粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法及制备装置
阅读说明：本技术 粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法及制备装置 (Preparation method and preparation device of powder cake emulsifying and foaming agent ) 是由 林洪 何松 黄凯 彭惠贤 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法及实现该制备方法的制备装置,其制备方法的步骤包括：(1)将乳化剂和载体于常温下初步混合得到初步混合物；(2)初步混合物沿第一方向运动,并于运动过程中先加热剪切混合再与高压空气流混合形成气固混合物；(3)气固混合物于高压空气流的驱动下喷出并进行散热处理得到呈粉末状的精细混合物；(4)将精细混合物冷却至室温得到粉末蛋糕乳化起泡剂。制备装置包括双螺杆挤压机,双螺杆挤压机包括输出段和混合段,还包括散热区和高压空气流产生装置,散热区与输出段的出口端相对应,混合段侧面设有安装口,安装口与高压空气流产生装置的出气管连通,安装口与混合段的进口端之间相隔一定距离。(The invention discloses a preparation method of a powder cake emulsifying and foaming agent and a preparation device for realizing the preparation method, wherein the preparation method comprises the following steps: (1) preliminarily mixing an emulsifier and a carrier at normal temperature to obtain a preliminary mixture; (2) the primary mixture moves along a first direction, and is heated, sheared and mixed with high-pressure air flow during the movement process to form a gas-solid mixture; (3) the gas-solid mixture is ejected under the drive of high-pressure air flow and is subjected to heat dissipation treatment to obtain a powdery fine mixture; (4) the fine mixture was cooled to room temperature to obtain a powdered cake emulsified foamer. The preparation device comprises a double-screw extruder, the double-screw extruder comprises an output section and a mixing section, and further comprises a heat dissipation area and a high-pressure air flow generating device, the heat dissipation area corresponds to the outlet end of the output section, the side surface of the mixing section is provided with a mounting opening, the mounting opening is communicated with an air outlet pipe of the high-pressure air flow generating device, and a certain distance is reserved between the mounting opening and the inlet end of the mixing section.)
技术领域
本发明涉及糕点起泡剂制作技术领域，尤其涉及一种粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法及装置。
背景技术
蛋糕是一种古老的西点，一般是由烤箱制作的，蛋糕是用鸡蛋、白糖、小麦粉为主要原料，以牛奶、果汁、奶粉、色拉油、水等为辅料，经过搅拌、调制、烘烤后制成一种像海绵的点心。目前，蛋糕在制作中，会加入粉末蛋糕乳化起泡剂以增加蛋糕的体积和柔软度。
现有的粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法均存在缺陷。以喷雾干燥法制备粉末蛋糕乳化起泡剂虽为粉末，但只能以水溶性较强的小分子碳水化合类或蛋白质类为载体，易吸湿结团而失效，产品保质期短，且喷雾过程中，喷头易堵塞而造成产品均匀度差，起泡活性低；以挤入直接混合法制备的粉末蛋糕乳化起泡剂，由于采用挤入直接混合法的混合效果较差，导致起泡剂的乳化起泡效果也差；以挤压法制备的粉末蛋糕乳化起泡剂，因为熔融状态乳化剂可塑性的影响，挤压机出口产品膨化率低，导致产品呈聚集的和致密的条块状，因此产品结构不够松散，在蛋糕打发过程中不易吸水分散，导致起泡活性不理想，另，在挤压法中如果把挤压出的条块状产物冷却后粉碎成粉，起泡活性将进一步被破坏，丧失打发蛋糕的能力；而先将乳化剂与载体混合再用冲击磨碾磨，也有可能破坏乳化剂与载体的结合而重新聚集成团，失去起泡活性。
因此，亟需一种粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法及装置，以解决现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法，通过该制备方法制得的粉末蛋糕乳化起泡剂具有较高的起泡活性。
本发明的另一目的是提供一种实现上述粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法的制备装置，通过该制备装置可制备粉末蛋糕乳化起泡剂。
为实现以上目的，本发明提供了一种粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法，其特征在于，步骤包括：
(1)将乳化剂和载体于常温下初步混合得到初步混合物；
(2)初步混合物沿第一方向运动，并于运动过程中先加热剪切混合再与高压空气流混合形成气固混合物；
(3)气固混合物于高压空气流的驱动下喷出并进行散热处理得到呈粉末状的精细混合物；
(4)将精细混合物冷却至室温得到粉末蛋糕乳化起泡剂。
与现有技术相比，本发明的粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法，先将乳化剂和载体于常温下进行初步混合得到初步混合物，初步混合物沿第一方向运动，初步混合物于运动过程中先加热剪切混合再与高压空气流混合形成气固混合物，气固混合物中气体的存在可使气固混合物呈蓬松状态，气固混合物于高压空气流的驱动下喷出并经散热处理可得到呈粉末状的精细混合物，其中散热处理是使精细混合物降温固化进而使得精细混合物的粉末聚集后不发生结团，后序只需将精细混合物冷却至室温后便能够得到自由流动的粉末蛋糕乳化起泡剂，该粉末蛋糕乳化起泡剂因结构足够松散，因此在蛋糕打发过程中易吸水分散而具备较好的起泡活性。另，本发明的粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法在整个制备过程中均无需施加外力进行打粉，这避免了外力对起泡活性的破坏，使得粉末蛋糕乳化起泡剂具有更好的起泡活性。
较佳地，本发明的乳化剂为单硬脂酸甘油酯、单双甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸脂、单双甘油酯乳酸酯、单双甘油酯乙酸酯、硬脂酰乳酸钠、单双甘油酯柠檬酸酯、单双甘油酯酒石酸酯、聚山梨醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯和卵磷脂中的至少一种。
较佳地，本发明的载体为蔬菜粉、小麦粉、黑麦粉、大麦粉、燕麦粉、高直链淀粉、长粒性米粉和大米淀粉中的至少一种。
较佳地，按重量份数计，本发明的乳化剂为10～50份，载体为50～90份。
较佳地，本发明的步骤(1)中初步混合的具体步骤包括：将乳化剂和载体进行搅拌，并通过加水使物料含水量为5％，搅拌30min。
较佳地，本发明的步骤(2)中高压空气流进入的方向与第一方向之间的夹角呈锐角。高压空气流进入的方向与第一方向呈锐角可使得高压空气流进入的方向与初步混合物运动的方向大致同向，以使得高压空气流与初步混合物较好地混合，进而使得气固混合物呈更蓬松的状态。
为实现以上目的，本发明提供了一种实现上述粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法的制备装置，包括双螺杆挤压机，双螺杆挤压机包括输出段和混合段，还包括散热区和用于产生高压空气流的高压空气流产生装置，散热区与输出段的出口端相对应，混合段侧面设有安装口，安装口与高压空气流产生装置的出气管连通，安装口与混合段的进口端之间相隔一定距离。
与现有技术相比，本发明的制备装置还包括散热区和用于产生高压空气流的高压空气流产生装置，散热区与输出段的出口端相对应，混合段侧面设有安装口，安装口与高压空气流产生装置的出气管连通，故高压空气流产生装置产生的高压空气流从安装口进入到混合段中，初步混合物沿着从混合段向输出段的方向运动，同时由于安装口与混合段的进口端相隔一定距离，初步混合物先在混合段加热剪切混合，经过加热剪切混合的初步混合物运动至安装口处再与高压空气流混合形成气固混合物，气固混合物输送至输出段的出口端，在高压空气流的驱动下从输出段的出口端喷出并于散热区进行散热处理得到呈粉末状的精细混合物。
较佳地，本发明的安装口处设有用于改变高压空气流气体流向的控制阀。
较佳地，本发明的输出段的温度为120～160℃，该温度可保证物料没有熔融成流体，还能使气固混合物中的固态物质的颗粒之间处于分散状。
较佳地，本发明的安装口与混合段的进口端之间相隔的距离至少为混合段长度的1/4，这可保证初步混合物于混合段中能够先充分加热剪切混合然后再与进入的高压空气流混合形成气固混合物。
较佳地，本发明的混合段内设有捏合块。初步混合物在捏合块的作用下，剪切混合成颗粒状的固体物质。
较佳地，本发明的双螺杆挤压机还包括用于输送初步混合物的输入段。
较佳地，本发明的混合段的温度为140～180℃。
附图说明
图1为本发明的制备装置的结构示意图。
具体实施方式
为了详细说明本发明的技术内容、所实现的技术效果，以下结合具体实施方式作进一步说明。
首先对实现本发明的粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法的制备装置进行具体说明。
请参看图1，本发明的制备装置100包括双螺杆挤压机11，双螺杆挤压机11包括输出段111和混合段112，还包括散热区12和用于产生高压空气流的高压空气流产生装置13，其中散热区12与输出段111的出口端1111相对应，混合段112侧面设有安装口1121，安装口1121与高压空气流产生装置13的出气管131连通，这使得高压空气流产生装置13产生的高压空气流从安装口1121进入到混合段112中，同时安装口1121与混合段112的进口端1122之间相隔一定距离，初步混合物沿着从混合段112向输出段111的方向运动，初步混合物在混合段112先加热剪切混合，经过加热剪切混合的初步混合物运动至安装口1121处再与高压空气流混合形成气固混合物，气固混合物输送至输出段111的出口端1111，在高压空气流的驱动下从输出段111的出口端111喷出并于散热区12进行散热处理得到呈粉末状的精细混合物。
请继续参看图1，具体地，本发明的双螺杆挤压机11还包括用于输送初步混合物的输入段113，混合段112内设有捏合块，初步混合物投入到输入段113中后，从输入段113运动至混合段112，初步混合物在混合段112中加热熔融，然后在捏合块的作用下剪切混合成颗粒状的固体物质，较佳地，混合段112的温度为140～180℃。同时本发明的制备装置100的安装口1121处设有控制阀14，该控制阀14可用于改变高压空气流的气体流向，进而可使得高压空气流进入的方向(如图1中F1所示的方向)与初步混合物运动的方向(如图1中F2所示的方向)之间的夹角呈锐角，当然也可使得高压空气流进入的方向与初步混合物运动的方向之间的夹角呈直角或钝角。同时为了使初步混合物于混合段112中能够先充分加热剪切混合然后再与进入的高压空气流混合形成气固混合物，安装口1121与混合段112的进口端1122之间相隔的距离至少为混合段112长度的1/4。另，输出段111的温度为120～160℃，该温度可保证物料没有熔融成流体，还能使气固混合物中的固态物质的颗粒之间处于分散状，进而使得气固混合物在高压空气流的驱动下从输出段111的出口端1111喷出。
值得注意的是，本发明涉及的双螺杆挤压机11的具体结构为本领域技术人员所熟知，在此不再详细赘述。当然，制备装置也不限于图1所示的具体结构，其他能满足本发明的粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法的要求的装置也可。
其次，借助图1的制备装置100和具体实施例对本发明的粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法进行详细说明。
实施例1
本实施例的粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法，步骤包括：
(1)将30份单双甘油脂肪酸酯和70份大米淀粉于常温下进行搅拌，并通过加水使物料含水量为5％，搅拌30min得到初步混合物；
(2)初步混合物沿着从混合段向输出段的方向运动，初步混合物于混合段中先加热剪切混合再与高压空气流混合形成气固混合物，其中高压空气流进入的方向与初步混合物运动的方向之间的夹角呈10°；
(3)气固混合物于高压空气流的驱动下从输出段的出口端喷出并于散热区进行散热处理得到呈粉末状的精细混合物；
(4)将精细混合物冷却至室温得到粉末蛋糕乳化起泡剂。
实施例2
本实施例的粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法，步骤包括：
(1)将20份聚甘油脂肪酸脂和70份小麦粉于常温下进行搅拌，并通过加水使物料含水量为5％，搅拌30min得到初步混合物；
(2)初步混合物沿着从混合段向输出段的方向运动，初步混合物于混合段中先加热剪切混合再与高压空气流混合形成气固混合物，其中高压空气流进入的方向与初步混合物运动的方向之间的夹角呈50°；
(3)气固混合物于高压空气流的驱动下从输出段的出口端喷出并于散热区进行散热处理得到呈粉末状的精细混合物；
(4)将精细混合物冷却至室温得到粉末蛋糕乳化起泡剂。
实施例3
本实施例的粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法，步骤包括：
(1)将30份单双甘油酯酒石酸酯和90份蔬菜粉于常温下进行搅拌，并通过加水使物料含水量为5％，搅拌30min得到初步混合物；
(2)初步混合物沿着从混合段向输出段的方向运动，初步混合物于混合段中先加热剪切混合再与高压空气流混合形成气固混合物，其中高压空气流进入的方向与初步混合物运动的方向之间的夹角呈85°；
(3)气固混合物于高压空气流的驱动下从输出段的出口端喷出并于散热区进行散热处理得到呈粉末状的精细混合物；
(4)将精细混合物冷却至室温得到粉末蛋糕乳化起泡剂。
实施例4
本实施例的粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法，步骤包括：
(1)将30份单双甘油脂肪酸酯和70份大米淀粉于常温下进行搅拌，并通过加水使物料含水量为5％，搅拌30min得到初步混合物；
(2)初步混合物沿着从混合段向输出段的方向运动，初步混合物于混合段中先加热剪切混合再与高压空气流混合形成气固混合物，其中高压空气流进入的方向与初步混合物运动的方向之间的夹角呈120°；
(3)气固混合物于高压空气流的驱动下从输出段的出口端喷出并于散热区进行散热处理得到呈粉末状的精细混合物；
(4)将精细混合物冷却至室温得到粉末蛋糕乳化起泡剂。
对比例1
本对比例的粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法，步骤包括：
(1)将30份单双甘油脂肪酸酯和70份大米淀粉于常温下进行搅拌，并通过加水使物料含水量为5％，搅拌30min得到初步混合物；
(2)初步混合物沿着从混合段向输出段的方向运动，初步混合物于混合段中先加热剪切混合再与高压空气流混合形成气固混合物，其中高压空气流进入的方向与初步混合物运动的方向之间的夹角呈10°；
(3)气固混合物于高压空气流的驱动下从输出段的出口端喷出得到精细混合物；
(4)将精细混合物冷却至室温得到粉末蛋糕乳化起泡剂。
对比例2
本对比例的粉末蛋糕乳化起泡剂的制备方法，步骤包括：
(1)将30份单双甘油脂肪酸酯和70份大米淀粉于常温下进行搅拌，并通过加水使物料含水量为5％，搅拌30min得到初步混合物；
(2)初步混合物沿着从混合段向输出段的方向运动，初步混合物于混合段中加热剪切混合；
(3)步骤(2)中的初步混合物从输出段的出口端喷出并于散热区进行散热处理得到精细混合物；
(4)将精细混合物冷却至室温得到粉末蛋糕乳化起泡剂。
对实施例1-4和对比例1-2制得的粉末蛋糕乳化起泡剂的起泡性能进行测试，测试方法为：取300克纯净水和3克粉末蛋糕乳化起泡剂，加入到厨师机内，开启最高转速，使用网状搅拌头进行搅拌处理3分钟，然后，测试泡沫比重，起泡性能测试结果如表1：
表1实施例1-4和对比例1-2制得的粉末蛋糕乳化起泡剂的起泡性能测试结果
组别
泡沫比重
实施例1
15.3克每160毫升
实施例2
14.8克每160毫升
实施例3
16.2克每160毫升
实施例4
18.2克每160毫升
对比例1
55.0克每160毫升
对比例2
60.5克每160毫升
将实施例1和实施例4进行对比，实施例1的粉末蛋糕乳化起泡剂的起泡性能优于实施例4，这表明高压空气流进入的方向与初步混合物运动的方向呈锐角更有助于提高粉末蛋糕乳化起泡剂的起泡性能，这是因为高压空气流进入的方向与初步混合物运动的方向大致同向，使得高压空气流与初步混合物较好地混合，进而使得气固混合物呈更蓬松的状态，以至于气固混合物喷出时就形成完全分散的粉末。
将实施例1和对比例1进行对比，实施例1的粉末蛋糕乳化起泡剂的起泡性能优于对比例1，这表明精细混合物的粉末在聚集前通过散热处理，能够使精细混合物的粉末降温固化，进而使得精细混合物的粉末聚集一起时不发生结团，后序只需将精细混合物冷却至室温后便能够得到自由流动的粉末蛋糕乳化起泡剂。
将实施例1和对比例2进行对比，实施例1的粉末蛋糕乳化起泡剂的起泡性能优于对比例2，这表明初步混合物于运动过程中先加热剪切混合再与高压空气流混合形成气固混合物，气固混合物中气体的存在可使气固混合物呈蓬松状态，进而使得气固混合物喷出时就形成分散的粉末，无需再施加外力进行打粉。
以上揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
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