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滚筒刮板干燥机在变性淀粉烘干质量控制研究

信息来源:本站 | 发布日期: 2019-02-04 | 浏览量:
关键词:变性淀粉干燥机,预糊化淀粉烘干设备,转鼓干燥机,滚筒烘干机
      变性淀粉亦称改性淀粉,它是指利用物理、化学或酶的手段来改变天然淀粉的性质。通过分子切断、重排、氧化或在淀粉分子中引入取代基可制得性质发生变化、加强或具有新的性质的淀粉衍生物。由于变性淀粉具有优异的性能,在化工生产中的用量越来越大,现在已成为一种重要的化工原料,广阔运用于造纸、食品、纺织、医药卫生、塑料、水产饲料、油气开采、机械铸造、建筑材料和水处理等领域, 化工部将变性淀粉列为“九五”计划中重点开发的6种精细化工产品之一。
      预糊化淀粉作为变性淀粉中产量和用量最大的产品,是一种以小麦、玉米、大米等谷物淀粉为主要原料,经糊化处理后可以直接冲调食用的营养食品。例如营养麦片、各种速食糊、布丁粉、婴幼儿食品等。滚筒刮板干燥机是生产预糊化淀粉的关键设备,其特点为生产条件温和、热效率高达70~80%、干燥速率大、蒸发强度高达~30kg/hm2、产品复水性好等优点。但滚筒干燥工艺对操作有一定的要求,在上浆、转鼓的速度、产品的厚度选择不当,会造成质量不稳定,有时还可能出现生产故障。


滚筒刮板干燥机  工作原理
      滚筒刮板干燥机是一种内加热传导型转动连续干燥设备。其基本操作原理是将料浆均匀地分布于以蒸汽加热的滚筒表面,形成一层薄膜水分随即迅速被蒸发掉。然后利用刮刀将薄膜刮下,产品为片状,再进行破碎,以取得颗粒状的干燥产品。滚筒干燥机适用于化工、染料、制药、食品、冶金等行业液体物料或粘稠物料的干燥。由于其具有快速干燥液状、胶状或膏糊状原料的特性,因此正越来越多的用于变性淀粉的生产。
      滚筒刮板干燥机通常可分为两大类,单滚筒干燥机和双滚筒干燥机。单、双滚筒干燥机又可分为六种类型:带多个小滚筒的单滚筒干燥机、浸没式下浆的单滚筒干燥机、带喷嘴下浆的单滚筒干燥机、啮合型双滚筒干燥机、带多个小滚筒的双滚筒干燥机、非啮合型双滚筒干燥机。
      滚筒刮板干燥机采用某种方法将液态或糊状物料以0.1~1.5mm薄膜铺于滚筒(中空的金属圆筒)上。转鼓可用蒸汽、热水或者导热油来加热。在转鼓转动一周时,物料就能达到干燥并被专门的刮刀将其自圆筒表面刮落。刮刀沿圆筒的整个母线安装,为了使刮刀能紧靠转鼓,因此刮刀由一些单独的部分组成。每一部分一般长500mm。刮刀需将转鼓刮得很干净,不然物料就会过热,从而破坏设备的操作。刮刀的型式和倾斜角度需根据物料的性质而定,并由在偏心轴上旋转的支承来调节。
      滚筒刮板干燥机一般以4~6rpm的速度转动。转鼓下部的料盘内可安装搅拌器,搅拌器是利用偏心轮机构使它在料盘内往复运动,这样能更好地搅拌桨液,不致沉淀,将桨液能均匀的铺展在转鼓上。膏状物料的干燥为调节物料厚度和压紧物料层,在靠近加料装置一侧装有物料压紧轴棍,使物料均匀的铺在转鼓上。为使物料在刮刀卸料时更易脱落,刮料前也可用冷风管吹入定量冷风,冷却物料。


变性淀粉生产工艺
      原淀粉经磨细、过筛、呈颗粒状。调配后不经糊化直接引到转鼓上糊化干燥,产品为半透明状,薄细片或经磨成细粒状后易溶于水,具有较高的冷粘度 、热粘度低、复水快、易凝块,产品厚度<0.13mm时呈此现象。若原料经调配后,用蒸汽喷射器预糊化到约为65℃时再引入转鼓机干燥,其制品的复水性会减慢和凝块现象会降低,当把引入转鼓机上的料膜厚度提高到>0.6mm时,片状或粉状的产品溶于水的速度均慢,没有凝固现象,但分散性差,片状产品还有沉淀现象。粉状产品生成的冷粘性较低而热粘性较高,所以若用此法制造变性淀粉,制品的厚度控制在0.3~0.5mm时,制品的复水性会减慢。

变性淀粉烘干质量控制
      转鼓干燥机是以热传导的方式将附着筒外壁的浆状物料进行连续干燥操作的设备。料膜在转鼓外壁干燥,是基于鼓面与料膜传热间壁的热阻,形成温度梯度,鼓内热量传导到料膜,引起料膜内温度向外转移,当料膜外表面的蒸汽压力超过环境空气中的蒸汽分压时,则产生蒸发和扩散作用,转鼓在连续转动的过程中,每转一圈所粘附的料膜,其传热和传质的作用,始终由里至外,同一方向进行。根据这一原理,物料的性质、布膜方式、成膜的厚度、转鼓的线速、鼓面的温度这几个因素,对产品的生产率和质量有直接的影响。
  (1) 布膜方式
      料液被引人转鼓面后,是否能均匀地被分布,是影响操作是否顺利的重要因素。料液中的两个力,即表面张力和粘附力,只要粘附力大于表面张力,才能成膜。当料液的表面张力接近于水,粘度在0.00l~0.02PaS5时,对成膜影响不大。以谷物原淀粉为主的粉浆,粘度较大,特别是经蒸汽喷射化的浆料,在实际生产中,只有在顶部上浆和有压辊帮助成膜的转鼓干燥机能顺利均匀成膜,如改用浸式和喷射式布膜均告困难。
  (2) 原料和产品的湿含量
      原料浆湿含量的大小,会影响成膜的均匀性和干燥速率。在实际生产中,当湿含量为70~80%时,易于流动,但水分的干燥蒸发量较大;当用湿含量为50~60%时,难以流动,成膜不均匀;当湿含量为40~45%时,鼓面上成膜均匀,干燥后不粘刮刀;当把湿含量减少到30~35%时,成膜困难,膜片不到刮刀时就起泡而脱离鼓面。所以对谷物原料的淀粉浆控制湿含量在40~45%,产品的湿含量为4~6%时,操作可以顺利进行。
  (3) 成膜的厚度
      若已知淀粉浆的处理量和转鼓干燥机的转速,成膜的厚度为:δ=G÷(ρ×A×n×60)    (m)
式中:δ一成膜在鼓面上的厚度(m);
          ρ一浆料的密度(kg/m3);
          A一鼓面的有效干燥面积;
      由于成膜的厚度影响生产能力、成膜太薄、易干燥、但生产率低;成膜太厚、难干燥且会造成局部干不透。若需要调整成膜的厚度,在鼓面温度为150~160℃时,可以按下式调整膜厚。
  (4) 粘辊现象
      谷物淀粉浆,在转鼓干燥机上干燥时,会有粘附在压辊上的现象,防止这一情况的出现,只要将压辊的线速度和转鼓的线速度调整成1.1~1.2:1,则可有效地克服粘辊现象。

      综上所述,在以单转鼓干操机上生产预糊化食品,只要妥善地处理好布膜、糊化、干燥和刮下几个环节,生产的变性淀粉满足客户工艺要求。



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