CN219205807U - 一种速溶咖啡生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种速溶咖啡循环系统，包括依次相连的芳香回收装置、冷萃罐、膜过滤装置、膜浓缩装置、混合调配罐、液氮冷冻装置和冷冻干燥装置。本实用新型的速溶咖啡生产系统能够最大程度的保留咖啡芳香物质。先经液氮冷冻后再干燥，可制备球形速溶咖啡，球形冻干咖啡因表面积较大，溶解性更好，更容易冲泡。另外，冻成咖啡球后干燥，与直接冻干相比，表面积增大，冻干速率提升，冻干时间大大缩短，能耗显著降低。

Description

一种速溶咖啡生产系统

技术领域

本实用新型属于食品加工与生产技术领域，具体涉及一种速溶咖啡生产系统。

背景技术

速溶咖啡能够很快的溶化在热水中，而且在储运过程中占用的空间和体积更小，更耐储存，因此在全世界范围内广泛流行。

传统的速溶咖啡的制备工艺为研磨-萃取-浓缩-干燥，传统的制备工艺中咖啡的品质损失较大，尤其是香气的损失，使得速溶咖啡冲泡后的风味远远不及现磨咖啡。传统的制备工艺中通常采用浓缩液喷雾干燥成粉末状或利用真空冷冻干燥技术使咖啡粉冷冻后在塑形成块状或粉末状。喷雾干燥时高温条件对咖啡风味物质损失较多，而冷冻干燥相对喷雾干燥能够更好的保留咖啡的风味物质，但是干燥成本显著提高，且冷冻干燥后再磨粉，产品形式单一。此外，目前市售的速溶咖啡粉在热水中的溶解速度不是很好，冲泡时，需要连续地搅拌一段时间。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种速溶咖啡生产系统，其生产的速溶咖啡具有更好的风味、更好的溶解性且更低的能耗。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种速溶咖啡生产系统，其包括：

芳香回收装置，其设有芳香物质出口和研磨浆出口；

冷萃罐，所述的冷萃罐的进口与所述的芳香回收装置的研磨浆出口相连通；

膜过滤装置，所述的膜过滤装置的进口与所述的冷萃罐的出口相连通；

膜浓缩装置，所述的膜浓缩装置的进口与所述的膜过滤装置的出口相连通；

混合调配罐，所述的芳香回收装置的芳香物质出口和所述的膜浓缩装置的出口分别与所述的混合调配罐的进口相连通；

液氮冷冻装置，所述的液氮冷冻装置包括液氮罐和滴液头，所述的滴液头的进口与所述的混合调配罐的出口相连通，所述的滴液头位于所述的液氮罐中的液氮的液面的上方，且所述的滴液头的出口朝下；

所述的速溶咖啡生产系统还包括冷冻干燥装置，用于对经液氮冷冻成形的速溶咖啡进行干燥。

本实用新型的速溶咖啡生产系统能够最大程度的保留咖啡芳香物质。先经液氮冷冻后再干燥，可制备球形速溶咖啡，球形冻干咖啡因表面积较大，溶解性更好，更容易冲泡。另外，冻成咖啡球后干燥，表面积增大，冻干速率提升，冻干时间大大缩短，能耗显著降低。

优选地，所述的液氮罐的顶部设有能够打开的盖子，盖子中央设有可供所述的滴液头进入所述的液氮罐的内部的通孔，所述的液氮罐内部设有能够升降的托盘，所述的托盘的外径与所述的液氮罐的内径大致相等，当所述的托盘升至最高高度时，所述的托盘位于液氮的液面的上方。在生产速溶咖啡之前，先打开液氮罐顶部的顶盖，加入适量的液氮，然后盖上盖子，接着将滴液头经盖子上的通孔伸进液氮罐中，控制滴液头位于所述的液氮罐中的液氮的液面的上方，通过滴液头向液氮中滴入咖啡液滴，落入液氮中的咖啡液滴迅速冷冻成球形固体并沉降至托盘上，当托盘中咖啡颗粒达到一定量时，停止滴液，打开盖子并向上升起托盘，即可取出经液氮冷冻成形的咖啡颗粒，然后转移至冷冻干燥装置进行干燥。

本实用新型中，液氮罐采用保温隔热的材质，降低液氮的挥发损失。

本实用新型中，液氮罐上还可设置一个用于向液氮罐中补充液氮的开口，所述的开口上设有密封盖。

优选地，所述的速溶咖啡生产系统还包括与所述的混合调配罐的出口相连通的刨冰机。来自混合调配罐的咖啡液可先通过管道进入刨冰机中形成雪花片状或其他形状的细小咖啡块，然后打开液氮罐的盖子，向上升起托盘，将上述细小咖啡块装在托盘中，降下托盘，托盘中的细小咖啡块经液氮冷冻，再次升起托盘，即可取出经液氮冷冻成型的细小咖啡块，然后转移至冷冻干燥装置进行干燥。

根据一些具体实施方式，所述的芳香物质出口设置在所述的芳香回收装置的上部，所述的芳香物质出口通过设有第一开关泵的管道与所述的混合调配罐的进口相连通。所述的研磨浆出口设置在所述的芳香回收装置的下部，所述的研磨浆出口通过设有第二开关泵的管道与所述的冷萃罐的进口相连通。

根据一些具体实施方式，所述的膜过滤装置为竖直设置的陶瓷膜过滤器，所述的膜过滤装置的进口位于其顶部，所述的膜过滤装置的出口位于其底部，所述的冷萃罐的出口通过设有第三开关泵的管道与所述的陶瓷膜过滤器的进口相连通。

根据一些具体实施方式，所述的陶瓷膜过滤器的出口通过设有第四开关泵的管道与所述的膜浓缩装置的进口相连通。

根据一些具体实施方式，所述的膜浓缩装置的出口通过设有第五开关泵的管道与所述的混合调配罐的进口相连通。

根据一些具体实施方式，所述的混合调配罐的出口通过设有第六开关泵的管道与所述的滴液头相连通。

所述的设有第六开关泵的管道还包括支管，所述的支管的一端与所述的第六开关泵的出口相连通，所述的支管的另一端与刨冰机相连通，所述的设有第六开关泵的管道和所述的滴液头的相连接处以及所述的支管和所述的刨冰机的相连接处分别设有开关阀。

优选地，所述的膜浓缩装置包括多根串联和/或并联的横向设置的柱式浓缩膜，所述的膜浓缩装置的进口和出口分别位于其相对两端。进一步优选地，在每根柱式浓缩膜的前端均设置开关阀，在实际生产中，可根据速冻咖啡品质需求，通过开关阀的打开和关闭调整柱式浓缩膜的串并联方式。

根据一些实施方式，所述的膜浓缩装置包括4～8根并联的横向设置的柱式浓缩膜。

根据一些实施方式，所述的液氮冷冻装置的滴液头的出口内径为0.1～5mm。

根据一些实施方式，设置所述的冷冻干燥装置的冷冻干燥条件为：-60～-40℃，真空度≤200。

上述冷冻咖啡生产系统具有以下优点：1.能够制备球形速溶咖啡，球形速溶咖啡颗粒的粒径可控。还能够制备其他形式，例如雪花片状的速溶咖啡，产品形式多样。2.通过整体生产系统的优化，保证咖啡液中芳香物质的含量，加上咖啡液先经液氮冷冻，速度极快，冷冻耗时短，芳香物质损失小，冲泡后的咖啡风味更好。3.制备的速溶咖啡能够具有更大的表面积，溶解性提高，冲泡更方便。4.使用液氮冷冻后再干燥，冻干速率提升，冻干时间缩短(可节省50％)，能耗和成本大大降低。5.该冷冻咖啡生产系统对咖啡液浓度、固形物含量等无特殊要求，应用范围广；该冷冻咖啡生产系统可应用于量产，产业化前景好。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型的速溶咖啡生产系统能够最大程度的保留咖啡芳香物质。先经液氮冷冻后再干燥，可制备球形速溶咖啡，球形冻干咖啡因表面积较大，溶解性更好，更容易冲泡。另外，冻成咖啡球后干燥，表面积增大，冻干速率提升，冻干时间大大缩短，能耗显著降低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为具体实施例的速溶咖啡生产系统的结构示意图；

以上附图中：1、芳香回收装置；2、冷萃罐；3、膜过滤装置；4、膜浓缩装置；41、柱式浓缩膜；5、混合调配罐；6、液氮冷冻装置；61、液氮罐；62、滴液头；7、冷冻干燥装置；81、第一开关泵；82、第二开关泵；83、第三开关泵；84、第四开关泵；85、第五开关泵；86、第六开关泵；9、刨冰机。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示的一种速溶咖啡生产系统，包括依次相连的芳香回收装置1、冷萃罐2、膜过滤装置3、膜浓缩装置4、混合调配罐5、液氮冷冻装置6和冷冻干燥装置7。

具体地，芳香回收装置1的上部设置有芳香物质出口，下部设有研磨浆出口，芳香物质出口通过设有第一开关泵81的管道与所述的混合调配罐5的进口相连通，研磨浆出口通过设有第二开关泵82的管道与所述的冷萃罐2的进口相连通。本实施例中使用的芳香回收装置1为现有芳香回收装置即可，此处不再赘述。工作前，直接将冷水和咖啡研磨粉加入芳香回收装置1中即可。

具体地，冷萃罐2的出口通过设有第三开关泵83的管道与陶瓷膜过滤器的进口相连通。本实施例中使用的冷萃罐2为现有冷萃罐即可，此处不再赘述。

具体地，本实施例中，膜过滤装置3为竖直设置的陶瓷膜过滤器，膜过滤装置3的进口位于其顶部，膜过滤装置3的出口位于其底部，陶瓷膜过滤器的进口与冷萃罐2的出口相连通，陶瓷膜过滤器的出口通过设有第四开关泵84的管道与膜浓缩装置4的进口相连通。陶瓷膜过滤器的参数可根据速溶咖啡所需的品质进行选择。

更具体地，膜浓缩装置4包括多根串联和/或并联的横向设置的柱式浓缩膜41，膜浓缩装置4的进口和出口分别位于其相对两端。本实施例中使用的柱式浓缩膜41为现有柱式浓缩膜即可，此处不再赘述。优选膜浓缩装置4包括4～8根并联的横向设置的柱式浓缩膜41，本实施例中为4根并联的柱式浓缩膜41，能够有效提高浓缩效率。膜浓缩装置4的出口通过设有第五开关泵85的管道与混合调配罐5的进口相连通。

具体地，本实施例中，本实施例中的混合调配罐5为现有混合调配罐即可，此处不再赘述。

更具体地，液氮冷冻装置6包括液氮罐61和滴液头62。液氮罐61的顶部设有可打开的盖子，盖子中央设有可供滴液头62进入液氮罐61的内部的通孔，液氮罐61内部设有能够升降的托盘，托盘的外径与液氮罐61的内径大致相等，当托盘升至最高高度时，托盘位于液氮的液面的上方。滴液头62的进口通过设有第六开关泵86的管道与混合调配罐5的出口相连通，滴液头62位于液氮罐61中的液氮的液面的上方，且滴液头62的出口朝下。滴液头62的出口内径为0.1～5mm，即优选咖啡液滴的粒径为0.1～5mm。在生产速溶咖啡之前，先打开液氮罐61顶部的顶盖，加入适量的液氮，然后盖上盖子，接着将滴液头62经盖子上的通孔伸进液氮罐61中，控制滴液头62位于液氮的液面的上方，通过滴液头62向液氮中滴入咖啡液滴，落入液氮中的咖啡液滴迅速冷冻成球形固体并沉降至托盘上，当托盘中咖啡颗粒达到一定量时，停止滴液，打开盖子并向上升起托盘，即可取出经液氮冷冻成形的咖啡颗粒，然后转移至冷冻干燥装置7进行干燥。

本实施例的速溶咖啡生产系统6还包括刨冰机9。设有第六开关泵86的管道还包括支管，支管的一端与第六开关泵86的出口相连通，支管的另一端与刨冰机9相连通，设有第六开关泵86的管道和滴液头62的相连接处以及支管和刨冰机9的相连接处分别设有开关阀。

来自混合调配罐5的咖啡液可先通过管道进入刨冰机9中形成雪花片状或其他形状的细小咖啡块，然后打开液氮罐61的盖子，向上升起托盘，将上述细小咖啡块装在托盘中，降下托盘，托盘中的细小咖啡块经液氮冷冻，再次升起托盘，即可取出经液氮冷冻成形的细小咖啡块，然后转移至冷冻干燥装置7进行干燥。

本实施例中采用的冷冻干燥装置7为现有冷冻干燥装置，其冷冻干燥条件为：-60～-40℃，真空度≤200。相比咖啡液直接进行冷冻干燥，本实施例中冷冻干燥时间能够缩短50％。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种速溶咖啡生产系统，其特征在于：所述的速溶咖啡生产系统包括：

芳香回收装置，其设有芳香物质出口和研磨浆出口；

冷萃罐，所述的冷萃罐的进口与所述的芳香回收装置的研磨浆出口相连通；

膜过滤装置，所述的膜过滤装置的进口与所述的冷萃罐的出口相连通；

膜浓缩装置，所述的膜浓缩装置的进口与所述的膜过滤装置的出口相连通；

混合调配罐，所述的芳香回收装置的芳香物质出口和所述的膜浓缩装置的出口分别与所述的混合调配罐的进口相连通；

液氮冷冻装置，所述的液氮冷冻装置包括液氮罐和滴液头，所述的滴液头的进口与所述的混合调配罐的出口相连通，所述的滴液头位于所述的液氮罐中的液氮的液面的上方，且所述的滴液头的出口朝下；

所述的速溶咖啡生产系统还包括冷冻干燥装置，用于对经液氮冷冻成形的速溶咖啡进行干燥。

2.根据权利要求1所述的速溶咖啡生产系统，其特征在于：所述的液氮罐的顶部设有能够打开的盖子，盖子中央设有可供所述的滴液头进入所述的液氮罐的内部的通孔，所述的液氮罐内部设有能够升降的托盘，所述的托盘的外径与所述的液氮罐的内径大致相等，当所述的托盘升至最高高度时，所述的托盘位于液氮的液面的上方。

3.根据权利要求1或2所述的速溶咖啡生产系统，其特征在于：所述的速溶咖啡生产系统还包括与所述的混合调配罐的出口相连通的刨冰机。

4.根据权利要求1所述的速溶咖啡生产系统，其特征在于：所述的芳香物质出口设置在所述的芳香回收装置的上部，所述的芳香物质出口通过设有第一开关泵的管道与所述的混合调配罐的进口相连通；所述的研磨浆出口设置在所述的芳香回收装置的下部，所述的研磨浆出口通过设有第二开关泵的管道与所述的冷萃罐的进口相连通。

5.根据权利要求1所述的速溶咖啡生产系统，其特征在于：所述的膜过滤装置为竖直设置的陶瓷膜过滤器，所述的膜过滤装置的进口位于其顶部，所述的膜过滤装置的出口位于其底部，所述的冷萃罐的出口通过设有第三开关泵的管道与所述的陶瓷膜过滤器的进口相连通。

6.根据权利要求5所述的速溶咖啡生产系统，其特征在于：所述的陶瓷膜过滤器的出口通过设有第四开关泵的管道与所述的膜浓缩装置的进口相连通；所述的膜浓缩装置的出口通过设有第五开关泵的管道与所述的混合调配罐的进口相连通；所述的混合调配罐的出口通过设有第六开关泵的管道与所述的滴液头相连通。

7.根据权利要求6所述的速溶咖啡生产系统，其特征在于：所述的设有第六开关泵的管道还包括支管，所述的支管的一端与所述的第六开关泵的出口相连通，所述的支管的另一端与刨冰机相连通，所述的设有第六开关泵的管道和所述的滴液头的相连接处以及所述的支管和所述的刨冰机的相连接处分别设有开关阀。

8.根据权利要求1所述的速溶咖啡生产系统，其特征在于：所述的膜浓缩装置包括多根串联和/或并联的横向设置的柱式浓缩膜，所述的膜浓缩装置的进口和出口分别位于其相对两端。

9.根据权利要求8所述的速溶咖啡生产系统，其特征在于：所述的膜浓缩装置包括4～8根并联的横向设置的柱式浓缩膜。

10.根据权利要求1所述的速溶咖啡生产系统，其特征在于：所述的液氮冷冻装置的滴液头的出口内径为0.1～5mm。

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