射频改性淀粉在制备3D打印专用原料中的应用制造技术

本发明专利技术公开了射频改性淀粉在制备3D打印专用原料中的应用，属于食品加工技术领域。本发明专利技术以天然马铃薯淀粉为基材，利用射频处理器对淀粉进行改性，改性后淀粉黏壁情况发生减少；挤出物流动性较强，打印精度相对较高，提高产品润滑性和机械强度。产品润滑性和机械强度。产品润滑性和机械强度。

【技术实现步骤摘要】
射频改性淀粉在制备3D打印专用原料中的应用


[0001]本专利技术属于食品加工
，具体涉及射频改性淀粉在制备3D打印专用原料中的应用。

技术介绍

[0002]3D打印是增材制造中的一种术语，也被定义为固体自由形式制造，它是指通过逐层打印、堆叠成型等打印出预先设计好的结构模型的一种加工技术。3D打印技术被用于食品加工，可以根据个人爱好改变食物的形状、纹理，也可以根据不同人群的饮食需求，创建健康的食品。近年来，3D打印食品因其丰富的饮食营养和多样化的定制方法而成为食品行业关注的热门话题。由于食品原材料的限制，适合3D食品打印技术的材料非常有限，严重影响了食品3D打印技术的发展，开发适合3D打印的原材料的发展是促进食品3D印刷行业发展的重要途径。
[0003]在过去的十年中，化学残留物的缺乏导致了人们对淀粉修饰作为替代化学方法的物理方法的广泛兴趣。射频是指10～300MHz的电磁波，已广泛应用于工业、科学和医学领域。与传统的依赖于内部传导、表面对流和辐射的加热改造不同，射频能量穿透材料并产生整体加热效应，导致材料内外同时被加热。射频是非接触式加热的，避免了二次污染。水分子作为主要的极性材料，在射频过程中以很高的频率被置换，导致分子之间的摩擦和碰撞，从而产生热量。此外，在射频过程中，金属离子也随着电磁频率的变化而高速移动，这也就产生了摩擦热，从而改变了马铃薯淀粉的理化性质。
[0004]近年来3D打印技术在食品方面的应用鲜有报道，究其原因在于食品原料性质无法满足3D打印所需的机械性能。食品原料大多存在机械强度较低、含水量高等不足。目前食品3D打印材料主要采用巧克力、糖粉、面团等物质，如何通过物理方法对原料进行改性，并不造成二次污染，以取得较好的产品感官性质和机械强度，对推动食品3D打印产业具有重大意义。
[0005]以淀粉为基材，通过射频对淀粉进行改性，以获得更适合3D打印的改性淀粉，是目前一大研究方向。

技术实现思路

[0006]为解决现有食品原料3D打印机械性能不足、打印性能不好的技术问题，本专利技术提供了射频改性淀粉在制备3D打印专用原料中的应用。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]射频改性淀粉在制备3D打印专用原料中的应用。
[0009]进一步地，所述射频改性淀粉是采用射频处理器对淀粉进行改性得到，射频频率为27MHz，极板间距为110mm。
[0010]进一步地，所述应用，包括以下步骤：
[0011]步骤1，称取马铃薯淀粉和蒸馏水，将其混合制成淀粉乳；
[0012]步骤2，将淀粉乳置于4℃冰箱中，静置24h，使其分散均匀；
[0013]步骤3，将静置好的淀粉乳放在射频处理器中央，调节射频频率为27MHz，极板间距为110mm，进行改性；
[0014]步骤4，将改性好的淀粉进行冷冻干燥；
[0015]步骤5，取干燥的改性后的淀粉，按质量比5:22与蒸馏水混合并在80℃水浴中加热3分钟，期间不断进行搅拌，得到淀粉凝胶，用于3D打印。
[0016]在本申请的一个实施例中，淀粉乳的水分含量为30％
‑
70％；优选为30％、40％、50％、60％或70％。
[0017]在本申请的一个实施例中，步骤3中改性时间为5
‑
30min；优选为5min、10min、15min、20min或30min；更优选为20min。
[0018]本专利技术以天然马铃薯淀粉为基材，利用射频处理器对淀粉进行改性，改性后淀粉黏壁情况发生减少；挤出物流动性较强，打印精度相对较高，提高产品润滑性和机械强度。
[0019]有益效果：1.改性后3D打印材料机械强度得到较大提高，可以加工一些比较复杂的造型，改性后的材料未造成二次污染，保证了产品的安全性。
[0020]2.打印制得的产品表面光滑，层次性好，可以作为后续加工的食品原料。拓宽了食品3D打印的应用范围，提高了打印精度。
附图说明
[0021]图1为实施例1原淀粉的3D打印食品材料的成品图片和SEM照片；
[0022]图2为实施例2的3D打印食品材料经3D打印得到的成品照片；
[0023]图3为实施例2的3D打印食品材料的SEM照片；
[0024]图4为实施例3的3D打印食品材料经3D打印得到的成品照片；
[0025]图5为实施例3的3D打印食品材料的流变性能图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件的实验方法及未说明配方的试剂均为按照本领域常规条件。
[0027]本专利技术实施例中采用的马铃薯淀粉购自上海绿盛工业有限公司，含水量为11.41％。
[0028]射频仪器处理器(6kW，27.12MHz，SO6B，斯特雷菲尔德国际，沃金厄姆，英国)。
[0029]使用高温定制的食品3D打印机(Shinnove
‑
S2定制，中国杭州新诺科技有限公司)，整个3D打印过程采用了1.2mm的塑料喷嘴。喷嘴的单层高度和移动速度分别被设定为0.7mm和30mm/s。
[0030]实施例1
[0031]一、配方
[0032]本实施例所使用物料配方为10g马铃薯淀粉和44g蒸馏水。
[0033]二、制备方法
[0034]1.按照配方称取物料；
[0035]2.将马铃薯淀粉和水混合均匀；
[0036]3.将调节好水分的淀粉乳置于4℃冰箱中，静置24h，使其分散均匀；
[0037]4.在80℃水浴中加热3分钟，期间不断进行搅拌，得到淀粉凝胶。
[0038]三、应用
[0039]将所得物料加入3D打印机的打印仓内，设置温度为30℃，设定打印速度为30mm/s，单层高度为0.7mm，喷嘴内径为1.22mm，填充率为60％，选择所需模型进行食材打印。
[0040]所得产品可以做后续加工。
[0041]四、性能测试
[0042]1.性能：按照此步骤加工的食品原料，冷却后容易发生坍塌，物料分层不明显，打印高度低，打印精确度不高。
[0043]2.微观结构：如图1所示，物料中各组分发生了交联，形成完整的胶状物质。
[0044]3.打印难度：挤出过程相对流畅，挤出物流动性较强，打印精度相对低。
[0045]综上所述：马铃薯原淀粉(native starch)不适宜3D打印操作。
[0046]实施例2
[0047]一、配方
[0048]以质量百分数计，本试验所使用物料配方为马铃薯淀粉和蒸馏水，分别配置水分含量为30％(RF
‑
30)、40％(RF
‑
40)、50％(RF
‑
50)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.射频改性淀粉在制备3D打印专用原料中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述射频改性淀粉是采用射频处理器对淀粉进行改性得到，射频频率为27 MHz，极板间距为110 mm。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，称取马铃薯淀粉和蒸馏水，将其混合制成淀粉乳；步骤2，将淀粉乳置于4 ℃冰箱中，静置24 h，使其分散均匀；步骤3，将静置好的淀粉乳放在射频处理器中央，调节射频频率为27 MHz，极板间距为110 mm，进行改性；步骤4，将改性好的淀粉进行冷冻干燥；步骤5，取干燥的改性后的淀粉，按质...

【专利技术属性】
技术研发人员：江昊，梁玉梅，郭进安，刑友谊，
申请(专利权)人：陕西陕富面业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：