CN106165810A - 回收水 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及回收水。一种从用于浓缩提取汁的过程回收可口的适于饮用的耐贮存的水的方法，该方法包括如下步骤：提供提取汁；对提取汁进行浓缩从而形成浓缩汁流和浓缩器废物流，其中该浓缩器废物流不可口、不适于饮用或贮存；以及净化该浓缩器废物流以提供可口的适于饮用的耐贮存的水，包括将浓缩器废物流经过活性碳的步骤。

Description

回收水
本申请是申请号为201080061683.1母案的分案申请。该母案的申请日为2010年12月21日；发明名称为“回收水”。
技术领域
本发明涉及从水果和/或蔬菜汁和/或甘蔗汁回收水。具体地，本发明涉及从水果和/或蔬菜和/或甘蔗提取汁并且尤其是从在提取汁的浓缩期间所形成的废物流回收水。
背景技术
水果汁包含约85重量％或更多的水，剩余部分由挥发性有机化合物、有机酸、香味、调料、糖和纤维以及许多其他微量的成分构成。从水果或蔬菜提取汁是普通工业活动。提取汁通常使用几个比其它过程更有效的商业过程中的一个或多个被浓缩从而形成浓缩汁，
对提取汁进行浓缩从而形成浓缩汁的过程还形成浓缩器废物流。该浓缩器废物流的成分变化并且依浓缩过程的效率而定，并且可具有其所源于的水果、蔬菜或糖的特有气味和/或味道。也就是，小于100％有效浓缩过程(其中浓缩汁被期望地保留有所有的非水成分)导致浓缩器废物流，该浓缩器废物流主要是水但是也包含一些源水果或蔬菜或甘蔗成分。典型的携带成分包括香味和其它挥发物、有机酸、和糖；准确的成分取决于所使用的分离过程。实际上，100％的浓缩过程效率是无法实现的。
由于有机污染物，该浓缩器废物流易受由于氧化和微生物污染而导致的积垢的影响。因此，如果期望稍后使用浓缩器废物流，则有必要添加防腐剂。例如，如果通过酸化和二氧化硫添加被保存，则浓缩器废物流可以在酿酒工业使用，但是即使这样仅提供短期贮存解决方案。最通常地，浓缩器废物流作为废水被丢弃。
W094/19967涉及将浓缩器废物流用作饮用水。在该文件中，陈述的是，期望提供用于提供能够分配给消费者的纯水的过程。然而，在该文件中所涉及的唯一的这样的过程是用于浓缩提取汁的特定过程即四阶段蒸发系统，并且用于提供纯水的过程只不过是对来自该蒸发系统的蒸汽的冷凝。巴氏灭菌法、微过滤、和/或碳酸化作用是可选的后处理步骤。
W02009/155675描述了用以在商用糖生产和乙醇生产的背景下回收水的过程，并且不涉及用于从具有相对高浓度的糖的过程流回收水的过程。
US2005/308793描述了用于处理油页岩的过程并且与本发明的领域无关。
US2010/00090和US2005/0274675涉及用于从已经适于饮用的水生产产品的过程。因此，这些过程不适合用于处于不适于饮用的、不适当的或不可口的水。
期望提供用于从浓缩器废物流回收适于饮用的可贮存的水的过程，所述浓缩器废物流在浓缩提取汁的过程中特别地在如下情况下形成：其中所述浓缩器废物流在形成之后已经不是适于饮用的可贮存的水。
在该背景部分中对文档、案例、材料、装置、物品等的讨论包括在本说明书中，仅用于提供本发明的背景的目的。不建议或不声称，任何或所有这些物质形成现有技术的一部分或是与本发明相关的领域中的普通一般常识，正如它在本申请的每项权利要求的优先权日之前存在。
发明内容
下面是制造用于人消耗/包装的饮用水的过程的概述。
1.压碎水果或蔬菜或甘蔗以释放或暴露内部成分。或使用供应的汁。
2.通过可商购蒸发器对以上(步骤1)浆/汁进行处理以产生浓缩物和LSJ馏分。并非所有的蒸发器被设计用以防止LSJ的外来水污染，因此优选使用不会以这种方式污染LSJ的蒸发器即Centritherm蒸发器。
3.将粗LSJ经过离子交换树脂优选阳离子树脂紧跟着经过阴离子树脂。此举除去LSJ中总有机组分的一小部分并且将LSJ的PH调整至所需的水平。
4.然后将步骤3中的LSJ经过反渗透单元，该反渗透单元带有诸如那些用于海水净化或纳米过滤的低分子量截留膜，用以实现除去LSJ的大数多香味组分。
5.步骤4中的LSJ可通过活性碳过滤以进一步除去水果或蔬菜或甘蔗香味或气味。
6.在该过程之后，LSJ可被贮存在优选不锈钢罐中并且采用UV辐射灯、臭氧和/或过滤来维持无菌状态。
7.就在对基本植物衍生的水进行包装之前，再次通过活性碳对其进行过滤。
以上过程可以分段进行并且甚至以不同的顺序完成来实现类似的结果。
对该净化的LSJ的使用能够是：
1.纯净的，在没有另外的添加物的情况下经过蒸馏。
2.矿物强化的、碳酸化或蒸馏。
3.经过蒸馏，具有维生素/草本提取物和其它植物衍生的添加物。
4.经过加味调味，用于市场接受。
在本发明的一个方面中，提供了一种从用于从浓缩提取汁的过程回收可口的适于饮用的可贮存的水的方法，该方法包括如下步骤：
从用于浓缩提取汁的浓缩器提供浓缩器废物流，所述浓缩器废物流不可口、不适于饮用且不适于贮存；以及
对浓缩器废物流进行净化以提供可口的适于饮用的可贮存的水包括如下步骤：将浓缩器废物流经过活性碳。
如果在废物流中存在大于0.1μ的颗粒材料，则对浓缩器废物流进行净化的步骤优选地进一步包括对废物进行过滤的步骤。
如果存在大于100道尔顿的分子，则净化可以进一步包括将废物流特别经历反渗透并且用活性碳接触生成的废物流的步骤。活性碳可以是生物活性碳或有机活性碳。在该优选实施例中，过滤、反渗透以及与活性碳相接触的步骤连续地进行，如废物流的性质允许这样的处理的话。例如，如果不存在大于0.1μ的颗粒材料，则不需要过滤步骤。然而，即使不是所有情况在大多数情况下，将需要过滤步骤。同样地，如果废物流不包含大于100道尔顿的分子，则将不需要反渗透步骤。还可以包括诸如臭氧处理的其它可选的步骤。
在本发明的另一方面中，提供了使用以上方面的方法生产的可口的适于饮用的可贮存的水。
在本发明的另一方面中，提供了包括具有以上方面的可口的适于饮用的可贮存的水的瓶装水。
浓缩器废物流典型地包含从已提取汁携带的水果或蔬菜或甘蔗并且因此在工业上被称为低糖汁(LSJ，low sugar juice)。在本发明的背景中，LSJ是浓缩器废物，是不适于饮用的和/或非可口的并且不适合于贮存的水。也就是，浓缩器废物流包含一些原始汁的组分，所述组分包括糖。浓缩器废物流包括的其它组分包括挥发物(例如低分子量香味成分)和其它有机物(例如苹果酸、乳酸、其它有机酸、丹宁酸、酚醛树脂糖、蛋白等)。
这些被携带入的成分在目前的背景下可被视为“污染物”，因为它们提供不适于饮用的和/或不可贮存的浓缩器废物流，和/或影响浓缩器废物流的味道和香味，因而消费者将认为浓缩器废物流是不可口的。
浓缩器废物流通常具有：
·超过气味#3A，和/或超过饮用水可接受的阈值气味的香味/气味成分；
·当通过具有1cm或约15个单位的路径长度的石英比色皿进行测量时，具有大于实验室级反渗透水在420nm和520nm下的分光光度吸光度的和的表观颜色或吸光度。
·约0.05至0.15°Bx的糖，或约0.005至0.15°Bx的糖；
·味道不可接受作为水；
·约300至800ppm总溶解固体量(TDS)或约30至800ppm TDS；
·约400ppm至2350ppm，或约30ppm至约2350ppm总有机碳(TOC)；以及
·浊度约1.1NTU，或大于约0.8NTU。
以上在某些阈值量下的成分的一个或多个的存在取决于其它成分的存在或不存在，能够提供(render)浓缩器废物流的颜色、香味和/或味道分布，所述浓缩器废物流不适于饮用和/或不可贮存和/或不可口，因为对消费品来说它将是不可接受的。因此，在一些情况下，由于味道或香味污染物，其他适于饮用的浓缩器废物流可能仍旧是不可口的。
同样地，以上成分中的某些可以是可以生物方法和/或以化学方法降解的，并且因此浓缩器废物流将是不可贮存的。
气味、味道和颜色是消费者用来评判饮用水的质量和可接受性的主要标准。饮用水中的味道和气味能够自然地产生或作为水用品的化学污染的结果。本发明与大多数现有技术的不同之处在于，水源自水果和/或蔬菜和/或甘蔗内而非源自泉水或地下水源。在此情况下，味道和气味主要是水果和/或蔬菜和/或甘蔗中的复合物自然生成的结果。然而，在水果和/或蔬菜和/或甘蔗的生长期间所使用的杀虫剂的存在可以在最终产品中被监测到。
虽然味道和气味是主观测量，但是存在用以定性地对液体进行评级的国际认可的方式。能够对小型专门小组(5至8人)进行训练以识别与普通污染物相关联的特定气味和味道。这些小型专门小组对于评估消费者投诉、识别污染物源、以及对于新的或改进的净化过程的初始评估是有用的。
当评估饮用水时，滋味分布测量方法(Krasner等人1985，Battels等人，Mallevaille等人1987)被广泛地认为是经过训练的小组使用的适当的程序。它提供水的气味和味道的强度和特性。
大型专门小组(超过100人)，通常由消费者组成，能够用作来自新的或改进的过程的水的最终评估者，或用来检查引起投诉的污染物已经被移除或降低至提供饮用可接受的水的浓度。
滋味分级评估方法(Zoetman等人1984，APHA方法2160C 1992)使用简单的等级量表用于水的接受。
另外，气味成分在200nm-400nm下可借助分光光度法辨认。
颜色可指“真实颜色”、在浊度已经下降到足够水平之后的颜色、或实际上看到的“表观颜色”。在自然水中，如在本发明中，颜色主要由于溶解有机物质的存在。在本发明中，颜色可能因存在于水果或蔬菜或甘蔗或设备过程污染中的花青素的存在而产生。
颜色能够以分光光度法或使用目视比色计测量。在两种情况下，标准测量单位是哈森单位(HU，Hazen Unit)。真实颜色往往被引用为真实颜色单位或TCU；然而，数字值是相同的。哈森单位根据铂钴标准(APHA方法2120B1992)定义。该标准被设计用于分析具有黄棕色表观的自然水中的颜色，并且不适用于具有不同颜色的水。采用颜色测量来记录PH是明智的，因为自然地表(surface)水的颜色随PH增加。使用分光光度计所获得的颜色值取决于测量所使用的波长。没有在澳大利亚使用的标准波长，而是通常使用范围从395nm至520nm的值。英国标准使用436nm(BSI方法BS6068 1986)。
作为指导，茶具有约2500HU的颜色。能够在一玻璃杯水中检测到15HU的真实颜色，但是很少有人能够检测到3HU的真实颜色等级，并且高达25HU的真实颜色很可能被大多数人接受，倘若浊度低的话。如果颜色和浊度是15HU的真实颜色值和5NTU的浊度值(参见下面关于NTU的讨论)，则表观颜色可能是20HU，这被认为是可接受的。
用以测量颜色的替代方法是使用LSJ的分光光度分析并且将其与经过净化的实验室级水(反渗透)或饮用水(在任何区域和清晰度中)进行比较。简单地说，使用具有1cm路程长度的石英比色皿进行分光光度试验并且确定A280、A420和可选地A520下的吸光度。A280是酚的颜色的指标，A420和A520是确定的可见颜色的指标。纯净的实验室水或其它饮用水的这些2种或3种吸光度的和将是采用经处理的LSJ实现的参考点。
糖存在于本发明的浓缩器废物流中，尤其是对于来自水果和甘蔗的提取汁。糖通常不会出现在大多数与源自泉水或地下水源的水的处理相关的现有技术中。
白利糖度(Degrees Brix)(符号°Bx)是每一百份水溶液糖的分数的测量。借助比重或采用折射计测量它。例如，25°Bx溶液是25重量％糖，或1份糖比3份水。对于从水果提取的汁，浓缩器废物流可以包含约0.05°Bx糖至0.15°Bx糖。对于从蔬菜提取的汁，浓缩器废物流可以包含约0.05°Bx至0.15°Bx的糖，或约0.005°Bx至0.15°Bx糖。通常，来自果汁的浓缩器废物流包含比来自蔬菜汁更多的糖。
非矿物强化(TDS)处理浓缩器废物流中的总溶解固体量(TDS，Total DissolvedSolids)水平的范围在一些情况下可从约9ppm至30ppm，或从约9ppm至约1000ppm。
总有机碳(TOC)可以包含在400ppm至2350ppm之间的范围的量。
浊度因水中细小悬浮物的存在而引起并且能够导致具有“云状”表观的水样。浊度是对水的光散射特性的测量，并且散射的程度取决于悬浮物的量、尺寸和成分。本发明与大多数现有技术的不同之处在于，水源自水果和/或蔬菜和/或甘蔗内而非源自泉水或地下水源，在泉水或地下水源中，浊度将因粘土、淤泥、胶体颗粒、浮游生物和/或其它微小有机体而引起。在本发明中，浊度可能因水果或蔬菜或甘蔗固体被携带入而引起，避免了分离或微生物或颗粒物质。
散射浊度计是用于浊度测量的优选方法。结果以散射浊度单位(NTU，Nephelometric Turbidity Units)表示并且经过校准。作为指导，带有5NTU浊度的水在玻璃中将显示轻微云状。如果浊度超过60NTU，则看透玻璃将是不可能的。“透明”清水通常具有小于1NTU的浊度。
浓缩器废物流是不具有与饮用水类似的颜色、味道和/或香味分布的液体流，如将由合格的品尝专门小组(如下文进一步讨论的)和/或(如上所述的)适当测量方法确定。
在规定饮用水的每个乡村中存在指南/规章。除了这些指南/规章之外，还存在人为因素：所述人为因素确定什么味道和香味分布是可口的。有时，指南/规章包括该人为因素，要求饮用水还要满足某些审美标准。此外，瓶装水可能受到比从家用水龙头供给至消费者的简单饮用水更严格的控制。1984WHO指南要求水不得引起大多数消费者的异议。1993WHO指南要求味道和气味是可接受的以避免消费者投诉。
在澳大利亚例如标准饮用水必须符合澳大利亚饮用水指南，而瓶装水根据更严格的澳大利亚新西兰食物标准的标准2.6.2规定。在澳大利亚饮用水指南标准2.6.2中，以包装形式存在的水目前不得包括多于下面用于每种物质的所确定的量：
砷0.05mg/L、钡1.0mg/L、硼酸盐30(按H3BO3计算)mg/L、镉0.01mg/L、铬VI0.05mg/L、铜1.0mg/L、氰化物0.01(按CN-计算)mg/L、氟化物(自然生成)2.0(按F-计算)mg/L、铅0.05mg/L、锰2.0mg/L、汞0.001mg/L、硝酸盐45(按NO3-计算)mg/L、亚硝酸盐0.005(按NO2-计算)mg/L、有机物3.0(KMnθ3煮解(digested)为O2)mg/L、硒0.01mg/L、硫化物0.05(按H2S计算)mg/L、或锌5.0mg/L。
本发明的可口的适于饮用的耐贮存的水通常具有：
·小于气味#3A和/或超过饮用水可接受的阈值气味的香味/气味成分；
·当通过具有1cm或约15个单位的路径长度的石英比色皿测量时，具有大于实验室级反渗透水在420nm和520nm下的分光光度吸光度的和的表观颜色或吸光度；
·小于约0.1°Bx的糖，或小于约0.005°Bx的糖。
·味道可接受并且比得上当地适于饮用的饮用水；
·小于约50ppm的总溶解固体量(TDS，Total Dissolved Solids)；
·小于约600ppm的总有机碳(TOC，Total Organic Carbon)；以及
·浊度小于约0.5，优选地小于约0.5NTU。
在本发明中，根据其判断浓缩器废物流未能适于饮用或可接受作为水的主要标准是其味道和香味。没有味道和/或没有香味是不必要的，但必须适于饮用，味道和香味对大多数消费者来说是更令人愉快的。
对浓缩器废物流进行净化以提供可口的适于饮用的耐贮存的水的步骤包括确保浊度/颜色、味道和香味适合于水作为可口的适于饮用的耐贮存的水合格(如上所述的)。
浊度本质上是浓缩器废物流中颗粒的存在，并且因此能够通过采用过滤受到控制。这能够通过例如多介质过滤、微过滤和/或超过滤来实现。由于硅酸铝释放到浓缩器废物流中，随后在最终可口的适于饮用的耐贮存的水中变得可见，所以优选地避免硅藻土。可以使用错流过滤来除去微生物以及包括硅酸铝颗粒的颗粒物质。
非挥发性有机物对浓缩器废物流的味道分布起主要作用。通过致密膜(100道尔顿)反渗透降低LSJ中的在味道中起作用的组分。这些组分包括糖、非挥发性的有机酸、丹宁酸、酚醛塑料等。适当的反渗透单元是具有低分子量截止膜(例如90道尔顿)的诸如那些用于海水净化或纳米过滤的反渗透单元，其将仅允许诸如苹果酸、乳酸、乙酸乙酯、乙酸、乙醇、乙醛、CO2和水的成分经过膜，同时析出例如酒石酸、挥发性酚类、丹宁酸、蛋白质、糖和黄酮类。
除此之外，或作为使用反渗透用于降低原始LSJ中的白利糖度的替代方案，可以使用结合诸如葡萄糖和果糖的糖的吸附剂。优选地，该糖结合(sugar-binding)吸附剂相比过程流中的其它组分呈现朝向糖分子的至少部分选择性。在该方法的一个实施例中，糖结合吸附剂是能够与环境中的离子交换结合离子的微孔固体。通常，这样的固体能够交换诸如Na+、K+、Ca2+、以及Mg2+的阳离子种类。不希望以任何方式受到理论的限制，据认为，微孔固体选择性地结合分子的能力主要基于尺寸筛选过程；该性质由于分子尺寸的非常规则的孔隙结构。能够进入微孔固体的孔隙的分子或离子种类的最大尺寸受到通道的尺寸的控制。这些通常根据孔的环状尺寸来确定，其中例如，术语“8环”表示用8个四面体配位原子建立的闭环。例如，该环可以由8个四面体配位硅(或铝)原子和8个氧原子形成。
在一个实施例中，糖结合吸附剂是自然生成的物质，这样的矿物是作为沸石的优选矿物。沸石是微孔固体族的铝硅酸盐成员，更普通的成员是方沸石、菱沸石、斜发沸石、片沸石、钠沸石、钙十字沸石、和辉沸石。示例矿物公式是Na2Al2Si3O10.2H2O，该公式用于钠沸石。自然生成的沸石很少是纯净的并且不同程度地受到其它矿物、金属、石英、或其它沸石的污染。由于这个原因，自然生成的沸石从许多如下商业应用中被排除：其中，均匀和纯净是必要的。与沸石的商业利用上的这种可接受的观点相反，申请人提出了如下矿物：这些矿物对本方法具有适应性，对降低糖含量提供有效且经济的手段。
(与反渗透相比)使用糖结合吸附剂的一个优势是，糖被除去更具体地从原始LSJ被除去。与采用反渗透处理的LSJ相比，这样的经处理的LSJ具有更多的来自植物的营养物和矿物。
糖结合吸附剂可有次序地被放置在过程流中任何方便的点处，但是当葡萄糖、果糖和其它糖类处于低浓度时，糖结合吸附剂优选地被用来处理原始LSJ流以除去这些糖类。
随后通过吸附从原始LSJ除去糖，为了获得饮用水，进一步使用活性碳对LSJ进行处理可能仍旧是必要的。
挥发性有机化合物对浓缩器废物流的香味分布起作用。这样的挥发性有机物通常是诸如乙酸乙酯、乙酸、乙醇、和乙醛等的化合物。对香味起作用的LSJ中剩余的成分即低分子量挥发性有机组分通过活性碳要么粉末状的活性碳要么颗粒状的活性碳容易地除去。LSJ的碳处理的优选方法是使用生物活性碳(BAC，Biologically Activated Carbon)。该BAC具有如下微生物种群：所述微生物种群消耗束缚至活性碳的有机成分并且靠所述有机成分生存，当该BAC被使用时，它有效地将过滤介质还原。为了使有机成分更容易地生物分解，在BAC过滤之前采用臭氧对LSJ进行处理。
完全经过BAC的液体缺乏源汁味道和香味并且不能从大多数瓶装饮用水中被辨认出来(deciphered)。微生物活性从BAC到最终水馏分中的渗漏能够通过UV灯破坏或通过0.22微米过滤除去。
在一个实施例中，其中浊度小于约0.5NTU，但是其中其它污染物导致不可口的、不适于饮用的和/或不耐贮存的水，净化浓缩器废物流以提供适于饮用的耐贮存的水的步骤可以仅涉及反渗透和活性碳。
在一个实施例中，其中糖的等级小于约0.13°Bx，或小于约0.005°Bx，但是其中其它污染物导致不可口的、不适于饮用的和/或不耐贮存的水，净化浓缩器废物流以提供适于饮用的耐贮存的水的步骤可以仅包括纳米过滤和活性碳。
在另一个实施例中，净化浓缩器废物流以提供适于饮用的耐贮存的水的步骤可以仅包括过滤、反渗透或纳米过滤、和活性碳。
在一些实施例中，能够利用对浓缩器废物流进行冷冻以净化水。
在一些实施例中，优选在使用活性碳之前进行臭氧处理以辅助除去浓缩器废物流的香味产生组分。具体地，臭氧处理通过用碳将香味转换成更易生物分解形式可以增进香味除去的效率。
在一些实施例中，优选在反渗透之前进行离子交换处理以辅助除去有机化合物以及调节PH。如果需要，则能够使用电去电离(electro-deionisation)离子交换除去带电的颗粒。优选地，首先使用阳离子离子交换树脂，接着使用阴离子离子交换树脂。
能够执行下列进一步的过程中的一个或多个来维持无菌/消过毒的条件，包括：加氯、UV消毒、臭氧消毒、以及超过滤。过滤可以在其它处理过程之前和/或之后进行，或实际上可以是其它处理过程中的一个(即在一个步骤中控制颗粒物质和细菌)。UV消毒能够用来帮助防止反渗透和/或纳米过滤膜因微生物而积垢。
通过本发明生产的可口的适于饮用的耐贮存的水在装瓶之前可以贮存优选地在不锈钢罐中，并且通过UV辐射灯、臭氧和/或过滤来维持无菌性。
通过本发明生产的可口的适于饮用的耐贮存的水可被使用(a)纯净的，在没有另外的添加物的情况下经过蒸馏，(b)经过矿物强化、碳酸化或蒸馏，(c)针对市场接受经过芳香化和/或调味，或(d)带有维生素/草本提取物和其它植物衍生的添加物。
在装瓶之前，可口的适于饮用的耐贮存的水可通过活性碳再次过滤。
在所有情况下，通过活性碳处理来除去香味组分是必要的。还优选的是，也可以进行通过反渗透处理来除去气味组分。另外，优选的是，在活性碳处理之前进行反渗透以减小活性碳的饱和度。可选地或此外，能够包括在先过滤步骤以降低活性碳的积垢。
在更优选的实施例中，包括过滤步骤以及反渗透步骤以除去更多的污染物。优选预过滤0.1微米和0.22微米之间的尺寸以分别除去诸如胶体颗粒和微生物的微粒。这降低反渗透(RO，Reverse Osmosis)膜受到堵塞和积垢的风险。优选的是，在其它步骤之前进行过滤以降低那些步骤中的积垢。
在最优选的实施例中，采用以下列顺序的下列步骤对浓缩器废物流进行处理以：
·减小浊度，使用过滤。如果根据散射浊度计所确定的浊度最初大于0.5NTU，则优选降低浊度；
·使用反渗透来降低对味道起作用的非挥发性有机化合物的浓度，所述非挥发性有机化合物例如糖、丹宁酸、酚醛树脂和有机酸；以及
·使用选定的活性碳来降低对香味起作用的挥发性低分子量成分。
能够针对每一批LSJ或各种LSJ最优化以上过程，使得最终LSJ将根据需要具有例如接近当地饮用水的规格。最后，能够对经处理的LSJ进行评估用于香味和味道接受。
将糖降低至小于0.1白利糖度或小于0.005白利糖度，能够通过GAC或RO或两者的组合实现。如果糖污染物显著较高，为了不使GAC饱和，则RO将是最初处理的选择。
优选地，通过GAC或RO或两者的组合，TOC降低至低于1000mg/L。
在水果或蔬菜或甘蔗汁已经过商业浓缩之后保留的液态馏分被称为LSJ(低糖汁，Low Sugar Juice)。产生浓缩物并且因此产生LSJ的过程是包括蒸发、过滤(反渗透)和冷冻浓缩的几个过程。当该LSJ具有不同于中性水的味道或香味时，按如下内容并且按照图3进行下列过程：
1.需要预过滤0.1微米和0.22微米之间的尺寸以分别除去诸如胶体颗粒和微生物的微粒。这降低反渗透(RO)膜受到堵塞和积垢的风险。
2.通过致密膜(90道尔顿)反渗透(RO)降低LSJ中的在味道中起作用的组分。这些组分包括糖、非挥发性的有机酸、丹宁酸、酚醛塑料等。
3.对香味起作用的LSJ中剩余的成分即低分子量挥发性有机组分通过活性碳要么粉末状的活性碳要么颗粒状的活性碳(GAC)容易地除去。LSJ的碳处理的优选方法是使用生物活性碳(BAC，Biologically Activated Carbon)。该BAC具有如下微生物种群：所述微生物种群消耗束缚至活性碳的有机成分并且靠所述有机成分生存，当该BAC被使用时，它有效地将过滤介质还原。为了使有机成分更容易地生物分解，在BAC过滤之前采用臭氧对LSJ进行处理。
4.完全经过BAG的液体缺乏源汁味道和香味并且不能从大多数瓶装饮用水中被辨认出来(deciphered)。微生物活性从BAC到最终水馏分中的渗漏能够通过UV灯破坏或通过0.22微米过滤除去。
5.水适合于装瓶和人消耗。
浓缩提取汁的步骤的目的是除去水以减小水果成分的体积。该步骤可以使用任何可商购浓缩器或浓缩过程进行。例如，可以采用对水组分进行蒸发、反渗透、和/或冷冻。被设计用来保持LSJ与任何外来水分离并且通常施加蒸汽用于加热的浓缩器即例如是优选的。
提取汁可作为先前已从一种或多种水果和/或一种或多种蔬菜和/或一种或多种甘蔗提供的汁被提供。也就是，提取汁可从商业来源供应。可替代地，汁可以作为本发明的一部分被提取。可以使用本领域已知的任何手段来提取汁。例如，可以压碎水果和/或蔬菜和/或甘蔗来释放或暴露它们的内在成分。汁可以是来自任何水果和/或蔬菜和/或甘蔗类型。
附图说明
图1：实例2的在200nm至320nm波长范围内的处理的效应的分光光度分析。
图2：实例2的在200nm至450nm波长范围内的处理的效应的分光光度分析。
图3示出优选LSJ处理的方块流程图，包括从提取汁浓缩器获得LSJ。
具体实施方式
实例
实例1-从葡萄衍生的LSJ回收可口的适于饮用的耐贮存的水
表1：继续采用反渗透和活性碳处理之后的原始葡萄LSJ的成分上的改变。最终成分是采用矿物配方强化和碳酸化作用处理的LSJ。
异养菌平板计数(最大可能数(MPN，Most Probable Number)/100ml)是2。总大肠菌数(MPN/100ml)是0。肠埃希氏菌(MPN/100ml)是0。
以上仅代表将原始LSJ转变成具有较高钠含量(level)的期望的碳酸水饮料的过程的一个实例。钠含量与水的水合性质相关，钠含量越高，水合的速率越快。在该简单的实例中，原始LSJ已经被制成适合于人消耗的稳定的水，但是此外，味道已经被进一步增强，正如采用矿物强化的功能性。
实例2-评估特性
对LSJ的质量和将其成分优化到贮存、饮用性和/或适口性可接受的水平所需的处理类型的客观分析能够采用分光光度计分析实现。此处的实例展示了如何对通过葡萄汁的蒸发过程所生产的原始葡萄衍生的LSJ进行评估以及所确定的适当的处理。
在下列实例中，针对下列处理和参考样品来确定几种成分：
1.净化的实验室水。
2.未经进一步处理的原始葡萄LSJ。
3.用颗粒活性碳(GAC，Granular Activated Carbon)处理的原始葡萄LSJ。
4.通过反渗透然后GAC处理的原始葡萄LSJ。
5.适于饮用的澳大利亚自来水。
下面表2遵守葡萄衍生的原始LSJ的成分含量和不同处理步骤的效果。它提供所有这些处理和实验室纯净水和适于饮用的自来水之间的比较。结果表明活性碳处理有利地影响原始LSJ的香味和味道以及降低白利糖度(尽管降低至较小的量)。
LSJ中糖的存在是用于进一步发酵和氧化的酶作用物(substrate)以及贮存期间LSJ不稳定的理由。乙醇生产或甚至来自糖的乙醛产品也能够影响LSJ的味道和香味。因此，如果对经处理的LSJ的贮存需要在已经暴露于氧气的瓶(例如在不锈钢罐)的外面，则将白利糖度降至尽可能低是重要的。
处理4，结合RO和GAC，最大限度地降低LSJ中含糖量，并且在该实例中，LSJ中0.05白利糖度的等级甚至在暴露于空气的不锈钢罐中贮存1年之后也会不影响LSJ的味道或香味。
处理3，仅使用GAC，也降低原始LSJ的白利糖度含量并且除去原始LSJ的令人不愉快的味道和香味分布。
依据这些证据，如果所产生的LSJ小于0.13白利糖度，或小于0.005白利糖度，将需要的唯一的处理将是活性碳处理。如果白利糖度超过0.13白利糖度等级，则可能需要执行RO和GAC处理以使LSJ稳定用于长期贮存。
表2
对总溶解固体量(TDS，Total Dissolved Solids)和总有机碳(TOC，TotalOrganic Carbon)的处理影响被确定并且在下表3中示出。TDS和TOC通过RO和通过GAC降低。在单独GAC处理之后，原始LSJ的香味和味道分布是界线，但是在结合RO和GAC两者处理之后完全可以接受。根据这些工作，当TOC在原始LSJ中高于1000mg/l时，采取RO和GAC处理两者相结合是必要的。
表3
对以上处理中的每一个的效果的分光光度分析被确定在200nm和700nm波长范围内。该频谱范围考虑到对颜色或染色的检测以及有机成分的存在性。使用超纯实验室水对分光光度计调零，并且使用了1cm路程长度的石英比色皿。
图1和2示出了下列内容：
1.为了在视觉上确定所应用的哪个过程改善了LSJ的中性，纯净实验室水被用作光谱参考点，已知其在香味和味道两种成分中呈现总中性。这种水在Y轴上最接近零绝对值。
2.原始LSJ，相比之下是示出在(图1的)Y轴上大于1.0绝对值且在(图2的)Y轴上大于0.1的绝对值的线。
3.采用RO和GAC结合处理的LSJ是在Y轴上距离零绝对值的第二线。
4.适于饮用的自来水(澳大利亚的)在与上述3相同的点处截取Y轴。
已采用RO随后经过GAS处理的LSJ最接近纯净的实验室水的光谱分布。该过程产生类似于适于饮用的自来水的LSJ产品。仅采用GAC处理的LSJ在质量上没有那么好但是可接受用于消费。
实验室中的这样的光谱分析能够用来确定原始LSJ所需的处理过程，以便于实现与世界上任何地区中所使用的饮用水类似的光谱特性。
以上连续光谱的分析表明，相对于纯净的实验室水，原始葡萄LSJ具有几个峰值。第一峰值已经在275nm处被识别到并且在254nm处结束。第二峰值连续并且能够看到其最高点在200nm波长处。利用已经通过蒸发从葡萄提取的原始葡萄LSJ的该特性，通过测量并比较在以上波长处的经处理的水和参考水的吸光度，能够容易地量化处理方案的有效性。这在下表4中示出。
表4
显然，能够使用以上波长而非扫描来最优化原始LSJ处理程序，以便获得类似于当地饮用水的吸光度值。
已经通过最佳处理过程达到这些规格之后，有必要最终品尝并评估香味和味道分布对于那些品尝它的人来说是可接受的。
该实例示出原始LSJ的分析方法并且用以确定能够使用哪个过程。技术人员将理解，该过程对于其它LSJ源可重复，并且可能需要选定不同的波长。
应理解，在本说明书中公开和限定的本发明扩大至所提及的或从文本或附图明显的特征中的两个或更多个的所有替代组合。所有这些不同的组合组成本发明各个替代方面。

Claims (19)

1.一种生产饮料的方法，所述方法包括如下步骤：
提供水果或蔬菜或甘蔗;
处理所述水果或蔬菜或甘蔗以释放或者暴露内部成分以提供汁；
将所述汁通过浓缩器以提供浓缩汁和浓缩器废物流，所述浓缩器废物流包括可发酵的糖；
通过尺寸筛选过程纯化所述浓缩器废物流，该尺寸筛选过程被设置为排除可发酵的糖来提供贫糖的中间物；和
通过活性碳过滤所述贫糖的中间物来提供饮料。
2.根据权利要求1的方法，其中所述步骤以所叙述的顺序进行。
3.根据权利要求1的方法，其中所述浓缩器是蒸发浓缩器。
4.根据权利要求3的方法，其中所述蒸发浓缩器是可商购蒸发汁浓缩器。
5.根据权利要求4的方法，其中所述可商购蒸发汁浓缩器需要加热所述汁。
6.根据权利要求5的方法，其中所述可商购蒸发汁浓缩器被设置为在真空的条件下进行蒸发，其形式与Centritherm蒸发器的形式相同或相似。
7.根据权利要求3的方法，其中所述蒸发浓缩器被设置以保持所述浓缩器废物流和任何外来水如用于加热的蒸汽分开。
8.根据权利要求1的方法，其中所述浓缩器废物流是蒸发浓缩器的冷凝物。
9.根据权利要求1的方法，其中所述浓缩器废物流具有大于约0.005Bx的糖含量。
10.根据权利要求1的方法，其中所述浓缩器废物流具有大于约0.05Bx的糖含量。
11.根据权利要求1的方法，其中所述浓缩器废物流来自可商购汁浓缩过程。
12.根据权利要求1的方法，其中通过尺寸筛选过程的贫糖的中间物的物质具有大于约0.005Bx的糖含量。
13.根据权利要求1的方法，其中通过尺寸筛选过程的贫糖的中间物的物质具有大于约0.05Bx的糖含量。
14.根据权利要求1的方法，其中离开尺寸筛选过程的物质具有少于约0.01Bx的糖含量。
15.根据权利要求1的方法，其中离开尺寸筛选过程的物质具有少于约0.005Bx的糖含量。
16.根据权利要求1的方法，其中所述尺寸筛选过程是反渗透过程或纳米过滤过程。
17.根据权利要求1的方法，其中所述汁直接通过所述浓缩器而不通过中间物处理步骤。
18.根据权利要求1的方法，其中所述浓缩器废物流直接通过所述尺寸筛选过程而不通过中间物处理步骤。
19.根据权利要求1的方法，其中所述汁直接通过所述浓缩器而不通过中间物处理步骤并且所述浓缩器废物流直接通过所述尺寸筛选过程而不通过中间物处理步骤。
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