第二节-果蔬汁饮料生产机械与设备

第二节果蔬汁饮料生产机械与设备果汁饮料生产的一般工艺果汁饮料有天然果汁(原果汁)、果汁饮料、带果肉果汁饮料等，这些饮料的主要原料可以变化，但生产的基本原理和过程大致相同，一般是经过果实原料预处理，取汁，澄清和过滤，均质，脱气，糖酸调整，浓缩，杀菌和灌装等工序。对于混浊果汁，则不经过过滤。一、果蔬原料的清洗设备

（一）清洗的基本原理根据清洗的原理可以分为机械作用和化学作用两种。机械作用是通过浸泡、鼓风、摩擦、搅动、喷淋、刷洗、振动等物理方法，把附着在原料表面的污染物清洗掉；化学作用是利用清洗液与污染物的化学反应，如用酸、碱等溶液将原料表面的污染物清洗掉。上述各种方法有的是单一使用的，有的是把其中几种方法组合起来使用。（二）原料清洗机械1、鼓风式清洗机清洗原理：用鼓风机把空气送进洗槽中，使清洗原料的水产生剧烈的翻动，物料就在空气对水的剧烈搅拌下进行清洗的。利用空气进行搅拌，既可加速污物清除，又能使原料的完整性不被破坏。适合：果蔬原料结构：洗槽1、输送机11、喷水装置2、送空气的吹泡管7、支架5、鼓风机4、电动机及传动系统和挑选工作台等。（1）输送机双链式输送机：双链+承载构件滚筒链式----番茄类圆球形易碎的刮板链式---水果类圆球形坚硬的金属丝网链式---块茎类多泥沙的输送部分：二个水平段和一个倾斜段液面下水平段:浸泡、搅拌清洗倾斜段：清水、沥干上水平段：选择检查台（2）鼓风机鼓风机产生搅拌清洗所需的空气，产生的空气由管道送入吹泡管7鼓风式清洗机2、刷淋式清洗机该机主要由进料口、清洗槽、刷辊、喷水装置，出料翻斗、传动系统、出料口、机架等组成。3、浮洗机械二、取汁取汁是制汁生产的重要环节，生产果汁的方法一般有压榨法、磨碎法和浸提法。压榨法多用于澄清果汁，磨碎法多用于带肉果汁，浸提法多用于难以压榨取汁的物质如酸枣、山楂等。除了柑橘类果实和石榴类果实外，一般榨汁生产常包括破碎工序。榨汁前的破碎是为了提高出汁率。破碎机的类型主要有辊式破碎机（挤压式破碎机）和锤式破碎机（锯齿式破碎机）。（一）打浆机果汁、果酱的生产。1、打浆机结构

1支承2刮板3轴4圆筒筛5破碎桨叶6料斗7螺旋推进器8夹持器9收集料斗10机架11传动系统

（1）螺旋推进器把来自料斗的物料按一定的速度推进破碎桨叶中。（2）破碎桨叶将料斗内大块物料由螺旋推进器送入后切割成碎块。破碎桨叶是有刀口的旋转切刀，对于蕃茄等较软物料，仅用桨叶即可。多台打浆机串联打浆时，第一台打浆机有破碎桨叶，而其它打浆机则不需要破碎桨叶。2、打浆机的主要部件与作用

（3）刮板刮板，又称棍棒。长方形的不锈钢板。通过夹持器安装在轴上，刮板与轴线成一夹角（称为导程角），与圆筒筛有一个距离（称为间隙）导程角、间隙可以调整。导程角大，移动速度快，打浆时间短。

转速快，移动快，打浆时间亦短。目前，打浆机的调整主要是根据打浆效果调整导程角和间隙。对含汁率较高的物料，导程角与间隙应小些；反之，导程角与间隙应大些。（4）圆筒筛是渣汁分离的装置。用0.35～１.2mm不锈钢板冲孔、弯曲、焊接而成，两端焊上加强圈，水平固定安装。圆筒上开孔孔径为0.4～１．５ｍｍ，开孔率为５０％。3、打浆机的工作原理

物料→料斗→螺旋推进器→破碎桨叶碎成小块状→旋转刮板与固定圆筒筛间摩擦，同时沿轴向移动，运动过程中被逐渐擦碎→小于孔径的细粒从孔眼流出进入收集料斗，大于孔径的粗粒从一端卸出。不易擦碎的物料，多台打浆机联动打浆，孔眼一级比一级小。

（二）果蔬榨汁技术装备

压榨取汁是生产蔬菜汁和果汁应用最广泛的一种方法。它是在物料受外部压力作用下使汁液细胞破裂，释放出汁来。在食品工厂中常用的榨汁机有螺旋式榨汁机、活塞式榨汁机、锥盘式榨汁机、履带式榨汁机、离心式榨汁机等多种结构型式。螺旋式榨汁机

螺旋榨汁机是果汁生产线上的主要机械设备，它的适用范围较广，对猕猴桃、葡萄、番茄、枸杞等软果的榨汁效果较好。（1）结构构成该机主要由螺杆、料斗、圆筒筛、汁液收集料斗、压力调整装置、出渣口、传动装置和电动机等组成。（2）主要零部件的结构压榨螺杆要榨汁，螺杆槽的容积要有规律的逐渐减小方法：1、改变螺距

2、改变螺旋槽的深度

3、以上两方法混合使用螺杆槽的容积缩小程度可用压缩比表示例：国产GT6G5型连续榨汁机的压缩比为1比20，该型的螺杆分为两段：第一段：喂料螺旋，其直径不变，螺距逐渐缩小；第二段：压榨螺旋其直径带有锥度，螺距逐渐减小，两段螺旋之间断开，两段螺旋不在同一轴上，外轴空心，与第一段螺旋相连，内轴从外轴中心穿过与第二段螺旋相连，两螺旋的旋向相反，轴转向也相反思考：这样设计的好处？圆筒筛一般用不锈钢板卷成，外加加强环。为便于清理及检修，可分成上下两半，然后用螺栓接合。为方便制造．较长的圆筛分成二三段。圆筒的孔径一般为0.3～0.8mm。开孔率50%。调压装置具有一定压缩比的螺旋压榨机，对物料产生一定的挤压力，而出渣口中的顶锥与筛筒之间形成的间隙，对榨汁机的工作压力会产生更大的影响，间隙的大小用手轮调节使螺杆沿轴线方向运动而获得。三、澄清和过滤对于生产澄清果汁来说，通过澄清和过滤，不仅要除去新鲜榨出汁中的全部悬浮物．而且还要除去容易产生沉淀的胶粒。澄清可采用自然澄清法、加明胶单宁澄清法、加酶澄清法、加热凝聚澄清法等。果汁无论采用哪种澄清法，澄清后都必须进行过滤操作，以分离其中的沉淀和悬浮物，使果汁澄清透明。果汁中的悬浮物可借助重力、加压或真空使其通过各种滤材而过滤除去。常用的过滤设备有离心分离机、板框压滤机、硅藻土过滤机等。滤材有帆布、不锈钢丝布、纤维、石棉、棉浆、硅藻土等。（一）螺旋式离心分离设备

螺旋式离心机又称为螺旋沉降离心机。在食品工业上，这种离心机主要用于果蔬汁的除渣、动物油的除渣、大豆分离蛋白的脱水、鱼蛋白的浓缩、小麦淀粉的脱水。分类：螺旋离心机按安装形式分有卧式、立式两种；1、分离原理与主要部件（1）螺旋离心机工作原理结构及工作原理：转鼓支承在主轴承座上，螺旋输送器借助于轴颈两端的轴承而装在转鼓内，转鼓壁与螺旋叶片外端面留有微量间隙。转鼓与螺旋维持一定的转速差。加料管从转鼓内的一端伸入螺旋中部通过空心轴末端的放射状孔洞进入转鼓。在离心力及转鼓、螺旋叶片、料液之间摩擦力的作用下，固相颗粒沉降在转鼓内壁形成沉渣，借助于螺旋运动推送到转鼓小端的排渣孔，落入机壳中排出。被澄清的分离液沿螺旋叶片通道经转鼓大端的溢流孔溢出转鼓。卧式离心分离机适用于对含有较粗大颗粒或含纤维浑浊物的果蔬汁澄清。（2）螺旋离心机的主要部件螺旋离心机主要由转鼓、螺旋、变速器、传动装置和过载保护装置等组成。①转鼓转鼓是螺旋离心机的关键部件之一。转鼓形状：圆筒形：有利于液相澄清圆锥形：有利于固相脱水圆筒+圆锥形：有两者的优点，应用最广圆筒部分为沉降区，用于固液分离圆锥部分为干燥区，固相进一步脱水②螺旋和变速器螺旋与转鼓的转差率:1:100。转差率越小，物料在转鼓内停留的时间越长，排渣慢，滤渣较干转差率越大，物料在转鼓内停留的时间越短，排渣快，滤渣较湿转差率为零，不排料螺旋主要由左轴颈、螺旋筒体和右轴颈组成。螺旋摆线针齿行星差速器电动机轴5针轮4转鼓1摆线齿轮3输出机构6输出轴7螺旋22、螺旋离心机的特点（1）优点①分离操作连续，分离效果好，操作费用低；②对物料的适应性强。（可分离固相颗粒粒度0.005~2mm,固相浓度

1％～50％的悬浮液，且分离过程中对浓度和粒度变化不敏感）③易于实现密闭，可以在加压和低温下操作；④分离因数高，单机生产能力大；（2）缺点螺旋离心机沉渣含液量较高，虽然能对沉渣进行洗涤．但洗涤效果不好。螺旋离心机转速高，转动件加工精度高，结构复杂，造价高。结构：滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成。

（二）板框压滤机

板框压滤机由多块过滤板和过滤框交替排列组成，形状多为正方形，边长1米以下，滤框厚度20～75mm，组装时，过滤板和滤框之间加过滤布，借手动螺杆或液压机构将其压紧。板和框都用支耳架在一对横梁上，可用压紧装置压紧和拉开。两相邻滤布之间的空间（滤框内部）为过滤空间。滤布除起过滤介质作用外，同时还起到密封垫圈的作用，以防止过滤板和过滤框之间泄漏。板和框角端均开有圆孔，这样板、框装合，压紧后即构成供滤浆、滤液或洗涤液流动的通道。滤板：凹凸不平的表面，凸部用来支撑滤布，凹槽是滤液的流道。滤板右上角的圆孔，是滤浆通道；左上角的圆孔，是洗水通道。滤框：滤浆通道：滤框右上角的圆孔洗水通道：滤框左上角的圆孔滤浆洗水滤板滤框洗板滤布

为了避免这两种板和框的安装次序有错，在铸造时常在板与框的外侧面分别铸有一个、两个或三个小钮。非洗涤板为一钮板，框带两个钮板，洗涤板为三钮板。洗涤板：左上角的洗水通道与两侧表面的凹槽相通，

使洗水流进凹槽；

非洗涤板：洗水通道与两侧表面的凹槽不相通。

板框过滤机的操作是间歇式的，每个操作循环由装合、过滤、洗涤、卸渣、整理五个阶段。过滤过程1)装合：将板与框按1-2-3-2-1-2-3的顺序，滤板的两侧表面放上滤布，然后用手动的或机动的压紧装置固定，使板与框紧密接触。2)过滤：用泵把滤浆送进右上角的滤浆通道，由通道流进每个滤框里(通过滤框右上角圆孔侧面的暗孔进入滤框）。滤液穿过滤布沿滤板的凹槽流至每个滤板下角的阀门排出。固体颗粒积存在滤框内形成滤饼，直到框内充满滤饼为止。3)洗涤：先关闭洗涤板下方的出口阀门。将洗水送入洗水通道，经洗涤板左上角的洗水进口，进入板的两侧表面的凹槽中（洗涤板左上角的圆孔内侧开有暗孔与板面两侧相通）。然后，洗水横穿滤布和滤饼，最后由非洗涤板下角的滤液出口排出。4)、卸渣、整理打开板框，卸出滤饼，洗涤滤布及板、框。滤液的排出方式有明流和暗流之分，若滤液经由每块板底部旋塞直接排出，则称为明流；若滤液不宜暴露于空气中，则需要将各板流出的滤液汇集于总管后送走，称为暗流。结构简单，价格低廉，占地面积小，过滤面积大。可根据需要增减滤板的数量，调节过滤能力。对物料的适应能力较强，由于操作压力较高（3~10kg/cm2

），对颗粒细小而液体粘度较大的滤浆，也能适用。间歇操作，生产能力低，卸渣清洗和组装阶段需用人力操作，劳动强度大，所以它只适用于小规模生产。近年出现了各种自动操作的板框压滤机，使劳动强度得到减轻。板框压滤机的特点：（三）硅藻土过滤机四、果汁的均质均质是混浊果汁制造上的特殊操作，多用于玻璃瓶包装的产品，马口铁罐包装的产品很少采用。均质的目的在于使不同粒子进一步破碎，大小均一，促进果胶渗出，使果胶和果汁亲和，保持果汁的均匀混浊度，获得不易分离和沉淀的果汁。国内常用的均质设备有高压均质机和胶体磨。（一）胶体磨

胶体磨具有粉碎、分散、混合、乳化和均质的功能，适用于流体、半流体物料的加工。在食品加工中，可用它制作月饼馅、巧克力、果酱、果汁、豆浆、豆酱、豆沙、花生奶、蛋白奶、豆奶、乳制品等。胶体磨工作原理

主要由一个固定的磨体(定子)和一个高速旋转的磨体(转子)所组成，两磨体之间有一个可以调节的微小间隙(50～150um)。当物料通过这个间隙时，由于转子的高速旋转，使附着于转子面上的物料速度最大，而附着于定子面上的物料速度为零，这样产生了急剧的速度梯度，从面使物料受到强烈的剪切、摩擦和湍动，而产生了超微粉碎作用。按其主体结构分：立式胶体磨和卧式胶体磨。卧式胶体磨立式胶体磨（1）胶体磨的分类（2）胶体磨结构组成：进料斗外壳定盘动盘电机调节装置底座①定盘与动盘定、动盘均为不锈钢件，热处理后的硬度要求达到HRC70。动盘的外形和定盘的内腔均为截锥体，锥度为1：2．5左右。工作表面有齿，齿纹按物料流动方向由粗到密排列，并有一定的倾角。物料的细化程度由齿纹的倾角、齿宽、齿间间隙以及物料在空隙中的停留时间等因素决定。磨盘的材质主要有下列几种：（l）天然石磨盘（2）钢磨盘（3）砂轮磨盘（4）陶瓷磨盘②间隙调节装置

胶体磨均质机根据物料的性质、需要细化的程度和出料等因素进行调节。调节时转动调节手柄由调节环带动定盘轴向位移而使空隙改变，若需要大的粒度比，调节定盘往下移；定盘向上移则为粒度比小。一般调节范围在0.005~1.5mm之间。在调节环下方设有限位螺钉，当调节环顶到螺钉时便不能再进行调节，避免无限度调节而引起定、动盘相碰。（3）胶体磨的特点①结构比较简单，操作方便，容易清洗；②适用于粘度高的物料；③转速高，要求动磨盘平衡性能好。④料液进入磨盘工作间隙易夹带大量空气，需要增加脱气装置。⑤启动时应保持较大间隙，当加入料液后再将其逐渐调整至工作间隙。五、脱气存在于果实细胞间隙中的氧、氮和呼吸作用的产物二氧化碳等气体，在果汁加工过程中能以溶解状态进入果汁中，或吸附在果肉微粒和胶体的表面。同时在榨汁过程中，由于果汁与空气接触的结果，增加了气体含量，这样制得的果汁中会存在大量的氧、氮和二氧化碳等气体。果汁中存在大量的氧气不仅会使果汁中的维生素C受到破坏，而且氧气与果汁中的各种成分反应而使香气和色泽恶化．还会引起马口铁罐内壁的腐蚀。这些不良影响在加热时更为明显。所以在果汁加热杀菌前，必须除去果汁中的氧气。脱气亦称去氧或脱氧，即在果汁加工中除去果汁中的氧。常用真空脱气、氮气交换和酶法脱气。1、真空脱气法