工艺技术_番茄粉生产的干燥工艺技术

第十三届全国干燥会议论文集 番茄粉生产的干燥技术 王宝和，王喜忠 ( 大连理工大学化工学院，辽宁大连1 1 6 0 2 4 ) 摘要简要介绍了番茄粉生产的工艺流程，系统讨论了番茄酱的三种非常规喷雾干燥 技术特点，并对番茄粉生产的几种组合喷雾干燥工艺流程进行了综合评述。 关键词番茄粉番茄酱喷雾干燥组合干燥 D r y i n gT e c h n o l o g yf o rP r o d u c t i o n o fT o m a t oP o w d e r W A N GB a o - h e ，W A N GX - z h o n g ( S c h o o lo f 涮c a lE a g i n r i n g ，D a l i 蛆U n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y , D a l i a nl1 5 0 2 4 ，C h i n a ) A b s t r a c t 陬e d l l 他f o rp r o d u c t i o no ft o m a t op o w d e ri ss i m p l yi n t r o d u c e d C h a r a c t e r i s t i c s o ft h r e ek i n d so fn o n c o n v e n t i o n a ls p r a y i n gd r y i n gt e c h n o l o g yf o rt o m a t op u l pi sd i s c u s s e d A n d p r o c e s sf l o w o fs e v e r a lk i n d so fc o m b i n a t i o nd I y i n gf o rp r o d u c t i o no ft o m a t op o w d e ri sr c v i c w l i nd e m 1 K e yw o r d s 幻m 砒op o w d e r t o n - 迓t op u l p s p r a yd r y i n gc o m b i n a t i o n 山姐n g 前言 番茄又称西红柿色泽鲜艳亮红，酸甜适口，肉质鲜美，皮薄多汁，营养丰富。番茄中 含有1 3 种维生素及1 7 种矿物质，还含有丰富的番茄红素，有“植物黄金”之称【I l 。番茄红 素是自然界中最强的抗氧化剂之一，具有极强的清除自由基能力，对防治前列腺癌、肺癌、 乳腺癌、子宫癌等有显著效果。但番茄的含水量很高( 可达9 5 ) ，在微生物的作用下，很 容易腐烂变质，保质期较短口1 。如果将番茄加工制备成番茄粉，不但可以大大降低成品的含 水量，还可以减少包装、运输、贮藏中的成本，而且还能够在室温下长期保藏。 番茄的干燥方法有很多种，如热风干燥法、冷冻干燥法、真空干燥法、膨化干燥法、滚 筒干燥法，常规喷雾干燥法等“。热风干燥法是在较高温度下进行，番茄中营养成分损失 较大：冷冻干燥法和真空干燥法是在真空条件下进行，成本较高，过程控制复杂：膨化干燥 法的过程控制复杂，真空条件高，产品价格比较昂贵：滚筒干燥法得到的产品水分含量较高： 常规喷雾干燥法，在干燥过程中也容易产生黏壁和焦化现象。大量研究表明，番茄是一种热 敏性物料，软化点较低，高温下具有热塑性：成熟番茄中果胶和糖的含量均较丰富，含水量 较高；干燥至安全水分所需的时间比较长，采用常规的干燥技术，很难生产出高质量的番茄 粉产品。因此，就出现了番茄酱的非常规喷雾干燥技术、喷雾干燥与其他干燥相结合的组合 干燥技术本文将对这些干燥技术的特点及流程进行评述。 番茄粉生产的工艺流程 将番茄加工成番茄粉，通常有2 种方法恒“：将番茄切片后，经干燥和超微粉碎加工 成番茄粉；将鲜番茄破碎打浆后，经真空浓缩和干燥制成番茄粉目前，工业上常采用第 二种方法，其流程如图l 所示具体操作要点是： 原料选择：选用新鲜成熟、色泽亮红、香味俱佳、无病虫害的番茄作为原料 清洗：用流动清水洗净果皮上附着的泥沙土、杂质及残留的农药等微生物必要时 用高锰酸钾溶液漂洗后，再用清水冲洗 破碎打浆：采用打浆机将番茄破碎制成浆液，有热碎法和冷碎法两种方法。所谓热 碎法是先将常温下的番茄打碎再把浆液快速加热至8 5 9 0 ；或先快速将番茄预热至8 5 “ - 第十三届全国干燥会议论文集 9 0 后，再破碎：加热温度的控制取决于番茄种类和最终粉末规格。快速加热会使番茄中酶 遭到破坏，可防止番茄中果胶的分解，还会将附着在番茄耔表面的树胶物质( 这种物质与果 胶一起，有助于得到浆糊液) 释出。冷碎法是在室温下将番茄打碎制成浆液，并在贮罐中放 置数秒钟或几分钟。在放置过程中，被打碎的番茄释出的酶起到分解果胶催化剂作用，因此， 冷碎法比热碎法得到的番茄浆液更容易进行喷雾干燥。此外，冷碎法得到的番茄浆液在 6 0 秒钟后其中的固体就沉降了，而热碎法得到的番茄浆液中的固体不会沉降，一直保持着 均匀悬浮状态，因此，冷碎法得到的番茄浆液经喷雾干燥后得到的粉末不够均匀 过滤：过滤除去番茄浆液中的果皮、种子、纤维 真空浓缩：为提高番茄粉生产装置的经济性，番茄浆液需要在真空条件下，在多效 蒸发器中从固含量为5 浓缩到2 6 3 2 ( 热碎法) ，( 冷碎法为3 8 4 8 ) 的番茄酱 均质：选用高压均质机( 压力为3 0 M P a ) 对番茄酱进行均质，以利于喷雾干燥。均 质过程中，可向番茄酱中添加1 - - - 2 的食盐调味，并加入0 0 3 的苯甲酸钠防腐保鲜。 干燥：热破碎番茄酱可在固含量2 6 3 2 的浓度范围内进行喷雾干燥，而冷破碎 番茄酱可在3 8 - - 4 8 的商固含量下进行喷雾干燥；以番茄酱为原料，要生产出高质量的番 茄粉产品，干燥是一个非常重要的生产环节，下文将对番茄粉生产的干燥技术进行详细地讨 论。 产品包装：番茄粉产品( 含水3 3 5 ) 吸湿性很强，应立即用塑料食品袋密封 包装，最好在惰性气体( 氮或二氧化碳) 中包装，以使产品获得更长的保存时间。 圈1 番茄粉生产的一般工艺漉翟 2 番茄酱的非常规喷雾干燥技术 以番茄酱为原料，采用非常规的喷雾干燥技术，才可能得到高质量的番茄粉产品。这些 非常规的喷雾干燥技术包括：低温除湿空气的喷雾干燥技术、带有壁面冷却的喷雾干燥技术 及组合喷雾干燥技术等。 2 1 低温除湿空气的喷雾干燥技术 这种低温除湿空气的喷雾干燥技术。所用的干燥介质为低温除湿空气，雾化器有喷嘴式 和旋转式两种，空气与雾滴接触的方式有并流式或逆流式。由于干燥介质温度低，蒸发速率 小，在喷雾干燥室中使液滴降落到底部有足够的干燥停留时间，就需要喷雾干燥塔的高度非 常高，往往高达数l O m 据报道。”，一采用低速旋转雾化器的干燥塔直径为1 5 m ，高为7 6 m 进口除湿空气温度为5 2 ，番茄粉产量只有2 0 0 k g h 。虽然这种方法生产出的番茄粉产品的 颜色、香味和颗粒流动性等方面都很好，但生产装置投资和操作费用都很高，一般很少采用 2 2 带有壁面冷却的喷雾干燥技术 采用中等干燥空气温度的带有壁面冷却的喷雾干燥装置如图2 所示饽番茄粉是一种热 敏性物料，其软化点较低，喷雾干燥室内壁温度应保持在4 0 5 0 “ C 之间，以保证附着于干 燥室的番茄粉不致结成硬块或变质。因此，喷雾干燥塔的圆柱体及下锥体部分要设置冷却夹 * 十= 月目f * * Z $ 套，用室温宁气对f 蠼室内壁面进行H 却。从干燥室哭套来的这部升棱预热T 的空气目 H 境空气一起进八尘气加热g 被热到1 3 0 2 0 0 “ C 作为F 燥介质再进 喷薯f 燥室。从 空气流中沉降至干燥室下锥体竖面上的半干番茄粉产品，在内壁上m 成1 2 2 5 皿的松散层， 电锤或气锤的敲击F tU 块状彤各蘑自J 十燥室T 目的密封式带式输送g 上进 包装重进 行吐菏、称重、包装。 圈2 带墨面抟却的嘻霉干爆薹量 l _ 空气入口z 滤清嚣3 一吼机4 - 空气加热器5 热空气分布g ；6 雾化器：7 挎却夹奁 空气八口： 8f 燥室：9 一旋风升离嚣1 0 _ 带式输送器：I l - 包装室；1 2 一振动啼：1 3 一称盈和包装 2 , 3 组合喷雾干燥技术 上进* 育壁面狰却崎雾f 燥装置中。少部骨直接从喷雾f 燥塔薄下来的产品古水量 较丈，另一部丹从二燥塔锥体壁面上落T 米的产8 为粉状和块状的混合物，其耆水量不够均 匀。为解决这些问题，就出现了喷雾十燥与其惶十燥相结合的组台干燥技术如振动流化床 与喷雾干燥( 包括旋转式喷雾，力式或气流式喷雾的t 嘎蠕或多疃嘴) 的组台、压力式喷 雾( 包括立式或卧式干漂塔) 与输送带式f 燥的组台等，关干这些组台喷雾干燥的流程盈特 点，将在下文进行详细讨论。 3 番茄粉生产的组合喷雾干燥技术 31 旋转式喷雾振动流化床的组台干燥技术 旋转式喷雾一振动流化床的组台十燥流程如图3 所示。由于番茄酱的牯度较大，采用 旋转雾化g T 易拄生堵塞问最这足其盘m 的优点。另外K 睦喷雾盛大小，只需要一台雾 化器即可，操作与维修也比较方便。 一一一一 一一= = = = = 1 一 田3 蕈转式疃雾- 摄动澎化床的组古千蜃童程“ 3 4 4 第十= 目全置f 惧论女4 3 2 压力式喷雾振动流化床的组台干燥技术 力式喷雾一振动瀛化床的组合十燥漉程如雷4 和圈5 所示。为恒* 茄耪产品水音量达 到要求在喷雾干燥塔底部串鞋一振动流化床作为= 擐干燥和冷# 。压力式雾化嚣的操作压 力为8 2 0 肝a ，根据m 理量的大小，可以采用单喷嘴操作，亦以采用多喷嘴操作。通过 改变压力式喷嘴尺寸和操作压力来调节产品粒度，可以获得较大的颗粒直径番茄粉产品 圈5 是对圈4 赢程的改进，目班控中增加了一十振动输送槽，其作用有二个振动有 利于辕送块状番茄粉物科： 由于番茄粉是一种净脆性物料，通 陈湿低温空气可在输送 中使其槛冷却破碎 固4 压力式蘑霉量动菠化库的蛆台干曩童疆“” 9 一 气过滤嚣：2 ，71 卜R 机3 ，l I 空气加热器：4 净自风厦气幕H 。喷雾。臻宣 6 一H 渣泵8 一旋R 丹离g 1 2 一振动褫化床l3 - 分机 一 ，i ，j 一= u4 一- ：二= ! ? 。 卫j ? “：+ 。7 ，一一， i 7 。 。= ziv - t * 圳L 。? ， ，P ，-1 圈5 压力盘曩雾量动鼍化库的坦台千曩醒 ” 第十= 月全崮十燥e t Z m 33 压力式喷雾输送带式的组合干操技术 压力式喷雾输送带式的组台干燥卫可分为圆柱形喷雾塔和圆锥形喷雾塔与输送带式的 组合f 燥两种形式。 3 3I 圆柱形喷雾塔- 输送带式的组台干燥技术 圆柱形蹬雾塔- 输送带式的组台干燥流程如图6 所示“，少部升直接从喷雾干燥塔落下 来的产品吉水量较大，另部分趴干燥塔锥体壁面上蘑下来的产品为粉状和块状的混合物， 其吉水量不够均匀如果采用振动流化床对其继续千燥就含出现太块可能沉耘在床面上，锟 难保证振动流化床的E 常操作容易出现堵塞等问题如果在喷雾f 燥塔底都串联一输送带 式干垛嚣裁日以解决太块物料的连续输送和f 候问题。此外，还日以将输送带式干燥器分 十燥和冷却段。以选到晟终的f 爆要求。这种操作使番茄粉颗粒在最粘的十燥阶段，不是 处在空中旋转状态，而是在输送带上保持一个稳定的耪体层番茄耪干燥和净却的停留时问， 可通过改变输避带的长度和速度来调节实现。此外，这种十燥流程的细粉回收系统比较简单， 一般采用一缎旋R 分离或布袋过滤，就可呲满足兜许的颗拉排放标准。但这种流程的厂房高 度较高 o J ： _ 一 事j 。* j I L 坐 忑1 ：1 一o ，B 固6 圆拄融曩霉塔输送带式的组台千爆麓爱“” 一空气过滤器2 一R 机t3 一空气加热器： _ 加热凤及气幕R ：5 一疃雾干燥蟮：6 一辩液囊 7 一旋转风厦脉冲风；8 一输送带式干燥器：9 旋风分离器：l p 揖动流化床；I l 一筛丹帆 3 3 1 圆锥形喷雾塔输送带式曲组音干燥技术 圆锥形喷雾塔输进带式的组台干燥流程如圈7 所示“。与圆柱形喷雾培输进带式的 组合干燥流程相比，其突出的优点是喷雾干燥塔不品出现粘壁问嚣抖渣可采用压力式或气 流式喷嘴雾化输送带E 啦的产日层厚度通常为l O 2 嘶 冀 广； 十! 目目十埠会“皓Z 集 一苎i 篙 = o m 长焉 e = = = = 二以目 圈7 田罐形嚷霉塔输送带式的饵合干蕾毫”。”。 34 卧式压力式喷雾输送带式的组台干燥技术 卧式压力式疃雾一输送带式的组音f 慷流程如图8 研示“。若f 十水1 m 置舯压力式 喷嘴P ! 的藏与甫绕每个喷嘴旋转的热空1 接触干燥半干的番茄粉自目降落到输送带 上继续- 。燥，住；蝇器的尾部发置一自置脉冲布袋过滤嚣，将废气十夹带的缅册分离F 来， 蒂 I 输送* ，髓P 目一起# 干懂窜，这# 燥沉程的特点足装爱高度低，造价也低。 呵8 卧式压力式嘻雾袖进带式的蛆台千爆洼程”。1 4 结束语 我国是番茄种擅大国，产量仅次f 美国位居世界第= 。目前，我国农村的许多地区多 胃自然琼日米加I 脱水番茄制品这样的十燥方式生产的产品质量差，不符台卫生要求产 品难以避 国自外市场。虽然I 业已经来用一些非常规喷雾干燥技术进行了番茄粉生产 这些f 燥装置都存在T 同程度的缺陷有待避一步完菩因此为生产出在色素保存、月 嗦物质保存、营养成份保存、抑制褐变厦外理控制等方面俱佳的高质量番茄粉产品，要加强 对番茄精生产的新十燥拄术开发研究，还要对现有这些非常规喷雾干燥及喷雾组台干燥的I 艺沆程I 艺参数进行忧化研究 一_ _ 札 f _ 第十三届全国干燥会议论文集 参考文献 【1 】陈月荚番茄的加工利用现状晨发展趋势【J 】农产品加工，2 0 0 5 ，( 3 ) ：5 5 5 6 【2 】罗昌荣，麻建四许时耍番茄耪的加工方法比较【J 】食品科技2 0 0 1 ( 1 ) ：2 9 3 2 【3 】A M G o u l L K G A c h m o p o u i o s S p r a y 由y i n gt x - f f so fah b o r a t o r ys p r a yd r y 玎f o rt o m a t op o w d 曩 p r c p a n t i o n J O u , i 呜T e c h n o l o g y , 2 0 0 3 ，2 2 ( 瓤1 1 2 9 1 1 5 1 【4 】A M G o u h , K G A d a m o p o u l o s N A K a z a k i s 1 n f l u , n o fs p r a yd f y i n gc o n d i t i o n , O t it o m a t op 0 砌 删c s 【J 】D r y i n gT e c h n o l o g y , 2 0 0 4 2I ( 7 ) ：1 2 7 3 - 1 2 8 9 【5 】张仲，屯邵琳两种方法加工番茄粉的对比【J 】农产品加工擘刊。2 0 0 9 ( 1 0 ：1 0 9 1 1 1 1 1 5 【6 】6 陈固州刘娅王小平番茄粉喷雾干爆工艺的优化【J 】农产品加工擘刊，2 0 1 0 ，( 1 1 ) ：5 8 - 5 9 【7 】7K M a s t e r s S p r a y D l f y i 唱H a n d b o o k ( f i f t h e d ) 【M 】N e w Y o r k ：J o h n W i k y & S o n s I n c l l ：6 3 3