料相連。所述液體進料通常為熱敏物質(zhì)的水溶液或水漿并通常在壓力下例如通過泵從盛放容器向噴嘴供給。噴霧干燥裝置中常用的任何類型的噴嘴如加壓噴嘴、多流體噴嘴或旋轉(zhuǎn)霧化器均可用在本發(fā)明中。所述干燥器通常能在高達500，OOOPaGbarg)的加壓條件下工作。 反應室優(yōu)選具有圓形截面。其可為圓筒形，即具有恒定的直徑?；蛘撸淇稍谑业囊欢撕劐F形部分，噴嘴和過熱蒸汽的流的入口提供在反應室截錐形部分的頂部。優(yōu)選所述噴霧干燥器還包含穿孔構件，所述穿孔構件位于反應室內(nèi)過熱蒸汽的入口處或附近并與過熱蒸汽的流動垂直或基本垂直。所述穿孔構件具有多個過熱蒸汽可通過的穿孔并通常可為穿孔板、網(wǎng)格或篩。根據(jù)一個實施方案，穿孔構件位于反應室內(nèi)截錐形構件的上游?；蛘?，穿孔構件位于截錐形構件的下游或可位于毗鄰截錐形構件的上游圍緣或下游圍緣的位置處。穿孔構件可被固定或以其他方式保持在反應室內(nèi)適當?shù)奈恢靡员闫浠九c反應室中過熱蒸汽的流動方向交叉。通常，噴嘴應位于過熱蒸汽入口附近。如果室中存在穿孔構件，則噴嘴應位于穿孔構件的下游。優(yōu)選噴嘴同心地位于截錐形構件內(nèi)以優(yōu)化含熱敏物質(zhì)的噴霧在進入反應室時與過熱蒸汽的流的接觸程度以及最大限度地減輕或防止過熱蒸汽的流內(nèi)的任何湍流。更優(yōu)選待在本發(fā)明的噴霧干燥器中用過熱蒸汽的流處理的熱敏物質(zhì)通常選自糖類、脂類和蛋白質(zhì)類。糖類的實例包括單糖、寡糖、多糖和還原糖。脂類的實例包括脂肪、油和氫化脂肪。蛋白質(zhì)類的實例包括蛋白質(zhì)、肽和氨基酸。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，熱敏物質(zhì)為非預凝膠化淀粉或面粉。更優(yōu)選本發(fā)明涉及這樣的特定的噴霧干燥器，其中過熱蒸汽的流在霧化器附近的速度等于或低于15m/s、優(yōu)選低于lOm/s、最優(yōu)選低于2m/s。這種構造類型以及其他替代物可通過適宜地布置氣密良好的篩取得，基于篩表面而言，所述篩含高達至少40%、優(yōu)選至少 50%、更優(yōu)選至少70%的開放表面(多個孔)，和/或這種構造類型可與允許過熱蒸汽的流在裝置的第一部分處準均勻(quasi even or quasi homogeneous)分布的圓錐形結(jié)構結(jié)
口 O當進料淀粉漿的固含量為17. 8%時，出料粉的體積平均直徑至少為30 μ m。當進料淀粉漿的固含量增至26. 7%時，離開反應器的粉的體積平均直徑至少為50 μ m。當進給方法的進料漿中含35. 6%的干固體時，出料粉的體積平均直徑至少為60 μ m。下面結(jié)合附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的噴霧干燥器的三個不同的實施方案，在附圖中，圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案的反應室上游端的示意性橫截面圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的反應室上游端的示意性橫截面圖；和
圖5為根據(jù)本發(fā)明的再一實施方案的反應室上游端的示意性橫截面圖。在附圖中，相同的附圖標記具有相同的含義并因此只解釋一次。圖3中所示反應室上游端具有室壁1，室壁1具有圓筒形頸部分2、截錐形部分3和圓筒形主體部分4。室壁的頸部分2與提供過熱蒸汽入口 6的頭5相連。在使用中，入口 6與過熱蒸汽源(未示出)相連。具有多個穿孔的圓形穿孔板7安裝在反應室的頸部分內(nèi)并毗鄰部分2靠近頭5 的內(nèi)壁。板7的下游為截錐形構件8，截錐形構件8具有上游圍緣12和下游圍緣13，與部分2/3的內(nèi)壁隔開距離以致其與所述內(nèi)壁一起限定一個環(huán)形通道9。在使用中，截錐形構件 8起到擋板的作用而引導經(jīng)由入口 6進入的部分過熱蒸汽的流通過通道9以便其以大體平行于內(nèi)壁的方向流進鄰近室內(nèi)壁的反應室。因構件8而發(fā)生的過熱蒸汽流動的偏轉(zhuǎn)結(jié)果使過熱蒸汽均勻分布。頸部分中提供有入口 10以向反應室中引入熱敏物質(zhì)。入口 10的噴嘴11在穿孔板7的下游并在截錐形構件8內(nèi)以便在使用中噴嘴11噴出的含熱敏物質(zhì)的液滴與非湍流的過熱蒸汽的流接觸。噴霧干燥方法產(chǎn)生的經(jīng)過熱蒸汽處理的材料的固體顆粒在反應室的底部(未示出)收集。圖4中示出了另一備選實施方案。在圖4中，頭5與反應室的截錐形部分3的頂部相連。截錐形構件8位于反應室中部分3內(nèi)部以致部分3與構件8的壁平行。圓形穿孔板7位于構件8的下游端，板7的邊緣毗鄰構件8的圍緣13。在使用中，過熱蒸汽的流進入入口 6。部分所述流經(jīng)由板7中的穿孔流經(jīng)反應室。部分流入的過熱蒸汽被偏轉(zhuǎn)而通過環(huán)形通道9沿室內(nèi)壁附近的路徑以室內(nèi)壁的方向流進反應室的主體中。入口 10位于構件 8的上游圍緣12內(nèi)并穿過板7以便噴嘴11在板7下游。圖5中示出了一個不同的實施方案。在圖5中，反應室1為圓筒形，室端的中心部分與頭5開放連通，頭5提供了過熱蒸汽入口 6。穿孔板7位于圓筒形室的上游端附近。在室內(nèi)壁附近，板7的邊緣具有裙部以形成截錐形構件8。所述裙部和室內(nèi)壁一起在壁附近限定一個環(huán)形通道9。位于頭內(nèi)的入口 10的噴嘴11在板7的下游。除上面提到的優(yōu)勢外，本發(fā)明的方法還具有更節(jié)能、防爆的優(yōu)勢且方法過程中失去的香味可潛在地恢復。由于過熱蒸汽與淀粉顆粒的熱交換比常規(guī)方法好及具有再循環(huán)過熱蒸汽的可能性，故本發(fā)明的方法更節(jié)能。下面的實施例將說明本發(fā)明。實施例中使用了如圖3中所示并在上文中描述的噴霧干燥器。實施例1將18. 5%重量(以干基計)的低直鏈淀粉型玉米淀粉(CfGel 04201,Cargill)于 25°C下漿化。在開始過熱蒸汽處理前，將反應室中充滿流率為400m3/小時的過熱蒸汽連續(xù)流。反應室入口處過熱蒸汽的溫度為400°C，反應室出口處溫度為130°C。淀粉漿以約44 升/小時的流率通過Spraying Systems SK 77/21型噴霧嘴被泵到反應室。測得淀粉漿的流動入口壓力為llOOOOhPa。然后在反應室底部收集干燥的過熱蒸汽處理后的淀粉。對該樣品進行流變學實驗。淀粉水糊的流變學實驗試驗在來自德國Anton Paar Physica的MCR300流變儀上進行，該流變儀裝配了稱為淀粉池的圓筒測量系統(tǒng)和軸STM (也來自Anton Paar Wiysica)。先用頂測濕含量天
9平(Sartorius MA30)在130°C下測定淀粉含濕量，測定進行20分鐘，然后制備淀粉糊。在 600ml燒杯中稱取已知量的淀粉(參見表1)并用50g乙二醇潤濕。向淀粉中加入400g緩沖溶液(0.02M醋酸鹽緩沖溶液，pH 5. 5)并用大匙充分混合1分鐘。然后讓糊于室溫靜置 1小時再進行測定。
表 權利要求
1.一種用于用過熱蒸汽處理熱敏物質(zhì)的噴霧干燥器，所述噴霧干燥器包含反應室，所述反應室具有至少一個入口以向所述室中引入過熱蒸汽的流、至少一個出口以允許反應室內(nèi)容物離開和噴嘴以向過熱蒸汽的流的路徑中產(chǎn)生液滴的噴霧，所述液滴的噴霧自含所述熱敏物質(zhì)的液體形成，其中所述反應室適應在使用時使進入反應室的過熱蒸汽的流在室中均勻分布并以與反應室的內(nèi)壁基本平行的方向流動，且其中所述噴霧干燥器還包含截錐形構件，所述截錐形構件位于所述反應室內(nèi)過熱蒸汽入口處或附近并與反應室內(nèi)壁隔開距離以便所述截錐形構件與所述室內(nèi)壁一起限定環(huán)形通道以供過熱蒸汽的流流動。
2.根據(jù)權利要求1的噴霧干燥器，所述噴霧干燥器還包含具有多個穿孔的穿孔構件， 所述穿孔構件位于所述反應室內(nèi)過熱蒸汽的入口處或附近并與過熱蒸汽的流動方向基本垂直。
3.根據(jù)權利要求2的噴霧干燥器，其中所述穿孔構件選自穿孔板、網(wǎng)格或篩。
4.根據(jù)權利要求1的噴霧干燥器，其中在使用時所述過熱蒸汽的流在所述反應室的至少五分之一長度上均勻分布。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改性淀粉的方法，所述方法包括使非預凝膠化淀粉和/或面粉經(jīng)受過熱蒸汽處理，其中所述過熱蒸汽處理在反應器的反應室中進行，所述反應室具有至少一個入口和至少一個出口，其中在所述反應室的入口處過熱蒸汽的溫度在150-650℃范圍內(nèi)、優(yōu)選250-550℃、更優(yōu)選350-450℃，且其中在所述反應室的出口處過熱蒸汽的溫度在105-155℃范圍內(nèi)、優(yōu)選115-140℃、更優(yōu)選115-125℃。本發(fā)明還涉及所獲得的淀粉及包含所述淀粉的嬰兒食品、幼兒食品、沙司、湯、布丁、調(diào)料、烘焙奶油、肉湯和飲料。還公開了一種用于用過熱蒸汽處理熱敏物質(zhì)的噴霧干燥器，所述噴霧干燥器包含反應室，所述反應室具有至少一個入口以向所述室中引入過熱蒸汽的流、至少一個出口以允許反應室內(nèi)容物離開和噴嘴以向過熱蒸汽的流的路徑中產(chǎn)生液滴的噴霧，所述液滴的噴霧自含所述熱敏物質(zhì)的液體形成，其中所述反應室適應在在使用中使進入反應室的過熱蒸汽的流在室中均勻分布并以與反應室的內(nèi)壁基本平行的方向流動。
文檔編號C08B30/16GK102558370SQ201110393100
公開日2012年7月11日 申請日期2008年7月24日 優(yōu)先權日2007年7月26日
發(fā)明者A·M·G·費爾比斯特, J·R·P·瓦勒康, M·C·F·伯克曼斯, S·J·J·德邦 申請人:卡吉爾公司