CN102038266B - 一种提高树脂对果汁处理能力的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高树脂对果汁处理能力的方法及装置，所述方法为经过超滤后的果汁，在进入树脂柱前，先对果汁进行降温，利用低温吸附提高了树脂对果汁中色素、农残、棒曲霉素的处理能力。所述装置包括超滤设备和树脂柱，在超滤设备和树脂柱之间设置有换热器，所述换热器上游连接超滤设备，换热器下游连接树脂柱。使用过树脂柱后的低温果汁作为换热器冷却介质对进柱前的果汁进行降温，该降温方法既可降低进树脂柱前果汁的温度，又对进入蒸发器前果汁进行预热，减少果汁生产过程中的热能耗。本发明方法及装置用于果汁生产中经过超滤后的果汁处理，减低了果汁生产成本，可用于苹果汁、梨汁、清汁、浊汁等多种果汁加工生产中。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高树脂对果汁处理能力的方法及装置。
背景技术
通常果汁的生产步骤为：清洗、浮洗、破碎、加酶、压榨、萃取、二级压榨、一级过滤、二级过滤、前期巴氏杀菌、酶解澄清、三级过滤、超滤、树脂吸附、蒸发浓缩、巴氏杀菌和无菌灌装。
在果汁生产过程中，常使用树脂柱对果汁进行脱色、脱农残、除棒曲霉素等处理。
通常果汁进树脂柱前先经过超滤，过柱后进行后浓缩。经超滤设备出口的果汁温度一般较高，可达到50-60℃之间。较高温度下的果汁过树脂柱时树脂柱不能充分发挥其吸附能力，通常树脂使用一段时间后要进行再生。一般使用氢氧化钠再生，然后纯水洗至中性。
上述生产步骤，在不影响生产效率的前提下，从减少成本角度考虑，应尽可能大地发挥树脂的吸附能力，增加一个使用周期内树脂对果汁的处理量，减少树脂的再生周期，以提高树脂的使用效率，节省整个生产过程中树脂再生的试剂用量，降低果汁生产的成本。
发明内容
本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种提高树脂对果汁处理能力的方法及装置，它将经过超滤后的果汁，经过换热器降温后，进入树脂柱进行脱色、脱农残、除棒曲霉素等处理，利用树脂在低温下吸附效果优于高温下吸附效果的特点，提高了树脂的处理能力。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种提高树脂对果汁处理能力的方法，所述方法为在果汁生产过程中，将经过超滤后的果汁先降低果汁的温度，然后再将低温的果汁输入树脂柱，利用树脂低温下吸附效果优于高温下吸附效果的特点，提高了树脂对果汁中色素、农残、棒曲霉素的吸附能力，增加了树脂柱的处理能力。
优选的，进入树脂柱前果汁温度降低至2-50℃。
进一步优选的，进入树脂柱前果汁温度降低至15-40℃。
更进一步优选的，进入树脂柱前果汁温度降低至25-35℃。
最佳的，进入树脂柱前果汁温度降低至30℃。
优选的，果汁进入树脂柱的过柱流速为0.1-30BV/h。
进一步优选的，果汁进入树脂柱的过柱流速为1-7BV/h。
更进一步优选的，果汁进入树脂柱的过柱流速为3-5BV/h。
最佳的，果汁进入树脂柱的过柱流速为4BV/h。
优选的，所述树脂柱树脂为苯乙烯、二乙烯苯、丙烯酸甲酯或丙烯腈合成的具有大孔结构交联共聚物或傅氏后交联反应制得的吸附树脂。
进一步优选的，所述树脂柱的树脂装填方式为混床方式或双柱串联方式。
本发明同时提供了一种提高树脂对果汁处理能力的装置，所述装置包括超滤设备和树脂柱，在超滤设备和树脂柱之间设置有换热器，所述换热器上游连接超滤设备，换热器下游连接树脂柱。
优选的，所述换热器为板式换热器、列管式换热器、套管式换热器、或盘管式换热器中的一种或几种。
进一步优选的，所述换热器由一级换热装置和二级换热装置串联而成，一级换热装置的冷却介质为通过树脂柱后的果汁，二级换热装置的冷却介质为冷凝水；所述一级换热装置连接蒸发器。
本发明提供了一种提高树脂对果汁中色素、农残、棒曲霉素等处理能力的方法，它利用降低果汁进树脂柱前的温度来提高树脂对果汁的处理能力，经过超滤后的果汁，在进入树脂柱前，先对果汁进行降温，利用低温吸附提高了树脂对果汁中色素、农残、棒曲霉素的处理能力。
本发明同时提供了一种提高树脂对果汁中色素、农残、棒曲霉素等处理能力的装置，在超滤装置下游、树脂柱上游设置换热器，使用经过树脂柱后的低温果汁作为换热器的冷却介质对进入树脂柱前的果汁进行降温，换热器连接蒸发器，因而，本发明的换热器即可降低进树脂柱前果汁的温度，又对进入蒸发器前果汁进行预热，减少果汁生产过程中的热能耗。
本发明所述方法及装置用于果汁生产中经过超滤后的果汁处理，减低了果汁生产成本，可用于苹果汁、梨汁、清汁、浊汁等多种果汁加工生产中。
本发明的优点如下：
1、通过降低进树脂柱前果汁的温度，提高了树脂对果汁的处理能力；
2、装置结构简单，仅需在树脂柱前增加换热器，不需要对现有果汁生产设备作大的改动。
3、利用过树脂柱后的果汁作为换热器冷却介质，降低进树脂柱前的果汁温度，对进入蒸发器前的果汁进行预热，减少热能损耗。
4、通过提高树脂的处理能力，减少了果汁加工过程中树脂的再生次数，提高了生产效率，减少了树脂再生使用的酸碱和纯水量，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明结构框图。
图中：1、超滤设备；2、树脂柱；3、换热器；3-1、一级换热装置；3-2、二级换热装置；4、蒸发器。
具体实施方式
实施例1装置
如图1所示，本发明一种提高树脂对果汁处理能力的装置，所述装置包括超滤设备1和树脂柱2，在超滤设备和树脂柱之间设置有换热器3，所述换热器上游连接超滤设备，换热器下游连接树脂柱。所述换热器由一级换热装置3-1和二级换热装置3-2串联而成，一级换热装置的冷却介质为通过树脂柱后的果汁，二级换热装置的冷却介质为冷凝水；所述一级换热装置连接蒸发器4。所述换热器为板式换热器、列管式换热器、套管式换热器、或盘管式换热器中的一种或几种。
实施例2
某果汁厂10吨每小时果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，经检测：糖度17Brix；棒曲霉素130μg/L；有机磷农残0.3ppm；色值61(T440nm)；直接将55℃果汁输入进西安蓝晓科技有限公司生产的(市售)LSA-900C和LSA-900E 1∶1混合装填大孔吸附树脂柱；果汁过柱流速4BV/h，过柱60BV后取样检测：色值87；棒曲霉素15μg/L；有机磷农残7.0ppb。
实施例3
实施例2中同样的果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，在树脂柱前使用套管式换热器对果汁降温，用过柱后果汁循环降温，进柱前果汁温度降至50℃，果汁过柱流速4BV/h，过柱60BV后取样检测：色值89；棒曲霉素14μg/L；有机磷农残4.7ppb。过柱65BV后取样检测：色值74；棒曲霉素37μg/L；有机磷农残：9.1ppb。
实施例4
实施例2中同样的果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，在树脂柱前使用二级板式换热器对果汁降温，用过柱后果汁循环作为一级换热介质对超滤后果汁降温，二级换热使用冷水降温，进柱前果汁温度降至40℃，果汁过柱流速4BV/h，过柱60BV后取样检测：色值92；棒曲霉素7.4μg/L；有机磷农残1.4ppb。过柱70BV后取样检测：色值78；棒曲霉素22μg/L；有机磷农残：7.7ppb。
实施例5
实施例2中同样的果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，在树脂柱前使用二级板式换热器对果汁降温，用过柱后果汁循环作为一级换热介质对超滤后果汁降温，二级换热使用冷水降温，进柱前果汁温度降至35℃，果汁过柱流速4BV/h，过柱60BV后取样检测：色值94；棒曲霉素未检出1.3μg/L；有机磷农残未检出。过柱80BV后取样检测：色值84；棒曲霉素19μg/L；有机磷农残：6.7ppb。
实施例6
实施例2中同样的果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，在树脂柱前使用二级板式换热器对果汁降温，用过柱后果汁循环作为一级换热介质对超滤后果汁降温，二级换热使用冷水降温，进柱前果汁温度降至30℃，果汁过柱流速4BV/h，过柱60BV后取样检测：色值94；棒曲霉素未检出；有机磷农残未检出。过柱80BV后取样检测：色值88；棒曲霉素12μg/L；有机磷农残：6.1ppb。
实施例7
实施例2中同样的果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，在树脂柱前使用二级板式换热器对果汁降温，用过柱后果汁循环作为一级换热介质对超滤后果汁降温，二级换热使用冷水降温，进柱前果汁温度降至25℃，果汁过柱流速4BV/h，过柱60BV后取样检测：色值93；棒曲霉素1.1μg/L；有机磷农残未检出。过柱80BV后取样检测：色值87；棒曲霉素12μg/L；有机磷农残：5.8ppb。
实施例8
实施例2中同样的果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，在树脂柱前使用二级板式换热器对果汁降温，用过柱后果汁循环作为一级换热介质对超滤后果汁降温，二级换热使用冷水降温，进柱前果汁温度降至15℃，果汁过柱流速4BV/h，过柱60BV后取样检测：色值94；棒曲霉素1.5μg/L；有机磷农残未检出。过柱80BV后取样检测：色值88；棒曲霉素14μg/L；有机磷农残：5.7ppb。
实施例9
实施例2中同样的果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，在树脂柱前使用二级板式换热器对果汁降温，用过柱后果汁循环作为一级换热介质对超滤后果汁降温，二级换热使用冷水降温，进柱前果汁温度降至30℃，果汁过柱流速0.1BV/h，过柱60BV后取样检测：色值95；棒曲霉素未检出；有机磷农残未检出。过柱80BV后取样检测：色值92；棒曲霉素6μg/L；有机磷农残：4.5ppb。
实施例10
实施例2中同样的果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，在树脂柱前使用二级板式换热器对果汁降温，用过柱后果汁循环作为一级换热介质对超滤后果汁降温，二级换热使用冷水降温，进柱前果汁温度降至30℃，果汁过柱流速1BV/h，过柱60BV后取样检测：色值95；棒曲霉素未检出；有机磷农残未检出。过柱80BV后取样检测：色值89；棒曲霉素9.3μg/L；有机磷农残：5.8ppb。
实施例11
实施例2中同样的果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，在树脂柱前使用二级板式换热器对果汁降温，用过柱后果汁循环作为一级换热介质对超滤后果汁降温，二级换热使用冷水降温，进柱前果汁温度降至30℃，果汁过柱流速3BV/h，过柱60BV后取样检测：色值94；棒曲霉素未检出；有机磷农残未检出。过柱80BV后取样检测：色值87；棒曲霉素11μg/L；有机磷农残：6.0ppb。
实施例12
实施例2中同样的果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，在树脂柱前使用二级板式换热器对果汁降温，用过柱后果汁循环作为一级换热介质对超滤后果汁降温，二级换热使用冷水降温，进柱前果汁温度降至30℃，果汁过柱流速5BV/h，过柱60BV后取样检测：色值92；棒曲霉素1.4μg/L；有机磷农残0.2ppb。过柱80BV后取样检测：色值85；棒曲霉素17μg/L；有机磷农残：8.7ppb。
实施例13
实施例2中同样的果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，在树脂柱前使用二级板式换热器对果汁降温，用过柱后果汁循环作为一级换热介质对超滤后果汁降温，二级换热使用冷水降温，进柱前果汁温度降至30℃，果汁过柱流速7BV/h，过柱60BV后取样检测：色值91；棒曲霉素3.7μg/L；有机磷农残1.6ppb。过柱75BV后取样检测：色值82；棒曲霉素21μg/L；有机磷农残：12.3ppb。
实施例14
实施例2中同样的果汁生产线，超滤后果汁温度55℃，在树脂柱前使用二级板式换热器对果汁降温，用过柱后果汁循环作为一级换热介质对超滤后果汁降温，二级换热使用冷水降温，进柱前果汁温度降至30℃，果汁过柱流速30BV/h，过柱60BV后取样检测：色值78；棒曲霉素23.1μg/L；有机磷农残16.9ppb。过柱70BV后取样检测：色值71；棒曲霉素43μg/L；有机磷农残：53ppb。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (2)
1.一种提高树脂对果汁处理能力的装置，所述装置包括超滤设备和树脂柱，其特征在于：在超滤设备和树脂柱之间设置有换热器，所述换热器上游连接超滤设备，换热器下游连接树脂柱；所述换热器由一级换热装置和二级换热装置串联而成；一级换热装置的冷却介质为通过树脂柱后的果汁；二级换热装置的冷却介质为冷凝水；所述一级换热装置连接蒸发器。
2.如权利要求1所述的提高树脂对果汁处理能力的装置，其特征在于：所述换热器为板式换热器、列管式换热器、套管式换热器、或盘管式换热器中的一种或几种。
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