本发明专利技术涉及一种可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置，包括雾化系统、制冷系统、真空冷冻、加热系统及控制系统，雾化系统包括空压机、压力雾化器、压力容器、物料容器，空压机通过输压管路与压力容器相连，压力雾化器通过输料管路与压力容器相连；制冷系统包括制冷机、冷凝器、风机、分离除尘器，冷凝器与风机通过冷风循环管路连接至干燥室；真空系统的真空泵通过冷阱连接至干燥室；加热系统为干燥室底部的加热隔板以及电加热器。本发明专利技术制备装置在干燥过程能够去除麦汁中不良挥发性硫化物二甲基硫，制备出完全去除二甲基硫含量的固体麦精粉体，固体麦精粉体复溶后风味极佳。固体麦精粉体复溶后风味极佳。固体麦精粉体复溶后风味极佳。
【技术实现步骤摘要】
可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置及方法
[0001]本专利技术涉及喷雾冷冻干燥
，特别是一种可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置及方法。
技术介绍
[0002]固体麦精粉体(Dry Malt Extract，DME)是麦汁经过干燥除去水分后制备而成的粉体。相比于易变质的麦汁，固体麦精粉体具有耐光、耐热、易运输等优良加工特征。固体麦精粉体复溶后可直接用于啤酒发酵，也可在啤酒制备时灵活添加来调整麦汁浓度。在当前追求高品质和个性化的精酿啤酒市场上，固体麦精粉体具有很大的需求。
[0003]当前市面上固体麦精粉体常采用喷雾干燥生产，但喷雾干燥过程的高温环境易破坏麦汁内营养物质，且制备出的麦精存有易团聚和复水性较差等缺点。少数固体麦精粉体采用冷冻干燥制备，但制备出的冻干麦精需要二次粉碎，导致粉体具有不规则外形和较宽的粒度分布，较差的粉末流动性并影响了装封。
[0004]喷雾冷冻干燥技术是一种新型粉体制备工艺，结合了喷雾干燥与冷冻干燥的优点，真空低温的干燥环境下，制备出粉末状的固体产品。喷雾冷冻干燥能够保持物料之前的生物、化学性质，并且产品溶于水后能够快速复原为干燥前的状态。且由于雾化冻结阶段增加了冻结颗粒的表面积，加快干燥过程中传热与传质的进行，因此相对于冷冻干燥有利的缩短了干燥时间，并能直接获得流动性良好的粉体颗粒。
[0005]麦汁内含有一种易挥发的刺激性硫化物二甲基硫，二甲基硫沸点约为38℃，且不易溶于水，在麦汁内含量过高时会为麦汁带来不良的腐烂玉米气味。在高于70℃温度的环境下，麦汁内原本含有的甲基蛋氨酸会不断热裂解生成二甲基硫，因此在高温环境下进行加工后的麦汁中仍有二甲基硫残留。
[0006]当前市售固体麦精都是由工厂规模的喷雾干燥机制备，在喷雾干燥过程的高温封闭环境下，麦汁液滴内会不断产生甲基蛋氨酸对二甲基硫的热裂解反应，导致制备结束后固体麦精内仍有大量的二甲基硫残留，严重影响固体麦精复溶后的风味。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置，干燥过程能够去除麦汁中的不良挥发性硫化物二甲基硫，制备出具有极低二甲基硫含量的固体麦精粉体，固体麦精粉体复溶后可获得拥有极佳风味的麦汁。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置的喷雾冷冻干燥制备方法。
[0009]本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
[0010]一种降低二甲基硫含量的固体麦精粉体的喷雾冷冻干燥制备装置，其特征在于：包括雾化系统、制冷系统、真空冷冻、加热系统及控制系统，雾化系统包括空压机、压力雾化器、压力容器及物料容器，所述空压机通过输压管路与压力容器相连，所述压力雾化器通过
输料管路与压力容器相连，压力雾化器出口位于物料容器上部，物料容器内盛装与液氮，压力雾化器将压力容器内物料雾化喷出至物料容器内并在物料容器内冻结；制冷系统包括制冷机、冷凝器、风机及分离除尘器，所述制冷机的制冷液通过制冷液第一循环管路缠绕冷凝器循环流回制冷机中，所述冷凝器与风机通过冷风循环管路连接至干燥室；真空系统包括真空泵、冷阱及干燥室，所述制冷机的制冷液通过制冷液第二循环管路缠绕冷阱循环流回制冷机中，所述冷阱通过真空泵由真空管路与干燥室连接；制冷系统及真空系统分别对干燥室进行降温及抽真空，从而在升华干燥阶段在干燥室内形成冷冻干燥空间；加热系统包括干燥室底部的加热隔板以及电加热器，通过加热系统在解析干燥阶段对干燥室物料进行加热；控制系统包括可编程控制器、变频器、电源、控制面板、设置于干燥室内的温度传感器及设置于真空管路上的真空规管。
[0011]而且，所述冷阱、冷凝器、冷风循环管路、制冷液第一、第二循环管路外部均采用保温材料包裹，降低制冷机运行负荷。
[0012]而且，所述干燥室上方中心处设有冷风循环管路的进口，干燥室底端上方处设有冷风循环管路的出口。
[0013]而且，所述压力容器、物料容器、干燥室均为不锈钢材料。
[0014]而且，所述冷阱及冷凝器底部均设置有排水口。
[0015]而且，所述压力雾化器的喷嘴内部装有过滤网。
[0016]而且，所述控制系统还包括安装于冷阱的温度传感器及安装于冷凝器内部的温度传感器。
[0017]而且，所述加热隔板为导热性能良好的不锈钢材料，在加热隔板内部设置电加热器。
[0018]一种基于所述降低二甲基硫含量的固体麦精粉体的喷雾冷冻干燥装置的喷雾冷冻干燥制备方法，其包括以下步骤：
[0019]1)预冷阶段：打开制冷机的制冷液第一循环管路的阀门，关闭其余阀门，制冷液在包裹冷凝器的制冷液第一循环管路管道内循环，设置循环制冷温度为
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80℃，开启制冷机，使冷凝器温度降至
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70℃～
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75℃；打开干燥室相连的冷风循环管路阀门，将干燥室与冷凝器、风机、分离除尘器连通；开启风机，设置风速为5
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6m/s，使干燥室温度降低至
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43～
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46℃，保证干燥室内达到维持冻结物料升华的过冷温度；
[0020]2)雾化阶段：将麦汁物料装入压力容器内，确保压力容器密封；用输料管路、输压管路将压力雾化器、空压机与压力容器相连；开启空压机，调整压力表，直到指针稳定至0.5MPa刻度；物料容器内装入约一半容积的液氮，将压力雾化器置于液氮上方5
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7cm处开始雾化；雾化完毕后关闭空压机，拉动压力容器的泄压阀进行泄压，物料容器内液氮挥发，麦汁物料冻结为球形冰晶的麦汁颗粒，此时麦汁内的二甲基硫全部转化为固相；
[0021]3)升华干燥阶段：打开制冷机的制冷液第二循环管路阀门，关闭制冷机制冷液第一循环管路的阀门，制冷液在包裹冷阱的制冷液第二循环管路管道内循环，使冷阱温度降至
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70℃～
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73℃；关闭风机，关闭冷风循环管道的阀门，将干燥室与冷凝器、风机、分离除尘器隔离；打开干燥室，将物料容器放入干燥室内，闭合并密封干燥室；打开真空管路的阀门，使干燥室与真空泵、冷阱连通，开启真空泵对干燥室内进行真空抽取，冻结为球形冰晶的麦汁颗粒升华干燥为干燥物料，附着于麦汁颗粒表面的二甲基硫被去除；
[0022]4)解析干燥阶段：干燥过程观察控制面板，控制系统显示干燥室内的温度与压力变化，在干燥室内压力降至20Pa时开启加热隔板，设置加热温度为30
‑
40℃；干燥物料中的结合水和与内部残存二甲基硫被去除；继续观察解析干燥过程中的真空度变化，压力到达4.5Pa时干燥结束；
[0023]5)干燥结束：干燥室压力达到要求后停止干燥，首先关闭加热隔板，关闭真空泵，关闭制冷机，打开泄压阀门24进行泄压；当干燥室内压力到达常压时打开干燥室，取出制备好的固体麦精粉体，干燥结束。
[0024]本专利技术的优点和有益效果为：
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置，其特征在于：包括雾化系统、制冷系统、真空冷冻、加热系统及控制系统，雾化系统包括空压机(1)、压力雾化器(9)、压力容器(4)及物料容器(8)，所述空压机(1)通过输压管路与压力容器(4)相连，所述压力雾化器(9)通过输料管路(7)与压力容器(4)相连，压力雾化器(9)出口位于物料容器(8)上部，物料容器(8)内盛装与液氮(10)，压力雾化器(9)将压力容器(4)内物料雾化喷出至物料容器(8)内并在物料容器(8)内冻结；制冷系统包括制冷机(29)、冷凝器(18)、风机(21)及分离除尘器(20)，所述制冷机(29)的制冷液通过制冷液第一循环管路缠绕冷凝器(18)循环流回制冷机(29)中，所述冷凝器(18)与风机(21)通过冷风循环管路连接至干燥室(12)；真空系统包括真空泵(30)、冷阱(23)及干燥室(12)，所述制冷机(29)的制冷液通过制冷液第二循环管路缠绕冷阱(23)循环流回制冷机(29)中，所述冷阱(23)通过真空泵(30)由真空管路与干燥室(12)连接；制冷系统及真空系统分别对干燥室(12)进行降温及抽真空，从而在升华干燥阶段在干燥室(12)内形成冷冻干燥空间；加热系统包括干燥室(12)底部的加热隔(14)以及电加热器，通过加热系统在解析干燥阶段对干燥室(12)物料进行加热；控制系统包括可编程控制器、变频器、电源、控制面板(15)、设置于干燥室(12)内的温度传感器(13)及设置于真空管路上的真空规管(11)。2.根据权利要求1所述的可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置，其特征在于：所述冷阱(23)、冷凝器(18)、冷风循环管路、制冷液第一、第二循环管路外部均采用保温材料包裹，降低制冷机(29)运行负荷。3.根据权利要求1所述的可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置，其特征在于：所述干燥室(12)上方中心处设有冷风循环管路的进口，干燥室(12)底端上方处设有冷风循环管路的出口。4.根据权利要求1所述的可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置，其特征在于：所述压力容器(4)、物料容器(8)、干燥室(12)均为不锈钢材料。5.根据权利要求1所述的可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置，其特征在于：所述冷阱(23)及冷凝器(18)底部均设置有排水口(22)。6.根据权利要求1所述的可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置，其特征在于：所述压力雾化器(9)的喷嘴内部装有过滤网。7.根据权利要求1所述的可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置，其特征在于：所述控制系统还包括安装于冷阱(23)的温度传感器及安装于冷凝器(18)内部的温度传感器。8.根据权利要求1所述的可降低二甲基硫含量的固体麦精喷雾冷冻干燥装置，其特征在于：所述加热隔(14)为导热性能良好的不锈钢材料，在加热隔(14)内部设置电加热器。9.一种基于权利要求1
‑
8所述可降低二甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐庆，王浩宇，王琳淞，刘瑞，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：
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