專利名稱：水溶性梔子黃色素原液后期制粉使用的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種食品天然色素的后期制備工藝所用裝置，特別是桅子黃的后 期脫水制粉工藝中所使用的裝置。
技術(shù)背景桅子黃色素是一類少見的水溶性類胡蘿卜素，具有原料易得、價(jià)廉、產(chǎn)品安全、著 色力強(qiáng)和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，而且具備降低心肌收縮力和防止動(dòng)脈粥狀硬化等保健功效，因 此廣泛的應(yīng)用于飲料、糕點(diǎn)、糖果、面制品、酒類和乳制品等食品行業(yè)以及化妝品行業(yè)，擁有 良好的發(fā)展空間和廣闊的市場前景。然而在桅子黃色素的生產(chǎn)和應(yīng)用過程中，卻存在著易被氧化分解而褪色的缺點(diǎn)。 引起桅子黃色素褪色的原因是由于藏花酸和藏花酸分子本身含有不飽和雙鍵以及液體狀 態(tài)產(chǎn)品的保質(zhì)期短等缺點(diǎn)，使其易受光、熱、H+、酸、金屬離子、氧化劑等破壞，由不飽和烴逐 漸變?yōu)轱柡蜔N，從而使色素溶液的吸收峰向紫外區(qū)漂移，即發(fā)生褪色；另外色素中的綠原酸 極易被氧化，而使著色的食品變暗，嚴(yán)重影響了天然桅子黃色素的產(chǎn)品品質(zhì)，降低了經(jīng)濟(jì)效
■、Λ
frff. ο對(duì)于這個(gè)問題，在桅子黃色素前期提取、分離純化階段，國內(nèi)外科研人員研究并提 出了桅子黃色素的多種提取及分離精制的優(yōu)化工藝，最大限度的保證了桅子黃色素有效 成分不被破壞。但是在最后制粉階段，現(xiàn)在工業(yè)上大都采用噴霧干燥，例如CN 1847323A 專利中在最后的脫水制粉階段采用的噴霧干燥，進(jìn)風(fēng)溫度為175-195 ，出風(fēng)溫度達(dá)到了 85-105°C，這使得桅子黃色素暴露于高溫、富氧的環(huán)境中，發(fā)生了氧化分解而導(dǎo)致單位產(chǎn)品 色價(jià)的降低，影響了產(chǎn)品的品質(zhì)。真空冷凍干燥是一種制粉方法，CN 101165104A專利中， 提出了采用噴霧干燥或真空冷凍干燥的方式。雖然真空冷凍干燥可以很好地保持桅子黃色 素的品質(zhì)，但是它能耗大，成本高，生產(chǎn)周期長，多適合于生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品，這使得真空 冷凍干燥在桅子黃色素工業(yè)生產(chǎn)中并不能普及應(yīng)用；CN 101077940A專利中，介紹了一種 桅子黃色素的提取方法，對(duì)于最后的桅子黃色素制粉方式，也提到了真空干燥的方法，但是 其處理的物料是桅子黃色素的結(jié)晶體，且專利中也并未明確說明是真空冷凍干燥還是其他 的真空干燥，更沒有提及相關(guān)脫水工藝。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有的桅子黃色素生產(chǎn)中存在的高溫易氧化，真空冷凍干燥成本高的缺 點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種水溶性桅子黃色素原液后期制粉工藝使用的裝置，使工藝具有成 本低、色素穩(wěn)定性好，不被氧化的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種水溶性桅子黃色素原液后期制粉使用的裝置，由 脫水箱、受料盤、加熱恒溫板、水汽冷凝器、真空泵組成，脫水箱中設(shè)有受料盤和加熱恒溫 板，受料盤在加熱恒溫板上，脫水箱下設(shè)有水汽冷凝器，脫水箱外接真空泵。真空泵與脫水箱之間設(shè)有旁路控制閥。[0008]水汽冷凝器與冷卻裝置連接。加熱恒溫板與加熱裝置連接。所述裝置由控制器控制。所述的水溶性桅子黃色素原液后期制粉工藝所采用的工藝為對(duì)桅子黃原液采用 在35°C 60°C真空脫水的方法進(jìn)行制粉，真空脫水時(shí)，所述的桅子黃原液的濃度在15% wt 30% wt之間，厚度控制在5mm 15mm之間，真空度控制在0. 05MPa 0. 09MPa之間， 在此條件下脫水20 30小時(shí)，得到含水量在3% wt 5% wt之間的水溶性桅子黃天然色
素干粉。有益效果1.本實(shí)用新型的方法在低溫真空脫水過程中，加熱板的溫度控制在35V 60°C 范圍內(nèi)，解決了桅子黃色素由于長時(shí)間處于高溫情況下而引起的色價(jià)降低問題。2.在低溫真空脫水過程中，無需低溫冷凍，將脫水時(shí)間縮短為20 30小時(shí)，節(jié)能 約 30%。3.由于采用真空條件，使得天然桅子黃原液在最后制粉階段始終處于低溫、真空 環(huán)境中，桅子黃色素在低氧環(huán)境中完成脫水，降低桅子黃色素由于被氧化而引起的品質(zhì)下 降問題，保證了產(chǎn)品的品質(zhì)。4.采用低溫真脫水制粉工藝可獲得與真空冷凍干燥同等品質(zhì)的桅子黃色素粉末 產(chǎn)品，而制粉成本大幅降低。5.采用的真空脫水系統(tǒng)由真空泵來直接產(chǎn)生脫水箱中的真空度，但由旁路控制閥 來控制脫水箱中的真空度。6.在脫水箱下部設(shè)有一個(gè)水汽冷凝器，從而確保了真空泵的有效作用。7.采用本實(shí)用新型的桅子黃色素制備方法所得到的桅子黃粉末，其產(chǎn)品的最終含 水量和色價(jià)與真空冷凍干燥產(chǎn)品基本一致，較常規(guī)噴霧干燥高8個(gè)色價(jià)，實(shí)現(xiàn)了色素產(chǎn)品 色價(jià)高，經(jīng)濟(jì)效益好，并且工藝簡單，成本低、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，具有大規(guī)模的工業(yè)化價(jià)值。

圖1為本實(shí)用新型低溫真空脫水裝置工作示意圖。1為脫水箱，2為受料盤，3為加熱恒溫板，4為冷凝器，5為真空泵，6為旁路控制閥 7為加熱裝置，8為冷卻裝置。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。所述低溫真空脫水制備桅子黃色素粉體天然桅子黃色素原液的加熱板溫度控制 在35°C -60°C之間，加熱溫度低于60°C解決了天然色素由于長時(shí)間處于高溫情況下而引起 的色價(jià)被破壞問題，且提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。所述低溫真空脫水制備桅子黃色素粉體天然桅子黃色素原液的厚度最好在 5mm-15mm 之間。所述低溫真空脫水制備桅子黃色素粉體天然桅子黃色素原液的質(zhì)量濃度最好控 制在15% -30%范圍內(nèi)。[0026]所述低溫真空脫水制備桅子黃色素粉體真空箱內(nèi)的真空度最好控制在 0. 05MPa-0. 09MPa 之間。本實(shí)用新型所述的水溶性桅子黃色素原液后期制粉工藝所使用的裝置示意圖見 附圖1。主要由脫水箱、受料盤、加熱恒溫板、水汽冷凝器、真空泵組成，脫水箱中設(shè)有受料盤 和加熱恒溫板，受料盤在加熱恒溫板上，脫水箱下設(shè)有水汽冷凝器，脫水箱外接真空泵。真 空泵與脫水箱之間設(shè)有旁路真空控制閥。水汽冷凝器與冷卻裝置連接。加熱恒溫板與加熱 裝置連接。整個(gè)裝置設(shè)有微電腦控制器用于電器控制和數(shù)據(jù)采集記錄等工作。脫水箱中的 加熱恒溫板可以恒溫加熱，并給上面的受料盤提供足夠的熱量，脫水箱下設(shè)有低溫水汽冷 凝器，用于冷凝上層脫除的水分，確保真空泵的抽氣效率。一種水溶性桅子黃原液后期制粉工藝，以經(jīng)過分離純化的桅子黃原液作為原料， 將其放入低溫真空脫水裝置中進(jìn)行制粉。其原液質(zhì)量濃度控制在15% 30%，料液厚度 控制在5mm 15mm，脫水箱內(nèi)真空度控制在0. 05MPa 0. 09MPa之間，加熱溫度為35°C 600C。在此條件下脫水20 30小時(shí)，得到含水量在3% wt-5% wt之間的高色價(jià)水溶性天 然桅子黃色素干粉。所述制備桅子黃色素粉體的低溫真空脫水裝置其工作原理是將待干燥物料置于 受料盤上，在真空條件下進(jìn)行的減壓脫濕，脫濕所需熱量由加熱恒溫板提供，加熱恒溫板與 加熱裝置連接，采用外循環(huán)恒溫流體加熱。利用真空泵對(duì)脫水箱中進(jìn)行抽氣，抽出的濕分 先由脫水箱下的水汽冷凝器進(jìn)行低溫冷凝濕分，剩下濕分和不凝氣經(jīng)真空泵排出，從而確 保脫水箱內(nèi)真空度可以穩(wěn)定，物料的脫濕效率恒定。冷凝器采用循環(huán)低溫氟利昂來獲得低 至-50 V的低溫管表面溫度。整個(gè)干燥脫水過程由于減壓降低水的沸點(diǎn)，又無需通過冷凍升 華的方式脫濕，使得在較低溫度下，具有較高的干燥速率，且熱敏性產(chǎn)品的品質(zhì)基本不受高 溫的破壞。所述制備桅子黃色素粉體的低溫真空脫水裝置由真空泵來直接產(chǎn)生脫水箱中的 真空度，而脫水箱內(nèi)的真空度由真空泵和旁路閥門開度大小共同調(diào)節(jié)。為了控制脫水箱內(nèi) 的真空度，在真空泵和脫水箱間設(shè)有旁路真空控制閥，在脫水開始的初期，把此閥開至一定 開度，使得脫水箱內(nèi)的真空度降低，確保受料盤內(nèi)的料液不至于因過低壓而瞬間脫濕起泡， 影響整個(gè)脫水過程的順利進(jìn)行，隨著脫水過程的進(jìn)行，此閥可以逐步調(diào)小開度，直至最后關(guān) 閉。由于低壓下水的沸點(diǎn)降低且有恒溫加熱板的給熱，初期脫水時(shí)速率較快，水分蒸 發(fā)量較大，未被真空泵及時(shí)抽走的水蒸氣會(huì)使脫水箱內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)變大，真空度降低，從而 導(dǎo)致真空度不能準(zhǔn)確的維持在一個(gè)定值，而在本實(shí)用新型中，由于在脫水箱的下面設(shè)有水 汽冷凝器，很好的解決了這一問題，真空泵抽走的只是未被冷凝器捕捉凝結(jié)的那一小部分 水蒸氣和殘留的不凝氣，因而可保證脫水箱內(nèi)的真空度穩(wěn)定，確保系統(tǒng)的脫水作用。實(shí)施例1 把經(jīng)過挑選的成熟的桅子鮮果經(jīng)過風(fēng)干、粉碎、過目篩、乙醇浸提、過濾、回收乙醇 后的桅子黃原液配制成濃度為20%的母液(測其色價(jià)為120)，分別采用噴霧干燥和低溫真 空脫水兩種方式進(jìn)行制粉。首先根據(jù)CN 1847323A專利中所示參數(shù)進(jìn)行噴霧干燥，采用進(jìn) 風(fēng)溫度為175-195°C，出風(fēng)溫度控制在85-105°C，風(fēng)量為40m3/h，所得粉末進(jìn)行色價(jià)以及含 水量測定；取同樣料液進(jìn)行低溫真空脫水，把料液放入長350mm、寬250mm、高50mm的盤中，
5控制其厚度為7mm，將加熱板溫度調(diào)節(jié)至45°C，同時(shí)開始抽真空進(jìn)行脫水，真空度設(shè)定為 0. 08Mpa，整個(gè)脫水過程持續(xù)約24小時(shí)，將所得粉體研磨即可得含水量在3%-5%的粉末產(chǎn) 品，分別測定其色價(jià)，并與母液色價(jià)做比較。結(jié)果表明經(jīng)真空脫水獲得的粉體的色價(jià)較母 液色價(jià)下降了 32色價(jià)，但較噴霧干燥高8個(gè)色價(jià)。實(shí)施例2 從市場上直接購買經(jīng)過分離純化的桅子黃色素原液做母液(色價(jià)為120)，分別 采用真空冷凍干燥和低溫真空脫水兩種方法進(jìn)行制粉。采用長350mm、寬250mm、高50mm 的物料盤，放入一定量的料液，控制其厚度為7mm，首先在_45°C下預(yù)凍2_3個(gè)小時(shí)，在絕對(duì) 壓強(qiáng)為400mTorr的真空環(huán)境中脫水約35小時(shí)，將所得粉體研磨測定其含水量和色價(jià)。其 次對(duì)同樣厚度的色素料液進(jìn)行低溫真空脫水制粉，調(diào)節(jié)加熱板溫度至45°C，真空度設(shè)定為 O.OSMpa，整個(gè)脫水過程持續(xù)24小時(shí)。將所得粉體研磨測定含水量和色價(jià)，結(jié)果表明其產(chǎn) 品的最終含水量與真空冷凍干燥產(chǎn)品分別為4. 09%和4. 43% (濕基含水量)，色價(jià)分別 為87. 6和88. 5，相差不到1個(gè)色價(jià)。且經(jīng)過計(jì)算，低溫真空脫水相比真空冷凍干燥節(jié)能約 30%。
權(quán)利要求一種水溶性梔子黃色素原液后期制粉使用的裝置，其特征在于由脫水箱、受料盤、加熱恒溫板、水汽冷凝器、真空泵組成，脫水箱中設(shè)有受料盤和加熱恒溫板，受料盤在加熱恒溫板上，脫水箱下設(shè)有水汽冷凝器，脫水箱外接真空泵。
2.如權(quán)利要求1所述的水溶性桅子黃色素原液后期制粉工藝使用的裝置，其特征在 于真空泵與脫水箱之間設(shè)有旁路控制閥。
3.如權(quán)利要求1所述的水溶性桅子黃色素原液后期制粉工藝使用的裝置，其特征在 于水汽冷凝器與冷卻裝置連接。
4.如權(quán)利要求1所述的水溶性桅子黃色素原液后期制粉工藝使用的裝置，其特征在 于加熱恒溫板與加熱裝置連接。
5.如權(quán)利要求1所述的水溶性桅子黃色素原液后期制粉工藝使用的裝置，其特征在 于所述裝置由控制器控制。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水溶性梔子黃色素原液后期制粉使用的裝置，由脫水箱、受料盤、加熱恒溫板、水汽冷凝器、真空泵組成，脫水箱中設(shè)有受料盤和加熱恒溫板，受料盤在加熱恒溫板上，脫水箱下設(shè)有水汽冷凝器，脫水箱外接真空泵。對(duì)梔子黃原液采用在35℃～60℃真空脫水的方法進(jìn)行制粉，真空脫水時(shí)，所述的梔子黃原液的濃度在15％wt～30％wt之間，厚度控制在5mm～15mm之間，真空度控制在0.05MPa～0.09MPa之間，得到含水量在3％wt～5％wt之間的水溶性梔子黃天然色素干粉。產(chǎn)品色價(jià)和真空冷凍干燥的色價(jià)相當(dāng)，較常規(guī)噴霧干燥高出8個(gè)色價(jià)，OD比值小于0.4。
文檔編號(hào)B01D1/24GK201760112SQ201020507400
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者劉偉, 周瑞君, 張彩虹, 黃立新 申請(qǐng)人:中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所;無錫市林洲干燥機(jī)廠