基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取装置及工艺
技术领域
本发明涉及香精提取技术领域，尤其涉及基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取装置及工艺。
背景技术
随着现代社会的发展，人们对海鲜味香精的需求凸显出来。海鲜香精可用于需要对食品赋予海鲜香味的产品，亦可用于需要增强海鲜制品中特殊风味的产品。海鲜香精多为粉末状，其应用弥补了海鲜制品因烹制而损失的特征香气，也缓解了海鲜产品价格高的窘状，虽不能完全取代海鲜产品成分，但在改善食品口感、香气和均衡成本上起到很大作用。但随着社会的不断进步，人们生活水平的不断提升，越来越多的人们追求更加纯正的海鲜味道，而现有海鲜粉末香精的香味不够浓郁，若加大使用剂量虽能提鲜但会造成口感较差，导致现阶段的海鲜制品难以得到高档消费者的青睐。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中海鲜香精口味不够鲜美的问题，而提出的基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取装置及工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取装置，包括盒体和盒盖，所述盒体与盒盖均为一侧密封的空心圆柱状结构，所述盒体的内壁固定连接有一个超声波发射器，所述盒盖的内壁固定连接有一个电机，所述电机的输出轴固定连接有一个宽齿轮，所述宽齿轮啮合有多个窄齿轮，每个所述窄齿轮的轴心均固定连接有一个齿轮轴，每个所述齿轮轴的下端均滑动套接有多个滑套，所述滑套与齿轮轴密封滑动连接，所述滑套上连接有若干个搅拌叶，所述滑套侧壁开设有若干个与其内部连通的侧孔，每个所述侧孔内均密封胶合有一个防水透气膜；
所述盒盖的开口端固定焊接有一个圆环型的盖板，所述盖板远离盒盖的一端同心固定连接有一个密封胶条。
在上述的基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取装置中，多个所述窄齿轮共同啮合有一个齿圈，所述宽齿轮、窄齿轮、齿圈均为直齿轮，所述宽齿轮与齿圈在轮齿方向的尺寸相等，所述窄齿轮在轮齿方向的尺寸为宽齿轮的四分之一。
在上述的基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取装置中，所述盒盖的内壁固定连接有一个倾斜设置的斜板，所述斜板沿齿轮轴轴向的最大长度小于宽齿轮的宽度，所述宽齿轮远离电机的端面通过轴承转动连接有一个密封板，所述密封板上开设有若干个通孔，每个所述齿轮轴均贯穿通孔并与其转动连接，每个所述齿轮轴上均套设有一个张紧弹簧，所述张紧弹簧的一端与窄齿轮相抵，所述张紧弹簧的另一端与密封板相抵，每个所述齿轮轴均与斜板相抵。
在上述的基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取装置中，所述齿轮轴分为方柱段和圆柱段，所述方柱段与圆柱端同轴焊接，所述齿轮轴的方柱段位于密封板远离盒盖的一端，所述滑套为与方柱段配合的方形柱体。
在上述的基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取工艺中，包括以下步骤：
S1、备料：
按照以下重量份备料：食盐10～20份，海鲜鱼粉200～300份，八角10～30份，小茴香18～25份，虾米5～15份，聚二乙二醇二甲醚15～60份，三甲基胺5～50份，二甲基硫醚10～50份，乙酸10～50份，二甲基二硫醚20～80份，2-甲基四氢呋喃-3-酮15～60份，3-甲硫基丙醛5～100份，2,3－二甲基吡嗪40～120份，2,3,5－三甲基吡嗪30～80份，4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮40～300份，2,3-二乙基吡嗪5～100份，2-甲基-3-呋喃硫醇60～300份，双(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚30～150份，甲基环戊烯醇酮5～130份，己酸40～300份，4-甲基-5-羟乙基噻唑10～50份，1-辛烯-3-醇5～60份，5-甲基糠醛10～70份，2,4-癸二烯醛8～80份，2,4-庚二烯醛10～150份，水溶性溶剂500～800份；
S2、鲜料处理：
将海鲜鱼粉加入水溶性溶剂搅拌50℃水浴环境下加热搅拌30min，搅拌完成备用；
S3、干料处理：
将八角、小茴香、小虾米混合并磨成细粉，过80目筛后加入水溶性溶剂加热至50℃保温3小时；
S4、配料处理：
将聚二乙二醇二甲醚、三甲基胺、二甲基硫醚、乙酸、二甲基二硫醚、2-甲基四氢呋喃-3-酮、3-甲硫基丙醛、2,3－二甲基吡嗪按重量份搅拌混合后缓速倒入水溶性溶剂中，持续搅拌30min，得到混合剂A；
将2,3,5－三甲基吡嗪、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、2,3-二乙基吡嗪、2-甲基-3-呋喃硫醇、双(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚、甲基环戊烯醇酮、己酸、4-甲基-5-羟乙基噻唑、1-辛烯-3-醇、5-甲基糠醛、2,4-癸二烯醛、2,4-庚二烯醛按重量份搅拌混合后缓速倒入水溶性溶剂中，持续搅拌30min，得到混合剂B；
S5、混合调味：
将处理完成的鲜料、干料、混合剂A、混合剂B一次性投入至盒体内部，并加入余量的水溶性溶剂，启动电机使其缓速转动30min，然后启动超声波发生器，并调高电机的转速至1500r/min后关闭超声波发生器和电机，倒出过滤并蒸馏即得香精。
在上述的基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取工艺中，步骤二中的搅拌过程中分三次加入食盐，三次的食盐量分别为总食盐量的1/5、2/5、3/5，每次食盐的加入时间间隔不低于5min；步骤三中磨成的细粉在过筛后应在5℃以下的水溶性溶剂下混合溶解，完全溶解后再将水溶性溶剂加热至50℃保温3小时。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明中，电机工作带动宽齿轮转动，宽齿轮带动与其啮合的窄齿轮同步转动，搅拌叶随其同步转动对盒体内部的物质进行搅拌；
由于窄齿轮同时与齿圈啮合，故而窄齿轮会同时绕宽齿轮的轴心转动，在其转动过程中，由于齿轮轴的顶部始终与斜板相抵，而斜板各点的高度不同，在张紧弹簧的协同作用下，齿轮轴往复上下运动，使其搅拌更加充分，各原料之间的溶解也更加充分，保证最终产得的香精完全利用各原料的味道。
2、本发明中齿轮轴下上下运动会使得滑套内的气压处于变化状态，同时由于防水透气膜的存在，气压增大时会有一定量的空气透过防水透气膜溶解至溶液中产生微气核，而本发明中的超声波发生器可发出超声波带动水体高频振动，液体中的微气核空化泡在超声波的作用下振动会形成空化现象而产生数以万计的微小气泡，即空化泡。这些空化泡在超声波纵向传播形成的负压区生长，而在正压区迅速闭合，从而在交替正负压强下受到压缩和拉伸。在空化泡被压缩直至崩溃的一瞬间，会产生巨大的瞬时压力，一般可高达几十兆帕至上百兆帕，此巨大的瞬时压力可将不易解体植物细胞粉碎，进一步达到使溶液中各种成分混合更加均匀的目的，保证最终得到的香精口味更加的纯正。
3、本方案制备的海鲜香精制作食品时，可显著增加食品的海鲜特征香味，香气浓郁飘逸，使食品的风味更加丰满。用于海鲜口味零食时，可增强制品味美醇厚的海鲜香味，相对于常见的海鲜鱼粉更具有海鲜特征香气，香味浓郁，口感鲜美，留香持久，回味无穷。用于冷冻鱼糜制品、海洋仿生产品时，可保证低温下头香强，海鲜风味不流失、挥发性好，口感逼真，留香持久。用于方便面、休闲食品、调料包等产品时，可赋于制品香气浓郁的海鲜香气，后味绵长，海鲜风味逼真，有助于生产厂家冲击高档次消费品的市场。
4、本发明的装置适用于多种香精的提取加工，如海鲜味香精、食用菌味香精、肉味香精等，同一款装置经过工艺配方的少量变化即可实现提取更多种类的香精，有助于大型香精加工企业降低在切换生产线时的成本控制，更加有利于市场推广。
附图说明
图1为本发明提出的基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取装置的结构示意图；
图2为本发明提出的基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取装置中A部分结构的放大示意图；
图3为本发明提出的基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取装置中密封板部分的放大示意图。
图中：1盒体、2盒盖、3电机、4宽齿轮、5窄齿轮、6齿圈、7齿轮轴、8斜板、9盖板、10密封胶条、11超声波发生器、12滑套、13复位弹簧、14搅拌叶、15防水透气膜、16张紧弹簧、17密封板。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
参照图1-3，基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取装置，包括盒体1和盒盖2，盒体1与盒盖2均为一侧密封的空心圆柱状结构，盒体1的内壁固定连接有一个超声波发射器11，超声波发生器11可发出超声波带动水体高频振动，液体中的微气核空化泡在超声波的作用下振动会形成空化现象而产生数以万计的微小气泡，即空化泡。空化泡炸裂可使植物细胞粉碎。
盒盖2的内壁固定连接有一个电机3，电机3的输出轴固定连接有一个宽齿轮4，宽齿轮4啮合有多个窄齿轮5，电机3工作带动宽齿轮4转动，宽齿轮4带动与其啮合的窄齿轮5同步转动，每个窄齿轮5的轴心均固定连接有一个齿轮轴7，每个齿轮轴7的下端均滑动套接有多个滑套12，滑套12与齿轮轴7密封滑动连接，齿轮轴7在复位弹簧16的作用下上下运动，带动滑套12会与其产生一定的相对运动，从而使得滑套12内的气压处于变化状态；
滑套12上连接有若干个搅拌叶14，搅拌叶14随其同步转动对盒体1内部的物质进行搅拌；滑套12侧壁开设有若干个与其内部连通的侧孔，每个侧孔内均密封胶合有一个防水透气膜15；
盒盖2的开口端固定焊接有一个圆环型的盖板9，盖板9远离盒盖2的一端同心固定连接有一个密封胶条10；
多个窄齿轮5共同啮合有一个齿圈6，宽齿轮4、窄齿轮5、齿圈6均为直齿轮，宽齿轮4与齿圈6在轮齿方向的尺寸相等，窄齿轮5在轮齿方向的尺寸为宽齿轮4的四分之一；由于窄齿轮5同时与齿圈6啮合，故而窄齿轮5会同时绕宽齿轮4的轴心转动，在其转动过程中，由于齿轮轴7的顶部始终与斜板8相抵，而斜板8各点的高度不同，在张紧弹簧16的协同作用下，齿轮轴7往复上下运动，使其搅拌更加充分；
盒盖2的内壁固定连接有一个倾斜设置的斜板8，斜板8沿齿轮轴7轴向的最大长度小于宽齿轮4的宽度，宽齿轮4远离电机3的端面通过轴承转动连接有一个密封板17，密封板17上开设有若干个通孔，每个齿轮轴17均贯穿通孔并与其转动连接，每个齿轮轴17上均套设有一个张紧弹簧16，张紧弹簧16的一端与窄齿轮5相抵，张紧弹簧16的另一端与密封板17相抵，每个齿轮轴7均与斜板8相抵；
齿轮轴7分为方柱段和圆柱段，方柱段与圆柱端同轴焊接，齿轮轴7的方柱段位于密封板17远离盒盖2的一端，滑套12为与方柱段配合的方形柱体，避免齿轮轴7与滑套12出现相对转动的打滑现象发生。
基于粉末香精加工用超声波辅助香精提取工艺，包括以下步骤：
S1、备料：
按照以下重量份备料：食盐10份，海鲜鱼粉200份，八角10份，小茴香18份，虾米5份，聚二乙二醇二甲醚15份，三甲基胺50份，二甲基硫醚10份，乙酸10份，二甲基二硫醚20份，2-甲基四氢呋喃-3-酮15份，3-甲硫基丙醛5份，2,3－二甲基吡嗪40份，2,3,5－三甲基吡嗪30份，4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮40份，2,3-二乙基吡嗪5份，2-甲基-3-呋喃硫醇60份，双(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚50份，甲基环戊烯醇酮30份，己酸80份，4-甲基-5-羟乙基噻唑30份，1-辛烯-3-醇40份，5-甲基糠醛60份，2,4-癸二烯醛40份，2,4-庚二烯醛100份，水溶性溶剂600份；
S2、鲜料处理：
将海鲜鱼粉加入水溶性溶剂搅拌50℃水浴环境下加热搅拌30min，搅拌完成备用；
S3、干料处理：
将八角、小茴香、小虾米混合并磨成细粉，过80目筛后加入水溶性溶剂加热至50℃保温3小时；
S4、配料处理：
将聚二乙二醇二甲醚、三甲基胺、二甲基硫醚、乙酸、二甲基二硫醚、2-甲基四氢呋喃-3-酮、3-甲硫基丙醛、2,3－二甲基吡嗪按重量份搅拌混合后缓速倒入水溶性溶剂中，持续搅拌30min，得到混合剂A；
将2,3,5－三甲基吡嗪、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、2,3-二乙基吡嗪、2-甲基-3-呋喃硫醇、双(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚、甲基环戊烯醇酮、己酸、4-甲基-5-羟乙基噻唑、1-辛烯-3-醇、5-甲基糠醛、2,4-癸二烯醛、2,4-庚二烯醛按重量份搅拌混合后缓速倒入水溶性溶剂中，持续搅拌30min，得到混合剂B；
S5、混合调味：
将处理完成的鲜料、干料、混合剂A、混合剂B一次性投入至盒体1内部，并加入余量的水溶性溶剂，启动电机3使其缓速转动30min，然后启动超声波发生器11，并调高电机3的转速至1500r/min后关闭超声波发生器11和电机3，倒出过滤并蒸馏即得香精。
步骤二中的搅拌过程中分三次加入食盐，三次的食盐量分别为总食盐量的1/5、2/5、3/5，每次食盐的加入时间间隔不低于5min；步骤三中磨成的细粉在过筛后应在5℃以下的水溶性溶剂下混合溶解，完全溶解后再将水溶性溶剂加热至50℃保温3小时。
本发明中，电机3工作带动宽齿轮4转动，宽齿轮4带动与其啮合的窄齿轮5同步转动，搅拌叶14随其同步转动对盒体1内部的物质进行搅拌；
由于窄齿轮5同时与齿圈6啮合，故而窄齿轮5会同时绕宽齿轮4的轴心转动，在其转动过程中，由于齿轮轴7的顶部始终与斜板8相抵，而斜板8各点的高度不同，在张紧弹簧16的协同作用下，齿轮轴7往复上下运动，使其搅拌更加充分。
值得说明的是在本发明中滑套12与齿轮轴7密封滑动连接，齿轮轴7在复位弹簧16的作用下上下运动，带动滑套12会与其产生一定的相对运动，从而使得滑套12内的气压处于变化状态，同时由于防水透气膜15的存在，气压增大时会有一定量的空气透过防水透气膜15溶解至溶液中产生微气核，而本发明中的超声波发生器11可发出超声波带动水体高频振动，液体中的微气核空化泡在超声波的作用下振动会形成空化现象而产生数以万计的微小气泡，即空化泡。这些空化泡在超声波纵向传播形成的负压区生长，而在正压区迅速闭合，从而在交替正负压强下受到压缩和拉伸。在空化泡被压缩直至崩溃的一瞬间，会产生巨大的瞬时压力，一般可高达几十兆帕至上百兆帕，此巨大的瞬时压力可将不易解体植物细胞粉碎，进一步达到使溶液中各种成分混合更加均匀的目的。
值得说明的是：本发明的装置适用于多种香精的提取加工，如食用菌味香精以及肉味香精：
当本发明的装置用于食用菌味香精时，将本发明中的海鲜鱼粉替换为等量的蘑菇香精，将虾米替换为等量的猴头菇以及牛肝菌；将3-甲硫基丙醛和双(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚分别替换为硫代薄荷酮和枣子酊即适用于对食用菌味香精的加工。
当本发明的装置用于肉味香精时，将本发明中的海鲜鱼粉替换为等量的微胶囊型粉体香精，将虾米替换为双倍重量份的瘦猪肉；将3-甲硫基丙醛和双(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚分别替换为辛烯基琥珀酸淀粉钠和阿拉伯胶即适用于对肉味香精的加工。
尽管本文较多地使用了盒体1、盒盖2、电机3、宽齿轮4、窄齿轮5、齿圈6、齿轮轴7、斜板8、盖板9、密封胶条10、超声波发生器11、滑套12、复位弹簧13、搅拌叶14、防水透气膜15、张紧弹簧16、密封板17等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
