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磨面机面粉热处理工艺

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  目前专用粉的生产是围绕两个方面的技术展开的:
  1)通过配麦和对不同来源的面粉进行合理搭配的配粉技术;
  2)采用化学或生物方法生产的添加剂进行的添加剂改良技术。
  例如,通过典型的配麦和配粉方式生产饼干专用粉,但这种是以小麦本身筋力较低为前提条件。由于供货渠道、运输和储藏的原因,这种方式受到原麦价格和成本的影响较大,这一点对于大多数企业来说是一样的,也就是说在加工设备同等水平的条件下,制造同等质量的面粉的成本应该是类似的。
  采用化学或生物方法合成或提取的添加剂是改善面粉质量的另一条途径,典型的如增白剂、增筋利、乳化稳定剂等。使用添加剂有两个方面的局限,一是绝大多数添加剂的使用存在安全用量方面的限制,使用不当或超出使用量容易造成质量问题,这也是造成我国食品安全的一个因素,消费者对食品安全的顾虑会最终影响到遵守规章的厂家的市场利益。二是添加剂所起的作用非常有限,不能从根本上解决问题。采用上述两种方法能够获得很多令人满意的专用粉,但是有些是不可能的,比如高比蛋糕粉。
  专用面粉的制造中,常常还要用到一种重要的原料:淀粉或变性淀粉。在淀粉含量多达70%以上的面粉中添加变性淀粉,其原因就在于面粉中的淀粉本身不能提供变性淀粉所具有的保水、增稠、耐剪切等性质,但这些性质纯粹靠添加变性淀粉也难以矫正和完成的,并且需要增加一定的成本。同时,绝大多数变性淀粉的生产仍然是采用化学方法,少不了酸、碱和各种脂化、醚化、交联等化学试剂的使用。因此,变性淀粉的添加量也应该是有限制的。
  专用粉的兴起是食品工业化进程逐步深入的体现,配麦和配粉技术是最基本的手段,添加剂的使用在不断推广和深入之中。而国外最近几年开发出来的面粉热处理和改性技术则是在食品添加剂领域出现的一个崭新的概念,它在面粉增值利用、降低成本和实现更高利润空间方面,给我国面粉业提供了新的机遇。
  1、面粉干燥,面粉的干燥可以有不同的目标。通过降低原面粉的菌群数量,同时调整面粉的水分至标准所允许的水平,提高保质期的同时,又降低成本。
  1.1、一般性灭菌,在一些专用粉生产中,面粉需要实现特定的灭菌,如可能用于婴儿或特殊人群的面粉,此时需要将面粉中的菌群数降低至较低水平。
  1.2、降低含水率,在一些特定产区和季节,特别是某些专用粉(加酵母)的生产中,需要将面粉的水分降至7-8%以下,以有利于产品的保存。
  1.3、深度灭菌,在生产添加了鸡蛋、牛奶等物质的面粉产品时,可以实现高级别的灭菌。
  2、面粉改性,面粉改性可能是分别针对两个不同的修改对象而进行的:谷朊粉和淀粉。
  2.1、淀粉糊化,淀粉的预糊化可使得面粉具有较好的冷水粘度。该性质使得面粉可以部分或全部替代以往食品工业所使用的淀粉或变性淀粉。基于这种纯物理加工的原材料在健康方面具有良好的口碑,已得到广泛的认可。
  1)、作为肉馅的保水剂,用于汉堡包,使得加工时肉中的水分不会浸湿面饼,改善口感;
  2)、作为裹炸粉的基材,用于炸鸡和炸鱼排,它是调味糊的主要赋形剂,使得加工后的肉食不会与挂糊层间分离,并具有少吸油、炸后松脆的特点;
  3)、作为调料的增稠剂,用于调味品,具有最佳的质感、口感和冻融稳定性;
  4)、作为肉制品的填充料,用于香肠,部分替代淀粉作为填充物和保水剂;
  5)、作为粘合剂,用于胶合板、邮票等工业用途;
  6)、生产面包屑,直接从面粉一步生产面包屑;
  2.2、谷朊粉断链,通过对面筋进行热变性,打断蛋白质链,面团会获得不同的性质。
  1)、在不能使用氯气处理面粉时,可通过谷朊粉的断链,生产出较普通粉性质得到明显改善的蛋糕粉(发起高度和免塌陷回缩);
  2)、在低筋小麦较不易得的地区,采用廉价的中筋小麦,进行谷朊粉断链,用于饼干生产,可以获得令人满意的平展性;
  3、胚芽粉酶灭活,胚芽酶灭活的彻底性及其在常温下保存的时间,是这种众所周知的高营养物质实现商品化的关键。胚芽粉的加工对象可以是全脂胚芽,也可以是部分脱脂后的胚芽。
  3.1、干热法灭活,对胚芽进行高温热干燥,可以去除绝大部分水分(产品水分<1.5%),实现不同程度的焙烤,获得香味。该产品大约可获得2-3个月以上的货架期(常温非真空保存)。
  3.2、湿热法灭活,对胚芽首先进行蒸汽蒸煮灭酶,之后进行热干燥,可以去除大部分水分(产品水分<10%),实现不同程度的焙烤以获得香味,由于灭酶彻底,应能获得较干热法更长的货架期(常温非真空保存)。胚芽的妥善保存使得生产高品质的全麦粉以及开发功能食品成为可能。
  4、麦麸酶灭活和食品化,麦麸处理的关键在于焙烤深度和最终口感。它也可以有两种不同的处理模式:
  4.1、干热法酶灭活,对麦麸进行高温热干燥,去除绝大部分水分(产品水分<1.5%),实现不同程度的焙烤,获得香味和脆性口感。
  4.2、湿热法酶灭活,对麦麸首先进行蒸汽蒸煮灭酶,之后进行热干燥,去除绝大部分水分,实现不同程度的焙烤以获得香味和脆性口感,彻底去除原麦麸所具有的、可能令人产生不愉快的腥味和涩感。
  麦麸的保存使得生产高品质的全麦粉、开发功能食品成为可能。目前麦麸的一项主要用途是生产减肥饼干,焙烤深度、色泽、气味范围之宽,已使之实现较大添加量(约40%)。个别客户开发的深度焙烤,焦糖化效果甚至可以大幅度替代可可粉。
  二、面粉热处理工艺简介
  目前国际上成熟热处理面粉工艺主要有美国里奇产品公司、意大利涡龙设备与工艺公司和瑞士布勒设备工程有限公司等。其中前两家公司的工艺先进复杂,产品需要单独厂房,布置和面粉厂是类似的,一般为3~4层厂房,加热方式为涡轮干燥器或流化床。具体工艺流程见附图1和2.其中,布勒公司的热处理工艺分两步,在产量方面,不同的产品,由于处理过程和深度不同,其产能是不同的。在能耗方面,根据处理深度的不同,热能和电能的消耗有较大不同。总体来说,产品的增值会远远大于直接成本的支出。
  目前,规模化应用于面粉厂的热处理工艺或案例还很少,本文就美国GRAINCORP公司的面粉热处理工艺和相关实验情况介绍如下
  1)、一次热处理工艺流程
  由面粉车间后处理部分压运输送的面粉进入热处理工艺部分的暂存仓,经过磁选和流量秤进行计量控制,通过喂料装置将粉体喂料到热处理设备,产量由设备多少和组合,可调整产量大小,同时加入热水蒸汽,其温度根据工艺要求进行控制。物料经过多次循环输送,在内壁形成一层动态的物料薄层,该薄层以一定的速率从设备进料一侧向另一侧呈螺线型运动,在这个过程中完成接触、反应、灭菌等热处理。
  面粉在热处理设备后,物料由密相气力输送到沙克龙进行气固分离,被分离器出口处的环境空气带入第二个沙克龙进行冷却和分离,从第三个沙克龙排出和收集;这三次分离过程中均由热交换器在密相气力输送料柱中通入热空气干燥面粉,具体的干燥温度随工艺递减。
  经沙克龙分离后的物料通过打板圆筛分粗细物料,细物料通过磁选和杀虫机,然后气力输送提升,经小方筛分离,合格物料再次通过磁选和杀虫工序后,经正压气力输送到面粉暂存仓。部分大颗粒物料经粉碎机粉碎后再次通过小方筛分离,合格面粉则输送到暂存仓;其余不合格物料则重新进行热处理或用作其他。
  2)、二次面粉热处理工艺流程
  由面粉车间后处理部分压运输送的面粉进入热处理工艺部分的暂存仓,物料由密相气力输送到沙克龙进行气固分离,被分离器出口处的环境空气带入第二个沙克龙进行冷却和分离,分离后的物料进入热处理设备,在由气力输送提升、分离进入打圆筛和杀虫工序;这三次分离过程中均由热交换器在密相气力输送料柱中通入热空气干燥面粉,具体的干燥温度随工艺递减。
  经粉碎后的物料再次气力输送提升后,净流量均匀喂料后经面粉热处理设备,同时加入热水蒸汽,其温度根据工艺要求进行控制。物料经过多次循环输送,在内壁形成一层动态的物料薄层,该薄层以一定的速率从设备进料一侧向另一侧呈螺线型运动,在这个过程中完成接触、反应、灭菌等热处理。
  经沙克龙分离后的物料通过打板圆筛分粗细物料,细物料通过磁选和杀虫机,然后气力输送提升,经小方筛分离,合格物料再次通过磁选,杀虫工序后经正压气力输送到面粉暂存仓。部分大颗粒物料经粉碎机粉碎后再次通过小方筛分离,合格面粉则输送到暂存仓;其余不合格物料则重新进行热处理或用作其他。
  3)、控制系统
  自动化控制系统采用组态软件+PLC的基本控制方式,上位机通过与PLC及智能仪表通讯实现对各个设备的监测与控制,PLC通过内部程序能够独立运行。上位机采用工业计算机,生产工艺路线在计算机界面能够模拟显示。工艺参数点数据可以实现计算机界面显示、调整、设定,并进入程序。工艺运行参数可随机调取、打印,故障监控可实现故障点、故障类型、发生时间的瞬间记录和报警功能。配置了智能电度表,实时记录热处理过程的能耗数据。
  三、面粉热处理的控制指标
  在上述面粉热处理工艺中,对于两步骤的面粉热处理工艺,脱水步骤在气流干燥器内的温度为180~2450F(控制在205~2250F),面粉在设备中的留存时间为5-20秒。脱水后的面粉在间接加热设备中在260~3300F(控制在290~3250F)的温度下加热,加热时间为2-20分钟(控制在2-6分钟),从热交换器出来的面粉温度为245~3200F(控制在270~3050F),面粉的水分含量则增加到6%-10%。
  对一步骤的面粉热处理工艺,在290~3300F(控制在295~3250F)下加热面粉2-20分钟(一般控制在2-8分钟,优选3-5分钟),热处理后面粉的水分含量在1.5-4.1%之间。冷却后,热处理面粉的水分含量通常至少是2%,这样,水分活性是0.15-0.55.可以通过技术措施增加到所需水分含量6-10%。热处理后的蛋白质与未处理前相比至少7%的变性,如果低于6%,那么用面粉做成的生面团质量和或性能不理想,经过面粉热处理工艺会导致面粉中至少80%的面粉颗粒粒径在90-150微米之间,同时热处理过程中(包括前、中、后)可以根据需要添加维生素、矿物质、盐、调味品或酶制剂等添加剂以适应产品需要。


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