基于酶反应的分瓣、去囊衣装置的制作方法

本实用新型涉及生物反应器和食品加工设备领域，特别地，涉及一种基于酶反应的分瓣、去囊衣装置。

背景技术：

我国的柑橘加工制品以橘瓣罐头为主导产品，占柑橘加工量的80％以上，是我国在国际柑橘加工品市场上最有竞争力的产品，占世界橘子罐头产量的75％以上。橘瓣罐头的加工流程包括清洗、预处理、果皮剥离、分瓣、去囊衣等工序。

在这些工序中，目前，柑橘的分瓣以人工分瓣为主，属于劳动密集型环节。一个日产100吨罐头的加工企业，每天需要耗费450-500人来完成柑橘的分瓣，不仅生产效率低，劳动强度大，而且不利于产品的安全卫生保障。中国专利CN104256870B采用机器视觉对柑橘果球进行识别，分析出橘瓣之间分界线，采用高压水定向冲出而分瓣。由于柑橘瓣之间的结合力和间隙大小因品种、产地而异，该法破碎率高，仅分瓣而不能除去囊衣，并且每次只能作用一个柑橘果球，不适用于工业化应用。

目前，柑橘的去囊衣以酸碱法为主，该法产生大量的酸碱液废水，在增加了产品生产成本的同时，污染环境，影响产品的安全性。中国专利CN1943453A利用酶脱除柑橘囊衣的方法中，已公开利用酶脱除柑橘囊衣的观点，解决了传统酸碱法所导致的产品安全性低、生产效率低、产品质量不稳定、污染环境等问题。但是，该方法仅针对已分瓣柑橘片，其仍存在分瓣和去囊衣后片形质量不稳定、工人的劳动强度大且生产效率低的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种基于酶反应的分瓣、去囊衣装置，以解决现有的人工柑橘分瓣效率低下、机械分瓣破损率高、现有酶法去囊衣只能针对已分瓣柑橘片以及生产环境及卫生状况不满足食品安全要求、分瓣和去囊衣后片形质量不稳定、工人的劳动强度大、生产效率低的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于酶反应的分瓣、去囊衣装置，包括用于对去皮后的果球进行酶液反应的酶反应装置及与酶反应装置相连的超声波辅助装置，超声波辅助装置包括设于酶反应装置底部的超声波振荡器及至少一个设于酶反应装置的侧壁上且伸入酶反应装置内的超声波发生器，超声波振荡器用于机械振动以带动酶反应装置内的酶液加速流动，超声波发生器用于产生声波并经气化效应加速酶反应装置内的酶液振荡，果球在超声波辅助装置加速酶液渗透的作用下实现分瓣和/或去囊衣。

进一步地，酶反应装置包括：用于容置酶液及去皮后的果球的酶反应器、用于对酶反应器内的酶液温度进行控制的温度控制装置、用于对酶反应器进行抽真空操作的抽真空装置。

进一步地，酶反应器包括釜体及设于釜体内高度可调的隔架，隔架上设置用于酶液流通的多个通孔及用于处理后的果肉瓣向下导出的出口，隔架经支架调节杆带动其上下移动以调节酶反应器的容积，釜体在隔架之下设置用于向外导出的排液阀。

进一步地，釜体的底部设置用于在超声波振荡器的作用下带动釜体内的酶液搅拌的支撑板，支撑板相对釜体沿高度方向位置可调。

进一步地，抽真空装置包括与酶反应器密封连接的盖板及设于盖板上用于连接抽真空设备的真空管接头。

进一步地，釜体的上端设置与盖板连接的釜体法兰，釜体法兰与盖板的接触处设置密封圈。

进一步地，盖板之下设置高度可调的隔板，隔板上设置多个用于通气的通气孔。

进一步地，温度控制装置包括用于对釜体内的酶液进行加温的加温器、用于检测釜体内酶液温度的温控探头、与釜体经管路连通的低温浴槽及第一控制器，第一控制器连接温控探头，并根据温控探头检测的温度控制加温器工作及管路的通断。

进一步地，釜体之外设有用于对釜体内的酶液隔热保温的保温隔套。

进一步地，超声波辅助装置还包括用于控制超声波发生器和/或超声波振荡器工作参数的第二控制器；

超声波发生器为多个，多个超声波发生器在不同高度沿周向均布于酶反应装置上。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型基于酶反应的分瓣、去囊衣装置，通过超声波辅助装置与酶反应装置相结合，在超声波辅助装置的机械振动及空化作用下，促进酶液的渗透，并同步完成去皮果球的自动分瓣及去囊衣，自动化程度高，不仅可提高生产效率，降低工人的劳动强度，解决现有的人工分瓣效率低下、机械分瓣破损率高的技术问题，进一步解决现有酶法去囊衣只能针对已分瓣柑橘片的技术难点，且分瓣及去囊衣的质量稳定，食品安全性高，可满足消费者和卫生监管部门对食品安全性的要求，并有利于工业化、机械化生产的发展。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例基于酶反应的分瓣、去囊衣装置的结构示意图；

图2是图1的俯视示意图；

图3是本实用新型优选实施例基于酶反应的分瓣、去囊衣装置的工作流程示意图。

附图标记说明：

1、酶反应装置；

11、酶反应器；111、釜体；112、隔架；113、支架调节杆；

114、排液阀；115、支撑板；116、釜体法兰；117、密封圈；118、保温隔套；

12、抽真空装置；121、盖板；122、真空管接头；123、隔板；

13、温度控制装置；131、加温器；132、温控探头；

133、低温浴槽；134、进水管路；135、回水管路；

2、超声波辅助装置；21、超声波振荡器；22、超声波发生器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参照图1，本实用新型的优选实施例提供了一种基于酶反应的分瓣、去囊衣装置，包括用于对去皮后的果球进行酶液反应的酶反应装置1及与酶反应装置1相连的超声波辅助装置2，超声波辅助装置2包括设于酶反应装置1底部的超声波振荡器21及至少一个设于酶反应装置1的侧壁上且伸入酶反应装置1内的超声波发生器22，超声波振荡器21用于机械振动以带动酶反应装置1内的酶液加速流动，超声波发生器22用于产生声波并经气化效应加速酶反应装置1内的酶液振荡，果球在超声波辅助装置2加速酶液渗透的作用下实现分瓣和/或去囊衣。

本实施例中，通过超声波辅助装置2与酶反应装置1相结合，在超声波辅助装置2的机械振动及空化作用下，促进酶液的渗透，并同步完成去皮果球的自动分瓣及去囊衣，自动化程度高，不仅可提高生产效率，降低工人的劳动强度，解决现有的人工分瓣效率低下、机械分瓣破损率高的技术问题，进一步解决现有酶法去囊衣只能针对已分瓣柑橘片的技术难点，且分瓣及去囊衣的质量稳定，食品安全性高，可满足消费者和卫生监管部门对食品安全性的要求，并有利于工业化、机械化生产的发展。

参照图1，本实施例中，酶反应装置1包括：用于容置酶液及去皮后的果球的酶反应器11、用于对酶反应器11内的酶液温度进行控制的温度控制装置13、用于对酶反应器11进行抽真空操作的抽真空装置12。酶反应器11连通抽真空装置12，经抽真空装置12进行抽真空操作，加速酶液与果球的渗透速度，通过温度控制装置13调节酶液所需最适温度，使酶液渗透至果球瓣与瓣之间、实现酶液的循环搅拌、完成酶液的对果球的分瓣及对囊衣的降解。

本实施例基于酶反应的分瓣、去囊衣装置可以处理的品种包括但不限于：蜜桔、椪柑、柑橘、脐橙、柚子等。

优选地，本实施例酶反应器11包括釜体111及设于釜体111内高度可调的隔架112，隔架112上设置用于酶液流通的多个通孔及用于处理后的果肉瓣向下导出的出口，隔架112经支架调节杆113带动其上下移动以调节酶反应器11的容积，釜体111在隔架112之下设置用于向外导出的排液阀114，通过排液阀排114放处理好的果肉瓣。本实施例工作时，去皮后的果球置入釜体111内与酶液混合，且由于经隔架112支撑，避免果球堆叠在釜体111底部导致果球部分区域无法与酶液充分反应，经隔架112上的通孔加速酶液的循环流动效果。本实施例中，优选地，通孔的孔径小于待分瓣果球的肉瓣外径，且出口靠近排液阀114设置，使得分瓣及去囊衣后的肉瓣经排液阀114导入下一工序。优选地，经过支架调节杆113带动隔架112上下位移，改变酶反应器11的容器，可以加速酶液的渗透及分瓣的效果。

优选地，釜体111的底部设置用于在超声波振荡器21的作用下带动釜体111内酶液搅拌的支撑板115，支撑板115相对釜体111沿高度方向位置可调。本实施例中，超声波振荡器21为一组频率为40KHz的超声波振荡板，其带动支撑板115振荡，进而促进酶液的搅拌流动，加速酶液的渗透及分瓣效果。

优选地，本实施例抽真空装置12包括与酶反应器11密封连接的盖板121及设于盖板121上用于连接抽真空设备的真空管接头122。本实施例通过盖板121与酶反应器11密封连接，且经抽真空设备(如抽真空泵)连通真空管接头122，实现对酶反应器11内的真空度调节，可根据待加工品种的类型选择合适的真空度，进而加速酶液与去皮后果球的渗透效果。优选地，酶反应器11抽真空后，其内的真空度为0～100Kpa。根据待处理样品的品种，如蜜桔、脐橙、柚子等，调节其真空度，促进完成酶液的渗透，从而完成果球的分瓣与囊衣的降解。更优选地，釜体111的上端设置与盖板121连接的釜体法兰116，釜体法兰116与盖板121的接触处设置密封圈117。通过采用釜体法兰116及密封圈117的连接结构，便于抽真空装置12与酶反应器11的拆装操作，操作简单便利。

可选地，盖板121之下设置高度可调的隔板123，隔板123上设置多个用于通气的通气孔，通过设置隔板123可以避免酶反应器11内的酶液飞溅至真空管接头122处。且隔板123沿高度方向可调，从而与隔架112配合，实现对酶反应器11工作容积的调节。

优选地，温度控制装置13包括用于对釜体111内的酶液进行加温的加温器131、用于检测釜体111内酶液温度的温控探头132、与釜体111经管路连通的低温浴槽133及第一控制器，第一控制器连接温控探头132，并根据温控探头132检测的温度控制加温器131工作及管路的通断。参照图1，低温浴槽133通过进水管路134和回水管路135与酶反应器11相连。当温控探头132感应到温度过高时，第一控制器控制进水管路134、回水管路135导通，使得低温浴槽133通过进水管路134向酶反应器11中流进低温酶液，同时酶反应器11中的高温酶液通过回水管路135流入低温浴槽133，从而保持酶反应器11的恒温，并使酶反应器11中的液体处于流动状态，实现酶反应器11内酶液的循环及搅拌。通过改变酶液循环的速度，使酶液快速而均匀的渗透至肉瓣之间，加速完成分瓣。更优选地，釜体111之外设有用于对釜体111内的酶液隔热保温的保温隔套118。本实施例中，加温器131优选为套设于釜体111壁体上的电阻加热带，此处仅为举例，还可以采用其他形式的电加热设备。

优选地，超声波辅助装置2还包括用于控制超声波发生器22和/或超声波振荡器21工作参数的第二控制器。通过设置第二控制器，调节超声波发生器22和/或超声波振荡器21的超声频率、功率、脉冲方式，加速完成酶液的渗透，完成肉瓣的分开及囊衣的脱除。更优选地，超声波发生器22为多个，多个超声波发生器22在不同高度沿周向均布于酶反应装置1上，通过在高度方向上设置多个超声波发生器22，可沿周向均布于酶反应装置1上，实现了酶液的搅拌及流动均匀，分瓣及去囊衣效果好。优选地，第一控制器与第二控制器可以集中在一个处理设备上，便于用户集中控制。

本实用新型另一实施例中，超声波辅助装置由三组频率分别为20KHz、28KHz、40KHz聚能插入式超声波发生器及一组频率为40KHz超声波振荡板组成。三组聚能插入式超声波发生器分别在三个不同高度均匀分布在酶反应器中，且位置可交换。各组超声波发生器功率为300～600W，且功率可调。通过调节四组超声波发生器的超声频率、功率、脉冲方式，加速完成酶液的渗透，完成肉瓣的分开及囊衣的脱除。

优选地，本实用新型另一实施例中，该装置还可以用于其它酶反应。通过改变真空度促进酶液的渗透，且酶反应装置与温控探头相连，低温浴槽通过进水管路和回水管路与酶反应器相连，可保证酶反应所需最适温度。

显然，本领域技术人员可以理解，本实施例装置也可仅用于分瓣。此时仅需将去皮后的椪柑、蜜桔、柚子等果球置于有清水的酶反应装置中，根据果球的品种，调节酶反应装置的真空度、四组超声波发生器的超声频率、功率、脉冲方式以及水循环的速度，从而实现分瓣。

显然，本领域技术人员可以理解，本实施例装置也可仅用于去囊衣。此时仅需将去皮、分瓣后的柑橘、脐橙、柚子等，置于有酶液的酶反应装置中，根据果球的品种和酶液的种类，调整酶浓度及酶反应装置的温度，完成囊衣的去除。

图3示出了本实施例基于酶反应的分瓣、去囊衣装置的工作流程示意图，通过将酶液注入酶反应装置后，控制酶反应装置升温至设定温度条件，将去皮后的柑橘倒入酶反应装置中，经抽真空装置控制酶反应装置内的真空度，加速酶液的渗透速度，经温度控制装置保持酶液温度恒定，经超声波辅助装置的机械振动和空化作用，促进酶液的渗透以及完成柑橘橘瓣的分开，同时经低温浴槽的管路实现酶液搅拌及恒温控制，进而实现柑橘的分瓣及囊衣酶解，处理完毕后，停超声及抽真空作业，经排液阀将橘瓣排出至下一处理工序。

从以上的描述可以得知，本实施例基于酶反应的分瓣、去囊衣装置在完成柑橘自动分瓣的同时能完成柑橘自动去囊衣。其自动化程度高，不仅可提高生产效率，降低工人的劳动强度，解决现有的人工柑橘分瓣效率低下、机械分瓣破损率高的技术问题，进一步解决现有酶法去囊衣只能针对已分瓣柑橘片的技术难点，且分瓣去囊衣的质量稳定，食品安全性高，可满足消费者和卫生监管部门对食品安全性的要求，并有利于工业化、机械化生产的发展。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。