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蔬菜果汁膜澄清纯化及浓缩设备
日期:2012-5-7   查看:6580

蔬菜果汁膜澄清纯化及浓缩设备
 
蔬菜果汁膜澄清纯化及浓缩设备包含:微滤膜设备,超滤膜设备,纳滤膜设备,反渗透等膜分离成套设备。作用:分离、提取、纯化和浓缩。
 
◎前言
中国是世界上主要果汁出口国之一,无论是清汁,还是浓缩汁,它们生产中的关键设备--过滤、浓缩设备,正得到生产出口果汁厂商越来越广泛的重视和应用。国内生产果汁的厂家逐年呈递增趋势,膜设备的热销,在推动果汁加工行业进步、实现经济效益和社会效益的同时,也在一定程度上带动了我国膜工业经济的稳步发展。大量的膜设备得到了规模化的工业应用。
 
目前膜分离技术用于果汁加工已趋于成熟并工业化。膜分离在果汁加工中主要用于澄清、除菌和浓缩。
1、苹果汁
  用膜法浓缩苹果汁,可以得到高质量25Brix的浓缩苹果汁,Vc、氨基酸及香气成分的损失均比真空蒸馏浓缩小得多。若用多级膜法浓缩,可以制取40~50Brix的浓缩苹果汁。
 
2、桔子汁
  用膜分离生产高质量桔子汁技术已经成熟。可以将桔子汁浓缩到55Brix。
 
3、其他果汁
  用膜分离浓缩葡萄汁、佛手酣汁、澄清柠檬汁、番茄汁等生产线也早在80年代开始在国外普及
 
◎传统工艺
 
传统的果汁处理工艺包括浆果的挑选、清洗、粉碎、压榨、酶解、过滤(包括粗滤和精加工)、浓缩。由于新压榨出的果汁中含有多种致使果汁浑浊的物质,因此对于这些物质必须加以处理,才能得到有品质保障的果汁。
 
现在有些苹果汁厂还采用硅藻土或蝶片离心机等传统工艺,传统工艺虽可以保证滤液的澄清度,但因细菌类微生物很难滤除,所以产品的保质期不长,且产品收率低、操作成本高,无法保持生产现场卫生清洁,在处理过程还需添加助滤剂和澄清剂,工艺繁杂,原材料消耗大。在果汁澄清方面的应用是管式膜最为成功的例子。有机管式膜的过滤膜层渗透通量较高,具有蛋白质吸附少和完全的截去特性。管式膜用于果汁澄清主要是除去其中很容易引起果汁变质的细菌、果胶、粗蛋白质,得到的果汁品质优良,比传统的过滤加巴氏灭菌生产的果汁更具芳香味。传统的果汁澄清方法需经过多步的过滤,并需要助滤剂等。膜技术的应用对于提高果汁质量、降低操作成本是十分有意义的,管式膜在果汁过滤中逐渐显示出其优越性。
 
传统的苹果汁生产工艺要求加工、过滤和巴氏灭菌分开操作。巴氏灭菌的高温度和果汁过滤过程会降低果汁风味。而膜工艺则利用有机膜将压榨和果汁澄清组合在单一单元操作中,产出的果汁无菌,具有比其他过程产品优胜的风味和芳香。传统的果汁澄清工艺主要有离心分离、酶解、硅藻土过滤及纸板过滤等工序。而采用超滤技术后基本省却了后面的3道工序.常用的苹果汁加工方法全过程约需8小时,而用膜工艺自苹果磨碎至果汁的澄清只要2小时便能完成。果汁回收率将从80-90%提高到95-99%。其产品充满果香,果汁清澈。超滤膜设备处理后的果汁比传统加工的化学成分更接近原果汁,传统工艺加工的苹果清汁成分因使用澄清剂和硅藻土,钙、镁离子含量明显超过超滤果汁。
 
而传统的浓缩工艺,系统能耗太高,尤其体现在处理浓度较低的果汁时。另外,热对果汁中热敏性成分的破坏也很大,产品品质无法有效得到保证。
 
采用膜过滤/浓缩系统对果汁处理,可避免传统工艺的不足,高效实现果汁的高精度过滤和高倍数浓缩!
 
◎苹果汁过滤/浓缩膜系统的特点
 
◇过滤效果稳定、产品品质好
膜系统过滤效果稳定,过滤精度高,滤后苹果汁无任何肉眼可见浑浊物,滤液清亮、无后浑浊,且苹果汁中风味物质没有任何损失,果汁色值稳定,可有效避免褐变现象,在提高了产品质量的同时延长了产品的保质期。
 
◇指标检测
苹果汁各项理化指标和微生物指标可分别达到出口标准。
 
◇产品色、香、味俱佳、有效保留有效成分
膜过滤和膜浓缩过程都是纯物理过程,无相变,相比传统单一的浓缩设备,可有效保留果汁中原有的生物活性物质、营养成分及果汁的原有香气、滋味和色泽,产品品质有保障。
 
◇使用寿命长、再生性能强
膜系统使用寿命长,可恢复性能好,抗微生物污染能力强,能长时间维持较高的渗透通量和截留率。
 
◇低能耗、低运行成本、操作维护简便
系统能耗低,运行成本低,操作维护简便,可大大降低工人劳动强度,降低运行成本。
 
◇全自动控制系统
根据您的特定需要,我们可将控制系统设计为完全采用触摸屏进行现场控制,PLC编程器和变频器优化组合,进行系统数据集成处理,在线监控重要操作参数,有效避免人工误操作现象的产生。
 
◇设计先进、品质优良
系统设计科学合理,外形设计美观、大方,技术成熟可靠,占地面积少,可实现连续性工业化生产。设备材质全部采用食品卫生级SUS304抛亮光不锈钢,所以品质优良。
 
◇实现“三益”统一
膜系统采用全密闭管道式运行,完全满足FDA生产规范要求,现场清洁卫生。由于膜法新工艺的设计的先进性,故在清洗工段上的酸、碱、水用量和废水排放量均显著减少,企业环保压力大大减轻。综合成本显著降低,可实现社会效益、环境效益和经济效益的完美统一。
 
在果汁生产中,膜技术有两方面的主要应用:微滤、超滤技术用于澄清过滤;纳滤、反渗透技术用于浓缩。采用微滤/超滤膜过滤工艺,可以去除果胶和丹宁,一步实现澄清,抑制褐变,省去了果胶水解、明胶添加、深层过滤等传统过程,降低了酶用量,避免了硅藻土废物和澄清沉淀物的麻烦处理。同时微滤/超滤膜冷灭菌取代了巴氏灭菌,不必加热就可除去果汁中的细菌,保留了果汁中的原有风味和挥发成分。
 
采用反渗透膜浓缩工艺,替代蒸发浓缩,不会产生加热臭、褐变和焦糖化反应,浓缩过程的动力成本只为蒸发法的1/4~1/8左右,而且,使维生素、色素、芳香成分等热敏性物质得到保持,色泽、味香与口感纯正,营养成分不会破坏,能最大程度地保持苹果汁的原有风味,综合成本低。
 
 
蔬菜汁
 
蔬菜汁素有植物“血液”之称,是利用新鲜蔬菜作为原料,通过原料预处理、打浆或榨汁、脱氧或灭菌及其它一系列处理后所获得的汁液。除损失纤维素外,几乎全部保留了它原有的营养价值,如高维生素、高矿物质、微量元素和多种必需的营养物质,不但营养价值高,而且口感也好。新鲜蔬菜加工成蔬菜汁后,蔬菜汁中的膳食纤维可促进胃肠蠕动、促进消化、预防便秘和其它胃肠疾病,尤其是蔬菜汁作为一种碱性食品,可中和畜禽肉、谷物消化后所产生的酸,对维持人体酸碱平衡有重要作用,具有其它食品不可替代的生理功能。这正顺应了当今世界人们对食品的“方便、卫生、营养、安全、回归自然”的追求。
 
虽然人们对蔬菜的营养价值及其生理功效认识较早,但蔬菜在制汁工业中的历史却较短。20世纪初期由于果汁的贮藏保鲜及包装条件的限制,人们对果汁、蔬菜汁的需求仅限于现制现饮的阶段,直至50年代发展起来的冷冻浓缩、升华干燥及无菌包装技术的突破,对蔬菜汁工业的发展起到了巨大的推动作用,蔬菜汁的品种、产量和质量从此有了大幅度的增加和提高。近30~40年是蔬菜汁工业飞速发展的时期,在这一段时期里,我国的科研人员已开发出具有一定应用前景的新产品,如番茄汁、大蒜汁、洋葱汁、胡萝卜汁及其复合饮料、苦瓜汁、黄瓜汁、莴苣汁及多种蔬菜、蔬果复合汁,蔬菜汁的制造和保藏工艺日益完善。目前蔬菜汁工业已形成以果菜(番茄、辣椒等)、根茎菜(萝卜、胡萝卜、莲藕、洋葱等)、绿叶菜(芹菜、菠菜等)为主要原料,生产蔬菜汁、蔬菜浓缩浆,特种蔬菜饮料三个系列产品的体系
 
但蔬菜汁在加工和贮藏过程中存在的相关问题,影响了蔬菜汁产品的质量。菜汁按其透明与否可分成澄清汁和混浊汁(带肉菜汁)两种。澄清汁在加工和贮藏中很容易重新出现不溶性悬浮物或沉淀物,这种现象称后混浊现象。而混浊汁在存放过程中容易发生分层及沉淀现象。澄清汁的后混浊、混浊汁的分层及沉淀是蔬菜汁生产中的主要质量问题。
 
对澄清的后混浊现象防止后混浊的产生有以下办法:
 
1.采用成熟而新鲜的蔬菜原料多酚类化合物的含量与原料的成熟度和新鲜度有关。多酚类化合物含量越多,后混浊现象越严重。因此,应选择成熟、新鲜的蔬菜原料。
 
2.加强原料和设备的清洗,保证生产的卫生条件原料、设备及生产环境中,如果卫生条件不好,就可能带入肠系膜明串珠菌,而引起菜汁混浊。
 
3.适量加入澄清剂如明胶、PVPP、聚酰胺等使菜汁中的多酚类物质和蛋白质的含量降低。
 
4、采用错流膜技术:合理的膜过滤系统、正确的操作方法可以降低后混浊的可能性。
 
5、制汁工艺要求合理压榨时采用较为轻柔的方法,这尽管会降低原料的出汁率,但也可降低引起后混浊的成分含量。
 
6、菜汁澄清时合理地加入酶制剂酶制剂用量是使果胶、淀粉完全分解,但不可过量。否则滤过的极少量的酶会产生后混浊。
 
7采用低温贮藏,贮藏温度低,可降低引起后混浊的各类化学反应的速度。
 
◎传统工艺
传统蔬菜汁过滤工艺是采用离心分离、板框过滤,不但产品品质低下,纯度低,保质期短,而且设备工作效率低、操作成本高,况且也难以实现清洁生产。
在蔬菜汁领域的工业化生产中,传统的浓缩工艺是完全采用蒸发浓缩技术,如三效(四效)蒸发器、离心蒸发器等。采用此法虽具有蒸发效率高的优点,但在高温条件下,首当其冲的就是产品的香味物质损失较大,滋味和色泽有劣变,生物活性物质及营养成分损失多,难以保持蔬菜汁中原有的风味和口感;其次是生产周期长,能耗高,成本高。
 
◎蔬菜汁膜集成工艺系统特点
 
◇过滤精度高、产品品质好、保质期长
分离精度高,过滤效果稳定,可有效去除引起蔬菜汁变质的各类微生物、异物等,滤后能有效保持蔬菜汁中原有的风味物质和口感,生产中乙醇用量大大减小,降低了防爆要求,改善了操作环境和生产的安全性,在提高品质和回收率的同时延长产品的保质期。
 
◇工艺过程简单、能耗低、成本低
整个过滤、浓缩过程生产周期短,与传统工艺设备相比,省去了传统工艺繁杂的操作过程,减轻后工序的运行压力,设备运行费用可大大降低,提高了产品的市场竞争力。
由于在常温状态下,无相变,无须配套热源和抽真空系统,系统能耗低,可有效避免高温浓缩的缺点,最大限度地保持了蔬菜汁的原有风味。
 
◇解决的问题
膜过滤和浓缩系统,整个过程始终处于常温状态,对蔬菜汁中各有效成分无任何不良影响,特别适用于热敏性物质的处理,能有效去除菌体、杂质,保持蔬菜汁原有的色、香、味等功能因子及营养成分,并在后续工段实现蔬菜汁的高倍数浓缩。
 
◇使用寿命长,再生性能好
膜系统使用寿命长,再生性能好,抗微生物污染能力强,能长时间维持较高的渗透通量和截留率。
 
◇控制系统
控制系统设计科学、先进,可采用触摸屏、PLC编程器和变频进行控制,在线监控操作参数的波动情况,及时掌握系统运行状况,有效延长系统的使用寿命。
 
◇集成度高、设计合理
系统占地面积少,外形更加美观、大方,工艺设计集成化程度高,合理利用一切空间和公用设施。
 
◇环保、无污染
系统制造材质全部采用食品卫生级不锈钢,膜材质、密封件材质均为无污染材料。采用全密闭管道式运行,现场环境卫生,操作维护简便,可有效降低劳动强度和生产成本,完全满足FDA生产规范要求。
 
应用行业:
苹果汁、梨汁、草莓汁、桃汁、桑葚汁、胡萝卜汁、番茄汁、波箩汁、葡萄汁等澄清;橙汁脱苦、澄清,蔬菜抽提汁澄清、浓缩,葡萄酒澄清,葡萄酒糟回收,茶饮料浓缩等;啤酒/果酒/黄酒/葡萄酒/白酒等脱醇浓缩。
 
 
     
 
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