芳香回收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了芳香回收系統(tǒng),該系統(tǒng)具有平衡罐、接于平衡罐的預(yù)熱器；接收來(lái)自預(yù)熱器所預(yù)熱料液的分餾塔，該分餾塔底部安裝有盤管加熱器；接于分餾塔的精餾塔；接于精餾塔頂部所設(shè)芳香氣體輸出口的一級(jí)管式冷卻器；接于一級(jí)管式冷卻器的二級(jí)冷卻器，所述一級(jí)管式冷卻器和二級(jí)冷卻器之間的連接管路通過(guò)泵II、控制閥而連接于精餾塔；接于二級(jí)冷卻器的香液罐，其輸出端接有控制閥和泵IV；將系統(tǒng)進(jìn)行抽真空作業(yè)的真空泵，其接于香液罐。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，芳香回收效果顯著，本系統(tǒng)同樣可以用在蘋果、菠蘿、葡萄、桃、西番蓮等果汁及茶、牛奶在濃縮時(shí)的芳香回收。
【專利說(shuō)明】芳香回收系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種蘋果、菠蘿、葡萄、桃、西番蓮等果汁及茶、牛奶在濃縮時(shí)的芳香回收系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)水果品種繁多，產(chǎn)量越來(lái)越大，濃縮果蔬汁的出現(xiàn)，有效的解決了果蔬產(chǎn)品的季節(jié)性問(wèn)題，同時(shí)又大大降低了原料的儲(chǔ)存和運(yùn)輸費(fèi)用。近年來(lái)，隨著國(guó)際原料市場(chǎng)對(duì)濃縮果蔬汁需求的增加，越來(lái)越多的企業(yè)加入到濃縮果蔬汁生產(chǎn)的行業(yè)中來(lái)。
[0003]但美中不足的是還原后的果蔬汁和原汁相比，在品質(zhì)上有較大差異，尤其是芳香物質(zhì)的損失，使還原后的果蔬汁達(dá)不到原汁的風(fēng)味，而香味又是評(píng)定果汁品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)之一，尤其是咖啡、茶等。
[0004]果蔬的香味是由其本身所含的各種不同的芳香物質(zhì)決定的，芳香物質(zhì)包括水溶性芳香和揮發(fā)性油，不同的果蔬具有不同的香氣成分，一種果蔬的香氣成分多達(dá)幾十種乃至上百種，如咖啡其含有的芳香物質(zhì)就有300種以上，對(duì)芳香起主要作用的是碳水化合物、醇、酮、酯、醛這幾大類物質(zhì)。目前生產(chǎn)濃縮果汁的主要設(shè)備是降膜蒸發(fā)器，由于是在真空狀態(tài)下操作，同時(shí)又對(duì)物料進(jìn)行了加熱，是整個(gè)加工過(guò)程中芳香物質(zhì)損失最為嚴(yán)重的環(huán)節(jié)，所以有必要在果汁濃縮前或濃縮過(guò)程中對(duì)香氣成分加以回收，然后添加到濃縮液中，最大程度上保持濃縮果汁的原有風(fēng)味。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種芳香回收系統(tǒng)，其在果汁濃縮前或濃縮過(guò)程中對(duì)香氣成分加以回收，然后添加到濃縮液中，最大程度上保持濃縮果汁的原有風(fēng)味。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]芳香回收系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)具有:
[0008]接收料液且平衡系統(tǒng)壓力的平衡罐(I)；
[0009]對(duì)料液進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱器(3)，其通過(guò)離心泵(2)、控制閥而接于平衡罐；
[0010]接收來(lái)自預(yù)熱器所預(yù)熱料液的分餾塔(4)，其內(nèi)設(shè)多組作為汽液相互接觸元件的層流板，所述層流板安裝有泡罩，該分餾塔底部安裝有盤管加熱器，所述分餾塔經(jīng)過(guò)提純后的料液由泵I (5)、控制閥而輸送至蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮處理；
[0011]精餾塔(6)，其接于分餾塔頂部的芳香氣體輸出口，所述精餾塔內(nèi)設(shè)由不銹鋼鮑爾環(huán)制成的填料，該精餾塔的冷凝水通過(guò)控制閥、泵III(Il)排出系統(tǒng)；
[0012]接于精餾塔頂部所設(shè)芳香氣體輸出口的一級(jí)管式冷卻器(7)；
[0013]接于一級(jí)管式冷卻器(7)的二級(jí)冷卻器(9)，所述一級(jí)管式冷卻器和二級(jí)冷卻器之間的連接管路通過(guò)泵II (8)、控制閥而連接于精餾塔(6)；
[0014]接于二級(jí)冷卻器的香液罐(10)，其輸出端接有控制閥和泵IV(12)；
[0015]將系統(tǒng)進(jìn)行抽真空作業(yè)的真空泵(13)，其接于香液罐。
[0016]進(jìn)一步，所述一級(jí)管式冷卻器的冷媒為25°C ±2°C的水。
[0017]進(jìn)一步，所述二級(jí)冷卻器的冷媒為2V ±0.5°C的冰水。
[0018]進(jìn)一步，所述系統(tǒng)包括PLC和接于PLC的人機(jī)界面，所述PLC接于離心泵(2)、泵
I(5)、泵 II (8)、泵 III (11)、泵 IV(12)、真空泵(13)。
[0019]芳香回收方法，其包括如下步驟:
[0020]步驟一，將料液輸送至平衡罐(I)；
[0021]步驟二，由離心泵⑵將平衡罐內(nèi)的料液輸送至預(yù)熱器(3)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為900C ±5°C ；
[0022]步驟三，將預(yù)熱后的料液輸送至分餾塔(4)中，分餾塔內(nèi)部設(shè)有多組層流板，層流板安裝有泡罩，每組層流板為一個(gè)汽液相互接觸元件，汽相芳香物質(zhì)依靠負(fù)壓的作用穿過(guò)層流板上的泡罩升至上一層層流板，液相料液則自上而下流至下一層層流板，汽相芳香物質(zhì)在上升過(guò)程中不斷與液相料液接觸，汽相芳香物質(zhì)中所含的重組分向液相料液傳遞，而液相料液中的輕組分向汽相芳香物質(zhì)傳遞，如此不斷交換，使汽相中的芳香物質(zhì)濃度不斷提高，從而起到分餾作用，分餾塔底部安裝有盤管加熱器，該盤管加熱器對(duì)提純后的料液進(jìn)行再加熱，控制蒸汽量為進(jìn)料量的10%，該進(jìn)料量為預(yù)熱器輸送至分餾塔的料液量，由分餾塔頂部排出的芳香氣體的量控制在總進(jìn)料量的10 %，提純后的料液送至蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮處理；
[0023]步驟四，在負(fù)壓作用下，芳香氣體進(jìn)入精餾塔(6)進(jìn)行二次提純，進(jìn)料量控制在精餾塔容量的50 %，該精餾塔的填料采用不銹鋼鮑爾環(huán)，所述精餾塔頂部所設(shè)芳香氣體輸出口連接有一級(jí)管式冷卻器(7)，所述一級(jí)管式冷卻器(7)連接有二級(jí)冷卻器(9)，所述二級(jí)冷卻器(9)連接有香液罐(10)，所述香液罐(10)連接有將系統(tǒng)進(jìn)行抽真空作業(yè)的真空泵
(13)，所述香液罐(10)輸出端接有控制閥和泵IV(12)；
[0024]其中，所述一級(jí)管式冷卻器和二級(jí)冷卻器之間的連接管路通過(guò)泵II (8)、控制閥而連接于精餾塔(6)；
[0025]芳香氣體由下向上穿過(guò)鮑爾環(huán)，與由泵II⑶送回的回流液氣、液相接觸，使排出精懼塔的香氣濃度進(jìn)一步提聞，提香后的冷凝水由接于精懼塔的控制閥、栗III(Il)排出，芳香氣體從精餾塔塔頂排出進(jìn)入一級(jí)管式冷卻器(7)，冷卻至45-50°C，冷媒為25°C ±2°C的水，將芳香氣體冷凝變成液態(tài)，控制出液量的10%進(jìn)入二級(jí)冷卻器(9)，冷卻至5-10°C，冷媒為2V ±0.5°C的冰水，余下介質(zhì)由泵11(8)送回精餾塔(6)進(jìn)行氣、液相再交換；
[0026]步驟五，由二級(jí)冷卻器(9)輸出的芳香液體即為高純度的芳香液，留存?zhèn)溆眉纯伞?br> [0027]該芳香回收方法的系統(tǒng)真空度控制在-0.05Mpa。
[0028]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0029](I)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，芳香回收效果顯著。
[0030](2)本系統(tǒng)同樣可以用在蘋果、菠蘿、葡萄、桃、西番蓮等果汁及茶、牛奶在濃縮時(shí)的芳香回收。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為芳香回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0033]下面以咖啡為例詳述本實(shí)用新型。
[0034]參見圖1，芳香回收系統(tǒng)，包括平衡罐1、離心泵2、預(yù)熱器3、分餾塔4、泵15、精餾塔6、一級(jí)管式冷卻器7、泵118、二級(jí)冷卻器9、香液罐10、泵11111、泵IV12以及真空泵13。為提高整個(gè)系統(tǒng)的智能化程度，增設(shè)PLC和人機(jī)界面。
[0035]接收料液且平衡系統(tǒng)壓力的平衡罐I，其上部設(shè)置55_60°C咖啡液(12_18%固形物)的入口，下部則呈錐狀，并在下部設(shè)置咖啡液的出口。
[0036]對(duì)料液進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱器3，其通過(guò)離心泵2、控制閥而接于平衡罐，離心泵前后分別設(shè)置有控制閥，控制閥的類型包括但不限于手動(dòng)控制閥，也可采用便于智能控制的電磁閥，如果選擇電磁閥，則該處電磁閥、離心泵2的啟動(dòng)與關(guān)閉通過(guò)PLC進(jìn)行控制(當(dāng)然，控制閥選擇手動(dòng)控制閥則單獨(dú)由人工進(jìn)行控制)。
[0037]接收來(lái)自預(yù)熱器所預(yù)熱料液(料液溫度為85_95°C)的分餾塔4，其內(nèi)設(shè)多組作為汽液相互接觸元件的層流板，所述層流板安裝有泡罩，該分餾塔底部安裝有盤管加熱器，所述分餾塔經(jīng)過(guò)提純后的料液由泵15、控制閥(可選擇手動(dòng)控制閥、電磁閥等)而輸送至蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮處理，所述泵15前后均設(shè)置控制閥。該處的泵15則接于PLC，如果控制閥選擇電磁閥，則電磁閥同樣由PLC控制啟停。
[0038]該系統(tǒng)的精餾塔6，其接于分餾塔頂部的芳香氣體輸出口，所述精餾塔內(nèi)設(shè)由不銹鋼鮑爾環(huán)制成的填料，該精餾塔的冷凝水通過(guò)控制閥、泵IIIll排出系統(tǒng)，該控制閥選擇手動(dòng)控制閥或者便于智能化控制的電磁閥，而泵IIIll通過(guò)接于PLC而控制其開啟與關(guān)閉。
[0039]該系統(tǒng)具有接于精餾塔頂部所設(shè)芳香氣體輸出口的一級(jí)管式冷卻器7，其冷媒為25°C ±2°C的水，在一級(jí)管式冷卻器7的冷媒輸送管路設(shè)置有控制閥以便于根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行關(guān)閉與開啟操作。
[0040]該系統(tǒng)具有接于一級(jí)管式冷卻器7的二級(jí)冷卻器9，所述一級(jí)管式冷卻器和二級(jí)冷卻器之間的連接管路通過(guò)泵118、控制閥而連接于精餾塔6，這里的控制閥選擇手動(dòng)控制閥或者便于智能化控制的電磁閥，所述泵Π8接于PLC，所述二級(jí)冷卻器的冷媒為
2°C ± 0.5 °C的冰水，該冷媒輸送管路設(shè)置有控制閥。
[0041]該系統(tǒng)具有接于二級(jí)冷卻器的香液罐10，其輸出端接有控制閥和泵IV12，此處控制閥選擇手動(dòng)控制閥或者便于智能化控制的電磁閥，而泵IV12接于PLC。
[0042]將系統(tǒng)進(jìn)行抽真空作業(yè)的真空泵13，其接于香液罐，以便于保持系統(tǒng)的真空度，該真空泵13接于PLC并由其進(jìn)行控制。
[0043]該系統(tǒng)操作時(shí)為保持流量、溫度、壓力、液位保持穩(wěn)定，故而設(shè)定由PLC和人機(jī)界面構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0044]其中，所述系統(tǒng)包括的PLC和接于PLC的人機(jī)界面均可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)，在此不加以贅述。
[0045]所述PLC接于系統(tǒng)的離心泵2、泵15、泵118、泵11111、泵IV12、真空泵13，而系統(tǒng)的控制閥根據(jù)需要進(jìn)行功能性選擇，手動(dòng)控制閥或者電磁閥均可滿足需要。
[0046]下面針對(duì)咖啡芳香回收的具體流程進(jìn)行描述(其成果應(yīng)用于菲律賓URC公司的咖啡生產(chǎn)線上):
[0047]芳香回收方法，其采用二級(jí)精餾法開發(fā)，具體而言，其包括如下步驟:
[0048]步驟一，咖啡經(jīng)過(guò)萃取過(guò)濾后，其濃度一般在12-18% (固形物)，溫度55_60°C，將咖啡料液輸送至平衡罐I。
[0049]步驟二，由離心泵2將平衡罐內(nèi)的料液輸送至預(yù)熱器3進(jìn)行預(yù)熱，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，咖啡料液在升溫至90°C左右時(shí)，其氣、液相分離較為理想，所以把預(yù)熱溫度界定為90°C ±5°C。
[0050]步驟三，將預(yù)熱后的咖啡料液輸送至分餾塔4中，分餾塔內(nèi)部設(shè)有多組層流板，層流板安裝有泡罩，每組層流板為一個(gè)汽液相互接觸元件，芳香物質(zhì)(汽相)依靠負(fù)壓的作用穿過(guò)層流板上的泡罩升至上一層層流板，料液(液相)則自上而下流至下一層層流板，芳香物質(zhì)(汽相)在上升過(guò)程中不斷與料液(液相)接觸，芳香物質(zhì)(汽相)中所含的重組分向料液(液相)傳遞，而料液(液相)中的輕組分向芳香物質(zhì)(汽相)傳遞，如此不斷交換，使汽相中的芳香物質(zhì)濃度不斷提高，從而起到分餾作用，分餾塔底部安裝有盤管加熱器，該盤管加熱器對(duì)提純后的料液進(jìn)行再加熱，一般控制蒸汽量為進(jìn)料量的10%左右即可(該進(jìn)料量為預(yù)熱器輸送至分餾塔的料液量，單位選擇體積單位)，其沸騰產(chǎn)生的蒸汽作為芳香物質(zhì)的載體，同時(shí)也對(duì)遺留的香氣進(jìn)行回收，由分餾塔頂部排出的芳香氣體的量控制在總進(jìn)料量的10%，提純后的料液送至蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮處理。
[0051 ] 步驟四，在負(fù)壓作用下，芳香氣體進(jìn)入精餾塔6 (又稱洗滌塔)進(jìn)行二次提純，進(jìn)料量控制在精餾塔容量的50 %，該精餾塔的填料采用不銹鋼鮑爾環(huán)，所述精餾塔頂部所設(shè)芳香氣體輸出口連接有一級(jí)管式冷卻器7，所述一級(jí)管式冷卻器7連接有二級(jí)冷卻器9，所述二級(jí)冷卻器9連接有香液罐10，所述香液罐10連接有將系統(tǒng)進(jìn)行抽真空作業(yè)的真空泵13，所述香液罐10輸出端接有控制閥和泵IV12 ;其中，所述一級(jí)管式冷卻器和二級(jí)冷卻器之間的連接管路通過(guò)泵118、控制閥而連接于精餾塔6。
[0052]芳香氣體由下向上穿過(guò)鮑爾環(huán)，與由泵118送回的回流液氣、液相接觸，使排出精餾塔的香氣濃度進(jìn)一步提高，提香后的冷凝水由接于精餾塔的控制閥、泵IIIll排出，芳香氣體從精餾塔塔頂排出進(jìn)入一級(jí)管式冷卻器7，冷卻至45-50°C，冷媒為25°C ±2°C的水，將芳香氣體冷凝變成液態(tài)，控制出液量的10%進(jìn)入二級(jí)冷卻器9 ( 一級(jí)管式冷卻器7的出液量)，冷卻至5-10°C，冷媒為2°C ±0.5°C的冰水，余下介質(zhì)(自一級(jí)管式冷卻器排出而除開進(jìn)入二級(jí)冷卻器的物質(zhì))由泵118送回精餾塔6進(jìn)行氣、液相再交換。
[0053]步驟五，由二級(jí)冷卻器9輸出的芳香液體即為高純度的芳香液，留存?zhèn)溆眉纯桑捎谕ㄟ^(guò)二次10%提純，其得到的即使100倍芳香液，存于香液罐而由泵IV12送出和咖啡濃縮液混合。
[0054]系統(tǒng)是在真空狀態(tài)下完成操作的，由真空泵13來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，該芳香回收方法的系統(tǒng)真空度控制在-0.05Mpa，此時(shí)的提取效果最理想。
[0055]系統(tǒng)在操作時(shí)要求流量、溫度、壓力、液位保持溫度(需要的情況下，于系統(tǒng)中相應(yīng)設(shè)備處安裝液位傳感器)，配備自動(dòng)控制系統(tǒng)是較為合適的，該自動(dòng)控制系統(tǒng)選擇PLC和人機(jī)界面來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。
[0056]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施方式，凡是屬于本實(shí)用新型原理的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的原理的前提下進(jìn)行的若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.芳香回收系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)具有: 接收料液且平衡系統(tǒng)壓力的平衡罐(I)； 對(duì)料液進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱器(3)，其通過(guò)離心泵(2)、控制閥而接于平衡罐； 接收來(lái)自預(yù)熱器所預(yù)熱料液的分餾塔(4)，其內(nèi)設(shè)多組作為汽液相互接觸元件的層流板，所述層流板安裝有泡罩，該分餾塔底部安裝有盤管加熱器，所述分餾塔經(jīng)過(guò)提純后的料液由泵I (5)、控制閥而輸送至蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮處理； 精餾塔(6)，其接于分餾塔頂部的芳香氣體輸出口，所述精餾塔內(nèi)設(shè)由不銹鋼鮑爾環(huán)制成的填料，該精餾塔的冷凝水通過(guò)控制閥、泵III(Il)排出系統(tǒng)； 接于精餾塔頂部所設(shè)芳香氣體輸出口的一級(jí)管式冷卻器(7)； 接于一級(jí)管式冷卻器(7)的二級(jí)冷卻器(9)，所述一級(jí)管式冷卻器和二級(jí)冷卻器之間的連接管路通過(guò)泵II (8)、控制閥而連接于精餾塔(6)； 接于二級(jí)冷卻器的香液罐(10)，其輸出端接有控制閥和泵IV(12)； 將系統(tǒng)進(jìn)行抽真空作業(yè)的真空泵(13)，其接于香液罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芳香回收系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)管式冷卻器的冷媒為25 0C ±2°C 的水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芳香回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二級(jí)冷卻器的冷媒為2 0C ±0.5°C 的冰水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芳香回收系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括PLC和接于PLC的人機(jī)界面，所述PLC接于離心泵(2)、泵I (5)、泵II (8)、泵III (11)、泵IV(12)、真空泵(13)。
【文檔編號(hào)】C11B9/02GK203923145SQ201420329997
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】陳黎明 申請(qǐng)人:杭州方盛輕工機(jī)械制造有限公司