CN1006191B - 从残余物质中提取液体的方法及所用的设备 - Google Patents

Abstract

从过滤了的残渣，例如在农产品原汁液的澄清和净化中经过超滤所得的滞留物中提取液体的方法和设备，该滞留物与压榨过的残渣在独立的加工工序中混合，而混合物则再经过一次汁液提取。

Description

从残余物质中提取液体的方法及所用的设备

本发明是关于从各种残渣、大分子物质以及由过滤了的残余物质中分离出来的溶胶粒子中提取液体，特别是关于从诸如水果、谷类、浆果、蔬菜等农产品中提取汁液后所得的残渣中提取液体的方法和设备。

人们已经知道各种残渣、高分子以及从过滤了的残余物质中分离出来的溶胶部分经过进一步的提取，可以增加液体产量，并使农产品液汁提取加工最佳化。关于这样的方法，人们也已经知道，原汁液经过所谓的超滤作用可以得到澄清或净化。采用化学药品，和（或者）天然的澄清剂的缺点是会增加这方法的成本。

曾经有人建议将超滤过程中所产生的滞留物注入到或放回到压出来的浆里以便从这种残余产物中提取额外的汁液。这个建议所依据的前提是，压榨机中的浆末对滞留物起着过滤器的作用，并将存在于滞留物中的最终产品中所不希望有的物质保留下来。但是，该方法的缺点是滞留物中的某些物质对于从新鲜浆液中提取出来的液汁的质量有不良的和有害的影响。而且，这种方法如果采用分批压榨，那么当有大量的滞留物时，要达到足够的过滤作用是不经济的。如果采用半分批超滤作用，那么所得到的过量的滞留物必须暂时储藏起来，而且后来应用这滞留物时导致滞留物汁液的质量更差。另外，由于滞留物中存在微小的固体成分，浆末的过滤作用会大为减弱。

因此，本发明的主要目的是提供一个新颖的、改进了的方法和设备来从农产品提取汁液后的残渣中提取液体。

本发明的另一个目的是提供一个方法和设备使得可以实现至少是部分连续操作，并且不必使用化学药品和（或者）天然澄清剂。

本发明的第三个目的是提供一个方法和设备，从而可以大大地使滞留物对汁液产品质量的不良影响减小到最低。

本发明的第四个目的是提供一个方法和设备，以便使最终的汁液产品的产率最大、质量最佳，并且还能避免减弱浆末的过滤作用。

把澄清或净化汁液所得的残渣与最少是部分压榨过的残渣混合在一起进行独立的加工处理，就可以达到本发明的目的并可克服上面所提到的先有技术的缺点。在这个过程中，从新鲜的浆末中提取汁液的过程维持不变，甚至当有相当大量的浆末需要处理时，仍可实现不同质量的汁液的选择分离。另外，从多次压榨过程中所得到的一定量的残渣可以和滞留物一起处理，这是一种更为经济的加工方法。

在本方法的一种形式中，与滞留物一起加工处理的残渣须经另一次的汁液提取，为了达到这个目的，如果用酶来处理残渣以破坏细胞壁是有利的。用滞留物作为酶的载体是比较可取的。用滞留物作为酶的载体，可以使随后在浓缩汁液时，几乎或根本不必要蒸发稀释用的水。另外，超滤装置产生出来的热量被滞留物所吸收，可以加速残渣混合物的酶催化反应。

单独提取残渣中汁液所需的额外装置的费用基本上可由现今完全留作从新鲜的浆末中提取汁液的备用压榨机来补偿，这既可以避免降低汁液的质量又可以提高压榨机的效能。另一个可供选择的方法步骤是，从残渣混合物中提取的汁液可以返回超滤装置进行重新加工，各种不同的挥发性的香料和香味可以在蒸发装置或臭味脱除器中逸出，以便使所得到的浓缩物味道与原汁液浓缩物的味道比较起来，没有差别。在这点上，当香料回收后再把提取出来的汁液送回去加工是有利的。

本发明一方面是从残渣、大分子物质和由过滤了的残余物质中分离出来的溶胶粒子中提取液体的方法，特别是从农产品提取汁液后所得到的残渣中提取液体的方法，可以包括抽提农产品，以便制取原汁液和至少是部分压榨过的残渣的步骤。该汁液须经澄清或净化以便形成一种滞留物，然后将这种滞留物与前面所说的、至少是部分压榨过的残渣在一个独立的加工步骤中混合。

进行这步骤的设备包括一个压榨机，压榨机可以压榨碎块的农产品以提取一种原汁液并得到一种至少是部分压榨过的残渣，然后设法在压榨机内或压榨机外将由原汁液澄清或净化后所得到的滞留液体与至少是部分压榨过的残渣混合。

参阅下面的示意图及说明后，便可明了本发明的其他几个方面及其优点。其中：

图1是本发明的方法和设备示意图;

图2是本发明的汁液提取器的纵向剖面图;

图3是一部分汁液提取器和连接在提取器上方的混合器的纵向剖面图;

图4是汁液提取器中上方连有残渣储存器的纵向剖面图。

下面将详细说明图中的各个项目（其中同样的符号代表各个剖面图中相同的部分），本发明的具体实施方案及改进办理。

图1中上面的一排方块代表从水果、谷类、浆果、蔬菜等产品中提取汁液的装置中各个设备的典型的连接关系。这个装置中有一个用来澄清主流汁液的超滤器。超滤作用是一种让溶液通过极其微细的膜滤器，根据分子大小的不同，将溶解了的分子分离的技术。

该装置前面部分的汁液提取是靠一个压榨机来进行的，产品是以浆末的形式喂入压榨机中的，浆末的压榨通常要经过几个循环反复挤榨。压榨过的残渣从压榨机中移出，然后再按本发明的方法单独加工，所得的原汁液由压榨机进入香料回收器。

然后把原汁液送入果胶脱除器，汁液中所含的果胶在脱除器中分解。接着，再将汁液送入超滤器中，进行澄清，超滤操作通常在50-55℃之间进行，原汁液分离成清汁液（或渗透物）和由此产生的残留物，残留物中包含有残渣、溶胶粒子、高分子如蛋白质、淀粉等，这种残留物被称为滞留物。清汁液（或渗透物）再经过一个蒸发器进行浓缩，或经过一个臭味脱除器然后装瓶。

按本发明，把需要加入酶（特别是加入纤维素酶）和（或者）稀释液的滞留物与汁液榨压提取所得到的残渣混合，然后在一个独立的处理工序中重新加工处理。

在加工处理残渣和滞留物时，为了使大分子物质和溶胶粒子先结合然后又分离，比较好的办法是在滞留物中加入一种澄清剂，如硅溶胶、白明胶、膨润土和单宁等。

由于超滤作用可以在冷却或室温下进行，所以处理液可用热交换器加热到所需温度，以便达到适当的反应温度来进行酶化作用。酶化作用是在加工处理时发生的，酶是在滞留物与残渣一起送去处理的过程中加入的。然后从压榨机中的处理混合物中提取汁液，提取的汁液再引回到香料回收器后面的处理线内，然后再经过一次超滤。

所得的汁液亦可以用别的方式来应用。对于分批或半连续操作的超滤器，酶可与储藏在超滤器内的临时储存器中的滞留物混合。最好是在超滤器定时清洗之前混合。在本加工过程中所需用的其它助剂或添加剂亦可在此时加入。

实现本发明的加工方法的装置包括几个独立的加工设备或提取器。最好采用一个压榨机，因为要从加工过的残渣中再提取汁液。采用可以用处理液尽量均匀地撒在或喷洒在残渣上的那种压榨机比较好。

本发明容许处理液和残渣的比例量小，因此，虽然产量大，而形成的滞留物量少，所以在渣汁酶催重提中，只须用少许或甚至根本不用稀释液。当两者数量比例相反时，即如果滞留物的量较高时，则仍可在后来加工处理残渣时加入粘合剂，如木屑、硅溶胶等，这个办法可以促使残渣从滞留物中过滤出来。将处理液和残渣尽可能均匀地混合可促进酶化作用并有利于滞留物的过滤。

图2说明用来实施本发明的加工方法的设备，残渣的加工处理是由压榨机1来完成的。压榨机1被一个旋转的外壳2所包围，压榨机的一端是一个带有动力装置的活动活塞3，可以在外壳内作轴向移动，容器另一端是汁液接受器4，在本具体装置里，活塞3亦在外壳2内向着浆末室5的那一边装设有汁液接受室4。在装设有汁液接受器4的外壳的那一端还装设有一块隔离板或挡压板6，这块板把汁液接受器4和浆末室5隔开。在其另一端装有一块活动压板6′，压板6和6′之间的距离决定压榨室的大小。隔离板6与活塞3之间装有一组挠曲的能变形的排水过滤器7。借助于外壳2内活塞的运动，从浆末室压榨出来的汁液通过排水过滤器7流入汁液接受器4中并由这里再流至本工序的下一步骤，这种压榨机的基本原理在本技术领域中是众所周知的。

压榨机1装有一个进料口8，其位置与外壳容器2的旋转轴同心。按本发明，一个附加装置与压榨机1一起使用。在进料口8（制作为浆末的旋转入口9）的旁边是另外一个中心流体入口10，处理液经过这个入口进入压榨机内。该入口10如图所示，将处理液放入到与旋转外壳2相连的入口11，然后经过入口11进入到拉紧于挡压板和活塞3之间的分配软管中，该分配软管上有许多孔眼12。残渣经导管14进入容器2内，与处理液混合，而容器的转动促进了混合过程。

当从处理过的残渣中提取汁液后，用已知的方法将外壳2沿着轴心的方向轴向地移动，就可将压榨机内物料倒出。

按照本发明，残渣和处理液亦可经过外壳上定期地开启的盖加入到浆末室或压榨室5中。

图3说明一个布置在压榨机1外部的处理残渣的设备，该压榨机上装有一个中心进料口8，此进料口对于压榨机的进料是有利的。该设备只是供该独立处理和在残渣与处理液体彻底地混合后的汁液提取用的。从新鲜浆末中提取汁液最好是用其他的压榨机来进行压榨，这些榨压机与图3所说明的压榨机的分别地进行操作。如果按图3的办法采用了外部加工，那么图3设备中所用的榨压机1中就可省略图2的中心液体入口。

作为进一步的改进，浆末输送管14可以连接到连续流动喷射混合器15上，混合器中有一个喷射混合装置16可促使残渣和处理液充分混合。喷射混合器15也装有若干个混合构件17和一组圆形管将液体均匀地分配于混合器内。混合构件的旋转轴可以是垂直的，也可以是水平的，垂直排列时，残渣处理比较缓和，因为彻底的混合时间比旋转轴水平排列时短，加上混合构件17的速度又较慢。较缓和地处理残渣可以更有效地和高效率地压榨残渣混合物。

图4说明了另一种型式的压榨机，这种压榨机外面有一个连接在上方的带有残渣储存器的加工结构。将残渣与处理液一起处理的加工过程在压榨机外壳2（如图2所述的结构）内进行。

与图2的设备不同，图4的结构，除了可以进行加工处理并从加入了处理液的残渣中提取汁液以外，还可以从新鲜的酱中提取汁液。

压榨机2是沿着它的旋转轴经过如图2所示的进料口8来进料的。通过14进料的浆末一方面与残渣储藏器22相连，另一方面也与管18相连，以便输入新鲜的酱沫。储藏器22有排放管23，两根连接管18和23可分别由截止阀20和19有选择性地控制。残渣储藏器22中装有驱动排放装置或分配器21，以精确测定用来加工处理的残渣的进料量。

由此可见，本发明公开了一种简单而有效的装置和方法，以改进从农产品中提取汁液的产量和质量。要达到这些结果，主要是靠把超滤器的滞留物回收并将它与最初的汁液萃取步骤中所产生的残渣混合，然后将残渣与滞留物的混合物或处理液经过一个独立的处理步骤，而所得的汁液最好返回香料回收后面的加工工序中。

应该理解到，本发明可以经过一些改进来适应不同的用途和条件，因此，这种改进应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (16)

1、一种从残渣、大分子物质和由过滤了的残余物质中分离出来的溶胶粒子中提取液体，特别是从诸如水果、谷类、浆果、蔬菜等农产品中提取汁液后所得的残渣中提取液体的方法，其特征包括下列步骤;将至少是部分压榨过并提取了原汁液的农产品残渣再进行一次汁液提取，在一个独立的加工处理步骤中，将该残渣与汁液经澄清和净化所形成的滞留物相混合。

2、按权利要求1所述的方法，其特征是所述的澄清或净化过程包括进行超滤。

3、按权利要求1所述的方法，其特征是将残渣经过酶处理破坏其细胞壁。

4、按权利要求3所述的方法，其特征是滞留物可作为酶的载体。

5、按权利要求2所述的方法，其特征是将加工处理的残渣再进行一次汁液提取，并把从残渣中提取的汁液送回本工序或超滤步骤中。

6、按权利要求1所述的方法，其特征是使原汁液经过一个香料回收步骤，并把从残渣中提取的汁液送回香料回收步骤之后的工序中。

7、按权利要求1所述的方法，其特征是在加工处理过的残渣中加入结合剂。

8、按权利要求1所述的方法，其特征是在残渣、滞留物或加工处理过的残渣中加入澄清剂。

9、一种实施权利要求1所述方法的设备，该设备包括一压榨机，压榨机中有压榨装置，用于压榨至少是部分压榨过的农产品残渣，其特征是在压榨机内还有一个将原汁液澄清或净化后所得的处理液与至少是部分压榨过的残渣相混合的装置。

10、按权利要求10所述的设备，其特征是所述压榨机包括一个带有残渣进料口和处理液入口的外壳、在所述外壳内有一块活动压板和一块挡压板，这两块板之间的距离决定着压榨室的大小，在所述外壳内的一组排水过滤器把所述压板和挡压板互相连接，在所述压榨室内有一组卷曲的管状多孔的分配器与所述排水过滤器紧密相连，而每个分配器至少一端与所述处理液入口相通。

11、按权利要求10所述的设备，其特征是所述外壳可沿着一个轴旋转，所述液体入口与所述旋转轴同心，并与所述分配器相通。

12、一种实施权利要求1所述方法的设备，该设备包括一榨压机，压榨机中有压榨装置，用于压榨至少是部分榨压过的农产品残渣，其特征是压榨机外部有一把原汁液澄清或净化后所得的处理液与至少是部分压榨过的残渣相混合的装置，所述压榨机包括一个带有残渣进料口的外壳，所述用来混合处理液体的装置有一条管子与该进料口相连。

13、按权利要求12所述的设备，其特征是用来混合处理液体的装置包括一个带残渣进料口和液体入口的连续流动喷射混合器和一组可驱动的混合构件，以及该混合装置内用来分配液体的装置。

14、按权利要求13所述的设备，其特征是所述液体分配装置装在所述混合构件上面。

15、按权利要求12所述的设备，其特征是在所述压榨机之外的残渣储藏器有一个与浆末进料管相连的排放口，该进料管通向所述压榨机的进料口。

16、按权利要求15所述的设备，其特征是浆末供给管与所述浆末进料管相连，并且在所述浆末供给管和所述残渣的排放管上各有一个可进行选择操作的截止阀。

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