一种浓缩果汁的制备生产线及其制备方法与流程

1.本发明涉及果汁加工技术领域，尤其是涉及一种浓缩果汁的制备生产线及其制备方法。


背景技术：

2.浓缩果汁中含有丰富的维生素以及矿物元素，适量饮用能够补充人体所需要的营养物质，生产过程中，浓缩果汁通常还会加入配料如糖等来增益果汁的口感或功能。部分水果中的酸性物质含量较高，其制作的浓缩果汁ph甚至可能低至2.0以下，其过高的酸度不仅会对饮用者的肠胃带来负担，加入浓缩果汁中的许多配料如低聚糖等在高酸环境下也无法长期稳定存在，因而需要在浓缩果汁的生产过程中对其进行脱酸；另一方面，如果脱酸过度致使浓缩果汁的酸度过低，即成品浓缩果汁的ph偏高，则会降低果汁的口感以及影响浓缩果汁中维生素尤其是维生素c的稳定；由此可见，酸度控制对于浓缩果汁成品的质量有着关键影响；目前浓缩果汁的生产过程中，脱酸与浓缩步骤通常分步进行，两步骤中均涉及水分以及其他组分的流失，因此无法很好地控制最终成品浓缩果汁的酸度。故而，针对上述问题，本技术提供了一种浓缩果汁的制备生产线及其制备方法。


技术实现要素：

3.为了改善背景技术中的问题，一方面，本发明提供了一种浓缩果汁的制备生产线，包括依次连接的前置处理机构、榨汁机构、离心过滤机构、脱酸浓缩机构、调配机构、均质脱气机构、高压脉冲除菌机构、罐装密封机构；所述脱酸浓缩机构的内部设有脱酸浓缩区，所述脱酸浓缩区中设有渗透膜管，果汁经渗透膜管流过所述脱酸浓缩区，所述渗透膜管的孔径为0.7～0.9nm；所述脱酸浓缩区中加有汲取液以及脱酸助剂。
4.本发明所提供的生产线中，脱酸浓缩机构为其核心机构，脱酸浓缩机构设置在调配机构之前，即往果汁中加入配料之前对果汁进行脱酸；脱酸浓缩机构中设置孔径为0.7～0.9nm的渗透膜管，果汁中的水、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸等小分子物质能够穿过渗透膜管的膜孔，而果汁中的纤维素、果胶、叶酸等大分子无法穿过膜孔，依据渗透膜管对果汁中不同物质的通过率不同，能够实现果汁中水分子、有机酸分子与其他组分的分离，实现果汁的脱酸与浓缩。
5.优选的，所述汲取液为柠檬酸钠溶液，其浓度为0.3～0.5mol/l；所述脱酸助剂为壳聚糖粉，相较于果汁的体积，所述壳聚糖粉的加入量为0.4～0.6g/l。
6.0.3～0.5mol/l的柠檬酸钠溶液在渗透膜管外形成高渗透压的环境，果汁沿渗透膜管流经脱酸浓缩区，果汁中的水分子在渗透压推动下穿过膜孔进入脱酸浓缩区中，实现果汁的浓缩；柠檬酸钠的酸根较大，无法穿过渗透膜的膜孔进入果汁；壳聚糖是高分子碱性多糖，壳聚糖分子上带有亲核的氨基，能够吸附氢离子，由于壳聚糖不溶于水，被壳聚糖吸附的氢离子脱离溶液系统，渗透膜管内外的氢离子浓度出现差值，渗透膜管内的氢离子穿过膜孔进入脱酸浓缩区中，这部分被吸附的氢离子大多来自于果汁中的柠檬酸、苹果酸、琥
珀酸等有机酸；在氢离子穿过渗透膜管进入脱酸浓缩区的过程中，有机酸的酸根在电荷影响下进入渗透膜管外，或者，随着渗透膜管外的正电荷积累，有机酸的酸根受到电荷吸引移动至渗透膜管外，实现果汁的脱酸。
7.优选的，所述脱酸浓缩机构还包括脱酸浓缩储存罐；所述脱酸浓缩区的内部安装一号渗透膜管以及二号渗透膜管；所述一号渗透膜管的进液口与所述离心过滤机构的出液口通过管道连接，二者之间的管道设有单向阀；所述一号渗透膜管的出液口与所述脱酸浓缩储存罐连接；所述脱酸浓缩储存罐通过泵机连接所述二号渗透膜管的进液口，所述二号渗透膜管的出液口连接一号渗透膜管的进液口；所述脱酸浓缩区的内壁安装有一号搅拌件。
8.一号渗透膜管、二号渗透膜管以及脱酸浓缩储存罐相互连通，形成了脱酸浓缩的循环系统。该循环系统中，果汁经一号渗透膜管流入脱酸浓缩储存罐中，再由脱酸浓缩储存罐进入二号渗透膜管，循环往复，直至渗透膜管内外的水以及有机酸的粒子交换达到平衡，汲取液的浓度以及壳聚糖粉的加入量经计算，粒子交换达到平衡后，渗透膜管内的果汁浓度以及酸度均至要求值。
9.优选的，所述一号渗透膜管连接至所述脱酸浓缩储存罐的内腔顶部；所述二号渗透膜管连接至所述脱酸浓缩储存罐的内腔底部；所述脱酸浓缩储存罐的内壁安装有二号搅拌件。
10.优选的，所述脱酸浓缩储存罐的底部开设出液口，脱酸浓缩储存罐的出液口与所述调配机构的进液口连接；所述脱酸浓缩储存罐的出液口由酸度调节系统控制开合，所述酸度调节系统包括ph检测传感器、酸度比较模块、开关驱动模块、电磁阀；所述ph检测传感器设置于所述脱酸浓缩储存罐的内部，所述电磁阀连接于所述脱酸浓缩储存罐的出液口处，所述ph检测传感器连接所述酸度比较模块，所述酸度比较模块连接所述开关驱动模块，所述开关驱动模块连接所述电磁阀。
11.通过酸度调节系统控制脱酸浓缩储存罐的出液口的原因如下：水分子相较于柠檬酸、苹果酸、琥珀酸等有机酸的体积小，水分子渗透膜管内外交换速度更快，同时，汲取液以及脱酸助剂的浓度设置使得浓缩果汁在脱酸浓缩机构的循环过程中，水含量相较于酸含量首先达到平衡，因此仅通过酸度调节系统控制脱酸浓缩储存罐的出液口，当脱酸浓缩储存罐中的果汁达到所需ph时，即酸含量达到平衡时，也便能说明果汁已经达到所需浓度。
12.优选的，所述前置处理机构包括一级清洗组件、催熟组件、二级清洗组件、去核组件；所述催熟组件包括密封罐，所述密封罐的外壁套设夹层，所述夹层开设蒸汽进气口以及蒸汽出气口。
13.优选的，所述催熟组件还包括温控系统，所述温控系统包括温度传感器、温度比较模块、控温模块、蒸汽发生器，所述蒸汽发生器连接所述蒸汽进气口，所述温度传感器固定于所述密封罐的内腔；所述温度传感器连接所述温度比较模块，所述温度比较模块连接所述控温模块，所述控温模块连接所述蒸汽发生器。
14.优选的，所述密封罐的内腔顶部设有雾化喷淋头；所述雾化喷淋头通过管道与密封罐外部的喷淋液储存罐连接，所述雾化喷淋头将喷淋液洒至密封罐内部的水果上；所述喷淋液为70%乙醇与冰醋酸的混合溶液，其中，70%乙醇与冰醋酸的体积比为1:1。
15.另一方面，本发明提供了一种浓缩果汁的制备方法，其使用权利要求8所述的一种
浓缩果汁的制备生产线制备浓缩果汁，包括如下步骤：1）将水果送入前置处理机构中，经过一级清洗组件清洗后，水果被送入催熟组件的密封罐中，密封罐的内部温度保持在40～55℃，雾化喷淋头喷洒喷淋液至浸没水果，密封保存12～15h；从密封罐中取出水果送入二级清洗组件清洗；随后水果被送入去核组件脱去果核，脱去果核的水果送入榨汁机构得到浑浊果汁。成熟的水果中酸性物质含量少，但成熟水果的果实较软不易运输，因此本发明制作浓缩果汁所选用的水果原料为熟度较差、偏硬的水果果实，上述水果果实经过一级清洗组件的清洗后，加入到密封罐内，温控系统调节密封罐内的温度至40～55℃，同时密封罐内部的雾化喷淋头将70%乙醇与冰醋酸的混合溶液喷洒至水果，水果浸于70%乙醇与冰醋酸的混合溶液，在40～55℃的温度下放置12～15h，水果熟度增加，其中酸性物质降分解减少，有利于后续制造低酸的果汁。
16.2）浑浊果汁经离心过滤机构，得到果汁清液；3）果汁清液在脱酸浓缩机构中分离部分酸性物质，同时浓缩，得到脱酸浓缩果汁；4）在调配机构中，配料被加入到脱酸浓缩果汁中并充分混合；5）脱酸浓缩果汁经匀质脱气机构，形成均匀的浓缩果汁；6）浓缩果汁经高压脉冲除菌机构的杀菌，最后经罐装密封机构封入包装。
17.综上所述，本发明具有如下有益效果：本发明的创新点在于，该浓缩果汁的制备生产线中，脱酸浓缩机构集成实现了脱酸功能以及浓缩功能，果汁在脱酸浓缩机构中循环脱酸、浓缩，避免脱酸、浓缩分别进行导致浓缩果汁成品的酸度难以控制，有利于实现浓缩果汁成品的酸度的精确控制；另外，脱酸浓缩机构的设计简化了制备生产线的操作步骤，在不增加设备体积的前提下，延长果汁在脱酸浓缩区中的停留时间，以达到预期的脱酸、浓缩效果；进一步地，将配料加入果汁前对果汁进行脱酸处理得到低酸果汁，低酸果汁为配料提供了稳定的混合体系，配料在其中不易分解，由此制得的浓缩果汁能够长期稳定保存。
附图说明
18.图1是本技术一种浓缩果汁的制备生产线的结构示意图；图2是图1中a处的局部放大示意图；图3是前置处理机构中密封罐的剖视图。
19.附图标记说明：1、前置处理机构；11、密封罐；12、夹层；121、蒸汽进气口；122、蒸汽出气口；13、雾化喷淋头；14、喷淋液储存罐；2、榨汁机构；3、离心过滤机构；4、脱酸浓缩机构；40、单向阀；41、脱酸浓缩区；411、一号渗透膜管；412、二号渗透膜管；413、一号搅拌件；42、脱酸浓缩储存罐；421、二号搅拌件；422、电磁阀；5、调配机构；6、均质脱气机构；7、高压脉冲除菌机构；71、电极板；8、罐装密封机构。
具体实施方式
20.下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
21.实施例1本实施例提供了一种浓缩果汁的制备生产线，包括依次连接的前置处理机构1、榨汁机构2、离心过滤机构3、脱酸浓缩机构4、调配机构5、均质脱气机构6、高压脉冲除菌机构
7、罐装密封机构8。
22.前置处理机构1包括一级清洗组件、催熟组件、二级清洗组件、去核组件；催熟组件包括密封罐11以及温控系统，密封罐11的外壁套设夹层12，夹层12开设蒸汽进气口121以及蒸汽出气口122；温控系统包括温度传感器、温度比较模块、控温模块、蒸汽发生器，蒸汽发生器连接蒸汽进气口121，温度传感器固定于密封罐11的内腔；温度传感器连接温度比较模块，温度比较模块连接控温模块，控温模块连接蒸汽发生器；在温度比较模块中预设温度范围40～55℃，温度传感器将测得的温度数值传送给温度比较模块。当温度数值低于预设值，温度比较模块将信号传给控温模块，控温模块开启蒸汽发生器对密封罐11蒸汽加热；当温度数值高于预设值，温度比较模块将信号传给控温模块，控温模块管壁蒸汽发生器。
23.密封罐11的内腔顶部设有雾化喷淋头13；雾化喷淋头13通过管道与密封罐11外部的喷淋液储存罐14连接，雾化喷淋头13将喷淋液洒至密封罐11内部的水果上。喷淋液为70%乙醇与冰醋酸的混合溶液，其中，70%乙醇与冰醋酸的体积比为1:1。
24.榨汁机构2包括榨汁器以及沉降池，去核水果在榨汁组件中压出果汁，该步骤中的果汁含有果肉，质地浑浊；榨汁器的出液口连接通过管道连接沉降池，质地浑浊的果汁流入沉降池中进行沉降，沉降后上层清澈的果汁流入离心过滤机构3，离心过滤机构3包括离心器，果汁中存留的细小果肉在离心器中被分离。
25.脱酸浓缩机构4包括设置于其内部的脱酸浓缩区41以及脱酸浓缩储存罐42，脱酸浓缩区41的内部安装一号渗透膜管411以及二号渗透膜管412；一号渗透膜管411以及二号渗透膜管412的孔径均为0.7～0.9nm；一号渗透膜管411的进液口连接三通管，三通管的一端通过管道连接离心器的出液口，三通管与离心器之间的管道上安装有单向阀40，三通管的另一端通过管道连接二号渗透膜管412的出液口；一号渗透膜管411的出液口与脱酸浓缩储存罐42的顶部连接；脱酸浓缩储存罐42的底部通过泵机连接二号渗透膜管412的进液口；脱酸浓缩储存罐42的内壁安装有二号搅拌件421。
26.脱酸浓缩区41中加有汲取液以及脱酸助剂；汲取液为柠檬酸钠溶液，其浓度为0.3～0.5mol/l；脱酸助剂为壳聚糖粉，相较于果汁的体积，壳聚糖粉的加入量为0.4～0.6g/l；脱酸浓缩区41的内壁安装有一号搅拌件413。
27.脱酸浓缩储存罐42的底部开设出液口，脱酸浓缩储存罐42的出液口与调配机构5的进液口连接；脱酸浓缩储存罐42的出液口由酸度调节系统控制开合，酸度调节系统包括ph检测传感器、酸度比较模块、开关驱动模块、电磁阀422；ph检测传感器设置于脱酸浓缩储存罐42的内部，电磁阀422连接于脱酸浓缩储存罐42的出液口处，ph检测传感器连接酸度比较模块，酸度比较模块连接开关驱动模块，开关驱动模块连接电磁阀422；在酸度比较模块中预设ph，ph检测传感器将检测到的脱酸浓缩储存罐42内腔中的果汁ph传给酸度比较模块，当检测到的ph小于预设的ph，则酸度比较模块不将信号传送给开关驱动模块，电磁阀422保持关闭；当检测到的ph大于预设的ph，则酸度比较模块将信号传送给开关驱动模块，开关驱动模块控制电磁阀422打开。
28.脱酸浓缩储存罐42的出液口连接调配机构5的进液口，电磁阀422打开后，经过脱酸浓缩后的果汁进入调配机构5，配料在调配机构5中加入果汁。调配机构5的出液口连接匀质脱气机构的进液口。匀质脱气机构的出液口连接高压脉冲除菌机构7的进液口，高压脉冲除菌机构7中安装有两个相对的电极板71，下方电极板71接地，上方电极板71连接高压脉冲
电源，浓缩果汁流经两个电极板71之间，上方电极板71释放高压脉冲电，对浓缩果汁进行消毒。
29.高压脉冲除菌机构7的出液口连接罐装密封机构8的进液口。
30.实施例2本实施例提供了一种浓缩果汁的制备方法，该制备方法使用实施例1所提供的制备生产线，其包括如下步骤：1）将熟度较差的水果送入前置处理机构中，经过一级清洗组件清洗后，水果被送入催熟组件的密封罐中，密封罐的内部温度保持在40～55℃，雾化喷淋头喷洒喷淋液至浸没水果，密封保存12～15h；从密封罐中取出水果送入二级清洗组件清洗去除水果表面的喷淋液；随后水果被送入去核组件脱去果核，脱去果核的水果送入榨汁机构的榨汁器中，榨汁器得到混合着果肉的果汁流入沉降池中，在沉降池中静置40～50min，取上层果汁，得到浑浊果汁；2）浑浊果汁经离心过滤机构，脱去浑浊果汁中的细小果茸，得到果汁清液；3）果汁清液沿管道流入脱酸浓缩机构中的一号渗透膜管，果汁清液沿在一号渗透膜管-脱酸浓缩储存罐-二号渗透膜管循环，此过程中果汁清液中的部分苹果酸、部分柠檬酸、部分琥珀酸、部分水进入脱酸浓缩区与果汁清液分离，得到脱酸浓缩果汁；脱酸浓缩储存罐的ph检测传感器检测脱酸浓缩储存罐中果汁的ph，当果汁的ph达到预设值时，酸度调节系统控制电磁阀打开，脱酸浓缩果汁通过管道进入调配机构；4）在调配机构中，适量配料被加入到脱酸浓缩果汁中与脱酸浓缩果汁充分混合；5）脱酸浓缩果汁经匀质脱气机构，形成均匀的浓缩果汁；6）浓缩果汁经高压脉冲除菌机构的杀菌，最后经罐装密封机构封入包装。
31.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种浓缩果汁的制备生产线，其特征在于：包括依次连接的前置处理机构(1)、榨汁机构(2)、离心过滤机构(3)、脱酸浓缩机构(4)、调配机构(5)、均质脱气机构(6)、高压脉冲除菌机构(7)、罐装密封机构(8)；所述脱酸浓缩机构(4)的内部设有脱酸浓缩区(41)，所述脱酸浓缩区(41)中设有渗透膜管，果汁经渗透膜管流过所述脱酸浓缩区(41)，所述渗透膜管的孔径为0.7～0.9nm；所述脱酸浓缩区(41)中加有汲取液以及脱酸助剂。2.根据权利要求1所述的一种浓缩果汁的制备生产线，其特征在于：所述汲取液为柠檬酸钠溶液，其浓度为0.3～0.5mol/l；所述脱酸助剂为壳聚糖粉，相较于果汁的体积，所述壳聚糖粉的加入量为0.4～0.6g/l。3.根据权利要求2所述的一种浓缩果汁的制备生产线，其特征在于：所述脱酸浓缩机构(4)还包括脱酸浓缩储存罐(42)；所述脱酸浓缩区(41)的内部安装一号渗透膜管(411)以及二号渗透膜管(412)；所述一号渗透膜管(411)的进液口与所述离心过滤机构(3)的出液口通过管道连接，二者之间的管道设有单向阀(40)；所述一号渗透膜管(411)的出液口与所述脱酸浓缩储存罐(42)连接；所述脱酸浓缩储存罐(42)通过泵机连接所述二号渗透膜管(412)的进液口，所述二号渗透膜管(412)的出液口连接一号渗透膜管(411)的进液口；所述脱酸浓缩区(41)的内壁安装有一号搅拌件(413)。4.根据权利要求3所述的一种浓缩果汁的制备生产线，其特征在于：所述一号渗透膜管(411)连接至所述脱酸浓缩储存罐(42)的内腔顶部；所述二号渗透膜管(412)连接至所述脱酸浓缩储存罐(42)的内腔底部；所述脱酸浓缩储存罐(42)的内壁安装有二号搅拌件(421)。5.根据权利要求4所述的一种浓缩果汁的制备生产线，其特征在于：所述脱酸浓缩储存罐(42)的底部开设出液口，脱酸浓缩储存罐(42)的出液口与所述调配机构(5)的进液口连接；所述脱酸浓缩储存罐(42)的出液口由酸度调节系统控制开合，所述酸度调节系统包括ph检测传感器、酸度比较模块、开关驱动模块、电磁阀(422)；所述ph检测传感器设置于所述脱酸浓缩储存罐(42)的内部，所述电磁阀(422)连接于所述脱酸浓缩储存罐(42)的出液口处，所述ph检测传感器连接所述酸度比较模块，所述酸度比较模块连接所述开关驱动模块，所述开关驱动模块连接所述电磁阀(422)。6.根据权利要求5所述的一种浓缩果汁的制备生产线，其特征在于：所述前置处理机构(1)包括一级清洗组件、催熟组件、二级清洗组件、去核组件；所述催熟组件包括密封罐(11)，所述密封罐(11)的外壁套设夹层(12)，所述夹层(12)开设蒸汽进气口(121)以及蒸汽出气口(122)。7.根据权利要求6所述的一种浓缩果汁的制备生产线，其特征在于：所述催熟组件还包括温控系统，所述温控系统包括温度传感器、温度比较模块、控温模块、蒸汽发生器，所述蒸汽发生器连接所述蒸汽进气口(121)，所述温度传感器固定于所述密封罐(11)的内腔；所述温度传感器连接所述温度比较模块，所述温度比较模块连接所述控温模块，所述控温模块连接所述蒸汽发生器。8.根据权利要求7所述的一种浓缩果汁的制备生产线，其特征在于：所述密封罐(11)的内腔顶部设有雾化喷淋头(13)；所述雾化喷淋头(13)通过管道与密封罐(11)外部的喷淋液储存罐(14)连接，所述雾化喷淋头(13)将喷淋液洒至密封罐(11)内部的水果上；所述喷淋液为70%乙醇与冰醋酸的混合溶液，其中，70%乙醇与冰醋酸的体积比为1:1。9.一种浓缩果汁的制备方法，其特征在于，使用权利要求8所述的一种浓缩果汁的制备
生产线制备浓缩果汁，其包括如下步骤：1）将水果送入前置处理机构(1)中，经过一级清洗组件清洗后，水果被送入催熟组件的密封罐(11)中，密封罐(11)的内部温度保持在40～55℃，雾化喷淋头(13)喷洒喷淋液至浸没水果，密封保存12～15h；从密封罐(11)中取出水果送入二级清洗组件清洗；随后水果被送入去核组件脱去果核，脱去果核的水果送入榨汁机构(2)得到浑浊果汁；2）浑浊果汁经离心过滤机构(3)，得到果汁清液；3）果汁清液在脱酸浓缩机构(4)中分离部分酸性物质，同时浓缩，得到脱酸浓缩果汁；4）在调配机构(5)中，配料被加入到脱酸浓缩果汁中并充分混合；5）脱酸浓缩果汁经匀质脱气机构(6)，形成均匀的浓缩果汁；6）浓缩果汁经高压脉冲除菌机构(7)的杀菌，最后经罐装密封机构(8)封入包装。

技术总结
本发明涉及果汁加工技术领域，具体公开了一种浓缩果汁的制备生产线及其制备方法，包括依次连接的前置处理机构、榨汁机构、离心过滤机构、脱酸浓缩机构、调配机构、均质脱气机构、高压脉冲除菌机构、罐装密封机构；脱酸浓缩机构的内部设有脱酸浓缩区，脱酸浓缩区中设有渗透膜管，果汁经渗透膜管流过脱酸浓缩区，渗透膜管的孔径为0.7～0.9nm；脱酸浓缩区中加有汲取液以及脱酸助剂。该浓缩果汁的制备生产线中，脱酸浓缩机构集成实现了脱酸功能以及浓缩功能，果汁在脱酸浓缩机构中循环脱酸、浓缩，避免脱酸、浓缩分别进行导致浓缩果汁成品的酸度难以控制。难以控制。难以控制。


技术研发人员：高敏 赵洁 徐磊 严鼎鼎
受保护的技术使用者：美囤妈妈（上海）电子商务有限公司
技术研发日：2023.08.08
技术公布日：2023/10/19