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    噴霧干燥機制備酸奶粉的方法 時間:2019.02.12
    酸奶經過發酵后,風味獨特,營養價值高,里面含有大量的益生菌,局限是不宜長期保存和長途運輸,同時在保存和銷售過程中需要冷藏的條件,一定程度上增加了酸奶的成本。將制備的酸奶經過現代生產技術制備得到酸奶粉,解決了酸奶遇到的問題,延長了貨期,方便快捷,同時可以用作發酵劑,極大地擴展了酸奶的應用范圍,降低了成本,提高了酸奶的價值。近年來由于酸奶粉特殊的作用,引起了國內一些學者的重視。 本文主要通過酸奶在噴霧干燥時固形物含量、進料流量、進風量、出風溫度四個因素,最終以酸奶粉中的活菌存活率和水分含量為評價指標,來研究酸奶粉的最佳制備工藝條件。 
    小型噴霧干燥機
    (http://www.atkooo.com/product5/5.html)

    1 試驗材料與設備 
    1.1 試驗材料 
    酸奶:包頭騎士酸奶 
    菌種:丹尼斯克 
     
    2 試驗方法 
    2.1 單因素試驗 
    2.1.1 物料固形物含量對噴霧干燥效果的影響 
    固定進風量為40m3/h,進料流量為4mL/min,出風溫度為80℃的條件,將物料固形物含量分別設定為30%、35%、40%、45%、50%,分別經過噴霧干燥技術得到酸奶粉,測定酸奶粉中的活菌數存活率和水分含量,確定最佳的固形物含量。 
    2.1.2 進料流量對噴霧干燥效果的影響 
    固定進風量為40m3/h,固形物含量為40%,出風溫度為80℃的條件,將進料流量分別設定為2mL/min、3mL/min、4mL/min、5mL/min、6mL/min,分別經過噴霧干燥技術得到酸奶粉,測定酸奶粉中的活菌數存活率和水分含量,確定最佳的進料流量。 
    2.1.3 進風量對噴霧干燥效果的影響 
    固定進料流量為4mL/min,固形物含量為40%,出風溫度為80℃的條件,將進風量分別設定為30m3/h、35m3/h、40m3/h、45m3/h、50m3/h,分別經過噴霧干燥技術得到酸奶粉,測定酸奶粉中的活菌數存活率和水分含量,確定最佳的進風量。 
    2.1.4 出風溫度對噴霧干燥效果的影響 
    固定進料流量為4mL/min,固形物含量為40%,進風量為40m3/h的條件,將進風溫度分別設定為60℃、70℃、80℃、90℃、100℃,分別經過噴霧干燥技術得到酸奶粉,測定酸奶粉中的活菌數存活率和水分含量,確定最佳的出風溫度。 
    2.2 噴霧干燥的正交試驗 
    在單因素的基礎上,考察固形物含量、進料流量、進風量、出風溫度四個因素,以酸奶粉中的活菌存活率和水分含量為評價指標,研究酸奶粉的最佳制備工藝,因素水平表如表2所示。 
      
    3 試驗結果與分析 

    3.1 單因素試驗 
    3.1.1 固形物含量對噴霧干燥效果的影響 
    隨著物料固形物含量的增加,菌體存活率呈先升高后下降的趨勢,而水分含量呈不斷下降的趨勢。這是因為隨著固形物含量的增加,添加的脫脂乳粉的含量增加,其起到了保護劑的作用,所以得到酸奶粉的活菌數呈現上升的趨勢;隨著固形物含量的進一步升高,活菌數發生下降,由于干物質濃度的增加,物料的流動性較差,部分物料會堵塞噴嘴,霧化效果較差。隨著固形物含量的增加,本身物料水分含量降低,再經過噴霧干燥的過程,水分蒸發,水分含量呈不斷下降的趨勢。在固形物含量為40%左右時,得到的菌體的存活率較高,同時水分含量處于較低的水平。 
    3.1.2 進料流量對噴霧干燥效果的影響 
    隨著進料流量的增加,菌體存活率呈現先上升后下降的趨勢,而物料的水分含量呈上升的趨勢。這是因為進料流量較低時,霧滴干燥完全,得到物料的水分含量較低,同時菌體的存活率較低;隨著進料流量的增加,霧滴接觸熱量時間較短,菌體存活率升高,水分含量增加;當進料流量進一步增加時,使得霧滴不斷的積蓄變大且在濕度較大的空氣介質中,物料的干燥效果,出現粘壁和結塊現象,此時霧滴與熱空氣的接觸時間變長,活菌率自然下降,同時在消耗相同能力的情況下,水分含量進一步增加;在進料流量在4mL/min時,菌體存活率較高,水分含量相對較低。 
    3.1.3 進風量對噴霧干燥效果的影響 
    菌體的存活率呈現先升高后下降的趨勢,水分含量呈現先下降后上升的趨勢。這是因為進風量太小時,物料分散粒度較小,水分揮發不充分,含水量較大,此時容易出現粘壁和結塊現象,得到的產品較少,菌體存活率較低;隨著進風量增加,粘壁效果較低,得到的產品較多,菌體存活率上升,同時產品水分含量降低;當進風量進一步增大,水分含量略有提高,這是由于風速過高,粉末也不能完全干燥,碰到干燥室和旋風器內壁時粘附其上,另外風速太高,一部分粉末隨廢氣排出,致使出風口過濾網上有大量粉塵,造成產品得率下降,菌體存活率下降;當進風量為40m3/h時,得到產品的菌體存活率較高,水分含量相對較低。   3.1.4 出風溫度對噴霧干燥效果的影響 
    隨著出風溫度升高,菌體存活率和水分含量都呈現不斷先下降的趨勢。這是由于出風溫度升高時,干燥塔中的干燥空氣不斷的加熱,使得霧滴更容易失去水分完全形成玻璃化,從而是表面變硬而排出干燥塔成為粉料,少數未排除的玻璃體被重新加熱而產生粘壁和結塊現象的,同時物料中的菌體發生損失。但是在水分含量降低的同時,產品中菌體存活率也在不斷的下降;從圖中可以看出,在出風溫度為80℃時,得到產品的菌體存活率較高,同時水分含量處于較低的水平。 
    3.2 噴霧干燥的正交試驗結果 
    得到的正交試驗結果如表3所示,由正交試驗的分析結果可以看出,影響菌體存活率的主次順序依次為D>A>B>C,即為出風溫度>固形物含量>進料流量>進風量,得到的最佳組合為A3B1C3D3,即為固形物含量為45%,進料流量為3mL/min,進風量為45m3/h,出風溫度為90℃,經過驗證性試驗,得到此條件下的菌體存活率為79.24%,水分含量為4.6%。從影響水分含量看樣看出,由于得到產品的水分含量越低越好,因此均值越小越好,極差越小越好,看樣可以得到最佳組合為A3B1C1D3,即為固形物含量為45%,進料流量為3mL/min,進風量為35m3/h,出風溫度為90℃,經過驗證試驗得到,菌體的存活率為77.96%,水分含量為4.32%。綜合考慮,得到產品的品質,活菌數越多越好,水分相對較低即可,得到最佳組合為,固形物含量為45%,進料流量為3mL/min,進風量為45m3/h,出風溫度為90℃。 

    4 結論與討論 
    噴霧干燥機制備酸奶粉的最佳工藝條件為:固形物含量為45%,進料流量為3mL/min,進風量為45m3/h,出風溫度為90℃,得到此條件下的菌體存活率為79.24%,水分含量為4.6%。 


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