一种多级膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的装置制造方法及图纸

一种多膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的装置，该装置的第一陶瓷超滤膜组件进汁口与粗滤甘蔗汁缸连接，第一陶瓷超滤膜组件清液出口与甘蔗澄清汁缸连接；有机纳滤膜组件进汁口与甘蔗澄清汁缸连接，有机纳滤膜组件清液出口与纳滤清液缸连接；第二陶瓷超滤膜组件进汁口与纳滤浓缩液缸连接，第二陶瓷超滤膜组件清液出口连接至甘蔗浓缩汁无菌灌装室；有机反渗透膜组件进汁口与纳滤清液缸连接，有机反渗透膜组件清液出口与反渗透清液缸连接；第三陶瓷超滤膜组件进汁口与反渗透清液缸连接，第三陶瓷超滤膜组件清液出口连接至甘蔗饮用水无菌灌装室。本发明专利技术以甘蔗为原料并行生产高品质的甘蔗浓缩汁以及甘蔗饮用水，提高了甘蔗的附加值。

【技术实现步骤摘要】
一种多级膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的装置
本专利技术涉及一种多级膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的装置，属于食品加工
技术背景甘蔗不仅是制糖的原料，还是亚热带及热带特有的一种水果。其汁液丰富，含糖量高，味感清甜，广受人们的喜爱。并且甘蔗还有具有清热解毒、生津止渴、和胃止呕、滋阴润燥等功效，是生产饮料的优质原料。目前，用甘蔗汁做成饮料的方法主要有两种：一种是直接榨取甘蔗汁配制成饮料；另一种是先将甘蔗加工成甘蔗浓缩汁，然后用浓缩汁配制成饮料。受资源和原料的限制，饮料加工企业不可能都能直接榨取甘蔗汁配制成饮料，目前绝大多数企业都是以甘蔗浓缩汁为原料来生产甘蔗汁饮料。而目前公开的报导中，甘蔗浓缩汁的品质都未能满足高端客户的要求，究其原因主要是生产方法的问题。如专利技术专利CN103330250A所述，专利技术人将甘蔗依次经过榨汁、预灭菌及灭酶、离心去微粒、酶解、超滤、浓缩、灭菌七个具体技术步骤加工出甘蔗浓缩汁。这种方法虽然能够加工出浓度较高的甘蔗浓缩汁，从而有利于节省运输及储藏的成本，但是仍存在较多不足之处：(1)将甘蔗压榨出汁后再灭酶，且灭酶温度较高(95～100℃)，极易造成甘蔗汁中热敏性物质分解，如：甾醇、烷醇以及多酚等，从而导致甘蔗汁中营养成分及风味物质的损失；(2)超滤澄清之前要经过离心和酶解两道较为繁琐的工序，能耗高，并且甘蔗汁中含有较多微生物生长所需的营养物质，再加上酶解时间较长(60～90min)，极易染菌，会引起甘蔗汁变质；(3)蒸发浓缩的温度较高(一效蒸发的温度接近90℃)，再加上蒸发过程的雾沫夹带作用，会导致甘蔗汁中的芳香物质损失较大；(4)热杀菌的热负荷会导致甘蔗汁中风味物质和营养成分的破坏，从而影响甘蔗汁的品质。还有较多相关专利报道，如：92108796.9、CN101985666A、CN103734838A以及CN104273618A等，都或多或少存在与上述专利技术专利类似的问题。甘蔗中含有70％～80％的水分，在甘蔗浓缩汁加工过程中为了减少运输及储存的成本，必须除去甘蔗汁中的部分水分。这些水分是甘蔗植株中的原水，里面含有较多对人体有利的自由基。如能将这部分水分充分利用加工成饮用水，不仅能丰富饮用水的资源，也能提高甘蔗的附加值。目前，不管是果蔬汁加工企业，还是制糖企业，都是将从甘蔗中提取出的水分直接排到废水池中，这种方法不仅增加了末端废水处理的压力，更是对水资源的极大浪费。为了丰富饮用水资源、提高甘蔗产业附加值，在专利技术专利CN103936213A中，专利技术人将甘蔗依次经过压榨出汁、蒸发冷凝、活性炭(或石英)处理、超滤澄清、反渗透纯化、灭菌等技术步骤后得到瓶装饮用水。这种方法虽然使得甘蔗中的水分能够得到充分利用，但是专利技术人将甘蔗中的水分提取出来后并未提及剩余甘蔗汁的处理方式，如果只把甘蔗中的水分提取出来，而对甘蔗汁中有效的成分并未加以利用，实是对甘蔗资源的极大浪费，近乎杀鸡取卵；并且专利技术人对饮用水采用的臭氧法、紫外辐射法或者是二氧化氯法杀菌，这些杀菌方式不仅会破坏甘蔗水中一些对人体有利的自由基，少量的杀菌剂残留在水中还会对人体有一定的副作用。在专利技术专利CN101798148A中，专利技术人以甘蔗糖厂的一效、二效汽凝水为原料，经过超滤除杂、纳滤澄清、反渗透纯化及灭菌等技术步骤后，得到甘蔗饮用水。这种方法虽然在将甘蔗中的水分提取出来加工成饮用水的同时又将甘蔗中的糖分能够提取出来，但是一效、二效的汽凝水来自澄清后的甘蔗汁，而甘蔗汁澄清过程中加入了较多的化学试剂作为澄清剂，如：石灰、SO2、磷酸以及聚丙烯酰胺等，这样得到的水分势必也会破坏甘蔗水中对人体有利的自由基，甚至会残留少量对人体有害的化学物质，尤其是合成聚丙烯酰胺的单体(丙烯酸)，是一种致癌物。因此，提供一种甘蔗浓缩汁的加工方法及装置，使得产品质量更好、生产效率更高、成本更低，并且能够充分利用从甘蔗中提出的水分，将其加工成高品质的饮用水，增加甘蔗的附加值，是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多级膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的装置，解决了传统的甘蔗浓缩汁加工过程中因灭酶、蒸发、灭菌等工序引起甘蔗汁营养成分以及风味物质损失的技术问题，并将甘蔗中的原水提取出来，加工成高品质的饮用水，从而提高了甘蔗的附加值。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种多膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的装置，包括粗滤甘蔗汁缸、甘蔗澄清汁缸、纳滤清液缸、纳滤浓缩液缸、反渗透清液缸、第一陶瓷超滤膜组件、有机纳滤膜组件、第二陶瓷超滤膜组件、有机反渗透膜组件、第三陶瓷超滤膜组件、甘蔗饮用水无菌灌装室以及甘蔗浓缩汁无菌灌装室，具体连接关系如下：第一陶瓷超滤膜组件进汁口与粗滤甘蔗汁缸连接，第一陶瓷超滤膜组件清液出口与甘蔗澄清汁缸连接，第一陶瓷超滤膜组件截留液出口与粗滤甘蔗汁缸连接；有机纳滤膜组件进汁口与甘蔗澄清汁缸连接，有机纳滤膜组件清液出口与纳滤清液缸连接，有机纳滤膜组件截留液出口与甘蔗澄清汁缸连接；第二陶瓷超滤膜组件进汁口与纳滤浓缩液缸连接，纳滤浓缩液缸与甘蔗澄清汁缸连接，第二陶瓷超滤膜组件清液出口连接至甘蔗浓缩汁无菌灌装室，第二陶瓷超滤膜组件截留液出口与纳滤浓缩汁缸连接；有机反渗透膜组件进汁口与纳滤清液缸连接，有机反渗透膜组件清液出口与反渗透清液缸连接，有机反渗透膜组件截留液出口与纳滤清液缸连接；第三陶瓷超滤膜组件进汁口与反渗透清液缸连接，第三陶瓷超滤膜组件清液出口连接至甘蔗饮用水无菌灌装室，第三陶瓷超滤膜组件截留液出口与反渗透清液缸连接。还包括粗滤甘蔗汁获取设备，所述的粗滤甘蔗汁获取设备包括依次连接的甘蔗切段机、夹层锅、甘蔗压榨机以及卧螺式离心机，所述卧螺式离心机的粗滤甘蔗汁出口连接至粗滤甘蔗汁缸，所述的卧螺式离心机的过滤孔径为50.0～150.0μm。所述的第一陶瓷超滤膜组件、第二陶瓷超滤膜组件以及第三陶瓷超滤膜组件的操作参数为：跨膜压差为0.10～0.30MPa，膜面流速为4.0m/s～5.0m/s。所述的有机纳滤膜组件的操作压力为1.0～3.0MPa，膜面流速为3.0m/s～5.0m/s；纳滤浓缩汁的锤度为30.0～35.0°Brix。所述的有机反渗透膜组件的操作压力为1.5～4.0MPa，膜面流速为3.0m/s～5.0m/s。所述的第一陶瓷超滤膜组件的膜孔径为0.05～0.10μm。所述的有机纳滤膜组件的截留分子量为200～500Da。所述的第二陶瓷超滤膜组件的膜孔径为0.01～0.02μm。所述的有机反渗透膜组件的截留分子量为100Da。所述的第三陶瓷超滤膜组件的膜孔径为0.01～0.02μm。与现有技术相比较，本专利技术具备的有益效果：(1)在甘蔗浓缩汁加工过程中不添加任何化学试剂和食品添加剂，保证了食品的绿色安全性。另外，在甘蔗浓缩汁澄清及除菌过程采用了陶瓷膜超滤澄清及除菌，由于陶瓷膜上结垢造成的膜阻力较小，因此陶瓷膜过滤甘蔗汁的膜渗透通量较大，且陶瓷膜通量衰减速度慢，可维持较高的膜通量过滤，从而延长膜清洗周期和减少膜清洗频率。(2)在甘蔗浓缩汁加工过程中，无需传统果蔬汁加工中酶解、离心等繁琐的工序，生产工艺流程短、设备结构简单、一次性投资成本低，生产时间短，可避免传统的甘蔗浓缩汁加工过程因时间较长而引起甘蔗汁营养成分以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的装置，其特征在于，包括粗滤甘蔗汁缸、甘蔗澄清汁缸、纳滤清液缸、纳滤浓缩液缸、反渗透清液缸、第一陶瓷超滤膜组件、有机纳滤膜组件、第二陶瓷超滤膜组件、有机反渗透膜组件、第三陶瓷超滤膜组件、甘蔗饮用水无菌灌装室以及甘蔗浓缩汁无菌灌装室，具体连接关系如下：第一陶瓷超滤膜组件进汁口与粗滤甘蔗汁缸连接，第一陶瓷超滤膜组件清液出口与甘蔗澄清汁缸连接，第一陶瓷超滤膜组件截留液出口与粗滤甘蔗汁缸连接；有机纳滤膜组件进汁口与甘蔗澄清汁缸连接，有机纳滤膜组件清液出口与纳滤清液缸连接，有机纳滤膜组件截留液出口与甘蔗澄清汁缸连接；第二陶瓷超滤膜组件进汁口与纳滤浓缩液缸连接，纳滤浓缩液缸与甘蔗澄清汁缸连接，第二陶瓷超滤膜组件清液出口连接至甘蔗浓缩汁无菌灌装室，第二陶瓷超滤膜组件截留液出口与纳滤浓缩汁缸连接；有机反渗透膜组件进汁口与纳滤清液缸连接，有机反渗透膜组件清液出口与反渗透清液缸连接，有机反渗透膜组件截留液出口与纳滤清液缸连接；第三陶瓷超滤膜组件进汁口与反渗透清液缸连接，第三陶瓷超滤膜组件清液出口连接至甘蔗饮用水无菌灌装室，第三陶瓷超滤膜组件截留液出口与反渗透清液缸连接。...

【技术特征摘要】
1.一种多膜并行生产甘蔗浓缩汁及甘蔗饮用水的装置，其特征在于，包括粗滤甘蔗汁缸、甘蔗澄清汁缸、纳滤清液缸、纳滤浓缩液缸、反渗透清液缸、第一陶瓷超滤膜组件、有机纳滤膜组件、第二陶瓷超滤膜组件、有机反渗透膜组件、第三陶瓷超滤膜组件、甘蔗饮用水无菌灌装室以及甘蔗浓缩汁无菌灌装室，具体连接关系如下：第一陶瓷超滤膜组件进汁口与粗滤甘蔗汁缸连接，第一陶瓷超滤膜组件清液出口与甘蔗澄清汁缸连接，第一陶瓷超滤膜组件截留液出口与粗滤甘蔗汁缸连接；有机纳滤膜组件进汁口与甘蔗澄清汁缸连接，有机纳滤膜组件清液出口与纳滤清液缸连接，有机纳滤膜组件截留液出口与甘蔗澄清汁缸连接；第二陶瓷超滤膜组件进汁口与纳滤浓缩液缸连接，纳滤浓缩液缸与甘蔗澄清汁缸连接，第二陶瓷超滤膜组件清液出口连接至甘蔗浓缩汁无菌灌装室，第二陶瓷超滤膜组件截留液出口与纳滤浓缩汁缸连接；有机反渗透膜组件进汁口与纳滤清液缸连接，有机反渗透膜组件清液出口与反渗透清液缸连接，有机反渗透膜组件截留液出口与纳滤清液缸连接；第三陶瓷超滤膜组件进汁口与反渗透清液缸连接，第三陶瓷超滤膜组件清液出口连接至甘蔗饮用水无菌灌装室，第三陶瓷超滤膜组件截留液出口与反渗透清液缸连接。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括粗滤甘蔗汁获取设备，所述的粗滤甘蔗汁获取设备包括依次连接的甘蔗切段机、夹层锅、甘蔗压榨机以...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯，李文，杭方学，陆海勤，谢彩锋，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45