CN116981366A - 用于保存食品和耐储存的食品的风味的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于运输和分配果汁浓缩物的多层、柔性且大体上扁平的袋,包括第一细长、大体上矩形的多层部分,其密封至第二细长、大体上矩形的部分以产生限定内部体积并将内部体积与外部环境分开的可变形的、大体上矩形的、液密的小袋,其中小袋进一步限定顶端、相对设置的底端以及在其间延伸的第一侧和第二侧。果汁浓缩物包含在内部体积内。撕裂口通过至少一侧形成。果汁浓缩物具有小于0.60的水分活度。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年1月7日提交的共同待决美国临时专利申请序列号63/134,759的优先权,并且是于2021年2月5日提交的共同待决美国专利申请序列号17/168,304的部分延续申请,其要求于2018年5月25日提交的当时共同待决美国专利申请序列号15/989,840的优先权,其要求于2017年5月26日提交的当时共同待决美国临时专利申请序列号62/511,720以及于2017年7月20日提交的当时共同未决美国临时专利申请号62/534,715的优先权,每个申请通过引用并入本文。于2020年7月27日提交的美国专利申请序列号16/939,340和于2020年10月16日提交的美国专利申请序列号63/093,045均通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及食品配料制备领域。更具体地,本技术属于从食品例如果汁、整个或部分水果或整个或部分蔬菜去除水的技术领域。本发明的方面涉及已经从其去除水的食品,其保留了与起始食品相关的一种或多种希望的性质或特征。
背景技术
通常通过蒸发而去除水来果汁浓缩物以便于运输和储存。通过对果汁应用热和/或真空来进行蒸发。去除大部分水后,果汁浓缩物通常冷冻并保持在约-10℃,直到通过加水将其复原为果汁。
除了有效地去除水,蒸发过程还不加选择地降解和/或去除果汁中的维生素、油和香精。有必要将这些元素重新引入回浓缩物中,以使复原果汁接近鲜榨果汁的风味。
虽然有用,但冷冻的果汁浓缩物具有几个缺点。首先,它必须保持冷冻,因此消耗能量并且具有如果其所在的冷冻机断电则损坏的缺点。其次,去除然后重新引入必要的风味元素和油是低效的。这种重新引入几乎不会导致风味与原始鲜榨果汁匹配的复原果汁。最后,蒸发过程通常会通过将风味元素引入足够高的温度而分解和破坏一些更脆弱的风味元素而损害风味元素。
批量除湿、例如用于干燥的食品的冷冻干燥通常依赖于对食品(例如果汁)抽真空(通常低于1托),以从食品中强行抽出水分和/或在高温下烘烤,如真空辅助热空气干燥。虽然这些方法可以快速且有效地去除水分,但由于不加选择的干燥过程驱散或烘烤掉希望的芳香剂和挥发性风味化合物,所得干燥的产品往往远不如原始材料,使得干燥的产品平淡无奇并且远不如原始未干燥的产品。因此,需要从这些产品去除水分而不会不利地影响固有质量的方法和***。
本发明解决了这些需求。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的压力处理***的剖视图。
图2是根据本发明的第二实施例的压力处理***的剖视图。
图3是根据本发明的第三实施例的压力处理***的剖视图。
图4A是根据本发明的第四实施例的压力处理***的第一立体图。
图4B是图4A的压力处理***的第二立体图。
图4C是图4A的压力处理***的正视图。
图4D是图4A的压力处理***的第一剖视图,具有光滑的内壁。
图4E是图4A的压力处理***的第二剖视图,具有带通道的内壁。
图4F是图4A的压力处理***的第三立体图。
图5是根据本发明的第五实施例的压力处理***的示意图。
图6A是根据本发明的第七实施例压力处理***的示意图。
图6B是图6A的***的示意图,但具有多个处理室。
图7A是根据本发明的第八实施例压力处理***的局部剖面俯视图。
图7B是图7A的分解立体图。
图7C是图7A的***的局部剖面俯视图。
图8示意性示出了本发明的第九实施例压力处理***,在冷凝器侧和果汁浓缩物侧之间具有半透膜。
图9A-9H是包含通过上述真空处理***生产的果汁浓缩物的第一实施例密封袋的各种视图。
图10A-10B是包含通过上述真空处理***生产的果汁浓缩物的第二实施例密封袋的视图。
图11A-11B是包含通过上述真空处理***生产的果汁浓缩物的第三实施例密封袋的视图。
图12A-12G是包含通过上述真空处理***生产的果汁浓缩物的第四实施例密封袋的视图。
图13是包含通过上述真空处理***生产的果汁浓缩物的第五实施例密封袋的侧视立面图。
图14示出了高白利度模拟光学折射仪的代表性光学刻度,其将白利度值与水含量关联。
图15描绘了不同的本发明和对比食品组合物的测量的水分活度。
图16描绘了水分活度vs耐储存性和风味保留的图。
图17A-C示出了立式干燥室的第一实施例。
图18A-18F示出了立式干燥室的第二实施例。
图19A-19E示出了降膜蒸发器***的实施例。
图20示出了喷雾干燥器的实施例。
相同的附图标记和图例在各个附图中指示相同的元件。
本说明书中描述的主题的一个或多个实施例的细节在附图和以下说明中阐述。主题的其他特征、方面和优点从说明书、附图和权利要求中显而易见。
具体实施方式
在公开和说明本发明的方法、实施方式、最终和中间组合物以及***之前,应当理解,本发明不限于具体的合成方法、具体的组分、实施方式或特定的组合物,并且因此可以当然改变。还应当理解,本文使用的术语仅是为了说明特定实施方式而不旨在进行限制。
说明书和权利要求书中使用的单数形式“一”和“所述”包括复数指示物,除非上下文明确规定。范围可以以包括从“约”一个特定值和/或到“约”另一特定值的方式表达。当表达这样的范围时,另一实施方式可以包括从一个特定值和/或到其他特定值。类似地,当值表达为近似值时,例如通过使用先行词“约”,应当理解,特定值形成另一实施方式。还应当理解,每个范围的端点相对于另一个端点并且独立于另一个端点都是重要的。
“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或不发生,并且该描述包括所述事件或情况发生的情况和不发生的情况。类似地,“典型的”或“典型地”是指随后描述的事件或情况经常发生但可能不发生,并且该描述包括所述事件或情况发生的情况和不发生的情况。
图1-13描绘了本发明新型水分去除***的各种非限制性实施例、其应用于果汁浓缩物同时保留几乎所有的增香剂和必需的元素以及油以及各种示例性实施例中的果汁浓缩物实施方式。水分去除***的实施例通常允许从材料中精确且有效地去除水分而不会不利地影响那些材料的固有质量,这对于加工风味敏感性材料和化合物、例如果汁是有用的。元素如香精、油、维生素等元素不会随水分去除,因此保持其原始量和相对于彼此的原始比例。消费者通常以包括“开始”、“峰值”和“余味”的三个独特阶段来描述短暂的风味体验,这些阶段遵循相应的味觉、嗅觉的感官机制和残留检测及分子降解。每个阶段都由具体的感官源主导,并且每个阶段期间风味和香气的过度或不足表达可决定食品的整体合意性。消费者最初以在舌头上品尝食品或饮料开始,他们可能体验可能包括甜、酸、苦、香、油和咸的品鉴组合。品鉴通过主要在舌头上发现的受体(通常称为味蕾)的多种类型和变体检测。虽然一些品鉴由单一受体类型控制,但其他品鉴、例如苦味可以通过超过二十五种受体变体的组合信号来感知。任何一种受体的过度或不足表达都可能引起消费者的警觉,从而降低食品的感知的积极感官特性。结果,消费者通常将感官上理想的食品或饮料称为“均衡的”。
在食用期间,味觉之后几乎立即是嗅觉,通常描述为峰值,因为挥发性香气沿喉咙返回并向上进入嗅腔。挥发性化合物从口腔传到嗅腔所需的额外时间造成消费者体验的开始和峰值之间的感知时间滞后。气味主要通过G蛋白偶联的嗅觉受体传递,近千种不同的嗅觉受体负责嗅觉,每种嗅觉受体对特定分子高度敏感。嗅觉受体对酯、例如乙酸乙酯是特别选择性的,其是消费者通常称为“香精”的一类有机分子。味觉和嗅觉的敏感度不同。为了比较,味觉通常可以辨别出百分之几的浓度变化,而嗅觉可以辨别出低至百万分之一的浓度变化。与味道一样,食品或饮料的感官特性可以由受体的组合体验到的气味平衡来决定。任何一种受体的过度或不足表达都可能导致食品或饮料的感知平衡降低,从而导致不太理想的产品。
食品和饮料的余味比开始或峰值更复杂。在余味期间,口腔中的分子开始通过各种机制、例如水解和催化而降解,通过口腔中的热量和对流促进的挥发性化合物继续从口腔蒸发并行进到嗅腔,并且由于食品或饮料,口腔本身的细胞平衡开始改变。在食用期间显著改变口腔的食品或饮料通常具有描述为“尖锐”、“辛辣”或“刺痛”(示例是辣酱、耐保存的调味品或烈酒)的余味。在低浓度,这些不希望的体验可以描述为“粗糙”、“沉重”、涩味、充满单宁等。另一方面,在味觉上稀释时保持味道、气味和细胞平衡的食品和饮料通常称为具有“新鲜的”、“美味的”、“爽口的”、“丝滑的”、“细腻的”或“精致的”余味,并且通常认为是更理想。
当食品或饮料腐烂时,细菌和真菌消化组合物并产生副产物,并且检测腐烂食品的能力是生存的关键。发酵是一种厌氧形式的腐烂,其通常用于保存食品和饮料中的一些营养物质,同时有助于其他营养物质的消化和吸收。希望发酵的一些示例是酸菜生产中卷心菜的乳酸菌消化、辣酱生产中的辣椒发酵以及葡萄酒、啤酒和烈酒生产中的酵母属酿酒酵母消化。一旦消化所有营养物质或更常见地一旦发酵副产物达到对微生物有毒的水平,发酵就会停止。结果,可以保留剩余的营养物质而不必担心进一步的生物降解,从而形成耐储存的食品或饮料。不幸地,由于发酵也是腐烂的形式,因此一些发酵副产物由于与腐烂食品相关而降低食品或饮料的合意性和感官特性。年轻的消费者通常对这些副产物有更严重的厌恶,并且随消费者年龄增加敏感度往往降低。消费者还可能通过反复接触而对某些发酵副产物产生耐受性,从而导致通常与某些奶酪、烈酒和发酵的卷心菜相关的“后天味觉”。
在一些实施例中,本发明的方法从果汁去除水而无需对果汁应用热和/或真空。大多数鲜榨果汁有约80%至90%水,白利度读数通常在5°至20°白利度之间,水分活度为约0.85。在此,白利度值是指通过在20℃下放置足以覆盖高白利度便携式模拟光学折射仪的观察镜头的样品测得的值。合适的模拟光学折射仪包括但不限于用于在现场(例如实验室环境之外)测量蜂蜜糖含量的那些。确定白利度的其他方法是本领域已知的,并且包括但不限于将已知体积的密度与白利度相关联的比重测量、数字光学折射和红外吸收。虽然应当理解,如本文所指,水分活度值是指如上所述测量的值(即通过在20℃下放置足以覆盖高白利度便携式模拟光学折射仪的观察透镜的样品),还应当理解,水分活度值是指紧邻样品上方的空气的相对湿度的分压。例如,水分活度为0.80的样品具有纯水80%的蒸气压。
适合人类消费的组合物可以就其水含量、白利度和/或水分活度来表征。例如,耐储存的果汁通常浓缩至约10%至23%的水含量,水分活度小于0.60并且白利度高于约77°。在此,具有至少10%水含量的组合物的水含量可以通过在20℃下放置足以覆盖高白利度便携式模拟光学折射仪的观察透镜的样品并观察由高白利度模拟光学折射仪提供的相关光学刻度来测量。图14示出了由高白利度模拟光学折射仪提供的代表性相关光学刻度,其可用于确定与指定测量的白利度值相对应的水含量。在此,水分活度值是指通过将足以覆盖杯的底部的样品填充到Rotronic PS-14样品杯的底部并在21℃下将样品放在带有HC2-AW探头的Rotronic HP 23-AW手持仪中测得的值,在此可以通过确定密封样品体积中水蒸气的分压直至形成平衡来确定水分活度(ROTRONIC是RotronicAGAktiengesellschaftSWITZERLAND Grindelstrasse 6CH-8303BassersdorfSWITZERLAND注册的商标,注册号5139539)。作为进一步的示例,典型的果汁浓缩物在55°至70°白利度范围,水含量为约30-60%,并且必须保持冷冻直至复原。
本文说明的组合物的一些实施例定义为耐储存的。如本文所用,“耐储存的”组合物是指这样的组合物,其保持生物稳定并且不支持培养另外的真菌、酵母和/或细菌(如与组合物的初始样品相比通过组合物的老化样品中真菌、酵母和/或细菌的浓度计数测量的)至少6个月,之后在21℃下以开放式顶部使组合物开放环境暴露至少60秒,然后重新密封并在21℃下储存。作为非限制性示例,水分活度小于0.60、水含量为15%至23%且白利度为75°以上的蜂蜜是耐储存的组合物。
通过应用热和/或真空进行蒸发的传统果汁浓缩不仅有效地去除了水,还与水一起去除了增香剂、维生素和精油。可以从挥发流中收集和提炼香精、储存并在复原浓缩物之前或期间重新引入(富集),但这些过程增加了方法的步骤和费用。
本文公开的方法的实施例避免了在冷凝过程期间去除增香剂等。在一些实施例中,当公开的方法应用于果汁时,公开的方法的产物是在21℃下粘度为1000至25000厘泊、例如21℃下粘度为2000至20000厘泊、21℃下粘度为2500至15000厘泊或21℃下粘度为3000至12500厘泊,水分活度小于0.60、例如0.5至0.595或0.55至0.59,水含量为10%至23%、例如15%至20%或17%至19%并且具有76°以上、例如78°至83°或79°至81°白利度的果汁浓缩物。为了避免疑问,应当理解,粘度、水分活度、水含量和白利度值是指使用本文其他地方描述的技术(即,对于白利度值,通过在20℃下放置足以覆盖高白利度便携式模拟光学折射仪的观察镜头的样品;对于水含量,通过在20℃下放置足以覆盖高白利度便携式模拟光学折射仪的观察镜头的样品并观察由高白利度模拟光学折射仪提供的相关光学刻度;对于水分活度,通过将足以覆盖杯的底部的样品填充到Rotronic PS-14样品杯的底部并在21℃下将样品放在带有HC2-AW探头的Rotronic HP 23-AW手持仪中,然后通过确定密封的样品体积中水蒸气的分压直至形成平衡来确定水分活度)测量的那些。粘度通过相对于标准化参考进行定性比较来确定。例如,在一些实施例中,将公开的方法的实施例应用于果汁得到具有至少78°白利度、在21℃下粘度为5000至20000厘泊和水分活度小于0.60的果汁浓缩物。
在根据本发明的方法制备的果汁浓缩物的一些实施例中,果汁浓缩物的一种或多种期望的感官特性与得到果汁浓缩物的果汁的那些基本上相似。示例性非限制性期望的感官特性包括具有清晰、差异化风味的干净开始、可检测到微妙细微差别的明亮峰值以及具有最小残留的挥之不去的焦糖或氧化味的干净余味。在一些实施例中,那些期望的感官特性的一种或多种存在于根据本发明的方法制备的果汁浓缩物中。在一些实施例中,那些期望的感官特性的一种或多种存在于根据本发明的方法制备的果汁浓缩物中,并且另外地,那些一种或多种期望的感官特性与得到果汁浓缩物的果汁的那些基本上相似。在根据本发明的方法制备的果汁浓缩物的一些实施例中,果汁浓缩物不具有一种或多种不期望的感官特性,例如由去除一种或多种增香剂、维生素或精油导致的那些。在一些实施例中,果汁浓缩物不具有一种或多种不期望的感官特性,例如当使用涉及应用热和/或真空的常规方法加工果汁时产生的那些。在一些实施例中,果汁浓缩物不含精制的糖、不含添加的盐、不含添加的防腐剂和/或不含添加的酸。
在一些实施例中,根据本发明的方法制备的果汁浓缩物以基本上等于得到果汁浓缩物的果汁中存在的一种或多种物质的量保留了选自维生素、糖、盐、酸、油和香精的一种或多种物质。在一些实施例中,果汁浓缩物保留所述一种或多种物质而未富集(例如以一种或多种物质的量富集)和/或未增强(例如通过一种或多种物质的量增强)。在一些实施例中,所述香精是具有至少四个碳(例如具有4至12个碳、例如4至8个碳或4至6个碳)的酯。在一些实施例中,至少70%、至少80%、至少90%或至少95%的所述香精是具有至少4个碳的酯。在一些实施例中,这种果汁浓缩物是耐储存的。在一些实施例中,这种果汁浓缩物含有比得到果汁浓缩物的果汁更高浓度的某些组分。例如,在一些实施例中,果汁浓缩物可含有更高浓度的糖,如基于果汁和果汁浓缩物的白利度测量值确定的。例如,在一些实施例中,果汁浓缩物可以具有是得到果汁浓缩物的果汁的白利度测量值的至少2倍、至少3倍、至少4倍、至少5倍、至少10倍、至少15倍、至少20倍或至少23倍的白利度测量值。在一些实施例中,这种果汁浓缩物源自单一果汁或源自果汁混合物。在一些实施例中,这种果汁浓缩物源自包括苹果汁的果汁混合物。
在本发明的方法的实施例中,(a)收获且具有3°至25°、例如3°至15°白利度的白利度值的果汁,(b)具有15°至75°、例如30°至70°白利度的白利度值并且具有高于0.70的水分活度的部分浓缩的果汁,或(c)其组合,放在容器中并气密密封在其中而不与环境气氛连通。如本文所用,容器可以是或不是真空等级的。容器与吸收介质气动连通,使得果汁通过气态(通常是空气)介质与吸收介质间接接触;从而避免果汁供给源和筛元件的交叉污染。本***和方法下的吸收介质和再循环处理空气通常在加工期间的果汁处理温度的10℃内并且更通常在5℃内。这防止挥发性化合物通过二次无意的物理吸收机制(例如分子筛中的粘土亲和力)在吸收介质的外表面上凝结。可以利用高表面积热交换器调节处理空气温度,其中流体、例如水循环通过与处理空气热连通的热交换器,并且其中流体在一些实施例中在气态处理空气温度的15℃、10℃或5℃内。在一些实施例中,气态处理空气温度在5℃至100℃、15℃至65℃或37℃至57℃范围。
在一实施例中,循环水吸收***包括气密密封的容器,在容器内可以放置开放的果汁供给源。在一些实施例中,容器还包括穿过其形成的一对气动端口。然后,气动管线(通常是本领域已知的)将端口连接到本发明的吸收单元,其可以由复合材料、塑料、不锈钢等构造,可以是气动密封的,并且可以包含至少一个含有吸收介质的腔室。一些实施方式可以包括在气动管线中的一个或多个止回阀以维持单向气流。负载水分的空气(已经从与气态处理空气连通的果汁获取水分)可从容器内抽出,通过至少一根气动管线,进入吸收腔室,通过吸收介质,其中吸收介质从空气吸收水分,从而导致干燥的空气(仍然充满增香剂),然后将干燥的处理空气通过气动的至少一根气动管线返回到容器中,在此干燥的空气从开放的果汁供应源获取更多水分,并循环重复。在一些实施例中,在此过程期间挥发的增香剂在处理气流内达到饱和,这减缓了干燥过程期间的进一步挥发并导致挥发速率等于冷凝速率的稳态条件。结果,在一些实施例中,大部分增香剂保留在初始果汁中。在一些实施方式中,泵或真空单元可用于推动空气通过气动管线和/或用作鼓风机单元以使空气通过气动管线、吸收腔室和吸收介质进入/排出。
用于公开的方法中的吸收介质的非限制性示例包括这样的吸收介质,其通过化学反应、例如分子组分(例如锂、镁金属等)的氧化态在吸收期间改变的化学反应和/或通过物理吸收方法、例如化学物质如氧化钙、氯化钙、氯化镁、氯化锌等形成分子水合物从而从处理空气去除水分的物理吸收方法来吸收水分。替代地或另外地,吸收介质可以包含物理屏障,例如通过形成防止高于特定平均分子尺寸的分子的物理或化学吸收的裂隙或孔,从而使它们是原子选择性的。原子选择性的吸收介质可包含硅胶、沸石结构等,其可以通过使用粘土、塑料或形成可模制的宏观结构(例如分子筛球或管)的其他常规粘合材料粘合在一起。在一些实施例中,本***可使用尺寸为1至25埃沸石孔径、例如2至10埃沸石孔径、3至5埃沸石孔径或3至4埃沸石孔径的分子筛。在一些实施例中,所述分子筛、例如尺寸3至4埃的分子筛用于选择性地吸收水。在一些实施例中,沸石可包括铝硅酸钾钠,其可由经过离子交换过程的硅铝酸钠形成。在一些实施例中,铝硅酸钠钾晶体可以与粘土粘合剂组合以形成分子筛,随后可以将其窑炉烧制以产生稳定的结构。在一些实施例中,钠与钾离子比为至少30%钾、至少50%钾或至少66%钾。沸石介质的最小横截面直径可以为1mm至6mm或2.5mm至5mm。在一些实施例中,采用尺寸5埃以上(例如5埃至25埃)的分子筛来选择性地去除分子酸、例如乙酸。在一些实施方式中,分子筛可以是具有高钾取代含量的离子交换的铝硅酸钾钠,从而得到孔径在3至4埃之间的混合介质。在该实施例中,水蒸气可以以固态吸收而没有液态转变,从而防止从处理食品或果汁吸收和/或损失增香剂。
在另一实施例中,亲水膜、例如聚酰胺或离子聚合物片或膜可用于在第一空气-膜界面处选择性地从再循环处理空气吸收水蒸气,将吸收的水输送穿过膜,并在第二空-膜界面处将空气释放到环境中,在此空气可以行进至冷凝器或进入环境中。聚酰胺多层膜、例如支撑在聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚苯砜(PPSU)支撑物上的20-70nm的薄聚酰胺层对于给定的表面积可以实现更大的水传导。跨膜水迁移可通过扩散驱动,其中湿度梯度可促进水选择性跨膜迁移,通过热梯度驱动,其中跨膜温差促进水选择性跨梯度迁移,或电驱动,其中电流可促进水的离子成分选择性跨膜。在每种情况下,水可以从隔离的处理空气驱动至周围环境,而没有增味剂的明显传递。在电迁移的情况下,交替的水合氢离子和氢氧根传导材料、例如具有不同阳离子基团例如季铵盐、胍盐、咪唑鎓、吡啶鎓、叔锍、螺环季铵盐、鏻、磷川鎓(phosphonium)、磷腈鎓(phosphatranium)、金属阳离子、苯并咪唑鎓和吡咯烷鎓等的四氟乙烯磺酸共聚物、脂肪族或芳香族聚合物(包括聚(砜)、聚(亚芳基醚)、聚(亚苯基)、聚(苯乙烯)、聚丙烯、聚苯醚、聚(烯烃)、聚(亚芳基哌啶)和聚(联苯基亚烷基)可以使水能够通过电激发在***的一侧上分开并在相对侧上重新结合。
作为吸收介质的分子筛通常可以吸收过量的水但留下组成果汁内容物(例如苹果、橙子、黑莓、蓝莓、覆盆子等)的复杂风味的挥发性化合物。分子筛通常也可以于200℃和290℃之间在与环境交换的空气流下再生一至两小时,以去除水和其他吸收的分子并恢复初始状态以维持效率并防止批次污染。分子筛可以替代地在环境温度通过真空摆动解吸而再生,例如在小于5托或小于1托的压力。在一些实施方式中,吸收单元还可以包括吸收介质再生能力。例如,一种或多种干燥剂再生方法(例如在大气或部分真空条件下加热吸收介质以蒸发吸收的水等)可用于恢复介质。在该实施方式中,加热器以与吸收介质热连通的方式可操作地连接至腔室,使得加热器的通电向吸收介质提供足够的热量以赶走水分和类似的吸收的分子。在再生期间,吸收介质与处理空气和果汁处理容器保持密封隔离。在另一实施方式中,吸收***可以在吸收单元中具有多于一个介质隔间(和/或一个或多个腔室,每个具有一个或多个介质隔间),其可以在各隔间之间致动。例如,该单元可具有多个吸收介质隔间,每个隔间通过打开/关闭阀、空气阀、电致动门、旋转端口等是可选择的,并且该***可允许处理空气再循环以流过第一个隔间,直到第一个隔间的介质饱和。此时,该单元可以关闭第一隔间并打开第二隔间,同时还激活第一隔间中的恢复***以使第一隔间的介质去饱和。在一些实施例中,本发明中的隔间或腔室可用于描述包含吸收介质并由气动管线连接的封闭件。隔间和腔室可以是隔热的并且仅通过气动管连接,其可以通过一个或多个阀门或分流器调节或者可以在它们在密封隔离的空间之间共享物理壁的地方机械地连接。然后,该过程可以通过各个隔间继续,并且***可以按比例调整(例如具有2个、5个、10个等隔间/吸收腔室)以维持饱和和/或恢复率,同时将容器体积空气保持在足够低的水含量并与周围环境准连续气动隔离。
在其他实施方式中,吸收***和/或介质可以手动恢复。例如,如上所述,一个或多个介质隔间可以是可利用的,和/或一个或多个介质托盘可以是可移除的/可更换的。因此,当一个托盘饱和时,操作者可以阻止气流通过容器,暂时中断与环境的气密密封,移除一个或多个介质托盘,将所述一个或多个介质托盘放在烘箱中以恢复介质,然后将所述一个或多个恢复的介质托盘更换到***中。可以使用多于一个介质托盘来维持准连续的干燥状态。此外,在一些实施方式中,一个或多个空气过滤元件可用于防止灰尘和/或碎片离开吸收隔间并返回容器体积并与食品或果汁内容物混合。例如,对于颗粒尺寸过滤,这种空气过滤元件通常可以小于10微米、更通常小于5微米并且还更通常小于1微米。
在一些实施例中,可以在材料、例如果汁浓缩期间或从材料、例如果汁浓缩收集水性组合物。在一些实施例中,这种水性组合物自身是商业上有价值的和/或可行的。在一些实施例中,收集由果汁浓缩获得的水性组合物,其中水性组合物包含水和水果香精。在一些实施例中,水性组合物包含水和水果香精并且具有与源果汁(在此应当理解,源果汁是进行浓缩的起始果汁)基本相同的一种或多种维生素含量、与源果汁基本相同的油含量、与源果汁基本相同的香精含量、与源果汁基本相同的盐糖比以及与源果汁基本相同的酸糖比。在一些实施例中,这种水性组合物由包含至少10%苹果汁的源果汁的浓缩获得。
又一实施方式可包括一个或多个传感器(例如温度传感器、气流传感器、湿度传感器、露点传感器等)以测量流过管线、端口、容器等的空气的气流、水含量、压力等。测量的传感器数据然后可用于触发警报(例如更换一个或多个介质托盘、切换一个或多个介质隔间致动器等)、自动打开/关闭端口和/或阀门、致动新的介质、启动/停止介质恢复等。气流速率传感器也可用于确定冷却空气的流速。在一些实施例中,湿度计可放在输入和输出的处理空气流中(例如在管线上),并且传感器可用于测量处理空气的流速。由这些数据,可以计算水分的近似质量,并且可以从容器去除具体量的水分。
一些实施方式可以利用一个或多个控制器来控制***组件。例如,控制器可以接收并分析传感器读数、致动阀门、打开再循环单元、给加热器通电等。可以使用预定义的简档和例程来操作控制器,或者可以使用机器学习和/或自适应逻辑例程来操作控制器以优化和维护***操作。
在一些实施例中,气流速率传感器还可用于确定处理空气的流速。在一些实施例中,湿度计可以放在输入和输出的处理空气流上(例如在管线中),并且传感器可以用于测量空气的流速。然后通常可以通过将气流速率乘以流入和流出之间的水含量之差来计算水分的质量。如果随时间对数据进行总计,则可以确定特定的水分质量并由***去除。因此,公开的方法的非限制性实施例包括:将成分放入容器中;将容器与外部环境密封并开启干燥的空气流;测量输入和输出的空气流的气流速率和水含量;继续干燥过程直至去除期望质量的水分;关闭端口并将果汁浓缩物与干燥介质隔离以保持期望的水分水平。
在一些实施例中,进入容器的干燥的处理空气的初始露点可以在-60℃至50℃、例如-50℃至20℃或-45℃至-20℃的范围。在一些实施例中,从容器返回到空气干燥器的湿润的空气可具有-20℃至50℃、例如-10℃至25℃或-5℃至15℃的露点。容器通常是圆柱形的并且具有一个处理气体入口和出口。容器具有至少10cm、至少15cm、至少25cm、至少30cm或至少45cm的内径。内径可以大于10cm,例如至少15cm、至少25cm、至少30cm、或至少45cm,以有助于形成气泡网和/或减少粘性浓缩物中气泡的夹杂。如图19E所示,本发明的气泡网是在静置液体的表面处形成的半柔性膜,包括已上升至与过度干燥的果汁或其他液体的固体膜结合的液体表面的潜在气泡(latent bubble)。气泡网的形成使得果汁或其他液体沿容器内壁向下行进以无缝过渡,而不会折叠(folding over)和夹杂气泡。如果容器的内径太小,则气泡网将被夹带到下落的液体中并混合,从而由于悬浮的气泡而导致折叠过渡(folding transition)和较低密度的果汁浓缩物。处理气体、通常是空气用于帮助促进水从产品流体蒸发,并将蒸发的水输送出容器。处理气体入口和出口通常在容器的相反端处,使得处理气流过容器内的产物流体表面。入口处理气体通常具有约-40℃的露点温度和约38℃的干球温度,但这些值可以在处理循环过程中以及在实施例之间变化。入口空气可通过入口的出口处的喷嘴或其他排放孔。在果汁浓缩技术的一个实施例中,入口管的直径为约4英寸,处理气体总体流速为约21.59m/s,体积流量为约0.0425m3/s;入口管的出口形成收缩至2.54cm直径的喷嘴,从而加速处理气体。因此,在该实施例中,处理气体在进入容器的入口处的总体速度为约85m/s。
容器通常具有大于入口管的直径,使得在其中的总体速度小于从入口管排出的处理气体的总体速度。在上述实施例中,容器内径为约56cm。因此,在此情况下,容器中处理气体的总体速度为约0.1778m/s。当处理气体通过产品流体时,水蒸发并转移到处理气体中,并输送通过容器至处理气体出口。
当处理气体行进通过容器并积聚蒸发的水时,水分含量增加并且温度通常降低。出口处理气体露点温度通常为约4.4℃并且具有约32℃的干球温度,但这些值可以在处理循环的过程期间以及在实施例之间变化。
例如,在一些实施例中,从干燥器单元返回到容器的大气压处理空气(约760托)可以在37℃的温度下处于-40℃的露点,其可以对应于每立方米约0.0896克水。在半干食品的主动干燥期间,可能导致10℃的露点和37℃的处理空气温度,其对应于每立方米约8.57克水,如通过返回到干燥器单元的处理空气测量的。通过340L容器的典型流速在0.142至1.42m3/min之间。因此,在1.42m3/min,干燥空气露点-40℃且返回露点10℃的***每分钟可去除约12.05克水。如果将初始含水量为6wt%的20kg可可粒干燥至最终水含量1.5wt%,则必须除去900g水,使用新型***需要约75分钟。
本发明的干燥过程可以连续地应用于处理果汁,或者其可以间歇地应用以允许果汁的水分水平在干燥周期之间的隔离环境下达到平衡。用于生产半干燥物品、例如本文提出的果汁浓缩物的技术的分离时间可以为1至60分钟、例如2至20分钟或4至15分钟。在果汁处理过程中可能会形成多种过程中间体,并且可以通过其水分活度表征。果汁浓缩物产品可以通过本发明的方法仅由新鲜果汁生产,或者可以使用本发明的方法结合传统脱水技术、例如薄膜或降膜蒸发来生产。作为非限制性示例,可以将白利度值为15°至70°、例如35°至70°白利度的市售果汁浓缩物加入容器中并根据本发明方法浓缩,以实现在21℃小于0.60的水分活度。在另一非限制性示例中,白利度值为1°至25°白利度的鲜榨果汁的组合可以与白利度值为15°至70°白利度的一种或多种果汁浓缩物组合以实现新鲜果汁和果汁浓缩物的预处理混合物,然后可以根据公开的方法对其进行处理以实现在21℃小于0.60的水分活度。准稳定的过程中间体可以根据其生物活性来表征,其中中间体一定的水分活度水平可以预期抗生物污染。例如,本发明的方法可以以过程中间体提供抗大肠杆菌污染的水分活度小于0.95的组合物、抗蜡样芽孢杆菌污染的水分活度小于0.93的组合物、抗金黄色葡萄球菌污染和/或棒曲霉污染的水分活度小于0.85的组合物、抗黄曲霉污染的水分活度小于0.78的组合物和/或抗鲁氏酵母污染的水分活度小于0.62的组合物。
在一些实施例中,本***可以在引入成分之前经历热杀菌过程。该过程可包括以下操作:1.将干燥器***和处理腔室与周围环境隔离,2.将处理容器的温度升高到至少57℃,持续至少10分钟,从而产生无菌环境,3.将容器温度和/或处理空气温度降低至期望的生产温度;4.将无菌成分引入容器中以开始无菌处理。在一些实施例中,可以通过流体连接至无菌处理容器的UV杀菌***将成分引入无菌环境以保持感官特征,同时减少生物污染。
本发明的方法的实施例独特地实现待在隔离期期间确定的果汁浓缩物的水分,在此期间可以确定平衡的环境水分水平并用于计算水分活度水平,其可以与食品内容物的水含量直接相关。例如,对于果汁浓缩物,期望15wt%至19wt%的水分水平,其对应于约0.50至0.62的水分活度水平,或平衡下隔离环境的50%至62%相对湿度。
在一些实施例中,可以在原始条件下在低于26℃的温度下生产水果防腐品,例如通过将果汁内容物和任选地糖和/或胶凝剂例如果胶放在容器中并将内容物直接干燥至足够的水分活度水平。在一些实施例中,可以将粗产品干燥至较低的相对水分活度水平,例如0.50至0.75,以补偿该过程中的热杀菌步骤(例如巴氏灭菌等)的缺乏。虽然一些细菌可以在该过程存活,但是根据这种实施例生产并具有0.50至0.60的水分活度的水果防腐品可以在环境温度(例如20℃至25℃,例如23℃)下保持合理的时间直至食用,且根据这种实施例生产且具有高于0.60的水分活度的水果防腐品可在4℃(例如在冷藏条件下)保持合理的时间直至食用。
在一些实施例中,通过公开的方法生产的果汁浓缩物(也称为果汁浓缩物)在室温和压力下是非结晶的和/或是耐储存的。非结晶果汁浓缩物通常在21℃的不受干扰的温度下至少6个月不会形成微晶。例如,水分活度小于0.60的非结晶果汁浓缩物可以通过加入至少10wt%、例如10wt%至30wt%、例如15wt%至25wt%或18wt%至22wt%的苹果汁来生产,如使用光学折射仪测量的,通常包含在白利度折射仪中。例如,水分活度为0.58的非结晶浓缩蓝莓汁可以由20%的70°白利度的浓缩苹果汁和80%的70°白利度的浓缩蓝莓汁的混合物生产。不同白利度水平的浓缩物的混合物可以数学地调整以通过将稀释度调整到共同的白利度数值来实现等同的白利度水平之比。在另一示例中,非结晶果汁浓缩物可以通过向果汁浓缩物引入选自由蔗糖、麦芽糖、葡萄糖和果糖组成的组的三种或更多种类型的糖来实现,其中三种最丰富的糖具有总量的至少5%、至少10%、至少15%的相对丰度。在一些实施例中,通过公开的方法生产的果汁浓缩物是生物稳定的,意味着其对生物、例如微生物的生长或繁殖具有抗性。
在一些实施例中,果汁浓缩物可包括至少10wt%、至少15wt%、至少20wt%、至少25wt%的苹果汁。在一些实施例中,非结晶果汁浓缩物包括果糖、葡萄糖和蔗糖的混合物,果糖占混合物的至少45wt%、至少50wt%或至少55wt%,蔗糖和葡萄糖占重量差。在其他实施例中,非结晶果汁浓缩物包括果糖和两种其他糖的混合物,果糖是主要的糖组分并且占混合物的至少45wt%、至少55wt%或至少65wt%。其他糖可以选自由蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、半乳糖和乳糖组成的组。
在一些实施例中,加入少量抗坏血酸作为抗氧化剂。抗坏血酸,也称为维生素C,可以以0.5至2.0mg/g、例如1.0至1.5mg/g的范围存在,在每种情况下表示为水分活度小于0.60的最终浓缩物中的重量比。在一些实施例中,加入的抗坏血酸对果汁浓缩物的风味没有贡献。
在本发明的另一实施例中,不连续干燥过程可用于在水由于蒸发而连续释放的干燥期间维持期望的果汁产品内的具体水分活度水平。在现有技术下,可以将具有相当高的水含量的果汁加入到容器,并在初始阶段下通过应用热和/或真空快速干燥,以达到期望的水分活度水平/水含量/白利度。相反,通过本***,水分去除速率受果汁/空气界面处的水分释放的限制,干燥时间与隔离平衡静置时间之比可以为从1:1到150:1、例如从2:1到120:1或从3:1到50:1,直到获得期望的初始水分活度水平。在一些实施例中,具有使用干燥时间与静置时间之比1/10:1至5:1、例如1/2:1至2:1或6/10:1至1:1的间歇干燥循环的第二干燥阶段可以在颗粒尺寸减小期间使用,以保持期望的最大水分活度水平,从而限制可能降解内容物的食品化学。
然后,脱水的内容物(例如经处理的果汁)可以从喷嘴(例如排水构件、边沿等)排出,并且可以重设***用于另一批内容物。可能优选的是,在内容物从容器排出之前立即将脱水的内容物加热至37℃至75℃的温度,以降低脱水的内容物的粘度、杀菌脱水的内容物和/或增加批次产率。因此,该方法通常在一个分批精炼和混合***中实现待生产的脱水的果汁内容物期望的水分水平,从而达到期望的和高的定制规格。
在一些另外的实施方式中,通过监测与一部分再循环处理果汁或其他液体流体连通的隔离环境的相对湿度,测量和调节水分活度的过程可以在干燥处理期间连续发生,而不去除内容物样品。还可以监测隔离环境以及处理果汁的温度,以提供更准确的读数。隔离环境可以在储罐中或者可以是与处理管道一致的部分。如上所述,这种自动化过程可以利用一个或多个水分和湿度传感器以及气流传感器以确定内容物的水分活度,从而致动端口以使用干燥介质选择性地干燥空气和内容物直到达到指定的水分活度水平和/或阈值。该过程可以在稳态条件下继续直到达到期望的水分活度水平,此时可以将样品转移到商业上可接受的储存容器中。
在本***的另一实施例中,通过将食品的第一体积保持在具有容器空间的第一容器中,两个容器可用于连续地再循环并干燥食品、例如果汁,其中第一容器和容器空间基本上保持与周围环境空气隔离,并且其中湿度传感器与第一容器空间空气连通,并且第二容器与第一容器流体连接并保持空气隔离,其中第二容器与吸收介质空气连通,并且其中来自第一容器的流体转移到第二容器,在此通过与第二容器顶部空间的相互作用而部分干燥,然后转移回第一容器,在此可以与第一容器空间达到平衡。在该方法下,可以以分批或连续流动过程连续干燥和监测流体,直到达到期望的水分活度,此时可以排出食品。在此过程期间可以提取中间组合物,其水含量为25%至75%,水分活度为0.60至0.95,并且白利度低于70°,同时保留糖、油、香精、维生素等的原始水平。该实施例的第一容器还可以包括混合桨以有助于保持干燥的产品的均匀混合物,并且可以使用一系列泵和止回阀、流量控制孔口等通过流体管在第一容器和第二容器之间推动产品。
本发明的混合桨可以是搅拌器、例如振动搅拌器或用于扰动容器中流体的平衡从而增加材料的均匀性的其他此类机械装置。搅拌器可以直接扰动材料或者可以通过辅助的机械接触(例如振动容器壁)间接扰动材料。混合桨或搅拌器可以跨越容器的整个尺寸,其中桨有助于从容器壁解放材料,或者其可以仅跨越一部分容器体积。
真空控制***可用于在连续流动操作下在非常窄的压力窗口内调节容器的压力。本技术的真空控制***本质上可以是模拟的,包括一系列高表面积压力调节器,其使用跨过阀的机械压力梯度来调节真空室内的真空或正气流条件。这些可以根据直接或更典型地间接位于真空和压力管线并且与内部容器空气连通的压力计手动地调节和校准。更典型地,本技术的真空控制***利用与通常容纳数字用户界面的压力控制器连通的数字压力计。然后,控制器或真空控制单元可以致动一个或多个真空阀以降低腔室或容器内的气压,并且还可以致动一个或多个空气阀,其可以使空气、更典型地惰性气体例如氮气或氩气流动,以进入容器并增加压力。更典型地,真空控制单元可以独立地控制粗真空阀、精真空阀、粗空气阀和精空气阀。每种类型的一系列粗阀门和精阀门还可以用于提供具体真空控制速率以上的更高水平的控制。在操作期间,控制器可以激活与真空泵空气连通的粗真空阀,直到容器压力达到10%以内、更典型地5%以内、还更典型地1%以内,并且还更典型地直到达到期望的真空水平。然后,精真空调节阀可用于以降低的速率迭代至期望的真空水平,从而提供更高的精度。精空气阀可用于提供小于期望的压力水平的额外气压。通过不断监测和控制粗和精真空阀和空气阀,真空控制单元可以在动态、准稳态条件下将真空室的压力在狭窄的范围内调节,典型的压力偏差在期望的设定点的5托以内、更通常3托以内、更通常2托以内并且更通常1托以内,从而能够实现食品风味的接近控制。
喷嘴可用于将流体引导至容器壁,同时控制雾化和喷雾角度。典型的喷嘴可以是固定的或者可以在操作期间旋转。在一些实施例中,喷嘴可以具有异常窄的喷雾角度,例如小于60度、小于45度或小于30度的角度。在生产果汁粉的情况下,流体也可以是雾化的,或者在用于浓缩和/或真空处理酒精、咖啡或果汁的情况下,流体也可以是非雾化的。喷嘴可以具有例如在地平线的45度内、例如在地平线的30度内的相对水平的喷雾模式。然后,处理流体可以在飞行中干燥或除气,并且也可以在其沿容器的壁行进时干燥或除气。在除气期间可以通过使用喷嘴来增加真空压力,在此典型的除气压力在一些实施例中可以为30托至95托、例如35托至85托或45托至80托。
在一些实施例中,低气泡喷嘴可用于减少干燥以及真空处理期间的空气夹杂。在一些实施例中,液体入口端口可以排空到坡道的一端上,在此从源罐泵送的果汁分散成薄层或薄片并且向下流动以在坡道的另一端处汇集。然后,干燥的处理空气可以进入端口并直接吹过落下的果汁,在空气离开端口之前将水分转移至处理空气。然后,水含量降低的果汁溶液可以从处理容器中泵出并进入收集容器,或者可以将其再循环以进行额外的干燥。在一些实施例中,入口端口距容器壁小于50mm、小于25mm或小于10mm。在一些实施例中,使用距容器壁小于50mm、小于25mm或小于10mm的入口端口可导致基本上没有气泡的平滑流体过渡。
在一些实施例中,流体可以以钝角从壁过渡到直立的流体储存器,以进一步限制气泡夹杂。在操作期间,最小的处理流体储存器可用于收集在操作期间捕获意外的气泡。处理流体储存器在空气界面和流体泵之间可以是75mm厚、例如150mm厚或250mm厚。在一些实施例中,流体从处理容器的侧壁过渡到流体储存器而没有夹杂空气。当来自侧壁的流被推向公共点时,处理容器的中心处的未受干扰流体形成,同时干燥的空气在处理果汁的表面处形成硬皮(crust)。结果,气泡捕集器形成并收集通过流体储存器的重量流体静力学上分离的额外气泡,并防止它们在处理泵中再循环。然后可以在排出容器内容物之前收集气泡捕集器,以防止气泡混合到处理果汁中。该步骤可以去除下游脱气步骤并进一步提高产品质量。
在一些实施例中,本文公开的方法使用在注射之前实现液体积聚的液体入口主体。在一些实施例中,液体进入总管、例如大的管,至少部分地环绕容器的上缘。总管可包含多个面向容器壁定位的入口端口,使得流体在压力下离开总管并喷在容器的内壁上。该实施例中的入口端口的横截面积通常相对于总管主体较小并且直径可以小于7.5mm、例如小于5mm或直径小于3mm。在另一个实施例中,液体入口主体可包括双边件,其可以并入或不并入容器的盖中。双边分离可用于实现快速拆卸。在一些实施例中,泵输出总管保持在容器压力与大气之间的压差的两倍,从而使得简单的限流板能够以通常相等的压力用在容器入口阀和泵回流阀上。压力调节器可用于调节泵致动器压力,使得所得压头等于期望的压力。在这种配置中,如果输出阀关闭,则泵可能停转,导致止回阀致动,从而防止加工的产品泄漏回处理容器中。
在另一实施例中,液体进入容器并收集在槽中。一旦槽填满,液体就会倾泄在槽上并沿侧壁流向水坑。槽可以填充至由边沿限定的水平,直到其流过边沿,形成跨越容器壁的液体层。辅助出口管可用作槽排放管和密度分离器,在此较低密度和较高水分浓缩物可溢出槽边沿,而较高密度液体可从槽底部排出。槽还可倾斜以进一步促进容器边沿周围的流到槽排放管。
在一非限制性示例中,(参见图19A-19C)容器可包括细长的大体管状的形式,通常由不锈钢构造,具有内层、与内层热连通的水套以及包围水套的外层,其中内层形成食品接触表面。管可以垂直地终止于人孔(manway)盖,其还包括多个端口,例如清洁照明灯端口、视镜、空气出口端口、泄压阀和进气阀。位于中心的空气出口端口可进一步增强均匀的气流以及高速旋转的干燥空气与位于中心的低速空气的分离。进气管也可以在容器壁的一侧上,以实现独立于盖取向的永久放置和操作。进气管可以终止于空气喷嘴,以进一步增强容器内空气涡流的形成并增强跨越下落果汁的表面的干燥速率。空气入口可以在槽线上方,如图19A所示,或在槽线下方。在槽线下方的情况下,套圈可以以向上的角度突出到容器体积中,以防止下落流体膜滴过开口。槽可以放在容器的较高部分处,其内径与容器壁一致并且外径大于容器壁。槽可具有5cm至15cm的宽度和从2至5cm开始并倾斜至至少10cm或至少15cm的深度梯度,倾斜度为至少4%、5%、7.5%、10%。槽返回端口可以位于倾斜槽的底部,并且可以在排出期间用作高密度果汁浓缩物或过量果汁浓缩物的返回通道。容器还可以包含清洁原位***,其可以将水或其他清洁溶液泵入和喷到容器中以便于维护。罐可具有第一直径的底部收集端口,其逐渐变细至第二直径的端口,其中端口可提供容易的服务和维护访问,同时在操作期间仍保持有限的管道尺寸。在操作期间,流体可以放在排气管下方,排气管可以从侧面或顶部突出。流体从罐的底部泵入槽,在此其在容器壁的内部形成连续下落的液体层。来自入口的空气进入容器并再循环跨越流体,由此提取水分,直到其到达出口端口。当干燥流体时,其失去热能,而这些热能可由容器壁和循环水套补充。水套可以包括一个或多个部分,这些部分可以单独地安装管道以允许不同的温度控制区域。
替代地,槽还可以在与侧壁的接合处包括间隙,导致“泄漏”槽,当液体从槽的底部排出时其将导致沿侧壁形成均匀的液体层。槽中的间隙可以小于7.5mm、例如小于5mm或小于3mm,以实现没有空气夹杂的薄且均匀的流动。
在一些实施例中,泵可用于促使在减压操作下收集在容器中的流体返回到大气环境。变量泵,包括但不限于凸轮泵、螺杆泵、齿轮泵、隔膜泵等,特别适合于这种应用;然而,它们通常比定量泵、例如旋转涡轮机具有明显更高的最小进气压力,部分原因是泵止回阀的激活要求。虽然这在大气条件下不是问题,但真空条件消除了任何可利用的环境压头,使流体质量成为入口压头的唯一来源。在本文公开的方法的一些实施例中,真空输出泵以倒置方式安装,使得止回阀在重力的帮助下自然地达到打开状态,使止回阀质量能够有助于泵的进气压力激活,从而实现更大的吞吐量和低的真空容器液位要求,同时显著减少相对于真空容器的垂直位移(高度减少1米或以上)。虽然这在启动初始腔室进气压力时是有效的,但这导致第二个问题,其中泵输出止回阀也试图打开,从而消除来自泵输出的任何压头。在一些实施例中,本文公开的方法包括第二泵总管,其可包括压力调节器、压力缓冲衬里或顶部空间以及流量控制孔或阀,以使泵输出能够在大气压或甚至升高的压力下操作而没有泄漏。
本技术的***可以在生产运行之间使用传统的化学清洁剂进行清洁。本技术的小角度喷嘴可以使用清洁原位喷嘴,或者可以用高角度清洁原位喷嘴代替以覆盖更宽的处理容器表面区域。清洁溶液可以加到混合容器中并循环通过处理容器,直到表面充分清洁。然后可以丢弃流体。压力传感器、真空阀、处理干燥空气管线等可以通过在清洁期间关闭阀或移除连接与容器环境隔离,以防止污染或损坏。然后,处理空气可以循环通过处理容器,直到环境足够干燥。
在一些实施例中,本***可以在环境大气下或在厌氧条件、例如在惰性气体下、例如在氮气或氩气下操作。在一些实施例中,本***可以用氮气正压吹扫处理容器和管线,同时向环境排放以稀释空气与惰性气体之比。在这种实施例中,惰性气体可吹扫10分钟、5分钟或3分钟。再生的介质的隔间或腔室也可以在与容器空气连通之前用氮气吹扫。替代地,可以将容器抽真空,然后用惰性气体吹扫以加速该过程。在这种下,在将惰性气氛重新引入处理室之前,可以将容器抽真空至小于60托、小于30托、小于10托或小于3托的压力。放气阀可用于防止处理过程期间容器过度增压。
本***的另一实施例可以实现水分活度低于0.30且水含量低于10%的食品粉末的生产,同时保留源食品中发现的糖、油、香精、维生素等的原始量。传统的冻干食品和食品粉末的水分活度小于0.20,这可能是由于水的直接真空驱动升华,而通过对流干燥干燥的传统食品粉末的水分活度可能在0.4至0.75之间。与冻干食品或对流干燥的食品不同,使用本发明的方法生产的食品可具有0.20至0.60、例如0.15至0.600、0.20至0.595、0.20至0.590、0.20至0.585、0.20至0.580、0.20至0.575、0.20至0.570、0.25至0.595、0.25至0.59、0.30至0.59、0.20至0.58、0.25至0.57、0.30至0.595、0.40至0.595、0.50至0.595、0.55至0.595或0.55至0.59的水分活度和/或1wt%至<10wt%、例如2wt%至8wt%或2.5wt%至7wt%的水含量,其中对于水含量<10%的组合物(例如这些),可以通过重量法确定初始重量和热辅助脱水后的干重来测量水含量。在一些实施例中,本发明的方法可应用于食品以实现最大保质期,同时保留足够的水分以维持挥发性香精的吸附。与传统粉末产品相比,在本方法下生产的食品可具有增强的感官特性,特别是更高浓度的挥发性食品香精。这些粉末可以保存在第一容器中并泵送到处理容器,在此它们到达雾化器。然后,雾化器可以在干燥处理空气流下在容器中喷射液体细雾,并向下传送到排放管,在此可以将其输送到旋风分离器或颗粒过滤器。然后,处理空气可以返回到干燥器单元进行重新干燥。利用封闭的***将独特地使处理容器保留通常在开放***粉末生产期间损失的挥发性风味,在开放***粉末生产中,空气一旦通过食品雾就进入环境。该过程还可以实现厌氧条件以进一步增强风味保留。与可使用蒸发器以在闭路中冷凝水滴的传统技术不同,本***使得水蒸气到固体水的直接转变,从而消除通过液态水相互作用风味吸收和降解导致的任何有害影响。在一些实施例中,本文公开的方法导致与传统***的产品相比具有优异的感官特性的产品,例如具有的一种或多种挥发性化合物的水平与起始新鲜食品组合物中相应的一种或多种挥发性化合物的水平至少一样高、是起始新鲜食品组合物中的水平的两倍或者是起始新鲜食品组合物中水平的三倍的产品,如通过气相色谱质谱测定的。
在一些实施例中,其中使用双容器分批处理来干燥产品,可以降低第二容器的压力以在包装之前去除溶解的空气、去除部分发酵副产物和/或去除其他不期望的挥发性化合物。在该过程的一些实施例中,将第二容器压力降低至确定的设定点,并且将流体泵送通过容器,从而释放挥发性气体,然后在罐的底部处收集并泵送回至大气压,其可以在大气压下包装。在一些实施例中,将混合/监测容器和蒸发器/真空容器结合在闭路中的这种实施例独特地使得食品干燥、混合并允许果汁静置、脱气和制备用于包装。
在本发明的另一实施例中,集成的干燥***可用在保存食品组合物(例如制备生的腌制食品组合物)、例如果酱、水果衍生的浓缩物等的方法中,其中与起始食品内容物相比,保藏食品组合物具有更高浓度的一种或多种挥发性香精。在这种方法的实施例中,处理食品的水分测试为约27%至33%。在方法的实施例中,食品内容物、例如果汁内容物可以引入到容器,容器可以包括混合构件和/或另外的研磨介质。可将内容物加热至至少37℃、例如至少57℃或至少65℃或低于95℃或低于80℃,以溶解糖并使水果内容物灭菌;然后可以将内容物干燥直至达到0.75至0.85的水分活度水平;然后可以将干燥的内容物从容器排出以提供保藏食品组合物。在一些实施例中,该方法提供了保藏食品组合物,其保留了在初始食品内容物中发现的香精、增香剂、油、维生素、糖等的原始量。因此,在一些实施例中,这样的方法可能不趋向于具体颗粒尺寸或减少使用介质,而是用于针对干燥的食品内容物中期望的黏稠度和水含量为目标。
在制备保藏食品组合物的一些实施例中,食品内容物可以替代地在比上述温度低的温度下至少部分地干燥。例如,在一些实施例中,食品内容物可以在4℃至27℃的温度下干燥,例如通过将食品内容物的温度从高于57℃的温度快速降低至27℃至32℃,以至少1℃/min的速率降低温度,在初始阶段中干燥食品内容物少于三小时的时间,进一步将食品内容物温度降低至0℃至4℃的温度,并在该过程的第二阶段进一步干燥食品内容物,直到实现期望的食品内容物黏稠度和规格(例如水含量)。
在一些实施例中,根据本发明的保藏食品组合物具有小于0.60(例如0.50至0.60)的水分活度水平、27%至33%的水含量和/或至少55%的果糖含量。在一些实施例中,根据本发明的保藏食品组合物是耐储存的。在一些实施例中,根据本发明的保藏食品组合物在标准室温和压力下是非结晶的。
果酱中的挥发性风味通常在高于65℃的温度降解。然而,在工业中,果酱通常在104℃生产以实现适当的水分活度水平,这基本上(如果不完全)降解果酱产品的挥发性风味化合物。因此,本发明提供了用于保持水果和/或蔬菜产品的风味化合物的方法,其满足卫生要求同时保持这些重要的风味化合物。
本发明的另一实施例涉及使用新型技术保存水果和/或蔬菜产品。在一些实施例中,水果或蔬菜可以以完整形式干燥而不干扰角质层。这种方法可用于干燥绿叶蔬菜、草药和/或香料的应用。在一些实施例中,脱水速率可能受到细胞膜和角质层运输的限制;然而,在一些实施例中,对于高表面积产品可以实现工业上显著的生产速率而不干扰基本结构。在一些实施例中,公开的方法可应用于干燥水果和/或蔬菜。因此,在一些实施例中,公开的方法可用于干燥一种或多种水果和/或蔬菜以获得水分活度为0.10至0.60、例如0.15至0.15、0.20至0.595、0.20至0.590、0.20至0.585、0.20至0.580、0.20至0.575、0.20至0.570、0.25至0.595、0.25至0.59、0.30至0.59、0.20至0.58、0.25至0.57、0.30至0.595、0.40至0.595、0.50至0.595、0.55至0.595或0.55至0.59的干燥的水果产品和/或干燥的蔬菜产品。在一些实施例中,应用这种方法导致耐储存的材料中高的黄烷醇保留。例如,已经定性地确定风味蒸发压力在水分活度小于0.20、例如小于0.15或小于0.10时显著增加。由于真空升华过程,典型的冻干农产品可具有0.05至0.20的水分活度。与起始农产品和/或干燥的农产品的其他实施例相比,这种冻干的农产品可能具有有限的风味含量和/或较差的感官品质。相反,当与冻燥的农产品相比时,使用本发明的方法干燥的农产品的实施例表现出更高的风味含量和/或增强的感官品质。为此,图15描绘了不同的本发明的食品组合物和对比食品组合物的测得水分活度。如图15所示,四种对比传统干燥(常规干燥)的食品组合物(干燥的甜芒果、加州葡萄干、干燥的甜蔓越莓和干燥的甜草莓)分别具有0.63、0.61、0.61和0.60的水分活度。如图15所示,四种对比冻干食品组合物(冻干的芒果片、冻干的蓝莓、冻干的咸毛豆和冻干的覆盆子)分别具有0.19、0.16、0.12和0.19的水分活度。如图15所示,四种本发明的示例(苹果浓果汁(Apple Nectar)、蓝莓浓果汁、酸樱桃浓果汁和混合浓果汁)分别具有0.58、0.56、0.57和0.55的水分活度。本发明的示例是使用本发明的方法干燥的组合物。对于对比组合物和本发明组合物的每种,使用Rotronic HydroPalm水分活度计在23℃的温度测定水分活度。报告的水分活度是三个试验的平均值。ROTRONIC是Rotronic AGAktiengesellschaft SWITZERLAND Grindelstrasse 6CH-8303BassersdorfSWITZERLAND注册的商标,注册号5139539。因此,图15说明了本发明的方法可应用于将食品组合物干燥至大于0.20但小于0.60的水分活度。在一些实施例中,将食品组合物干燥至大于0.20但小于0.60的水分活度是期望的,因为这提供了耐储存但保留了起始食品组合物的风味(例如该过程以感官上所需的量保留了期望的风味化合物)的食品组合物。例如,图16描绘了水分活度vs耐储存性和风味保留的图(表示为峰值含量的百分比,峰值含量理解为每单位体积的风味的峰值浓度)。如其中所示,例如,虽然当水分活度小于0.20时可以保持耐储存性,但是当水分活度小于0.20时风味保留降低。还如其中所示,例如,当水分活度大于0.60时,耐储存性和风味保留都降低。因此,在一些实施例中,将食品(例如水果和/或蔬菜)干燥至0.20至0.60的水分活度(如通过使用本文公开的方法)是期望的,不仅因为该过程产生耐储存的产品,还因为该过程保留了食品的风味。
在一非限制性示例中,可以使用本***来干燥胡萝卜。通常将胡萝卜清洗、去皮、整体干燥,或切片,或切丁,并放在大的干燥容器中、烤盘上或储存箱中,并在与本发明的干燥器连通的再循环空气下干燥,直到水分活度达到0.2至0.6、0.2至0.4、0.2至0.3或约0.25。大的干燥容器可以从入口空气流化、搅拌或形成连续的移动表面、例如桶或带。然后可以收集干燥的胡萝卜并放在具有固体蒸发屏障、例如铝箔或玻璃的气密容器中,以确保挥发性化合物的稳定性。在一些实施例中,体积可减少70%至85%、例如70%至75%、70%至80%、或80%至85%,并且质量可减少90%至96%。
在另一非限制性示例中,可以使用本***来干燥芹菜。可以将芹菜茎分离、清洗、整体干燥、去皮、切片、切丁、波纹切(ruffle cut)、华夫格切(waffle cut)、碎切、浸软、捣碎等,并放在大的干燥容器中、烤盘上或储存箱中,并在与本发明的干燥器连通的再循环空气下干燥,直到水分活度达到0.2至0.6、0.2至0.4、0.2至0.3或约0.25。再循环空气温度通常具有-40℃至-10℃的入口空气湿度和10℃至46℃、例如35℃至45℃的温度。然后可以收集干燥的农产品并将其放在具有固体蒸发屏障、例如铝箔或玻璃的气密容器中,以确保挥发性化合物的稳定性。在该示例中,体积可以减少70%至85%、例如70%至75%、70%至80%或80%至85%,并且质量可以减少90%至96%。作为进一步的非限制性示例,可以类似地处理洋葱、辣椒例如甜椒或墨西哥辣椒、姜黄、生姜、生菜、西兰花、蓝莓、葡萄、黄瓜、草莓、大蒜、红薯、甜菜、青豆等,并可以导致具有长保质期和高包装密度的干燥的、生的、耐储存的农产品。如果放在软包装中,干燥的农产品随后可以经历高压巴氏灭菌、UV巴氏灭菌或辐射,以进一步限制生物污染并提高耐储存性。可以通过将捣碎的水果、蔬菜或其组合以通常1至10mm厚、例如2至7mm厚的均匀层放在不粘平的表面、例如硅酮上釉的烤盘上并使从本***再循环的干燥空气在表面上通过来类似地处理水果浓果汁(fruit nectar)。旋转桶也可用于通过多次经过静置的果泥来产生均匀的果泥干。可以通过将整体或轻微加工的农产品放在与本发明的干燥***流体连通的气密密封的容器中类似地加工草药例如百里香、牛至、芫荽、迷迭香等,香料例如肉桂、藏红花、花椒、肉豆蔻、丁香、小豆蔻等以及含***素的组合物例如***、啤酒花、***等。
在使用本发明的方法干燥水果和/或蔬菜的其他实施例中,可以通过机械破坏(例如刺穿或切割表面)、化学破坏(通过添加溶剂例如乙酸)和/或通过机械膨胀(例如冷冻循环或热流体穿孔技术)干扰细胞角质层。在一些实施例中,这种方法的应用导致耐储存的材料中高的黄烷醇保留度。
切丁、切片或压碎的水果和/或蔬菜产品也可以使用根据本发明的方法进行干燥。在一些实施例中,样品可以放在固体片例如PTFE或硅酮、开放的网状表面例如硅酮涂覆的网、金属丝网、膨胀尼龙、聚丙烯垫等上或机械悬挂例如串起来或原位夹住。脱水可以在批式加工机或连续的隧道加工机中开始,直到实现期望的水分活度水平(0.2至0.3,例如约0.25)。在其他实施例中,样品可以放在硅酮涂覆的实心或穿孔烤盘上。
在一实施例中,如图17A-17C所示的层流水平箱可以包括高密度的烤盘并允许甚至水平流过多层。这些烤盘可以是穿孔的或实心的。水平层流封闭件包括流体地连接至入口总管的干燥的处理气体(通常是空气)入口端口,以将流动的空气引导到内部体积中。同样提供处理气体(通常是湿润的空气)出口端口以允许流动的处理气体(空气)流出内部体积,出口总管与其流体地连接。多个烤盘堆叠在体积内并且与入口总管和出口总管流体连通地连接,使得当烤盘装载有待干燥的农产品时,从入口总管流过内部体积的干燥的处理气体/空气流过装载的烤盘,吸收水分,并且湿润的处理气体/空气流到出口总管并从处理气体(空气)出口端口流出。这种配置倾向于均匀地且以通常相同的速率干燥所有装载的产品。附加的再循环鼓风机可以与干燥***并联流体地安装,以进一步增加跨过烤盘的气流速率,同时保持跨过干燥介质的恒定空气速度。
类似地,农产品可以在具有位于底部气室和顶部气室之间的多个堆叠烤盘的垂直流动***中干燥,其中处理干燥气体/空气从底部气室向上行进或从顶部向下行进通过每个穿孔层,导致连续的等压阶段,并由此在层之间产生均匀的气流(参见图18A-18F)。填充装载烤盘的乱切或胡切农产品可进一步增加上升气流或下降气流实施例中的干燥速率。当干燥气体从入口端口移动到出口端口而流过每个盘时,如果在每层上并列堆叠,则百叶窗托盘可以实现具有垂直流动的固体干燥。通常,以相反的顺序(从上到下)移除并重新***烤盘,因为最靠近入口端口的盘往往比距入口端口最远的那些盘干燥得更快。替代地,气流速率可以从上升气流反转为下降气流,以能够在干燥循环中均匀干燥,而无需移除托盘。
同样,烤盘可具有穿孔表面,使得干燥的气体/空气可从入口端口垂直流过盘,在其行进至出口端口时吸收水分。类似地,盘方向应在干燥过程中途“翻转”,或在干燥过程期间定期“翻转”,以确保均匀干燥所有装载的农产品。替代地,气流方向可以在干燥过程中途“翻转”,或者在干燥过程期间定期“翻转”,以确保均匀干燥所有装载的农产品。这种配置允许干燥高密度的装载的农产品。
在上述示例中,可以干燥(例如通过本发明的干燥剂干燥器)湿润的出口气体并再循环至入口端口。
在本文公开的方法的实施例中,吸收***可包括一个或多个容器(待与外部环境分隔),其具有一个或多个底部构件、侧构件、一个或多个开放侧、一个或多个分隔构件、一个或多个吸收筒、一个或多个筒壁、吸收介质、一个或多个盖构件、一个或多个盖垫圈、容器体积、次级体积和/或用于容纳果汁的托盘。
一个或多个容器和/或托盘可由复合材料、塑料、不锈钢等构造,具有作为下表面的底部构件和从底部构件延伸以形成侧面的侧构件,开放侧未被覆盖并且允许外部环境和容器体积之间的流体传输或连通。一个或多个开放侧可以被封闭并且可以通过在开放侧处将盖构件放在容器之上而基本上与外部环境密封。在一些实施方式中,一个或多个盖构件还可具有放置在一个或多个盖构件和容器之间的一个或多个盖垫圈,以进一步实现外部环境与容器体积之间的气动密封。
在一些实施例中,一个或多个分隔构件可以由与容器类似的材料构造并且可以将容器体积进一步分成次级体积。分隔构件还可以是通气的、有端口的和/或以其他方式具有穿孔,从而允许容器体积和次级体积之间的流体交换。
一个或多个干燥筒可以由与容器和/或分隔壁类似的材料构造,筒壁合围并允许与一定量的吸收介质流体连通。
在一些实施例中,来自可位于容器体积中的内容物的水可扩散到空气中,然后扩散到可位于次级体积内的吸收介质中。在其他实施方式中,容器体积可以包围整个容器内部,省略次级体积,并且一个或多个筒可以放在相邻的托盘中。在又一实施方式中,吸收介质可直接放在容器体积中,省略一个或多个筒。
在另一实施例中,主动吸收***通常还可以具有一个或多个主动循环构件和/或锁构件。主动循环构件可包括但不限于一个或多个流体移动装置(例如风扇、鼓风机、叶轮等)以增加容器内的流体循环。例如,循环构件可增加通过一个或多个分隔构件的流体流、增加果汁和/或介质的暴露面积区域、增加通过一个或多个筒的流体流等。这种主动流可以增加除湿速率并且相应地减少达到期望的除湿阈值的时间。
在一些实施方式中,例如为了增加盖和容器之间的保持力,可以使用一个或多个锁构件。这种锁构件可以向下枢转和/或以其他方式积极地提供干预以将盖保持到容器。在一些其他实施方式中,盖可以旋拧到容器上,使用一个或多个紧固件固定,和/或以其他方式附接以类似地增加盖和容器之间的保持。这种增加的力可能是有用的,例如一个或多个循环构件和/或一个或多个再循环构件对容器体积和/或次级体积不同地加压,这可降低容器体积和/或次级体积的气动完整性。
在一些实施例中,可采用再循环、大的吸收***,其可经由一个或多个端口(例如端口构件)连接至***。在一些实施例中,这种再循环、大的吸收***可类似于再循环干燥***。气动管线(通常是本领域已知的)可以将所述端口连接至吸收容器,吸收容器可以由复合材料、塑料、不锈钢等构造,并且可以气动地密封和/或包含吸收介质和/或一个或更多个筒。一些实施例可包括在气动管线中的一个或多个止回阀以有助于引导气流。装载水分的空气可以从容器体积中抽出,通过气动管线,进入吸收容器,通过吸收介质,其中吸收介质从空气吸收水分,然后通过气动管线返回到容器体积中。在一些实施例中,一个或多个再循环构件(例如一个或多个鼓风机单元、真空单元等)可用于拉动空气通过气动管线和/或用作鼓风机单元以使空气进入/排出通过气动管线、吸收容器和吸收介质。在一些实施例中,一个或多个主动循环构件可作为一个或多个再循环构件或与一个或多个再循环构件结合。在一些实施例中,旁路再循环鼓风机可用于增加跨越产品介质的气流,而不调整跨越吸收介质的气流速率。
在一些实施例中,吸收***还可以包括吸收介质再生能力。例如,一种或多种干燥剂再生方法(例如加热吸收介质以蒸发吸收的水、通过除湿器使水扩散等)可用于恢复介质。在一些实施例中,吸收***可在吸收容器(和/或一个或多个容器,每个具有一个或多个介质隔间)中具有多于一个的介质隔间,其可在之间致动。例如,***可具有多个吸收介质隔间,每个隔间通过打开/关闭阀、空气阀、电致动门等是可选择的,其中***允许空气流过第一隔间直到第一隔间的介质饱和。此时,***可以关闭第一隔间并打开第二隔间,同时还激活第一隔间中的恢复***以使第一隔间的介质去饱和,并且然后可以继续通过各个隔间。这样的***可以按比例调整(例如具有2个、5个、10个等隔间/吸收容器)以保持饱和度和/或恢复速率,同时保持容器中的空气处于足够低的水含量。
在一些实施例中,吸收***和/或介质可以手动恢复。例如,如上所述,一个或多个介质隔间可以是可利用的,和/或一个或多个介质托盘可以是可移除的/可更换的。因此,当一个托盘饱和时,操作员可以阻止和/或使气流通过容器、移除介质托盘、将介质托盘放在烘箱中以恢复介质,然后将恢复的介质托盘放回到***中。在一些实施例中,可以通过将管线与贫化的容器断开然后连接至新容器来完全更换容器。
在一些实施例中,一个或多个空气过滤元件可用于防止灰尘和/或碎片离开吸收容器并返回容器而与内容物混合。在一些实施例中,对于颗粒尺寸过滤,这种空气过滤元件可以小于10微米、小于5微米或小于1微米。
在一些实施例中,可以提供一个或多个传感器(例如气流传感器、湿度传感器等)来测量流过管线、端口、阀、和/或容器的空气的气流、水含量、压力等。然后,传感器数据可用于触发警报(例如更换介质托盘、切换介质托架致动器等)、自动地致动端口/阀门、切换到新介质、启动/停止介质恢复等。进一步的非限制性示例在本申请的其他地方说明。
在一些实施例中,气流和水分吸收通常可以与处理期间从内容物释放水分的速率相关。例如,当特定药草脱水时,可以以线性速率发生,从而允许***相应地调整尺寸和/或再生。在其他实施方式中,除湿速率可以随时间以指数方式下降,并且因此***可以替代地相应地调整尺寸和/或再生。
在一些实施例中,再生***可包括一个或多个再生单元、介质体积、一个或多个输入阀、一个或多个排气阀、一个或多个输出阀、一个或多个排气构件、一个或多个过滤构件、和/或一个或多个接入面板。***可以以单独的再生***或多重再生***设计存在。
管线通常可以以本领域已知的流体密封连接方式与阀牢固地连接。输入阀通常可允许来自管线的进入空气的多个排出方向(例如到介质体积中的介质、到容器等),排气阀通常可以接收多个空气进入路径(例如来自介质体积、来自容器等),并且输出阀通常可以接收多个空气进入路径(例如来自介质体积、来自容器等)。然而,在其他实施例中,阀可以以其他方式配置。除了输入阀、输出阀和排气阀之外,容器通常可以基本上流体密封,输入阀、输出阀和排气阀通常在处于关闭位置时可以基本上流体密封。在一些实施方式中,排气构件可装配到排气阀或与排气阀一起装配以引导、扩散、流动和/或以其他方式使流转向。
过滤构件可包括但不限于位于介质之前和/或之后的一个或多个空气过滤器,以去除空气中的颗粒和/或介质,这通常可延长介质的寿命、减少维护和/或保持内容物的完整性。如上所述,在一些实施例中,对于颗粒尺寸过滤,这种过滤器可以小于10微米、小于5微米或小于1微米。
接入面板可包括在容器中的一个或多个可移除的面板,以允许接近介质、体积和/或再生单元。当例如使用一个或多个垫圈和/或保持器结构就位时,面板可保持基本上气密密封。在一些实施方式中使用锁定保持器等,可以移除面板用于维修***,并且一旦维修就更换。
再生***可类似于大的再循环***,但其中介质再生进一步使用介质体积中的一个或多个再生单元来实现。管线可以将***连接至容器并使用一个或多个输入阀来引导进入空气通过容器和/或介质体积。然后,干燥的空气可通过输出阀并进入返回容器的管线,和/或在返回容器之前未干燥的空气通过容器、输出阀和管线。
在一些实施例中,输入阀可以将空气完全引导到介质体积中或者容器中;然而,在一些实施方式中,当例如完全加湿可能使空气过度干燥、可能超过果汁内容物的水输出时,可以使用部分流重定向(即其中一些空气通过介质体积而其余部分未干燥地通过容器)等。
当介质用于干燥的进入空气时,一个或多个输入阀可允许空气通过管线、介质体积中的介质并通过输出阀流出。当介质饱和和/或介质体积以其他方式旁路时,一个或多个输入阀通常可以允许空气通过容器(即介质区域周围),并通过输出阀流出。在一些实施方式中,空气也可从容器转向并流出排气阀和/或排气构件。在这样的旁路操作期间,可以从介质体积移除、更换和/或以其他方式维持介质,介质体积可以通过容器上的一个或多个接入面板进入。
在一些实施例中,当介质经历再生时,一个或多个再生单元可升高温度并将介质和介质体积的温度升高至期望的温度阈值以上。然后,热量的增加可导致饱和介质将吸收的水分释放到介质体积中,然后通过排气阀和/或排气构件排出。在再生过程开始时,一个或多个阀可以向外部环境打开;然而,在其他实施方式中,一个或多个阀可以在再生过程期间(例如一旦达到温度阈值)打开。
在一些实施例中,再生可以持续设定的时间段(例如其中再生时间是已知值),然后一个或多个阀可以关闭,将介质体积与外部环境基本上密封,而在其他实施例中,可以使用一个或多个传感器(湿度调节器、气流传感器、恒温器等)来感测介质的除湿并控制再生单元、阀等。例如,传感器可以检测高于阈值(例如75%、90%、99%等)的湿度并关闭一个或多个输入阀。然后,一个或多个再生单元可通电并开始加热至期望的温度阈值,并且一旦传感器检测到已达到期望的温度,可打开一个或多个排气阀。然后,一旦一个或多个传感器检测到湿度已达到下限阈值(例如0%、10%、25%等),一个或多个再生单元可停止,一个或多个排气阀可关闭,并且一个或多个输入阀可以再次打开(和/或一旦传感器返回到操作温度,以便不会向内容物增加过多热量)。替代地,一个或多个输入阀一关闭,一个或多个排气阀就可以打开。在一些另外的实施例中,一些空气可以通过输入阀进入,同时介质正在再生以提供主动空气流,而在其他实施例中,通过热对流再生可以将空气排出通过排气阀(例如使用阀中的流体旁路、使用同心排气阀或排气构件等)。
在一些实施例中,可以采用多重再生设计,其中多重再生设计包括多个再生***,例如第一***、第二***、第三***和第四***,其中每个***可以是独立地可控的。在这样的设计中,可以引导空气通过每个隔间、单个隔间和/或其任何子集。
在一些实施例中,在操作中,隔间可以打开其输入阀和输出阀,同时隔间保持关闭。空气可以流过输入阀,通过介质干燥,并在返回容器之前离开输出阀。一旦隔间介质饱和到阈值水平,输入阀和输出阀可以关闭,排气阀可以打开,再生单元可以通电,并且可以开始介质再生。基本上在隔间关闭其阀的同时,隔间可以打开其输入阀和输出阀以继续除湿,同时隔间再生。因此,可以实现恒定的除湿过程,并且可以调节隔间的数量、介质的体积、空气流速等以优化除湿和一致性。
在一些实施例中,一个或多个隔间可通过接入面板打开以去除和/或更换介质、维修再生单元等。例如,在一个或多个隔间没有再生单元的情况下,可以去除介质,在外部再生单元中再生,然后返回到隔间以继续工作。
与如上所述在热和/或真空下干燥的方法相比,通过本发明的方法输出的产品的实施例、例如果汁浓缩物可以比通过其他方法获得的产品具有更高的质量并且更能代表输入产品。在一些实施例中,这可能是因为本发明的方法不驱赶挥发物和/或使食品内容物烧焦,从而在一些实施例中导致增强的感官特性,例如更明亮、更浓缩的风味峰值以及更新鲜和/或更清洁的产品余味而焦糖化或氧化副产物的味道极少。在一些实施例中,可以在搅拌或不搅拌的情况下重新引入去除的水体积以复原原始果汁。与传统的浓缩和复原果汁不同,根据本发明生产的复原果汁的实施例可以以等于或基本上等于一种或多种物质存在于得到果汁浓缩物的果汁中的量保留一种或多种选自维生素、糖、盐、酸、油和香精的物质。因此,在一些实施例中,复原果汁在组成和/或感官上与原始果汁相同或基本上类似,而无需通过添加增香剂、香精、油、维生素、糖、盐、酸等强化和/或富集。
另外,在使用真空抽出水分的传统***和方法的情况下,这种真空去除还可以用于同时从内容物抽出一些期望的挥发性化合物,而不是如在本发明的方法的实施例中发生的仅抽出水分。相反,本发明的***的实施例通常可以在大气压或接近大气压下操作,以减少真空下挥发物从内容物扩散。在大气压或接近大气压下操作通常可以允许以相对可预测的速率从内容物扩散到流体流(例如气态流)中,然后扩散到吸收介质中,同时基本上保持内容物的所有挥发性化合物和特性。
在一些实施例中,例如其中可能希望从内容物额外保留挥发物时(例如特别高质量的商品、非常不易察觉/清淡的挥发物等),***可以在高于大气压的压力、例如761至1500托、760至2000托、760至3000或760至4000托下操作,以进一步减少从内容物损失挥发物。这种配置的实施例可以通过使用更高的压力将水分和挥发物驱入内容物中并同时减少其流出来限制水分和挥发物从内容物扩散到扩散流体(即在这种情况下移动的空气)中。对于仍然可能发生的少量扩散流出,扩散流体可以迅速达到挥发物和水分的饱和,因此一旦达到饱和就导致净零进一步扩散。然而,由于吸收介质选择性地去除水分(并留下挥发物),流过一个或多个输入阀的流体具有较高的水含量,而通过一个或多个输出阀离开的流体具有较低的水含量(由于流过吸收介质),水分可能不断地从流体中去除,并且流体的水分饱和点可能永远不会达到,导致持续去除水分,而不会从内容物明显去除挥发物。因此,***的实施例可以通过干燥过程比任何现有***或方法更好地进一步保持内容物的完整性和质量。
在一些实施例中,无源容器或有源容器的操作可包括将吸收介质和果汁内容物放置在容器中、对一个或多个循环构件(如果配备)通电、用盖密封容器开口侧、允许内容物的水分被吸收介质吸收,如果介质饱和和/或内容物未达到期望的湿度阈值则更换介质,和/或一旦达到期望的湿度阈值则从容器去除脱水的内容物。在一些实施例中,果汁内容物的除湿/干燥在环境大气压和室温下进行,无需额外加热和/或应用真空。在一些实施例中,果汁内容物的除湿/干燥利用热和/或施加真空在降低的大气压和/或升高的温度下进行。
在一些情况下,再循环实施例可包括将内容物放在容器中并用盖密封容器、将吸收介质放在吸收容器中并密封吸收容器、通过一个或多个气动管线将容器与吸收容器连接、对一个或多个再循环构件通电,并允许内容物的水分被吸收介质吸收,如果介质饱和和/或内容物未达到期望的湿度阈值则更换介质,和/或一旦达到期望的湿度阈值则从容器中去除脱水的内容物。
在一些情况下,再生再循环实施例可包括将内容物放在容器中并用盖密封容器、将吸收介质放在吸收容器中并密封吸收容器、使用一个或多个气动管线将容器与容器连接、对一个或多个再循环构件通电并允许内容物的水分被吸收介质吸收,如果介质饱和并且内容物未达到期望的湿度阈值则可选地用不饱和介质交换饱和介质,和/或一旦内容物达到希望的湿度阈值则从容器去除脱水的内容物。
在一些实施例中,本文描述的***组件和/或其子集可以以一个或多个套件是可利用的。例如,这种套件可以包括所包含的分隔构件、筒、吸收介质、垫圈、内容物、再循环***、端口、管线、止回阀、吸收容器、再循环单元、大的再生***、再生单元、传感器、阀排气构件、过滤器、接入面板等。
在一些实施例中,上述批量实施例配置可适于通过按密度分离处理的食品(例如果汁)并将最致密部分从腔室的底部泵出到单独的***中用于连续处理而运行连续流干燥/浓缩过程。这种分离过程可以重复若干次,直到从链中最后的***泵出的最致密部分具有期望的密度、粘度、水分活度、白利度和/或用于收获的其他参数。还可以通过旋转或离心步骤放置食品来辅助实现具有水含量变化的果汁的密度梯度。该过程可以以分批或连续配置实施。
可以在任何上述***上进行过程控制,例如通过定期抽取小的果汁内容物的样本以测量水分活度/水含量、白利度等。空气流、干燥介质更换/恢复、处理时间剩余等因素可以基于进行的测量进行调整。
如本文所述生产的水果浓缩物是耐储存的并且可以储存在任何方便的容器如瓶、广口瓶、桶等中。在一些实施例中,本发明涉及用于容纳和递送水果浓缩物的柔性单独服务袋或包装袋***。该袋***包括细长的、大体上矩形的前板和后板,前板和后板在顶部、底部和侧密封件处接合在一起以限定内部容纳体积。在一些实施例中,一个或多个撕裂口形成通过侧密封件以用作应力集中器,用于在顶部密封件处或附近启动和引导撕裂开口。撕裂口不会侵入袋内部的产品体积。在一些实施例中,将侧部热密封在一起以限定例如3.175至9.525mm的密封宽度。在一些实施例中,包装袋还可以包括跨过袋的一角的部分穿孔或以其他方式弱化的接缝,以一旦撕破则限定倾倒口。因此,在一些实施例中,被弱化的撕裂口的开启产生倾倒口,通过其可以从袋中提取粘性的耐储存的果汁浓缩物。然而,这种预弱化的接缝不是必要要求,并且有时用于简单地限定切口之间的最短撕裂路径。在一些实施例中,袋具有从其延伸的大体上矩形形状的窄尾部,而在其他实施例中,袋具有圆形形状。在一些实施例中,袋可具有预定的几何形状,例如圆形、正方形、长方形、三角形、直圆柱体等。
在一些实施例中,袋由柔性多层箔和/或膜材料制成,并且可以包括通常是透明的外层(例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酯(例如涂覆的聚酯等))、至少一个可以是可印刷的(例如通过胶印工艺)和/或具有白色、透明、自然或彩色背景的粘合层(例如LDPE(低密度聚乙烯)、HPC(羟丙基纤维素)、EAA(乙酰乙酸乙酯)等)、用于防止风味因脱气、溶解和/或类似机制而损失的蒸发阻挡层(例如金属箔蒸发阻挡层,如铝箔、钢箔、铜箔、金属箔等)以及用于直接接触果汁浓缩物的内层(例如LLDPE(线性低密度聚乙烯)、尼龙EVOH(乙烯乙烯醇)共挤出膜、HDPE(高密度聚乙烯)、EVA(乙烯醋酸乙烯酯)、金属茂络合物、MDPE(中密度聚乙烯)、VLDPE(极低密度聚乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯等),例如一层低摩擦或高滑性薄膜。该内层也可称为食品接触内层。在某些情况下,低渗透性蒸发屏障、例如镀铝聚酯可用作低挥发性产品的屏障。填充内部体积的果汁浓缩物通常以液态存在。在一些实施例中,蒸发阻挡层设置在内层和外层之间。在一些实施例中,蒸发阻挡层设置在内层和外层之间并且是金属箔蒸发挡层。在一些实施例中,外层、食品接触内层、粘合层和蒸发阻挡层中的每个由不同材料制成。在一些实施例中,外层、食品接触内层、粘合层和蒸发阻挡层中的每个由相同材料制成。在一些实施例中,外层、食品接触内层、粘合层和蒸发阻挡层中的每个均由铝制成。在一些实施例中,袋通常是扁平的。在一些实施例中,含有水分活度为例如0.2至0.6的食品的袋在密封在袋中之后可以进一步经历高压巴氏灭菌,以进一步减少生物污染物并使生物污染物变性。
包含在袋中的果汁浓缩物可以以浓缩的粘性形式提供或者可以再水化以接近其原始果汁形式。对于任一形式的使用,可以简单地打开袋,例如沿预定的实心进入线,例如通过向撕裂口施加扭转力。进入线通常位于提取方向内的最佳横截面开口的位置处,以便使得袋的内容物在不受干扰的情况下容易地去除。
对于复原果汁服务,袋的内容物可与适当体积的水混合并搅拌或搅动直至内容物完全均质化。
在一些实施例中,袋形成为小袋,只要密封作用为管理板上的张力,以在填充水果浓缩物时保持小袋的扁平、矩形形状并最大化小袋表面积。小袋通常以“成型、填充和密封”操作来制备,更通常在惰性气氛、例如正压氮气下制备,以产生果汁浓缩物填充和密封的小袋。然而,如果选择单侧密封,袋可以具有任何其他方便的形状,例如附图中所示或者例如圆柱形。在一些实施例中,小袋通常是扁平的。
在一些实施例中,小袋包括预定几何形状的第一多层片材,其密封至第二相同形状的片材以产生限定内部体积和将内部体积与其外部环境分开的外边缘的可变形的液密小袋。在一些实施例中,第一片材和第二片材的每个包括食品接触内层、外层、至少一个粘合层和蒸发阻挡层,如本文其他地方所述。在一些实施例中,第一片材和第二片材的每个包括食品接触内层、外层、设置在内层和外层之间的至少一个粘合层以及如本文其他地方所述的蒸发阻挡层,其中每个层片材中的每层与另一片材中的相应层相同或不同。在一些实施例中,每个这样的蒸发阻挡层是金属箔蒸发阻挡层。在一些实施例中,在第一片材和第二片材中的每个中,各层由相同材料制成。在一些实施例中,在第一片材和第二片材中的每个中,每层由铝制成。
如本文其他地方讨论的,在一些实施例中,袋或小袋包括一个或多个撕裂口。在一些实施例中,袋或小袋包括形成通过小袋的外边缘的第一撕裂口,其将内部体积与外部环境分开。在一些实施例中,袋或小袋进一步包括形成通过外边缘并与第一撕裂口间隔开的第二撕裂口。在一些实施例中,袋或小袋进一步包括在第一撕裂口和第二撕裂口之间延伸的第一弱化的撕裂带。
其他一次性袋形状、例如棒状包装或四面体袋或多次性袋、例如喷口袋或散装包装袋,也可用于选择性地分配本发明的果汁浓缩物。虽然棒状袋可以在垂直成型、填充和密封***上形成,并且可以实现更大的表面积与体积比从而提高包装材料的利用率,但大多数多次性袋可以构造为预成型的袋并且可以直接通过喷嘴或替代地通过一部分未密封的膜填充,然后可以在填充后将其密封。在喷嘴填充的情况下,可以在填充之前对袋施加真空,从而去除袋中多余的顶部空间,从而实现高保质期和低氧化。
在多次性袋的情况下,可以手动地、气动地或通过容器壁的机械凹陷来分配内容物。喷嘴可包含无滴漏尖端、例如硅胶十字缝阀或蠕动阀,以限制剩余袋内容物暴露于大气。这些袋的内部体积通常在0.1L和3.5L之间,而散装袋的内部体积可以为3.5L至1,000L。在本发明的另一实施例中,食品安全桶,例如5加仑桶(约19L)或55加仑桶(约208升)或非冷藏罐车、如30000加仑(约113562升)罐车可用于在环境温度下储存水分活度低于0.60的果汁浓缩物而没有感官退化。桶可以由固体蒸发屏障制成并且可以构造为可重复使用的容器。
在一些实施例中,可以通过将两个多层片材部分地密封在一起以产生开放的封装件来提供一份果汁。开放的封装件填充有足量的果汁浓缩物,以产生预定体积的复原果汁(例如8盎司),通常在惰性气氛下。将两个多层片材完全密封在一起以完全封装果汁浓缩物,从而产生含有足够的待通过添加的水复原以产生复原果汁的果汁浓缩物的小袋。例如,开放的封装件可填充足量的果汁浓缩物,以在通过添加的水复原时提供至少一份复原果汁,例如一份、两份、三份、四份、五份、六份、七份、八份、九份或十份。然后在环境温度下运输小袋(例如至购买者)。在一些实施例中,果汁浓缩物填充的小袋在环境温度下事耐储存稳至少一年、至少三年、至少五年、至少七年或至少十年。
在一些实施例中,袋测量为130mm×65mm×5mm,其中厚度是指当在填充体积内填充果汁浓缩物时的厚度。在一些实施例中,袋长度测量为70至200mm,宽度为30至90mm,填充时厚度为2至8mm。在一些实施例中,袋形状、尺寸、厚度和层布置可根据需要变化。
虽然本说明书包含许多具体的实现细节,但这些不应解释为对任何发明或要求保护的范围的限制,而是对特定发明的特定实施例特有的特征的说明。在本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合地实现。相反,在单个实施例的上下文中说明的各个特征也可以在多个实施例中分开地或以任何合适的子组合来实现。此外,尽管特征可能如上描述为在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护,但是在一些情况下可以组合删除要求保护的组合的一个或多个特征,并且要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
类似地,虽然在附图中以特定顺序描绘了操作,但这不应理解为要求以所示的特定顺序或连续的顺序来执行这种操作或者执行所有示出的操作,以实现期望的结果。在某些情况下,多任务处理和并行处理可能是有利的。此外,上述实施例中的各个***组件的分开不应理解为在所有实施例中都需要这样的分开,并且应该理解,所述程序组件和***通常可以在单个产品中集成在一起或者封装成多个产品。
因此,虽然已经在附图和前述说明中详细示出和描述了本发明,但是其在性质上应认为是说明性的而非限制性的。应当理解,在前面说明书中已经示出和描述了满足最佳模式和实现要求的实施例。应当理解,本领域技术人员可以容易地对上述实施例进行近乎无限次的非实质性改变和改进,并且试图在本说明书中描述所有这样的实施例变化是不切实际的。因此,应当理解,落入新技术精神之内的所有改变和改进改都希望受到保护。
Claims (57)
1.一种用于运输和分配果汁浓缩物的多层、柔性且大体上扁平的袋,包括:
第一细长、大体上矩形的多层部分,其密封至第二细长、大体上矩形的部分以产生限定内部体积并将内部体积与外部环境分开的可变形的、大体上矩形的、液密的小袋,其中小袋进一步限定顶端、相对设置的底端和在其间延伸的第一侧和第二侧;
包含在内部体积内的果汁浓缩物;和
穿过至少一侧形成的撕裂口;
其中果汁浓缩物的水分活度小于0.60。
2.根据权利要求1所述的用于运输和分配浓缩的果汁浓缩物的多层、柔性且大体上扁平的袋,其中第一和第二细长、大体上矩形的多层部分分别进一步包括:
外层;
食品接触内层;
设置在内层和外层之间的粘合层;和
设置在内层和外层之间的金属箔蒸发阻挡层;
其中被弱化的撕裂口的开启产生倾倒口,通过其可以从袋中提取粘性耐储存的果汁浓缩物。
3.根据权利要求2所述的用于运输和分配浓缩的果汁浓缩物的多层、柔性且大体上扁平的袋,其中所有层都是铝。
4.根据权利要求2所述的用于运输和分配浓缩的果汁浓缩物的多层、柔性且大体上扁平的袋,其中外层选自由PET和聚酯组成的组;其中食品接触内层选自由LLDPE、HDPE、EVA、金属茂络合物、MDPE、VLDPE、LDPE和尼龙EVOH共挤出膜组成的组;其中粘合层选自由LDPE、HPC和EAA组成的组;并且其中金属箔蒸发阻挡层选自由铝箔、钢箔和铜箔组成的组。
5.一种用于容纳至少一份果汁浓缩物的多层、柔性、大体上扁平的小袋,包括:
预定几何形状的第一多层片材,其密封至第二相同形状的片材以产生限定内部体积和将内部体积与外部环境分开的外边缘的可变形的、液密的小袋;
包含在内部体积内的果汁浓缩物部分;和
穿过外边缘形成的第一撕裂口;
其中果汁浓缩物部分具有至少78度的白利度水平和小于0.60的水分活度;
其中果汁浓缩物部分的粘度为5000至20000厘泊;
其中利用原子选择性干燥介质将果汁浓缩物部分已经干燥至小于0.60的水分活度水平;并且
其中原子选择性干燥介质具有小于4埃的选择性孔径。
6.根据权利要求5所述的用于容纳至少一份果汁浓缩物的多层、柔性、大体上扁平的小袋,进一步包括穿过外边缘形成并与第一撕裂口间隔开的第二撕裂口;第一被弱化的撕裂条在第一撕裂口和第二撕裂口之间延伸。
7.根据权利要求5所述的用于容纳至少一份果汁浓缩物的多层、柔性、大体上扁平的小袋,其中预定几何形状选自包括圆形、矩形、正方形和三角形的组。
8.根据权利要求5所述的用于容纳至少一份果汁浓缩物的多层、柔性、大体上扁平的小袋,其中第一多层片材和第二多层片材分别进一步包括:
外层;
食品接触内层;
设置在内层和外层之间的粘合层;和
设置在内层和外层之间的金属箔蒸发阻挡层;
其中被弱化的撕裂条的开启产生倾倒口,通过其可以从小袋提取果汁浓缩物。
9.根据权利要求5所述的用于容纳至少一份果汁浓缩物的多层、柔性、大体上扁平的小袋,其中所有层都是铝。
10.根据权利要求5所述的用于容纳至少一份果汁浓缩物的多层、柔性、大体上扁平的小袋,其中外层选自由PET和聚酯组成的组;其中高滑性食品接触内层选自由LLDPE、HDPE、EVA、金属茂络合物、MDPE、VLDPE、LDPE和尼龙EVOH共挤出膜组成的组;其中粘合层选自由LDPE、HPC和EAA组成的组;并且其中金属箔蒸发阻挡层选自由铝箔、钢箔和铜箔组成的组。
11.一种含有果汁浓缩物的多次性袋,包括:
外层;
限定内部体积的食品接触内层;
穿过各层形成的分配喷嘴;
设置在内部体积中的一定量的粘性水果浓果汁;和
与喷嘴可操作地连接的阀。
12.一种方法,包括:
a)将两个多层片材部分地密封在一起以产生开放的封装件;
b)用果汁浓缩物填充开放的封装件;
c)将两个多层片材完全密封在一起以完全封装果汁浓缩物,从而产生含有足够的耐储存的果汁浓缩物的小袋,果汁浓缩物待通过添加的水复原以产生至少一份复原果汁。
13.根据权利要求12所述的方法,其中果汁浓缩物在环境温度下稳定至少十年。
14.根据权利要求12或13所述的方法,进一步包括在环境温度下运输果汁浓缩物。
15.一种由果汁得到的果汁浓缩物,其中果汁浓缩物以基本上等于得到果汁浓缩物的果汁中存在的一种或多种物质的量的量保留了选自维生素、糖、盐、酸、油和香精的一种或多种物质;其中果汁浓缩物未经富集;并且其中果汁浓缩物未经强化。
16.根据权利要求15所述的由果汁得到的果汁浓缩物,其中至少80%的香精是具有至少四个碳的酯。
17.根据权利要求16所述的由果汁得到的果汁浓缩物,其中至少90%的香精是具有至少四个碳的酯。
18.根据权利要求15-17任一项所述的由果汁得到的果汁浓缩物,其中果汁浓缩物是耐储存的。
19.根据权利要求15-18任一项所述的由果汁得到的果汁浓缩物,其中果汁浓缩物比由得到果汁浓缩物的果汁具有显著更少的水。
20.根据权利要求15-19任一项所述的果汁浓缩物,其中果汁浓缩物具有76°至83°的白利度值。
21.根据权利要求15-20任一项所述的果汁浓缩物,其中果汁浓缩物具有在21℃下1000和20000之间厘泊的粘度、0.5至0.595的水分活度和10%至23%的水含量。
22.根据权利要求15-21任一项所述的果汁浓缩物,其中果汁浓缩物由单一果汁得到。
23.根据权利要求15-22任一项所述的果汁浓缩物,其中果汁浓缩物由果汁混合物得到。
24.根据权利要求23所述的果汁浓缩物,其中果汁混合物包括苹果汁。
25.一种由果汁得到的果汁浓缩物,其中:
果汁浓缩物的一种或多种期望的感官特性与得到果汁浓缩物的果汁的那些基本上相似;并且
果汁浓缩物不具有一种或多种不期望的感官特性。
26.根据权利要求25所述的果汁浓缩物,其中果汁包括苹果汁。
27.一种果汁浓缩物,其中果汁浓缩物具有以下特性:
0.50至0.595的水分活度,
10%至23%的水含量,和
76°至83°白利度的糖含量。
28.一种果汁浓缩物,其中果汁浓缩物具有以下特性:
0.50至0.595的水分活度,和
至少一种选自由以下组成的组的特性:在15℃至25℃不受干扰的温度下抗微晶形成至少6个月、具有大于55%的果糖含量、是生物稳定的、不含精制的糖、不含添加的盐、不含添加的防腐剂、不含添加的酸及其组合。
29.根据权利要求27或28所述的果汁浓缩物,其中得到果汁浓缩物的果汁包括苹果汁。
30.一种由食品得到的保藏食品组合物,其中保藏食品组合物具有以下特性的组合:
小于0.60的水分活度水平,
27%至33%的水含量,和
至少55%的果糖含量;
其中食品组合物在标准室温和压力下是耐储存的和非结晶的。
31.根据权利要求30所述的保藏食品组合物,其中水分活度水平为0.50至0.60。
32.一种由源果汁浓缩获得的水性组合物,其中水性组合物包含:
水;和
水果香精;
其中水性组合物具有与源果汁的维生素含量基本相同的维生素含量;
其中水性组合物具有与源果汁的油含量基本相同的油含量;并且
其中水性组合物具有与源果汁的香精含量基本相同的香精含量;
其中水性组合物具有与源果汁基本上相同的盐糖比;
其中水性组合物具有与源果汁基本上相同的酸糖比;并且
其中源果汁包括至少10%的苹果汁。
33.一种通过干燥一种或多种水果获得的干燥的水果产品,其中干燥的水果产品具有0.20至0.60的水分活度。
34.根据权利要求33所述的干燥的水果产品,其中干燥的水果产品是耐储存的。
35.一种通过干燥一种或多种蔬菜获得的干燥的蔬菜产品,其中干燥的蔬菜产品具有0.20至0.60的水分活度。
36.根据权利要求35所述的干燥的蔬菜产品,其中干燥的蔬菜产品是耐储存的。
37.一种用于干燥农产品的装置,包括:
处理气体空气入口端口;
处理气体出口端口;
定位成与处理气体入口端口和处理气体出口端口流体连通的中心室;
设置在中心室中的多个堆叠的烤盘;以及
与处理气体入口端口可操作地连接的干燥的处理气体源;
其中当干燥的处理气体从其上流过时干燥位于相应的烤盘上的农产品。
38.根据权利要求37所述的装置,进一步包括:
与处理气体入口端口和中心室流体连通地连接的处理气体入口总管;和
与处理气体出口端口和中心室流体连通地连接的处理气体出口总管;
其中处理气体水平地流过中心室。
39.根据权利要求37所述的装置,其中处理气体从处理气体入口端口垂直地流至处理气体出口端口。
40.根据权利要求39所述的装置,其中相应的烤盘是穿孔的。
41.根据权利要求39所述的装置,其中相应的烤盘是百叶窗的。
42.根据权利要求37所述的装置,其中干燥的处理气体源是与处理气体入口端口和处理气体出口端口流体地连接的干燥器;其中处理气体保持在35至45℃的温度。
43.一种干燥农产品的方法,包括:
a)将农产品放在多个烤盘上以产生多个装载的烤盘;
b)将装载的烤盘放入干燥器中以产生一堆装载的烤盘;
c)使干燥的空气流过装载的烤盘以产生湿润的空气和干燥的农产品;
d)引导湿润的空气通过干燥器以产生干燥的空气;
e)将干燥的空气从干燥器引导到装载的烤盘上;
f)从烤盘取出干燥的农产品;
其中干燥的空气保持在35℃至45℃的温度;并且
其中干燥的农产品具有0.2至0.6的水分活度。
44.一种干燥容器,包括:
具有顶端和相对设置的底端并具有限定内部体积的内径的圆柱形部分;
与顶端可操作地连接的顶部盖部分;
与底端可操作地连接的底部排放盖部分;
与底部排放盖可操作地连接的排放端口;
与圆柱形部分可操作地连接的空气入口端口;
与顶部盖部分可操作地连接的空气出口端口;
与圆柱形部分可操作地连接并邻近顶部盖部分设置的液体入口端口;
与空气入口端口和空气出口端口可操作地连接的干燥器;
其中内径至少为15cm。
45.根据权利要求44所述的干燥容器,进一步包括与底端和排放端口可操作地连接的锥形储存器部分。
46.根据权利要求44所述的干燥容器,其中空气入口端口邻近顶部盖部分设置;并且其中空气入口管道从空气入口端口延伸到内部体积中。
47.根据权利要求44所述的干燥容器,其中空气入口端口延伸通过圆柱形侧部并且向上倾斜至少5度。
48.根据权利要求47所述的干燥容器,其中空气入口端口向上倾斜至少15度。
49.根据权利要求44所述的干燥容器,进一步包括与液体入口部分可操作地连接的槽。
50.根据权利要求49所述的干燥容器,进一步包括部分地填充内部体积的静置液体。
51.根据权利要求50所述的干燥容器,其中当空气通过空气入口端口吹入内部体积中并且液体溢出槽并沿内壁向下行进到静置液体中而不折叠时,半刚性气泡网膜在静置液体上形成并保持中心地位于静置液体上方。
52.根据权利要求50所述的干燥容器,其中干燥器进一步包括选自由多孔铝硅酸钠和多孔铝硅酸钠钾组成的组的干燥剂;并且其中干燥剂具有小于4埃的平均孔径。
53.一种再循环吸水***,包括:
用于容纳液体的第一气密密封的容器;
第二气动密封的容器;
至少部分地填充第二气动密封的容器的预定量的吸水介质;
第一和第二间隔开的流体导管,每个相应的流体导管与第一气密密封的容器和第二气动密封的容器可操作地连接;
与第一流体导管可操作地连接以维持从第一气密密封的容器到第二气动密封的容器的单向流动的第一止回阀;
与第二流体导管可操作地连接以维持从第二气动密封的容器到第一气密密封的容器的单向流动的第二止回阀。
54.根据权利要求53所述的再循环吸水***,进一步包括与至少一个流体导管可操作地连接的循环泵;并且其中吸水介质选自由铝硅酸钠、铝硅酸钠钾、沸石及其组合组成的组;其中吸水介质分别具有在2.5mm和5mm之间的相应横截面直径;其中吸水介质分别具有3至4埃的相应孔径。
55.根据权利要求43所述的方法,其中农产品包括一种或多种蔬菜。
56.干燥的农产品,其根据以下步骤制备,包括:
通过进行选自由清洗、去皮、切片及其组合组成的组的操作之一来准备用于干燥的农产品,以产生准备的产品;
将准备的产品放在干燥室中;
将干燥的空气引导到准备的产品上以产生水分活度在0.3和0.2之间的干燥的农产品;
将干燥的农产品从干燥室取出;和
将干燥的农产品储存在气密的容器中;
其中干燥的空气的温度低于46℃。
57.根据权利要求56所述的干燥的农产品,其中干燥的空气源是选自由铝硅酸钠、铝硅酸钠钾、沸石及其组合组成的组的吸水介质;其中吸水介质分别具有在2.5mm和5mm之间的相应横截面直径;其中吸水介质分别具有3至4埃的相应孔径。
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