专利名称：果汁浓缩杀菌工艺及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种果汁浓缩杀菌工艺及装置，属于食品、饮料的加工领域。
目前现有的果汁浓缩技术大多是采用单效、双效、三效列管降膜式蒸发。对于比较先进的三效列管降膜式蒸发技术来说，其浓缩技术是(1)果汁在高温下蒸发，它的蒸发温度一效蒸发温度为96℃，二效蒸发温度为85℃，三效蒸发温度为65℃，因而在浓缩果汁时很容易造成果汁的变性，破坏它原有的天然色、香、味及营养成分；(2)果汁在浓缩过程中受热时间长，约需30分钟，破坏了果汁中原有的天然风味及营养素，工时多，成品率低；(3)浓缩比低，不能一次出产品，而需要循环蒸发，造成物料多次受热，影响产品质量；(4)能耗大，蒸发一吨水单效蒸发器需1.3吨蒸汽，双效蒸发器需0.6吨蒸汽，三效列管降膜式蒸发器需0.4吨蒸汽，因而成本高，经济效益低；(5)蒸发量小，大约为700Kg/h～3000Kg/h，不能形成规模生产。
本发明的目的正是为了解决现有技术中的不足之处，而提出了一种高效、快速、温、低能耗、高浓缩比的新型果汁浓缩杀菌工艺及装置。
本发明的目的是这样实现的果汁浓缩杀菌工艺经破碎、榨汁、过滤处理后提取的果汁原汁进入物料平衡罐，进料温度为50℃，浓度为8％～10％，它能稳定地控制进料的速度，以保证装置操作的稳定性；然后经过预热杀菌器的预热、杀菌后，果汁温度为87℃；经过预热、杀菌后的果汁，首先进入一效板式蒸发器的物料侧，同时新鲜蒸汽也进入板式蒸发器的蒸汽侧，果汁受到蒸汽加热后，即开始在一效板式蒸发器中沸腾蒸发，蒸发温度为85℃，蒸汽放热后的凝结水排出一效蒸发器；通过一效板式蒸发器蒸发后的果汁汽、液混合物一同进入一效分离器中分离；分离后的浓缩果汁进入二效板式蒸发器中继续蒸发，蒸发温度为74℃，进入二效分离器中分离；分离后的果汁再进入三效板式蒸发器中蒸发，蒸发温度为50℃，进入三效分离器中分离。
本发明的工艺还可以通过以下步骤进一步完善果汁浓缩杀菌工艺所需要的浓缩时间为2分钟至3分钟；预热杀菌器3的热源有三种一是来自锅炉房的新鲜蒸汽；二是一效加热蒸汽冷凝水；三是一效蒸发的二次蒸汽作为作为二效加热热源的冷凝水。
果汁浓缩杀菌装置，包含管路、进料泵等。此装置由预热杀菌器和三个串联的板式蒸发器组成，每一个板式蒸发器联接一个分离器。
本发明的装置还可以通过以下结构进一步完善
果汁浓缩杀菌装置中的分离器的筒体的上部为上封头，侧面有一切向进口，底部为锥形下封头，并在锥形下封头内部安装了一个破涡破沫器，分离器由支腿支承；果汁浓缩杀菌装置中的切向进口采用阿基米德螺线和螺旋上升线，升角角度为2.7°。
本发明与现有技术相比具有如下优点①采用低温蒸发，保持了果汁原有的色、香、味及营养成分；②节约能源，降低成本；③浓缩时间短，保证了果汁的质量；④浓缩效率高；⑤蒸发量大；⑥占地面积小，节省了建筑投资，也为操作、维修带来方便。
本发明有5幅附图，其中
图1为本发明的最佳实施例，亦可做说明书摘要的附图。
图1、本发明的工艺流程图；图2、本发明的分离器正视图；图3、本发明的分离器俯视图；图4、本发明的板式冷凝器与分离器连接正视图；图5、本发明的板式冷凝器与分离器连接侧视图。
下面结合附图对本发明的最佳实施例做进一步描述。
本发明的最佳实施例如图1所示，来自过滤工序的50℃的8％～10％的稀果汁先流入有一浮子阀控制液位的进料平衡罐1，再由进料泵2泵入预热杀菌器3，预热杀菌器有三个热源，一是一效加热蒸汽的冷凝液，二是一效蒸发的二次蒸汽做为二效加热热源的冷凝液；三是来自锅炉房的0.09MPa新鲜蒸汽。果汁被预热杀菌器3加热到87℃，经过单联过滤器4，进入一效板式蒸发器5，来自锅炉房的0.04MPa新鲜蒸汽经过蒸汽弯管21和一效联箱20-1，进入一效板式蒸发器5蒸汽侧内，果汁在一效板式蒸发器5内的沸腾温度为99℃。沸腾的果汁液与已蒸发的二次蒸汽以8m/s的速度进入一效分离器6，蒸汽的冷凝液由一效凝水泵19抽出作为预热杀菌器3的加热热源，一效分离器6内的平均温度85℃。被浓缩的果汁从一效分离器6底部由一效产品泵7抽出通过单联过滤器4后泵入二效板式蒸发器8；被蒸发的二次蒸汽则由一效分离器6上部排出，经过一效与二效联管22-1和二效联箱20-2，进入二效板式蒸发器8蒸汽侧，做为二效板式蒸发器8的加热热源。来自一效浓缩果汁液进入二效板式蒸发器8物料侧后，继续受热、蒸发。被蒸发的果汁以汽、液混合状态快速进入二效分离器9内，进行汽液分离。此时二效分离器9的平衡温度为74℃。二次蒸汽的冷凝液由二效凝水泵18抽出作为预热杀菌器3的加热热源。同样原理被二效板式蒸发器8浓缩的果汁从二效分离器9底部由二效产品部10抽出经过单联过滤器4泵入三效板式蒸发器11，被蒸发的二次蒸汽则由效分离器9上部排出，经过二效与三效联管22-2和三效联箱20-3，进入三效板式蒸发器11蒸汽侧，做为三效板式蒸发器11的加热热源。来自二效浓缩果汁液进入三效板式蒸发器11物料侧后，进一步受热蒸发被蒸发的果汁以汽、液混合状态高速进入三效分离器12内，进行汽液分离。此时三效分离器12的平衡温度为50℃。被浓缩的果汁从三效分离器12底部由三效产品泵13抽出作为最终产品——浓缩果汁液送到下一道工序。分离的二次蒸汽经过三效与冷凝器联管22-3，被吸入板式冷凝器14冷凝后，进入凝液分离罐15中分离，分离后的不凝汽则被水环真空泵16抽走，液体和二次蒸汽的冷凝液则被三效凝水泵17抽走排出。整个装置是在真空状态下进行浓缩的，它是由水环真空泵16将整个装置中的气体抽走形成置空状态，板式冷凝器14内的真空度为-0.088MPa，以保证装置在低温下浓缩。在浓缩过程中可以用一、二效的产品回流管路调整装置的浓缩操作，使产品浓度达到用户要求，并保证装置的稳定性。
本发明旋风分离器6、9和12(这里仅以分离器6为例)如图2、图3所示，采用立式结构。特别是进口的设计采用阿基米德螺线和螺旋上升线组成的切向进口6-4与直锥形下封头6-3并加有破涡器6-2。切向进口(6-4)采用阿基米德螺线和螺旋上升线，升角角度为2.7°。它主要由支腿6-1、破涡器6-2、下封头6-3、切向进口6-4、筒体6-5及上封头6-6组成。由于设计了阿基米德螺线和螺旋上升线组成的切向进口6-4，使得来自蒸发器的浓缩液和二次蒸汽的混合物能高速进入旋风分离器，并达到有效的分离，而且底部下封头6-3采用了锥形封头，这种结构有利于液体的流动并能及时地将液体抽干净，下封头6-3下部安装了一个破涡器6-2，它是用来破碎分离时所产生的涡流和汽沫，可以防止雾沫夹带，提高分离效率。这样经过分离器6的分离，浓缩液从底部出口6-7抽出，蒸发的二次蒸汽从上封头6-6的顶部出口6-8抽出。
如图4、图5所示，板式蒸发器蒸发后所产生的二次蒸汽从进口25板式冷凝器5中冷凝，冷凝后的冷凝液和不凝汽就由板式冷凝器5的冷凝液出口26排出，经切向进口6-4进入凝液分离器6，这里为了使冷凝液和不凝汽完全排净，不致于残留在板式冷凝器5中，影响冷凝效果。我们采用在冷凝液出口26法兰下部开孔排出冷凝液上部开孔以排出不凝汽。不凝汽经过阀门24和管道由真空泵抽走，冷凝液沿着切向进口6-4进入分离器6，由于有离心力的作用，汽液被分离，二次蒸汽上升到分离器6顶部出口6-8，由真空泵抽走，冷凝液经底部出口6-7抽出。经过汽提以后冷凝液可以回用作加热热源。
本发明的工艺合理，设备先进，适合推广使用。
权利要求
1.一种果汁浓缩杀菌工艺，其特征在于经破碎、榨汁、 过滤处理后提取的果汁原汁进入物料平衡罐(1)，进料温度为50℃，浓度为8％～10％；然后经过预热杀菌器(3)的预热、杀菌后，果汁温度为87℃；经过预热、杀菌后的果汁，首先进入一效板式蒸发器(5)的物料侧，同时新鲜蒸汽也进入板式蒸发器(5)的蒸汽侧，果汁的蒸发温度为85℃，蒸汽放热后的凝结水排出一效蒸发器(5)；通过一效板式蒸发器(5)蒸发后的果汁汽、液混合物一同进入一效分离器(6)中分离；分离后的浓缩果汁进入二效板式蒸发器(8)中继续蒸发，蒸发温度为74℃，进入二效分离器(9)中分离；分离后的果汁再进入三效板式蒸发器(11)中蒸发，蒸发温度为50℃，进入三效分离器12中分离。
2.根据权利要求1所述的果汁浓缩杀菌工艺，其特征在于浓缩时间为2分钟至3分钟。
3.根据权利要求1所述的果汁浓缩杀菌工艺，其特征在于预热杀菌器(3)的热源有三种一是来自锅炉房的新鲜蒸汽； 二是一效加热蒸汽冷凝水；三是一效蒸发的二次蒸汽作为作为二效加热热源的冷凝水。
4.一种果汁浓缩杀菌装置，包含管路、进料泵等，其特征在于此装置由预热杀菌器(3)和3个串联的板式蒸发器(5)、(8)和(11)组成，每一个板式蒸发器联接一个分离器(6)、(9)和(12)
5.根据权利要求4所述的果汁浓缩杀菌装置，其特征在于所说的分离器(6)、(9)和(12)的筒体(6-5)的上部为上封头(6-6)，侧面有一切向进口(6-4)，底部为锥形下封头(6-3)，并在锥形下封头(6-3)内部安装了一个破涡破沫器(6-2)，分离器(6)由支腿(6-1)支承。
6.根据权利要求5所述的果汁浓缩杀菌装置，其特征在于所说的切向进口(6-4)采用阿基米德螺线和螺旋上升线，升角角度为2.7°。
全文摘要
本发明涉及一种果汁浓缩杀菌工艺及装置,果汁经过预热、杀菌后,首先进入一效板式蒸发器和一效分离器中加热蒸发、分离;分离后的浓缩果汁进入二效板式蒸发器、二效分离器中继续蒸发、分离;再进入三效板式蒸发器、三效分离器中继续蒸发、分离。本发明的优点是:采用低温蒸发,浓缩时间短,保持了果汁原有的色、香、味及营养成分;节约能源,降低成本;浓缩效率高、蒸发量大。
文档编号A23L2/46GK1177460SQ9610986
公开日1998年4月1日 申请日期1996年9月24日 优先权日1996年9月24日
发明者宋金虎, 何军, 丁汉斌, 张佩剡 申请人:机械工业部兰州石油机械研究所