CN110959729A - 脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，包括渗料罐，还包括脉冲发生器和脉冲电极，脉冲电极为高压脉冲电极，高压脉冲电极设在渗料罐内；脉冲电极竖立安装在渗料罐内的底部中央。脉冲电极的高度为渗料罐高度的1/2—2/3，脉冲电极的体积为渗料罐体积的0.4%—0.6%。脉冲发生器提供最大峰值电压为11kv的方波脉冲，最大重复率为每秒2000脉冲，脉冲宽度为1µs—10µs。脉冲电极形成的脉冲电场能够使植物细胞膜发生破损和孔洞形成，导致细胞膜穿孔，提高细胞膜通透性，促进溶液中溶质扩散并进入果肉，缩短溶质的渗入时间。尤其是采用脉冲电极和真空渗料相结合的方式，溶质的渗透效率明显得到提高。

Description

脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统

技术领域

本发明涉及一种果肉蜜饯的加工设备，具体涉及一种果肉蜜饯物料渗透系统。

背景技术

蜜饯(凉果)在渗糖过程中，通过渗糖的方式使糖液中溶质进入果肉，提高产品的口 感和营养品质。但是常规的渗糖方法存在以下问题：第一效率低、时间久；第二为避免糖液与果肉渗透压过大，果肉剧烈失水、皱缩严重，需渗透液从低浓度开始(一般25-30brix)，逐步提升糖液浓度，操作复杂。第三，果肉中水分的流出，加大了糖液与果肉的质量比， 加大了果肉中除糖以为其它营养成分(花色苷、花色苷、有机酸、矿物质等)的总量流出， 同时降低了糖液中营养成分的浓度和风味，糖液缺乏利用价值。

目前发现真空渗糖，通过抽真空将果实内的气体排除，减小了果实组织对糖分渗透时 的阻力，提高渗糖效率，已经有较多的报道和生产应用。但是，目前关于真空渗糖的报道 和生产应用仅仅为渗糖提供了真空条件，无法解决真空渗糖过程中随着糖液中溶质进入果 肉，糖液浓度下降，渗糖效率降低的问题。

比如，经检索发现，国家知识产权局于2016年7月6日公开了公开号为CN205358058U 的专利文献，本实用新型提供一种真空渗糖装置，解决现有技术中真空渗糖装置结构复杂， 价格昂贵，不适于应用在中小作坊内使用的技术问题，其结构包括：化糖锅、引料泵、渗 糖锅和真空泵；所述化糖锅的出料口通过所述引料泵与所述渗糖锅的进料口连接；所述渗 糖锅的抽气接口连接有所述真空泵。本实用新型通过简化现有技术中真空渗糖装置的结 构。

再比如，国家知识产权局于2019年6月4日公开了公开号为CN208925145U的专利文献，一种渗糖系统，其特征在于，包括渗糖罐、吸料适配器、真空泵、供液泵；所述渗糖 罐，通过送料管道与暂时存储料的所述吸料适配器连通，所述渗糖罐底部设有用于将所述 吸料适配器中的料吸进所述渗糖罐的抽风机；所述供液泵，向所述渗糖罐供送糖液，所述 渗糖罐通过送液管道与所述供液泵连通；所述渗糖罐与所述真空泵通过真空管道连通，对 加入料及糖液的渗糖罐抽真空；所述渗糖罐，包括内壁与外壁，二者之间为空腔结构，所 述外壁上设有热空气入口，进入空腔内的热空气对渗糖罐内部进行加热。

再比如，国家知识产权局于2018年12月21日公开了公开号为CN208258924U的专利文献，本实用新型公开了一种果脯真空循环浸糖罐，包括罐体和位于所述罐体上方的罐盖，所述罐体上部设有抽真空口，所述罐体的内部还设有用于盛装果脯的筛框，所述筛框可由所述罐体的内部取出，所述罐体上部设有糖液进料口和糖液循环进口，所述罐体的下部设有糖液循环出口，所述罐体的底部设有糖液排放口。本实用新型通过在罐体中设置筛框及糖液进料口、糖液循环进口和糖液循环出口，在浸糖时，只需将盛有果脯的筛框吊入罐体中，将罐盖密封在罐体上，在抽真空口抽真口，使糖液迅速进入筛框中，实现果脯的真空 浸糖处理，避免了果脯残渣对果品浸糖所带来的不利影响，提高其渗糖速度，保持果脯浸 糖后的品质。很明显该专利文献无法解决真空渗糖过程中随着糖液中溶质进入果肉，糖液 浓度下降，渗糖效率降低的问题。

发明内容

为了克服上述之不足，本发明的目的在于提供一种能提高溶质渗透效率的脉冲型果肉 蜜饯物料渗透系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，包括渗料罐，还包括脉冲发生器和脉冲电极，脉冲发 生器与脉冲电极电连接，脉冲电极为高压脉冲电极，高压脉冲电极设在渗料罐内。

进一步地，所述脉冲电极为长条状结构，所述脉冲电极竖立安装在渗料罐内的底部中 央。

进一步地，所述脉冲电极的高度为渗料罐高度的1/2—2/3，脉冲电极的体积为渗料 罐体积的0.4％—0.6％。

进一步地，所述脉冲发生器提供最大峰值电压为11kv的方波脉冲，最大重复率为每 秒2000脉冲，脉冲宽度为1μs—10μs。

进一步地，所述渗料罐上设有加热器，所述加热器用以给渗料罐内的液体加热。

进一步地，所述渗料罐上设有果肉入口、出料口和入液口，还包括物料溶解罐、物料 液导管、阀A、气压表、负压管、阀B、真空泵、冷凝器和集液容器，物料溶解罐通过物 料液导管与渗料罐的入液口连通，阀A安装在物料液导管上，渗料罐通过负压管与真空泵 连接，所述负压管上安装有阀B，真空泵通过管路与冷凝器连通，冷凝器的排液口与集液 容器连通，所述气压表用以检测渗料罐内的气压。

进一步地，所述阀A和阀B为电磁阀，还包括主控制器，气压表将渗料罐内的气压信息传送给主控制器，主控制器对真空泵、阀A和阀B开关控制。气压表采用的是数字气压 表，气压表除了显示气压外，气压表内的气压传感器还将信息传送给了主控制器。

进一步地，还包括温度传感器，温度传感器用以将渗料罐内的温度信息传送给主控制 器，主控制器对加热器的供热进行开关控制；还包括液位传感器，真空泵将物料溶解罐内 的液体抽入渗料罐内，当渗料罐的液体达到设定的液面时，所述液位传感器将信号传送给 主控制器，主控制器关闭真空泵。

进一步进，所述果肉入口设在渗料罐的顶部，出料口设在渗料罐的底部，入液口设在 渗料罐的侧壁上部，所述渗料罐设在机架上；所述渗料罐是由内胆和外壳，加热器采用的 是电发热膜，电发热膜贴在内胆的外表面；所述脉冲发生器与主控制器电连接，主控制器 用以对脉冲发生器进行开关控制；还包括水泵和回流管路，所述回流管路的一端与集液容 器连通，另一端与物料溶解罐连通，所述水泵设在回流管路上；所述渗料罐内的底部设有 固定架，所述脉冲电极固定在固定架上；所述冷凝器的排气口处连接有排气管。

进一步地，所述物料溶解罐中溶液的溶剂为水，物料为糖或/和盐；所述渗料罐中的 果肉为李子、青梅、杏或杨梅。

本发明的有益效果在于：

由于在渗料罐内增设了高压脉冲电极，形成的高压脉冲电场能够使植物细胞膜发生破 损和孔洞形成，导致细胞膜穿孔，提高细胞膜通透性，促进溶液中溶质扩散并进入果肉， 缩短溶质的渗入时间。

由于采用真空渗料的方式，通过抽真空将果实内的气体排除，减小了果实组织对糖分 渗透时的阻力，提高溶质的渗透效率；尤其是采用高压脉冲电极和真空渗料相结合的方式， 溶质的渗透效率明显得到了提高。

由于对渗料罐的液体采用辅助加热和真空浓缩的方式，在真空且温度为40℃左右， 最高不超过60℃的情况下，进行液体浓缩，在不会破坏果肉的营养的情况下，保证了液体的浓度，解决了现有加工装置频繁添加物料的问题。

由于本专利引入了主控制器、传感器等部件，实现了自动化控制操作，具有操作简单、 使用方便的特点。

本专利的应用广泛，可以用于杨梅渗糖、李子渗糖、青梅渗糖和杏渗糖，来加工果肉 蜜饯。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对 于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它 的附图：

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明与现有技术相比时间与糖渗入量的曲线图。

图中：1、渗料罐；2、脉冲电极；3、脉冲发生器；4、加热器；5、果肉入口； 6、出料口；7、入液口；8、物料溶解罐；9、物料液导管；10、阀A；11、气压表；12、 负压管；13、阀B；14、真空泵；15、冷凝器；16、集液容器；17、排气管；18、主控制 器；19、液位传感器；20、温度传感器；21、机架；22、管路；23、水泵；24、回流管路； 25、固定架。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例 对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实 施例中的特征可以相互组合。

实施例1

如图1所示，脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，包括渗料罐1，还包括脉冲发生器3和脉冲电极2，脉冲发生器3与脉冲电极2电连接，脉冲电极2设在渗料罐1内。果肉入口 5设在渗料罐1的顶部，出料口6设在渗料罐1的底部，入液口7设在渗料罐1的侧壁上 部；脉冲电极2为长条状结构，具体是截面为圆形的长杆状结构，所述脉冲电极2竖立安 装在渗料罐1内的底部中央。

脉冲电极2的高度为渗料罐高度的1/2—2/3，脉冲电极2的体积为渗料罐体积的0.4％ —0.6％。脉冲发生器3提供最大峰值电压为11kv的方波脉冲，最大重复率为每秒2000脉 冲，脉冲宽度为1μs—10μs。在1kv—11kv之间的电压为高电压。

所述渗料罐1上设有加热器4。加热器4用以给渗料罐1内的液体加热。本实施例中的加热器采用蒸汽加热的方式，在渗料罐的外围设有蒸汽夹套，蒸汽夹套上连通有蒸汽导入管和蒸汽导出管，在蒸汽导入管上设有电磁阀，还包括温度传感器，温度传感器用以将渗料罐内的温度信息传送给主控制器，主控制器对蒸汽导入管上的电磁阀进行开关控制。

实施例2

如图2所示，本实施例中的脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，也包括脉冲发生器3和脉 冲电极2，脉冲发生器与脉冲电极电连接，脉冲电极2设在渗料罐1内，如图1所示。脉 冲电极为长条状结构，所述脉冲电极竖立安装在渗料罐内的底部中央。脉冲电极的高度为 渗料罐高度的1/2—2/3，脉冲电极的体积为渗料罐体积的0.4％—0.6％。脉冲发生器提供 最大峰值电压为11kv的方波脉冲，最大重复率为每秒2000脉冲，脉冲宽度为1μs—10μs。 渗料罐1上设有果肉入口5、出料口6和入液口7。

本实施例2与实施例1的区别在于:所述渗料罐1是由内胆和外壳,加热器4采用的是 电发热膜，电发热膜贴在内胆的外表面。

还包括物料溶解罐8、物料液导管9、阀A10、气压表11、负压管12、阀B13、真空 泵14、冷凝器15和集液容器16，物料溶解罐8通过物料液导管9与渗料罐1的入液口7 连通，阀A10安装在物料液导管9上，渗料罐1通过负压管12与真空泵14连接，所述负 压管12上安装有阀B13，真空泵14通过管路22与冷凝器15连通，冷凝器15的排液口 与集液容器连通，所述气压表11用以检测渗料罐1内的气压。所述冷凝器15的排气口处 连接有排气管17。

阀A10和阀B13为电磁阀，还包括主控制器18，气压表11将渗料罐1内的气压信息传送给主控制器18，主控制器18对真空泵14、阀A10和阀B13开关控制。

还包括温度传感器20，温度传感器20用以将渗料罐1内的温度信息传送给主控制器 18，主控制器对加热器4(电发热膜贴)进行开关控制；还包括液位传感器19，真空泵 14将物料溶解罐8内的液体抽入渗料罐1内，当渗料罐1的液体达到设定的液面时，所 述液位传感器19将信号传送给主控制器18，主控制器18关闭真空泵14。

渗料罐1设在机架21上，脉冲发生器3与主控制器18电连接，主控制器18用以对 脉冲发生器3进行开关控制；还包括水泵23和回流管路24，所述回流管路24的一端与 集液容器16连通，另一端与物料溶解罐8连通，所述水泵23设在回流管路24上；所述 渗料罐1内的底部设有固定架25，所述脉冲电极2固定在固定架25上。

物料溶解罐8中溶液的溶剂为水，物料为糖，具体来讲，糖为白糖；所述渗料罐1中的果肉为杨梅。进行杨梅蜜饯的加工时，将果肉放入渗料罐中，启动真空泵14，将物料 溶解罐中的糖液(初始浓度25-30Brix)吸入渗料罐中，启动脉冲装置，进行糖液渗透一 段时间后，再进行真空浓缩，真空浓缩的具体参数：温度40℃，真空度0.6kpa，直到糖 液浓度达到50brix，停止真空浓缩，再启动脉冲装置，脉冲渗透一段时间后关机，便完 成杨梅蜜饯的渗糖工艺。渗料罐1针对目前的真空渗糖设备改造，添加冷凝器、温控装置， 使其具有真空浓缩功能。既能为果肉渗糖提供真空条件，提高渗糖速率，又能减少果肉中 营养成分的损失。

本实施例2，配备了真空浓缩装置和脉冲装置，真空浓缩装置和脉冲装置即可单一工 作，又可独立工作。在真空条件和脉冲条件下，均能够促进糖液中的糖进入杨梅果实，提高渗糖效率。通过真空浓缩提高渗透液浓度，代替向糖液中添加白糖提高糖业浓度的方法，减少白糖的使用量，提高渗透液营养物质的浓度，降低了果肉中营养物质的损失，提高了产品品质。

本专利的操作采用的是自动化操作，启动真空泵14抽料前，主控制器会打开阀A10和阀B13，当液体量达到设定值时，当渗料罐1的液体达到设定的液面时，所述液位传感 器19将信号传送给主控制器18，主控制器18关闭真空泵14；抽真空操作时，首先要关 闭阀A10，打开阀B13，当渗料罐1的气压达到设定值时，关闭阀B13，使渗料罐1保持 真空状态；进行真空浓缩时，需要启动加热装置，然后再打开阀B13，渗料罐1内的液体 变成蒸汽后经负压管12和真空泵14，再通过管路22进入冷凝器15，蒸汽冷凝变成液体 向下流入集液容器16，空气从冷凝器15的排气口处的排气管17排出。

工作原理：本专利第一大特点是采用了脉冲发生器，利用高电压的脉冲电极在渗料罐 1内形成了脉冲电场，脉冲电场能够使植物细胞膜发生破损和孔洞形成，导致细胞膜穿孔， 提高细胞膜通透性，促进溶液中溶质扩散并进入果肉，缩短渗糖时间。

本专利第二大特点是采用真空渗糖和高压脉冲渗糖相结合的方式，真空渗糖通过抽真 空将果实内的气体排除，减小了果实组织对糖分渗透时的阻力，以提高渗糖效率。两者的 结合，渗糖效率得到显著的提高。

本专利的第三特点是对渗料罐的液体采用辅助加热和真空浓缩的方式，在真空且温度 为40℃左右进行液体浓缩，在不会破坏果肉的营养的情况下，保证了液体渗透的浓度， 克服了真空渗糖过程中渗透液糖浓度下降，需要频繁补加糖、液料比过大的问题。

经实验，由于在渗料罐内增设了高压脉冲电极，脉冲电极使用高压时才会有效果，高 压脉冲电场能够使植物细胞膜发生破损和孔洞形成，导致细胞膜穿孔，提高细胞膜通透性， 促进溶液中溶质扩散并进入果肉，缩短溶质的渗入时间。并进行了实验，脉冲电场渗糖与 现有技术相比，实验数据形成的时间与糖渗入量的曲线图，如图3所示，图中横坐标为渗糖时间h，纵坐标为糖渗入量y(g/g起始干重)，从上述实验数据形成的曲线图中，蓝 色的线(线上有圆点)为本专利的实验数据形成的线，黑色的线(线上有方点)为现有技 术的实验数据形成的线。

从图中可知，利用本专利的脉冲电场渗糖，关键是采用的电压为高电压，高电压为1kv—11kv，使溶质的渗透效率明显得到了提高。并且制成后的成品形状也有区别，用现 有技术渗糖工艺制成的杨梅蜜饯，烘干后产品干瘪，利用本专利脉冲电场渗糖后制成的杨 梅蜜饯，烘干后产品饱满。

此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施 例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发 明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领 域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，包括渗料罐，其特征在于：还包括脉冲发生器和脉冲电极，脉冲电极为高压脉冲电极，高压脉冲电极设在渗料罐内。

2.根据权利要求1所述的脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，其特征在于：所述脉冲电极为长条状结构，所述脉冲电极竖立安装在渗料罐内的底部中央。

3.根据权利要求1所述的脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，其特征在于：所述脉冲电极的高度为渗料罐高度的1/2—2/3，脉冲电极的体积为渗料罐体积的0.4%—0.6%。

4.根据权利要求1所述的脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，其特征在于：所述脉冲发生器提供最大峰值电压为11kv的方波脉冲，最大重复率为每秒2000脉冲，脉冲宽度为1µs—10µs。

5.根据权利要求4所述的脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，其特征在于：所述渗料罐上设有加热器，所述加热器用以给渗料罐内的液体加热。

6.根据权利要求5所述的脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，其特征在于：所述渗料罐上设有果肉入口、出料口和入液口，还包括物料溶解罐、物料液导管、阀A、气压表、负压管、阀B、真空泵、冷凝器和集液容器，物料溶解罐通过物料液导管与渗料罐的入液口连通，阀A安装在物料液导管上，渗料罐通过负压管与真空泵连接，所述负压管上安装有阀B，真空泵通过管路与冷凝器连通，冷凝器的排液口与集液容器连通，所述气压表用以检测渗料罐内的气压。

7.根据权利要求6所述的脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，其特征在于：所述阀A和阀B为电磁阀，还包括主控制器，气压表将渗料罐内的气压信息传送给主控制器，主控制器对真空泵、阀A和阀B开关控制。

8.根据权利要求7所述的脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，其特征在于：还包括温度传感器，温度传感器用以将渗料罐内的温度信息传送给主控制器，主控制器对加热器的供热进行开关控制；还包括液位传感器，真空泵将物料溶解罐内的液体抽入渗料罐内，当渗料罐的液体达到设定的液面时，所述液位传感器将信号传送给主控制器，主控制器关闭真空泵。

9.根据权利要求8所述的脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，其特征在于：所述果肉入口设在渗料罐的顶部，出料口设在渗料罐的底部，入液口设在渗料罐的侧壁上部，所述渗料罐设在机架上；所述渗料罐是由内胆和外壳，加热器采用的是电发热膜，电发热膜贴在内胆的外表面；所述脉冲发生器与主控制器电连接，主控制器用以对脉冲发生器进行开关控制；还包括水泵和回流管路，所述回流管路的一端与集液容器连通，另一端与物料溶解罐连通，所述水泵设在回流管路上；所述渗料罐内的底部设有固定架，所述脉冲电极固定在固定架上；所述冷凝器的排气口处连接有排气管。

10.根据权利要求9所述的脉冲型果肉蜜饯物料渗透系统，其特征在于：所述物料溶解罐中溶液的溶剂为水，物料为糖或/和盐；所述渗料罐中的果肉为李子、青梅、杏或杨梅。

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