一种植物饮料浓缩装置及其浓缩方法与流程

1.本发明涉及膜浓缩工艺技术领域，具体为一种植物饮料浓缩装置及其浓缩方法。


背景技术：

2.植物饮料，指的是以植物或植物抽提物为原料(非果蔬类植物的根、茎、叶、花、种子及竹或树木自身分泌的汁液，如谷物、食用菌、食用藻类和蕨类、可可、菊花等)经加工或发酵制成的饮料制品。
3.植物饮料在生产时需要用到浓缩装置，而目前已经公开的浓缩装置都是将一级膜组浓缩后的浓缩液继续再循环浓缩，而渗透液直接排放的工艺不同，不仅造成浪费还会影响饮料的口感和风味。
4.为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种植物饮料浓缩装置及其浓缩方法。
6.本发明所要解决的技术问题如下：
7.植物饮料在生产时需要用到浓缩装置，而目前已经公开的浓缩装置都是将一级膜组浓缩后的浓缩液继续再循环浓缩，而渗透液直接排放的工艺不同，不仅造成浪费还会影响饮料的口感和风味。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
9.一种植物饮料浓缩装置，包括饮料原料罐、第一高压泵、一级反渗透膜组、渗透液罐、第二高压泵、二级反渗透膜组、成品罐和清洗罐，第一高压泵的输入端与饮料原料罐的输出端通过管道相连接，一级反渗透膜组的输入端与第一高压泵的输出端通过管道相连接，渗透液罐的输入端与一级反渗透膜组的输出端通过管道相连接，第二高压泵的输入端与渗透液罐的输出端通过管道相连接，二级反渗透膜组的输入端与第二高压泵的输出端通过管道相连接，成品罐的输入端与二级反渗透膜组的输出端通过管道相连接。
10.进一步的，所述二级反渗透膜组的输出端还与清洗罐的输入端通过管道相连接。
11.进一步的，所述成品罐的输出端与饮料原料罐的输入端通过管道相连接。
12.一种植物饮料浓缩装置的浓缩方法，包括如下步骤：
13.第一步、启动第一高压泵将饮料原料罐的饮料输送到一级反渗透膜组，经过一级反渗透膜组循环浓缩的一级浓缩液浓度达到要求时直接输入到成品罐，如果浓度没达到要求就回到饮料原料罐继续循环浓缩；
14.第二步、经过一级反渗透膜组循环浓缩的一级渗透液输入渗透液罐，该一级渗透液通过第二高压泵输送至二级反渗透膜组，经过二级反渗透膜组浓缩的二级渗透液输入至清洗罐过滤后进行清洗使用，经过二级反渗透膜组浓缩的二级浓缩液至成品罐与一级浓缩液合并，浓度不够就返回饮料原料罐继续浓缩；
15.第三步、当一级浓缩结束时，膜组系统内还残留有一部分浓缩液，采用纯水从饮料
原料罐通过第一高压泵泵入一级反渗透膜组并将一级反渗透膜组内的残留浓缩液顶出至渗透液罐与一级渗透液合并，再进入二级反渗透膜组继续循环渗透浓缩，直至达到要求的浓度后转入成品罐，并与成品浓缩液合并，该合并液的浓度能达到要求时结束循环浓缩。
16.本发明的有益效果：
17.本发明适用于茶饮料、咖啡饮料、草本植物饮料(黄精、玉竹、人参、当归、红参、桑葚、玛卡、藤茶、鹧鸪茶、葛根、红枣、枸杞、桂圆、红豆、薏米、蛹虫草、菊花、桂花、金银花、玫瑰花)食用菌饮料和水果饮料的浓缩。该浓缩装置与常规膜浓缩装置不同之处在于饮料经过一级反渗透膜组的一级渗透水，该一级渗透水再经过二级反渗透膜组再继续浓缩，将一级反渗透膜组不能完全截留或部分泄漏的饮料风味物质及成分再经过二级反渗透膜组继续渗透浓缩，回收一级反渗透泄漏的部分物质，以保证饮料的香气、风味及成分不流失，通过本发明能更好的保留原料的风味和成分，以满足高品质植物饮料的需求。
18.通过清洗罐的设置使整个装置节约用水，极大程度上节约了成本，避免了浪费。
附图说明
19.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
20.图1是本发明植物饮料浓缩装置的整体流程图。
21.图中，1、饮料原料罐；2、第一高压泵；3、一级反渗透膜组；4、渗透液罐；5、第二高压泵；6、二级反渗透膜组；7、成品罐；8、清洗罐。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1
24.将咖啡萃取液10000l置于饮料原料罐1，该咖啡萃取液的浓度为固形物含量1.2％，通过第一高压泵2将咖啡萃取液泵入一级反渗透膜组3，在泵的压力从1kg
·
f/cm2逐渐上升至30kg
·
f/cm2和流速的作用下咖啡萃取液渗透出来的液体进入渗透液罐4，而浓缩部分回流到饮料原料罐1，循环30分钟后，当一级反渗透膜组3出口处的浓缩液浓度达到固形物含量16％时，将其浓缩液转入成品罐7；
25.当饮料原料罐1内的液体全部泵完后加入500l纯净水，采用纯净水泵入一级反渗透膜组3将一级反渗透膜组3中的浓缩液顶出来，当顶至出液的浓度降至固形物含量低于10％的时候，将一级反渗透膜组3内的浓缩液转至渗透液罐4，同时，将渗透液罐4内的一级渗透液通过泵5泵入二级反渗透膜组6，在泵的压力和流速的作用下，从二级反渗透膜组6渗透出来的液体直接转到清洗罐8作为清洗设备使用，被截留部分的液体回到渗透液罐4，循环直至渗透液罐4和二级反渗透膜组6内的液体到死体积时，在渗透液罐4中加入纯净水继续运行，将二级反渗透膜组6内的浓缩液顶出来至成品罐7与一级浓缩液混合，浓缩后的咖啡液全部置成品罐7内，最后得到的浓缩液成品800l，浓度为固形物含量15％。
26.实施例2
27.将绿茶萃取液8000l置饮料原料罐1，该绿茶萃取液的浓度为固形物含量2.0％，通过第一高压泵2将绿茶萃取液泵入一级反渗透膜组3，在第一高压泵的压力从常压至35kg
·
f/cm2和流速的作用下绿茶萃取液渗透出来的液体进入渗透液罐4，而浓缩部分回流到饮料原料罐1，循环20分钟后，当一级反渗透膜组3出口处的浓缩液浓度达到固形物含量23％时，将其浓缩液转入成品罐7；
28.当饮料原料罐1内的液体全部泵完后加入400l纯净水，采用纯净水泵入一级反渗透膜组3将一级反渗透膜组3中的浓缩液顶出来，当顶至出液的浓度降至固形物含量低于10％的时候，将一级反渗透膜组3内的浓缩液转至渗透液罐4，同时，将渗透液罐4内的一级渗透液通过第二高压泵5泵入二级反渗透膜组6，在第二高压泵5的压力和流速的作用下，从二级反渗透膜组6渗透出来的液体直接转到清洗罐8作为清洗设备使用，被截留部分的液体回到渗透液罐4，循环直至渗透液罐4和二级反渗透膜组6内的液体到死体积时，在渗透液罐4中加入纯净水继续运行，将二级反渗透膜组6内的浓缩液顶出来至成品罐7与一级浓缩液混合，浓缩后的绿茶液全部置成品罐7内，最后得到的浓缩液成品700l，浓度为固形物含量22.8％。
29.实施例3
30.将红枣、枸杞和桂圆混合萃取液15000l置饮料原料罐1，该混合萃取液的浓度为固形物含量3.2％，通过第一高压泵2将绿茶萃取液泵入一级反渗透膜组3，在第一高压泵2的压力从常压至35kg
·
f/cm2和流速的作用下混合萃取液渗透出来的液体进入渗透液罐4，而浓缩部分回流到饮料原料罐1，循环20分钟后，当一级反渗透膜组3出口处的浓缩液浓度达到固形物含量12.1％时，将其浓缩液转入成品罐7；
31.当饮料原料罐1内的液体全部泵完后加入400l纯净水，采用纯净水泵入一级反渗透膜组3将一级反渗透膜组3中的浓缩液顶出来，当顶至出液的浓度降至固形物含量低于8％的时候，将一级反渗透膜组3内的浓缩液转至渗透液罐4，同时，将渗透液罐4内的一级渗透液通过第二高压泵5泵入二级反渗透膜组6，在第二高压泵5的压力和流速的作用下，从二级反渗透膜组6渗透出来的液体直接转到清洗罐8作为清洗设备使用，被截留部分的液体回到渗透液罐4，循环直至渗透液罐4和二级反渗透膜组6内的液体到死体积时，在渗透液罐4中加入纯净水继续运行，将二级反渗透膜组6内的浓缩液顶出来至成品罐7与一级浓缩液混合，浓缩后的混合浓缩液全部置成品罐7内，最后得到的浓缩液成品4076l，浓度为固形物含量11.8％。
32.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
33.一种植物饮料浓缩装置，包括饮料原料罐1、第一高压泵2、一级反渗透膜组3、渗透液罐4、第二高压泵5、二级反渗透膜组6、成品罐7和清洗罐8，第一高压泵2的输入端和输出端分别与饮料原料罐1的输出端和一级反渗透膜组3的输入端相连接，一级反渗透膜组3的输出端依次与饮料原料罐1、渗透液罐4和成品罐7的输入端相连接，第二高压泵5的输入端和输出端分别与渗透液罐4的输出端和二级反渗透膜组6的输入端相连接，二级反渗透膜组6的输出端依次与成品罐7和清洗罐8的输入端相连接；
34.饮料原料罐1用于提供浓缩需要的饮料原料，第一高压泵2和第二高压泵5用于给饮料原料的运输提供动力，一级反渗透膜组3和二级反渗透膜组6用于对饮料原料进行浓缩操作，渗透液罐4用于对浓缩过程产生的渗透液进行保存和运输，成品罐7用于对浓缩合格
的饮料进行存放，清洗罐8用于对浓缩过程中产生的水回收并做后续清洗使用。
35.一种植物饮料浓缩装置的浓缩方法，包括如下步骤：
36.第一步、启动第一高压泵2将饮料原料罐1的饮料输送到一级反渗透膜组3，模组3可以是单支膜壳也可以是多支膜壳串联或并联组成，经过一级反渗透膜组3循环浓缩的一级浓缩液浓度达到要求时直接输入到成品罐7，如果浓度没达到要求就回到饮料原料罐1继续循环浓缩；
37.第二步、经过一级反渗透膜组3循环浓缩的一级渗透液输入渗透液罐4，该一级渗透液通过第二高压泵5输送至二级反渗透膜组6，经过二级反渗透膜组6浓缩的二级渗透液输入至清洗罐8过滤后进行清洗使用，经过二级反渗透膜组6浓缩的二级浓缩液至成品罐7与一级浓缩液合并，浓度不够就返回饮料原料罐1继续浓缩；
38.第三步、当一级浓缩结束时，膜组系统内还残留有一部分浓缩液，采用纯水从饮料原料罐1通过第一高压泵2泵入一级反渗透膜组3并将一级反渗透膜组3内的残留浓缩液顶出至渗透液罐4与一级渗透液合并，再进入二级反渗透膜组6继续循环渗透浓缩，直至达到要求的浓度后转入成品罐7，并与成品浓缩液合并，该合并液的浓度能达到要求时结束循环浓缩。
39.一种植物饮料浓缩装置的工作原理：
40.第一步、启动第一高压泵2将饮料原料罐1的饮料输送到一级反渗透膜组3，模组3可以是单支膜壳也可以是多支膜壳串联或并联组成，经过一级反渗透膜组3循环浓缩的一级浓缩液浓度达到要求时直接输入到成品罐7，如果浓度没达到要求就回到饮料原料罐1继续循环浓缩；
41.第二步、经过一级反渗透膜组3循环浓缩的一级渗透液输入渗透液罐4，该一级渗透液通过第二高压泵5输送至二级反渗透膜组6，经过二级反渗透膜组6浓缩的二级渗透液输入至清洗罐8过滤后进行清洗使用，经过二级反渗透膜组6浓缩的二级浓缩液至成品罐7与一级浓缩液合并，浓度不够就返回饮料原料罐1继续浓缩；
42.第三步、当一级浓缩结束时，膜组系统内还残留有一部分浓缩液，采用纯水从饮料原料罐1通过第一高压泵2泵入一级反渗透膜组3并将一级反渗透膜组3内的残留浓缩液顶出至渗透液罐4与一级渗透液合并，再进入二级反渗透膜组6继续循环渗透浓缩，直至达到要求的浓度后转入成品罐7，并与成品浓缩液合并，该合并液的浓度能达到要求时结束循环浓缩。
43.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所述本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。