枸杞干燥专利技术分析.doc

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1、枸杞干燥专利技术分析农产品干燥可以提高产品的储藏性能，延长储存期，改善食品品质，便于运输流通。干燥是枸杞加工最为重要的工艺，枸杞干燥技术主要涉及枸杞干燥方法与干燥工艺、干燥特性、干燥设备、干燥产品质量等，核心问题是如何保证干燥质量和生产效率的前提下尽可能降低干燥中所需要的成本。我国枸杞产业的不断发展，促使很多个人、科研院所、企业等对枸杞的干燥开展了大量的基础研究和技术开发工作并申请了相关专利。本文对国内枸杞干燥相关专利的内容进行分析，以期为相关科研人员对枸杞干燥技术进行更深入地研究和开发提供有益参考。1数据来源和统计本文数据来源于中华人民共和国国家知识产权局专利网，检索时间范围为1985年9月

2、10日-2013年3月。以“枸杞”和“干”为检索词在专利摘要中检索，经过筛选，涉及枸杞干燥相关的专利共计22件，其中发明专利15件，实用新型专利7件。统计结果见表l所示。统计结果显示，枸杞干燥相关专利的授权数量基本随时间成递增趋势，2008-2013年所授权的专利共有12项，占总数的54.55%。由此可见我国对枸杞产业的研究正在加大力度，整个枸杞产业正在不断发展。同时可以看出我国在近30年的时间里对枸杞干燥方面授权的专利只有22项，总体数量偏少。这反应出我国枸杞干燥技术进步不快，还有待进一步提高。在专利授权的的地域分布上，宁夏回族自治区一个省份的专利总量为12件，占总数的54.55%，其他省份

3、所授权专利之和，只为10件。由此可以看出，我国枸杞干燥研究的地域不平衡，这主要和枸杞产地有关，宁夏作为我国枸杞产量最大的省份，专利数量也占据了绝大比例；其他省份虽授权专利总数不多，但纵向比较也在逐年加大。进一步分析显示，所检索出的22项专利根据内容主要分为三大类：即枸杞鲜果干燥装置和技术、枸杞冷冻干燥技术以及枸杞制干护色剂，下面详细分类论述。2枸杞干燥相关专利内容分析2.1枸杞鲜果干燥装置和技术专利研究1992年内蒙古自治区张文清发明了一种用枸杞鲜果制取干粉的方法1。该方法以枸杞鲜果为原料，经过清洗、磨碎、过滤、浓缩、烘干等工序获得枸杞干粉的工艺方法。这种方法能够迅速将枸杞鲜果转化为易于储存、

4、发运的干粉，并且在低压条件下，在24至28的温度下浓缩，能最大限度地保持枸杞的营养成分。制出的干粉可广泛应用于药用、保健饮食业等。宁夏回族自治区胡玲于2001年发明了一种即食枸杞果干及其制作方法。所用配方为：在每100份重量单位的鲜枸杞中加入45-55份蔗糖、0.138-0.42份硫酸氢钠、0.95-1.05份柠檬酸、0.45-0.55份果胶，以及适量的水、木糖醇及维生素C。其制作工序包括对鲜枸杞分选、清洗_糖煮_糖渍一沥去浮糖一烘制一除粘包装。用该方法制作的枸杞果干可以即食口服，具有口感甜润、色泽红艳、营养丰富、易于人体吸收等优点。2005年江苏高科应用科学研究所有限公司就枸杞鲜果的干燥装置

5、申请了实用新型专利3】。该装置包括干燥室、干燥主机、控制单元，其特征：干燥室内置有风道，干燥主机的出风口与风道的干空气进风口相连，风道上方安装有循环风机，循环风机将干燥空气沿风道经屏风板、导风板、风量分布板，与小车上分层装置的枸杞鲜果进行温度与湿度交换，交换后的低温潮湿空气部分回循环风机，部分送干燥主机。辅助控制单元分别调节温度调节阀、湿度调节阀、室内空气压力平衡阀的开关。该实用新型枸杞鲜果的干燥装置成本低，与冷冻干燥比，其干燥成本仅为冷冻干燥的1/40，设备投入是冷冻干燥的1/10，且干燥后的枸杞符合国家质量标准指标。同年江苏高科应用科学研究所有限公司有进一步对枸杞鲜果干燥主机申请了实用新型

6、专利，对干燥主机的机构进行了详细介绍。主机结构上包括电动风阀、热交换室外机、干燥机及中央处理器，其特征是：电动风阀安装在干燥主机的进风口，干燥机通过四通阀与热交换室外机连接，压缩机出口与四通阀的D端连接，四通阀的另一端接热交换室外机后接干燥机内的相关阀门。中央处理器由可编程序控制器PLC、继电器、开关构成。该实用新型枸杞干燥主机具有调温除湿、降温除湿、热泵加热和收集纯净枸杞鲜果液功能，因此干燥后的枸杞鲜果品质优良，符合国家质量标准。江苏高科应用科学研究所有限公司所申报的这两项专利，干燥主机是核心，其调温调湿和热泵技术是完成枸杞干燥的关键，同时是整个干燥装置的核心和动力源。2007年宁夏大学李明

7、滨申请了侧风循环式太阳能枸杞干燥装置5。该实用新型涉及一种利用太阳能干燥枸杞的装置，尤其是涉及一种运用空气动力学原理、以太阳能为主、加热炉为辅加热空气，同时利用导流通道使热空气在干燥室内循环的侧风循环风式太阳能枸杞干燥装置，其特征是：它是由框架上包覆的透明吸光材料围成的朝阳的太阳能温室和朝阴的循环风室组成，该循环风室和太阳能温室之间设有一隔层；本实用新型占地面积小、干燥室内风速均匀、一部分热能源可二次利用、造价低廉、一次干燥量大、干燥效果好。该干燥装置的主要特点是利用太阳能资源，并辅以热炉提供干燥枸杞所需的热空气。2007年宁夏回族自治区曾保山申请了枸杞烘干棚实用新型专利。该装置包括一底部封闭

8、四周覆盖有可拆卸棚膜的棚架，棚架内沿其长度方向设有一由一棚架外的传动机构带动的旋转轴，旋转轴径向上固定有若干个吊架，每个吊架的两端均设有一盛放枸杞的平台，棚架底部设有若干个加热器、顶部设有排湿口；该实用新型结构独特，不受气候影响、能够充分利用太阳能和电能。2010年辽宁省沈阳市王建申请了发明专利一枸杞干窑温度控制，该发明主要特征是由温度设定器，控制器，执行器，烘干窑，变送器组成。其特征是，温度设定器与控制器相连，控制器通过执行器可对烘干窑进行加热，变送器安装在窑内可对信号变送后给控制器。其优点是，采用水蒸气和太阳能双供热的方式对枸杞进行烘干，不仅提高了效率，保证了质量，同时有效地利用新能源。具

9、有手动自动两种运行方式。2011年四川的李学齐等设计了一种多区段热风自循环枸杞干燥机，隧道式的长形烘室设置有进料口及出料。有管道，风机形成的送排风装置，在隧道式的烘室内有物料输送装置，以及输送装置的推进装置，输送装置上有盛放物料的容器。热风生产装置的高温介质将贯通的烘室沿纵向分为至少两个或两个以上的干燥间，每个干燥间有各自的热风干燥系统。2012年甘肃的张述珍等设计了一种烘干枸杞热风回收装置和枸杞制千方法。在烘室出口端上方设有散热器，进口端上方设有排风管，在靠近烘室进口端、排风管的右边设有水分过滤器，散热器与水分过滤器通过回收管路相连通。同年宁夏的张爱平设计了一种枸杞鲜果双循环热风烘干房，而且

10、采用了自动控温排湿系统。该系统包括烘干房，节煤热风炉，循环风机，回风道，自动控温排湿系统，枸杞果栈及果栈车。2013年中国科学院西北高原生物研究所索有瑞等发明了一种枸杞鲜果制千方法，该方法包括选料、清洗、扎孔、干燥、测定干燥后含水率和成品等步骤。2.2枸杞冷冻干燥技术专利研究1998年宁夏枸星营养制品有限公司对真空冷冻干燥枸杞果及其加工工艺进行了技术发明。其特征在于将精选清洗的构杞鲜果速冻，温度降至-45以下时，组织细胞中的水份完全冻结，液态水变为固态水，此时温度在共晶点以下，冻结的枸杞鲜果处于高真空状态，固态水开始升华为汽态水，干燥箱和冷凝器之间存在饱和蒸气压差，汽态水从干燥箱通过管道向冷凝

11、器流动，冷凝器温度低于-55，汽态水在冷凝器中又凝结成固态水，这个过程持续到被干燥物质中的水份完全升华完毕为止。用该方法干燥后的枸杞果生物活性有效成分破坏极小，枸杞果外形保存完好，色泽红润，晶莹剔透，含水率5%，便于运输和长期贮存。此外，该公司还发明了真空冷冻干燥枸杞粉及其加工工艺9。其工艺区别于上一专利的内容为：将精选过的枸杞鲜果清洗后，沥干残留水分，去除籽和皮制成浆液，将浆液磨碎用均质机均质，颗粒在2m左右，通过巴氏灭菌，冷却至常温，装盘，然后就是统上一专利的干燥工艺。该枸杞粉保持了枸杞果的营养成分和活性物质，含水率低，含糖量高。宁夏枸星营养制品有限公司还对枸杞中有效成分的提取做了研究，并

12、申报了真空冷冻干燥枸杞有效成分提取物及其加工工艺的发明专利。其方案采用生物提取技术将枸杞中的有效成分提取出来，制成溶液，采用真空冷冻干燥方法将溶液中的水分升华去除，制得提取物。工艺过程分为两步，可提取两种冷冻干燥制品。第一步，将精选的枸杞鲜果清洗后，沥干残留水份，配以鲜果重量0.5倍的蒸馏水，通过浆渣分离机去除枸杞中的皮和籽，把制各好的浆液置于不锈钢容器内，加入万分之二的纤维素酶及万分之一的果胶酶，迅速搅拌、酶解，温度控制在45-50之间，经过90分钟酶解后，加热灭酶，灭酶温度为80，时间为20分钟。将制备好的浆液通过粗滤、精滤两道工序过滤后，为深红色清澈透明液体，再经巴氏灭菌后冷却至常温提取

13、物，为第一步提取的液体，经真空冷冻干燥制成均匀一致的浅褐黄色粉末；第二步，将第一步提取的液体加入等量的无水乙醇，温度降至-20，静置12小时，溶液底部出现灰白色絮状沉淀物，去除上清液，将沉淀物加热至80，去除乙醇，所得浆液为第二步提取液，经真空冷冻干燥后为深黄色粉末提取物。2000年宁夏潘泰安发明了枸杞全粉冷冻升华干燥工艺。其工艺过程包括降低农药处理、漂洗、冷冻、升华干燥、低温粉碎、复合包装。所生产的枸杞全粉细度达到100目以上，无结块、无农药残留，产品可达到美国FDA质量标准规定，符合出口条件。对于采用枸杞干燥粉碎之后的粉末制备产品的研究，大连工业大学张玉苍和何连芳发明了枸杞子活性冻干粉及胶

14、囊的制备技术。该技术首先选用枸杞子果实为基础原料，经清洗、预冻、升华、解析干燥、粉碎、包装、成品等工艺技术，得到枸杞冻干粉，可用作胶囊、果冻、果酱、果汁等系列食品的原料。尤其是制成胶囊产品掩盖了其自身带来的中药味，食用方便快捷，解决了大面积种植产品积压，销路不畅的问题。该产品还具有生产成本低的特点，而且起到开发资源和保持热敏性活性功能物质的双重效果。2011年宁夏韩红雯申请了真空冷冻干燥枸杞鲜果的加工工艺的发明专利。其发明工艺步骤分为浸泡、清水冲洗后沥干水分、预冻、冷冻、抽真空干燥至枸杞果含水率小于5%后，取出枸杞并采用充氮气包装，防止枸杞吸潮。在抽真空干燥过程中，通过大量的试验总结出在不同温

15、度下，配合不同的升温速度和真空度，达到了保证枸杞果的外观形状和色泽的问题。另外，宁夏韩红雯还对真空冷冻干燥枸杞粉及其加工工艺申请了发明专利。其特征在于：将精选过的枸杞鲜果清洗后，沥干残留水份，通过浆渣分离机，去除枸杞鲜果的籽和皮制成浆液，把制备好的浆液通过胶体磨进行磨碎，用均质机均质后形成均匀稳定、细腻的浆液，颗粒在2m左右，通过巴氏灭菌，冷却至常温，装盘；将浆液盘放入干燥箱内速冻，当温度降至-45以下时，液态水变为固态水，当物质处在高真空状态时，固态水开始升华为汽态水，汽态水从干燥箱通过管道向冷凝筒流动，冷凝筒温度低于-55，汽态水在冷凝筒中又凝结成固态水，这个过程持续到被干燥均质中的水份完

16、全升华完毕为止，枸杞浆液干燥后再经高速粉碎机粉碎后即成真空冷冻干燥枸杞粉。该发明中粉碎工艺采用了低湿度、低转速和分筛工艺，避免了由于粉碎机转速过高所造成的枸杞中有效成分的损失、粘机、糖化等工艺弊端。2.3枸杞制干护色剂的技术专利研究在枸杞干燥产业中，附加产品和辅助产品的研究成为另一大亮点，其中制干护色剂的研制对于提高枸杞的干燥质量具有积极的作用。2008年宁夏贺嘉利等人发明了一种枸杞专用护色制干剂。该制剂是由食用纯碱、柠檬酸钠、异VC钠和山梨酸钾按照1000:2-10:1-8:0.5-6的重量配比组成。该发明所选用的食用纯碱可解除枸杞果表面的蜡质层，迅速吸收水分，从而缩短干燥时间，柠檬酸钠可解

17、除农药残留，保留枸杞果的原有味道，使枸杞表面圆润；异VC钠可延长保质期；山梨酸钾起到护色、增色和保鲜的作用，以上制剂不破坏枸杞果的营养成分。该专利将上述化学制剂组合，从而缩短了枸杞的干燥时间，延长了保鲜时间及贮存时间，且不破坏枸杞干果的营养成分，枸杞干果颜色正，色泽均匀，无油货，无发霉现象，无异味，无残留。2010年兰州理工大学发明了一种枸杞促干护色剂，并对去使用方法进行了专利保护16。该护色剂按质量百分比计，其促干护色剂的组分为：乙醇5-10%，焦亚硫酸钠，0.2-0.5%，山梨酸钾0.5-1%，余量为碱金属碳酸盐；使用方法步骤为：将焦亚硫酸钠，山梨酸钾，碱金属碳酸盐均匀混合，以固液比1-2

18、g:lOOm1的比例溶于水，搅拌均匀，然后再加入乙醇，混合均匀，即得枸杞促干护色剂溶液，将枸杞鲜果浸渍0.5-1min，捞出鲜果沥去水分，平铺竹席或托盘上，进行制干。2011年宁夏戴治稼和王军发明了一种枸杞鲜果脱水促干加工助剂。该助剂是粉状混合制剂，其重量配比为：碳酸钠50%-98%，碳酸钾30%-80%，柠檬酸钠1%-5%，氯化钾5%-30%;其制备工艺过程为：各原料、磨成粉状、混合均匀、分装、质检、储存销售。该发明使用人们日常广泛接触的四种食品添加剂进行科学复配，既能使枸杞鲜果干燥较快，又能较好的保全枸杞鲜果原有的色泽和营养保健成分。3存在问题与发展趋势上述专利涉及的枸杞干燥方法和干燥设备

19、，推广应用受到投入成本或技术成熟性的制约，在生产实践中实际应用相对较少。目前枸杞干燥投入生产使用的主要为自然晾晒、日光烘干（干燥）温棚、隧道式热风干燥窑，另有少数企业采用真空冷冻干燥进行小批量枸杞制干产品生产。而微波或热风微波真空组合干燥枸杞、远红外干燥、低温气流膨化法等枸杞干燥方法处于实验室试验阶段；太阳能热风干燥方法处于生产试验阶段，尚未进行生产应用。热泵干燥技术能够回收干燥废气的显热和潜热，是一种节能干燥技术。太阳能和热泵的联合干燥技术，既可以满足物料干燥的工艺需求，又可以克服单一太阳能热源的缺点，降低干燥的能耗，减少环境污染。因此开发利用基于枸杞干燥机理的太阳能快速干燥工艺、高效的太阳

20、能储热热泵废热回收技术，是提高枸杞干燥质量和效率的有效途径之一。针对枸杞干燥技术的进一步研究应着眼于对枸杞生物学特性和不同干燥设备干燥时的枸杞干燥特性的正确认识上，如内部水分迁移特性，干燥动力学等，进而研发适用于某一地区枸杞干燥的干燥工艺和设备。此外，还可以借鉴其他农产品干燥所采用的先进设备和技术，通过改进，应用到枸杞的干燥上来。4结语综上所述，我国枸杞干燥专利主要涉及热风干燥和冷冻干燥技术，还未见基于太阳能和热泵的联合干燥技术的自主知识产权，而在太阳能资源充足的西部省份，充分利用太阳能和热泵联合技术进行枸杞的干燥，不但可以降低能耗而且可以形成我国特有的专利技术，为枸杞产业的发展提供坚实的技术保障。孙照斌1，张国梁1，张振涛赶2刘立武3(1河北农业大学林学院，河北保定071000;2中国科学院理化技术研究所，北京100019；3中宁枸杞产业集团，宁夏中宁，755100)2013年第11卷第2期干燥技术与设备