CN101979485B - 在果渣烘干过程中生产天然香料的方法及其烘干设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在果渣烘干过程中生产天然香料的方法及其烘干设备。其技术方案为：在果渣烘干过程中生产天然香料的方法，包括以下步骤：1)蒸汽收集，采用多层次蒸汽干燥系统，由高压蒸汽产生锅炉产生的高压蒸汽通过蒸汽换热片的传热间接作用于果渣，在果渣烘干过程中进行；2)冷凝，转化为香料液体，冷凝温度为0℃；3)过滤，香料液体经过200目的管道过滤器进行过滤；4)浓缩，过滤后的香料液体经浓缩达到适当的倍数后进行灌装；5)冷藏，在0℃～5℃冷藏。为该方法还提供一种多层次蒸汽干燥系统。本发明的有益效果是：提供了利用在果渣被烘干过程中产生的蒸汽回收天然香精的新方法，多层次蒸汽烘干系统为该方法的实现提供了关键的保障。
Description
技术领域
本发明涉及天然香料的生产方法及其设备，尤其涉及在果渣烘干过程中生产天然香料的方法及其烘干设备。
背景技术
我国是世界上水果的主产国之一，每年水果产量达2400多万吨，其中约38％被用来做水果的深加工。随着种植业和加工业的不断发展，果渣的产量也日益增加。按每加工1000kg水果，可产生鲜果渣400-500kg计算，全国每年约有2400×38％×0.4/0.5＝364.8万吨到456万吨果渣资源。果渣是水果加工后的下脚料，主要由果皮、果核和残余果肉组成，含有可溶性糖、维生素、矿物质及纤维素等丰富的营养物质，是良好的饲料资源。利用果渣还可以提取果胶、膳食纤维、生产果酱、酒精、柠檬酸、低聚糖、酶制剂等，但是，长期以来果汁厂都将果渣当作废物抛弃，抛弃的果渣会在短时间内腐烂，变酸变臭，造成了环境的极大污染和资源的巨大浪费。开发利用果渣，生产高附加值的产品不仅可以给果汁加工企业带来可观的利润，又可减少环境污染，同时可缓解饲料资源短缺的问题，可谓是一举多得。
随果品加工产生的果渣，水分含量一般在70％～80％，营养成分丰富，很容易产生酸败变质，因此，需干燥以延长存放时间。目前大多数果汁厂采用凉晒干燥的方法，此法受天气影响较大，一批苹果渣在晴好天气下需要连续凉晒五天才能风干贮存，在晾晒期间，若遇到雨、雾天气，需要配备较多或大的防雨、防雾设施。如果苹果渣含水量高于50％时，鲜苹果渣堆放一天就会发酵产热；堆放两天就开始酸败；堆放三天就会腐败。在晾晒过程中，因水分蒸发较慢，苹果渣继续发酵或霉变是难以避免的。所以自然晾晒方式的果渣费工、费时，费地，又易被杂菌污染，质量难以保证，商品利用价值较低。将鲜果渣采用直接烘干干燥，含水量低，不易腐烂，远距离运输成本小。
传统的果渣干燥一般采用滚筒式果渣干燥系统进行，该系统由燃煤热风炉、进出料设备、转筒烘干机、除尘系统、引风设备、电控系统、高、低温管道等设备和机构组成。滚筒式果渣干燥系统由燃煤热风炉产生的热风作为干燥介质直接作用与果渣表面。但由于果渣含水量高，且含有果胶糖，果胶糖隐藏在果胶内，.粘度很大，将果渣水份密封于果胶内，不容易蒸发，高温的热风介质直接作用于果渣易粘结成团，很容易造成皮干内湿或焦糊，包裹在里面的水份难以蒸发出去，严重影响烘干果渣的质量。同时由燃煤热风炉产生的热风如果处理不当会含有SO2、CO2等有害成分，含有SO2、CO2等有害成分的热风介质作用于果渣可能造成SO2、CO2等有害成分的残留，为加工饲料、膳食纤维、提取果胶等后续工序留下安全隐患。SO2、CO2等有害成分也会随果渣中水分的蒸发进入水蒸汽中，严重影响回收香精的质量。
另外，通过发明人研究表明，在果渣中仍然存在部分香气成分，如苹果渣中约含有0.002％-0.01％的天然香料物质，如苹果的代表香气成分反-2-己烯醛、乙酸乙酯等；在番茄渣中约含有0.001％-0.03％的天然香料物质，如番茄的代表香气成分顺-3-己烯醛、3-甲基丁酸等；从果渣中提取的香气成分风味饱满，可用于果汁饮料、化妆品、芳香剂、绿色食品等。目前尚无工厂在烘干果渣中提取香料成分的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了有效利用果渣避免资源浪费，提供一种在果渣烘干过程中生产天然香料的方法。
为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
在果渣烘干过程中生产天然香料的方法，包括以下步骤：
1)蒸汽收集，采用多层次蒸汽干燥系统，由高压蒸汽产生锅炉产生的高压蒸汽通过蒸汽换热片的传热间接作用于果渣，在果渣烘干过程中进行；
2)冷凝，被收集的蒸汽进入板式换热器的水蒸汽经过冰水的冷凝，转化为香料液体，冷凝温度为0℃，经板式换热器冷凝的香料液体进入香料储罐暂存；
3)过滤，暂存的香料液体经过200目的管道过滤器进行过滤，去除香料液体中所含果渣、粉尘等杂质；
4)浓缩，过滤后的香料液体经浓缩达到适当的倍数后进行灌装；
5)冷藏，浓缩后的香料液体在0℃～5℃冷藏。
为实现上述方法，特提供一种多层次蒸汽干燥系统，该多层次蒸汽干燥系统包括进料系统和烘干系统，所述烘干系统包括烘干机和高压蒸汽产生锅炉；所述烘干机包括外壁及其内依次层叠设置的不锈钢网带和不锈钢网带传动系统，在所述各不锈钢网带下方设置有蒸汽换热片，所述蒸汽换热片通过蒸汽管道和回水管道与其高压蒸汽产生锅炉连通，在所述上层与下层不锈钢网带的端头衔接处设置有料斗，所述外壁的顶部设置有蒸汽出口而其底部设置有进风百叶窗；所述烘干机内还设置有轴流风机；所述进料系统包括由进料传动系统带动的刮板运输带和摊敷布料器，所述摊敷布料器与所述顶层不锈钢网带通过进料口相连，所述外壁的底端设有出料口。
该多层次蒸汽干燥系统长18.5m～37.6m，宽1.4m～4.2m，高2.8m～6.5m；进料系统的摊料器宽度1.0m～3.8m，摊料器斜度15°～45°。
该多层次蒸汽干燥系统长24.2m，宽2.8m，高4.6m；进料系统的摊料器宽度2.4m；摊料器斜度29°。
所述不锈钢网带为三层至七层，其宽度为1.1m至3.9m，其不锈钢网带层间距0.4m至0.6m；所述蒸汽换热片为二层至六层；所述高压蒸汽产生锅炉为10t锅炉；所述烘干系统运行过程中进料量80kg/min至350kg/min，蒸汽压力6kg至9kg，所述烘干机内温度保持在150℃至180℃，料层厚度1cm至3cm，网带运行速度0.5m/min至1.2m/min，出料水分含量＜13％。
所述不锈钢网带为五层，其网孔径从上到下依次为10目至30目、30目至50目、50目至70目、70目至90目、90目至120目；其不锈钢网带层间距0.5m；所述蒸汽换热片为四层。
所述网孔径从上到下依次优选20目、40目、60目、80目、100目，所述不锈钢网带宽度优选2.5m；所述烘干系统运行过程中进料量优选130kg/min～150kg/min，蒸汽压力优选6～7kg，所述烘干机内温度优选保持在150℃～160℃，料层厚度优选2～3cm，网带运行速度优选0.8m/min～1m/min。
多层蒸汽果渣干燥系统，由燃煤锅炉产生的高压蒸汽通过蒸汽换热片的传热间接作用于果渣，不直接接触，且整个烘干过程的加热温度低、烘干时间长，不会出现滚筒烘干系统造成的皮干内湿、焦糊现象，避免了滚筒烘干系统以燃煤锅炉的热风作为烘干热源，而产生的SO2、CO2等有害成分对果渣、果渣蒸发水蒸汽的污染，保证果渣制作饲料、提取果渣、生产柠檬酸、生产膳食纤维等加工的质量和利用果渣蒸发蒸汽回收天然香精的质量。同时该果渣烘干机可通过改变不锈钢网带孔径、烘干温度等以适应不同类型的果渣干燥操作，例如苹果、大枣、梨、猕猴桃等，满足大部分果类的果渣类干燥生产的需要。
综上所述，本发明的有益效果是：提供了利用在果渣被烘干过程中产生的蒸汽回收天然香精的新方法，多层次蒸汽烘干系统为该方法的实现提供了关键的保障。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式，对本发明作进一步说明。
图1是整个果渣烘干过程的全程工艺流程图；
图2是本发明的多层次蒸汽烘干系统结构示意图。
附图标识：1、进料系统 11、进料传动系统带动 12、刮板运输带
13、摊敷布料器 2、烘干机 21、蒸汽出口
22、出料口 23、不锈钢网带 24、蒸汽换热片
25、不锈钢网带传动系统 26、进风百叶窗 27、料斗
28、外壁 29、进料口
具体实施方式
如图1所示，是整个果渣烘干过程的全程工艺流程图。参见图2，本发明的多层次蒸汽烘干系统结构示意图。
下面以工艺为顺序，结合设备详细揭示本发明。
一、干燥：所述的果渣干燥采用发明人自行研究开发的多层次蒸汽烘干系统进行，该设备系统由高压蒸汽产生锅炉、进出料设备、蒸汽换热片24、不锈钢网带23、不锈钢网带传动系统25为动力带动的网带式链条、进风百叶窗26、电控系统各设备和机构组成。多层次蒸汽干燥系统由高压蒸汽产生锅炉产生的高压蒸汽作为烘干系统的热源，高压蒸汽通过蒸汽换热片24传热给在不锈钢网带23上运行的果渣，蒸发出果渣中的水分。该多层次蒸汽烘干系统长18.5m～37.6m，宽1.4m～4.2m，高2.8m～6.5m，优选长24.2m，宽2.8m，高4.6m；进料系统的摊料器宽度1.0m～3.8m，优选2.4m；摊料器斜度15°～45°，优选29°；烘干系统的不锈钢网带宽度1.1m～3.9m，优选2.5m；所述不锈钢网带为三层至七层，其宽度为1.1m至3.9m，其不锈钢网带层间距0.4m至0.6m；所述蒸汽换热片为二层至六层；所述不锈钢网带优选五层，最适宜提取苹果香精，其网孔径从上到下依次为10目至30目、30目至50目、50目至70目、70目至90目、90目至120目；其不锈钢网带层间距0.5m；所述蒸汽换热片为四层；在提取苹果香精时所述网孔径从上到下依次优选20目、40目、60目、80目、100目，所述不锈钢网带宽度优选2.5m；高压蒸汽产生锅炉为为10t锅炉燃煤锅炉。烘干系统运行过程中进料量保持80kg～350kg优选130kg/min～150kg/min，蒸汽压力6～9kg优选6～7kg，烘箱内温度保持在150℃～180℃优选150℃～160℃，料层厚度1～3cm优选2～3cm，网带运行速度0.5m/min～1.2m/min优选0.8m/min～1m/min，出料水分含量＜13％。该套设备由燃煤锅炉产生的高压蒸汽通过蒸汽换热片的传热间接作用于果渣，不直接接触，且整个烘干过程的加热温度低、烘干时间长，不会造成滚筒烘干系统造成的皮干内湿、焦糊现象和果渣、水蒸汽污染，保证果渣后续加工的质量和香精的回收。
二、蒸汽收集：由果渣烘干产生的水蒸汽，在轴流风机的作用下由上部排气孔引出进入板式换热器进行冰水冷凝，烘干系统内部通过由果渣烘干机下部进风百叶窗进入的新空气与烘干系统内部湿空气的交换，保证烘干系统内部温湿度恒定。轴流风机的功率依据生产线的整体生产能力确定。
三、冷凝：进入板式换热器的水蒸汽经过冰水的冷凝，转化为香料液体，冷凝温度为0℃，经板式换热器冷凝的香料液体进入香料储罐暂存。
四、过滤：香料液体在进入反渗透膜浓缩设备之前需经过200目的管道过滤器进行过滤，去除香料液体中所含果渣、粉尘等杂质。
五、浓缩：未经浓缩的的香料液体含有大量的水分，浓度不高，可经经浓缩达到适当的倍数后进行灌装。
六、冷藏：天然香料成分在常温条件下极易挥发，灌装好的成品应在0℃～5℃冷藏。
Claims (6)
1.一种在果渣烘干过程中生产天然香料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)蒸汽收集，采用多层次蒸汽干燥系统，由高压蒸汽产生锅炉产生的高压蒸汽通过蒸汽换热片的传热间接作用于果渣，在果渣烘干过程中进行；该多层次蒸汽干燥系统包括进料系统和烘干系统，所述烘干系统包括烘干机和高压蒸汽产生锅炉；所述烘干机包括外壁及其内依次层叠设置的不锈钢网带和不锈钢网带传动系统，在除顶层不锈钢网带以外的各不锈钢网带下方设置有蒸汽换热片，所述蒸汽换热片通过蒸汽管道和回水管道与高压蒸汽产生锅炉连通，在上层与下层不锈钢网带的端头衔接处设置有料斗，所述外壁的顶部设置有蒸汽出口而其底部设置有进风百叶窗；所述烘干机内还设置有轴流风机；所述进料系统包括由进料传动系统带动的刮板运输带和摊敷布料器，所述摊敷布料器与所述顶层不锈钢网带通过进料口相连，所述外壁的底端设有出料口；
2)冷凝，被收集的蒸汽进入板式换热器经过冰水的冷凝，转化为香料液体，冷凝温度为0℃，经板式换热器冷凝的香料液体进入香料储罐暂存；
3)过滤，暂存的香料液体经过200目的管道过滤器进行过滤，去除香料液体中所含包括果渣、粉尘在内的杂质；
4)浓缩，过滤后的香料液体经浓缩达到适当的倍数后进行灌装；
5)冷藏，浓缩后的香料液体在0℃～5℃冷藏。
2.一种用于权利要求1所述的在果渣烘干过程中生产天然香料的方法的步骤1)中的多层次蒸汽干燥系统，其特征在于：该多层次蒸汽干燥系统长18.5m～37.6m，宽1.4m～4.2m，高2.8m～6.5m；进料系统的摊料器宽度1.0m～3.8m，摊料器斜度15°～45°。
3.如权利要求2所述的多层次蒸汽干燥系统，其特征在于：该多层次蒸汽干燥系统长24.2m，宽2.8m，高4.6m；进料系统的摊料器宽度2.4m；摊料器斜度29°。
4.根据权利要求2至3任何一项所述的多层次蒸汽干燥系统，其特征在于：所述不锈钢网带为三层至七层，其宽度为1.1m至3.9m，其不锈钢网带层间距0.4m至0.6m；所述蒸汽换热片为二层至六层，所述高压蒸汽产生锅炉为10t锅炉；所述烘干系统运行过程中进料量80kg/min至350kg/min，蒸汽压力6kg至9kg，所述烘干机内温度保持在150℃至180℃，料层厚度1cm至3cm，网带运行速度0.5m/min至1.2m/min，出料水分含量＜13％。
5.根据权利要求4所述的多层次蒸汽干燥系统，其特征在于：所述不锈钢网带为五层，其网孔径从上到下依次为10目至30目、30目至50目、50目至70目、70目至90目、90目至120目；其不锈钢网带层间距0.5m，所述蒸汽换热片为四层。
6.根据权利要求5所述的多层次蒸汽干燥系统，其特征在于：所述网孔径从上到下依次20目、40目、60目、80目、100目，所述不锈钢网带宽度2.5m；所述烘干系统运行过程中进料量130kg/min～150kg/min，蒸汽压力6～7kg，所述烘干机内温度保持在150℃～160℃，料层厚度2～3cm，网带运行速度0.8m/min～1m/min。
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