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芳香回收設(shè)備

摘要：果蔬汁在濃縮過(guò)程中芳香物質(zhì)的揮發(fā)，對(duì)濃縮汁的品味造成很大的影響，如何有效地回收揮發(fā)掉的芳香物質(zhì)，是一直困擾生產(chǎn)企業(yè)的一大難題。本文通過(guò)成功應(yīng)用的實(shí)例，講述芳香回收系統(tǒng)的原理，希望能對(duì)生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)幫助。

關(guān)鍵詞：芳香物質(zhì)   濃縮    回收

1. 綜述

    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)。

    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。

    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zui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，zui大程度上保持濃縮果汁的原有風(fēng)味。

1. 香氣回收方法與設(shè)備

    目前香氣回收主要有多級(jí)蒸餾法、精餾法等，本文就我公司采用二級(jí)精餾法開發(fā)的咖啡芳香回收系統(tǒng)（已成功應(yīng)用在菲律賓URC公司的咖啡生產(chǎn)線上）為例，講述其工作原理及相關(guān)參數(shù)。

    下圖是本系統(tǒng)的原理圖，咖啡經(jīng)萃取過(guò)濾后，其濃度一般在12-18%（固形物），溫度55-60℃，進(jìn)入到平衡罐1，由離心泵2將料液送入預(yù)熱器3進(jìn)行預(yù)熱，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，咖啡液在升溫至90℃左右時(shí),其氣、液相分離較為理想，所以把預(yù)熱溫度定為90±5℃。

    預(yù)熱后的料液進(jìn)入到分餾塔4中。分餾塔是一個(gè)準(zhǔn)對(duì)咖啡特性設(shè)計(jì)的，也是這套系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，內(nèi)部設(shè)有多組層流板，上面裝有泡罩，每組層流板為一個(gè)汽液相接觸元件，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，料液（液相）則自上而下層流至下一層。

    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，從而起到分餾的作用。分餾塔底部裝有盤管加熱器，對(duì)提純后的咖啡液進(jìn)行再加熱，一般控制蒸汽量為進(jìn)料量的10%左右即可，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)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%，可通過(guò)調(diào)節(jié)分餾塔底部加熱蒸汽的量來(lái)控制，提純后的咖啡液由泵5送至蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮處理。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，量控制在50%，填料采用不銹鋼鮑爾環(huán)。

        芳香氣體由下向上穿過(guò)鮑爾環(huán)，與由泵8送回的回流液氣、液相接觸，作用相當(dāng)于分餾塔，使排出填料塔的香氣濃度進(jìn)一步提高，提香后的冷凝水由泵11排出，芳香氣體從塔頂排出進(jìn)入一級(jí)管式冷卻器7，冷卻至45-50℃，冷媒為25℃左右的水，此時(shí)絕大部分芳香氣體已冷凝成液體，控制出液量的10%進(jìn)入二級(jí)冷卻器9，冷卻至5-10℃，冷媒為2℃左右的冰水，其余由泵8送回精餾塔6進(jìn)行氣、液相再交換。

    由冷卻器9出來(lái)的芳香液體即是高純度的咖啡芳香液，由于通過(guò)了二次10%提純，其得到的即是100倍芳香液，暫存在罐10中，由泵12送出和咖啡濃縮液混合。

系統(tǒng)是在真空狀態(tài)下完成操作的，由泵13來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)不斷實(shí)驗(yàn)，zui終將真空度定在-0.05Mpa，此時(shí)的提取效果。

系統(tǒng)在操作時(shí)要求流量、溫度、壓力、液位保持穩(wěn)定，所以要配備一套自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確控制，本系統(tǒng)是通過(guò)PLC和人機(jī)界面來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。

1. 結(jié)論

        通過(guò)本設(shè)備在工廠一年來(lái)的運(yùn)行表明，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，芳香回收*，可與國(guó)外同類型設(shè)備相媲美。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。