CN106136018A - 一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化方法和装置，包括果汁储罐、增压泵和射流泵式空化发生器，本射流泵式空化发生器采用双低压吸入口设置，果汁储罐内果汁通过增压泵送入射流泵式空化发生器喷嘴入口，通过喷嘴进入的果汁在射流泵式空化发生器内对果汁储罐另一路的果汁产生巨大的卷吸作用，两股流体在射流泵式空化发生器内产生空化作用灭酶、杀菌和均质，射流泵式空化发生器出口管道通过带控制阀门的分支管道返回果汁储罐循环处理，达到要求后通过另外分支管道送出。本发明可采用两个果汁储罐并联分别与射流泵式空化发生器吸入室的两个低压吸入管的连接，提高工作效率，其灭酶、杀菌和均质作用好，避免了果汁有效成分的破坏和变质。
Description
技术领域
本发明属于果汁灭酶、杀菌和均质领域，具体涉及一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化方法和装置。
背景技术
果汁因其清爽甘甜的口感而受广大消费者的喜爱，由此果汁产业应运而生，然而新鲜的果汁不宜长期储存，需要经过一系列的加工工艺以延长保质期。其中，果汁的灭酶、杀菌和均质是三个非常重要的环节。
现阶段，果汁的杀菌主要是热处理（包括巴氏杀菌和高温灭菌），果汁灭酶的方法也是采用高温处理，除此外，还要再经过均质机对果汁均质化。不仅在工艺上复杂繁琐，果汁中的营养物质也会因多工艺而遭到破坏。随着人们对果汁品质要求的不断提高，传统果汁加工工艺面临挑战，各类果汁冷处理应运而生。其中，水力空化不仅可以将果汁中的细菌和酶灭杀，还可以使果汁达到均质的效果，是非常有前景可以应用于工程实际上的处理方法。
水力空化灭酶、杀菌的原理是利用空泡溃灭时，其中的气体高度压缩并产生瞬时高压和高温，与此同时溃灭空泡产生强氧化性的自由基。另外空化溃灭过程中还伴随着高速的微射流和冲击波。空化产生的一系列物理和化学作用实现对微生物进行灭杀。
水力空化均质的原理是在空泡溃灭瞬间，在汽泡的中心形成一股微射流，强大的压力波可使软性、半软性颗粒被粉碎，或硬性团聚的细小颗粒被分散。
空化是射流泵内最常见的一种水力空化现象。射流泵式空化发生器集孔板与文丘里管的空化特征与优点于一体，空化强度剧烈，空化发生与控制十分方便，是一种很有前途的新型水力空化发生与灭酶、杀菌和均质装置，并且已有实验证明，射流泵式空化发生器可以作为细胞破碎器，且相对于文丘里管和孔板来说，具有高效率低能耗的特点。因此，射流泵式空化发生器是一种结构简单、成本低廉、可控性和可操作性极强的射流泵式空化发生器。
综合来看，果汁在射流空化作用下可以同时实现本身的均质化、微生物的灭杀和酶失活，空化处理具有局部高温整体常温的特点，对果汁中的营养物质、风味口感和外观特性几乎没有影响，比热处理后的果汁更具优势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：为克服现有技术的不足，使果汁流经射流泵式空化发生器，对果汁进行空化处理，在不影响果汁质量的前提下使果汁同时达到灭酶、杀菌和均质的效果，以达到简化果汁加工工艺的效果。
本发明所解决其技术问题所采用的技术方案：
一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化装置，其特征在于：包括果汁储罐、酶制剂储箱、增压泵和射流泵式空化发生器，所述果汁储罐底部和增压泵入口通过第一吸入管道相连，所述增压泵出口和射流泵式空化发生器喷嘴入口通过高压输送管道相连，所述射流泵式空化发生器低压区的吸入室和果汁储罐底部通过低压吸入管相连，所述射流泵式空化发生器出口设有出口管道，所述出口管道设有分别带控制阀门的第一分支管道和第二分支管道，所述第一分支管道通过控制阀门接入果汁储罐顶部，所述第二分支管道通过控制阀门送出灭酶、杀菌和均质后的果汁，所述酶制剂储箱通过酶制剂送出阀与射流泵式空化发生器低压区的吸入室相连，所述射流泵式空化发生器的出口管道上设有超滤设备，超滤设备与酶制剂结合使用可将处理后的果汁澄清，无需进行精滤，大量节省工艺时间。
作为优选，所述增压泵为离心泵，所述超滤设备前面设有超滤设备阀门，超滤设备和超滤设备阀门一起设有带旁路阀门的旁路管道。
作为优选，所述果汁储罐有两个，分别为第一果汁储罐和第二果汁储罐，所述第一果汁储罐和第二果汁储罐并联相连，所述射流泵式空化发生器采用双进口模式，所述射流泵式空化发生器的两个低压吸入管分别与第一果汁储罐和第二果汁储罐相连。
作为优选，所述高压输送管道和出口管道均设有压力传感器和压力调节阀，可通过压力调节阀调节射流泵式空化发生器空化强度，通过压力传感器监测射流泵式空化发生器工作状况。
作为优选，所述射流泵式空化发生器包括混合腔，所述混合腔入口设有用于进高压工作液体的工作管，工作管末端设有喷嘴，混合腔内工作管外围为吸入室，所述吸入室上设有两个用于进低压工作液体的低压吸入管，混合腔出口设有喉管，所述喉管末端设有扩散管。
一种利用上述装置的果汁灭酶、杀菌和均质一体化方法，其特征在于：
步骤1、将果汁储罐中的待灭酶、杀菌和均质果汁分别通过第一吸入管道和低压吸入管送入射流泵式空化发生器，其中第一吸入管道中果汁通过增压泵增压后送入射流泵式空化发生器的高压高速入口，所述低压吸入管与射流泵式空化发生器低压区的吸入室相连，送入射流泵式空化发生器的两路待灭酶、杀菌和均质果汁经过空化作用混合灭酶、杀菌和均质后通过旁路管道返回果汁储罐，利用射流泵式空化发生器对果汁储罐中果汁循环灭酶、杀菌和均质；
步骤2、待循环灭酶、杀菌和均质到一定时间后打开酶制剂储箱底部的酶制剂送出阀和超滤设备阀门，关闭旁路阀门，酶制剂经低压区的吸入室被吸入射流泵式空化发生器内，在射流泵式空化发生器出口进入超滤设备，将果汁进行澄清；再过一定时间，通过第一分支管道和第二分支管道上的阀门换向将灭酶、杀菌和均质后的果汁送出。
作为优选，通过控制阀门实现所述第一果汁储罐和第二果汁储罐顺序交替工作或者同时工作，以达到更好灭酶、杀菌和均质效果。
作为优选，所述对果汁循环灭酶、杀菌和均质的时间少于1h。
本发明的有益效果是：
1、本发明射流泵式空化发生器的入口管道和出口管道上的压力调节阀可以调节进出口压力，以此控制空化强度满足不同的工艺要求，实现果汁灭酶、杀菌和均质一体化，简化果汁加工工艺步骤。
2、本发明方法属于冷处理方法，对果汁品质影响几乎为零。
3、本发明中射流泵式空化发生器采用射流泵式空化发生器，射流泵式空化发生器兼具孔板和文丘里管的特性，并且可以按比例加工成适合工艺生产的尺寸，易于在工程上推广使用。
4、采用两储罐并联工作，使射流泵式空化发生器射流泵式空化发生器不间歇工作，提高生产效率。
5、采用超滤设备与酶制剂结合的方法将果汁澄清，节省处理时间。
本发明利用离心泵产生的高压果汁流体通过水力射流泵式空化发生器对平衡罐内的低压果汁流体产生卷吸作用，射流泵式空化发生器内的局部低压诱发空化现象产生大量空泡，随后空泡遇高压溃灭，利用溃灭过程中产生一系列的物理和化学作用实现果汁空化灭酶、杀菌和均质一体化。
附图说明
图1为本发明果汁灭酶、杀菌和均质装置结构示意图；
图2为射流泵式空化发生器结构示意图。
图中，A-第一果汁储罐，B-第二果汁储罐，1A-储罐进料阀一，1B-储罐进料阀二、2A-增压泵入口阀一，2B-增压泵入口阀二，3-增压泵，4-增压泵出口调节阀，5-射流泵式空化发生器，6-增压泵出口压力传感器，7-射流泵出口压力传感器，8-射流泵出口压力调节阀，9A-射流泵出口控制阀一，9B-射流泵出口控制阀二，10A-回流阀一，10B-回流阀二，11A-温度传感器一，11B-温度传感器二，12A-真空控制阀一，12B-真空控制阀二，13A-送出阀一，13B-送出阀二，14-检修阀门，15-超滤设备，16-酶制剂储箱，17-酶制剂送出阀，18-超滤设备阀门，19-旁路阀门，51-工作管，52-喷嘴，53-吸入室，54-喉管，55-扩散管。
具体实施方式
参照图所示，一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化装置，包括第一果汁储罐A和第二果汁储罐B、增压泵3和射流泵式空化发生器5，所述第一果汁储罐A和第二果汁储罐B底部分别和增压泵2入口通过第一吸入管道相连，所述增压泵3出口和射流泵式空化发生器5喷嘴入口通过高压输送管道相连，所述高压输送管道上设有增压泵出口调节阀4和增压泵出口压力传感器6，所述射流泵式空化发生器5低压区的吸入室53与第一果汁储罐A和第二果汁储罐B底部分别通过低压吸入管相连，所述射流泵式空化发生器5出口设有出口管道，所述出口管道设有射流泵出口压力传感器7和射流泵出口压力调节阀8，所述低压吸入管上装有酶制剂进料口，酶制剂存放于酶制剂储箱16中，可根据用量调节酶制剂送出阀17，出口压力调节阀8下游设有超滤设备15，所述超滤设备15前面设有超滤设备阀门18，超滤设备阀门18和超滤设备15一起设有带旁路阀门19的旁路管道；
超滤设备15可采用无机的氧化锆陶瓷膜，所述旁路管道后面的超滤设备15出口设有第一分支管道和第二分支管道，所述第一分支管道上设有射流泵出口控制阀一9A，所述射流泵出口控制阀一9A后面设有返回第一果汁储罐A的回流阀一10A、温度传感器11A和送出已经灭酶、杀菌和均质果汁的送出阀一13A，所述第二分支管道上设有射流泵出口控制阀二9B，所述射流泵出口控制阀二9B后面设有返回第二果汁储罐B的回流阀二10B和送出已经灭酶、杀菌和均质果汁的送出阀二13B；
所述第一吸入管道上设有分别控制第一果汁储罐A和第二果汁储罐B底部流量大小的增压泵入口阀一2A和增压泵入口阀二2B，所述低压吸入管上分别设有控制第一果汁储罐A和第二果汁储罐B吸入低压果汁流量大小的真空控制阀一12A和真空控制阀二12B。
所述第一果汁储罐A和第二果汁储罐B底部还分别设有待灭酶、杀菌和均质果汁的储罐进料阀一1A和储罐进料阀二1B，所述射流泵式空化发生器入口前设有手动打开的检修阀门14，除此外其他均为自动阀门。
所述射流泵式空化发生器5包括混合腔，所述增压泵3为离心泵，所述混合腔入口设有用于进高压工作液体的工作管51，工作管51末端设有喷嘴52，混合腔内工作管51外围为吸入室53，所述吸入室53上设有两个用于进低压工作液体的低压吸入管，混合腔出口设有喉管54，所述喉管54末端设有扩散管55。
一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化方法，包括以下步骤：
步骤1、打开第一果汁储罐A管道上的阀门储罐进料阀一1A、增压泵入口阀一2A、真空控制阀一12A和射流泵出口控制阀一9A，将第一果汁储罐A中的待灭酶、杀菌和均质果汁通过两路管道送入射流泵式空化发生器5，其中一路管道中果汁通过增压泵3增压后送入射流泵式空化发生器5内形成高速射流，并对第一果汁储罐A内的果汁产生巨大的卷吸作用。被卷吸果汁通过低压吸入管上的真空控制阀一12A进入射流泵式空化发生器5内，两股流体在射流泵式空化发生器5内剧烈掺混并诱发剧烈的空化云。随后空化云遭遇高压溃灭，混合后的果汁从射流泵式空化发生器5内排出，为使果汁达到灭酶、杀菌和均质的生产标准，初始时关闭超滤设备阀门18及酶制剂送出阀17，打开旁路阀门19，关闭送出阀一13A，使果汁直接经旁路阀门19进入下游支路，并通过回流阀一10A回到第一果汁储罐A，从而实现一次循环，一段时间后，打开酶制剂送出阀17和超滤设备阀门18，关闭旁路阀门19，使酶制剂从酶制剂储箱16中进入到射流泵式空化发生器5内，与果汁进行掺混，随后果汁进入到超滤设备内，进行循环过滤。
步骤2、再过一段时间后，打开送出阀一13A，关闭回流阀一10A，使果汁经流道进入装汁机进行热灌装冷却管道，完成果汁的加工。
所述第二果汁储罐B中果汁灭酶、杀菌和均质方法同上面第一果汁储罐A中一样，第一果汁储罐A和第二果汁储罐B灭酶、杀菌和均质既可同时使用也可按顺序交替使用。
所述射流泵式空化发生器5出口设有压力传感器和压力调节阀，可通过增压泵出口调节阀4和射流泵出口压力调节阀8来调节射流泵式空化发生器5空化强度，可通过增压泵出口压力传感器6和射流泵出口压力传感器7来监控射流泵式空化发生器5内的工况变化，所述果汁储罐的温度达到60-80℃时停止循环将果汁送出，所述对果汁循环灭酶、杀菌和均质的时间应低于1h。
Claims (8)
1.一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化装置，其特征在于：包括果汁储罐、酶制剂储箱、增压泵和射流泵式空化发生器，所述果汁储罐底部和增压泵入口通过第一吸入管道相连，所述增压泵出口和射流泵式空化发生器喷嘴入口通过高压输送管道相连，所述射流泵式空化发生器低压区的吸入室和果汁储罐底部通过低压吸入管相连，所述射流泵式空化发生器出口设有出口管道，所述出口管道设有分别带控制阀门的第一分支管道和第二分支管道，所述第一分支管道通过控制阀门接入果汁储罐顶部，所述第二分支管道通过控制阀门送出灭酶、杀菌和均质后的果汁，所述酶制剂储箱通过酶制剂送出阀与射流泵式空化发生器低压区的吸入室相连，所述射流泵式空化发生器的出口管道上设有超滤设备。
2.如权利要求1所述一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化装置，其特征在于：所述增压泵为离心泵，所述超滤设备前面设有超滤设备阀门，超滤设备和超滤设备阀门一起设有带旁路阀门的旁路管道。
3.如权利要求2所述一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化装置，其特征在于：所述果汁储罐有两个，分别为第一果汁储罐和第二果汁储罐，所述第一果汁储罐和第二果汁储罐并联相连，所述射流泵式空化发生器采用双低压进口模式，所述射流泵式空化发生器的两个低压吸入管分别与第一果汁储罐和第二果汁储罐相连。
4.如权利要求3所述一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化装置，其特征在于：所述高压输送管道和出口管道均设有压力传感器和压力调节阀。
5.如权利要求4所述一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化装置，其特征在于：所述射流泵式空化发生器包括混合腔，所述混合腔入口设有用于进高压工作液体的工作管，工作管末端设有喷嘴，混合腔内工作管外围为吸入室，所述吸入室上设有两个用于进低压工作液体的低压吸入管，混合腔出口设有喉管，所述喉管末端设有扩散管。
6.利用权利要求3所述一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化装置用于果汁灭酶、杀菌和均质一体化方法，其特征在于：
步骤1、将果汁储罐中的待灭酶、杀菌和均质果汁分别通过第一吸入管道和低压吸入管送入射流泵式空化发生器，其中第一吸入管道中果汁通过增压泵增压后送入射流泵式空化发生器的高压高速入口，所述低压吸入管与射流泵式空化发生器低压区的吸入室相连，送入射流泵式空化发生器的两路待灭酶、杀菌和均质果汁经过空化作用混合灭酶、杀菌和均质后通过旁路管道返回果汁储罐，利用射流泵式空化发生器对果汁储罐中果汁循环灭酶、杀菌和均质；
步骤2、待循环灭酶、杀菌和均质到一定时间后打开酶制剂储箱底部的酶制剂送出阀和超滤设备阀门，关闭旁路阀门，酶制剂经低压区的吸入室被吸入射流泵式空化发生器内，在射流泵式空化发生器出口进入超滤设备，将果汁进行澄清；再过一定时间，通过第一分支管道和第二分支管道上的阀门换向将灭酶、杀菌和均质后的果汁送出。
7.如权利要求6所述一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化方法，其特征在于：通过控制阀门实现所述第一果汁储罐和第二果汁储罐顺序交替工作或者同时工作，以达到更好灭酶、杀菌和均质效果。
8.如权利要求7所述一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化方法，其特征在于：所述对果汁循环灭酶、杀菌和均质的时间少于1h。
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| CN201610553298.8A CN106136018A (zh) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | 一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化方法和装置 |
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| CN201610553298.8A CN106136018A (zh) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | 一种果汁灭酶、杀菌和均质一体化方法和装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102351285A (zh) * | 2011-09-20 | 2012-02-15 | 环境保护部南京环境科学研究所 | 一种利用水力空化及其强化臭氧灭杀水体中微小生物的装置和方法 |
| CN102795727A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-11-28 | 中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所 | 水力空化强化水处理设备 |
| CN103244468A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-08-14 | 武汉大学 | 引射式射流空化发生器及空化细胞破碎装置 |
| CN205148090U (zh) * | 2015-10-23 | 2016-04-13 | 广州海运船舶工程有限公司 | 一种磨料的混合系统 |
-
2016
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Patent Citations (4)
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| CN111494283A (zh) * | 2020-05-30 | 2020-08-07 | 欧露莲生物科技(广东)有限公司 | 一种含有蒜肽的大蒜提取物组合物护肤品及其制备工艺 |
| CN111494283B (zh) * | 2020-05-30 | 2020-12-25 | 欧露莲生物科技(广东)有限公司 | 一种含有蒜肽的大蒜提取物组合物护肤品及其制备工艺 |
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