CN104720071A - 一种甘蔗汁固体饮料的加工装置 - Google Patents
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Abstract
一种甘蔗汁固体饮料的加工装置，包括依次连接的甘蔗汁粗滤设备、第一换热器、第二换热器、多级陶瓷膜超滤设备、降膜式三效真空蒸发设备、真空浓缩设备以及干燥成形设备。所述的甘蔗汁粗滤设备包括滚筒筛、曲筛以及粗滤蔗汁储存箱，多级陶瓷膜超滤设备与降膜式三效真空蒸发设备之间连有澄清蔗汁箱；降膜式三效真空蒸发设备包括降膜式一效真空蒸发罐、降膜式二效真空蒸发罐及降膜式三效真空蒸发罐；降膜式三效真空蒸发设备与真空浓缩设备之间连有糖浆箱；真空浓缩设备包括煮糖罐和水喷射冷凝器。本发明所制得的甘蔗汁固体饮料添加热水溶解后即可饮用，且色泽清亮透明、香味浓郁、味道清甜可口，较好地保持了甘蔗原有的营养成分及风味物质。
Description
技术领域
本发明涉及一种甘蔗汁固体饮料的加工装置，属于食品加工技术领域。
技术背景
甘蔗是亚热带特有的一种水果，其汁液丰富，含糖量高，味感清甜，广受人们的喜爱。并且甘蔗还有具有清热解毒、生津止渴、和胃止呕、滋阴润燥等功效，是生产饮料的优质原料。目前，用甘蔗汁做成饮料的方法主要有两种：一种是直接榨取甘蔗汁配制成饮料；另一种是先将甘蔗加工成甘蔗浓缩汁，然后用浓缩汁配制成饮料。受资源和原料的限制，饮料加工企业不可能都能直接榨取甘蔗汁配制成饮料，目前绝大多数企业都是使用甘蔗浓缩汁为原料来生产甘蔗汁饮料。而甘蔗浓缩汁中仍含有较多的水分，不便于运输和存储。而固体饮料相对于液体饮料具有质量显著减轻、体积显著变小、携带方便、风味好、应用范围广、饮用方便、易于保持卫生、包装简易、运输方便等优势，开始逐渐引起人们的关注。然而，把甘蔗汁加工成固体饮料的文献鲜有报道。因此，提供一种甘蔗汁固体饮料的加工工艺及装置来解决上述问题，是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种甘蔗汁固体的加工装置，解决了传统的甘蔗汁饮料含水分较多不利于储存和运输的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案，
一种甘蔗汁固体饮料的加工装置，包括有依次连接的粗滤设备、第一换热器、第二换热器、多级陶瓷膜超滤设备、降膜式三效真空蒸发设备、真空浓缩设备、干燥成形设备以及水喷射冷凝器。
所述甘蔗汁粗滤设备包括滚筒筛、曲筛以及粗滤蔗汁储存箱；
所述多级陶瓷膜超滤设备与降膜式三效真空蒸发设备之间连接有澄清蔗汁箱；
所述降膜式三效真空蒸发设备包括降膜式一效真空蒸发罐、降膜式二效真空蒸发罐以及降膜式三效真空蒸发罐；
所述降膜式三效真空蒸发设备与真空浓缩设备之间连接有糖浆箱；
所述真空浓缩设备为煮糖罐。
具体连接方式如下，
滚筒筛的过滤液出口连接至曲筛，曲筛过滤液出口连接至粗滤蔗汁储存箱，粗滤蔗汁储存箱的出口与第一换热器的物料进口连接，第一换热器的物料出口与第二换热器的物料进口连接，第二换热器的物料出口与多级陶瓷膜超滤设备进汁口连接，多级陶瓷膜超滤设备的浓缩液出口连接至浓缩液储存箱，多级陶瓷膜超滤设备的透过液出口连接至澄清蔗汁箱，澄清蔗汁箱的出口与降膜式一效真空蒸发罐进汁口连接；
降膜式一效真空蒸发罐出汁口通过三通管同时与降膜式二效真空蒸发罐进汁口和降膜式一效真空蒸发罐循环进汁口连接，降膜式二效真空蒸发罐出汁口通过三通管同时与降膜式三效真空蒸发罐进汁口和降膜式二效真空蒸发罐循环进汁口连接，降膜式三效真空蒸发罐出汁口通过三通管同时与糖浆箱和降膜式三效真空蒸发罐循环进汁口连接，糖浆箱出口与煮糖罐入口相连，煮糖罐出口连接至干燥成形设备，煮糖罐真空抽气口与水喷射冷凝器连接；
降膜式一效真空蒸发罐加热蒸汽入口与加热蒸汽源连接，降膜式一效真空蒸发罐二次蒸汽出口与降膜式二效真空蒸发罐加热蒸汽入口连接，降膜式二效真空蒸发罐二次蒸汽出口与降膜式三效真空蒸发罐加热蒸汽入口连接，降膜式三效真空蒸发罐二次蒸汽出口与水喷射冷凝器连接；
降膜式一效真空蒸发罐汽凝水出口、降膜式二效真空蒸发罐汽凝水出口及降膜式三效真空蒸发罐汽凝水出口连接至汽凝水罐。
所述曲筛的筛网为80～100目。
所述的第一换热器和第二换热器为板式换热器或者是列管式换热器。
所述的多级陶瓷膜超滤设备为五级并联的陶瓷超滤膜，每级陶瓷膜由两个膜组件组成，其中有一级起轮洗更换作用，陶瓷超滤膜的膜孔径为0.02～0.10μm。
所煮糖罐的操作参数为：蒸发温度为60～75℃，真空度为0.06～0.08MPa。
所述的三效蒸发设备的操作参数为：蒸发温度为60～80℃、真空度为0.04～0.08MPa。
与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：
1、在甘蔗汁固体饮料加工过程中不添加任何化学试剂和食品添加剂，保证了食品的绿色安全性。另外，在甘蔗汁澄清过程采用了陶瓷膜超滤澄清，由于陶瓷膜上结垢造成的膜阻力较小，因此陶瓷膜过滤甘蔗汁的膜渗透通量较大，且陶瓷膜通量衰减速度慢，可维持较高的膜通量过滤，从而延长膜清洗周期和减少膜清洗频率。
2、无需传统果蔬汁加工中酶解、离心等繁琐的工序，生产工艺流程短、设备结构简单、一次性投资成本低。
3、蒸发和浓缩过程都在真空条件下进行，防止蒸发和浓缩温度过高引起甘蔗汁中风味物 质和营养成分的损失。
4、将甘蔗汁加工成固体饮料，相对于传统的液体饮料具有质量显著减轻、体积显著变小、携带方便、风味好、应用范围广、饮用方便、易于保持卫生、包装简易、运输方便等优势。
5、所制得的甘蔗汁固体饮料储存期较长(大于9个月)，可反季节销售，从而获得较大的利润。
6、所制得的甘蔗汁固体饮料加水溶解至11.5°Bx后，色泽清亮透明、香味浓郁、味道清甜可口，并较好地保持了甘蔗原有的风味物质及营养成分。
7、采用了由五级并联的陶瓷超滤膜组成的多级陶瓷膜超滤***，每级由两个膜组件组成，有一级起更换轮洗作用，保证了陶瓷膜超滤***能够长时间稳定的运行。
附图说明
图1为本发明所述的多级陶瓷膜超滤设备示意图。
图2为本发明提供的甘蔗汁固体饮料的加工装置示意图。
图中：1—滚筒筛；2—曲筛；3—粗滤蔗汁储存箱；4—第二换热器；5—多级陶瓷膜超滤设备；6—澄清蔗汁箱；7—降膜式一效真空蒸发罐进汁口；8—降膜式一效真空蒸发罐循环进汁口；9—降膜式一效真空蒸发罐加热蒸汽入口；10—降膜式二效真空蒸发罐进汁口；11—降膜式二效真空蒸发罐循环进汁口；12—降膜式二效真空蒸发罐加热蒸汽入口；13—降膜式三效真空蒸发罐进汁口；14—降膜式三效真空蒸发罐循环进汁口；15—降膜式三效真空蒸发罐加热蒸汽入口；16—煮糖罐；17—水喷射冷凝器；18—干燥成型设备；19—糖浆箱；20—降膜式三效真空蒸发罐出汁口；21—降膜式三效真空蒸发罐；22—降膜式三效真空蒸发罐二次蒸汽出口；23—降膜式二效真空蒸发罐；24—降膜式二效真空蒸发罐出汁口；25—降膜式二效真空蒸发罐二次蒸汽出口；26—降膜式一效真空蒸发罐出汁口；27—降膜式一效真空蒸发罐；28—降膜式一效真空蒸发罐二次蒸汽出口；29—多级陶瓷膜设备浓缩液出口；30—第一换热器；31—降膜式一效真空蒸发罐汽凝水出口；32—降膜式二效真空蒸发罐汽凝水出口；33—降膜式三效真空蒸发罐汽凝水出口。
具体实施方式
实施例1
一种甘蔗汁固体饮料的加工装置，包括有依次连接的粗滤设备、第一换热器、第二换热器、多级陶瓷膜超滤设备5、降膜式三效真空蒸发设备、真空浓缩设备、干燥成形设备18以及水喷射冷凝器17。
上述甘蔗汁固体饮料的加工装置中，所述的粗滤设备包括滚筒筛1、筛网为80～100目 的曲筛2以及粗滤蔗汁储存箱3；多级陶瓷膜超滤设备5与三效真空蒸发设备之间连接有澄清蔗汁箱6；三效蒸发设备包括降膜式一效真空蒸发罐27、降膜式二效真空蒸发罐23以及降膜式三效真空蒸发罐21；降膜式三效真空蒸发设备与真空浓缩设备之间连接有糖浆箱19；真空浓缩设备为煮糖罐16。
上述甘蔗汁固体饮料的加工装置具体连接方式如下：
滚筒筛1的过滤液出口连接至曲筛2，曲筛过滤液出口连接至粗滤蔗汁储存箱3，粗滤蔗汁储存箱3的出口与第一换热器30的物料进口连接，第一换热器30的物料出口与第二换热器4的物料进口连接，第二换热器4的物料出口与多级陶瓷膜超滤设备5进汁口连接，陶瓷膜浓缩液从多级陶瓷膜超滤设备5的浓缩液出口29排出，多级陶瓷膜超滤设备5的透过液出口连接至澄清蔗汁箱6，澄清蔗汁箱6的出口与降膜式一效真空蒸发罐进汁口7连接；
降膜式一效真空蒸发罐出汁口26通过三通管同时与降膜式二效真空蒸发罐进汁口10和降膜式一效真空蒸发罐循环进汁口8连接，降膜式二效真空蒸发罐出汁口24通过三通管同时与降膜式三效真空蒸发罐进汁口13和降膜式二效真空蒸发罐循环进汁口11连接，降膜式三效真空蒸发罐出汁口20通过三通管同时与糖浆箱19和降膜式三效真空蒸发罐循环进汁口14连接，糖浆箱出口与煮糖罐16入口相连，煮糖罐16出口连接至干燥成形设备，煮糖罐16真空抽气口与水喷射冷凝器17连接；
降膜式一效真空蒸发罐加热蒸汽入口9与加热蒸汽源连接，降膜式一效真空蒸发罐二次蒸汽出口28与降膜式二效真空蒸发罐加热蒸汽入口12连接，降膜式二效真空蒸发罐二次蒸汽出口25与降膜式三效真空蒸发罐加热蒸汽入口15连接，降膜式三效真空蒸发罐二次蒸汽出口22与水喷射冷凝器17连接连接；
降膜式一效真空蒸发罐汽凝水出口31、降膜式二效真空蒸发罐汽凝水出口32及降膜式三效真空蒸发罐汽凝水出口33连接至汽凝水罐。
所述的多级陶瓷膜超滤设备5为五级并联的陶瓷超滤膜，每级陶瓷膜由两个膜组件组成，其中有一级起轮洗更换作用，陶瓷超滤膜的膜孔径为0.02～0.10μm。
实施例2
本实施例为利用本发明所述甘蔗汁固体饮料的加工装置进行生产的一个具体实例，具体操作步骤为：
(1)粗过滤：将甘蔗汁依次经过滚筒筛以及筛网为80目的曲筛过滤，除去蔗汁中的蔗糠、蔗屑等大颗粒杂质，得到粗滤甘蔗汁；
(2)灭酶：用第一列管式换热器将粗滤甘蔗汁加热到90℃，保持5s后，，用第二列管式换热器冷却至72℃，防止温度过高引起甘蔗汁风味物质和营养成分的损失，得到灭酶甘蔗 汁；
(3)陶瓷膜超滤：将灭酶甘蔗汁送至陶瓷膜超滤工作罐，以膜孔径为0.10μm的多级陶瓷膜超滤***进行超滤澄清，陶瓷超滤膜的操作参数为：跨膜压差为0.4MPa、膜面流速为5.0m/s、过滤温度为72℃，得到浊度小于1.00NTU的甘蔗澄清汁；
(4)真空蒸发：将澄清甘蔗汁送入降膜式三效真空蒸发***，真空蒸发的操作参数为：蒸发温度为60～80℃、真空度为0.04～0.08MPa，将其蒸发浓缩至60.0°Bx,得到甘蔗浓缩汁；
(5)真空浓缩：将甘蔗浓缩汁送入真空煮糖罐中进一步蒸发浓缩，煮糖罐的蒸发温度为60～75℃，真空度为0.06～0.08MPa，得到95.0°Bx的糖膏；
(6)冷却成型：将糖膏从煮糖罐中取出，搅拌至糖膏起幼砂后倒入磨具中，冷却至室温后，切成块状，得到甘蔗汁固体饮料；
(7)干燥包装：甘蔗汁固体饮料经干燥包装后即得成品。
实施例2生产过程中的方法指标如下表所示：
注：*甘蔗浓缩汁和固体饮料的浊度以及透关率以11.5°Bx计
实施例2加工出的甘蔗汁固体饮料贮存期内卫生指标如下表所示：
注：*中华人民共和国国家标准GB2760-2014
实施例2加工出的甘蔗汁固体饮料贮存期内理化指标如下表所示：
实施例3
本实施例为利用本发明所述甘蔗汁固体饮料的加工装置进行生产的另一个具体实例，具体操作步骤为：
(1)粗过滤：将甘蔗汁依次经过滚筒筛以及筛网为100目的曲筛过滤，除去蔗汁中的蔗糠、蔗屑等大颗粒杂质，得到粗滤甘蔗汁；
(2)灭酶：用第一板式换热器将粗滤甘蔗汁加热到100℃，保持5s后，再用第二板式换热器迅速冷却至70℃，防止温度过高引起甘蔗汁风味物质和营养成分的损失，得到灭酶甘蔗汁；
(3)陶瓷膜超滤：将灭酶甘蔗汁送至陶瓷膜超滤工作罐，以膜孔径为0.02μm的多级陶瓷膜超滤***进行超滤澄清，陶瓷超滤膜的操作参数为：跨膜压差为0.2MPa、膜面流速为4.0m/s、过滤温度为70℃，得到浊度小于1.00NTU的甘蔗澄清汁；
(4)真空蒸发：将澄清甘蔗汁送入降膜式三效真空蒸发***，真空蒸发的操作参数为：蒸发温度为60～80℃、真空度为0.04～0.08MPa，将其蒸发浓缩至65.0°Bx,得到甘蔗浓缩汁；
(5)真空浓缩：将甘蔗浓缩汁送入真空煮糖罐中进一步蒸发浓缩，煮糖罐的蒸发温度为60～75℃，真空度为0.06～0.08MPa，得到94.0°Bx的糖膏；
(6)冷却成型：将糖膏从煮糖罐中取出，搅拌至糖膏起幼砂后倒入磨具中，冷却至室温后，切成块状，得到甘蔗汁固体饮料；
(7)干燥包装：甘蔗汁固体饮料经干燥包装后即得成品。
实施例3生产过程中的方法指标如下表所示：
注：*甘蔗浓缩汁和固体饮料的浊度以及透关率以11.5°Bx计
实施例3加工出的甘蔗汁固体饮料贮存期内卫生指标如下表所示：
注：*中华人民共和国国家标准GB2760-2014。
Claims (6)
1.一种甘蔗汁固体饮料的加工装置，其特征在于：包括有依次连接的粗滤设备、第一换热器、第二换热器、多级陶瓷膜超滤设备、降膜式三效真空蒸发设备、真空浓缩设备、干燥成形设备以及水喷射冷凝器。
2.如权利要求1所述的甘蔗汁固体饮料的加工装置，其特征在于：
所述甘蔗汁粗滤设备包括滚筒筛、曲筛以及粗滤蔗汁储存箱；
所述多级陶瓷膜超滤设备与降膜式三效真空蒸发设备之间连接有澄清蔗汁箱；
所述降膜式三效真空蒸发设备包括降膜式一效真空蒸发罐、降膜式二效真空蒸发罐以及降膜式三效真空蒸发罐；
所述降膜式三效真空蒸发设备与真空浓缩设备之间连接有糖浆箱；
所述真空浓缩设备为煮糖罐。
3.如权利要求2所述的甘蔗汁固体饮料的加工装置，其特征在于：具体连接方式如下，
滚筒筛的过滤液出口连接至曲筛，曲筛过滤液出口连接至粗滤蔗汁储存箱，粗滤蔗汁储存箱的出口与第一换热器的物料进口连接，第一换热器的物料出口与第二换热器的物料进口连接，第二换热器的物料出口与多级陶瓷膜超滤设备进汁口连接，多级陶瓷膜超滤设备的浓缩液出口连接至浓缩液储存箱，多级陶瓷膜超滤设备的透过液出口连接至澄清蔗汁箱，澄清蔗汁箱的出口与降膜式一效真空蒸发罐进汁口连接；
降膜式一效真空蒸发罐出汁口通过三通管同时与降膜式二效真空蒸发罐进汁口和降膜式一效真空蒸发罐循环进汁口连接，降膜式二效真空蒸发罐出汁口通过三通管同时与降膜式三效真空蒸发罐进汁口和降膜式二效真空蒸发罐循环进汁口连接，降膜式三效真空蒸发罐出汁口通过三通管同时与糖浆箱和降膜式三效真空蒸发罐循环进汁口连接，糖浆箱出口与煮糖罐入口相连，煮糖罐出口连接至干燥成形设备，煮糖罐真空抽气口与水喷射冷凝器连接；
降膜式一效真空蒸发罐加热蒸汽入口与加热蒸汽源连接，降膜式一效真空蒸发罐二次蒸汽出口与降膜式二效真空蒸发罐加热蒸汽入口连接，降膜式二效真空蒸发罐二次蒸汽出口与降膜式三效真空蒸发罐加热蒸汽入口连接，降膜式三效真空蒸发罐二次蒸汽出口与水喷射冷凝器连接；
降膜式一效真空蒸发罐汽凝水出口、降膜式二效真空蒸发罐汽凝水出口及降膜式三效真空蒸发罐汽凝水出口连接至汽凝水罐。
4.根据利要求1～3任意一项所述的甘蔗汁固体饮料的加工装置，其特征在于：所述曲筛的筛网为80～100目。
5.根据利要求1～3任意一项所述的甘蔗汁固体饮料的加工装置，其特征在于：所述的第一换热器和第二换热器为板式换热器或者是列管式换热器。
6.根据利要求1～3任意一项所述的甘蔗汁固体饮料的加工装置，其特征在于：所述的多级陶瓷膜超滤设备为五级并联的陶瓷超滤膜，每级陶瓷膜由两个膜组件组成，其中有一级起轮洗更换作用，陶瓷超滤膜的膜孔径为0.02～0.10μm。
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