天然香精回收装置和技术

1、.：.；天然香精回收安装和技术杨寿清(无锡轻工大学中央研讨所,无锡214036)0前言天然、营养是21世纪食品工业的开展趋势。21世纪的食品集色、香、味、形、质地和营养于一体,而芳香是构成这种一致体最重要的要素之一,也是人们能否接受某种产品的首要条件。但是在食品加工过程中,由于受热的影响,水果、蔬菜、瓜类和其它热敏性食品原料极易失去原有芳香,使产品变得淡而无味,因此在加工中回收这些芳香物量变得很有必要。另外,食品工业的开展,食品新产品的开发,要求不断推出新的天然香精。可以这么说,天然香精资源的开发在21世纪的食品工业体系中将占有相当大的比重。而无论从天然动、植物,还是经过微生物发酵消费天然香精

2、,都离不开香料回收和提取安装的相应技术,本文中讨论的天然香精回收安装,构造简单,操作方便,适用性广,符合我国的根本国情。1天然香精回收安装设计原理和特点天然香精物质由许多微量的、不同构造、不同种类的物质构成。这些芳香物质大多数沸点比水高,但它们的挥发性都很强。大多数天然芳香物质容易用蒸馏法提取出来并进展回收,因此只需蒸出提取液中少量液体,就足以把大部分芳香物质收回12。本安装的任务原理就是从提取液中蒸馏出挥发性芳香物质,然后把水蒸汽和芳香性物质的混合物导入分馏柱进展浓缩,最后的浓缩液即为天然香精。本安装除了齿轮泵、预热器和加热器为不锈钢资料外,其他部位均为玻璃,便于在实验中察看。在不冷凝气体出

3、口处,利用产品清洗吸附掉不冷凝气体中能够含有的芳香性物质。2天然香精回收安装的构造本文中所述的天然香精回收安装3,参考了国外文献116,并根据国内实践情况设计而成,安装分为供料系统、加热蒸发系统、分馏系统和搜集系统4个部分。2.1供料系统见图1,供料系统上部为2只贮料瓶(1,2),分别盛放回收天然香精的提取液和实验开场时调控安装正常运转及实验终了后清洗安装的去离子水。下部为两臂有活塞开关的U型三通管(3),藉以控制提取液或去离子水的供应。提取液或去离子水由衔接在U型管下面的不锈钢齿轮泵(4)保送。液体保送速度那么由回流安装(6)和转子流量计(7)结合调整。2.2加热蒸发系统见图2,预热器(1)

4、和蒸发器(2)为本系统的主要组成部分,两者都用不锈钢套控制成。加热蒸汽由蒸汽发生器(3)供应,蒸汽冷凝水由疏水器(4)排除。蒸发器末端和玻璃汽液分别器(6)成切线方式相接,以便汽液混合物以盘旋状进入分别器,提高汽液分别效果。它们衔接处采用聚四氟乙烯接头(5),以减少径向膨胀,并可进展纵向调理,以免损坏玻璃接口。提取液或去离子水由齿轮泵保送到预热器加热,再经蒸发器继续加热并蒸发,汽液混合物进入汽液分别器进展汽液分别。2.3分馏系统见图3,分馏系统的主要组成部分是内径为63.5mm的分馏柱(1),以 12mm12mm1mm的玻璃短管作为填充料(2),随机装入分馏柱,使其有效高度达230mm.分别柱

5、底部为再沸器(3),用衔接1kV调压器(5)的加热器(4)插入加热。再沸器内的液面高度可经过调整衔接在底部的溢流管(6)的高度来调理。分馏柱上部的芳香性蒸汽由盘管式冷凝器(8)冷凝。冷凝的芳香性液体一部分由U型毛细管(7)回流到分馏柱内,一部分那么送往搜集系统。2.4搜集系统搜集系统由天然香精搜集系统和脱香液搜集系统两部分组成。2.4.1天然香精搜集系统天然香精搜集系统在回流安装下部(见图3),由搜集活塞(9)根据芳香物质的浓缩倍数控制,回流活塞(10)那么用来控制芳香性液体高度,保证天然香精搜集速度恒定。搜集的天然香精经冷阱(11)冷却到02,再经过冷凝器中设有的冷凝气体淋洗设备,吸附掉能够

6、存在的芳香性物质,流入置于冰水中的搜集瓶(17)。不冷凝气体由导管(12)导出,送入置于冷阱下部的淋洗安装(13)内,经直径小于1mm的毛细管出口,与缓慢下滴的香精液滴相遇。毛细管出口与香精液滴相距约1mm,经淋洗的不冷凝气体由另一导管导出。经检定,出口处嗅不到有芳香性物质存在。不冷凝气体淋洗安装的构造见图4.2.4.2脱香液搜集系统脱香液搜集系统在汽液分别器下面(见图3),汽液分别后的液体经冷凝器(14)冷却后,流入接纳器(16).在冷却器后面装有转子流量计(15),藉以控制流速,使汽液分别器内坚持一定的液面。汽液分别器、再沸器、分馏柱顶部、冷阱等都配有温度计、冷凝器和冷凝器的冷却水进出口也

7、装有水温测定安装,便于在实验中丈量、调理和控制。3天然香精回收安装的操作在贮料瓶、再沸器中分别装入提取液和去离子水。调理溢流管、再沸器的液面高度,接通电源,调理调压器到预定电压,将再沸器内去离子水加热至沸。调理聚四氟乙烯的接头,使其处于松开形状。翻开去离子水贮料瓶下活塞,开启齿轮泵,向安装内供应去离子水。调理回流安装针形阀和转子流量计阀,使去离子水稳定在所需流量。翻开蒸汽阀,预热器和蒸发器到达预定的压力并稳定后,渐渐调理聚四氟乙烯接头,使气液分别器进口接头封面配合不漏水。调理调压器,使再沸器内蒸发量(再沸量)到达所需程度。再次调理溢流管高度,确保整个回收香精过程中再沸器内液面高于加热器的加热部

8、位。翻开出口活塞,检查出口处有无芳香气味和其他异味。待出口处闻不到任何气味后,封锁出口活塞。调理冷却器和冷凝器内冷却水温到所需温度,调理冷阱到0左右。调理回流活塞,控制一定的液面高度,使其处于全回流形状。调理控制脱香液流量的转子流量计上的阀门,使汽液分别器内脱香液的液面低于入口处1020mm,以防止液面进入冷却器盘管,引起芳香物质的损失。安装运转正常并稳定后,封锁去离子水贮料瓶下活塞,同时翻开提取液贮料瓶下活塞,向安装供应提取液,开场记录操作时间。在分馏平衡后(约67min),翻开搜集活塞,根据所需香精浓缩倍数,调理搜集流量,搜集天然香精,并记录搜集时间。再次调理回流活塞,使冷凝的芳香性液体坚

9、持一定的液面高度,确保搜集速度的恒定。回收终了后,记录搜集终止时间。封锁提取液贮料瓶下的活塞,同时翻开去离子水贮料瓶下活塞,清洗整个安装。清洗终了,翻开一切活塞和阀门,封锁电源、冷却水和蒸汽,同时使聚四氟乙烯接头处于松开形状,备用。4天然香精回收技术4.1天然香精回收前的预处置含水溶性芳香物质的原料,根据其水分含量和物料性质的不同,可采取不同的预处置方法。4.1.1取汁法大部分水果、蔬菜、食用菌、瓜果以及微生物发酵液,水分含量在85%以上,可经过榨汁和过滤的方法,取其汁液直接进展香精回收。4.1.2去离子水提取法对一些水分含量中等,用榨汁法不适宜的原料,假设皮、果渣、荷叶、香草等,可采用粉碎后

10、用一定量的去离子水提取一定时间,再过滤或榨汁,然后取其汁液进展香精回收。4.1.3热水提取法对一些水分含量较低的原料,如中药材,动物性原料如水产品中的蟹、虾、贝类和它们的下脚料蟹壳、虾头等,用上述2种方法已无法提取,那么可采用一定温度的热水提取一定的时间,过滤后取其汁液进展香精回收。4.2天然香精的回收控制蒸发量、再沸量、芳香性气体冷凝温度、冷阱温度等工艺参数,并控制进料速度和搜集速度等操作参数,用天然香精回收安装回收提取液中的天然香精。不同香精的回收工艺参数不同,应经过实验加以确定。4.3天然香精有关参数计算4.3.1蒸发量的计算蒸发量可按下式计算,它是决议香精回收程度的一个重要参数:EV=G1(S2-S1)/S2式中:EV蒸发量();G1提取液在20时的比重;S1提取液在20时的可溶性固形物浓度;S3脱香液在20时的可溶性固形物浓度。4.3.2香精浓缩液倍数1)表观浓缩倍数表观浓缩倍数是香精回收安装的一个重要操作参数,定义为提取液进料速度和香精搜集速度之比。但是,由于香精回收速度不易丈量,普通用安装运转平衡后提取液和香精称重之比来定义。表观浓缩倍数可按下式计算:FW=W1-Jr(T1-T2)/W香精式中:FW-表观浓缩