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保健食品生產中常用濃縮工藝

2019/06/05 来源:绍兴信息港

导读

保健食品生产中常用浓缩工艺浓缩是保健食品生产中常用的工艺之一,用溶剂进行有效成分或营养成分提取后,回收溶剂一般用浓缩方法;物质的提取液由

  保健食品生产中常用浓缩工艺

  浓缩是保健食品生产中常用的工艺之一,用溶剂进行有效成分或营养成分提取后,回收溶剂一般用浓缩方法;物质的提取液由于固体物含量过低,需要经过浓缩达到一定的含量;提取液进行后续处理时,也常需要提高浓度,如结晶、喷雾干燥等,都要设计浓缩这道工艺。浓缩虽然是比较简单的工艺,但采用工艺不当,也会造成一定损失。在工厂中,浓缩主要有常压浓缩、真空浓缩两种方法,20年来,又出现了反渗透膜浓缩新技术。 (1)常压浓缩 常压浓缩是在常压下使溶液进行蒸发,如果溶剂为有机溶剂,常进行冷凝回收,以便回收利用并防止空气污染。浓缩设备一般由加热器、蒸发器、冷凝器和溶剂接收器组成。常压浓缩设备比较简单,操作方便,但由于蒸发温度高,能耗较大。特点是浓缩后期,溶液浓度升高,沸点进一步上升,溶液中的许多成分容易在高温条件下焦化、分解、氧化,使产品质量下降。因此,在实际生产中常压浓缩已经用得越来越少。 (2)真空浓缩 . 真空浓缩又称减压浓缩,在工业生产中应用极为普通、健食品生产中也采用多。 真空浓缩具有很多优点。液体物质在沸腾状态下溶剂的蒸发很快,其沸点因压力而变化,压力增大,沸点升高,压力小,沸点降低。例如牛奶在101kPa下,沸点为100℃,而在真空度82.7—90.6kPa下,沸点仅为45—55℃。由于在较低温度下蒸发,可以节省大量能源。同时,由于物料不受高温影响,避免了热不稳定成分的破坏和损失.更好地保存了原料的营养成分和香气。特别是某些氨基酸、绿源酸、黄酮类、酚类等物质,可防止受热而破坏。而一些糖类、蛋白质、果胶、粘液质等粘性较大的物料,低温蒸发可防止物料焦化。真空浓缩设备可分为两种类型,一类是间歇式浓缩设备,一类是连续式蒸发器。a.间歇式单效盘管式真空浓缩锅:该设备主要由盘管式加热器、蒸发室、冷凝器、抽真空装置、雾沫分离器、进出料阀及各种控制仪表所组成。该设备结构简单、制造方便、操作稳定、易于控制。传热系数较高,蒸发速率快,一般蒸发量为1200L/h的浓缩设备,在生产乳粉时,其实际蒸发量可达1500L/h。可调节加热蒸汽的量和蒸汽压力的高低.以满足生产或操作的需要。在锅内物料混合均匀,特别适用于粘稠物料的浓缩。其缺点是间歇出料,物料受热时间较长,在一定程度上对产品质量有一定影响。该设备体积较大,清洗比较困难。b.单效升膜式浓缩设备:该设备为自然循环的长管型液膜式蒸发器,主要由加热器、分离器、雾沫捕集器、水力喷射泵、循环管等部分组成。该设备工作时,液料自加热器底部进入加热管,液位约占管长的1/5—1/4,蒸汽在管外加热,使料液沸腾,迅速汽化,蒸汽高速在管内上升,将物料挤向管壁,二次蒸汽在管内由下而上逐渐增多,使物料不断形成薄膜,在二次蒸汽的诱导及分离器高真空的吸力下,被浓缩的物料及二次蒸汽以较快的速度沿切线方向进入分离器。在分离器离心力作用下,物料沿其周壁高速旋转,并均匀分布于周壁及锥底上,物料液表面积增大,加速了水分的进一步汽化。二次蒸汽及其夹带的物料液滴、经雾沫分离器进一步分离后,二次蒸汽导入水力喷射泵冷凝,分离得到的浓缩液沿循环管下降,回到加热器底部,与新加入的料液自行混合,再进入加热管浓缩。几分钟后,料液浓度即可达到要求。其中一部分浓缩液可在循环管底部连续抽出,一部分回到加热器。单效升膜式浓缩设备结构简单,制造方便,占地面积小,投资省,经济实用。生产能力大,传热系数高,蒸汽消耗较低.可连续出料,有利于提高产品质量,特别适用于牛奶等易起泡沫的物料。但由于管子较长,清洗不太方便,且不大适用于粘度较大或高浓度物料。c.单效降膜式浓缩设备:与升膜式浓缩设备的结构相似,所不同的是料液从加热器顶部加入,经分配器导流管进入加热器,沿管壁成膜状向下流,故称为降膜式。其中循环物料由泵再送回器身顶部,二次蒸汽由热泵压缩重新利用。降膜式浓缩设备,物料循环时间少,物料受热时间仅2min左右,故适合于热敏性物料的浓缩。其传热系数、能耗与升膜式相近。有时液膜形成不均匀,物料易焦化、结垢。d.双效升(降)膜式浓缩设备:该设备的结构及工作原理与单效膜式浓缩设备相似,主要是增加了一台热泵,并增加了二效加热器、二效分离器等。主要是由于二次蒸汽能够加以利用,降低了能耗,生产能力大。但设备结构趋于复杂,给操作和管理带来较高要求。在食品浓缩设备中,尚有多效薄膜式浓缩设备、刮板式薄膜蒸发器、板式蒸发器、离心式薄膜蒸发器等.后三者适合于高粘度或含悬浮颗粒的果蔬汁的浓缩。 (3)反渗透浓缩 反渗透浓缩是近20年来发展起来的新技术。膜分离是一种使用半透膜的分离方法。分离膜是一类坚固的具有一定大小孔径的合成材科,在一定压力或电场的作用下,可使溶液中不同大小的分子或不同电性的离子有选择地通过膜,从而使物质得到分离、纯化或浓缩。膜技术有超滤、反渗透和电渗析三种,其具体特点和应用后面特设置专题讨论.这里仅简述反渗透在浓缩中的应用。在膜分离中,如通过半透膜的只是溶剂,则溶液获得了浓缩,此过程称为膜浓缩。反渗透膜是一类具有表层非对称的复合膜,它与一般渗透或超滤不同,不是纯溶剂向溶液方向渗透,而是在外压下溶液的溶剂向非溶液方向渗透,因此称为 反渗透。 反渗透用于果蔬汁及其他食品溶液的浓缩,与传统的蒸发法相比,具有较好的保持果蔬汁风味、营养成分,降低能耗和操作简单等优点,而且能提高果蔬汁的稳定性。多年来,人们采用反渗透对苹果、梨、柑、菠萝、葡萄、番茄、西番莲等果汁进行研究,取得了良好的结果。我国已有反渗透浓缩苹果汁的生产,其果汁品质优于热浓缩法。利用反渗透浓缩山植汁,不仅可保持营养和功效成分,而且配合超滤可生产高凝胶能力的果胶,避免了热浓缩时果胶的破坏。在国外,反渗透已用于牛奶、水果汁、氨基酸溶液的浓缩。 由于半透膜的制造技术以及膜过滤工艺条件的研究尚有差距,再加上其他一些原因,目前在我国食品生产上膜过滤实际应用还较少,但随着技术的进步,膜分离会被广泛认识并得到应用,并在保健食品生产中发挥重要的作用。 (4)冷冻浓缩 冷冻浓缩是利用冰与水溶液之间的固液平街原理的一种浓缩方法。当溶液中所含溶质浓度低于低共熔浓度时,溶液冷冻时,溶剂(水)或晶体从溶液中析出,余下的溶液中溶质浓度就提高了,这就是冷冻浓缩的基本原理。冷冻浓缩特别适合于热敏食品的浓缩。由于水分的排除是在冷冻条件下进行,可以避免芳香物质因加热挥发造成损失。为了更好地使操作时形成的冰晶不混有溶质,分离时不至使冰晶夹带溶质,防止造成过多的溶质损失,结晶操作时要避免局部过冷,分离操作时要很好地加以控制。该方法用于含芳香物质的食品的浓缩,除成本外,就制品质量而言,要比蒸发和反渗透法都好。 但冷冻浓缩也有缺点,①在加工中,细菌和酶的活性得不到抑制,所以制品还必须再经热处理或冷冻保藏。②该方法受到溶液浓度的限制,浓度过高不宜采用。③操作过程中会造成溶质的损失,特别是粘度大的溶液分离比较困难。④成本高。迄今,尚有许多技术问题未能解决。 总体来看,目前用于保健食品浓缩的方法还是以真空蒸发为主,而反渗透浓缩技术在不远的将来有可能以其突出的优点,在许多方面获得越来越广泛的应用。

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