CN107223826B - 一种刺梨汁膜浓缩工艺及浓缩系统 - Google Patents

一种刺梨汁膜浓缩工艺及浓缩系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种刺梨汁膜浓缩工艺，包括以下步骤：步骤1：榨液，刺梨汁榨取液；步骤2：粗滤，通过板框对刺梨汁液进行过滤除杂质；步骤3：膜滤，通过膜系统的一级膜过滤系统进行过滤去除颗粒；步骤4：多级膜过滤浓缩，通过多级膜过滤浓缩系统对刺梨液进行浓缩。还公开了一种刺梨汁膜浓缩系统，包括：一级膜原液过滤系统，与板框过滤装置对接，实现对刺梨汁进行膜过滤的系统；多级膜过滤浓缩系统；与一级膜原液过滤系统对接，实现对刺梨汁常温浓缩的装置；所述的多级膜过滤浓缩系统包括二级膜过滤浓缩系统和三级膜过滤浓缩系统。该刺梨汁浓缩工艺，对刺梨汁利用常温膜过滤浓缩，使刺梨汁的有效成份得到了最大限度保留，提高了提纯浓度。

Description

一种刺梨汁膜浓缩工艺及浓缩系统
技术领域
本发明涉及刺梨汁浓缩生产技术领域，尤其是涉及一种刺梨汁膜浓缩工艺及浓缩系统。
背景技术
刺梨汁是一种时尚饮品，里面富有多种维生素，尤其是维C的含量较高，因此刺梨汁十分受大众的喜爱。刺梨汁生产工艺也随着人们的产品品质的要求提升而得以改进。传统的刺梨汁生产工艺在色泽及口感上品质较差，而且传统的提纯工艺中采用蒸馏提纯，温度高，营养成份容易被破坏。
中国专利文献（公告日：2014年7月30日，公告号：CN103948106A）公开了一种高浓缩刺梨汁的提纯工艺；包括下列步骤：①压制成汁；②粗滤；③超滤；④浓缩。本发明还提供了一种高浓缩刺梨汁的提纯设备，包括树脂罐、管式超滤膜和浓缩设备；所述树脂罐、管式超滤膜和浓缩设备依次管道连接；所述管式超滤膜中为大孔径管、中孔径管、小孔径管依次管道连接，大孔径管、中孔径管、小孔径管中膜的孔径依次递减；所述浓缩设备为三效降膜浓缩蒸发器。本发明应用于对刺梨汁的提纯。本发明浓缩程度高，有效成分流失少，杂质残留少。
上述技术方案采用的是就是蒸馏提纯，其蒸馏需要采用温度技术，这样容易造成营业成份的破坏。而且操作复杂性，成本高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的刺梨汁生产工艺在色泽及口感上品质较差，提纯工艺中采用温度高提纯，营养成份容易被破坏，成本高等问题，而提供一种能够在常温下实现浓缩，功能性有效成份高，提纯浓度高，成本低的刺梨汁膜浓缩工艺和浓缩系统。
本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种刺梨汁膜浓缩工艺，包括以下步骤：
步骤1：榨液，刺梨汁榨取液；
步骤2：粗滤，通过板框对刺梨汁液进行过滤除杂质；
步骤3：膜滤，通过膜系统的一级膜过滤系统进行过滤去除颗粒；
步骤4：多级膜过滤浓缩，通过多级膜过滤浓缩系统对刺梨液进行浓缩。该刺梨汁浓缩工艺，改变传统的蒸馏提纯的工艺，利用膜过滤浓缩技术，实现了对刺梨汁的常温过滤浓缩，使得刺梨汁的功能性有效成份得到了最大限度保留，同时，通过膜过滤浓缩工艺使得刺梨汁提纯浓度大大提高，而且该浓缩工艺成本低。
作为优选，所述的步骤3中粗滤采用恒温恒压过滤，所述的过滤温度为0℃～45℃，运行压力为2 Bar～4Bar；所述的步骤3中膜浓水流速达到3～4m/s，一级膜产水浊度小于0.1NTU。
作为优选，所述的步骤4中多级膜浓缩包括二级膜过滤浓缩和三级膜过滤浓缩。多级膜浓缩可以根据最终的浓缩度需要设置二级三级浓缩，也可以设置二级三级四级或及以上浓缩。
作为优选，所述的二级膜过滤浓缩包括二级膜保安过滤和二级膜浓缩，所述的二级膜保安过滤精度小于等于5μm；所述的二级膜浓缩中二级膜产水糖度小于0.1%，所述的二级膜浓缩后刺梨汁液的糖度大于18%；所述的二级膜过滤浓缩采用恒温恒压，所述的过滤浓缩温度为20℃～30℃，运行压力为30Bar～40Bar。
作为优选，所述的三级膜过滤浓缩包括三级膜保安过滤和三级膜浓缩，所述的三级膜保安过滤精度小于等于5μm；所述的三级膜浓缩中三级膜产水糖度小于0.1%，所述的三级膜浓缩后刺梨汁液的糖度大于28%；所述的三级膜过滤浓缩采用恒温恒压，所述的过滤浓缩温度为20℃～30℃，运行压力为60Bar～70Bar。
本发明实现其第二个发明目的所采用的技术方案是：一种刺梨汁膜浓缩系统，包括：
一级膜原液过滤系统，与板框过滤装置对接，实现对刺梨汁进行膜过滤的系统；多级膜过滤浓缩系统；与一级膜原液过滤系统对接，实现对刺梨汁常温浓缩的装置；所述的多级膜过滤浓缩系统包括二级膜过滤浓缩系统和三级膜过滤浓缩系统。该刺梨汁膜浓缩系统，通过设置一级膜原液过滤系统和多级膜过滤浓缩系统，实现对刺梨汁的膜过滤浓缩，膜过滤浓缩可以实现在常温下的过滤浓缩，能够最大限度的保留刺梨汁的功能性有效成分，而且该膜浓缩系统成本低，浓缩度高。
作为优选，所述的一级膜原液过滤系统包括依次连接的一级膜原液槽、输送泵、一级膜保安过滤器、一级换热器和一级膜膜堆；所述的一级膜膜堆中间设置有用于增大膜的错流量的循环泵，所述的一级膜原液过滤系统通过一变频器自动调节泵的运转频率来实现恒压运行。经板框过滤后的刺梨汁进入膜系统的一级膜原液槽，经过输送泵输送到一级膜保安过滤器，一级膜保安过滤器出来后经过换热器进行温度控制，换热器出口连接一级膜膜堆，在膜堆中间有一台循环泵，该循环泵是为了增大膜的错流量，一级膜产水进入二级膜原液槽，整个运行过程中我们通过变频器自动调节泵的运转频率来实现恒压运行。
作为优选，所述的二级膜过滤浓缩系统包括依次连接的二级膜原液槽、二级膜输送泵、二级膜保安过滤器、二级换热器、二级膜高压泵和二级膜膜堆；所述的二级膜过滤浓缩系统中设置有用于实现恒压运行的二级微小流量调节阀。二级膜原液槽的刺梨汁经过二级膜输送泵输送到二级膜保安过滤器，二级保安过滤器出来后经过换热器进行温度控制，换热器出口连接二级膜高压泵，二级膜高压泵出口连接二级膜膜堆，二级膜产水糖度小于0.1%，该水可以进行回用或者直接排放，浓缩液进入三级膜原液槽，整个运行过程中通过自动调节浓水侧的微小流量调节阀来实现恒压运行。
作为优选，所述的三级膜过滤浓缩系统包括依次连接的三级膜原液槽、三级膜输送泵、三级膜保安过滤器、三级换热器、三级膜高压泵和三级膜膜堆；所述的三级膜过滤浓缩系统中设置有用于实现恒压运行的三级微小流量调节阀。三级膜原液槽的刺梨汁经过三级膜输送泵输送到三级膜保安过滤器，三级膜保安过滤器出来后经过换热器进行温度控制，换热器出口连接三级膜高压泵，三级膜高压泵出口连接三级膜膜堆，三级膜产水糖度小于0.1%，该水可以进行回用或者直接排放，浓缩液进入成品槽，糖度大于28%，整个运行过程中通过自动调节浓水侧的微小流量调节阀来实现恒压运行。
作为优选，二级膜过滤浓缩系统中二级膜采用卷式膜；三级膜过滤浓缩系统中三级膜采用碟管式膜；所述的原液过滤系统和多级膜过滤浓缩系统中分别设置有CIP清洗系统。
本发明的有益效果是：该刺梨汁浓缩工艺，利用膜过滤浓缩技术，实现了对刺梨汁的常温过滤浓缩，使得刺梨汁的功能性有效成份得到了最大限度保留，同时，通过膜过滤浓缩工艺使得刺梨汁提纯浓度大大提高，而且该浓缩工艺成本低；
该刺梨汁浓缩系统，自动化运行，系统运行温度为常温可控，可控范围为0-45℃，可通过调节换热器换热流量进行调节；整个系统为卫生级设计，整个系统配备有CIP在线清洗；系统可以将刺梨汁浓度浓缩到28%糖度以上。
附图说明
图1 是本发明刺梨汁浓缩系统的一种结构示意图；
图中：1、一级膜原液过滤系统，2、多级膜过滤浓缩系统，3、二级膜过滤浓缩系统，4、三级膜过滤浓缩系统，5、一级膜原液槽，6、输送泵，7、一级膜保安过滤器，8、一级换热器，9、一级膜膜堆，10、循环泵， 12、二级膜原液槽，13、二级膜输送泵，14、二级膜保安过滤器，15、二级换热器，16、二级膜高压泵，17、二级膜膜堆， 19、三级膜原液槽，20、三级膜输送泵，21、三级膜保安过滤器，22、三级换热器，23、三级膜高压泵，24、三级膜膜堆。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。
实施例1：
在图1所述的实施例中，一种刺梨汁膜浓缩工艺，包括以下步骤：
步骤1：榨液，刺梨汁榨取液；
步骤2：粗滤，通过板框对刺梨汁液进行过滤除杂质；
步骤3：膜滤，通过膜系统的一级膜过滤系统进行过滤去除颗粒；
步骤4：多级膜过滤浓缩，通过多级膜过滤浓缩系统对刺梨液进行浓缩。
步骤3中粗滤采用恒温恒压过滤，所述的过滤温度为0℃～45℃，运行压力为2 Bar～4Bar；步骤3中膜浓水流速达到3～4m/s，一级膜产水浊度小于0.1NTU。
步骤4中多级膜浓缩包括二级膜过滤浓缩和三级膜过滤浓缩。
二级膜过滤浓缩包括二级膜保安过滤和二级膜浓缩，二级膜保安过滤精度小于等于5μm；二级膜浓缩中二级膜产水糖度小于0.1%，二级膜浓缩后刺梨汁液的糖度大于18%；所述的二级膜过滤浓缩采用恒温恒压，过滤浓缩温度为20℃～30℃，运行压力为30Bar～40Bar。
三级膜过滤浓缩包括三级膜保安过滤和三级膜浓缩，三级膜保安过滤精度小于等于5μm；三级膜浓缩中三级膜产水糖度小于0.1%，三级膜浓缩后刺梨汁液的糖度大于28%；三级膜过滤浓缩采用恒温恒压，过滤浓缩温度为20℃～30℃，运行压力为60Bar～70Bar。
一种刺梨汁膜浓缩系统，包括：
一级膜原液过滤系统1，与板框过滤装置对接，实现对刺梨汁进行膜过滤的系统；多级膜过滤浓缩系统2；与一级膜原液过滤系统1对接，实现对刺梨汁常温浓缩的装置；多级膜过滤浓缩系统2包括二级膜过滤浓缩系统3和三级膜过滤浓缩系统4。
一级膜原液过滤系统1包括依次连接的一级膜原液槽5、输送泵6、一级膜保安过滤器7、一级换热器8和一级膜膜堆9；一级膜膜堆9中间设置有用于增大膜的错流量的循环泵10，一级膜原液过滤系统1通过一变频器自动调节泵11的运转频率来实现恒压运行。输送泵6为一变频器自动调节泵。
二级膜过滤浓缩系统3包括依次连接的二级膜原液槽12、二级膜输送泵13、二级膜保安过滤器14、二级换热器15、二级膜高压泵16和二级膜膜堆17；二级膜过滤浓缩系统3中设置有用于实现恒压运行的微小流量调节阀。
三级膜过滤浓缩系统4包括依次连接的三级膜原液槽19、三级膜输送泵20、三级膜保安过滤器21、三级换热器22、三级膜高压泵23和三级膜膜堆24；三级膜过滤浓缩系统4中设置有用于实现恒压运行的微小流量调节阀。
二级膜过滤浓缩系统3中二级膜采用卷式膜；三级膜过滤浓缩系统4中三级膜采用碟管式膜；原液过滤系统和多级膜过滤浓缩系统中分别设置有CIP清洗系统。本实施例中换热器采用冷却循环水的方式进行冷却。
本实施例中，刺梨汁膜浓缩工艺为：
经板框过滤后的刺梨汁进入膜系统的一级膜原液槽，经过输送泵输送到一级膜保安过滤器，保安过滤器的过滤精度为50μm，保安过滤器出来后经过一级换热器进行温度控制，温度控制在25℃，一级换热器出口连接一级膜膜堆，在膜堆中间有一台循环泵，该循环泵是为了增大膜的错流量，使膜浓水流速达到3～4m/s，一级膜产水进入二级膜原液槽，一级膜产水浊度达到小于0.1NTU，糖度7%，一级膜浓缩液进行定时排放，整个运行过程中通过变频器自动调节泵的运转频率来实现恒压运行，运行压力为3Bar；
二级膜原液槽的刺梨汁经过二级膜输送泵输送到二级膜保安过滤器，保安过滤器的过滤精度为5μm，保安过滤器出来后经过二级换热器进行温度控制，温度控制在25℃，二级换热器出口连接二级膜高压泵，二级膜高压泵出口连接二级膜膜堆，二级膜产水糖度小于0.1%，该水可以进行回用或者直接排放，浓缩液进入三级膜原液槽，糖度大于18%，整个运行过程中通过自动调节浓水侧的微小流量调节阀来实现恒压运行，运行压力为35Bar；
三级膜原液槽的刺梨汁经过三级膜输送泵输送到三级膜保安过滤器，保安过滤器的过滤精度为5μm，保安过滤器出来后经过三级换热器进行温度控制，温度控制在25℃，三级换热器出口连接三级膜高压泵，三级膜高压泵出口连接三级膜膜堆，三级膜产水糖度小于0.1%，该水可以进行回用或者直接排放，浓缩液进入成品槽，糖度大于28%，整个运行过程中通过自动调节浓水侧的微小流量调节阀来实现恒压运行，运行压力为65Bar；
该刺梨汁膜浓缩系统运行为自动运行；系统运行温度为可控，可控范围为0-45℃，可通过调节换热器换热流量进行调节；整个系统为卫生级设计，管道连接处采用氩弧焊焊接，且整个系统可配备CIP在线清洗；系统可以将刺梨汁浓度浓缩到28%糖度以上。
该刺梨汁浓缩工艺，利用膜过滤浓缩技术，实现了对刺梨汁的常温过滤浓缩，使得刺梨汁的功能性有效成份得到了最大限度保留，同时，通过膜过滤浓缩工艺使得刺梨汁提纯浓度大大提高，而且该浓缩工艺成本低。

Claims (4)

1.一种刺梨汁膜浓缩工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：榨液，刺梨汁榨取液；
步骤2：粗滤，通过板框对刺梨汁液进行过滤除杂质；
步骤3：膜滤，通过膜系统的一级膜过滤系统进行过滤去除颗粒；所述的步骤2中粗滤采用恒温恒压过滤，所述的过滤温度为0℃～45℃，运行压力为2 Bar～4Bar；所述的步骤3中膜浓水流速达到3～4m/s，一级膜产水浊度小于0.1NTU；
步骤4：多级膜过滤浓缩，通过多级膜过滤浓缩系统对刺梨液进行浓缩；
所述的步骤4中多级膜浓缩包括二级膜过滤浓缩和三级膜过滤浓缩；所述的二级膜过滤浓缩包括二级膜保安过滤和二级膜浓缩，所述的二级膜保安过滤精度小于等于5μm；所述的二级膜浓缩中二级膜产水糖度小于0.1%，所述的二级膜浓缩后刺梨汁液的糖度大于18%；所述的二级膜过滤浓缩采用恒温恒压，所述的过滤浓缩温度为20℃～30℃，运行压力为30Bar～40Bar；所述的三级膜过滤浓缩包括三级膜保安过滤和三级膜浓缩，所述的三级膜保安过滤精度小于等于5μm；所述的三级膜浓缩中三级膜产水糖度小于0.1%，所述的三级膜浓缩后刺梨汁液的糖度大于28%；所述的三级膜过滤浓缩采用恒温恒压，所述的过滤浓缩温度为20℃～30℃，运行压力为60Bar～70Bar。
2.一种用于权利要求1所述的刺梨汁膜浓缩工艺的膜浓缩系统，其特征在于包括：
一级膜原液过滤系统，与板框过滤装置对接，实现对刺梨汁进行膜过滤的系统；多级膜过滤浓缩系统；与一级膜原液过滤系统对接，实现对刺梨汁常温浓缩的装置；所述的多级膜过滤浓缩系统包括二级膜过滤浓缩系统和三级膜过滤浓缩系统；
所述的二级膜过滤浓缩系统包括依次连接的二级膜原液槽、二级膜输送泵、二级膜保安过滤器、二级换热器、二级膜高压泵和二级膜膜堆；所述的二级膜过滤浓缩系统中设置有用于实现恒压运行的微小流量调节阀；
所述的三级膜过滤浓缩系统包括依次连接的三级膜原液槽、三级膜输送泵、三级膜保安过滤器、三级换热器、三级膜高压泵和三级膜膜堆；所述的三级膜过滤浓缩系统中设置有用于实现恒压运行的微小流量调节阀。
3.根据权利要求2所述的一种用于刺梨汁膜浓缩工艺的膜浓缩系统，其特征在于：所述的一级膜原液过滤系统包括依次连接的一级膜原液槽、输送泵、一级膜保安过滤器、一级换热器和一级膜膜堆；所述的一级膜膜堆中间设置有用于增大膜的错流量的循环泵，所述的一级膜原液过滤系统通过一变频器自动调节泵的运转频率来实现恒压运行。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于刺梨汁膜浓缩工艺的膜浓缩系统，其特征在于：二级膜过滤浓缩系统中二级膜采用卷式膜；三级膜过滤浓缩系统中三级膜采用碟管式膜；所述的原液过滤系统和多级膜过滤浓缩系统中分别设置有CIP清洗系统。
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