CN104472664A - 真空-蒸汽脉动烫漂设备及利用该设备进行烫漂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农产品加工领域，具体涉及一种真空-蒸汽脉动烫漂设备及利用该设备进行烫漂的方法。一种真空-蒸汽脉动烫漂设备，包括固定机架(20)，还包括烫漂罐体(13)、真空发生系统、蒸汽发生系统和自动控制系统；与现有的连续蒸汽烫漂设备相比，采用脉动式真空烫漂技术可以大幅度地提高烫漂效率、减小水资源的用量、减少烫漂成本、缩短后期的干燥时间。本发明可适用于食品、生物制品和药品的烫漂。
Description
技术领域
本发明属于农产品加工领域，具体涉及一种真空-蒸汽脉动烫漂设备及利用该设备进行烫漂的方法。
背景技术
烫漂是将经过适当处理的新鲜果蔬原料在较高温度的热水或蒸汽中进行加热处理的过程。烫漂可以有效地使果蔬中引起变色和变味的酶失活，从而抑制加工过程中酶促反应的发生；并且还可以促使果蔬细胞内原生质变性，增加细胞膜通透性，有利于水分蒸发，缩短干燥时间。
目前,热水烫漂和蒸汽烫漂是果蔬烫漂工艺中主要采用的两种方式。热水烫漂是将果蔬放在水温通常在90～100℃的热水中加热一段时间，使其中的酶失活的一种烫漂方法。虽然热水烫漂操作简单、成本低，但是热水烫漂时果蔬中的部分营养成分由于渗透和扩散而流失到水中(Xiao,H.W.,Yao,X.D.,Lin,H.,Yang,W.X.,Meng,J.S,&Gao,Z.J.Effect of SSB(superheated steam blanching)time and dryingtemperature on hot air impingement drying kinetics and quality arributes ofyam slices.Journal of Food Process Engineering,2014)。这样，一方面会导致大量水资源的浪费，另一方面果蔬烫漂后的水中含有大量的营养物质。这些营养物质会使水中生物耗氧量、化学耗氧量和可溶性固形物的增加(Ralls,J.W.,&Mercer,W.Low Water Volume EnzymeDeactivation of Vegetables Before Preservation.1973)。因此热水烫漂加工后的水如果不经处理直接排放必然引起水体富营养化。蒸汽烫漂不仅可以避免大量的水资源浪费，还可以更好地减少果蔬营养物质的流失。但物料烫漂均匀性差和一次加工量小是目前蒸汽烫漂中遇到的两个突出问题。
中国专利200420066367.5公开的滚筒式连续蒸汽烫漂机，该烫漂机螺旋板的旋转作用可以使物料在从进口移动到出料口的同时，对物料进行翻转，以实现均匀烫漂的效果。但加入螺旋板后，物料，尤其是茎叶类物料，在前移的时候可能会被划伤，导致营养物质大量流失，而且螺旋板和旋转轴的体积较大，限制了装料量。此外，该烫漂机并没有除去烫漂室内的冷空气，通入的蒸汽会发生冷凝放热，因此蒸汽不能均匀地充满整个烫漂室，靠近蒸汽进口的物料相对于远离进口处的物料温度上升快，均匀性难以保证。
真空脉动技术是指某个密闭容器内的压力在真空与某个压力值之间循环变化的一种动态过程。在医学消毒领域中的脉动真空压力灭菌的研究指出，空气没有排除的情况下，通入蒸汽灭菌后，灭菌室内上、中、下各个位置的温度差别是很大的；排出空气再通入蒸汽后，灭菌室的温度不仅可以在较短的时间内上升到灭菌所需要的温度，还可以使灭菌物体周围和中心的温度快速并几乎同时上升到较高的温度(孙瑞荣.脉动真空压力蒸汽灭菌器[J].中国消毒学杂志,1988,(4).)。而烫漂就是将热量传递给物料使其快速上升到灭酶所需要的温度，使酶因蛋白质变性而失活的过程，现有的蒸汽烫漂就是将蒸汽直接通入到烫漂室内进行烫漂的，鉴于脉动真空压力灭菌的研究结论可知，由于冷空气的存在，烫漂室内的温度不能很快地升高，各个位置的温度与其周围的温度差别也一定会很大。尤其是在一次加工物料量较厚的情况下，蒸汽由于空气的阻隔无法穿透物料，使物料中心部位的温度与其周围的温度差别非常明显。由此可见，烫漂室内冷空气的存在是导致烫漂不均匀的主要原因之一。烫漂之前排除烫漂室内的冷空气之后再通入蒸汽，由于压差的存在蒸汽会迅速的充满整个烫漂室，使高温的蒸汽与物料直接耦合，从而使烫漂室内各处的物料温度均匀快速地上升。因此，将真空脉动技术应用于蒸汽烫漂设备中，有助于提高烫漂均匀性，提高生产效率。
发明内容
本发明的目的是针对传统蒸汽烫漂在加工批量物料时存在的蒸汽无法穿透较厚的物料层、漂烫不均匀、热量利用效率低等问题，将真空-蒸汽脉动技术应用到蒸汽烫漂，提供一种真空-蒸汽脉动烫漂设备。
本发明的另一目的是提供一种使用真空-蒸汽脉动烫漂设备进行烫漂的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种真空-蒸汽脉动烫漂设备，包括固定机架20，所述真空-蒸汽脉动烫漂设备包括烫漂罐体13、真空发生系统、蒸汽发生系统和自动控制系统；其中，
所述真空发生系统包括水环真空泵17、连接真空电磁阀16和抽真空管路14；
所述蒸汽发生系统包括蒸汽发生器1、蒸汽输送管道2、蒸汽发生器球阀3以及蒸汽电磁阀4；
所述自动控制系统包括温度传感器9、耐高温压力传感器11和控制器19；其中，
烫漂罐体13固定于固定机架20上，左侧通过蒸汽输送管路2连接蒸汽发生器1，右侧通过抽真空管路14连接水环真空泵17；烫漂罐体13上端连接烫漂罐体上盖12；烫漂罐体13底部连接冷凝水电磁阀18；蒸汽输送管路2上连接有蒸汽发生器球阀3和蒸汽电磁阀4；抽真空管路14上连接有泄压电磁阀15和真空电磁阀16；烫漂罐体上盖12安装温度传感器9、耐高温压力传感器11和安全阀10；冷凝水电磁阀18下放置蓄水装置21；烫漂罐体13内部安装有料篮支架5，料篮6放置于料篮支架5上，物料7放置于料篮6中；控制器19安装于固定机架20上。
所述料篮6为圆柱形。
所述料篮6沿径向具有一个或者多个烫漂区域。
所述温度传感器9插入到物料7的内部。
一种利用真空-蒸汽脉动烫漂设备进行烫漂的方法，
a、预热蒸汽发生器1，使蒸汽发生器1的绝对压力达到0.2～0.4MPa；
b、打开蒸汽发生器球阀3和蒸汽电磁阀4，向烫漂罐体13内通入蒸汽1～3min，使烫漂罐体13内的温度上升到60～90℃；
c、将物料7放入料篮6内；
d、启动真空发生系统，当烫漂罐体13内真空度达到0MPa～0.01MPa之间的某个选定值时，保持时间5～60s；
e、向烫漂罐体13内通入蒸汽，当绝对压力达到0.1～0.2MPa之间某个选定值时，保持时间5～60s；
f、步骤d和步骤e为一个真空-蒸汽脉动烫漂脉动周期，循环所述真空-蒸汽脉动烫漂脉动周期3～20次；
g、取出物料7，使用60～80℃的热风干燥至安全含水率。
本发明的有益效果在于：
采用真空-蒸汽脉动烫漂方法，相比于现有的蒸汽烫漂设备具有以下优点：
1.真空阶段排出了烫漂室内和物料内部的空气，减小了热阻。通入一定压力的蒸汽后，烫漂室内各处温度迅速均匀地上升，物料内部的温度可以迅速上升至60～90℃，保证了被烫漂物料的均匀性和灭酶的效果，有利于缩短干燥时间；
2.烫漂罐体内使用圆柱形的料篮，可以堆积放置物料，省去了输送搅拌等机械装置，罐体可以容纳更多的物料；
3.与现有的连续蒸汽烫漂设备相比，采用脉动式真空烫漂技术可以大幅度地提高烫漂效率，减小水资源的用量，减少烫漂成本，缩短后期的干燥时间。本发明可适用于食品、生物制品和药品的烫漂。
附图说明
图1为本发明真空-蒸汽脉动烫漂设备的结构示意图。
图2为本发明真空-蒸汽脉动烫漂设备的料篮沿径向划分为3个烫漂区域时的结构示意图。
图3为本发明真空-蒸汽脉动烫漂设备的料篮沿径向划分为4个烫漂区域时的结构示意图。
图4为本发明真空-蒸汽脉动烫漂设备的料篮沿径向划分为5个烫漂区域时的结构示意图。
附图标记：
1.蒸汽发生器 2.蒸汽输送管路 3.蒸汽发生器球阀
4.蒸汽电磁阀 5.料篮支架 6.料篮
7.物料 8.螺钉 9.温度传感器
10.安全阀 11.耐高温压力传感器 12.烫漂罐体上盖
13.烫漂罐体 14.抽真空管路 15.泄压电磁阀
16.真空电磁阀 17.水环真空泵 18.冷凝水电磁阀
19.控制器 20.固定机架 21.蓄水装置
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，真空-蒸汽脉动烫漂设备包括烫漂罐体13、真空发生系统、蒸汽发生系统和自动控制系统。
烫漂罐体13固定于固定机架20上，左侧通过蒸汽输送管路2连接蒸汽发生器1；右侧通过抽真空管路14连接水环真空泵17。烫漂罐体13上端通过螺钉8连接烫漂罐体上盖12；烫漂罐体13底部连接冷凝水电磁阀18。蒸汽输送管路2上连接有蒸汽发生器球阀3和蒸汽电磁阀4；抽真空管路14上连接有泄压电磁阀15和真空电磁阀16。烫漂罐体上盖12安装温度传感器9、耐高温压力传感器11和安全阀10。冷凝水电磁阀18下放置蓄水装置21。烫漂罐体13内部固定安装有料篮支架5，料篮6放置于料篮支架5上，料篮6为圆柱形，并具有分区，物料7放置于料篮6中。
真空发生系统包括水环真空泵17、连接真空电磁阀16和抽真空管路14。
蒸汽发生系统包括蒸汽发生器1、蒸汽输送管道2、蒸汽发生器球阀3以及蒸汽电磁阀4。
自动控制系统包括温度传感器9、耐高温压力传感器11和控制器19。温度传感器9插入到物料7的内部，温度范围在50～100℃；耐高温压力传感器11检测绝对压力范围在0～0.3MPa,控制器19安装于固定机架20上。
使用真空-蒸汽脉动烫漂设备的进行烫漂的方法，包括以下步骤：
a、预热蒸汽发生器1，使蒸汽发生器1的绝对压力达到0.2～0.4MPa；
b、打开蒸汽发生器球阀3和蒸汽电磁阀4，向烫漂罐体13内通入蒸汽1～3min，使烫漂罐体13内的温度上升到60～90℃；
c、将物料7放入料篮6内；
d、启动真空发生系统，当烫漂罐体13内真空度达到0MPa～0.01MPa之间的某个选定值时，保持时间5～60s；
e、向烫漂罐体13内通入蒸汽，当绝对压力达到0.1～0.2MPa之间某个选定值时，保持时间5～60s(改变真空度是由真空电磁阀16和耐高温压力传感器11通过控制器19实现控制；真空度的保持由控制器19中的时钟开关和真空电磁阀16实现控制；蒸汽烫漂的压力通过蒸汽电磁阀4和耐高温压力传感器11通过控制器19实现控制；蒸汽烫漂压力的保持通过蒸汽电磁阀4和控制器19中的时钟开关实现控制)；
f、步骤d和步骤e为一个真空-蒸汽脉动烫漂脉动周期，循环所述真空-蒸汽脉动烫漂脉动周期3～20次；
g、取出物料7，使用60～80℃的热风干燥至安全含水率。
实施例1：
使用真空-蒸汽脉动烫漂设备烫漂鲜百合。
在本实施例中，料篮6沿径向分为3个烫漂区域，如图2所示。
用真空-蒸汽脉动式烫漂设备烫漂鲜百合的方法如下：
a、开启蒸汽发生装置1，使蒸汽发生器1的绝对压力达到0.4MPa；
b、打开蒸汽发生器球阀3和蒸汽电磁阀4，向烫漂罐体13内通入蒸汽2min，使烫漂罐体13的温度上升至80℃；
c、将新鲜的百合(湿基含水率约为71％左右)去根，掰片，清洗，挑选色泽亮白、组织鲜嫩、新鲜无腐烂、大小一致的百合，放入料篮6内；
d、启动真空发生系统，当烫漂罐体13内真空度达到0.005MPa时，保持时间10s；
e、向烫漂罐体13内通入蒸汽，当绝对压力达到0.12MPa时，保持时间30s；
f、步骤d和步骤e为一个真空-蒸汽脉动烫漂脉动周期，循环所述真空-蒸汽脉动烫漂脉动周期3次；
g、取出百合，用60℃热风干燥处理。
试验结果表明，不同位置的百合所需干燥至目标含水率13％所需时间基本一致，约为11h。干燥后的产品色泽明亮，明亮值(L*)为81.7。而使用连续烫漂工艺烫漂，远离蒸汽进口处的百合所需要的热风干燥时间比靠近蒸汽进口处的百合干燥时间多2～3h，约为14h，均匀性较差。
实施例2：
使用真空-蒸汽脉动烫漂设备烫漂葡萄。
在本实施例中，料篮6沿径向分为4个烫漂区域，如图3所示。
用真空-蒸汽脉动式烫漂葡萄的方法如下：
a、开启蒸汽发生装置1，使蒸汽发生器1的绝对压力达到0.4MPa；
b、打开蒸汽发生器球阀3和蒸汽电磁阀4，向烫漂罐体13内通入蒸汽3min，使烫漂罐体13的温度上升至90℃；
c、将经过清洗和晾制的一定量的无核白葡萄(湿基含水率为79％左右)放入料篮6内；
d、启动真空发生系统，当烫漂罐体13内真空度达到0.01MPa时，保持时间15s；
e、向烫漂罐体13内通入蒸汽，当绝对压力达到0.14MPa时，保持时间15s；
f、步骤d和步骤e为一个真空-蒸汽脉动烫漂脉动周期，循环所述真空-蒸汽脉动烫漂脉动周期6次；
e、取出无核白葡萄，再用70℃热风干燥处理。
试验结果表明，不同位置的无核白葡萄干燥至20％含水率所需时间基本一致约为15h，干燥后的葡萄色泽为黄绿色。此方法相比于连续烫漂节约蒸汽大约30％并且均匀性良好，而不经烫漂直接干燥的葡萄大约需要30h。
上述的实施例中，料篮6沿径向分为3个或者4个烫漂区域，在实际生产中，料篮6也可以为一个烫漂区域，还可以分为5个烫漂区域，如图4所示。
最后所应说明的是：以上实例仅用于说明而并非限制本发明的技术法案，尽管参照上述实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或者局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种真空-蒸汽脉动烫漂设备，包括固定机架(20)，其特征在于：所述真空-蒸汽脉动烫漂设备包括烫漂罐体(13)、真空发生系统、蒸汽发生系统和自动控制系统；其中，
所述真空发生系统包括水环真空泵(17)、连接真空电磁阀(16)和抽真空管路(14)；
所述蒸汽发生系统包括蒸汽发生器(1)、蒸汽输送管道(2)、蒸汽发生器球阀(3)以及蒸汽电磁阀(4)；
所述自动控制系统包括温度传感器(9)、耐高温压力传感器(11)和控制器(19)；其中，
烫漂罐体(13)固定于固定机架(20)上，左侧通过蒸汽输送管路(2)连接蒸汽发生器(1)，右侧通过抽真空管路(14)连接水环真空泵(17)；烫漂罐体(13)上端连接烫漂罐体上盖(12)；烫漂罐体(13)底部连接冷凝水电磁阀(18)；蒸汽输送管路(2)上连接有蒸汽发生器球阀(3)和蒸汽电磁阀(4)；抽真空管路(14)上连接有泄压电磁阀(15)和真空电磁阀(16)；烫漂罐体上盖(12)安装温度传感器(9)、耐高温压力传感器(11)和安全阀(10)；冷凝水电磁阀(18)下放置蓄水装置(21)；烫漂罐体(13)内部安装有料篮支架(5)，料篮(6)放置于料篮支架(5)上，物料(7)放置于料篮(6)中；控制器(19)安装于固定机架(20)上。
2.一种如权利要求1所述的真空-蒸汽脉动烫漂设备，其特征在于：所述料篮(6)为圆柱形。
3.一种如权利要求2所述的真空-蒸汽脉动烫漂设备，其特征在于：所述料篮(6)沿径向具有一个或者多个烫漂区域。
4.一种如权利要求1所述的真空-蒸汽脉动烫漂设备，其特征在于：所述温度传感器(9)插入到物料(7)的内部。
5.一种利用权利要求1至4之一所述的真空-蒸汽脉动烫漂设备进行烫漂的方法，其特征在于：
a、预热蒸汽发生器(1)，使蒸汽发生器(1)的绝对压力达到0.2～0.4MPa；
b、打开蒸汽发生器球阀(3)和蒸汽电磁阀(4)，向烫漂罐体(13)内通入蒸汽1～3min，使烫漂罐体(13)内的温度上升到60～90℃；
c、将物料(7)放入料篮(6)内；
d、启动真空发生系统，当烫漂罐体(13)内真空度达到0MPa～0.01MPa之间的某个选定值时，保持时间5～60s；
e、向烫漂罐体(13)内通入蒸汽，当绝对压力达到0.1～0.2MPa之间某个选定值时，保持时间5～60s；
f、步骤d和步骤e为一个真空-蒸汽脉动烫漂脉动周期，循环所述真空-蒸汽脉动烫漂脉动周期3～20次；
g、取出物料(7)，使用60～80℃的热风干燥至安全含水率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20180112 |