淀粉提取和淀粉加工
在amixon®过程反应器中,您可以以多种方式混合和热处理您的淀粉衍生物。即使在大型设备中,热量和物质交换也非常迅速。这有两个原因:
- amixon®提供了出色的混合效果,
- 特定的热交换表面非常大。
通过可调节的工艺参数系统压力、温度、顺序物料添加(干燥、湿润或气态)和混合强度,您可以达到所需的物质转化率。由于无死角的混合效果,淀粉在amixon®合成反应器中的改性是可重复的,与物料的流变特性无关。最终的真空混合干燥可以方便地在同一个amixon®设备中进行。此时,它作为高效的真空接触干燥机。
amixon® 在处理高粘度产品(无论是稀释型、结构粘稠型还是各向同性型)方面拥有丰富的经验。无论是小批量还是大批量的加工(混合、反应、悬浮、解聚、涂层、调节、真空接触干燥),amixon® 设备都能提供可靠的反应控制。
淀粉在古代就被用作粘合剂和颜料及药物的填充剂。
淀粉的制作很简单,但很费力。成熟的谷物被浸泡在水中,并用石头捣成糊状。糊状物与干净的水混合。静置一段时间后,将漂浮的成分倒掉。明亮的沉淀物主要由淀粉组成。将其在阳光下晒干。古代的淀粉粉末是从小麦中提取的。
后来,我们的祖先以类似的方式提取了马铃薯淀粉。在欧洲,淀粉工业作为农业的副业发展起来。人们使用最简单的设备,这些设备在工业化过程中被进一步发展为工艺专用机器。因此,纯度、产量和生产成本得到了改善。
Gyraton® 大批量筒仓混合机
如今,淀粉已成为一种大宗产品。定制的淀粉衍生物被广泛应用于各行各业。在某些情况下,必须对由此产生的大批量产品进行均质处理。amixon 生产的特殊筒仓搅拌机可以非常精确地搅拌大量粉末。无论产品是干的、拥有不同湿度的,流动性好或是差的,...
三种淀粉改性方法
物理方法:
通过热处理、研磨、预巴氏杀菌、滚筒干燥、挤压或造粒。这种处理方法在食品中不需要申报。根据所需的低温溶解度,可采用成本效益高的辊筒干燥法或成本更高的喷雾干燥法。如果希望淀粉具有特别好的速溶特性,后者通常与流化床造粒相结合。
化学方法:
淀粉在混合釜中悬浮于水中,加入少量酸或碱后,小心加热,使其不达到糊化温度。在设定了一定的 pH 值后,再加入改性试剂。经过中和、洗涤、过滤和干燥后,淀粉的性质就完全改变了。如果淀粉发生化学转化、降解、糊精化、酯化、醚化或氧化,则在食品中作为添加剂标注 E 编号或作为变性淀粉。
如果淀粉颗粒的结晶结构在有效改性的情况下仍要基本保留,则可采用淀粉分子基团与合适的羟基(如环氧乙烷或环氧丙烷或二羧酸)发生化学交联的方法。这可以降低淀粉的溶解度,提高糊化温度,并根据交联程度抑制逆降解。
酶法:
酶可以组织和连接分子结构,形成分子链和侧链。酶还能分解淀粉分子: 酶水解淀粉是一种高效的淀粉糖化过程。这样可以生产出廉价的甜味剂。
淀粉的酶催化水解比化学分解慢。转化需要的能量少得多。反应在较低的加热温度下进行。淀粉降解可以在任何时候停止。有时该过程以酸水解结束,从而产生不同类型的淀粉糖浆。
有效的酶可以从霉菌、细菌或牛的胰腺中获得。这种形式的淀粉改性无需申报。
意义与展望
在欧洲,大多数类型的淀粉都可以互换,尤其是经过改良的淀粉。马铃薯淀粉比谷物淀粉略贵,因为马铃薯块茎只能按季节供应。小麦淀粉的供应量目前正在增加,特别是小麦麸质作为一种副产品的重要性日益增加。小麦麸质/小麦蛋白以干燥形式用于烘焙业。小麦麸是肉类替代产品的重要原料。从小麦中提取淀粉目前具有双重经济利益。
欧洲的淀粉总消费量约为 1200 万吨,年增长率约为 2%。美国的年增长率约为 4%,南美约为 4.5%,亚洲则高达 7%。全球生产的淀粉约有 10% 用于化工行业,约有 30% 用于造纸和瓦楞纸板行业,30% 用于食品行业,约有相同数量的淀粉经过改性或糖化后用于饮料和糖果行业。预计所有工业部门对淀粉和淀粉衍生物的需求都将继续增长。
[Translate to 中文:] amixon®:在纯净条件下干燥淀粉衍生物
干燥从机械固液分离开始。为此,使用水平旋转的刮刀离心机或垂直旋转的分离器。
随后的热干燥必须适用于连续过程。因为涉及到大量的粉末。例如,滚筒干燥机。但也包括对流干燥机,如环流、旋转和磨粉干燥机。这两种干燥方式都在大气条件下进行。滚筒干燥机在高温下工作。对流干燥机需要大量的热空气,这些空气首先需要干燥和净化。
对于高纯度或温度敏感的淀粉衍生物的干燥,amixon®真空混合干燥机提供了一种经济的替代方案。施加的真空在低产品温度下加速干燥。
真空混合干燥、冷却、处理
amixon®拥有超过30台试验机。我们邀请您来测试。请带上您的原始产品。40年的经验代表了效率和实用性。
淀粉的应用范围是多样的。
淀粉影响质地(粘性)和浑浊度、成膜、凝胶形成和回生。当淀粉在食品工业中使用时,应无味,并改善消费者的最终应用。此外,根据食品的种类,它应积极支持口感。
- 蛋糕涂抹酱应为冷溶性,能够快速制备。应支持奶油味。在切割蛋糕块时:弹性和形状稳定性。
- 喷雾干燥的婴儿食品应具有良好的即溶性。液体应无结块并传递良好的口感。
- 基于牛奶的水果甜点或酸奶:在口中感觉清凉。口中不粘或不毛糙。灌装机以高速工作。尽管如此,液体易于分配且不滴落。
- 烧烤酱可以很好地从瓶中倒出。在热的烧烤食品上保持粘稠。在口中自然地释放香料味。
- 面包屑或面糊应均匀覆盖烹饪食品并牢固附着。无论菜肴是立即食用还是冷冻、包装和储存。
- 即溶饮料粉应在长时间储存后也能快速且无结块地分散在液相中。
- 在多级流化床工艺中,可以使用淀粉对挥发性或易氧化的液体进行微胶囊化。
回生(淀粉老化)通常是不受欢迎的。
先前结合的水会延迟释放。凝胶可能会液化。这种现象特别在温度变化时发生,例如烹饪后冷却或解冻冷冻食品时。通过使用改性淀粉或添加适当的乳化剂,可以减少不受欢迎的回生。
糊化和凝胶形成
当淀粉以水悬浮液的形式加热时,在达到一定温度后,淀粉粒会被破坏。膨胀继续增加,直至淀粉粒中的直链淀粉溢出。这个过程称为糊化。粘度增加,淀粉-水混合物的透明度和电导率也随之增加。这是一种结构粘性溶液,其粘度随着溶液搅拌或剪切的强度增加而减少。冷却时,溶液变得更透明,葡萄糖链平行排列并形成新的氢键。根据淀粉的种类,会形成不同稳定性的凝胶。
这种结构粘性行为与初始状态完全相反。“淀粉在水中的悬浮液”是膨胀性的。剪切应力越高,粘度增加得越多。
淀粉衍生物的应用实例
食品和饮料:
- 作为速食食品的添加剂
- 作为膳食补充片的填充剂
- 作为速溶饮料的粘度调节剂和浑浊剂
- 在制作甜点时增加奶油感
- 用于冷冻即食食品的酱料调节
- 作为香料和调味品精制的基础
- 在香肠和肉类加工中提高水分保持能力
- 作为大型厨房和食堂的粘合剂
- 作为味精的填充剂
- 作为糖的添加剂,用于用脂肪包裹颗粒
- 作为烘焙剂和即用面粉的添加剂
- 作为面包屑的调节剂
药品:
- 作为医用手套的润滑剂
- 作为填充剂,使药片达到便于携带的大小
- 作为药片的包衣剂和崩解剂
- 作为医用粉末和除臭剂的基础
- 作为药物活性成分的粘合剂
- 用于稀释化妆品腮红
- 作为分离剂和润滑剂,确保药片压片机的顺畅运行
- 作为粉末剂,使粘性颗粒永久分离
- 作为乳霜、乳液、软膏甚至气雾剂的粘度调节剂
冶金、采矿、造纸、化工、家居用品:
- 用于制造水处理用的絮凝剂和消泡剂
- 用于制造隧道和地钻冷却润滑剂
- 用于调节混凝土泵送的流动性
- 用于铸造行业的型砂调节
- 在纺织制造中,用于平滑棉线以便无磨损地编织
- 作为邮票和瓦楞纸板的粘合剂
- 用于制造木胶
- 作为造纸过程中的平滑剂和调节剂
[Translate to 中文:] 直链淀粉含量和颗粒大小
根据不同的淀粉种类,淀粉颗粒的大小也不同。马铃薯淀粉颗粒的直径可以超过100微米,小麦淀粉为2到35微米,玉米淀粉为5到25微米,而苋菜淀粉仅为0.5到3微米。小麦淀粉表现出双峰分布的淀粉颗粒。这被利用来生产一方面是高纯度的A型小麦淀粉(20 - 35微米),另一方面是具有较高杂质的小颗粒B型小麦淀粉(2 - 10微米)。
根据来源不同,淀粉通常含有14%到27%的直链淀粉和73%到86%的支链淀粉。然而,特殊的植物育种也能提供含有高达99%支链淀粉或高达85%直链淀粉的淀粉。
具有无定形或晶体结构的淀粉颗粒
麦芽糊精,例如用于速溶饮料、调味品、果料和冰淇淋,可以通过这种方式高效获得。淀粉在水中与α-淀粉酶一起在缓慢搅拌下悬浮并缓慢加热。在此过程中,在不同温度下保持特定的搅拌和停留时间,以实现尽可能完全的酶解。随后,悬浮液被多次洗涤、离心并热干燥。
如果在偏振光下显微镜观察淀粉颗粒,原生淀粉的完整性很容易被证明。由于双折射,原生淀粉颗粒在显微镜下呈现出带有暗十字的闪光,而处理过的淀粉颗粒则呈现单色且没有十字——显然是因为它们的晶体结构被破坏了。
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