[发明专利]一种电场辅助提高水合物浓缩果汁品质的方法及装置

说明书

本发明的公开了一种电场辅助提高水合物浓缩果汁品质的方法，包括以下步骤：1、将果汁原汁进行预冷；2、打开冷凝循环设备进行冷却；3、将预冷后的果汁原汁使用高压工频交流电对果汁进行处理；4、用直流电对果汁进行处理；5、增大直流电的电压继续处理；6、浓缩完成后，得到浓缩果汁。本发明所述的制备方法能有效地提高气体水合物浓缩果汁的品质。本发明还公开了一种用于制备水合物浓缩果汁的装置。

技术领域

本发明涉及饮料加工领域，具体涉及一种电场辅助提高水合物浓缩果汁品质的方法及实现该方法的装置。

背景技术

浓缩果汁是果汁行业一种常见的半成品或产品，常见的果汁浓缩方式膜浓缩、蒸发浓缩、冷冻浓缩。冷冻浓缩是对果汁营养成分保留效果最好的一种浓缩方式。但是，冷冻浓缩果汁由于在浓缩过程中需要提供低温环境导致的高能耗，及在冷冻过程中形成的冰晶体存在的夹带问题，限制了这项技术的推广应用，而且成品浓缩汁若长期储存，仍需要杀菌处理。

因此，一种新型浓缩技术——气体水合物法浓缩进入了人们的视野。气体水合物法浓缩是一种利用客体气体分子与溶液中水分子在一定压力和温度下，形成类似冰晶的笼形结构物质，再利用过滤、离心等机械手段除去，从而获得浓缩液的方法，这种方法也称作水合物浓缩。

水合物浓缩是一种与冷冻浓缩效果相似，相比于冷冻浓缩，其无需零下低温作为条件，大大节省了能耗，不过也存在以下不足之处：

（1）水合物浓缩在溶液溶质晶体形成过程中（形成笼形结构物质），易被夹带甚至包埋；

（2）常规水合物浓缩分离技术常采用加入一些热力学或动力学促进剂以加快处理过程，这些化学试剂会增加成本且会降低消费者对产品的接受度；

（3）单一水合物法浓缩具有浓缩效果相对不稳定性，浓缩时间相对较长，易出现水合物夹带现象，微生物数量和酶活性下降有限，皆会导致浓缩果汁品质的降低。

经研究，在水合物法浓缩液体过程中，决定浓缩效率及效果的因素包括水合物的形成途径及水合物的大小结构。当水合物的形成速度在合适的范围内时，最终形成的水合物更多、更稳定，纯度更高，从而使得浓缩率越高，溶质夹带率越小。

水合物的形成过程主要包括成核及晶体生长两个阶段。目前关于水合物的成核理论包括：团簇结合假说、局部结构假说、笼子吸附假说，由于成核的随机性、微观性和诱导时间的不确定性等因素的影响，目前还未有公认的理论。尽管成核假说各异性，但是所成晶核形状皆认为是由主体水分子的笼状孔穴结构和气体分子的填充组成。其中主体水分子之间通过氢键相互作用，主客分子之间通过范德华力相互关联，从而形成稳定的笼。当笼状物达到临界半径后，笼形物晶核形成，随后水分子及气体分子的不断聚集，晶体成长。

因此，要解决水合物浓缩中存在的问题，关键在于控制水合物成核及晶体生长两个过程。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种电场辅助提高水合物浓缩果汁品质的方法，该制备方法能有效地提高气体水合物浓缩果汁的品质。

本发明的另一个目的在于提供一种实现该制备方法的装置。

本发明的第一个目的通过以下技术方案实现：

一种电场辅助提高水合物浓缩果汁品质的方法，包括以下步骤：

（1）将果汁原汁置于冷库中进行预冷；

（2）打开冷凝循环设备进行冷却，使得进料罐、浓缩处理室、气体冷却室的温度与冷库的温度一致；

（3）将预冷后的果汁原汁转移至进料罐中，然后将进料罐的果汁原汁输送到浓缩处理室中，并通入气体冷却室中的冷却气体，当气体压力达到设定值后，关闭气阀，使用高压工频交流电对果汁进行处理；

（4）当浓缩处理室内无肉眼可见的气泡后，改用直流电对果汁进行处理；