CN101010011A - 用反渗透和蒸发作用制作番茄酱和粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用反渗透和蒸发作用制作番茄酱和粉的方法。其中番茄汁被分离成汁成分和果肉成分。所述汁成分由离心分离机和/或微孔过滤器澄清并用反渗透膜去除第一部分水分制成初步浓缩汁。在澄清过程中生成第二果肉成分(也可能生成第三果肉成分)。把初步浓缩汁加入到多级蒸发器中，去除它的第二部分水分形成浓缩汁。可以使用热蒸汽再压缩方法循环在蒸发级所使用的蒸汽。浓缩汁和果肉成分混合制成中间糊状物，然后把该中间糊状物加工制成番茄酱。用此方法也可以制作番茄粉。

Description

用反渗透和蒸发作用制作番茄酱和粉的方法

技术领域

本发明主要涉及一种生产番茄产品的系统和方法，尤其涉及一种用反渗透和蒸发作用生产番茄酱和粉的系统和方法。

背景技术

为了加工食物产品，人们把反渗透和蒸发作用运用在不同的方法和加工方法中。如众所周知的是用渗透方法浓缩果汁。在反渗透过程中，果汁在足够大的压力下进行膜渗透作用，因此水分通过隔膜，在膜的另一侧留下的则为浓缩液体产品。同样，大家都知道用蒸发方法来减少食物产品中的水分含量，如用这种方法来浓缩液态产品。

例如，已知的一种方法是仅运用蒸发而不用反渗透方法进行加工。把番茄汁经过处理来促进它分离成为浆液和纤维成分。尤其是把番茄碾碎使其皮与籽分离形成番茄汁，然后把汁放在分离器中。然而，在放入分离器之前要用诸如钙离子的凝结剂处理番茄汁。凝结作用可以提高在盘中(例如重力倾析器中)浆汁和纤维的分离率。盘中的浆汁可以被倒出进行蒸发。蒸发后的浆汁和纤维混合，混合物用磷酸进行处理，以消除凝结剂作用，把胶体转换成原始状态，制成高浓缩的番茄汁。

另外一种传统方法是运用膜渗透和蒸发的结合(即渗透蒸发)。具体地，水果汁使用一种工艺进行浓缩，避免直接对液体进行加热和蒸发。这种间接方式是通过处理和蒸发水分来实现水分从液体中分离出来的目的。更具体而言，这种方法使用配套方法，其中水分透过渗透膜，同时在膜的另一侧用暖气流蒸发水分。然而，液体相对膜的压力不是典型的反渗透所必须的高压。相反地，该压力小于果汁相对水的渗透压力，更具体而言，压力不能够完成反渗透作用。换句话说，这种方法是一种把渗透和蒸发结合运用的一种渗透蒸发方法。然后，把蒸发器中得到的浓缩物和之前分离出的微粒物质混合制成产品。

然而，已知的方法可以进行改进。例如，这种系统和方法可以使用能源效率更高的反渗透加工方法去除果汁中的第一部分水分，也可以运用蒸发器来进一步减少水分含量以达到用低成本获得想要的浓缩物的目的。通过对果汁的初步清洁和过滤来提高反渗透作用，从而消除了可能堵塞膜的微粒物质。

此外，蒸发技术可以通过多个蒸发级或效果来改进。例如，多效蒸发可以运用更小的蒸发单元并在更低的温度下操作。通过把多效蒸发和热蒸发再压缩结合起来可以达到降低成本、进一步减少能源消耗的目的。因为在蒸发器中使用的蒸汽可以循环利用，不浪费，从而减少了需要产生和投入到方法中的蒸汽量。

另外，用番茄制成的最终产品可以得到改进。这些方法或方法也应该可以把浓缩的果汁和浆体成分重新混合，这样可以制出与已知番茄酱加工方法相比纤维粘性集结能力更好的产品。通过暴露纤维和果胶来减少加热和机械负荷，可以增强产出的最终产品的粘性。运用这些方法或方法也应该能够生产酱和粉。

因此，需要一种改进的系统和方法，这种系统和方法可以通过更低的成本和更低能耗方式来加工番茄汁，而制出得到改进的番茄酱和粉。

发明内容

根据一实施例，一种加工番茄汁制作番茄酱的方法包括把番茄汁分离成汁成分和第一果肉成分；加工所述汁成分制得澄清汁和第二果肉成分；用反渗透作用从澄清汁中去除第一部分水，制得一次浓缩汁；用多级蒸发器从所述一次浓缩汁中去除第二部分水，制得二次浓缩汁。所述反渗透和多级蒸发步骤分别进行；把二次浓缩汁与一次和二次果肉成分混合在一起，并将该混合物加工制成番茄酱。

根据另一实施例，用番茄汁制作番茄酱的方法包括把番茄汁分离成汁成分和第一果肉成分。汁成分被加工生产成澄清汁和第二果肉成分。用反渗透作用把第一部分水从澄清汁中去除制成初步浓缩汁。用多阶段蒸发器把第二部分水从初步浓缩汁中去除，制得浓缩汁，其中蒸发过程是在反渗透过程后单独进行。把浓缩汁和第一、第二果肉成分混合在一起形成中间糊状物，然后再把该中间糊状物加工成番茄酱。

在又一实施例中，用番茄汁制作番茄酱的方法包括把番茄汁分离成汁成分和第一果肉成分，然后处理汁成分制成澄清汁和第二果肉成分。用反渗透作用把第一部分水从澄清汁中去除制成初步浓缩汁。用多阶段蒸发器把第二部分水从初步浓缩汁中去除制成浓缩液。多阶段蒸发和反渗透是用独立的成分在不同的时间进行的，其中在多阶段蒸发时用的蒸汽是可循环的。然后把浓缩汁和果肉混合形成中间糊状物，然后再把中间糊状物加工成番茄酱。

在不同的实施例中，可以运用倾析器把番茄汁分离成汁和第一果肉成分。果汁成分可以含有5～6％重量的总固体物。

所述澄清汁可以用离心分离机和/或过滤器制作。

从番茄汁中除去的第一部分水分约为去除总水分的50％，去除的第二部分水分约为要去除总水分的40～45％。因此，反渗透和多阶段蒸发可以除去欲去除总水分的92％。

多阶段蒸发可以用降膜蒸发器，并可以使用不同的蒸发级进行，例如，2至8个蒸发级，其中每一连续的蒸发级的操作温度都比其前一蒸发级的温度低，第一级可以在大约140下进行，而最末级可以在大约110下进行。在蒸发阶段蒸汽可以通过热蒸汽再压缩进行循环使用，其中从最末蒸发级出口中出来的蒸汽被循环转入第一蒸发级的入口。

根据系统设计不同，可使用不数量的果肉成分制作番茄酱。例如，在其中一实施例中使用倾析器和离心分离机，第一果肉成分由倾析器制出，第二份果肉成分由离心分离机制出。在另外一选择性的实施例中，使用过滤器代替离心分离器，其中过滤器制作第二份果肉成分。在又一实施利中，用倾析器制作第一果肉成分，用过滤器制作第二果肉成分，用离心分离机制作第三果肉成分。

附图说明

现在参考附图，其中相同的数字代表相应的部件，其中：

图1A-B是表示制作番茄酱和粉的方法流程图表，其中阐释了方法组成和工艺步骤。

图2A-B是表示制作番茄酱和粉的工艺步骤的流程图表。

为了便于理解，图1A和图1B应并列放在一起进行参考，顺序为A-B-C-D。

具体实施方式

通过倾析、澄清作用和/或微孔过滤对果汁进行分馏/分离，之后用反渗透和蒸发作用来制作番茄酱和粉的系统和方法的实施例现在进行描述。分离一种果汁，如番茄汁。这种果汁可以用如倾析器、澄清器和/或微孔过滤器分离。

具体而言，所述番茄汁被分离成倾析器汁成分和第一果肉成分。汁成分被加工生产成澄清汁/微孔过滤汁(通常被称为澄清汁)，再用膜和反渗透作用把其加工成初步浓缩汁。在加工汁成分生成澄清汁的同时，生成第二果肉成分，基于系统设计的不同，即是否离心分离机和过滤器都使用，也可能产生第三果肉成分。

例如，如果离心分离机和过滤器都使用，可以产生第三果肉成分。本说明书所指的第一和第二果肉成分的制作只是为了说明的目的，而并是进行限制，第一果肉成分是由倾析器制成，第二果肉成分是由离心分离机或过滤器制成。而且，为了说明的目的，由离心分离机/过滤器制出的果汁通常被成为澄清汁。本领域的技术人员将会认识到根据需要可使用不同次数和级数的澄清作用。

第一和第二果肉成分可以混合制成果肉混合物。把初步浓缩汁放在多级蒸发器中，其中蒸发器运用不同蒸发级或蒸发效果和循环单元(例如热蒸汽再压缩单元)来重新使用或循环使用以前蒸发过程中使用的蒸汽，通过以上过程制成浓缩汁。把浓缩汁与第一和第二果肉混合形成中间糊状物，然后把中间糊状物加工制成番茄酱。也可以制成番茄粉。因此产出两种最终产品——酱和粉。具体实施例运用反渗透和蒸发作用，把汁和果肉成分混合制成番茄酱。进一步讲，具体实施例提出新的生产酱/粉的方法，因而节省能耗、降低成本，同时提高了产品质量。

在以下的说明中提供了对相应附图的参考，同时也阐释了实施某一具体实施方式的方法，但此处应被理解的是其他具体实施方式也可以被应用。此外，在本领域的普通技术人员应该认识到可以用本系统和方法实施例生产各种果汁。本说明书中描述用番茄汁制作番茄酱和粉，目的只在于解释说明。此外，具体实施例和说明书只是提供示范性的加工成分、温度和所需量。示例中的这些参数是可以根据需要进行调整的，因此示例中的浓缩物、温度和所需量是不受限制的。

参见附图1A，提供番茄汁流或原料流100，它可以用已知的热/冷榨汁器(未在附图中显示)制成。

把果汁流100放入一个分离装置，例如倾析器105。本领域的技术人员也可以运用倾析器以外的其他分离装置。本说明书中提到的倾析器只是为了解释说明，并不是限定范围。倾析器把不可溶的/可溶的纤维，包括不可溶的/可溶的果胶从原料流100中分离出去(例如，大多数的不可溶的纤维和不可溶的果胶)。果汁流100的物理化学状态可以被描述为含糖水溶液中悬浮的固体物。在所阐释的具体实施例中，初始的番茄汁100含约7％重量的总固体物。换言之，固体物含有不溶的纤维和部分溶解果胶，还有果糖、葡萄糖、柠檬酸、苹果酸、蛋白质、纤维素、半纤维素等，其占果汁重量的7％，而其他非固体物例如水分约占果汁重量的93％。果汁流100的温度约为180.0，流量为98.6吨/小时。可以根据倾析器105的结构、容量及其他方法因素来加入不同量的番茄果汁流100。

更具体地说，倾析器105把初始果汁流100分离成两部分——番茄汁或倾析汁105a和第一果肉成分105b。因此，初始98.6吨/小时流量的果汁流100被分离成为87.8吨/小时流量的倾析汁105a和10.8吨/小时流量的第一果肉成分105b。与一些传统方法相反，不必用诸如钙离子的凝结剂来分离番茄汁100，而是用倾析器105即可达到满意的分离效果，无需额外的化学处理。

在所阐释的具体实施例中，倾析汁105a的总固体物重量含量约在5～6％之间，例如约为5.5％重量的总固体物，倾析汁105a的温度约为170，流量约为87.8吨/小时。第一果肉成分105b的总固体物含量约占总重量的18.9％，其流量约为10.8吨/小时。组成第一果肉成分105b包括固体部分(不溶纤维、果胶、蛋白质、脂肪等)和液体部分的水分中含有的胶质纤维、果胶和溶解的糖(果糖和葡萄糖)。把第一果肉成分105b从初始果汁流100中分离出来以促进反渗透作用，从而减少或防止膜堵塞，下面会进一步对其进行探讨。

为了确保各单元操作能够灵活衔接，平衡加工或相互衔接可以贯穿运用于整个方法。例如，可以把倾析番茄汁105a加入到平衡器107，其与倾析器105和澄清器110相连。把倾析番茄汁105a加入到澄清器110中，其中澄清设备110可以减少倾析番茄汁105a的固体含量，制出澄清汁110a。具体而言，把剩余的未溶解的/溶解的纤维从倾析番茄汁105a中分离出来制成澄清汁110a，其中剩余纤维包括未溶解/溶解的果胶。

在一实施例中，澄清器110为离心分离机。在一选择性实施例中，澄清器110为过滤器(例如微孔过滤器)，然而，在另一个可选择性的实施例中，既使用离心分离机，又使用过滤器。虽然离心分离机和过滤器运行方式不同，但是这两个装置都是用来把固体从倾析汁105a中分离出来制成澄清番茄汁110a。例如，离心分离机运用高重力离心法，过滤器如微孔过滤器应用诸如聚酰胺、烧结金属或陶瓷的过滤介质进行过滤。此外，如前面所讨论的，在可选择性的实施例中，在使用倾析器进行加工之后，可以使用离心分离机和微孔过滤器。因此，澄清汁110a可以通过各种不同机械和过程生产，附图1A并不是为了对其限制。

在所示出的具体实施例中，澄清番茄汁110a含有5％重量的固体物，主要包括溶解于水中的糖(葡萄糖和果糖)和其它低分子溶解的化合物。在此示例中，澄清汁110a的温度为160，流量约为85.2吨/小时。因此，与倾析番茄汁105a相比，此澄清汁110a温度与总固体含量更低。

除了制出澄清汁110a以外，澄清器110同时也制出第二果肉成分110b，在含糖的水溶液中，其主要包含胶质未溶解/溶解纤维，其中包括胶质未溶解/溶解果胶。第二果肉成分110b的总固体重量约为总重量的24％。从而，微孔过滤器或离心分离机110的大部分产品为澄清番茄汁110a，一小部分为第二果肉成分110b。此外，在所阐释的具体实施例中，第二果肉成分110b总固体物含量更高(24％)，与第一果肉成分105b相比含有更多的固体物，其中第一果肉成分总固体物含量约为18.9％。第一果肉成分105b的流量(10.8吨/小时)比第二果肉成分的流量(2.6吨/小时)大。因此，产出果肉的大部分为第一果肉成分105b，其是由番茄汁100的初步倾析105制成。

当然，如果使用附加的膜澄清单元，可以产出额外的果肉成分。例如，既使用离心分离机又使用过滤器可以制出第三果肉成分。本说明书只是为了解释说明，而不是限制范围。本说明书提及到的第一果肉成分和第二果肉成分，其中第一果肉成分由倾析器制成，第二果肉成分由澄清器制成。

为了制成果肉混合物120b，把第一和第二果肉成分105b和110b在管路混合器120中混合在一起。果肉混合物120b含有约20％重量的总固体物(不溶纤维和果胶，蛋白质、脂肪等)，液态成分包括溶解于水中的胶质纤维、果糖和糖。第一果肉成分105a(果肉混合物120b的大部分)和/或果肉混合物120b最终可用来制作番茄酱或番茄粉。这两批果肉成分的混合物或单独的果肉成分可以用来制作番茄酱。

第二加工平衡器117连接澄清器110和冷却器130。为了使反渗透膜更好的发挥作用，把澄清汁110a冷却，下面将对其进行详细讨论。降低的温度有利于诸如聚酰胺的半渗透反渗透膜的作用。

例如，冷却器130可以是蒸发冷却器或间接冷却器。为解释说明，而非限制范围，后面将进一步说明蒸发冷却。为了在反渗透之前冷却澄清汁110a，本说明书中应用真空发生器和蒸汽冷凝器作为蒸发冷却的一部分。例如，澄清番茄汁110a从约160冷却到约120或更低。澄清番茄汁浓度发生微小变化也可能发生，因此冷却的浓缩汁总固体物重量含量在4.97％～5.16％之间。冷却果汁130a的流量约为82.1吨/小时，从澄清汁中去除水的速率约为3.1吨/小时。

用反渗透装置140处理冷却果汁130a以去除其中的水分，制成初步浓缩或一次浓缩番茄汁140a。尤其是把冷却的澄清汁130a在高压下放入反渗透膜。根据反渗透膜的应用，可以使用约400-600磅/平方英寸(psi)的适当高压。初步浓缩汁或一次浓缩汁140a穿过膜过滤器140，在膜的另一侧留下固体物。

可以运用反渗透装置140从冷却澄清汁130a中去除不同量的水分140b。例如，在所阐释的实施例中，与加工番茄酱相结合，所设计的反渗透装置140可以去除总水量蒸发量的50％或可除去欲去除水分的一半(或39吨/小时)。在可选择实施例中，与加工番茄酱相结合，反渗透膜可以用来去除总水量蒸发量的30％～70％，优选为50％(或39吨/小时)。结果，初步番茄汁140a的浓度为总固体物含量约9.8％，并且保持在约为120的冷却温度。因此，初步浓缩汁140a的浓度高于冷却澄清汁130a的浓度，获得的初步浓缩汁140a的流量约为43.1吨/小时。

优选使用反渗透装置140处理冷却澄清番茄汁130a。冷却澄清番茄汁130a主要含有大的自由分子化合物如果胶，这些化合物可能加重反渗透设备的膜的堵塞。此外，为了确保高脱水率，在整个去除水的过程中，反渗透装置140最好在较低浓度范围内进行。换言之，如附图1A-B所示，反渗透装置140被设置在多级蒸发设备前。因此，反渗透装置140被用来去除大部分水分，其成本更低，能耗更小，优于用热蒸发的第二级脱水。

把用反渗透装置140制出的初步浓缩番茄汁140a加入到脱气装置150中，可以使用第三平衡装置连接反渗透装置140出口和脱气装置150。脱气与第一蒸发冷却级130相似，因此使用真空发生器和蒸汽冷凝器。结果，初步浓缩番茄汁140a的温度从大约121降至107，具有微小的浓度增加(由于约为0.5吨/小时的脱水150b)从约9.82％重量总固体物增至9.94％重量总固体物。脱气和初步浓缩汁150a的流量约为42.6吨/小时。

脱气过程可以除去初步浓缩番茄汁中的不可冷凝气体(在本例中为空气)，这样可以确保在蒸发装置或设备中达到更高的热传导效果。另外，去除空气可以提高热蒸发再压缩工作效率，下面将对其细节进一步讨论。此外，从初步浓缩番茄汁140a去除空气可减少或最小化在多级蒸发器160中发生的变色反应或。脱气装置150尤其可以使不可冷凝气体在对热传递所产生的负面影响最小化，同时积极抑制氧气在多级蒸发器160中对其变色反应的影响。

把脱气后的初步浓缩汁150a加入到蒸发装置160中，制成番茄浓缩汁或二次浓缩汁160a。蒸发过程160包括多级蒸发162和热蒸发再压缩164。后面会对其各方面进行进一步的探讨。

在加工过程中，蒸发装置160去除第二大量的水分160b(反渗透作用去除了更大部分的水分)。在一实施例中，蒸发装置160从汁成分中去除约40～45％重量的欲从汁成分去除的总水量，如附图1B所示，约占总去除水分42.8％的水分160b。结果，反渗透装置140与蒸发装置160相结合，可以去除总蒸发水分的约92.3％，剩余的约7.7％水分可以运用其他设备去除。

在所阐释的实施例中，蒸发装置160为多级蒸发器162。所阐释实施例中的多级蒸发方法162包括四级162a-d。多级蒸发器162用预热装置163预热。预热装置把加入的脱气果汁150a从约107.4加热到约160，在每一蒸发级，果汁温度逐渐降低。例如，如图所示的四个连接的多级蒸发器，预热温度约为160.5，第一蒸发器中的温度约为142.5，第二蒸发器中的温度约为129.9，第三蒸发器中的温度约为120.6，第四蒸发器中的温度约为109.0，第四蒸发器产出的为番茄浓缩汁160a。番茄浓缩汁160a的浓度约为47.8％wt.TS，流量约为8.86吨/小时。

因此，每一个连续蒸发级的温度都比其前一级的温度低。也可以运用一些其他多级装置，其可以包括2～8级。从而，加工流程图表也可以对其他各种合适的装置进行阐释。与传统蒸发器相比，多级蒸发器162在体积上大大减小，操作温度更低。既然汁成分的固体物含量减少，尤其是水中的糖分含量减少，那么果汁具有黏度更低(与番茄酱相比)、更高的热传导能力的特点。

为了使缓冲器容量(番茄果肉的缓冲123和番茄浓缩汁的缓冲142)最小，多级蒸发器162最好具有低滞留时间。缓冲可以在膜过滤的初始阶段或在多级蒸发器处理过程中进行。

可满足低滞留时间的一种合适的蒸发器是降膜蒸发器，降膜蒸发器的相对滞留时间短，而且可提供更高的热传导系数。如果降膜蒸发器在低温下操作，那么由于初步浓缩汁中的葡萄糖或果糖而引起的变色反应程度可以得到减少。

如果在多级蒸发器162上设置一个循环装置，可以进一步达到降低能耗的效果。在一个实施例中，循环装置为热蒸汽再压缩装置164。多级蒸发器162的蒸汽消耗量可以通过使用多级蒸发器162和热蒸汽再压缩装置164结合使用来减少。在所阐释的实施例中，多级蒸发器162包括四个蒸发级162a-d，可以把热蒸汽再压缩装置164应用于四级的每一级。在可选择性实施例中，热蒸汽再压缩装置164可以应用于不同级或只应用于一些级。因此，附图1A只是对各种热蒸汽再压缩装置进行说明。

更具体来讲，把从最末级蒸发级或第四蒸发级中出来的次级蒸汽的一部分加入到热蒸汽再压缩装置的喷射器165中。在喷射器165中的蒸汽消耗量约为8.8吨蒸发的水/吨消耗的蒸汽。由喷射器165提供给第一级蒸发器162a的加热蒸汽165a温度为152.8。在第四级162d中剩余的次级蒸汽在气压冷凝器168中被凝结，其中气压冷凝器与多级蒸发器162d连接。

如附图1A和1B所示，通过运用反渗透装置140和多级蒸发器160去除果汁150a中水分，而无需再把果肉成分或混合物120b放入其他机械或加热装置中进行加工。与现有的番茄酱加工方法相比，这种方法提高了番茄酱中纤维和果胶的集结粘性能力，这样减少了处理纤维和果胶的加热和机械负担，可以产出黏度更高的成品。

例如用混合蒸发修整装置170把由反渗透装置140和随后的多级蒸发器162制得的番茄浓缩汁160a与一种或更多的果肉成分混合。在一具体实施例中，混合蒸发修整装置170被设计为结合在一起串联的混合机、加热机和蒸发装置。本示例装置使用密闭流循环，恰当的把中间糊状物170a中的全部固体物成分导出。使用真空发生器和蒸汽凝结器去除水分(和空气)。

在所示的一实施例中，中间糊状物170a是通过把番茄浓缩汁160a与第一和第二果肉成分105b，110b的混合物120b混合制成。在选择实施例中，浓缩汁仅与第一果肉成分105b混合(其与第二果肉成分110b相比果肉成分更多)制成中间糊状物170a。因此，与包含果肉混合物120的中间糊状物相比，只包含第一果肉成分的中间糊状物170a不如前者粘稠。本说明书将进一步对含有两批果肉成分混合物的中间糊状物170a进行讨论，其目的只是为了解释说明，而非限制范围。

混合蒸发修整过程171制得目标总固体物浓度的中间糊状物170a。换言之，混合蒸发修整装置170对番茄浓缩汁160a和番茄果肉120b的组成进行补偿。混合蒸发修整装置170同时确保去除由番茄果肉120b中存在的空气和/水分。产出的中间糊状物含有果肉混合物120，含总固体物重量约为32.1％，温度约为140，流量约为21.5吨/小时。

在所阐释的实施例中，当用反渗透装置140和多级蒸发器162去除澄清汁130a中的水分时，番茄果肉120b无需再放入机械或加热装置进行加工。在加工的初始阶段，尤其在清洗之后，生产浓缩番茄汁所需的时间多于生产番茄果肉120b并把其放入混合蒸发修整装置170所需时间。其部分原因是由初始程序涉及到多级蒸发器162引起的，因为它转变到稳定状态并能够制作番茄浓缩汁需要一定的时间。多级蒸发器162的启动是在水中进行的。相比之下，在此期间，番茄果肉120b仍然在连续生产。

因此，可以把缓冲容量用于串联生产，一个用于缓冲番茄果肉缓冲器123，另一个用于缓冲番茄浓缩汁缓冲器143，其中番茄浓缩汁的浓度仍然低于目标浓度。当番茄浓缩汁160a的浓度已经达到目标浓度时，可以开始混合蒸发修整装置170加工。然而，混合蒸发修整装置170需要花一段时间达到稳定阶段。在此期间，多余的番茄浓缩汁160a被放在缓冲器143中循环。当混合蒸发修整装置170达到稳定阶段时，就可以把中间糊状物170a放入间接加热/直接加热装置180中进行加工。一旦番茄酱加工过程达到稳定状态，把缓冲的番茄果肉和番茄浓缩汁再慢慢导入加工方法。以此速率番茄酱加工生产线的稳定状态不会受到影响。

中间糊状物170a通过各种合适的加热换热器进行巴氏法灭菌，例如可以使用宽口盘状热交换器和直接(粘性耗散)热交换器。这种设备尤其可以用于比目前所知的番茄酱更粘稠的中间糊状物170a，在间接/直接加热器作用之后，中间糊状物170a的理想温度为200，浓度与流量与加热前相似。

为了确保在200下的持续时间能够达到对目标微生物进行致命性热损伤的目的，把加热的中间糊状物180a保留在保持器182中。如果中间糊状物170a的PH值较低，热破坏方式可以破坏大部分有生长力的微生物细胞。

灭菌后，把中间糊状物180a在无菌环境中放在第二蒸汽冷却器190中冷却。既然中间糊状物180a变得相对粘稠，基于此点，蒸汽冷却可以替代间接冷却。如果运用间接冷却，则需要投入更大的机械能。在间接冷却设备中，大量的机械能投入可以克服大幅度的压力下降，但也可能对最终产品的黏度产生负面影响。因此，高灼焦率将会降低最终产品产量，使其黏度降低。因此，最好应用蒸汽冷却方法。

第二蒸汽冷却级190用来调整从中间糊状物180a中去除的水分190b的数量，通过此方式可以对番茄酱的目标固体含量进行最终的调整。因为在蒸发冷却过程中去除水分，因此运用真空发生器和蒸汽冷凝器。

在混合蒸发修整装置加工170过程中可以对目标总固体浓度进行一次调整，另外，蒸发冷却190也允许对其进行另一次调整。在使用中，总固体物浓度是通过混合蒸发修整装置170和蒸发冷却器150的加工操作参数进行调节的。

通过冷却过程190，流量约为1.7吨/小时的水190b从中间糊状物180a中分离出来，从而形成番茄酱190a，产出的番茄酱190a的浓度约为34.9％wt.TS，温度约为114，流量约为19.8吨/小时。之后，最终的番茄酱产品190a可以被打包装。例如，可以进行无菌包装191(如可使用灌箱装袋技术)或在大的储存箱中进行无菌储存192以备后用。

除了生产番茄酱190a，还可以运用本实施例生产番茄粉195b。为了生产番茄粉195b，把中间糊状物直接放入干燥器(如喷雾干燥器)中，也可使用其它种类的干燥器，如鼓式干燥器。番茄粉的最终产品的总固体物含量约为98.000％，把它包装在袋或圆桶或筒仓中以备后用。

虽然，加工流程图表解释了示例运行参数，但是根据需要，其他运行参数也可以被应用。因此，在加工流程图表中所讨论和出示的参数并不是限定范围，而是以解释说明为目的。

Claims (85)

1.一种由番茄汁制作番茄酱的方法，包括：

提供番茄汁；

把所述番茄汁分离成汁成分和第一果肉成分；

加工所述汁成分，从而制成澄清汁和第二果肉成分；

用反渗透装置从澄清汁中去除第一部分水，从而制成一次浓缩汁；

用多级蒸发装置从所述一次浓缩汁中去除第二部分水，从而制成二次浓缩汁，所述反渗透和多级蒸发步骤分开进行；

加工所述二次浓缩汁与第一和第二果肉成分的混合物，制成番茄酱。

2.如权利要求1所述的方法，其中分离所述所述番茄汁包括使用倾析器分离所述番茄汁。

3.如权利要求1所述的方法，其中分离所述所述番茄汁包括不使用凝结剂分离所述番茄汁。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述汁成分的温度约为170。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述汁成分含有约5～6％重量的总固体物。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述澄清汁的温度比汁成分的温度低。

7.如权利要求1所述的方法，其中澄清汁的总固体物含量比汁成分的总固体物含量低。

8.如权利要求1所述的方法，其中处理所述汁成分包括过滤所述汁成分以制得所述澄清汁。

9.如权利要求1所述的方法，其中处理所述汁成分包括使用离心分离机处理所述汁成分以制得所述澄清汁。

10.如权利要求1所述的方法，其中处理所述汁成分包括使用离心分离机和过滤器处理所述汁成分，从而制得所述澄清汁。

11.如权利要求1所述的方法，其中还包括：在去除第一部分水之前，将所述澄清汁温度从约160冷却至约120，所述冷却的澄清汁经过反渗透。

12.如权利要求1所述的方法，其中去除第一部分水包括把澄清汁在足够高压下放入膜过滤器，以便一次浓缩汁穿过所述膜过滤器。

13.如权利要求1所述的方法，其中去除第一部分水包括去除约50％的从所述番茄汁中去除的总水量。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述一次澄清汁含有约10％的总固体物。

15.如权利要求1所述的方法，其中去除第二部分水包括去除约40～45％的从所述番茄汁中去除的总水量。

16.如权利要求1所述的方法，其中在去除第二部分水分的过程中，一次浓缩汁的温度降低约50。

17.如权利要求1所述的方法，其中还包括将一次浓缩汁预热到约160，并且在多级蒸发过程中所述一次浓缩汁的温度降至约110。

18.如权利要求1所述的方法，其中所述二次浓缩汁含有约47％的总固体物。

19.如权利要求1所述的方法，其中反渗透和多级蒸发除去约92％的从所述番茄汁中去除的总水量。

20.如权利要求1所述的方法，其中所述多级蒸发使用降膜蒸发器进行。

21.如权利要求1所述的方法，其中去除第二部分水包括使用约2～8个蒸发级去除第二部分水。

22.如权利要求1所述的方法，其中每一连续蒸发级的操作温度都比其前一蒸发级的操作温度低。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述多级蒸发通过四级进行，其中：

所述一次浓缩汁的第一级温度约为140，

所述一次浓缩汁的第二级温度约为130，

所述一次浓缩汁的第三级温度约为120，及

所述一次浓缩汁的第四级温度约为110。

24.如权利要求1所述的方法，其中还包括在多级蒸发中循环使用蒸汽。

25.如权利要求24所述的方法，其中循环蒸汽包括热蒸汽再压缩。

26.如权利要求25所述的方法，其中热蒸汽再压缩包括提供最末级的蒸发级出口出来的蒸汽和提供循环的蒸汽给第一蒸发级的入口。

27.如权利要求26所述的方法，其中还包括在把循环蒸汽加入到第一蒸发级前，升高该循环蒸汽的温度。

28.如权利要求27所述的方法，其中所述循环蒸汽的温度由约110增加至约150。

29.如权利要求1所述的方法，其中第一果肉成分的量多于第二果肉成分的量。

30.如权利要求1所述的方法，其中第二果肉成分的总固体物含量高于第一果肉成分的总固体物含量。

31.如权利要求1所述的方法，其中第一果肉成分的总固体物含量约为19％，第二果肉成分的总固体物含量约为24％。

32.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二果肉的混合物含有约20％的总固体物。

33.如权利要求1所述的方法，其中还包括加工所述汁成分，制得澄清汁、第二果肉成分及第三果肉成分。

34.如权利要求1所述的方法，其中加工所述汁成分包括用离心分离机加工所述汁成分从而制得第二果肉成分，并过滤所述离心分离后的汁成分制得澄清汁和第三果肉成分。

35.如权利要求34所述的方法，其中还包括在膜初始阶段和多级蒸发过程中缓冲所述果肉混合物。

36.如权利要求1所述的方法，其中所述番茄粉含有约98％重量的总固体物。

37.如权利要求1所述的方法，其中所述反渗透和多级蒸发步骤使用各自的装置进行。

38.如权利要求1所述的方法，其中所述反渗透和多级蒸发步骤在各自的时间进行。

39.一种由番茄汁制作番茄酱的方法，包括：

提供番茄汁；

把所述番茄汁分离成汁成分和第一果肉成分；

加工所述汁成分，从而制成澄清汁和第二果肉成分；用反渗透装置去除所述澄清汁的第一部分水，从而制得初步浓缩汁；

使用多级蒸发去除所述初步浓缩汁中的第二部分水，制得浓缩汁，多级蒸发是在反渗透之后独立进行的；

把所述浓缩汁与第一和第二果肉成分混合，制得中间糊状物；及

加工所述中间糊状物，制得番茄酱

40.如权利要求39所述的方法，其中分离所述所述番茄汁包括使用倾析器分离所述番茄汁。

41.如权利要求39所述的方法，其中分离所述所述番茄汁包括不使用凝结剂分离所述番茄汁。

42.如权利要求39所述的方法，其中所述汁成分的温度约为170。

43.如权利要求39所述的方法，其中所述汁成分含有约5～6％重量总固体物。

44.如权利要求39所述的方法，其中所述澄清汁的温度比汁成分的温度低。

45.如权利要求39所述的方法，其中澄清汁的总固体物含量比所述汁成分的总固体物含量低。

46.如权利要求39所述的方法，其中处理所述汁成分包括过滤所述汁成分以制得所述澄清汁和第二果肉成分。

47.如权利要求39所述的方法，其中处理所述汁成分包括使用离心分离机处理所述汁成分以制得所述澄清汁和第二果肉成分。

48.如权利要求39所述的方法，其中还包括：在去除第一部分水之前，将所述澄清汁温度从约160冷却至约120。

49.如权利要求39所述的方法，其中去除第一部分水包括把澄清汁在足够高压下放入膜过滤器，以便一次浓缩汁穿过所述膜过滤器。

50.如权利要求39所述的方法，其中去除第一部分水包括去除约50％的从所述番茄汁中去除的总水量。

51.如权利要求39所述的方法，其中所述一次澄清汁含有约10％的总固体物。

52.如权利要求39所述的方法，其中去除第二部分水包括去除约40～45％的从所述番茄汁中去除的总水量。

53.如权利要求39所述的方法，其中在去除第二部分水分的过程中，一次浓缩汁的温度降低约50。

54.如权利要求39所述的方法，其中还包括将一次浓缩汁预热到约160，并且在多级蒸发过程中所述一次浓缩汁的温度降至约110。

55.如权利要求39所述的方法，其中所述二次浓缩汁含有约47％的总固体物。

56.如权利要求39所述的方法，其中反渗透和多级蒸发除去约92％的从所述番茄汁中去除的总水量。

57.如权利要求39所述的方法，其中所述多级蒸发使用降膜蒸发器进行。

58.如权利要求39所述的方法，其中去除第二部分水包括使用约2～8个蒸发级去除第二部分水。

59.如权利要求39所述的方法，其中每一连续蒸发级的操作温度都比其前一蒸发级的操作温度低。

60.如权利要求59所述的方法，其中所述多级蒸发通过四级进行，其中：

所述初步浓缩汁在第一级蒸发过程中温度约为140，

所述初步浓缩汁在第二级蒸发过程中温度约为130，

所述初步浓缩汁在第三级蒸发过程中温度约为120，及

所述初步浓缩汁在第四级蒸发过程中温度约为110。

61.如权利要求39所述的方法，其中还包括循环使用在多级蒸发中使用的蒸汽。

62.如权利要求61所述的方法，其中循环使用蒸汽包括进行热蒸汽再压缩。

63.如权利要求62所述的方法，其中进行热蒸汽再压缩还包括提供最末级的蒸发级出口出来的蒸汽和提供循环的蒸汽给第一蒸发级的入口。

64.如权利要求63所述的方法，其中还包括在把循环蒸汽加入到第一蒸发级前，升高该循环蒸汽的温度。

65.如权利要求64所述的方法，其中所述循环蒸汽的温度由约110增加至约150。

66.如权利要求39所述的方法，其中第一果肉成分的量多于第二果肉成分的量。

67.如权利要求39所述的方法，其中第二果肉成分的总固体物含量高于第一果肉成分的总固体物含量。

68.如权利要求67所述的方法，其中第一果肉成分的总固体物含量约为19％，第二果肉成分的总固体物含量约为24％。

69.如权利要求39所述的方法，其中所述第一和第二果肉的混合物含有约20％的总固体物。

70.如权利要求39所述的方法，其中还包括加工所述汁成分，制得澄清汁、第二果肉成分及第三果肉成分。

71.如权利要求70所述的方法，其中加工所述汁成分包括用离心分离机加工所述汁成分从而制得第二果肉成分，并过滤所述离心分离后的汁成分制得澄清汁和第三果肉成分。

72.如权利要求39所述的方法，其中还包括在膜初始阶段和多级蒸发过程中缓冲所述果肉混合物。

73.如权利要求39所述的方法，其中所述中间糊状物被加工制成番茄粉。

74.如权利要求73所述的方法，其中所述番茄粉含有约98％重量的总固体物。

75.如权利要求39所述的方法，其中所述反渗透和多级蒸发步骤使用各自的装置进行。

76.如权利要求39所述的方法，其中所述反渗透和多级蒸发步骤在各自的时间进行。

77.一种制作番茄酱的方法，包括：

提供番茄汁；

把番茄汁分离成汁成分和第一果肉成分；

加工果汁成分，从而制得澄清汁和第二果肉成分；

用反渗透去除所述澄清汁的第一部分水，从而制得初步浓缩汁；

使用多级蒸发和反渗透去除所述初步浓缩汁中的第二部分水，制得浓缩汁，其中多级蒸发和反渗透加工是运用各自装置、在各自时间进行；

循环使用多阶段蒸发过程中使用的蒸汽，用于随后的多级蒸发过程；

把所述浓缩汁与第一和第二果肉成分混合制成中间糊状物；

加工所述中间糊状物，制得番茄酱。

78.如权利要求77所述的方法，其中分离所述番茄汁包括不使用凝结剂分离番茄汁。

79.如权利要求77所述的方法，其中加工汁成分包括过滤汁成分，制得澄清汁和第二果肉成分。

80.如权利要求77所述的方法，其中加工汁成分包括用离心分离机加工汁成分，制得澄清汁和第二果肉成分。

81.如权利要求77所述的方法，其中去除第一部分水包括去除约50％的从所述番茄汁中去除的总水量。

82.如权利要求77所述的方法，中去除第二部分水包括去除约40～45％的从所述番茄汁中去除的总水量。

83.如权利要求77所述的方法，其中多级蒸发中的每一连续蒸发级的温度都比前一蒸发级的温度低。

84.如权利要求77所述的方法，其中循环使用蒸汽包括进行热蒸汽再压缩。

85.如权利要求77所述的方法，其中还包括把中间糊状物制成番茄粉。

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