一种香辛料烘干设备及其干燥方法与流程

本发明涉及香辛料技术领域，尤其涉及一种香辛料烘干设备及其干燥方法。

背景技术：

香辛料是利用植物的种子、花蕾、叶茎、根块等，具有刺激性香味，赋予食物以风味，增进食欲，帮助消化和吸收的作用。香辛料含有挥发油成分，又叫精油，其大部分香气产生的原因是因为含有精油，精油的多少决定了香辛料的香味浓烈强度。香辛料被广泛应用于烹饪食品和食品工业中，起到改善食品的色、香、味等作用。

香辛料挥发油含量的高低、香辛料气味的纯正与否决定了产品质量的高低，国家标准GB/T15691-2008《香辛料调味品通用技术条件》中对原料和水分明确规定：各种原料应干燥、无虫蛀、无霉变、无异味、无污染、无杂质，具有该原料应有的色泽，天然芳香味或辛辣味。水分含量≤14％。另外具体的某种香辛料还有其具体的指标，如国家标准GB/T30391-2013《花椒》中对精油含量规定：一级干花椒精油含量≥3.0ml/100g，二级干花椒精油含量≥2.5ml/100g，一级花椒粉精油含量≥2.5ml/100g，二级花椒粉精油含量≥1.5ml/100g，国家标准GB/T30381-2013《桂皮》对挥发油含量要求：中国桂皮≥1.5ml/100g印尼桂皮≥1.0ml/100g越南桂皮≥3.0ml/100g等等。

香辛料水分含量较高时不利于保存，容易导致细菌滋生产生霉变，同时水分含量高也不利于后续处理如打粉。所以必须对香辛料进行干燥。现有的干燥技术，是将香辛料直接放置于干燥箱中，干燥箱自带加热装置将空气加热，热空气与香辛料接触，将香辛料进行加热，水分蒸发出来，然后被热空气带走，一般干燥箱都是敞口的，没有密闭完全，导致香辛料中精油也被带出，在烘干干燥过程中会跑到外界空气中去，从而香辛料精油含量降低。并且有的香辛料干燥过程中由于温度较高，里面的某些成分在温度高时与空气中氧气接触极可能被氧化分解，产生风味破坏生成其他有害物质，导致在干燥后又进一步降低了香辛料的纯正品质。且安全性不高，因为精油易燃烧，性质不稳定，如果空气和精油混合物在一定浓度范围，且温度达到着火点后，极可能发生爆炸燃烧事故，后果不堪设想。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种干燥过程中精油无损失、防止风味成分氧化、安全无污染的香辛料烘干设备及其干燥方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种香辛料的干燥方法，包括加热干燥阶段和冷却干燥阶段，其中：

加热干燥阶段包括以下几个步骤：

步骤一：氮气经过气体压缩机、压缩气体干燥吸附器后，压缩成干燥气体；

步骤二：将所述压缩后的干燥气体通入压缩气体加热器，使其温度上升，以用来作为干燥剂对干燥箱中的香辛料进行干燥；

步骤三：所述温度上升后的压缩干燥气体通过物料干燥箱底部气体分布器，均匀的经过干燥箱中物料的细小缝隙，携带走物料中的部分水分和精油，到达干燥箱顶部；

步骤四：所述干燥箱顶部与空气泵连接，气体、水汽和精油一块经过空气泵输送到冷凝器，精油、水汽从气体被冷凝成液体，再经过冷却器。使得温度进一步降低；

步骤五：所述经过冷却器降温的液体通过疏水阀进入精油水储罐，然后精油和水分离即得到纯香辛料精油；

步骤六：剩下的气体经过压力控制阀进入氮气回收罐，然后经过所述气体压缩机进行下一次循环使用，继续对物料进行干燥。

当物料中水分含量达到标准时，停止加热干燥，进入冷却干燥阶段。

冷却干燥阶段包括以下几个步骤：

步骤一：氮气经过气体压缩机、压缩气体干燥吸附器后，压缩成干燥气体；

步骤二：将所述压缩后的干燥气体通入压缩气体冷却器；

步骤三：将冷却后的压缩干燥气体通过物料干燥箱底部气体分布器，均匀的经过干燥箱中物料的细小缝隙，携带走物料中的部分水分和精油，到达干燥箱顶部；

步骤四：所述干燥箱顶部与空气泵连接，气体、水汽和精油一块经过空气泵输送到冷凝器，精油、水汽从气体被冷凝成液体，再经过冷却器，使得温度进一步降低；

步骤五：所述经过冷却器降温的液体通过疏水阀进入精油水储罐，然后精油和水分离即得到纯香辛料精油；

步骤六：剩下的气体经过压力控制阀进入氮气回收罐，然后经过气体压缩机进行下一次循环使用，继续对物料进行干燥。

进一步的技术方案是：所述加热干燥阶段的步骤一和冷却干燥阶段的步骤一中所述压缩干燥气体的压力在0.1-1MPa、水分含量为0.1％-0.5％。

再进一步的技术方案是：所述加热干燥阶段的步骤二中所述压缩干燥气体的温度要上升到60℃-120℃。

再进一步的技术方案是：所述加热干燥阶段的步骤四和冷却干燥阶段的步骤四中所述被冷凝成液体的精油和水汽经过冷却器后，温度要降低到10℃-30℃。

一种香辛料烘干设备，包括氮气储罐、气体压缩机、压缩气体干燥吸附器、压缩气体冷却器、压缩气体加热器、物料干燥箱、空气泵、冷凝器、冷却器、压力控制阀、氮气回收罐、疏水阀和精油水储罐，其中：

氮气储罐和气体压缩机连接，气体压缩机和压缩气体干燥吸附器连接，压缩气体干燥吸附器和压缩气体冷却器、压缩气体加热器连接，压缩气体冷却器、压缩气体加热器和物料干燥箱连接，物料干燥箱和空气泵连接，空气泵和冷凝器连接，冷凝器和冷却器连接，冷却器一方面和疏水阀连接，另一方面也和压力控制阀连接，疏水阀和精油水储罐连接，压力控制阀和氮气回收罐连接，最后，氮气回收罐和气体压缩机连接。

进一步的技术方案是：气体的流向是按照所述各部件的连接顺序进行的。

再进一步的技术方案是：所述冷凝器和冷却器都是高压的。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

1、采用氮气加热香辛料，代替传统的空气加热香辛料，因为氮气不含氧，气体单一，有效防止香辛料在干燥过程中风味物质氧化的问题。

2、氮气采用循环利用模式，节省氮气资源，不释放到外界环境中，对环境友好。

3、精油、水冷却回收。干燥过程中精油和水混合物在较高压力下压缩、冷却、凝结成液体，一起回收至储罐，供后续进行油水分离操作而回收精油，整个过程精油无损失。

4、香辛料干燥后水分含量≤1％，远低于国家标准14％，微生物在此时水分含量极低情况下无法生长，产品保质期延长。

5、利用氮气作为干燥气体，温度90-110℃，与香辛料接触后，氮气含有杀菌作用，特别是对需氧型细菌有很强的灭杀作用，干燥后香辛料中各项微生物指标合格。

6、氮气是惰性气体，不燃烧，不氧化分解，且空气中78％为氮气，对环境友好，与精油成分安全存在，使得整个干燥过程顺利进行。

附图说明

图1为气体走向示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例一：

香辛料干燥分为两个阶段：加热干燥阶段和冷却干燥阶段。

加热干燥阶段：氮气经过气体压缩机、压缩气体干燥吸附器后，氮气压缩成压力在0.1-1MPa的，且水分含量0.1％-0.5％的干燥气体。然后经过压缩气体加热器，温度上升到60-120℃的压缩干燥气体。用其作为干燥剂对干燥箱中香辛料进行干燥。

压缩干燥气体通过物料干燥箱底部气体分布器，均匀的经过干燥箱中物料的细小缝隙，携带走物料中的部分水分和精油，到达干燥箱顶部，干燥箱顶部与空气泵连接，气体、水汽和精油一块经过空气泵输送到冷凝器，精油、水汽从气体被冷凝成液体，再经过冷却器，使得温度进一步降低到10-30℃，经过疏水阀进入精油水储罐，然后精油和水分离即得到纯香辛料精油。

剩下的气体经过压力控制阀进入氮气回收罐，然后经过气体压缩机进行下一次循环使用，继续对物料进行干燥。

疏水阀的作用是只允许液体通过，气体不能通过。

当物料中水分含量达到标准时，停止加热干燥，进入冷却干燥。

冷却干燥阶段：冷却干燥与加热干燥大部分一致，只是氮气压缩成压力在0.1-1MPa的，且水分含量0.1％-0.5％的干燥气体后，经过压缩气体冷却器，然后进入物料干燥箱，其余过程一致，也是氮气循环冷却干燥。

冷却干燥的目的是：充分利用物料的余热，通过与冷却压缩气体接触，既降低了物料的温度，同时又进一步将物料中部分水分继续带走，节省热量，同时水分也进一步降低。

实施例二：

一种香辛料烘干设备，包括氮气储罐、气体压缩机、压缩气体干燥吸附器、压缩气体冷却器、压缩气体加热器、物料干燥箱、空气泵、冷凝器(高压)、冷却器(高压)、压力控制阀、氮气回收罐、疏水阀和精油水储罐，根据气体的流向来确定各部件的连接顺序，其中：

氮气储罐和气体压缩机连接，气体压缩机和压缩气体干燥吸附器连接，压缩气体干燥吸附器和压缩气体冷却器、压缩气体加热器连接，压缩气体冷却器、压缩气体加热器和物料干燥箱连接，物料干燥箱和空气泵连接，空气泵和冷凝器(高压)连接，冷凝器(高压)和冷却器(高压)连接，冷却器(高压)一方面和疏水阀连接，另一方面也和压力控制阀连接，疏水阀和精油水储罐连接，压力控制阀和氮气回收罐连接，最后，氮气回收罐和气体压缩机连接。

综上所述，本发明提供的香辛料烘干设备及其干燥方法，实现了香辛料干燥过程中风味物质不氧化、精油无损失、干燥后水分极低、无菌、安全的干燥环境，另外，采用循环利用模式，节省了氮气资源，对环境无污染。