[发明专利]可溶粉粒材料处理方法及设备

说明书

本发明与可溶粉状材料的处理方法有关。本发明还与执行这种方法的设备有关。

粉状物品，诸如可溶咖啡或速溶咖啡，通常将其团粒化，以提高颗粒的吸湿性及溶解性，并增大平均颗粒尺寸。将待团粒化的材料接受蒸汽的强高速喷射的作用。通常必须用蒸汽将颗粒表面彻底湿润，以取得良好的团聚或良好的表面结构。欧洲专利EP-207,384号中叙述了一种将粉状材料团粒化并改善其表面结构的方法及设备。然而在这已知的设备中，因湿润区的长度不足，不能取得良好的团粒化或颜色变深，此外，经过相当短时间的运转后，设备可能堵塞。

本发明涉及的问题，是提出一种改进的处理可溶粉状材料的方法，将材料的颗粒在一个长区域中湿润，堵塞的可能性大减，取得的团粒化表明速溶性质及表面性质改进。

在本发明的方法中，在中心线上流过的粉状材料，由两个与之同心的顺流气流将其湿润，至少外层气流为蒸汽。内层气流为空气或蒸汽。这气流的作用是防止粉粒互相粘连。内层气流的流速大于外层气流，速差取决于物品的通过量及类型：物品的通过量越高，内层气流对外层气流的速比也越高。比率在1∶1至8∶1之间。外层气流的作用是保证尽可能维持粉流均匀。两气流对颗粒进行湿润，使湿润区有很大的增长，于是将团粒化改善。外气流的另一功能，是保证将尽可能少的辅助空气抽入气流。

两个蒸汽流为圆形，在蒸汽流的全部圆周上为等速，从而达到正常的湿润。

在本发明中，内蒸汽流比外蒸汽流薄。此外蒸汽流为直线型或旋转型。    

引入的蒸汽为100℃至130℃的过热蒸汽或饱和蒸汽，压力为1至1.5巴。在多数情况中，温度约为100℃，压力1巴。也可以用湿蒸汽，即在饱和蒸汽中含细水珠粒的雾气。也可用其他的含水气体，包括有微水珠雾在里面弥漫的蒸汽以外的其他气体。

本发明的方法还适合任何粉状材料，凡有需要将其性能，诸如流动性，吸湿性，溶解性，硬度及颜色等提高者，诸如各种粉状食品。可将其团粒化或加深颜色的粉状食品包括可溶咖啡，可溶茶，可溶菊苣粉，可溶谷物浸汁粉，奶粉，乳糖，和以碳水化合物为主体的混合饮料等。还可将这些材料的组合团粒化或加深颜色。

采用本发明的方法时，非团粒粉质材料的百分比，小于用传统喷嘴。

本发明还与执行这方法的设备有关，该设备有供给颗粒材料的充注管，其特征为有两个湿润装置与充注管同心，内湿润装置由圆形槽孔形成，外湿润装置用烧结金属环形板形成，粉料充注管的开口，气流槽孔的开口和供给蒸汽的烧结金属板的开口基本处于同一平面中。

本发明的设备可有一个或两个隔室，进行气流的供给及控制。两室的安排为气体的压力及流速可以分别调节。

在单室安排中，可通过槽孔口的几何形状，与烧结金属板的孔隙度，将蒸汽的供给速度变化。

金属板有极大量的微孔，在全部板表面上均匀分布。以烧结金属板的类型为定，微孔的平均直径在10至200μM之间。用这种板取得的蒸汽速度，比用槽孔取得的速度低。举例而言，通过槽孔及烧结金属板的速度，分别为20至30米/秒及10米/秒以下。槽孔开口比烧结金属板的宽度窄。如上所述，也可以设置附加湿润装置，改善物品流的湿润。这附加湿润装置可布置在物品流的中部，并有上述平面中的开口。通过这附加喷嘴的流速为20至100米/秒。

为将气流的湍流减至最少，必须将一个有孔和挡板表面的环放在槽孔上。这些孔及挡板表面可为直线形或倾斜。

假定在湿润区的当时情况下，在一个相当长的区域中，颗粒在相当低的速度下互相接触，从而团粒化的机率增高。

本发明的团粒化喷嘴可用于若干用途，例如专为团粒化而用，诸如用于代咖啡及可可类饮料，或用于喷雾干燥及团粒化的结合，诸如用于咖啡浸汁，或甚至用于将已呈现最终尺寸的颗粒加色或取得表面结构。

本发明设备的理想实施例将在下文中参照附图予以详细叙述，附图如下：

图1概示用作团粒化的设备。

图2概示用于喷雾干燥及团粒化的设备。

图3为图1所示设备的概略局部前剖视。

图4为设备第二实施方案的概略局部前剖视。

图5为沿图3中线V-V的剖视。含可可饮料粉的团粒化，图1。

用输送系统20将组分的混合物向粉料供给器18输送。粉料供给器18有一个缓中容器21，一个计量螺旋运送器22，驱动电机23和供料斗24。用这系统向喷嘴13均匀供给粉料。在干燥塔14中，颗粒之间形成的液桥，通过结晶作用巩固，以至在干燥器19的流化床中不致分裂。筛15将过大的颗粒排除，通过磨机16回送，成品30向包装工位输送。速溶咖啡喷雾干燥并团粒化，图2。