姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】姜片干燥與生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，將生姜片放入紅外干燥箱中，根據(jù)生姜紅外光譜圖，定向選擇紅外輻射加熱；第一階段控制烘箱內(nèi)溫度為70℃，干至失重60%，第二階段，烘箱內(nèi)溫度為80℃，至失重88%，回收干燥過程中的蒸汽，經(jīng)過冷凝得冷凝液，入儲液罐經(jīng)過調(diào)和、過濾后入高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，至體系粘度達(dá)到最大，得含姜精油及姜辣素的生姜生物活性水。本發(fā)明提供了一種低能耗、高效率、無污染的生姜姜片及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，實現(xiàn)快速干燥姜片，還能使資源最大利用化，回收生姜生物活性水，減少資源浪費(fèi)，避免環(huán)境污染，實現(xiàn)工藝聯(lián)產(chǎn)，增加了生產(chǎn)效益；并易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]生姜為姜科多年生草本宿根植物，自古以來，我國便將其作為一種重要的調(diào)味品和藥材。生姜根莖中的主要成分為易揮發(fā)的精油和不易揮發(fā)的姜辣素物質(zhì)。生姜在干燥過程中，會有大部分的姜精油和部分姜辣素隨著水蒸氣揮發(fā)出來，如果直接將其排放至空氣中，不僅會導(dǎo)致空氣污染，同時還會造成資源浪費(fèi)，降低生姜的資源利用率。目前我國姜片的工業(yè)化生產(chǎn)主要采用焦煤作為燃料進(jìn)行烘烤，烘烤方式主要為土坑式烤床烘烤和帶式熱風(fēng)干燥方式，這兩種開放式的干燥方式耗能高，不利于蒸汽回收。由于生姜干燥過程時釋放的蒸汽中含有具有很強(qiáng)生物活性的姜精油與姜辣素等功能成分，如不加以回收，一方面造成生姜加工過程中功能活性成分的喪失，另一方面還會導(dǎo)致空氣污染。因此，為了提高生姜干燥綜合開發(fā)價值，急需開發(fā)一種節(jié)能、快速的干燥方式以及便于收集含有姜精油及姜辣素的生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，實現(xiàn)生姜干燥加工的經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是公開一種姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，提供一種低能耗、高效率、無污染、資源綜合利用率高的生姜聯(lián)產(chǎn)工藝，以解決姜片干燥生產(chǎn)存在的工藝復(fù)雜、能耗高、污染環(huán)境等問題。
[0004]本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
一種姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，具體包括以下步驟:
一種姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，具體包括以下步驟:
步驟一、將生姜清洗干凈，去皮，切割成片；
步驟二、將生姜片放入紅外干燥箱中，采用2.98微米的紅外線進(jìn)行輻射加熱；
步驟三、采用梯次變溫干燥，第一階段，控制干燥箱內(nèi)溫度為70土1°C，熱風(fēng)風(fēng)速為Im/s，至失重為60% ;第二階段，控制干燥箱內(nèi)溫度為80 ± I °C，熱風(fēng)風(fēng)速為lm/s，至失重88%，得到脫水的姜片；
步驟四、采用風(fēng)扇將干燥過程中的蒸汽導(dǎo)入冷凝器冷凝，蒸汽液化后，進(jìn)入儲液罐，實現(xiàn)干燥過程中蒸汽的冷凝回收；即將生姜干燥過程中產(chǎn)生的熱蒸汽通過風(fēng)扇作用導(dǎo)入蒸汽冷凝器，經(jīng)冷凝液化，然后進(jìn)入儲液罐，回收干燥過程中的冷凝液體；
步驟五、將冷凝液體經(jīng)調(diào)和、過濾后進(jìn)入高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，溫度控制在50-60 V，壓強(qiáng)控制在25-30Mpa，至粘度達(dá)到最大，停止均質(zhì)，得到含有姜精油及姜辣素的生姜生物活性水。按照這種工藝還可制得含姜精油及姜辣素的生姜生物活性水產(chǎn)品。
[0005]優(yōu)選的是，所述的姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝中，所述步驟一中，姜片的厚度為5-6mm。
[0006]優(yōu)選的是，所述的姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝中，所述步驟三中，梯次變溫干燥的干燥距離為8cm，所術(shù)干燥距離即發(fā)熱管至被干燥姜片間的尺寸，熱風(fēng)溫度無需額外熱源提供，直接由紅外熱源提供，第一階段干燥時間為30-40min。
[0007]優(yōu)選的是，所述的姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝中，所述步驟四中，熱風(fēng)的風(fēng)向與蒸汽收集管道方向一致。
[0008]優(yōu)選的是，所述的姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝中，所述步驟五中，均質(zhì)溫度為55°C，壓強(qiáng)為25-30Mpa。
[0009]本發(fā)明所述的姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝中，采用2.98微米波長的紅外線進(jìn)行輻射加熱,能夠保證生姜能夠充分吸收輻射能,并通過內(nèi)部分子振動,將輻射能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能，進(jìn)而快速提高物料內(nèi)部溫度；熱風(fēng)降低生姜表面溫度，使物料內(nèi)部溫度高于外部溫度，傳熱傳質(zhì)方向一致，使姜片能夠快速脫水，同時加快蒸汽通過蒸汽收集管道進(jìn)入冷凝器冷凝。另外，梯次變溫干燥利于生姜中不同狀態(tài)水的擴(kuò)散，進(jìn)而加快脫水速率。綜上所述，紅外梯次變溫干燥能夠達(dá)到生姜快速脫水的目的，提高干燥效率。55°C、25-30Mpa壓力條件下均質(zhì)處理，不僅能夠減少生姜活性物質(zhì)破壞，同時還能夠使活性物質(zhì)與水充分乳化，使體系具有最適粘度。該發(fā)明具有工藝簡單、效率較高、能耗較低、無環(huán)境污染、資源化利用高及可實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明所述的實施例中生姜的紅外光譜圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的紅外輻射再結(jié)合熱風(fēng)干燥姜片的70的干燥曲線。
[0012]圖3是本發(fā)明的紅外輻射再結(jié)合熱風(fēng)干燥姜片的70、80°C的梯次變溫干燥曲線。
[0013]圖4是本發(fā)明得到的生姜生物活性水GC-MS總離子流圖。
[0014]圖5是生產(chǎn)工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0016]本發(fā)明提供一種姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
步驟一、將生姜清洗干凈,去皮,并切割成片；
步驟二、將生姜片放入紅外干燥箱中，采用2.98微米的紅外線進(jìn)行輻射加熱；
步驟三、采用梯次變溫干燥，第一階段，控制干燥箱內(nèi)溫度為70°C，熱風(fēng)風(fēng)速為lm/s，干至失重60% ;第二階段，繼續(xù)采用2.98微米的紅外線進(jìn)行輻射加熱，將干燥箱內(nèi)的溫度控制為80°C，熱風(fēng)風(fēng)速為lm/s，干至失重88%，得到脫水的姜片；
步驟四、將干燥過程中的蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝，然后進(jìn)入儲液罐，回收冷凝液體；步驟五、將冷凝液體調(diào)和、過濾后進(jìn)入高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，溫度控制在50°C，壓強(qiáng)為30Mpa，至粘度達(dá)到最大，停止均質(zhì)，得到含有姜精油及姜辣素的生姜生物活性水。
[0017]所述的姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝中，所述步驟一中，切割的生姜片厚度為5mm。
[0018]所述的姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝中，所述步驟三中，熱風(fēng)溫度由紅外熱源直接加熱，無需額外熱源加熱。[0019]所述的姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝中，所述的生姜片的干燥工藝為:將生姜片放置于紅外干燥箱的物料盤中，成排擺放，每一排鮮姜片間相隔2cm，然后采用2.98微米波長的紅外線進(jìn)行輻射加熱；采用梯次變溫干燥，第一階段控制箱內(nèi)溫度為70°C，熱風(fēng)風(fēng)速為lm/s，干至失重60%;第二階段，繼續(xù)采用2.98微米的紅外線進(jìn)行輻射加熱，將干燥箱內(nèi)的溫度控制為80°C，熱風(fēng)風(fēng)速為lm/s，干至失重88%，完成脫水干燥工藝。
[0020]所述的姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝中，所述的生姜生物活性水的生產(chǎn)工藝為:將干燥過程揮發(fā)的蒸汽在熱風(fēng)帶動下進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷凝，然后進(jìn)入儲液罐；將儲液罐內(nèi)的液體調(diào)和、過濾后進(jìn)入高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì),使油水充分混合,至體系粘度達(dá)到最大，完成均質(zhì)過程，得到含有姜精油及姜辣素的生姜生物活性水。
[0021]生姜片干燥條件的選擇依據(jù):
1、紅外線波長的選擇依據(jù)
生姜片中的主要成分為水分、淀粉、纖維、糖類、酚類等，它們都是紅外敏感物質(zhì)，其分子中含有的0-H、C-H、N-H等基團(tuán)在紅外吸收區(qū)具有較強(qiáng)的吸收峰。由圖1可以看出生姜片在3356.02cm-1波數(shù)處具有較強(qiáng)的吸收峰，根據(jù)公式(波長=IO4/波數(shù))計算得，在波長2.98微米處具有較強(qiáng)的吸收峰，因此根據(jù)紅外加熱正匹配吸收原則，實施例采用2.98微米波長的紅外線進(jìn)行輻射干燥姜片，在此波長，姜片能夠充分吸收紅外輻射能，并通過分子振動將其轉(zhuǎn)換為內(nèi)能，用于生姜片的脫水干燥。
[0022]2、熱風(fēng)聯(lián)合脫水干燥的選擇依據(jù)
生姜片吸收紅外輻射的能量后，水分由內(nèi)部向外部擴(kuò)散，熱風(fēng)能夠加快表面水分蒸發(fā)，帶走部分熱量，從而降低表面溫度，增大姜片內(nèi)外溫差，使水分傳熱傳質(zhì)方向一致，加快其擴(kuò)散速度。另外，熱風(fēng)能夠加快蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝，實現(xiàn)整個工藝的集成化生產(chǎn)。
[0023]3、梯次變溫干燥的選擇依據(jù)
由圖2可以看出，單獨(dú)采用70°C干燥時，整個工藝需要75min才能使姜片失重88%。干燥后期，干燥速率呈下降趨勢，其中，30min后干燥速率下降趨勢較大，25min時，姜片的干燥速率為0.07g/min,30min時，姜片的干燥速率為0.06g/min，而35min時，姜片的干燥速率為0.04g/min,此時干燥的主要是一些不易流動水，因此為了提高干燥效率，選用30min這個點作為變溫干燥的梯度點，此時姜片約失重60%，之后進(jìn)入第二階段，選用80°C進(jìn)行干燥，來加快姜片的脫水速度。由圖3可以看出，選擇梯度變溫干燥后，姜片的干燥速率提高，效率提高，僅用55min即可達(dá)到姜片失重88%的要求。因此，采用梯次變溫干燥，第一階段采用70°C干燥30min，此時失重約60%，第二階段采用80°C干燥，至失重約88%，完成姜片的脫水干燥。
[0024]實施例(以每小時生產(chǎn)I噸生姜為例)
一種姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
步驟一、選用新鮮生姜，清洗、去皮，并將其切割為5mm厚的姜片；
步驟二、將切割好的姜片(每片約5g，共I噸)放入紅外干燥箱的物料盤中，成排擺放，每一排姜片間相隔5cm，采用2.98微米的紅外線進(jìn)行輻射加熱。
[0025]步驟三、采用梯次變溫干燥，第一階段，控制干燥箱內(nèi)溫度為70°C，熱風(fēng)風(fēng)速為lm/s,輻射距離為8cm，干燥30min，此時失重60%，每片姜片重量約為2g，共0.4噸，蒸汽釋放0.6噸；第二階段，繼續(xù)采用2.98微米的紅外線進(jìn)行輻射加熱，控制干燥箱內(nèi)溫度為80°C，熱風(fēng)風(fēng)速為lm/s，輻射距離為8cm，至失重88%，此時每片姜片重量約為0.6g,共0.12噸，蒸汽釋放0.28噸。
[0026]步驟四、將干燥過程中的蒸汽，共0.88噸進(jìn)入冷凝器(直徑lm，高度3m，冷凝水水溫25°C，進(jìn)水量180m3/h，冷凝水經(jīng)自然冷卻后和循環(huán)使用)冷凝，然后進(jìn)入儲液罐，回收
0.85噸冷凝液體；
步驟五、將儲液罐內(nèi)液體經(jīng)過調(diào)和(物質(zhì)添加量見表1)、過濾(300目)后進(jìn)入高壓均質(zhì)機(jī)內(nèi)進(jìn)行均質(zhì)，均質(zhì)溫度為55°C，壓強(qiáng)為30Mpa，使油水充分混合，至體系粘度達(dá)到最大，均質(zhì)結(jié)束，得到含有姜精油及姜辣素等物質(zhì)的生姜生物活性水。
[0027]表1生姜生物活性水調(diào)和物質(zhì)添加量
【權(quán)利要求】
1.一種姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟: 一、將干凈、去皮的生姜片放入紅外干燥箱中，根據(jù)生姜紅外光譜圖，定向選用2.98微米的紅外線進(jìn)行輻射加熱； 二、采用梯次變溫干燥，第一階段，控制紅外干燥箱內(nèi)溫度為70±1°C，熱風(fēng)風(fēng)速為Im/s，干至失重60% ;第二階段，控制紅外干燥箱內(nèi)溫度為80 ± I °C，熱風(fēng)風(fēng)速為lm/s，干至失重88%，得到脫水的生姜姜片； 三、將生姜干燥過程中產(chǎn)生的熱蒸汽通過風(fēng)扇作用導(dǎo)入蒸汽冷凝器，經(jīng)冷凝液化，然后進(jìn)入儲液罐，回收干燥過程中的冷凝液體； 四、將儲液罐內(nèi)的液體經(jīng)調(diào)和、過濾后進(jìn)入高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，均質(zhì)溫度控制在50-60°C，壓強(qiáng)控制在25-30Mpa，至體系粘度達(dá)到不再增加止，停止均質(zhì)，得到含有姜精油及姜辣素的生姜生物活性水。
2.如要求I所述的一種姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于按照這種工藝制得的含姜精油及姜辣素的產(chǎn)品。
3.如權(quán)利要求1所述的一種姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟一中，紅外輻射加熱的波長2.98微米是根據(jù)生姜的紅外光譜圖定向選擇。
4.如權(quán)利要求1所述的一種姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟四中，高壓均質(zhì)的溫度要求50-60°C是根據(jù)生姜活性物質(zhì)的分解點定向要求的；高壓均質(zhì)的壓強(qiáng)控制在25-30Mpa，是為了維持體系較好的粘度而設(shè)定。
5.如權(quán)利要求1所述的姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于梯次變溫干燥的干燥距離為8cm，熱風(fēng)溫度直接由紅外熱源提供，第一階段干燥時間為30-40min。
6.如權(quán)利要求1或4所述的姜片干燥及生姜生物活性水的聯(lián)產(chǎn)工藝，其特征在于優(yōu)選的是步驟五中，均質(zhì)溫度為55°C，壓強(qiáng)為25-30Mpa。
【文檔編號】A23L1/212GK103766796SQ201410000711
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】謝小雷, 張春暉, 唐聞兵 申請人:云南萬興隆生物科技集團(tuán)有限公司