CN102972800A - 咸蛋清微波与真空超滤一体化脱盐的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
咸蛋清微波与真空超滤一体化脱盐的装置及其方法，属于农副产品深加工技术领域。本发明由微波真空腔体、微波源、超滤管、固定板、温度表、真空表、水循环真空泵、蛋清输送泵、控制面板、蛋清贮罐及卸料阀构成。超滤管是咸蛋清超滤及流动的通道。微波源均匀分布在微波真空腔体四周，超滤管均匀安装在微波真空腔体内，两端由固定板固定。蛋清贮罐连接微波真空腔体内超滤管出口。蛋清输送泵安装在微波真空腔体底部，并通过管道与超滤管进口及蛋清贮罐连接。水循环真空泵通过管道与微波真空腔体下部连接。微波功率、蛋清液温度及微波真空腔体内真空度由控制面板自动调节。该装置可实现咸蛋清在真空条件下微波处理、超滤、流动，达到咸蛋清高效、保质脱盐的目的，每小时处理咸蛋清100-500kg,咸蛋清脱盐率达到98%以上，脱盐周期小于1h，降低了大规模生产的成本。
Description
技术领域
咸蛋清微波与真空超滤一体化脱盐的装置及其方法，属于农副产品深加工技术领域，涉及农副产品高值化综合利用。
背景技术
随着养禽业的快速发展，我国禽蛋加工生产也逐渐发展壮大，产品主要分为再制蛋和蛋制品两类。其中：再制蛋主要品种有咸蛋、松花蛋、糟蛋等，蛋制品主要有冰蛋黄、冰蛋白、全蛋粉、蛋白粉、蛋黄酱、蛋饮料等。我国既是禽蛋生产大国，又是消费大国，禽蛋是除猪肉外的第二大蛋白质消费品，据统计，我国每年生产咸蛋在200万吨以上，除供国内销售外，一部分咸蛋加工产品还走出国门，远销美国、日本、新加坡等许多国家和地区，成为我国著名的土特产之一。从1985年，中国禽蛋产量已连续二十多年居世界第一位。据有关统计数据显示，2008年我国禽蛋产量为2638万吨，比上年增长4.3%。2008年1-12月份，中国出口蛋品总额为13035.9万美元，同比增长42.8%，其中蛋制品为5017.8万美元，同比增长52.5%。
我国90%的鸭蛋以咸鸭蛋制品消费，其中咸鸭蛋蛋黄由于其优良的质地及风味而倍受人们青睐，主要用于制作月饼、蛋糕、蛋黄包等中式食品的原料。而作为咸蛋黄加工的副产品-在咸鸭蛋中质量分数占54.73%的咸鸭蛋清，由于含盐量高达7%-12%，未能合理利用，并且腥异味强烈, 不宜直接利用, 因而常作为废弃物处理。
张慜、王玉川等公开了一种咸蛋清高效脱盐及干燥制备脱盐蛋白粉的方法（专利申请号：201210087344.1）.该专利以咸蛋黄生产的副产物咸蛋清为原料，过滤、加水混合，超声波及真空渗透联合脱盐处理，咸蛋清脱盐率达到95%以上。本专利采用微波真空超滤一体化脱盐，实现高效、低温、保质脱盐，咸蛋清脱盐率高于98%。-
华南农业大学公开了一种咸蛋清脱盐方法（201010510484.6 ），该专利以咸蛋黄生产的副产物咸蛋清为原料，经过滤、巴氏杀菌、pH值调节至蛋白质等电点后，加热保凝、水洗和离心脱盐、调pH值促进蛋白质复性溶解、杀菌处理，得到脱盐咸蛋清，其脱盐率不低于92％。本专利采用微波真空超滤一体化脱盐，实现高效、低温、保质脱盐，咸蛋清脱盐率高于98%。
华南理工大学公开了一种咸蛋清高效脱盐制备高起泡性蛋清粉的方法（201010206673.4）。该专利脱盐采取利用蛋清高温变性沉淀原理，即咸蛋清与水混合，调节pH值至2.5～4.0，加热处理，调节pH值至5.6～7.5，过滤得沉淀物；取沉淀物与水混合，匀浆，过滤得沉淀物。本专利采用微波真空超滤一体化脱盐，实现高效、低温、保质脱盐，咸蛋清脱盐率高于98%。
四川大学公开了一种咸蛋清高效脱盐装置及其脱盐方法（专利申请号：201110439031.3）。该专利脱盐装置将咸蛋清加水稀释至14～20wt％，通过输送泵将稀释咸蛋清输送到多个并联的超滤组件，并通过多个并联的超滤组件使蛋清循环进行脱盐。该专利咸蛋清脱盐工序中没有采用任何预处理，并且是正压条件下脱盐，容易带来超滤膜污染，脱盐效率低。本专利采用微波真空超滤一体化脱盐，实现高效、低温、保质脱盐，咸蛋清脱盐率高于98%。
集美大学公开了一种咸鸭蛋蛋清脱盐装置（专利申请号：201210178236.5）。该发明该专利脱盐装置将咸蛋清均质处理后，通过螺杆输送泵将均质处理后咸蛋清输送到超滤组件进行脱盐。该专利咸蛋清脱盐工序中采用高速剪切预处理，及正压条件下脱盐，容易带来蛋清变性及超滤膜污染，脱盐效率低。本专利采用微波真空超滤一体化脱盐，实现高效、低温、保质脱盐，咸蛋清脱盐率高于98%。
谭先铸公开了一种咸蛋清脱盐浓缩设备（申请号：201120323261.9）。该专利脱盐装置通过输送泵将咸蛋清从物料存储装置输送到超滤膜组件，循环进行咸蛋清脱盐。该专利咸蛋清脱盐工序中没有采用任何预处理，并且是正压条件下脱盐，容易带来超滤膜污染，脱盐效率低。本专利采用微波真空超滤一体化脱盐，实现高效、低温、保质脱盐，咸蛋清脱盐率高于98%。
皮钰珍，贺亮，李佳音利用响应面法优化咸蛋清脱盐工艺。该研究采用截留分子量为10000的PS膜对咸蛋清进行超滤脱盐，利用响应面法进行优化分析,得出咸蛋清脱盐最佳工艺条件：超滤时间31 min，pH 7.7，稀释倍数12，压强0.48MPa，该条件下的脱盐率为62.63%，蛋白质损失率为5.3%。本专利采用微波真空超滤一体化脱盐，实现高效、低温、保质脱盐，咸蛋清脱盐率高于98%。
李晶晶，郑建仙研究了咸蛋蛋清液除腥脱盐的工艺，考察了不同脱腥方法对蛋清液腥异味的去除效果，并对脱腥后蛋清液的正压超滤脱盐工艺进行了研究。本专利采用微波真空超滤一体化脱盐，实现高效、低温、保质脱盐，咸蛋清脱盐率高于98%。
总之，用于咸蛋清的微波真空超滤一体化高效脱盐的装置与方法，在国内外未见报导。
发明内容
本发明提供了一种咸蛋清在真空条件下微波处理、超滤、流动一体化高效、保质脱盐的装置及方法。
本发明的技术方案：一种用于咸蛋清微波与真空超滤一体化脱盐的装置，包括：微波真空腔体1、微波源2、超滤管3、超滤管固定板6、温度表7、真空表8、水循环真空泵9、蛋清输送泵10、控制面板11、蛋清贮罐12、放料阀13。微波源2按螺旋方式均匀分布在微波真空腔体1四周，超滤管3均匀安装在微波真空腔体1内，超滤管3两端由超滤管固定板6固定。超滤管3是咸蛋清4超滤及流动的通道。蛋清贮罐12连接微波真空腔体1内超滤管3出口。蛋清输送泵10的出口通过管道与微波真空腔体1底部超滤管3进口连接，蛋清输送泵10进口通过管道与蛋清贮罐12连接。水循环真空泵9通过管道与微波真空腔体1底部超滤水溶液5连接。蛋清液温度由温度表7显示，微波真空腔体1内真空度由真空表8显示，微波功率、蛋清液温度及腔体的真空度由控制面板11控制及调节。
微波源3在微波真空腔体1垂直方向按照螺旋方式布置，数量为3-20个。微波功率根据物料设定温度曲线由控制面板11自动连续跟踪调节，在控制面板11上显示温度误差控制在±1℃。
超滤管3在微波真空腔体1内垂直方向排列，数量为3-10个。超滤管3管内径为10-100mm，截留分子量为5-30kDa，管道材质采用微波吸收率低、热稳定性和化学稳定性能良好，同时具有优良的成膜性能、食品级聚砜类材料制作。
咸蛋清在超滤过程中在微波真空腔体1上一周均分设有四个观察窗，可以观察到微波真空腔体1内的变化状态。
微波真空腔体1内真空压力波动范围为5-100kPa。
所述装置用于咸蛋清微波真空超滤一体化高效脱盐的方法，微波源2按照螺旋方式均匀分布在微波真空腔体1四周，微波功率由控制面板11调节；超滤管3均匀安装在微波真空腔体1内，超滤管3两端由超滤管固定板6固定，超滤管3是咸蛋清超滤及流动的通道，超滤管3出口与蛋清贮罐12连接，超滤管进口与蛋清输送泵10连接；水循环真空泵9通过管道与微波真空腔体1底部连接，微波真空腔体1内真空度由控制面板11控制及调节。该装置可实现咸蛋清在真空条件下微波处理、超滤、流动，达到咸蛋清高效、保质脱盐的目的。
咸蛋清中与蛋白分子结合的钠离子在微波场的作用下快速运动，并脱离蛋白质分子进入水中，并与水进一步结合，在超滤管内外压差的作用下，从超滤管内向微波真空腔体1中渗透，通过真空泵8排出。同时，咸蛋清中极性大分子蛋白在微波作用下高速运动、相互碰撞，导致大蛋白质分子链断裂，有效地减少超滤膜污染。由于咸蛋清在真空条件下微波处理、超滤、流动，可实现咸蛋清高效、低温、保质脱盐。
本发明的有益效果：
1、脱盐率高：由于咸蛋清在真空条件下微波处理、超滤、流动，可实现咸蛋清高的脱盐率，咸蛋清脱盐率达到98%以上。
2、效率高、成本低：由于咸蛋清在脱盐过程中不断地进行微波处理、流动，与传统未处理咸蛋清及正压脱盐方式相比咸蛋清脱盐速度快，效率高、成本低。
3、投资小、操作方便：由于咸蛋清在真空条件下微波处理、超滤、流动，可实现咸蛋清高效、低温、保质脱盐。超滤管道采用微波吸收率低、热稳定性和化学稳定性能良好，同时具有优良的成膜性能、食品级聚砜类材料制作，省去传统庞大及复杂脱盐工艺与设备、材料等，所以投资小，使用操作方便。
附图说明
图1 为本专利的微波真空超滤脱盐装置示意图：1.微波真空腔体，2.微波源，3.超滤管，4.咸蛋清，5.水溶液，6.超滤管固定板，7.温度表，8.真空表，9.水循环真空泵，10.蛋清输送泵，11.控制面板，12.蛋清贮罐，13.卸料阀。
图2 超滤管分布截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地描述。
如图1所示，一种用于咸蛋清微波与真空超滤一体化脱盐的装置，包括：微波真空腔体1、微波源2、超滤管3、超滤管固定板6、温度表7、真空表8、水循环真空泵9、蛋清输送泵10、控制面板11、蛋清贮罐12、卸料阀13。微波源2按螺旋方式均匀分布在微波真空腔体1四周。超滤管3均匀安装在微波真空腔体1内，超滤管3两端由超滤管固定板6固定，超滤管3是咸蛋清4超滤及流动的通道。蛋清输送泵10通过管道将蛋清贮罐12内的咸蛋清输送到微波真空腔体1底部超滤管3进口，微波真空腔体1内超滤管3出口与蛋清贮罐12连接。水循环真空泵9通过管道与微波真空腔体1底部超滤水溶液5连接。蛋清液温度由温度表7显示，微波真空腔体1内真空度由真空表8显示，蛋清液温度、微波功率及真空度由控制面板11控制及调节。咸蛋清脱盐结束后，打开卸料阀13，取出脱盐蛋清。
本发明采用咸蛋清在真空条件下微波处理、超滤、流动一体化，具有脱盐效率高、保质、投资少、成本低优点。
实施例1、咸鸭蛋蛋清微波真空超滤一体化高效脱盐方法
将含盐量8%-10%的咸鸭蛋蛋清液原料，用不锈钢或白纱布过滤，除去蛋壳等杂质，按照咸蛋清与水1︰10的比例加入去离子水均匀混合，放入蛋清贮罐12内。超滤管3选择截留分子量为10kDa的超滤膜。开启蛋清输送泵10及水循环真空泵9，当真空表8达到10kPa时，开启微波源2。蛋清液在脱盐过程中每隔1分钟记录温度表7的温度值。控制面板11根据设定参数自动调整微波功率、蛋清液温度及真空度，真空度范围控制在10-15kPa，蛋清液最高温度控制在38℃。设定脱盐时间（40min）结束后，打开卸料阀13，脱盐鸭蛋蛋清从蛋清贮罐12中排出。
实施例2、咸鸡蛋清微波真空超滤一体化高效脱盐方法
将含盐量5%-8%的咸鸡蛋蛋清液原料，用不锈钢或白纱布过滤，除去蛋壳等杂质，按照咸蛋清与水1︰8的比例加入去离子水均匀混合，放入蛋清贮罐12内。超滤管3选择截留分子量为20kDa的超滤膜。开启蛋清输送泵10及水循环真空泵9，当真空表8达到15kPa时，开启微波源2。咸鸡蛋蛋清液在脱盐过程中每隔1分钟记录温度值。控制面板11根据设定参数自动调整微波功率、蛋清液温度及真空度，真空度范围控制在15-18kPa，蛋清液最高温度控制在40℃。设定脱盐时间（30min）结束后，打开卸料阀13，脱盐鸡蛋蛋清从蛋清贮罐12中排出。
Claims (7)
1.咸蛋清微波与真空超滤一体化脱盐的装置，其特征在于本装置由微波真空腔体（1）、微波源（2）、超滤管（3）、超滤管固定板（6）、温度表（7）、真空表（8）、水循环真空泵（9）、蛋清输送泵（10）、控制面板（11）、蛋清贮罐（12）和卸料阀（13）构成；微波源（2）按螺旋方式均匀分布在微波真空腔体（1）四周，超滤管（3）均匀安装在微波真空腔体（1）内，超滤管（3）两端由超滤管固定板（6）固定；
超滤管（3）是咸蛋清（4）超滤及流动的通道；蛋清贮罐（12）连接微波真空腔体（1）内超滤管（3）出口；
蛋清输送泵（10）的出口通过管道与微波真空腔体（1）底部超滤管（3）进口连接，蛋清输送泵（10）进口通过管道与蛋清贮罐（12）连接；水循环真空泵（9）通过管道与微波真空腔体（1）底部超滤水溶液（5）连接；蛋清液温度由温度表（7）显示，微波真空腔体（1）内真空度由真空表（8）显示，微波功率、蛋清液温度及腔体的真空度由控制面板（11）控制及调节。
2.根据权利要求1所述的咸蛋清微波与真空超滤一体化脱盐的装置，其特征在于：微波源（2）在微波真空腔体（1）上垂直方向按照螺旋方式布置，数量为3-20个。
3.根据权利要求1所述的咸蛋清微波与真空超滤一体化脱盐的装置，其特征在于：微波功率根据物料设定温度曲线由控制面板（11）自动连续跟踪调节，在控制面板（11）上显示温度误差控制在±1℃。
4.根据权利要求1所述的咸蛋清微波与真空超滤一体化脱盐的装置，其特征在于：超滤管（3）在微波真空腔体（1）内垂直方向排列，数量为3-10个，超滤管（3）管内径为10-100mm，截留分子量为5-30kDa，管道材质采用微波吸收率低、热稳定性和化学稳定性能良好，同时具有优良的成膜性能、食品级聚砜类材料制作。
5.根据权利要求1所述的咸蛋清微波与真空超滤一体化脱盐的装置，其特征在于：咸蛋清在超滤过程中在微波真空腔体（1）上一周均分设有四个观察窗，观察到微波真空腔体（1）内的变化状态。
6.根据权利要求1所述的咸蛋清微波与真空超滤一体化脱盐的装置，其特征在于：微波真空腔体（1）内真空压力范围为5-100kPa。
7.权利要求1所述装置用于咸蛋清脱盐的方法，其特征在于微波源（2）按照螺旋方式均匀分布在微波真空腔体（1）四周，微波功率由控制面板调节；超滤管（3）均匀安装在微波真空腔体（1）内，超滤管（3）两端由超滤管固定板（6）固定，超滤管（3）是咸蛋清超滤及流动的通道，超滤管（3）出口通过管道与蛋清贮罐（12）连接，超滤管（3）进口与蛋清输送泵（10）连接；水循环真空泵（9）通过管道与微波真空腔体（1）底部连接，微波真空腔体（1）内真空度及蛋清液温度由控制面板控制及调节；
该装置可实现咸蛋清在真空条件下微波处理、超滤、流动，达到咸蛋清高效、保质脱盐的目的。
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