CN101331968A - 饮料的制备方法及实现该方法的灭菌灌装设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种由浓缩液和饮用水配制而成的瓶装饮料的制备方法，该方法是将饮料的主成分和辅助成分制成浓缩液，然后将浓缩液单独进行灭菌处理，同时利用臭氧对饮用水进行杀菌处理，最后在无菌环境下按浓缩液和饮用水的比例进行混合灌装。本发明的制备方法，将浓缩液和饮用水分开进行灭菌，而饮用水采用成熟的臭氧杀菌工艺，可避免因加热、冷却造成的热能损失，大大节约能源。本发明还提供了一种实现上述饮料制备方法的灭菌灌装设备，该灌装设备包括浓缩液灭菌装置、饮用水灭菌装置和混合灌装装置，饮用水灭菌装置是臭氧杀菌装置。本发明的灭菌灌装设备，从灭菌到灌装都可以进行连续化流水作业，大大提高生产效率。

Description

饮料的制备方法及实现该方法的灭菌灌装设备

技术领域

本发明涉及一种饮料的制备方法，尤其涉及一种由浓缩液和饮用水配制而成的瓶装饮料的制备方法。本发明还涉及实现这种制备方法的灭菌灌装设备。

背景技术

一般瓶装饮料的制备工艺是：将饮料的主成分制备成浓缩液，用饮用水将浓缩液稀释到设定的浓度，再对稀释好的饮料进行高温灭菌，然后灌装封口成产品。灭菌是整个饮料制备工艺中不可缺少的一步，它是保证饮料在运输和贮存过程中保鲜的关键。现有饮料的灭菌是采用巴氏灭菌法，即将稀释好的饮料存放于一密封容器中，通过高温蒸汽间接使容器内的饮料快速升温，达到杀菌的温度，再保温一定的时间，然后快速冷却。由于稀释好的液体饮料含有大量的水，体积比浓缩液要大好几倍，整个灭菌过程不仅需要大量的热能，而且需要大型的密封容器，因而这种制备方法生产效率低，而且能源浪费相当严重。

以强氧化著称的臭氧溶于水，不但可脱色、除味和高效广谱杀菌，还可以去除水中的重金属离子、化解通常难以处理的杂质，是一种难得的深度净化剂，另外，由于臭氧的最终还原产物是氧气，对环境没有任何污染，因而被广泛应用于饮用水的杀菌消毒。但到目前为止，仍未见有关于臭氧能直接用于对饮料进行灭菌方面的报道，这可能是因为饮料主成分的分子结构比较复杂，臭氧无法渗透到饮料主成分的分子内部，只能停留在分子的表面，导致杀菌效果远远不能达到要求。

发明内容

本发明的目的是克服以上存在的问题而提供一种新的饮料制备方法，该制备方法不仅生产效率高，而且能节省大量能源。

为实现以上目的，本发明饮料的制备方法包括如下步骤：

(1)将饮料的主成分及辅助成分制成浓缩液；

(2)对浓缩液进行灭菌；

(3)利用臭氧对饮用水进行消毒杀菌；

(4)在无菌环境下，按浓缩液和饮用水的比例进行混合灌装。

为了减少浓缩液的冷却工序，上述制备方法中，步骤(4)的混合灌装是先灌装饮用水，后灌装浓缩液。

为了更进一步节约能源，上述制备方法中，步骤(2)中浓缩液的灭菌是采用微波灭菌法。

上述制备方法中，步骤(3)中臭氧的投放量为3-4毫克/升水。

为了使饮用水达到更好的消毒杀菌效果，上述制备方法中，步骤(3)中的饮用水在进行臭氧消毒杀菌前先经过从粗过滤到精过滤的各级过滤。

本发明的液体饮料制备方法，将浓缩液和饮用水分开进行灭菌，由于饮用水在饮料中所占的比例大，浓缩液所占的比例小，而占大比例的饮用水采用成熟的臭氧杀菌工艺，可避免因加热、冷却造成的热能损失，大大节约能源；而浓缩液不管是采用巴氏灭菌法或微波灭菌法，灭菌后均无须花时间冷却，因为在灌装过程中，少量的浓缩液一经与大量的常温饮用水混合，热量立即分散到水中，而该部分热量对于水的温度影响是可以忽略不计。本发明的制备方法在保持饮料原有风味的前提下，可大大缩短灭菌的时间，适合于大规模的连续化生产。

本发明还提供了一种实现上述制备方法的灭菌灌装设备，该设备包括浓缩液灭菌装置、饮用水灭菌装置和混合灌装装置；混合灌装装置设有两个进液口和两个出液口，其中一个进液口与浓缩液灭菌装置的出液口连接，另一个进液口与饮用水灭菌装置的出水口连接，混合灌装装置的两个出液口对应设有浓缩液和饮用水的流量控制单元；上述饮用水灭菌装置是臭氧杀菌装置。

上述设备中，浓缩液灭菌装置是微波灭菌装置。

上述臭氧杀菌装置包括饮用水前处理部分和臭氧杀菌部分，其中饮用水前处理部分依次由石英砂过滤器、活性炭过滤器、纤维过滤器和钛滤芯过滤器构成；臭氧杀菌部分由臭氧发生器和臭氧水混合器构成，臭氧水混合器设有进水口、进气口和出水口，钛滤芯过滤器的出水口和臭氧水混合器的进水口连接，臭氧发生器的出气口与臭氧水混合器的进气口连接，臭氧水混合器的出水口为臭氧杀菌装置的出水口。

上述微波灭菌装置包括一金属密封箱、固定于密封箱中间呈螺旋形的浓缩液输送管，密封箱沿浓缩液的传送方向被若干金属隔板分为若干个各自独立、互不干扰的微波辐射室，各金属隔板中间设有可供浓缩液输送管通过的孔，各微波辐射室设有独立的微波发生器，浓缩液输送管的进出料口位于密封箱的两端，浓缩液输送管的进料口与送料泵连接，出料口为浓缩液灭菌装置的出液口。

上述混合灌装装置包括有两个储液罐、两个分装器，储液罐的进液口为混合灌装装置的进液口，储液罐的出液口与分装器连接，每个分装器的下端都设有若干条分流管，每条分流管下端连接有喷嘴，上述浓缩液和饮用水流量控制单元对应设于分流管中。

上述饮用水流量控制单元由电磁阀和液位探头组成，分流管呈倒立的“L”型，竖向的一端与移动喷嘴连接，横向的一端与分装器连接，电磁阀位于与分装器连接的分流管上，液位探头位于与喷嘴连接的分流管上。

为了使浓缩液的流量更加准确，上述浓缩液流量控制单元由两个电磁阀和液位探头组成，分流管呈“T”型，一端与喷嘴连接，与喷嘴同在一直线上的另一端顶部设有透气孔，与喷嘴不在同一直线上的一端与分装器连接，两个电磁阀分别位于与分装器和喷嘴连接的分流管上，液位探头位于顶部设有透气孔的分流管内。

本发明的灭菌灌装设备，根据浓缩液和饮用水不同的性质，设有浓缩液和饮用水各自独立的灭菌装置，可避免因使用同一种灭菌方法而造成的能源浪费，而混合灌装装置使得浓缩液和饮用水在灌装过程就可自行混合成成品饮料。本发明的生产设备，从灭菌到灌装都可以进行连续化流水作业，大大提高生产效率。

附图说明

图1是本发明饮料灭菌灌装设备的结构示意图。

图2是饮用水流量控制单元的结构示意图。

图3是浓缩液流量控制单元的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的饮料灭菌灌装设备包括饮用水灭菌装置1、浓缩液灭菌装置2、混合灌装装置3。

饮用水灭菌装置1由饮用水前处理部分和臭氧杀菌部分构成，饮用水前处理部分由进水管从左到右依次连接的石英砂过滤器11、活性炭过滤器12、纤维过滤器13和钛滤芯过滤器14构成，臭氧杀菌部分由臭氧发生器15和臭氧水混合器16构成，臭氧水混合器设有进水口161、进气口162和出水口163，进水口161与钛滤芯过滤器连接，进气口162与臭氧发生器连接。

浓缩液灭菌装置2包括一金属密封箱21、密封箱内固定有螺旋形的浓缩液输送管211，密封箱沿浓缩液的传送方向被若干块金属隔板212分为若干个各自独立、互不干扰的微波辐射室213，各金属隔板中间设有可供浓缩液输送管通过的孔，各微波辐射室设有独立的微波发生器214，浓缩液输送管的进料口215和出料口216位于密封箱的两端，浓缩液输送管的进料口与送料泵217连接；在紧贴密封箱的顶部还设有一热交换箱22，热交换箱内固定有环形流体介质预热管221，该预热管的进料口222位于热交换箱的上部，出料口223位于热交换箱的下部，出料口经过送料泵217与输送管道的入口215连接，为了使热交换更加充分，热交换箱内填充有导热液，导热液经过微波发生器的散热片，吸收散热片散发的热量后再进入热交换箱内。

混合灌装装置3包括两个储液罐31、32，两个可移动分装器33、34和输送机架35；储液罐31与臭氧水混合器的出水口163连接，储液罐32与浓缩液的出料口216连接，储液罐设有控制开关；分装器33与储液罐31连接，其出液端设有6条分流管331，每条分流管下端连接有喷嘴332，饮用水的分流管呈倒“L”型，竖向一端连接喷嘴332，横向一端连接分装器33，与分装器连接的那段分流管上设有电磁阀333，与喷嘴连接的那段分流管固定有液位探头334，如图2所示；分装器34与储液罐32连接，其出液端设有6条分流管341，每条分流管下端连接有喷嘴342，浓缩液的分流管呈侧卧“T”型，竖向的下端与喷嘴342连接，竖向的顶端设有透气孔，利于液面的上升或下降，横向的一端与分装器34连接，与分装器34连接的那段分流管设有电磁阀343，与喷嘴342连接的那段分流管设有电磁阀344，液位探头345位于顶部设有透气孔的那段分流管内，如图3所示；输送机架35包括一支架351和用于输送空瓶的输送带352。为了使浓缩液不发生第二次污染，在浓缩液经过的地方还可设置臭氧发生器，以消毒周围的空气。

饮料制备流程及工作原理，先将饮料的主成分和辅助成分制成浓缩液，将浓缩液泵入浓缩液灭菌装置2热交换箱中的预热管进料口222，浓缩液经预热后，送料泵217将浓缩液送入密封箱中的螺旋形输送管211，经微波杀菌后，从出料口216流入混合灌装装置的储液罐32中备用，微波杀菌的时间可以通过浓缩液的流速进行控制；饮用水经过饮用水灭菌装置的石英砂过滤器11、活性炭过滤器12、纤维过滤器13和钛滤芯过滤器14从粗到精各级过滤后，进入臭氧水混合器16，与此同时，臭氧发生器15产生的臭氧也进入臭氧水混合器16中，饮用水经臭氧杀菌后从臭氧水混合器的出水口163进入混合灌装装置的储液罐31中备用；灌装时，启动储液罐31、32的控制开关，使杀菌后的饮用水和浓缩液分别进入分装器33、34中，输送机架35将经过浸洗消毒机消毒好的空瓶36传送到饮用水分装器的下方，分装器33下移，喷嘴332伸入空瓶内，定位时，电磁阀333打开，饮用水流入空瓶，根据饮用水的需要量，设置液位探头334的位置，当液面接触到液位探头334时，电磁阀333关闭，移动喷嘴332上升，与此同时，设于分装器34下方的电磁阀343打开，使浓缩液流入分流管中，根据浓缩液的需要量，设置液位探头334的位置，当液位探头345接触到液面时，电磁阀343关闭；装有饮用水的瓶子继续运行，到达浓缩液的分装器正下方，分装器34下移，喷嘴34伸入瓶内，定位时，电磁阀344打开，分流管内的浓缩液进入装有饮用水的瓶中，两者进行混合，当分流管内的浓缩液流完时，电磁阀344关闭，喷嘴34上升，装有饮料成品的瓶子继续运行，进入封盖工序，完成整个制备过程。

Claims (12)

1、一种饮料的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)将饮料的主成分及辅助成分制成浓缩液；

(2)对浓缩液进行灭菌；

(3)利用臭氧对饮用水进行消毒杀菌；

(4)在无菌环境下，按浓缩液和饮用水的比例进行混合灌装。

2、根据权利要求1所述的饮料制备方法，其特征在于：所述步骤(4)的混合灌装是先灌装饮用水，后灌装浓缩液。

3、根据权利要求1或2所述的饮料制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中浓缩液的灭菌是采用微波灭菌法。

4、根据权利要求1或2所述的饮料制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中臭氧的投放量为3-4毫克/升水。

5、根据权利要求1或2所述的饮料制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的饮用水在进行臭氧消毒杀菌前先经过从粗过滤到精过滤的若干级过滤。

6、一种实现权利要求1所述饮料制备方法的灭菌灌装设备，其特征在于：所述设备包括浓缩液灭菌装置、饮用水灭菌装置和混合灌装装置；混合灌装装置设有两个进液口和两个出液口，其中一个进液口与浓缩液灭菌装的出液口连接，另一个进液口与饮用水灭菌装置的出水口连接，混合灌装装置的两个出液口对应设有浓缩液和饮用水的流量控制单元；饮用水灭菌装置是臭氧灭菌装置。

7、根据权利要求6所述的灭菌灌装设备，其特征在于：所述浓缩液灭菌装置是微波灭菌装置。

8、根据权利要求6或7所述的灭菌灌装设备，其特征在于：所述臭氧灭菌装置包括饮用水前处理部分和臭氧杀菌部分，其中饮用水前处理部分依次由石英砂过滤器、活性炭过滤器、纤维过滤器和钛滤芯过滤器构成；臭氧杀菌部分由臭氧发生器和臭氧水混合器构成，臭氧水混合器设有进水口、进气口和出水口，钛滤芯过滤器的出水口和臭氧水混合器的进水口连接，臭氧发生器的出气口与臭氧水混合器的进气口连接，臭氧水混合器的出水口为所述臭氧灭菌装置的出水口。

9、根据权利要求7所述的灭菌灌装设备，其特征在于：所述微波灭菌装置包括一金属密封箱、固定于密封箱中间呈螺旋形的浓缩液输送管，密封箱沿浓缩液的传送方向被若干金属隔板分为若干个各自独立、互不干扰的微波辐射室，各金属隔板中间设有可供浓缩液输送管通过的孔，各微波辐射室设有独立的微波发生器，浓缩液输送管的进出料口位于密封箱的两端，浓缩液输送管的进料口与送料泵连接，出料口为所述微波灭菌装置的出液口。

10、根据权利要求6或7所述的灭菌灌装设备，其特征在于：所述混合灌装装置包括两个储液罐、两个分装器，储液罐的进液口为混合灌装装置的进液口，储液罐的出液口与分装器连接，每个分装器的下端都设有若干条分流管，每条分流管下端连接有喷嘴，所述浓缩液和饮用水流量控制单元对应设于流管中。

11、根据权利要求10所述的灭菌灌装设备，其特征在于：所述饮用水流量控制单元由电磁阀和液位探头组成，分流管呈倒立“L”型，竖向一端与喷嘴连接，横向一端与分装器连接，电磁阀位于与分装器连接的分流管上，液位探头位于与喷嘴连接的分流管上。

12、根据权利要求11所述的灭菌灌装设备，其特征在于：所述浓缩液流量控制单元由两个电磁阀和液位探头组成，分流管呈“T”型，一端与喷嘴连接，与喷嘴同在一直线上的另一端顶部设有透气孔，与喷嘴不在同一直线上的一端与分装器连接，两个电磁阀分别位于与分装器和喷嘴连接的分流管上，液位探头位于顶部设有透气孔的分流管内。

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