一种基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工工艺及装置

本申请涉及果蔬汁非热加工，尤其涉及一种基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工工艺及装置。

背景技术：

1、我国是世界最大的浓缩汁生产国，但是在非浓缩还原果汁(not fromconcentrate,nfc)等新型果蔬汁理论、技术、产品和装备等方面，还存在如下问题：

2、1、由于果蔬原料经过复杂的酶解、过滤、吸附、浓缩、高温杀菌等工序，品质和营养损失大，产品同质化严重导致传统果汁产品单一、加工过度、品质和营养损失严重。

3、2、新型果蔬制汁如nfc为代表的新型果蔬汁的相关基础研究不完善，且与产业结合不够紧密，针对不同果蔬制汁的精准系列化配套技术尚不充分。

4、3、新型杀菌设备的可靠性和稳定性有待提高，以超高压技术为代表的非热杀菌采用间歇式操作，生产效率低、成本高。

5、另外，基于脉冲电场非热杀菌技术的原理是在外施电场的作用下，使细胞产生跨膜电势，跨膜电势挤压细胞膜，使得细胞膜厚度减小。当超过临界值时，细胞膜会产生崩解，形成小孔。随着电场强度增加，或者随着作用时间增长，细胞崩解面积大到细胞难以自愈，此时的击穿不可逆，细胞内容物外泄，导致细胞死亡，达到灭菌目的。该技术有效实现了非热与连续处理并存、安全与营养兼具的目的，具有短时、高效的特点，有效避免因温度过高而影响饮品的营养成分及口感风味。

6、但是，当前尚没有成熟的基于脉冲电场杀菌技术的成套果蔬汁非热加工装置，相关研究主要聚焦于脉冲电场杀菌处理器单元的改进及脉冲电场处理设备的设计，停留在实验室阶段，未考虑到果蔬汁实际生产应用中对脉冲电场技术的挑战，如脉冲电场连续处理只能处理果蔬清汁、脉冲电场技术如何与传统果蔬汁加工装置结合实现最大杀菌、最小营养损失等问题。

技术实现思路

1、本申请的实施例提供一种基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工工艺及装置，不仅能够实现各类非热杀菌果蔬汁的不间断生产，提升果蔬汁的综合品质，而且有助于发挥脉冲电场技术高效杀菌、高营养保留的优势，最大程度降低物料浊度对杀菌效果的影响。

2、为达到上述目的，一方面，本申请的实施例提供了一种基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工工艺，包括以下步骤：s1、对榨取的果蔬汁进行缓冲贮存；s2、通过膜过滤器对果蔬汁进行过滤，得到果蔬半清汁；s3、采用酶解澄清法对果蔬半清汁进行酶解，得到酶解后的果蔬半清汁；s4、对酶解后的果蔬半清汁进行调配，得到调配后的果蔬半清汁；s5、通过板框过滤器对调配后的果蔬半清汁进行过滤，得到果蔬清汁；s6、对果蔬清汁进行脉冲电场非热杀菌处理；s7、对杀菌后的果蔬清汁进行无菌罐装得到产品。

3、另一方面，本申请的实施例还提供了一种基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工装置，包括电控柜以及通过管路依次连通的纯水系统、破碎榨汁机、缓冲罐、膜过滤器、酶解罐、调配罐、板框过滤器、脉冲电场液体食品杀菌系统和无菌灌装室；所述膜过滤器和所述酶解罐之间、所述酶解罐和所述调配罐之间以及所述调配罐和所述板框过滤器之间均设有水泵；所述纯水系统能够提供生产用高纯水；所述破碎榨汁机能够对果蔬原料进行破碎榨汁；所述缓冲罐能够对榨取的果蔬汁进行缓冲贮存；所述膜过滤器用于对所述缓冲罐处理后的果蔬汁进行过滤得到果蔬半清汁；所述酶解罐能够对果蔬半清汁进行酶解处理；所述调配罐能够对酶解过的果蔬半清汁进行风味调配；所述板框过滤器能够对所述调配罐处理后的果蔬半清汁进行过滤得到果蔬澄清汁；所述脉冲电场液体食品杀菌系统能够对果蔬澄清汁进行杀菌钝酶处理；所述无菌灌装室用于对所述脉冲电场液体食品杀菌系统处理后的果蔬澄清汁进行无菌灌装；所述水泵能够泵送果蔬汁依次流经酶解罐、调配罐和板框过滤器；所述电控柜与所述破碎榨汁机、水泵、酶解罐、调配罐、板框过滤器和无菌灌装室均通信连接，所述电控柜能够控制所述破碎榨汁机、所述水泵、所述酶解罐、所述调配罐、所述板框过滤器和所述无菌灌装室的启动和停止。

4、进一步地，所述脉冲电场液体食品杀菌系统包括流场系统、电场系统和智能控制系统；所述流场系统包括高位罐、循环罐组、第一蠕动泵、脉冲电场处理装置的水路部分、缓存罐和第二蠕动泵；所述循环罐组内的循环罐上设有主入口、主出口、循环入口和循环出口；所述高位罐的出口连接循环罐的主入口，循环罐的循环出口依次连接第一蠕动泵和脉冲电场处理装置，脉冲电场处理装置的出口连通循环罐的循环入口；循环罐的主出口依次连接缓存罐和第二蠕动泵；所述电场系统包括高压脉冲电源和脉冲电场处理装置的电路部分；所述高压脉冲电源能够为所述脉冲电场处理装置提供电能；所述智能控制系统包括脉冲电场控制系统和杀菌系统内流场控制系统。

5、进一步地，所述脉冲电场液体食品杀菌系统中的高压脉冲电源的额定电压为10～60kv，最大频率为100～10000hz，最大电流为500～1500ma，脉冲宽度为1～20μs。。

6、进一步地，所述纯水系统的纯水电导率小于等于10μs/cm。

7、进一步地，所述膜过滤器的滤膜的滤孔直径为0.01～0.1μm；所述滤膜的材质为食品级的有机膜或无机膜。

8、进一步地，所述酶解罐和所述调配罐的容量均小于等于生产线一小时的物料生产量。

9、进一步地，所述板框过滤器的滤板采用凸点式滤板；所述滤板的层数为10～56。

10、进一步地，还包括移动清洗车，所述移动清洗车能够实现对破碎榨汁机、缓冲罐、膜过滤器、水泵、酶解罐、调配罐、板框过滤器、脉冲电场液体食品杀菌系统和无菌灌装室的清洗。

11、本申请相比现有技术具有以下有益效果：

12、1、本申请实施例可以实现果蔬汁从原料到产品的一体化生产，且在全生产环节中实现对果蔬汁的非热处理，确保对大多数液体食品的生产加工，结合脉冲电场杀菌技术，满足杀菌需求的同时可最大限度的保留食品中的营养成分，提升果蔬汁的综合品质。

13、2、本申请实施例可适用于各类液体食品脉冲电场杀菌装置，一方面兼容了目前行业内各种结构的脉冲处理装置，另一方面为各类处理装备的产业化应用提供综合处理方案。

14、3、相比现有脉冲电场杀菌技术研究主要聚焦于处理器结构的改进，停留在实验室阶段，制约技术的产业化应用，本申请实施例基于脉冲电场液体食品非热杀菌技术特征配置，较少的加热环节有助于发挥脉冲电场技术高效杀菌、高营养保留的优势，较多的过滤环节则最大程度降低物料浊度对杀菌效果的影响，为脉冲电场果蔬汁非热加工提供可行的工艺方案，有利于脉冲电场杀菌技术的市场推广与应用。

技术特征：

1.一种基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.一种基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工装置，其特征在于，所述脉冲电场液体食品杀菌系统包括流场系统、电场系统和智能控制系统；所述流场系统包括高位罐、循环罐组、第一蠕动泵、脉冲电场处理装置的水路部分、缓存罐和第二蠕动泵；所述循环罐组内的循环罐上设有主入口、主出口、循环入口和循环出口；所述高位罐的出口连接循环罐的主入口，循环罐的循环出口依次连接第一蠕动泵和脉冲电场处理装置，脉冲电场处理装置的出口连通循环罐的循环入口；循环罐的主出口依次连接缓存罐和第二蠕动泵；所述电场系统包括高压脉冲电源和脉冲电场处理装置的电路部分；所述高压脉冲电源能够为所述脉冲电场处理装置提供电能；所述智能控制系统包括脉冲电场控制系统和杀菌系统内流场控制系统。

4.根据权利要求3所述的基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工装置，其特征在于，所述脉冲电场液体食品杀菌系统中的高压脉冲电源的额定电压为10～60kv，最大频率为100～10000hz，最大电流为500～1500ma，脉冲宽度为1～20μs。

5.根据权利要求4所述的基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工装置，其特征在于，所述纯水系统的纯水电导率小于等于10μs/cm。

6.根据权利要求5所述的基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工装置，其特征在于，所述膜过滤器的滤膜的滤孔直径为0.01～0.1μm；所述滤膜的材质为食品级的有机膜或无机膜。

7.根据权利要求6所述的基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工装置，其特征在于，所述酶解罐和所述调配罐的容量均小于等于生产线一小时的物料生产量。

8.根据权利要求7所述的基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工装置，其特征在于，所述板框过滤器的滤板采用凸点式滤板；所述滤板的层数为10～56。

9.根据权利要求8所述的基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工装置，其特征在于，还包括移动清洗车，所述移动清洗车能够实现对破碎榨汁机、缓冲罐、膜过滤器、水泵、酶解罐、调配罐、板框过滤器、脉冲电场液体食品杀菌系统和无菌灌装室的清洗。

技术总结
本申请公开了一种基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工工艺及装置，涉及果蔬汁非热加工技术领域。不仅能够实现各类非热杀菌果蔬汁的不间断生产，提升果蔬汁的综合品质，而且有助于发挥脉冲电场技术高效杀菌、高营养保留的优势，降低物料浊度对杀菌效果的影响。该工艺包括：对榨取的果蔬汁进行缓冲贮存；通过膜过滤器对果蔬汁进行过滤；采用酶解澄清法对果蔬半清汁进行酶解；对酶解后的果蔬半清汁进行调配；通过板框过滤器对调配后的果蔬半清汁进行过滤；对果蔬清汁进行脉冲电场非热杀菌处理；对杀菌后的果蔬清汁进行无菌罐装得到产品。本申请同时提供了一种基于高压脉冲电场技术的果蔬汁非热加工装置。

技术研发人员：常正实,田野,刘君驰
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19