加工甘蔗的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及加工甘蔗的系统和方法。加工生甘蔗汁的方法包括：将甘蔗汁的pH降低至基本上消除微生物活性的pH；从甘蔗汁中分离叶绿素；从甘蔗汁中分离直径大于0.5微米的颗粒；通过巴氏灭菌使甘蔗汁中的多酚氧化酶(PPO)变性；从甘蔗汁中分离所变性的多酚氧化酶。从甘蔗汁中分离所变性的多酚氧化酶。从甘蔗汁中分离所变性的多酚氧化酶。

【技术实现步骤摘要】
加工甘蔗的系统和方法
[0001]分案说明
[0002]本申请是申请日为2018年4月13日、国家申请号为201880040601.1、专利技术名称为“加工甘蔗的系统和方法”的专利技术专利申请的分案申请。


[0003]本公开涉及生物质加工，并且具体地涉及生甘蔗的加工。

技术介绍

[0004]甘蔗是高棵生长的单子叶作物，其在世界热带和亚热带区域栽培，主要是因为其能够在茎节间储存高浓度的蔗糖或糖。高粱是甘蔗的近亲并且与甘蔗一样，高粱的特定品种，称为“甜高粱”，也在其茎中积聚大量的糖。接近颗粒成熟的时间，甜高粱在秸秆汁中具有10％至25％的糖，其中蔗糖是主要的二糖。
[0005]典型地，甘蔗在收获之前生长10至18个月，并且成熟的甘蔗高两米至四米并且理想地在糖含量处于最高时收获。在澳大利亚和其他技术先进的国家，甘蔗是由各种机械收割机收获。收割机在靠近地面的其底部切割甘蔗秸秆，并且通过各种切割工具供入甘蔗秸秆，以生产甘蔗坯料，其可容易地收集并运输至磨坊，用于进一步加工。
[0006]甘蔗坯料通常收集在料箱中，并且通过各种方法，比如柴油机车等，运送至甘蔗磨坊。通常加工甘蔗使得最早收获的甘蔗首先被加工以保持向磨坊的新鲜甘蔗供应。然后通常在锤磨机中将甘蔗切碎，以将甘蔗切碎成纤维材料。然后通常将切碎的甘蔗通过一系列粉碎机供入以从纤维材料中提取富含糖的汁液。然后通常将汁液通过煮沸而脱水，留下干燥的结晶糖产品。
[0007]已经发现，在食用时汁液的非糖部分具有许多积极的健康作用。汁液的这部分具有丰富的维生素和矿物质，包括钙、铬、钴、铜、镁、锰、磷、钾和锌。它也可包含铁和维生素A、C、B1、B2、B3、B5和B6以及高浓度的植物营养素、抗氧化剂和其他促进健康的化合物。
[0008]在切割甘蔗后，甘蔗汁的营养价值呈指数下降。将甘蔗加工成最终食品级汁液的传统方法在加工(从收获至终产品输出)的每个步骤期间和之间都带来明显的延迟，从而一路降低终产品的质量和健康效益。另外，传统的加工方法产生的甘蔗汁由于酶性褐变而变色。
[0009]本说明书中包括的文件、行为、材料、设备、制品等的任何讨论都不应视为承认这些事项中的任何或全部构成现有技术基础的一部分或本公开相关领域中的公知常识，如同其在本申请的每项权利要求的优先权日之前存在一样。

技术实现思路

[0010]根据本公开的第一方面，提供了加工生甘蔗汁的方法，包括：将甘蔗汁的pH降低至基本上消除微生物活性的pH；从甘蔗汁中分离叶绿素；从甘蔗汁中分离直径大于0.5微米的颗粒；通过巴氏灭菌使甘蔗汁中的多酚氧化酶(PPO)变性；从甘蔗汁中分离所变性的多酚氧
化酶。
[0011]该方法可进一步包括在使PPO变性之后并且在从甘蔗汁中分离所变性的PPO之前，提高甘蔗汁的pH。
[0012]该方法可进一步包括在从降低pH的甘蔗汁分离叶绿素之前，加热降低pH的甘蔗汁至50℃和70℃之间。
[0013]该方法可进一步包括：从甘蔗汁中分离叶绿素中的一种或多种、直径大于0.5微米的颗粒的分离和所变性的多酚氧化酶的分离包括离心甘蔗汁。
[0014]从甘蔗中分离直径大于0.5微米的颗粒可包括微过滤甘蔗汁或离心除菌(bactofuging)甘蔗汁。
[0015]巴氏灭菌可包括下述中的一个或多个：
[0016]a)热巴氏灭菌；
[0017]b)脉冲电场(PEF)巴氏灭菌；和
[0018]c)高压巴氏灭菌。
[0019]降低pH可包括降低pH至3.8和4.2之间。
[0020]降低生甘蔗汁的pH可包括降低pH至生甘蔗汁中存在的叶绿素的核心成分的等电点。可使用柠檬酸降低pH。
[0021]pH的提高可包括提高pH至4.2和7之间。可使用碳酸氢钠提高pH。
[0022]过滤可包括去除直径大于0.2微米的颗粒。
[0023]巴氏灭菌可包括加热所过滤的甘蔗汁至80℃和100℃之间持续10秒和20秒之间。
[0024]巴氏灭菌可包括加热所过滤的甘蔗汁。可在提高所巴氏灭菌的甘蔗汁的pH之前冷却甘蔗汁。
[0025]可在降低pH、提高pH和巴氏灭菌中的一个或多个步骤期间搅拌甘蔗汁。
[0026]该方法可进一步包括通过蒸发浓缩甘蔗汁以形成浓缩的甘蔗糖浆。
[0027]该方法可进一步包括清洁甘蔗；和从所清洁的甘蔗中提取生甘蔗汁。甘蔗的清洁可包括压力清洗、翻滚和/或擦洗甘蔗。甘蔗的清洁可包括用杀生物剂或过氧化物冲洗甘蔗。
[0028]提取可包括从所提取的甘蔗汁中分离甘蔗纤维。该方法可进一步包括干燥甘蔗纤维。
[0029]该方法可进一步包括，在干燥甘蔗纤维之前，浸泡并清洗甘蔗纤维以去除剩余的糖。可使用热空气干燥甘蔗纤维。
[0030]该方法可进一步包括在干燥甘蔗纤维之前，从所清洗的甘蔗纤维中去除过量水分。
[0031]在干燥期间可在输送机上运输甘蔗纤维。
[0032]该方法可进一步包括将所干燥的甘蔗纤维研磨成粉末。
[0033]可将所干燥的甘蔗纤维研磨至1微米和2微米之间。
[0034]在一些实施方式中，甘蔗汁的巴氏灭菌和分离中的一个或多个步骤期间产生的过量热能可用于干燥甘蔗纤维。
[0035]根据又一方面，提供了用于加工生甘蔗汁的系统，包括：酸化单元，用于将甘蔗汁的pH降低至基本上消除微生物活性的pH；第一分离单元，用于从甘蔗汁中分离叶绿素；第二
分离单元，用于从甘蔗汁中分离直径大于0.5微米的颗粒；巴氏灭菌单元，用于通过巴氏灭菌使甘蔗汁中的多酚氧化酶(PPO)变性；第三分离单元，用于从甘蔗汁中分离所变性的多酚氧化酶。
[0036]该系统可进一步包括中和单元，用于在使PPO变性之后并且在从甘蔗汁中分离所变性的PPO之前，提高甘蔗汁的pH。
[0037]该系统可进一步包括加热器，用于在从降低pH的甘蔗汁分离叶绿素之前，加热降低pH的甘蔗汁至50℃和70℃之间。
[0038]第一分离单元、第二分离单元和第三分离单元中的一个或多个可包括离心机。
[0039]第二分离单元可包括微过滤单元。
[0040]巴氏灭菌单元可包括下述中的一个或多个：
[0041]a)热巴氏灭菌器；
[0042]b)脉冲电场(PEF)巴氏灭菌器；
[0043]c)高压巴氏灭菌器。
[0044]酸化单元可配置为降低甘蔗汁的pH至3.8和4.2之间。
[0045]酸化单元可配置为降低甘蔗汁的pH至甘蔗汁中存在的叶绿素的核心成分的等电点。
[0046]中和单元可配置为提高甘蔗汁的pH至4.2和7之间。
[0047]酸化单元可配置为使用柠檬酸降低甘蔗汁的pH。
[0048]中和单元可配置为使用碳酸氢钠降低甘蔗汁的pH。
[0049]第二分离单元可配置为去除直径大于0.2微米的颗粒。
[0050]巴氏灭菌单元可配置为加热所过滤的甘蔗汁至80℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加工生甘蔗汁的方法，包括：将所述甘蔗汁的pH降低至基本上消除微生物活性的pH；从所述甘蔗汁中分离叶绿素；从所述甘蔗汁中分离直径大于0.5微米的颗粒；通过巴氏灭菌使所述甘蔗汁中的多酚氧化酶(PPO)变性；从所述甘蔗汁中分离所变性的多酚氧化酶。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在使所述PPO变性之后并且在从所述甘蔗汁中分离所述变性的PPO之前，提高所述甘蔗汁的所述pH。3.根据权利要求1所述的方法，包括：在从降低pH的甘蔗汁分离所述叶绿素之前，加热所述降低pH的甘蔗汁至50℃和70℃之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中从所述甘蔗汁中的所述叶绿素的所述分离、所述直径大于0.5微米的颗粒的所述分离和所述变性的多酚氧化酶的所述分离中的一种或多种包括离心所述甘蔗汁。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从所述甘蔗中分离所述直径大于0.5微米的颗粒包括微过滤所述甘蔗汁或离心除菌所述甘蔗汁。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述巴氏灭菌包括下述中的一个或多个：a)热巴氏灭菌；b)脉冲电场(PEF)巴氏灭菌；c)高压巴氏灭菌。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中降低所述pH包括降低所述pH至3.8和4.2之间。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中降低所述生甘蔗汁的所述pH包括降低所述pH至所述生甘蔗汁中存在的叶绿素的核心成分的等电点。9.根据权利要求2至8中任一项所述的方法，其中提高所述pH包括提高所述pH至4.2和7之间。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中降低所述pH包括使用柠檬酸降低所述pH。11.根据权利要求2至10中任一项所述的方法，其中提高所述pH包括使用碳酸氢钠提高所述pH。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述颗粒的所述分离包括去除直径大于0.2微米的颗粒。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述巴氏灭菌包括加热所述甘蔗汁至80℃和100℃之间持续10秒和20秒之间。14.根据权利要求2至13中任一项所述的方法，其中所述巴氏灭菌包括加热所述甘蔗汁；并且其中在提高所巴氏灭菌的甘蔗汁的所述pH之前冷却所述甘蔗汁。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在降低pH、提高pH和巴氏灭菌中的一个或多个步骤期间搅拌所述甘蔗汁。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：通过蒸发浓缩所述甘蔗汁以形成浓缩的甘蔗糖浆。17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：清洁甘蔗；从所清洁的甘蔗中提取所述生甘蔗汁。18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述甘蔗的所述清洁包括压力清洗、翻滚和/或擦洗所述甘蔗。19.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述甘蔗的所述清洁包括：用杀生物剂或过氧化物冲洗所述甘蔗。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述甘蔗的所述清洁包括：用所述杀生物剂或过氧化物冲洗之后，在预定的温度下用水冲洗所述甘蔗。21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其中所述提取包括从所提取的甘蔗汁中分离甘蔗纤维；并且其中所述方法进一步包括干燥所述甘蔗纤维。22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括，在干燥所述甘蔗纤维之前，浸泡并清洗所述甘蔗纤维以去除剩余的糖。23.根据权利要求22所述的方法，其中使用热空气干燥所述甘蔗纤维。24.根据权利要求22或23所述的方法，进一步包括在干燥所述甘蔗纤维之前，从所清洗的甘蔗纤维中去除过量水分。25.根据权利要求21至24中任一项所述的方法，其中在所述干燥期间在输送机上运输所述甘蔗纤维。26.根据权利要求21至25中任一项所述的方法，进一步包括将所干燥的甘蔗纤维研磨成粉末。27.根据权利要求26所述的方法，其中将所述干燥的甘蔗纤维研磨至1微米和2微米之间。28.根据权利要求21至27中任一项所述的方法，其中在所述甘蔗汁的巴氏灭菌和分离中的一个或多个步骤期间产生的过量热能用于干燥所述甘蔗纤维。29.一种用于加工生甘蔗汁的系统，包括：酸化单元，用于将所述甘蔗汁的pH降低至基本上消除微生物活性的pH；第一分离单元，用于从所述甘蔗汁中分离叶绿素；第二分离单元，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗德尼，
申请(专利权)人：生物质能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：