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低聚果糖和乳清蛋白是用途非常广泛的功能性食品基料,常常以粉体的形态存在,在产业化加工中关键需要解决的是物料的混合、输送、分装及贮存稳定性的问题。本研究选择高纯度低聚果糖(Purified fructose-oligosaccharide,P-FOS)、浓缩乳清蛋白-80(Whey protein concentrate,WPC80)为主要配方用料,麦芽糊精为辅料,针对P-FOS易吸湿、流动性差、WPC80压缩比高等影响生产稳定性的关键因素,研究了单一粉体的物料特性及其变化规律,探讨了低聚果糖-乳清蛋白-麦芽糊精混合粉料(Mixing of P-FOS,WPC80 and maltodextrin,WPM)流动性、吸湿性的影响因素及其调控方法,并在规模化产品生产中进行了应用和工序能力验证,主要研究内容和成果如下:1.研究了三种单一物料(P-FOS、WPC80、麦芽糊精)的粉料特性并进行了数据回归分析。采用粉体流动测试仪(Powder flow test,PFT)、扫描电镜高效液相色谱仪等测定了不同粉料的流动指数(Flow index,ff)、微观形貌及主成分含量。在确认不同粒径颗粒主成分无显著差异的基础上,重点研究了不同粒径及其占比对干粉流动性的影响。通过D-optimal混料试验设计及单纯质心法分析,发现P-FOS和麦芽糊精的粒径与ff符合二次方程,并经过验证有效,两个回归模型的R-Sq(预测)分别可达97.86%和99.66%。结果表明,若获知某批干粉的粒度分布情况,就可以预测该批物料流动性的大小,并通过调整不同粒度颗粒的占比获得稳定的目标流动指数,从而为实际生产中有效调控粉体的流动性提供了一个简单快捷的方法。2.以低聚果糖含量及蛋白质含量为均匀性指标,研究了WPM不同混料配比的流动性、压缩性和吸湿性。在保证混合均匀的基础上,探讨不同性质粉料占比与ff及粉体压缩度的相关性。结果显示不同粉料的占比与压缩比显著相关,符合二次回归模型,R-Sq(预测)可达97.64%。针对P-FOS易吸湿,难贮存的问题,采用恒湿溶液制备梯度湿度环境,考察了不同WPM的吸湿率及相对临界湿度(Critical Relative Humidity,CRH),经验证各单体成分的CRH对WPM的总CRH具有加和关系。研究成果可为生产时的环境湿度控制提供科学依据。3.进行了WPM混料和分装的产业化应用并评价其工序能力。以混合均匀度和三角感官评价为指标,优选出自动提升料斗混合机的混合时间为11min。在分装工序选择粒径和环境湿度为控制点,经过对分装真空度、净含量波动情况及过程能力指数(Process capability index,CPK)的评价,得出控制物料细颗粒占比,且保证环境湿度低于其CRH时,CPK可提升至1.33以上,达到6σ水平,且加速试验可通过。研究结果为粉料大规模生产的连续性和稳定性提供了重要的实践指引。