高效低濃汁型蘋果分離裝置的設計

高效低濃汁型蘋果分離裝置的設計

該生產線是在吸收來自外國設備的后制造的第二條生產線。此條生產線中幾個關鍵單機性能指標居國內領先。榨汁機采用帶式壓榨,出汁率為72%以上;過濾設備采用世界先進的超精過濾技術來取代傳統(tǒng)的澄清劑,機械分離和過濾工藝過程;濃縮裝置采用三效降膜蒸發(fā)器,采用閃蒸新技術,產量大,濃縮效率高。本套設備徹底解決了果汁后渾濁沉淀,色澤變化和濃縮倍數(shù)不高的技術難題。1濃汁產量及清汁率處理原果能力30t/h年處理能力6萬噸(平均每天生產20h,每年100天計)濃汁產量≥3660kg/h(鮮果,糖度≥12度白利糖度)清汁產量≥20000kg/h2濁汁的濃縮除灰投料→洗果→提升→洗果→粉碎→壓榨→滅酶→過濾→濃縮→滅菌→罐裝原料果經配果(各品種的蘋果搭配投料,以保證一定的蘋果風味)后,送入進料池中,蘋果漂浮于水面,隨流水通過流槽輸送到斗式提升機,在此過程中得到初洗,將其中夾帶的泥土、樹葉、草屑之類雜質分離。斗式提升機將蘋果送入洗果機前部的水箱,進行第二次清洗。在洗果機尾部,噴淋頭對蘋果再次進行淋洗,同時用鋁管輸送帶將蘋果送至檢果機。工人在檢果機兩側對果子進行分撿,將腐爛或有毛病的果子部分切去或整個挑出,合格的果子則經升運機送入粉碎機的進料斗中。粉碎機將水果切割成3～5mm見方的顆粒狀果泥,以便于榨取果汁,顆粒過大或過小均會降低出汁率。果泥收集于粉碎機底部的果泥罐中,由螺桿泵打至榨汁機的進料斗。果泥被夾在帶式榨機上、下帶之間,經一系列直徑由大變小的擠壓輥后,果汁由帶子的微孔中流出,經收集后送至振動篩進行初濾。濾出的殘渣尚含部分果肉,再用一臺小螺桿泵送回榨機再次壓榨。夾于榨帶中的果渣則在榨汁機的尾部排出,經傳送帶或螺旋輸送機送到廠房外處理。為防止榨帶的微孔被果泥堵塞,榨帶在返回途中用高壓水從背面進行沖洗。振動篩濾出的果汁匯集于收集槽內,再用離心泵打入滅酶進料罐。此時的果汁(原汁)含有較多的容易引起果汁混濁的各種物質——細胞碎塊及各種細小的固體顆粒,如果膠、淀粉、蛋白質、多糖及多酚物質、金屬離子等,稱之為濁汁。蘋果粉碎后,從細胞中逸出的氧化酶如酚氧化酶、抗壞血酸氧化酶和過氧化酶等,會促進果汁的“褐變”反應,使果汁顏色變深而降低質量。滅酶裝置的作用就是在對果汁進一步加工以前用高溫將各種氧化酶分解,從而防止褐變。濁汁從滅酶進料罐流入滅酶裝置的物料罐,再用螺桿泵抽吸、經雙聯(lián)濾第二次過濾后壓入板式滅酶換熱器。濁汁在其內被加熱至85～95℃,并在該溫度下保持20～30s,使酶充分分解,然后被冷卻至70～75℃后經螺桿泵壓入一效蒸發(fā)器。生產清汁時,則直接經板式二次換熱器冷卻至50～55℃后進入酶解脫膠罐。由于果汁有熱敏性,即在高溫下易失去原有風味,因而其濃縮過程必需在低溫下進行。三效蒸發(fā)器的工作原理就是造成真空條件,使果汁中的水分在低于100℃的溫度下沸騰蒸發(fā),最后獲得濃縮果汁。濁汁進入一效蒸發(fā)器上部的列管式換熱器,沿加熱管內壁形成很薄的薄膜向下流動,同時被管外的蒸汽加熱至約82℃,在進入下部分離室時,濁汁中的水分在真空環(huán)境中經“閃蒸”作用而蒸發(fā),果汁中所含的香精由于沸點低而同時全部蒸發(fā)出去。生成的二次蒸汽,經主分離器利用離心力分離掉夾帶的果汁后,進入二效蒸發(fā)器的列管式換熱器中作為加熱熱源。濃縮果汁則落入底部,經循環(huán)泵打入蒸發(fā)器進口作再次循環(huán),一部分則被離心泵抽出送入板式二次換加熱器,經冷卻至50～55℃后進入酶解脫膠罐。一效蒸發(fā)器約蒸發(fā)掉果汁中三分之一的水分。為了獲得清澈透明的果汁,并保證在一定的儲存期內果汁不變渾濁,生產線中采用了目前世界上最先進的過濾技術——超精薄膜過濾技術,來過濾掉前述的不可溶固體顆粒及果膠、淀粉等類物質。為了保護超濾膜不被損壞并保持其高效過濾效果,果汁在進入超濾前必須將容易粘附于超濾膜上而不易清洗掉的果膠、淀粉類物質進行分解,使其成為易于濾除的絮狀物,酶解脫膠罐就是為此而設。三個脫膠罐循環(huán)使用,濁汁灌滿前一罐后,轉入下一罐。脫膠罐灌滿后加入酶制劑(果膠酶及淀粉酶的水溶液或干粉混合物),用攪拌器攪拌均勻,保持溫度為45～55℃,然后靜置60～90min。在此過程中,高分子物質如果膠、淀粉等得到酶解并凝聚成絮狀沉淀物。脫膠后的果汁用倒罐泵倒入循環(huán)罐中,脫膠罐用水清洗后作下一輪使用。超精過濾裝置的主要附件是120個分成十組串接的M180超濾膜管,它只允許分子量小于20000～30000的物質透過。濁汁用循環(huán)泵打入其內,透明清晰的清汁通過芯管壁滲出,匯集后流入CIP罐中,再用泵送入清汁罐。被阻留的大分子物質隨其余濁汁一起回到循環(huán)罐中。隨著不斷的循環(huán),滲出的清汁越來越多,剩余的濁汁越來越濃,當不可溶固形物的濃度達到40%時,停止過濾(如繼續(xù)過濾,效率會降低且損壞膜管;為了提高出汁率,可加水稀釋至5°Bx后再次過濾),循環(huán)罐內最后的殘渣排放掉。生產清汁時,由泵從清汁罐中抽出,直接送到清汁灌裝設備消毒灌裝,整個生產過程即可完成。生產濃汁時,清汁由泵經二次加熱器預熱至60～65℃后打入二效蒸發(fā)器。二效蒸發(fā)器工作的過程類似一效,清汁成薄膜狀沿換熱管內壁流下,被來自一效主分離器的二次蒸汽加熱至約62℃,然后在下部分離室“閃蒸”蒸發(fā)。生成的二次蒸汽,經二效主分離器分離掉夾帶的果汁后進入三效蒸發(fā)器作為熱源。濃縮果汁則匯集于二效蒸發(fā)器底部作再循環(huán),部分被抽出送到三效蒸發(fā)器。三效蒸發(fā)器的過程類似一、二效。不同的是“閃蒸”蒸發(fā)的溫度為42℃,生成的二次蒸汽不再被利用,而是排入真空冷卻塔冷凝成水,來自二效的加熱蒸汽冷凝成水后亦排入真空塔。濃縮汁達到70～72°Bx后由螺桿泵抽出送入兩個濃汁罐中儲存,以便定時灌裝。濃縮汁在灌裝前在瞬時滅菌機內進行殺菌,然后送入高位儲罐,再經無菌灌裝機灌入250L的無菌塑料袋內,然后裝入鐵桶內成為最終產品。3設備主要介紹3.1材料2.1結構材料榨汁機含包括循環(huán)水箱在內的高壓循環(huán)水系統(tǒng)、氣囊用壓縮空氣系統(tǒng)、振動篩、果汁收集箱,以及自控儀表和電控柜。型號WDZJ—A生產能力8～10t/h出汁率≥72%榨汁帶寬×長1500×14200榨汁帶運行速度2～10m/s氣囊工作壓力≤0.5MPa高壓水泵壓力2MPa循環(huán)水泵壓力0.24MPa外形尺寸4300×2200×2480整機重量5400kg結構材料SUS3043.2膜管的獨立使能超精過濾裝置是包括10組膜堆——各由12個膜管串聯(lián)而成,一臺循環(huán)泵、一臺清汁泵、CIP兼清汁罐以及連接管路、監(jiān)控儀表和電控柜,安置于兩個底盤上,構成一個相對獨立的單元體。3.2.1vdf聚偏二氟乙烯芯管數(shù)型號Super-corM-180直徑×長度?79×3050濾膜材料PVDF(聚偏二氟乙烯)芯管數(shù)×直徑?12.7mm過濾面積2.23m2不可溶固形物允許含量≤40%平均工作壓力≤0.35MPa循環(huán)流量≤22.7m3/h滲透流量范圍60～100L/m2·h處理溫度50～55℃3.2.2清汁泵使用膜管數(shù)量10×12個過濾面積270m2進口濁汁流量約240m3/h進口濁汁壓力≤0.5MPa出口濁汁壓力≤0.15MPa清汁濾出流量18～25m3/h果汁回收率96%～98%(不可溶固形物初始含量≤3%,且兩次過濾)循環(huán)泵流量240m3/h循環(huán)泵揚程55m清汁泵流量35m3/h清汁泵壓頭20m裝機功率50kW結構材料全部為不銹鋼SUS3043.3蒸發(fā)系統(tǒng)三效降膜蒸發(fā)裝置包括一、二、三效蒸發(fā)器及各自的主分離器、真空冷卻塔和其循環(huán)泵、進出料泵、真空泵以及真空度、液位、溫度、流量、糖度監(jiān)測、自控系統(tǒng)和電控柜。一效蒸發(fā)器功能為預蒸發(fā)水分,二效蒸發(fā)器繼續(xù)蒸發(fā),三效蒸發(fā)器將果汁蒸發(fā)至最終產品所需的濃度要求。蒸發(fā)管材料為不銹鋼SUS316(OCr17Ni12Mo2),其余與果汁接觸的設備材料均為不銹鋼SUS304(OCr18Ni9)。各效蒸發(fā)器的高度為12m,支承在6m高的平臺上,在10m高度還設有一個鋼操作平臺。4質量保證4.1感覺指標清澈透