CN112616979A - 一种速溶咖啡冷冻干燥前处理装置及其工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种速溶咖啡冷冻干燥前处理装置及其工艺方法，包括咖啡萃取系统、咖啡研磨系统以及固液混合研磨机，所述咖啡萃取系统包括依次相连的第一预处理装置、萃取装置和液体处理装置；所述咖啡研磨系统包括第二预处理装置、一级研磨机和二级研磨机；所述液体处理装置和二级研磨机均与所述固液混合研磨机相连，所述固液混合研磨机设置有与所述液体处理装置连通的第一入口，以及与所述二级研磨机连通的第二入口。上述技术方案的有益效果为：保证了咖啡的风味，且节省了因热浓缩带来的能源损耗，同时还向萃取液中添加咖啡原粉，使得速溶咖啡具有更好的品质，设置的固液混合研磨机能够提升萃取液和咖啡原粉的混合程度，避免出现冲泡分层的现象。
Description
技术领域
本发明涉及速溶咖啡制作技术领域，具体涉及一种速溶咖啡冷冻干燥前处理装置及其工艺方法。
背景技术
目前国内外速溶咖啡粉加工过程都是预处理工段、萃取(浓度5％～12％)工段、提香工段、热浓缩(浓度42％～55％)工段、调配工段、喷雾干燥工段或冷冻干燥工段。由于热浓缩破坏咖啡的风味、香气和营养成分等热敏性物质，故在热浓缩之前萃取咖啡液先通过提香设备蒸馏出部分香液，然后才进行热浓缩，热浓缩后把香液还原回到咖啡浓缩液中即调配工段。但是提香仅提取少量的香液，在热浓缩过程还是破坏咖啡的风味、香气和营养成分等大量的热敏性物质，使速溶咖啡粉产生新的焦糊味，是造成速溶咖啡品质比现磨咖啡品质差很多的主要原因。热浓缩出来的冷凝水不能循环使用，直接进入污水站处理，增加污水的排放量，并且大量浪费水源(1吨速溶咖啡粉需20吨水)，热浓缩需要大量蒸汽，浪费能源。由于热浓缩在速溶咖啡粉生产上存在如下缺点：严重影响产品的品质、降低产品的附加值、浪费能源、浪费水资源和影响环保。
虽然目前有些咖啡企业为了避免热浓缩的影响，直接把低浓度的咖啡萃取液进行冷冻干燥，但是其口感等质量指标和现磨咖啡还存在很大的差距，尤其是咖啡粉的重量轻、无法形成小颗柆、颜色不均等指标没有达到冻干速溶咖啡粉的产品标准。目前也有－些咖啡企业直接把咖啡研磨细粉添加到萃取液中，提高了固形物含量后进行冷冻干燥后获得了速溶冻干咖啡粉，但咖啡研磨细粉的咖啡因含量比率仅是速溶冻干咖啡粉的－半，故其产品的咖啡因含量偏低并且冲泡后有分层现象。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种速溶咖啡冷冻干燥前处理装置及其工艺方法，能够提升速溶咖啡的品质，减少生产过程中的资源浪费。
本发明一方面提供一种速溶咖啡冷冻干燥前处理装置，包括：
咖啡萃取系统，所述咖啡萃取系统包括依次相连的第一预处理装置、萃取装置和液体处理装置，所述第一预处理装置包括第一筛分组件和研磨组件；
咖啡研磨系统，所述咖啡研磨系统包括第二预处理装置、一级研磨机和二级研磨机，所述第二预处理装置包括第二筛分组件；
固液混合研磨机，所述液体处理装置和二级研磨机均与所述固液混合研磨机相连，所述固液混合研磨机设置有与所述液体处理装置连通的第一入口，以及与所述二级研磨机连通的第二入口，所述固液混合研磨机还设置有用于连通干燥设备的出料口。
上述技术方案的有益效果为：咖啡萃取系统在萃取后并不需要进行热浓缩步骤，保证了咖啡的风味，且节省了因热浓缩带来的能源损耗，同时还设置有咖啡研磨系统，能够向萃取液中添加咖啡原粉，使得速溶咖啡具有更好的品质，设置的固液混合研磨机能够进一步提升萃取液和咖啡原粉的混合程度，避免出现冲泡分层的现象。
进一步，所述预处理装置和萃取装置之间设置有第一定量输送机构。能够保证萃取的质量。
进一步，所述液体处理装置连通和第一入口之间设置有第二定量输送机构，所述二级研磨机和第二入口之间设置有第三定量输送机构。通过第二定量输送机构和第三定量输送机构能够调节进入固液混合研磨机中的固液比例，保证混合液品质的稳定性。
进一步，所述第二定量输送机构包括液体流量计，所述第三定量输送机构包括螺杆计量器。
进一步，所述萃取装置包括多个萃取罐，多个萃取罐呈梯度排列并依次连接。呈梯度依次连接的多个萃取罐能够保证咖啡颗粒被充分萃取。
本发明另一方面提供一种基于速溶咖啡冷冻干燥前处理装置的工艺方法，包括以下步骤：
S1、将一部分咖啡熟豆放入咖啡萃取系统的第一预处理装置中，通过筛分和研磨处理后成为咖啡颗粒，将研磨后的咖啡颗粒输送至萃取装置进行萃取得到萃取液，并对萃取液进行过滤处理；
S2、将另一部分咖啡熟豆放入咖啡研磨系统的第二预处理装置中，通过筛分后依次输送至一级研磨机及二级研磨机中进行研磨处理，研磨处理后得到咖啡小颗粒；
S3、将步骤S1中得到的过滤后的萃取液和步骤S2中得到的咖啡小颗粒加入固液混合研磨机中进行混合研磨，最终得到混合液。
进一步，所述步骤S1中进入萃取装置的水粉比为8：1。
进一步，所述步骤S1中的咖啡颗粒的粒径为1mm-5mm。
进一步，所述步骤S2中的咖啡小颗粒的粒径为50μm～80μm。
进一步，所述步骤S3得到的混合液中咖啡小颗粒的粒径为20-30μm。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的流程示意图。
附图标记：第一预处理装置1、萃取装置2、液体处理装置3、第二预处理装置4、一级研磨机5、二级研磨机6、固液混合研磨机7、干燥设备8、控制系统9。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种速溶咖啡冷冻干燥前处理装置，包括：
咖啡萃取系统，所述咖啡萃取系统包括依次相连的第一预处理装置1、萃取装置2和液体处理装置3，通过液体处理装置3去除萃取液中的杂质，所述第一预处理装置1包括第一筛分组件和研磨组件；
咖啡研磨系统，所述咖啡研磨系统包括第二预处理装置4、一级研磨机5和二级研磨机6，所述第二预处理装置4包括第二筛分组件；
固液混合研磨机7，所述液体处理装置3和二级研磨机6均与所述固液混合研磨机7相连，所述固液混合研磨机7设置有与所述液体处理装置3连通的第一入口，以及与所述二级研磨机6连通的第二入口，所述固液混合研磨机7还设置有用于连通干燥设备8的出料口。
咖啡萃取系统在萃取后并不需要进行热浓缩步骤，保证了咖啡的风味，且节省了因热浓缩带来的能源损耗，同时还设置有咖啡研磨系统，能够向萃取液中添加咖啡原粉，使得速溶咖啡具有更好的品质，设置的固液混合研磨机7能够进一步提升萃取液和咖啡原粉的混合程度，避免出现冲泡分层的现象。
作为另一较佳实施例，所述预处理装置和萃取装置2之间设置有第一定量输送机构。能够保证萃取的质量。
作为另一较佳实施例，所述液体处理装置3连通和第一入口之间设置有第二定量输送机构，所述二级研磨机6和第二入口之间设置有第三定量输送机构。通过第二定量输送机构和第三定量输送机构能够调节进入固液混合研磨机7中的固液比例，保证混合液品质的稳定性。
作为另一较佳实施例，所述第二定量输送机构包括液体流量计，所述第三定量输送机构包括螺杆计量器。
作为另一较佳实施例，所述萃取装置2包括多个萃取罐，多个萃取罐呈梯度排列并依次连接。呈梯度依次连接的多个萃取罐能够保证咖啡颗粒被充分萃取。
作为另一较佳实施例，还设置有控制系统9，控制系统9与咖啡萃取系统、咖啡研磨系统以及固液混合研磨机7电性连接，通过控制系统9控制整个设备的正常运行，以及对三个定量输送机构进行精确控制，保证混合液的比例处于最佳范围值之内。
实施例2
本实施例提供一种基于速溶咖啡冷冻干燥前处理装置的工艺方法，包括以下步骤：
S1、将一部分咖啡熟豆放入咖啡萃取系统的第一预处理装置1中，通过筛分和研磨处理后成为咖啡颗粒，将研磨后的咖啡颗粒通过螺杆输送机以600Kg/h的输送量输送至萃取装置2进行萃取得到萃取液，萃取装置2中的流量约为2500Kg/h(固形物含量约12％)，并对萃取液进行过滤处理；
S2、将另一部分咖啡熟豆放入咖啡研磨系统的第二预处理装置4中，通过筛分后通过螺杆输送机以80Kg/h的输送量依次输送至一级研磨机5及二级研磨机6中进行研磨处理，研磨处理后得到咖啡小颗粒；
S3、将步骤S1中得到的过滤后的萃取液和步骤S2中得到的咖啡小颗粒加入固液混合研磨机7中进行混合研磨，最终得到混合液。
作为另一较佳实施例，所述步骤S1中进入萃取装置2的水粉比为8：1。
作为另一较佳实施例，所述步骤S1中的咖啡颗粒的粒径为1mm-5mm。
作为另一较佳实施例，所述步骤S2中的咖啡小颗粒的粒径为50μm～80μm。
作为另一较佳实施例，所述步骤S3得到的混合液中咖啡小颗粒的粒径为20-30μm。
采用上述工艺方法大幅提高了冻干速溶咖啡粉产品质量和附加值。生产的冻干速溶咖啡粉产品其外观为金色光亮颗粒，香气浓郁，风味保留好，口感均衡柔和，甜度佳，汤色明亮透明，速溶性好，冷热秒溶，品质上乘。该产品市场价格是传统冻干速溶咖啡粉价格2倍左右，达到约25万元/吨；取消了热浓缩，综合能耗下降60％以上；综合水消耗量下降22.5％，减少污水的排放量。按年产3万吨速溶咖啡粉则每年可节约用13.5万吨水，也是减少13.5万吨污水的排放。
在本申请的描述中，需要理解的是，本申请中的术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种速溶咖啡冷冻干燥前处理装置，其特征在于，包括：
咖啡萃取系统，所述咖啡萃取系统包括依次相连的第一预处理装置(1)、萃取装置(2)和液体处理装置(3)，所述第一预处理装置(1)包括第一筛分组件和研磨组件；
咖啡研磨系统，所述咖啡研磨系统包括第二预处理装置(4)、一级研磨机(5)和二级研磨机(6)，所述第二预处理装置(4)包括第二筛分组件；
固液混合研磨机(7)，所述液体处理装置(3)和二级研磨机(6)均与所述固液混合研磨机(7)相连，所述固液混合研磨机(7)设置有与所述液体处理装置(3)连通的第一入口，以及与所述二级研磨机(6)连通的第二入口，所述固液混合研磨机(7)还设置有用于连通干燥设备(8)的出料口。
2.根据权利要求1所述的一种速溶咖啡冷冻干燥前处理装置，其特征在于，所述预处理装置和萃取装置(2)之间设置有第一定量输送机构。
3.根据权利要求1或2所述的一种速溶咖啡冷冻干燥前处理装置，其特征在于，所述液体处理装置(3)连通和第一入口之间设置有第二定量输送机构，所述二级研磨机(6)和第二入口之间设置有第三定量输送机构。
4.根据权利要求3所述的一种速溶咖啡冷冻干燥前处理装置，其特征在于，所述第二定量输送机构包括液体流量计，所述第三定量输送机构包括螺杆计量器。
5.根据权利要求1所述的一种速溶咖啡冷冻干燥前处理装置，其特征在于，所述萃取装置(2)包括多个萃取罐，多个萃取罐呈梯度排列并依次连接。
6.一种基于权利要求1-5任一项所述的速溶咖啡冷冻干燥前处理装置的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将一部分咖啡熟豆放入咖啡萃取系统的第一预处理装置(1)中，通过筛分和研磨处理后成为咖啡颗粒，将研磨后的咖啡颗粒输送至萃取装置(2)进行萃取得到萃取液，并对萃取液进行过滤处理；
S2、将另一部分咖啡熟豆放入咖啡研磨系统的第二预处理装置(4)中，通过筛分后依次输送至一级研磨机(5)及二级研磨机(6)中进行研磨处理，研磨处理后得到咖啡小颗粒；
S3、将步骤S1中得到的过滤后的萃取液和步骤S2中得到的咖啡小颗粒加入固液混合研磨机(7)中进行混合研磨，最终得到混合液。
7.根据权利要求6所述的一种工艺方法，其特征在于，所述步骤S1中进入萃取装置(2)的水粉比为8：1。
8.根据权利要求6所述的一种工艺方法，其特征在于，所述步骤S1中的咖啡颗粒的粒径为1mm-5mm。
9.根据权利要求6所述的一种工艺方法，其特征在于，所述步骤S2中的咖啡小颗粒的粒径为50μm～80μm。
10.根据权利要求6所述的一种工艺方法，其特征在于，所述步骤S3得到的混合液中咖啡小颗粒的粒径为20-30μm。
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