瓜尔胶是一种天然的半乳甘露聚糖胶,从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子的胚乳中提取得到。天然瓜尔胶作为造纸助剂时,可以提高纸页强度,减少灰斑形成并提高纸页匀度。它的缺点是造成浆料滤水困难,从而增加干燥部负荷。经过化学改性的两性或阳离子型瓜尔胶很大程度地克服了这一缺点。
瓜尔胶粉与叔胺或季铵盐发生醚化反应可以使瓜尔胶带有一定的正电荷,从而更容易与带负电的纤维和填料发生作用。阳离子瓜尔胶助剂在提高纸页留着和滤水的同时能保持或提高纸页匀度,最显著的是改善细小纤维和填料的留着率。
阳离子瓜尔胶的制备是采用溶剂法。溶剂法使用大量的有机溶剂,生产成本高,安全性差。而半干法制备工艺具有工艺简单,反应效率高,能耗低,环境污染小等特点。
阳离子瓜尔胶制备的影响因素
影响阳离子瓜尔胶制备的因素很多,其中主要的影响因素有用碱量、体系含水量、反应时间、反应温度以及醚化剂用量等。
不同用碱量对取代度和反应效率的影响
碱的加入能提高产品的取代度和反应效率,但用碱量超过1.5%以后,反应效率和产品取代度都会有所下降,这是由于适量的碱可使瓜尔胶中羟基转变为负氧离子,大大增强了瓜尔胶羟基的亲核能力,从而显著提高了反应速率和反应效率。但当用碱量超过一定量后,加速了阳离子化试剂中环氧基和季铵基的分解,取代度和反应效率逐渐下降。因此,用碱量1.5%左右为宜。
体系含水量对取代度和反应效率的影响
随着体系含水量增加,反应效率和取代度先增大而后下降。适量的水分可以使催化剂碱和阳离子化试剂充分渗透到瓜尔胶颗粒中,使阳离子化反应均匀顺利地进行;若体系含水量太少,阳离子化试剂和瓜尔胶不能混合均匀,而使反应效率和产品取代度都比较低;含水量过多会促进阳离子化试剂及生成的阳离子瓜尔胶的水解反应,导致产物取代度和反应效率降低。体系含水量在20%较合适,此时产品取代度为0.182,反应效率为48.6%。
反应温度及反应时间对取代度的影响
反应温度不同,产品到达最大取代度的时间也不同。反应温度升高,反应速率加快,达到最高取代度所需时间减少。反应时间延长有利于瓜尔胶颗粒膨胀,使催化剂碱和阳离子化试剂容易滲透到瓜尔胶颗粒中,提高了反应速率和反应效率。但若反应时间过长,瓜尔胶发生胶化,阳离子化试剂渗透到瓜尔胶颗粒中的能力下降,同时增加了阳离子化试剂在碱性条件下的水解速度,使反应效率下降。所以,在70℃条件下,反应4.5h左右为宜。
醚化剂用量对取代度和反应效率的影响
随着醚化剂用量增加,阳离子瓜尔胶取代度逐渐升高。但反应效率则是先升后降。由于瓜尔胶中可用于反应的羟基是恒定的,浓度超过一定值后,可供取代的羟基相对量减少,另一方面空间位阻增大,进行取代反应较困难,反应效率也就逐渐降低。考虑到产品性能及其成本,认为醚化剂加入量在37%左右为宜。
阳离子瓜尔胶在废纸脱墨浆中用作助留剂
阳离子瓜尔胶用量对助留效果的影响
随着阳离子瓜尔胶用量增大,填料留着率逐渐增大,纸页裂断长基本保持不变,当用量为0.05%时,填料留着率为57.9%;阳离子瓜尔胶的加入,对废纸脱墨浆不但有助留助滤的作用,还具有一定的增强作用。综合考虑,确定阳离子瓜尔胶用量0.05%较适宜。
pH值对阳离子瓜尔胶助留效果的影响
随着浆料pH值的升高,助留助滤效果变好,当pH值为8时,助留效果最好,填料留着率最高达到60.9%。说明这种阳离子瓜尔胶在中碱性条件下,效果较好。
硫酸铝用量对阳离子瓜尔胶助留助滤效果的影响
随着硫酸铝的加入,填料留着率先升高后下降,纸页裂断长先增大后有变小的趋势。说明适量硫酸铝的加入,有助于改善助留效果,并对纸页有一定的增强效果。实验结果还表明,当硫酸铝用量超过1.0%时,对纸页裂断长和填料留着率都有不利影响。
复合食品胶相较单一食品胶具有扩大食品胶的使用范围或提高其使用功能,并还可能同时低每一种食胶的用量和成本,方便食品生产企业采购、运输、储存和使用,以大大缩短食品企业新产品开发的周期,降低费用等优势。既然复合食用胶有如此多优势,那么,复合食品胶在食品行业又有哪些应用?
食品胶在肉制品中的应用
对于火腿肠、午餐肉、红肠和鱼肉肠等肉制品而言,提高其保水性、鲜嫩性、凝胶性和乳化能力是必需的。保水性强,肉制品出品率就高;鲜嫩性好,肉制品的口味就鲜美、嫩滑爽口;凝胶性强,所制肉制品粘度和强度就强、弹韧性也好;乳化能力强,所制肉制品就可避免油析、松软等现象,还可降低原料成本。而单一食品胶就难以达到上述要求,若由卡拉胶和魔芋粉等食品胶复合得到的专用胶,就有很强的增筋增韧性、保水性和乳化能力,所制得的肉制品性能明显好于只添加某一种食品胶制得的同类产品。
食品胶在悬浮饮料中的应用
琼脂的悬浮能力很强,但获得的悬浮饮料的流动性和透明度却不太理想;添加低醋果胶获得的悬浮饮料透明度很好,但悬浮能力却较差;卡拉胶的悬浮能力和饮料透明度都还可以,但主要缺点是它不太耐酸和耐高温,也就在一定程度上影响了饮料的悬浮稳定性;结冷胶悬浮效果很理想,并且其耐酸性耐高温能力都较强,悬浮饮料在贮藏过程中也就能表现出很好的稳定性,但目前其市场价格很高,这一点却是它的不足之处。目前市场上使用复配了上述多种食品胶体的复合食品添加剂制作成的悬浮饮料悬浮性能好、透明度高、耐酸耐高温稳定性高、口感舒适滑爽。
食品胶在奶类饮料中的应用
调配型酸性含乳饮料最适宜的稳定剂是果胶或其与其他稳定剂的混合物。但目前果胶市场价格较高,且性能相对较单一,考虑到上述两个因素,国内一些生产调配性酸牛乳饮料的厂家通常采用其他一些胶类为稳定剂,如耐酸羧甲基纤维素(CMC)、藻酸丙二醇醋(PGA)和黄原胶等。在实际生产中,二种或三种稳定剂混合使用比单一效果要好,使用量根据酸度、蛋白质含量的增加而增加。目前,一些国内厂家生产酸奶复合稳定剂,主要用于调配型酸性含乳饮料,这些复合稳定剂通常也不含果胶。
总之,用不含果胶的复合稳定剂生产出来的酸豆奶产品与用果胶为稳定剂生产出来的产品,在口感方面存在一定的差距,但稳定性方面并不占劣势。若考虑总的性价比,使用不含果胶的复合稳定剂有一定的优势。
复合食品胶在冰淇淋中的应用
冰淇淋以其轻滑细腻的组织,紧密柔软的形体,醇厚持久的风味,以及丰富的营养和凉爽的口感,深受消费者的喜爱。在冰淇淋中添加食品胶其作用在于:提高冰淇淋浆料的粘度;改善油脂以及含油脂固体微粒的分散度;延缓微粒冰晶的增大以及冰渣出现的时间;改善冰淇淋的口感、内部结构和外观状态;提高冰淇淋体系的分散稳定性和一定抗融化性。目前应用最广泛的食品胶是卡拉胶、黄原胶、刺槐豆胶、瓜尔胶和CMC等,其中刺槐豆胶、瓜尔豆胶和CMC都可单独使用,因为它们有优异的保水能力,但它们也可复合使用,然而,在冰淇淋混合料中乳清分离还往往不能得到改善,这时通过复合使用少量的卡拉胶等其它食品胶作为辅助性稳定剂应用于冰淇淋中,效果理想,能很好地抑制乳清分离现象的发生,改进和提高冰淇淋配料及产品的质量。
复合食品胶在软糖中的应用
添加琼脂的软糖胶凝性很强,但透明度和弹性却不太理想;添加有卡拉胶的软糖弹性和透明都还不错,但胶凝性高,尤其是在其中钾盐含量较少情况下。而添加有复合了琼脂和卡拉胶等配料的复合食品胶能制作出强凝胶性,高透明度、晶莹剔透、弹性强和口感细腻的软糖。
复合食品胶在果冻中的应用
果冻的原料通常是采用琼脂、明胶、果胶和卡拉胶等,用琼脂做成的果冻凝胶强而脆,弹性差、且脱水收缩严重,使用量大,成本高;使用明胶的缺点是凝固点和融化点低,制作和贮存需要冷藏;而果胶的缺点是需加高浓度的糖和较低的pH值才能凝固,给生产带来了局限性,而使用复配了多种食品胶体的果冻粉制作成的果冻可很好地解决果冻凝胶强而脆、弹性差、脱水收缩严重等缺点,在凝胶强度、弹性和持水性等方面具有明显的优势。
影响结冷胶水溶液流变特性的因素
质量分数对结冷胶水溶液粘度的影响
当结冷胶粘度溶液的质量分数为0.3%-0.6%时,结冷胶单胶的粘度值较小,且粘度随着溶液质量分数的增加而增大,但其增大趋势不呈线性变化。
配制时间对结冷胶溶液粘度的影响
当配制时间为0-2h时,溶液粘度随着时间的增加快速上升;2-4h时,溶液粘度随着时间的增加继续上升,但趋于平缓;4h后,溶液粘度趋于平稳。由此可知,结冷胶溶液的粘度在配制4h后趋于稳定。
温度对结冷胶水溶液粘度的影响
在0-23℃时,结冷胶水溶液的粘度随着温度升高几乎呈线性急剧下降,表现为对温度极其敏感;在23℃以上时,其粘度变化趋缓,表现为粘度对温度变化变得极不敏感,尤其是在80-100℃的高温下,粘度不再降低。因此,相对而言,低温对结冷胶溶液的粘度变化影响较大,而其粘度几乎不受高温影响。
柠榢酸对结冷胶水溶液流受特性的影响
1、柠檬酸对较低质量分数的结冷胶水溶液粘度的影响
当柠檬酸的质分数为0-0.2%时,结冷胶水溶液粘度随着柠檬酸质量分数的增大迅速上升;当柠檬酸溶液的质量分数为0.2%-0.6%时,结冷胶水溶液粘度着柠檬酸质量分数的增大继续上升;当柠檬酸溶液的质分数为0.6%-0.75%时,结冷胶水溶液粘度随着柠檬酸质量分数的增大略微上升;当柠檬酸溶液质量分数大于0.75%时,结冷胶水溶液的粘度反而随着柠檬酸质量分数的增加而急剧下降。
2、柠檬酸对较高质量分数结冷胶溶液凝胶强度的影响
当柠檬酸溶液的质量分数为0.03%-0.15%时,随着柠檬酸质量分数的增加,结冷胶溶液的凝胶强度急剧增大,当柠檬酸溶液的质量分数为0.15%时,0.6%的结冷胶溶液可形成800g/cm2坚实的凝胶;当柠檬酸的质量分数为0.15%-0.18%时,随着柠檬酸质量分数的增加,结冷胶溶液的凝胶强度急剧下降;当柠檬酸溶液的质量分数在0.18%--0.24%时,结冷胶溶液的凝胶强度基本不变;当柠檬酸容液的质量分数为0.24%-0.39%时,结冷胶溶液的凝胶强度随着柠檬酸质量分数的增加快速下降,但此时的凝胶强度仍大于400g/cm2;当柠檬酸溶液的质量分数大于0.39%直至超过1%时,结冷胶溶液的凝胶强度又趋于平稳。
pH对结冷胶水溶液粘度的影响
当pH为6-7时,随着pH的降低,结冷胶水溶液粘度快速下降;pH为6-4时,其溶液粘度随pH变化较小,但趋势是随pH的降低略有增高;pH在3-4时,其溶液粘度随着pH的降低急剧增高,尤其是pH在3-3.5时更为迅速;当pH小于3时,结冷胶溶液形成凝胶。随着pH的降低,溶液的颜色从透明渐变为白色。经多次实验,在强酸条件下结冷胶溶液均形成凝胶,其结果和某些已发表的论文的结果差异较大,值得商榷。原因可能是强酸导致结冷胶溶液的内部结构发生变化。当pH为7-14时,其粘度基本无变化,由此可知结冷胶耐碱。
卡拉胶因具有独特的凝胶特性而成为果冻首选的凝胶剂,以卡拉胶制成的水果冻富有弹性且没有离水性。它可取代通常用的琼脂、明胶及果胶等。用琼脂做成的果冻弹性不够,价格较高:用明胶做水果冻的缺点是凝固和融化点低削备和贮存都得低温冷藏:用果胶做的缺点是在需要加高浓度的糖和适当的pH时才能凝固。
配方:葡萄糖浆(DE42)35%、蔗糖42%、水19.45%、复合胶3.5%、香兰素0.05%
制法:1.将复合胶加水溶解、冷却后投人搅拌机内;2.蔗糖、葡萄糖浆加水溶解、过滤,然后再继续熬煮,待糖液温度上升到118℃,把熬好的糖液冲入搅拌机内,然后进行中速搅拌1一2min,再改为快速搅打起泡充气,约10min左右即改为中速搅拌投入香料,混合均匀、停止搅拌;3.在大理石上涂抹一些油脂,整形时上面可洒些混合粉(糖粉:淀粉=1:1),防止粘结;4.将充气好的糖膏立即倒人大理石台面上整形,然后静置冷却,切块成形。
阿拉伯胶在食品中的作用
1、阿拉伯胶具有良好的乳化特性,特别适合于水包油型乳化体系,广泛用于乳化香精中作乳化稳定剂;
2、它还具有良好的成膜特性;做为微胶囊成膜剂用于将香精油或其它液体原料转换成粉末形式,可以延长风味品质并防止氧化,也用作烘焙制品的香精载体。
3、阿拉伯胶能阻碍糖晶体的形成,用于糖果中作抗结晶剂,防止晶体析,也能有效地乳化奶糖中的奶脂,避免溢出;
4、阿拉伯胶还用于巧克力表面上光,使巧克力只溶于口,不溶于手;
5、阿拉伯胶在可乐等碳酸饮料中用于乳化、分散香精油和油溶性色素,避免它们在储存期间精油及色素上浮而出现瓶颈处的色素圈;
6、阿拉伯胶还与植物油及树脂等一块用作饮料的雾浊剂以增加饮料外观的多样性。
电器系统是印刷机的控制中心,电器系统的维护保养工作极其重要,本文将以海德堡印刷机为例,介绍电器系统保养的几大要点。
保持印刷车间环境适宜、稳定
影响电器系统正常工作的主要因素有高温、高湿、粉尘、电磁干扰等。
1高温
过高的温度会加速电器元件老化,缩短电器元件的使用寿命。印刷机的附属设备如酒精柜、中央供气风柜、红外烘干柜等都是大的发热源,会使电器系统温度过高。因此要为这些设备加装排风散热装置,保持印刷车间的适宜温度(22~28℃)。
2高湿
湿度过高时,一旦温度发生变化就很容易在一些电器元件上形成凝露,其与粉尘混杂,易导致电器元件短路或断路,损坏电器元件。湿度过高也容易使个别部件锈蚀,导致功能失效。印刷车间的相对湿度应保持在50%~70%。南方的印刷企业尤其要注意这一点。
3粉尘
由于纸张掉粉掉毛及使用喷粉的原因,印刷车间往往粉尘比较多,极易导致电器部件接触不良,造成电器部件失效或损坏。加装清洁装置并及时清理粉尘,对于保证电器系统正常工作非常重要。值得注意的是,电器系统的粉尘清理工作必须在切断供电电源后进行。
(1)清理主电控柜
可用吸尘器先将主电控柜内的表面粉尘吸净,然后用吹风装置将电器部件表面的尘土吹散,必要时可将电路板一一拿出清理。注意清理时,不要让吸尘器及吹风装置接触到元件,不要用高压气流直吹电路板,以避免损伤元器件。
(2)清理操作台
海德堡CP2000操作台内装有电脑,电脑散热风扇附近易附着粉尘。应视车间具体情况及时清理该处粉尘。清理时,若操作台在质保期内,电脑封条不要随意拆除,如拆除,海德堡公司将取消相关维修保障。
(3)清理各个操作单元
飞达部位、收纸部位以及印刷单元上有许多开关、电磁阀、伺服电机等元器件,及时清理相关部位,使这些元件远离油墨、油污和粉尘等附着物,以免影响操作单元的正常。例如,墨斗槽里渗入油墨,会导致墨区电机调节失灵甚至损坏;收纸链条粘粉太多会导致油路堵塞,设备因上油不畅而报警,轨道与链条磨损加剧等。
(4)主电机
直流无刷主电机尾端带有光栅编码器,粉尘进入后会导致编码混乱、主电机运转失常。此时必须对光栅盘进行清理,清理时必须要小心,防止损坏光栅盘。主电机堆积太多粉尘,会散热不畅,致使主电机温度过高,使绝缘层损坏。
此外还应注意,任何电器元件损坏都需及时更换,临时将就的办法万万不可取。例如,保护罩安全开关损坏可能导致严重安全事故,造成人身或设备事故等。
4.电磁干扰
印刷机应远离高压变压器等强电磁辐射设备。因为强电磁场会干扰电控系统,尤其是电脑、主电机驱动板等,影响其正常工作。海德堡印刷机供电电源要求三相四线,380V交流电,第四条线为接地线(不能零线和地线合一),此线要求严格参照《电工标准》做接地电缆。另外,海德堡印刷机电源系统严禁外接任何电器设备,否则可能会影响电器系统的正常工作。
注重附属设备的日常维护保养
印刷机附属设备的日常维护保养与保障电器系统正常工作密切相关。印刷机的附属设备包括中央供气柜、酒精柜、压缩机柜、红外烘干装置、UV烘干装置、喷粉装置等。
1中央供气柜
应及时清理柜内粉尘和供气柜门上的过滤网及柜内两侧的角状过滤海绵。因其电机是高速电机,若过滤装置堵塞会造成吸气不畅,从而增大风泵负载,致使电机过热,电机驱动元件过载,致使电机使用寿命缩短;电机底部为M5号压缩泵,须定时检查和加油(100号机油)。
2酒精柜
对酒精柜的维护保养应做到如下几点。
(1)定期清理冷凝器散热叶片,用高压气流将散热叶片间的粉尘吹净(注意不能损坏叶片,否则会造成冷媒泄漏)。
(2)定期清理吸酒精装置(包括真空浮球、进水通道、进酒精通道)。
(3)定期清理主水箱、中间水箱和上下水管路,及时更换过滤网。
(4)定期清理板式热交换器,加入3%~5%的柠檬酸溶液,运行2~4小时。
(5)酒精柜供水管路需加装过滤装置并定期清理。
3压缩机柜
压缩机柜虽未要求加装排风排粉通道,但其内部的高效涡旋压缩泵对环境的要求比较高,应保证压缩机柜周围清洁和通风。压缩泵需定期加油,否则压缩泵寿命会大大缩短。如缺油会造成泵体损坏,气压达不到开机要求。值得注意的是,此油为海德堡油脂,而非机油。
4红外烘干装置
由于靠近收纸部位,红外烘干装置容易附着大量粉尘,因此应及时清理控制柜和灯管抽屉单元内的粉尘,否则粉尘会缩短红外灯管和加热单元的使用寿命。水在烘干装置中起冷却作用,水压过低,红外烘干装置将停止工作。因此,应定时检查水压表,保证水压正常。
5喷粉装置
喷粉装置位于收纸单元内侧,应定时检查其风泵过滤网和传送皮带,并清理过滤网。
此外还有红外上光单元、UV固化装置等附属设备,海德堡印刷机随机附有详细的维护保养手册供用户查阅。
印刷机电器维护保养是保证正常生产的重要环节。维护保养到位,电器系统可保持良好的工作状况,有利于提高生产效率,延长机器使用寿命。