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二十年潜心打磨一把剪刀的“江大张”研究团队

2016-08-01

江南大学坐落于太湖之滨的江南名城江苏无锡,她是国家教育部直属、211工程重点建设高校,是我国轻工、食品领域高层次人才培养的摇篮与高技术创新研究的基地。由江南大学张裕中教授领导的“江大张”研究团队,近20年来对湿法超细粉碎技术进行了深入细致的研究,成功开发了植物皮渣纤维高效利用的系列装备。该成果从硬件创新的角度,使食品饮料加工工艺获得质的飞跃,使全价全营养植物高纤维食品饮料的创新得以实现,使无渣化清洁生产过程更具经济价值。该成果为推动食品饮料行业未来10年的产品创新升级奠定了坚实的基础。


近年来,核桃乳、杏仁露、果蔬汁、五谷杂粮饮料深受人们的喜爱,成为饮料消费市场的热点。但为了追求饮料的口感,多数植物饮料采用除渣取汁加工方法制造,这不仅使有益人体健康的植物纤维被白白浪费,而且排放富含浆汁的皮渣纤维,即降低了原料利用率、又带来了环境污染。生产全营养、高纤维植物饮料来满足市场对健康食品的需求,这是饮料制造企业一致的愿望。


开发植物高纤维饮料遇到的技术瓶颈是:植物皮渣纤维十分粗糙,若不能粉碎到一定细度,则口感很差。然而,吸水后的植物皮渣纤维韧性极强,如同一束在水里浸泡后的棉纱线一样,采用传统的砂轮磨、胶体磨、高压均质机,用捶打撞击、搓揉碾压的方法,是无法对其进行有效的粉碎。


打破瓶颈的技术创新,往往植根于生活常识,潮湿的棉纱线很难被拉断、锤断或碾断,但只需剪刀轻轻一剪即可。张裕中教授由此得到灵感,对基于剪切原理的植物纤维湿法粉碎进行了潜心的研究。他在实验中发现,剪切速率是一个重要参数,它等于剪刀两刀片的相对速度除以两刀片之间的间隙,剪切速率越大,剪切粉碎效果就会越好。


模拟剪刀的剪切粉碎原理,运用精准设计与精密制造技术,“江大张”研究团队在一个静止的定子上安装了数百把定刀片,在一个旋转的转子上安装了数十把动刀片;控制定刀片与动刀片之间的间隙在头发丝粗细的范围、提高动刀片旋转速度达到每分钟8500转以上;根据各种物料的不同特性,把粗粉碎、细粉碎、超细粉碎进行优化组合,开发出具有高效率、高产能、高耐磨、高稳定的湿法超细粉碎装备系统。


高精密湿法超细粉碎装备系统可将大豆、坚果、五谷杂粮、水果蔬菜包括100%皮渣纤维在内的全果物料,粉碎至细度为100-400目生产饮料所需的细腻浓浆,这使得原料利用率得到大幅提高、生产成本得到大幅降低、植物饮品得到大幅增值。具有独占性发明专利技术的超细粉碎装备系统,已在包括福建中绿、湖北金龙泉、新疆美益天、南京果果、江苏美伦等数十家企业集团得到成功的应用,其创新技术获得了中国商业联合会科技进步一等奖和中国轻工业联合会科技进步二等奖。


为助力企业的产品创新,“江大张”研究团队对产品配方、加工工艺和粉碎装备进行整体优化,充分利用皮渣纤维超细粉碎后吸水性更强、浆料更浓郁的特性,在不使用任何食品添加剂的情况下,开发出了植物高纤维蛋白饮料、植物高纤维大豆炼乳、植物高纤维果蔬甜羹和植物高纤维五谷杂粮冰淇淋等新生代产品。这些创新产品,不但富含细腻滑爽且有益肠道健康的植物纤维,而且保留了植物皮渣中所含的微量元素,能充分体现植物自然形态所具有的纯正香气,在很大程度上满足了中高收入人群对纯天然、零添加、营养时尚、瘦身苗条的饮食追求,必将成为我国食品饮料创新发展过程中重量级的增长品类。湿法超细粉碎技术重大突破,必将开创我国植物高纤维健康饮品的新纪元。


行业界的朋友们,欢迎来到江南大学参观访问,欢迎来到“江大张”装备制造基地考察交流、欢迎前来品尝“江大张”开发的高纤维系列食品,“江大张”欢迎您!