CN107694133B - 一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺 - Google Patents

一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺，包括准备工作、进料、抽真空、加热、快速蒸发、减压和清洗，在快速蒸发阶段采用让物料保持剧烈冒泡但不溢出加热层的状态，能够使得物料内部形成适度松散的排气孔，便于后续水蒸气从物料中溢出，从而加快浓缩干燥速度；设置的高压气流喷嘴喷出的“气针”能够有效的刺破物料产生的大泡，为溶媒蒸汽溢出开辟出合适的通道，大幅提升干燥速度；本发明整体上适应性广、操作简单、能耗低、不结焦且干燥速度快、产品质量好，有利于工业化的推广和应用。

Description

一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺
技术领域
本发明涉及真空浓缩干燥技术领域，具体涉及一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺。
背景技术
浸膏通常是指用有机溶剂浸提不含有渗出物的香料植物组织(如花、叶枝、茎、树皮、根、果实等)中所得的香料制品，成品中不含原用的溶剂和水分。目前，现有技术也存在较多的用于植物提取液浸膏的浓缩干燥工艺，虽然都各有优点，但是也都各自存在许多不足之处。现对目前常用的用于植物提取液浸膏浓缩干燥工艺进行简述如下：
(1)对于离心喷雾干燥工艺而言，其优点为：闪蒸，干燥快速，产品质量好；但其缺点为：粘稠物料不适应，富糖，维生素的物料适应性差；能耗大；设备消毒麻烦；粉体轻细；
(2)对于沸腾干燥工艺而言，其优点为：可一步成粒，产品质量好；但其缺点为：辅料与工艺通用性差，前期研究投入大；配套设备多；
(3)对于管式干燥工艺而言，其优点为：闪蒸，浓缩干燥快速，产品质量好；可在浓缩干燥的同时同步UHT灭菌；能耗低；但其缺点为：单台设备产品适应性差；单台产量小；清洗麻烦；
(4)对于带式干燥工艺而言，其优点为：采用薄膜干燥，干燥较快，产品质量较好；但其缺点为：占地大；清洗消毒麻烦；设备故障率较高；不适合粘度较小的物料；
(5)对于传统真空干燥而言，其优点为：产品适应性广(包括热敏物料)；占地小；产品质量较好；投资小；但其缺点为：干燥时间太长，通常为20h～72h；自控程度低；
综上所述，目前，现有技术中缺少一种适应性逛、操作简单、节能、干燥速度快并且产品质量好的用于植物提取液浸膏的浓缩干燥工艺。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供了一种适应性广、操作简单、能耗低、不结焦且干燥速度快、产品质量好的植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺。
本发明采用如下技术方案：
一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺，包括准备工作、进料、抽真空、加热、快速蒸发、减压和清洗，具体步骤如下：
(1)准备工作：预热设备；
所述设备为MVR蒸发器，所述MVR蒸发器包括真空干燥箱、热源加热罐、高真空缓冲罐、抽真空装置，所述真空干燥箱内设有加热管和若干层加热层，所述加热管的底部和热源加热罐的底部以及加热管的顶部和热源加热罐的顶部分别通过管道相连，所述热源加热罐的底部设有循环泵，所述真空干燥箱的侧面沿着真空干燥箱的高度方向均匀分布有若干真空管，所述真空管、高真空缓冲罐和抽真空装置依次通过管道相连；
所述预热设备的方法为：加热热源加热罐内的热源至温度为60℃～98℃，打开循环泵将热源通入真空干燥箱内的加热管中使得热源在热源加热罐和加热管之间循环流动，待真空干燥箱内部温度预热至50℃～85℃即可完成预热；
其中，所述热源为热水；
(2)进料：在真空干燥箱内的加热层的表面平铺一层内衬层，再将物料均匀的涂抹于内衬层上；所述内衬层采用与物料不亲和的软性薄膜制成；
(3)抽真空：对真空干燥箱内部进行抽真空，并将真空干燥箱内的相对压力控制在-0.099MPa～-0.095Mpa之间；
(4)加热：完成抽真空阶段后，继续向加热管内通入热源，直至物料沸腾并伴随剧烈冒泡的现象即可；
(5)快速蒸发：停止热源的加入，控制真空干燥箱内的温度或真空度以使物料保持剧烈冒泡但不溢出加热层的状态且持续时间为0.5h～2h；
(6)减压：快速蒸发结束后，，减小真空干燥箱内的压力，直至物料浓缩至干燥终点即可出料；
(7)清洗：首先采用水蒸汽对真空干燥箱内部进行润湿，再通过高压水枪对真空干燥箱内部进行高压清洗。
作为本发明的一种优选技术方案，所述准备工作阶段还包括：灭菌，所述灭菌包括对箱体的灭菌和对物料的灭菌，所述对箱体灭菌采用流通蒸汽的方式进行灭菌，所述对物料的灭菌为在135℃下持续2～6s的UHT瞬间灭菌或在121℃下持续10～20s的UHT瞬间灭菌。
作为本发明的一种优选技术方案，所述MVR蒸发器还包括气体压缩装置、压缩气体缓冲罐，所述真空干燥箱的内壁上与真空管相对的一侧设有若干个沿着真空干燥箱的高度方向均匀分布的高压气流喷嘴，所述气体压缩装置、压缩气体缓冲罐和高压气流喷嘴依次通过管道相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述快速蒸发阶段还包括：破皮，所述破皮包括当物料开始出现局部冒出直径大于1cm的大泡且持续2min～3min都没有自破时，打开设置于真空干燥箱内部侧面的高压气流喷嘴，高压气流喷嘴对着物料喷出“气针”以刺破大泡。
作为本发明的一种优选技术方案，所述高压气流喷嘴喷出的气流为压缩空气或压缩惰性气体。
作为本发明的一种优选技术方案，所述物料干燥终点的判定方法为：在逐渐减小真空干燥箱内的压力的同时，通过控制热源温度和热源通过加热管的流量以调节物料的温度，使得加热层内物料的温度和真空干燥箱内的温度差保持在3℃～5℃之间，并持续0.5h～1h后即为干燥终点。
本发明的有益效果是：
1、本发明在进料前首先在加热层的表面平铺一层与物料不亲和的软性薄膜制成的内衬层，然后再将物料均匀的涂抹于内衬层上，有效解决了由于物料厚薄不均匀，局部干燥不透，干燥时间延长造成的浪费问题；同时减轻了干燥后转料的工作强度以及人为因素对设备的损伤；
2、本发明的真空干燥箱采用在侧面设置多根真空管的方式来进行抽真空，能够有效避免传统真空干燥溶媒蒸汽上行过程中造成的冷凝回流至物料，局部干燥不透，干燥时间延长造成的浪费；
3、本发明在快速蒸发阶段，让物料保持剧烈冒泡但不溢出加热层的状态，能够使得物料内部形成适度松散的排气孔，便于后续水蒸气从物料中溢出，从而加快浓缩干燥速度；在快速蒸发阶段，根据物料不同，可蒸发掉原物料含水量的 60～80％；
4、本发明设置的高压气流喷嘴喷出的“气针”能够有效的刺破物料产生的大泡，为溶媒蒸汽溢出开辟出合适的通道，大幅提升干燥速度；同时，避免浸膏内过热形成飞溅甚至导致物料性状发生改变的情况；
5、本发明的热源采用循环流动再利用的方式给真空干燥箱内部进行加热，能够有效的避免热量的浪费，大大降低了能耗；
附图说明
图1为本发明的设备结构以及工艺流程结构示意图；
图中符号说明：
真空干燥箱1，热源加热罐2，高真空缓冲罐3，抽真空装置4，加热管5，加热层6，循环泵7，真空管8，气体压缩装置9，压缩气体缓冲罐10，高压气流喷嘴11，排水口12。
具体实施方式
现在结合附图对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明所采用的设备为MVR蒸发器，所述MVR蒸发器包括真空干燥箱1、热源加热罐2、高真空缓冲罐3、抽真空装置4，所述真空干燥箱 1内设有加热管5和七层加热层6，所述加热管5的底部和热源加热罐2的底部以及加热管5的顶部和热源加热罐2的顶部分别通过管道相连，所述热源加热罐 2的底部设有循环泵7，所述真空干燥箱1的侧面沿着真空干燥箱1的高度方向均匀分布有若干真空管8，所述真空管8、高真空缓冲罐3和抽真空装置4依次通过管道相连以实现对真空干燥箱1内部进行抽真空操作；
所述MVR蒸发器还包括气体压缩装置9、压缩气体缓冲罐10，所述真空干燥箱1的内壁上与真空管8相对的一侧设有若干个沿着真空干燥箱1的高度方向均匀分布的高压气流喷嘴11，所述气体压缩装置9、压缩气体缓冲罐10和高压气流喷嘴11依次通过管道相连；
所述真空干燥箱底部还设有排水口12。
实施例1：
一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺，包括准备工作、进料、抽真空、加热、快速蒸发、减压和清洗，具体步骤如下：
(1)准备工作：预热设备；
所述预热设备的方法为：加热热源加热罐内的热源至温度为60℃，打开循环泵将热源通入真空干燥箱内的加热管中使得热源在热源加热罐和加热管之间循环流动，待真空干燥箱内部温度预热至50℃即可完成预热；
其中，所述热源为热水；
(2)进料：在真空干燥箱内的加热层的表面平铺一层内衬层，再将物料均匀的涂抹于内衬层上；所述内衬层采用与物料不亲和的软性薄膜制成；
(3)抽真空：对真空干燥箱内部进行抽真空，并将真空干燥箱内的相对压力控制在-0.099MPa～-0.095Mpa之间；
(4)加热：完成抽真空阶段后，继续向加热管内通入热源，直至物料沸腾并伴随剧烈冒泡的现象即可；
(5)快速蒸发：停止热源的加入，控制真空干燥箱内的温度或真空度以使物料保持剧烈冒泡但不溢出加热层的状态且持续时间为2h；
(6)减压：快速蒸发结束后，，逐渐减小真空干燥箱内的压力，直至物料浓缩至干燥终点即可出料；
所述物料干燥终点的判定方法为：在逐渐减小真空干燥箱内的压力的同时，提高热源温度，增大热源通过加热管的流速以提高物料的温度，使得加热层内物料的温度和真空干燥箱内的温度差保持在3℃～5℃之间，并持续1h后即为干燥终点；
(7)清洗：首先采用水蒸汽对真空干燥箱内部进行润湿，再通过高压水枪对真空干燥箱内部进行高压清洗。
实施例2
一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺，包括准备工作、进料、抽真空、加热、快速蒸发、减压和清洗，具体步骤如下：
(1)准备工作：预热设备、灭菌；
所述预热设备的方法为：加热热源加热罐内的热源至温度为70℃，打开循环泵将热源通入真空干燥箱内的加热管中使得热源在热源加热罐和加热管之间循环流动，待真空干燥箱内部温度预热至60℃即可完成预热；
其中，所述热源为热水；
所述灭菌包括对箱体的灭菌和对物料的灭菌，所述对箱体灭菌采用流通蒸汽的方式进行灭菌，所述对物料的灭菌为在135℃下持续4s的UHT瞬间灭菌。
(2)进料：在真空干燥箱内的加热层的表面平铺一层内衬层，再将物料均匀的涂抹于内衬层上；所述内衬层采用与物料不亲和的软性薄膜制成；
(3)抽真空：对真空干燥箱内部进行抽真空，并将真空干燥箱内的相对压力控制在-0.099MPa～-0.095Mpa之间；
(4)加热：完成抽真空阶段后，继续向加热管内通入热源，直至物料沸腾并伴随剧烈冒泡的现象即可；
(5)快速蒸发：停止热源的加入，控制真空干燥箱内的温度或真空度以使物料保持剧烈冒泡但不溢出加热层的状态且持续时间为1h；
(6)减压：快速蒸发结束后，，逐渐减小真空干燥箱内的压力，直至物料浓缩至干燥终点即可出料；
所述物料干燥终点的判定方法为：在逐渐减小真空干燥箱内的压力的同时，提高热源温度，增大热源通过加热管的流速以提高物料的温度，使得加热层内物料的温度和真空干燥箱内的温度差保持在3℃～5℃之间，并持续45min后即为干燥终点；
(7)清洗：首先采用水蒸汽对真空干燥箱内部进行润湿，再通过高压水枪对真空干燥箱内部进行高压清洗。
实施例3
一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺，包括准备工作、进料、抽真空、加热、快速蒸发、减压和清洗，具体步骤如下：
(1)准备工作：预热设备；
所述预热设备的方法为：加热热源加热罐内的热源至温度为85℃，打开循环泵将热源通入真空干燥箱内的加热管中使得热源在热源加热罐和加热管之间循环流动，待真空干燥箱内部温度预热至75℃即可完成预热；
其中，所述热源为热水；
(2)进料：在真空干燥箱内的加热层的表面平铺一层内衬层，再将物料均匀的涂抹于内衬层上；所述内衬层采用与物料不亲和的软性薄膜制成；
(3)抽真空：对真空干燥箱内部进行抽真空，并将真空干燥箱内的相对压力控制在-0.099MPa～-0.095Mpa之间；
(4)加热：完成抽真空阶段后，继续向加热管内通入热源，直至物料沸腾并伴随剧烈冒泡的现象即可；
(5)快速蒸发：停止热源的加入，控制真空干燥箱内的温度或真空度以使物料保持剧烈冒泡但不溢出加热层的状态且持续时间为1h；期间当物料开始出现局部冒出直径大于1cm的大泡且持续2min～3min都没有自破时，打开设置于真空干燥箱内部侧面的高压气流喷嘴，高压气流喷嘴对着物料喷出“气针”以刺破大泡，其中，所述高压气流喷嘴喷出的气流为压缩空气或压缩惰性气体，关于气流的选择标准为：如果需要浓缩干燥的植物提取液浸膏为易氧化物料，则气流选择压缩惰性气体以达到保护物料不被氧化的目的，如果需要浓缩干燥的植物提取液浸膏为不易氧化的物料，则可以采用压缩空气为气流，以达到节约成本的目的；
(6)减压：快速蒸发结束后，，逐渐减小真空干燥箱内的压力，直至物料浓缩至干燥终点即可出料；
所述物料干燥终点的判定方法为：在逐渐减小真空干燥箱内的压力的同时，提高热源温度，增大热源通过加热管的流速以提高物料的温度，使得加热层内物料的温度和真空干燥箱内的温度差保持在3℃～5℃之间，并持续45min后即为干燥终点；
(7)清洗：首先采用水蒸汽对真空干燥箱内部进行润湿，再通过高压水枪对真空干燥箱内部进行高压清洗。
实施例4
一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺，包括准备工作、进料、抽真空、加热、快速蒸发、减压和清洗，具体步骤如下：
(1)准备工作：预热设备；
所述预热设备的方法为：加热热源加热罐内的热源至温度为95℃，打开循环泵将热源通入真空干燥箱内的加热管中使得热源在热源加热罐和加热管之间循环流动，待真空干燥箱内部温度预热至85℃即可完成预热；
其中，所述热源为热水；
所述灭菌包括对箱体的灭菌和对物料的灭菌，所述对箱体灭菌采用流通蒸汽的方式进行灭菌，所述对物料的灭菌为在在121℃下持续15s的UHT瞬间灭菌。
(2)进料：在真空干燥箱内的加热层的表面平铺一层内衬层，再将物料均匀的涂抹于内衬层上；所述内衬层采用与物料不亲和的软性薄膜制成；
(3)抽真空：对真空干燥箱内部进行抽真空，并将真空干燥箱内的相对压力控制在-0.099MPa～-0.095Mpa之间；
(4)加热：完成抽真空阶段后，继续向加热管内通入热源，直至物料沸腾并伴随剧烈冒泡的现象即可；
(5)快速蒸发：停止热源的加入，控制真空干燥箱内的温度或真空度以使物料保持剧烈冒泡但不溢出加热层的状态且持续时间为0.5h；期间当物料开始出现局部冒出直径大于1cm的大泡且持续2min～3min都没有自破时，打开设置于真空干燥箱内部侧面的高压气流喷嘴，高压气流喷嘴对着物料喷出“气针”以刺破大泡，其中，所述高压气流喷嘴喷出的气流为压缩空气或压缩惰性气体，关于气流的选择标准为：如果需要浓缩干燥的植物提取液浸膏为易氧化物料，则气流选择压缩惰性气体以达到保护物料不被氧化的目的，如果需要浓缩干燥的植物提取液浸膏为不易氧化的物料，则可以采用压缩空气为气流，以达到节约成本的目的；
(6)减压：快速蒸发结束后，，逐渐减小真空干燥箱内的压力，直至物料浓缩至干燥终点即可出料；
所述物料干燥终点的判定方法为：在逐渐减小真空干燥箱内的压力的同时，提高热源温度，增大热源通过加热管的流速以提高物料的温度，使得加热层内物料的温度和真空干燥箱内的温度差保持在3℃～5℃之间，并持续30min后即为干燥终点；
(7)清洗：首先采用水蒸汽对真空干燥箱内部进行润湿，再通过高压水枪对真空干燥箱内部进行高压清洗。
最后应说明的是：这些实施方式仅用于说明本发明而不限制本发明的范围。此外，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺，其特在于：包括准备工作、进料、抽真空、加热、快速蒸发、减压和清洗，具体步骤如下：
（1）准备工作：预热设备；
所述设备为MVR蒸发器，所述MVR蒸发器包括真空干燥箱、热源加热罐、高真空缓冲罐、抽真空装置，所述真空干燥箱内设有加热管和若干层加热层，所述加热管的底部和热源加热罐的底部以及加热管的顶部和热源加热罐的顶部分别通过管道相连，所述热源加热罐的底部设有循环泵，所述真空干燥箱的侧面沿着真空干燥箱的高度方向均匀分布有若干真空管，所述真空管、高真空缓冲罐和抽真空装置依次通过管道相连；
所述预热设备的方法为：加热热源加热罐内的热源至温度为60℃~98℃，打开循环泵将热源通入真空干燥箱内的加热管中使得热源在热源加热罐和加热管之间循环流动，待真空干燥箱内部温度预热至50℃~85℃即可完成预热；
其中，所述热源为热水；
（2）进料：在真空干燥箱内的加热层的表面平铺一层内衬层，再将物料均匀的涂抹于内衬层上；所述内衬层采用与物料不亲和的软性薄膜制成；
（3）抽真空：对真空干燥箱内部进行抽真空，并将真空干燥箱内的相对压力控制在-0.099MPa~ -0.095Mpa之间；
（4）加热：完成抽真空阶段后，继续向加热管内通入热源，直至物料沸腾并伴随剧烈冒泡的现象即可；
（5）快速蒸发：停止热源的加入，控制真空干燥箱内的温度或真空度以使物料保持剧烈冒泡但不溢出加热层的状态且持续时间为0.5h~2h；
（6）减压：快速蒸发结束后，减小真空干燥箱内的压力，直至物料浓缩至干燥终点即可出料；
（7）清洗：首先采用水蒸汽对真空干燥箱内部进行润湿，再通过高压水枪对真空干燥箱内部进行高压清洗；
所述MVR蒸发器还包括气体压缩装置、压缩气体缓冲罐，所述真空干燥箱的内壁上与真空管相对的一侧设有若干个沿着真空干燥箱的高度方向均匀分布的高压气流喷嘴，所述气体压缩装置、压缩气体缓冲罐和高压气流喷嘴依次通过管道相连；
所述快速蒸发阶段还包括：破皮，所述破皮包括当物料开始出现局部冒出直径大于1cm的大泡且持续2min~3min都没有自破时，打开设置于真空干燥箱内部侧面的高压气流喷嘴，高压气流喷嘴对着物料喷出“气针”以刺破大泡。
2.根据权利要求1所述的一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺，其特征在于：所述准备工作阶段还包括：灭菌，所述灭菌包括对箱体的灭菌和对物料的灭菌，所述对箱体灭菌采用流通蒸汽的方式进行灭菌，所述对物料的灭菌为在135℃下持续2~6s的UHT瞬间灭菌或在121℃下持续10~20s的UHT瞬间灭菌。
3.根据权利要求1所述的一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺，其特征在于：所述高压气流喷嘴喷出的气流为压缩空气或压缩惰性气体。
4.根据权利要求1所述的一种植物提取液浸膏真空浓缩干燥工艺，其特征在于：所述物料干燥终点的判定方法为：在逐渐减小真空干燥箱内的压力的同时，通过控制热源温度和热源通过加热管的流量以调节物料的温度，使得加热层内物料的温度和真空干燥箱内的温度差保持在3℃~5℃之间，并持续0.5h~1h后即为干燥终点。
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