果蔬汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種果蔬汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物的處理方法，將果蔬汁膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物與助濾劑混合，然后注入到密閉外壓式膜壓濾裝置中進(jìn)行壓濾處理，得到液相清汁和固態(tài)果渣；所述液相清汁可直接制得果蔬汁產(chǎn)品，提高產(chǎn)品產(chǎn)量；其固態(tài)果渣是一種含水率<25%的不可流動(dòng)固態(tài)物質(zhì)，可采用集中填埋方式處理或者轉(zhuǎn)化為動(dòng)物飼料。本發(fā)明解決了果蔬汁膜澄清生產(chǎn)過程中滯留物處理困難，固液相分離不徹底，滯留物中果蔬汁得不到充分提取、造成損失浪費(fèi)嚴(yán)重的技術(shù)問題。
【專利說明】果蔬汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域，特別涉及一種果蔬汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在果蔬汁加工及醫(yī)藥行業(yè)普遍采用超濾等錯(cuò)流過濾方式截留果蔬汁或發(fā)酵液中的非溶性物質(zhì)及大分子物質(zhì)，以保證果蔬汁及醫(yī)藥發(fā)酵液澄清處理的質(zhì)量要求。然而隨著錯(cuò)流過濾循環(huán)液中不溶物濃度的不斷提高，過濾系統(tǒng)通量逐漸下降，當(dāng)截留的不溶物含量達(dá)20飛0%時(shí)，極易堵塞膜流道，現(xiàn)行的錯(cuò)流過濾工藝必須要求停止果蔬汁生產(chǎn)，對(duì)截留的滯留物或罐底物進(jìn)行處理，然而，在傳統(tǒng)的果蔬汁生產(chǎn)及發(fā)酵液澄清過濾過程中，對(duì)滯留物并沒有理想的處理及回收利用方法，現(xiàn)有的滯留物處理方法主要有:①加水提糖處理。首先向滯留物中加入大量的水，再使其通過超濾系統(tǒng)循環(huán)，將其中大部分的糖份洗濾出來，當(dāng)滯留物中果蔬汁 糖度為2~3°Bx時(shí)全部排空。然而這樣處理一方面造成大量耗水，增加后期蒸發(fā)器的負(fù)荷，造成蒸發(fā)器大量耗能，增加了果蔬汁的生產(chǎn)成本，另一方面提糖后的滯留物仍為液體果渣混合物，直接排放時(shí)COD高達(dá)100000mg/L，對(duì)污水、污泥處理系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷大，大大增加了污水排放量和處理難度。②采用臥式螺旋離心機(jī)進(jìn)行分離，分離后的清汁繼續(xù)作為果蔬汁產(chǎn)品，提高產(chǎn)品產(chǎn)率，固相做無害化處理。然而采用離心機(jī)分離，并不能使滯留物中的固液相徹底分離，造成滯留物中殘留的大量果蔬汁損失。③回榨處理。將滯留物回榨，一般是返回至二榨工序，經(jīng)壓榨加工處理后，再次通過超濾工序，提取其中的大部分糖份，但是滯留物在長時(shí)間的加工處理后容易氧化發(fā)酵，使得超濾后清汁色度增加，并產(chǎn)生一定的有害物質(zhì)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)。
[0003]在果蔬汁澄清處理過程中，當(dāng)循環(huán)液中截留的滯留物固含量達(dá)到20-60%時(shí)，便嚴(yán)重影響澄清過濾操作，如何采用合適的處理方法將滯留物中殘留果蔬汁最大限度的提取出來，提高產(chǎn)品產(chǎn)量，并對(duì)罐底物實(shí)現(xiàn)徹底的固液分離，固態(tài)果渣進(jìn)行無害化處理，減少對(duì)環(huán)境的污染，是目前果蔬汁企業(yè)深加工過程中迫切需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有果蔬汁澄清生產(chǎn)過程中滯留物處理難度大、固液相分離不徹底，滯留物中果蔬汁得不到充分提取、造成損失浪費(fèi)嚴(yán)重的技術(shù)問題；
旨在提供一種果蔬汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物的處理方法，能夠最大限度的將滯留物中殘留的果蔬汁提取出來，增強(qiáng)過濾效果，使固液分離更加徹底，提高果蔬汁產(chǎn)品的最終產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)滯留物的妥善處理。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
一種果蔬汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物的處理方法，將果蔬汁膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物與助濾劑混合，然后注入到密閉外壓式膜壓濾裝置中進(jìn)行壓濾處理，得到液相清汁和固態(tài)果渣；所述液相清汁可直接制得果蔬汁產(chǎn)品，其固態(tài)果渣采用集中填埋方式處理或者轉(zhuǎn)化為動(dòng)物飼料。
[0006]所述助濾劑占滯留物總質(zhì)量的0.1~0.5%，將助濾劑以前述比例與滯留物相混合，一起經(jīng)壓濾裝置進(jìn)行壓濾，過濾過程中助濾劑的加入將改變滯留物的表面性質(zhì)與結(jié)構(gòu)，助濾劑與滯留物中懸浮的雜質(zhì)顆粒形成疏松多孔濾餅，提高助濾劑顆粒向滯留物的遷移速度與粘附效率，減少過濾阻力，保持相對(duì)穩(wěn)定的過濾速率。添加量的多少取決于顆粒雜質(zhì)的數(shù)量及其可壓縮性，壓縮率大的雜質(zhì)，助濾劑添加量相應(yīng)增加。
[0007]所述助濾劑選自硅藻土、珍珠巖、纖維素、活性炭、膨潤土中的一種；在壓濾過程中加入上述物質(zhì)，降低過濾阻力，增加過濾速率，提高果蔬汁的回收率和產(chǎn)品質(zhì)量。
[0008]所述密閉外壓式膜壓濾裝置包括壓濾缸筒、壓濾缸筒端蓋、過濾部件、帶有活塞桿的活塞，所述過濾部件和活塞設(shè)在壓濾缸筒內(nèi)，過濾部件的一端與壓濾缸筒端蓋連接，其另一端與活塞連接，所述活塞、壓濾缸筒以及壓濾缸筒端蓋之間形成壓濾腔；所述壓濾缸筒端蓋上設(shè)有進(jìn)料口，進(jìn)料口與壓濾腔相通，壓濾腔的下部設(shè)有卸渣口 ；所述過濾部件由濾芯和包覆在濾芯外表面的管式膜組成，所述濾芯為圓柱體，其外表面沿圓周均勻分布有凹槽，所述凹槽沿軸向延伸構(gòu)成濾芯的導(dǎo)液通道，濾芯的導(dǎo)液通道分別與活塞內(nèi)部的集液腔和壓濾缸筒端蓋內(nèi)部的集液腔相連通，活塞內(nèi)部的集液腔和壓濾缸筒端蓋內(nèi)部的集液腔上均設(shè)有出汁口。
[0009]在壓濾過程中，滯留物與助濾劑形成的混合物首先由進(jìn)料口進(jìn)入壓濾腔內(nèi)，通過活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)以及壓濾缸筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)過濾部件的伸縮運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)，滯留物首先經(jīng)過管式膜的過濾作用，截留大量膠體及雜質(zhì)顆粒物質(zhì),液相中的糖、維生素、礦物質(zhì)、有機(jī)酸、微量元素、水則透過管式膜，由濾芯的導(dǎo)液通道進(jìn)入活塞內(nèi)部的集液腔以及壓濾缸筒端蓋內(nèi)部的集液腔，然后由出汁口排出，得到液相清汁，固態(tài)果渣由壓濾腔下部的卸渣口排出。[0010]所述活塞與壓濾缸筒之間設(shè)有密封圈，所述密封圈套在活塞上；以保證壓濾過程不與外界空氣接觸，避免滯留物在壓濾過程中出現(xiàn)氧化，造成清汁色度上升，影響產(chǎn)品品質(zhì)。
[0011]所述密閉外壓式膜壓濾裝置的工作壓力為0.2^0.6MPa。
[0012]所述管式膜的孔徑為0.1~50μπι，可截留滯留物中的懸浮物、膠體物質(zhì)、果渣、助濾劑等雜質(zhì)顆粒，最大限度的將滯留物中的殘留果蔬汁提取出來，提高果蔬汁產(chǎn)品的最終產(chǎn)量。
[0013]所述果蔬汁膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物來源于錯(cuò)流過濾產(chǎn)生的濁液以及超濾罐底物，其不溶性固形物的含量為20~60%。
[0014]本發(fā)明進(jìn)行膜壓濾處理時(shí)，活塞完成一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)即為一個(gè)壓濾工作周期，膜壓濾處理結(jié)束，將滯留物中的殘留果蔬汁最大限度的提取出來，果蔬汁回收率>99%，剩余固態(tài)果渣是一種含水率〈25%的不可流動(dòng)固態(tài)物質(zhì)。
[0015]本發(fā)明所述方法普遍適用于食品、醫(yī)藥行業(yè)超濾等錯(cuò)流過濾處理過程中產(chǎn)生的滯留物的處理，特別適用于果蔬汁生產(chǎn)、發(fā)酵液澄清過濾、以及其他固液分離處理中產(chǎn)生的滯留物的處理。在醫(yī)藥行業(yè)發(fā)酵液、中間產(chǎn)品和半成品生產(chǎn)過程中，通常需要通過錯(cuò)流過濾去除發(fā)酵液中的大分子蛋白、多糖、淀粉或膠體、細(xì)菌、不溶性雜質(zhì)等，然而隨著錯(cuò)流過濾循環(huán)液中滯留物濃度的不斷提高，過濾系統(tǒng)嚴(yán)重受阻，通量逐漸衰減。本發(fā)明的提出，將提供一種發(fā)酵液錯(cuò)流過濾過程中產(chǎn)生的滯留物的快速、有效的處理方法，充分利用發(fā)酵液滯留物中的價(jià)值成分，實(shí)現(xiàn)滯留物的妥善處理。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
1、利用密閉外壓式膜壓濾裝置中管式膜孔徑分布窄、分離精度高的特點(diǎn)，截留滯留物中懸浮物、膠體物質(zhì)、果渣、活性炭等雜質(zhì)顆粒，最大限度的將滯留物中殘留的果蔬汁提取出來，增強(qiáng)過濾效果，使固液分離更加徹底，提高果蔬汁產(chǎn)品的最終產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)滯留物的清潔生產(chǎn)；同時(shí)管式膜的高分離精度使得滯留物過濾提取出的果蔬汁品質(zhì)好，可直接作為果蔬汁產(chǎn)品；
2、外壓式膜壓濾裝置采用密閉系統(tǒng)，在壓濾過程中與空氣隔絕，避免滯留物在壓濾過程中出現(xiàn)氧化，造成清汁色度上升，影響產(chǎn)品品質(zhì)；
3、利用固液分離壓濾裝置對(duì)果蔬汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物進(jìn)行壓濾處理，殘留果蔬汁回收率>99%，壓濾后的固相果渣是一種含水率〈25%的不可流動(dòng)固態(tài)物質(zhì)，可采用集中填埋方式處理或者轉(zhuǎn)化為動(dòng)物飼料，防止液果渣直接排放對(duì)污水和污泥系統(tǒng)造成的沖擊負(fù)荷，避免對(duì)環(huán)境造成污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述的密閉外壓式膜壓濾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為圖1中過濾部件的截面圖。
[0019]其中:1為壓濾缸筒端蓋；2為壓濾缸筒；3為活塞；4為過濾部件；5為端蓋內(nèi)部的集液腔；6為活塞內(nèi)部的集液腔；7為壓濾腔；8為進(jìn)料口 ；9為卸渣口 ；10為出汁口 ；11為活塞桿；12為管式膜；13為濾芯的導(dǎo)液通道；14為濾芯。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明所使用的所述固液分離壓濾裝置包括壓濾缸筒2、壓濾缸筒端蓋1、過濾部件4、帶有活塞桿11的活塞3，所述過濾部件4和活塞3設(shè)在壓濾缸筒2內(nèi)，活塞3與壓濾缸筒2之間設(shè)有密封圈(圖中未標(biāo)出)，所述密封圈套在活塞上。過濾部件4的一端與壓濾缸筒端蓋I連接，其另一端與活塞3連接，活塞3和壓濾缸筒端蓋I與壓濾缸筒2之間形成壓濾腔7 ;所述壓濾缸筒端蓋I上設(shè)有進(jìn)料口 8，進(jìn)料口 8與壓濾腔7相通，壓濾腔7的下部設(shè)有卸渣口 9。
[0021]上述過濾部件4由濾芯14和包覆在濾芯14外表面的管式膜12組成，管式膜12的孔徑為0.f 50 μ m;所述濾芯14為圓柱體，其外表面沿圓周均勻分布有凹槽，所述凹槽沿軸向延伸構(gòu)成濾芯的導(dǎo)液通道13，濾芯的導(dǎo)液通道13分別與活塞內(nèi)部的集液腔6和壓濾缸筒端蓋內(nèi)部的集液腔5相連通，活塞內(nèi)部的集液腔6和壓濾缸筒端蓋內(nèi)部的集液腔5上均設(shè)有出汁口 10。
[0022]在壓濾過程中，滯留物與助濾劑形成的混合物首先由進(jìn)料口進(jìn)入壓濾腔，通過活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)以及壓濾缸筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)過濾部件的伸縮運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)，滯留物首先經(jīng)過管式膜的過濾作用，截留大量膠體及雜質(zhì)顆粒物質(zhì)，液相中的糖、維生素、礦物質(zhì)、有機(jī)酸、微量元素、水則透過管式膜，由濾芯的導(dǎo)液通道進(jìn)入活塞內(nèi)部的集液腔以及壓濾缸筒端蓋內(nèi)部的集液腔，然后由出汁口排出，得到液相清汁，固態(tài)果渣由壓濾腔下部的卸渣口排出。
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)地說明，但不僅限于此。[0024]本發(fā)明所述的不溶性固形物、透光率和濁度的測定方法參考GB/T 18963-2012《濃縮蘋果汁》。
[0025]實(shí)施例1
一種蘋果汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物的處理方法:
(1)將蘋果汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物與硅藻土混合均勻；其中滯留物中不溶性固形物的含量為36%，硅藻土的添加量占滯留物總質(zhì)量的0.25% ；
(2)將滯留物與硅藻土的混合物注入到密閉外壓式膜壓濾裝置中進(jìn)行壓濾處理，控制壓濾裝置的工作壓力在0.45、.5MPa，得到液相清汁和固態(tài)果渣；
(3)壓濾結(jié)束后，將收集的液相清汁直接與澄清蘋果汁產(chǎn)品混合，滯留物中殘留的蘋果汁回收率達(dá)99%，液相清汁透光率(T625J達(dá)98%，濁度< 2NTU ；
(4)壓濾結(jié)束后，固態(tài)果渣則由壓濾腔下部的排渣口排出，采用集中填埋方式處理；固態(tài)果渣含水率為17%，呈不可流動(dòng)固態(tài)物質(zhì)。
[0026]實(shí)施例2
一種菠蘿汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物的處理方法:
(1)將菠蘿汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物與珍珠巖混合均勻；其中滯留物中不溶性固形物的含量為28%，珍珠巖的添加量占滯留物總質(zhì)量的0.12% ；
(2)將滯留物與珍珠巖的混合物注入到密閉外壓式膜壓濾裝置中進(jìn)行壓濾處理，控制壓濾裝置的工作壓力在0.45、.5MPa，得到液相清汁和固態(tài)果渣； (3)壓濾結(jié)束后，將收集的液相清汁直接與菠蘿汁產(chǎn)品混合，滯留物中殘留的菠蘿汁回收率達(dá)99%，液相清汁透光率(T625J達(dá)96%，濁度< 2NTU ；
(4)壓濾結(jié)束后，固態(tài)果渣則由壓濾腔下部的排渣口排出，采用集中填埋方式處理；固態(tài)果渣含水率為20%，呈不可流動(dòng)固態(tài)物質(zhì)。
[0027]實(shí)施例3
一種紅棗汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物的處理方法:
(1)將紅棗汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物與活性炭混合均勻；其中滯留物中不溶性固形物的含量為42%，活性炭的添加量占滯留物總質(zhì)量的0.36% ；
(2)將滯留物與活性炭的混合物注入到密閉外壓式膜壓濾裝置中進(jìn)行壓濾處理，控制壓濾裝置的工作壓力在0.5^0.55MPa，得到液相清汁和固態(tài)果渣；
(3)壓濾結(jié)束后，將收集的液相清汁直接與紅棗汁產(chǎn)品混合，滯留物中殘留的紅棗汁回收率達(dá)99%，液相清汁透光率(T625J達(dá)95%，濁度< 3NTU ；
(4)壓濾結(jié)束后，固態(tài)果渣則由壓濾腔下部的排渣口排出，采用集中填埋方式處理；固態(tài)果渣含水率為23%，呈不可流動(dòng)固態(tài)物質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.一種果蔬汁生產(chǎn)膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物的處理方法，其特征在于:將果蔬汁膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物與助濾劑混合，然后注入到密閉外壓式膜壓濾裝置中進(jìn)行壓濾處理，得到液相清汁和固態(tài)果渣；所述液相清汁可直接制得果蔬汁產(chǎn)品，其固態(tài)果渣采用集中填埋方式處理或者轉(zhuǎn)化為動(dòng)物飼料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于所述助濾劑占滯留物總質(zhì)量的0.1~ο.5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理方法，其特征在于所述助濾劑選自硅藻土、珍珠巖、纖維素、活性炭、膨潤土中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述密閉外壓式膜壓濾裝置包括壓濾缸筒、壓濾缸筒端蓋、過濾部件、帶有活塞桿的活塞，所述過濾部件和活塞設(shè)在壓濾缸筒內(nèi)，過濾部件的一端與壓濾缸筒端蓋連接，其另一端與活塞連接，所述活塞、壓濾缸筒以及壓濾缸筒端蓋之間形成壓濾腔；所述壓濾缸筒端蓋上設(shè)有進(jìn)料口，進(jìn)料口與壓濾腔相通，壓濾腔的下部設(shè)有卸渣口； 所述過濾部件由濾芯和包覆在濾芯外表面的管式膜組成，所述濾芯為圓柱體，其外表面沿圓周均勻分布有凹槽，所述凹槽沿軸向延伸構(gòu)成濾芯的導(dǎo)液通道，濾芯的導(dǎo)液通道分別與活塞內(nèi)部的集液腔和壓濾缸筒端蓋內(nèi)部的集液腔相連通，活塞內(nèi)部的集液腔和壓濾缸筒端蓋內(nèi)部的集液腔上均設(shè)有出汁口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理方法，其特征在于在壓濾過程中，滯留物與助濾劑形成的混合物首先由進(jìn)料口進(jìn)入壓濾腔內(nèi)，通過活塞的伸縮運(yùn)動(dòng)以及壓濾缸筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)過濾部件的伸縮運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)，滯留物經(jīng)過管式膜的過濾作用，截留大量膠體及雜質(zhì)顆粒物質(zhì)，液相中的糖、維生素、礦物質(zhì)、有機(jī)酸、微量元素、水則透過管式膜；由濾芯的導(dǎo)液通道進(jìn)入活塞內(nèi)部的集液腔以及壓濾缸筒端蓋內(nèi)部的集液腔，然后由出汁口排出，得到液相清汁，固態(tài)果渣由壓濾腔下部的卸渣口排出。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的處理方法，其特征在于所述活塞與壓濾缸筒之間設(shè)有密封圈，所述密封圈套在活塞上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的處理方法，其特征在于所述密閉外壓式膜壓濾裝置的工作壓力為0.2~0.6MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的處理方法，其特征在于所述管式膜的孔徑為0.1~50μmο
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于所述果蔬汁膜澄清處理過程中產(chǎn)生的滯留物來源于錯(cuò)流過濾產(chǎn)生的濁液以及超濾罐底物，其不溶性固形物的含量為20飛0%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于所述固態(tài)果渣是一種含水率〈25%的不可流動(dòng)固態(tài)物質(zhì)。
【文檔編號(hào)】A23L2/74GK103734861SQ201310691598
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】王懷林, 云金明, 關(guān)曉琳 申請(qǐng)人:江蘇凱米膜科技股份有限公司