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果汁加工中的芳香回收设备
点击次数:2541 发布时间:2017-02-23

芳香回收设备

 

摘要:果蔬汁在浓缩过程中芳香物质的挥发,对浓缩汁的品味造成很大的影响,如何有效地回收挥发掉的芳香物质,是一直困扰生产企业的一大难题。本文通过成功应用的实例,讲述芳香回收系统的原理,希望能对生产企业带来帮助。

关键词:芳香物质   浓缩    回收

 

  1. 综述

    我国水果品种繁多,产量越来越大,浓缩果蔬汁的出现,有效的解决了果蔬产品的季节性问题,同时又大大降低了原料的储存和运输费用。近年来,随着国际原料市场对浓缩果蔬汁需求的增加,越来越多的企业加入到浓缩果蔬汁生产的行业中来。

    但美中不足的是还原后的果蔬汁和原汁相比,在品质上有较大差异,尤其是芳香物质的损失,使还原后的果蔬汁达不到原汁的风味,而香味又是评定果汁品质的一个重要指标之一,尤其是咖啡、茶等。

    果蔬的香味是由其本身所含的各种不同的芳香物质决定的,芳香物质包括水溶性芳香和挥发性油,不同的果蔬具有不同的香气成分,一种果蔬的香气成分多达几十种乃至上百种,如咖啡其含有的芳香物质就有300种以上,对芳香起主要作用的是碳水化合物、醇、酮、酯、醛这几大类物质。目前生产浓缩果汁的主要设备是降膜蒸发器,由于是在真空状态下操作,同时又对物料进行了加热,是整个加工过程中芳香物质损失zui为严重的环节,所以有必要在果汁浓缩前或浓缩过程中对香气成分加以回收,然后添加到浓缩液中,zui大程度上保持浓缩果汁的原有风味。

  1. 香气回收方法与设备

    目前香气回收主要有多级蒸馏法、精馏法等,本文就我公司采用二级精馏法开发的咖啡芳香回收系统(已成功应用在菲律宾URC公司的咖啡生产线上)为例,讲述其工作原理及相关参数。

    下图是本系统的原理图,咖啡经萃取过滤后,其浓度一般在12-18%(固形物),温度55-60,进入到平衡罐1,由离心泵2将料液送入预热器3进行预热,通过实验,咖啡液在升温至90℃左右时,其气、液相分离较为理想,所以把预热温度定为90±5℃。

    预热后的料液进入到分馏塔4中。分馏塔是一个准对咖啡特性设计的,也是这套系统的关键设备,内部设有多组层流板,上面装有泡罩,每组层流板为一个汽液相接触元件,芳香物质(汽相)依靠负压的作用穿过层流板上的泡罩升至上一层,料液(液相)则自上而下层流至下一层。

    芳香物质(汽相)在上升过程中不断与料液(液相)接触,芳香物质(汽相)中所含的重组分向料液(液相)传递,而料液(液相)中的轻组分向芳香物质(汽相)传递,如此不断交换,使汽相中的芳香物质浓度不断提高,从而起到分馏的作用。分馏塔底部装有盘管加热器,对提纯后的咖啡液进行再加热,一般控制蒸汽量为进料量的10%左右即可,其沸腾产生的蒸汽作为芳香物质的载体,同时也对的香气进行回收。

    由分馏塔顶部排出的芳香气体的量控制在总进料量的10%,可通过调节分馏塔底部加热蒸汽的量来控制,提纯后的咖啡液由泵5送至蒸发器进行浓缩处理。在负压作用下,芳香气体进入精馏塔6(又称洗涤塔)进行二次提纯,量控制在50%,填料采用不锈钢鲍尔环。

        芳香气体由下向上穿过鲍尔环,与由泵8送回的回流液气、液相接触,作用相当于分馏塔,使排出填料塔的香气浓度进一步提高,提香后的冷凝水由泵11排出,芳香气体从塔顶排出进入一级管式冷却器7,冷却至45-50℃,冷媒为25℃左右的水,此时绝大部分芳香气体已冷凝成液体,控制出液量的10%进入二级冷却器9,冷却至5-10℃,冷媒为2℃左右的冰水,其余由泵8送回精馏塔6进行气、液相再交换。

    由冷却器9出来的芳香液体即是高纯度的咖啡芳香液,由于通过了二次10%提纯,其得到的即是100倍芳香液,暂存在罐10中,由泵12送出和咖啡浓缩液混合。

系统是在真空状态下完成操作的,由泵13来实现,通过不断实验,zui终将真空度定在-0.05Mpa,此时的提取效果zui理想。

系统在操作时要求流量、温度、压力、液位保持稳定,所以要配备一套自动控制系统来对上述参数进行准确控制,本系统是通过PLC和人机界面来实现控制的。

  1. 结论

        通过本设备在工厂一年来的运行表明,本系统设计合理,芳香回收效果显著,可与国外同类型设备相媲美。本系统同样可以用在苹果、菠萝、葡萄、桃、西番莲等果汁及茶、牛奶在浓缩时的芳香回收。

 

 

 

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