饮料生产设备的产品类型

不同的饮料生产过程需要不同的饮料生产设备。下面介绍一些饮料生产中常见和常用的生产设备。水是饮料生产中用量最大的原料,水的质量对饮料的质量有很大的影响。因此,必须对水进行处理以满足工艺要求。一般水处理设备按功能分为三类:水过滤设备、水软化设备和水消毒杀菌设备。

(1)水过滤设备

(1)砂岩过滤设备(多介质过滤设备)砂岩过滤器(多介质过滤器)是以层状无烟煤、沙子、细碎石榴石或其他材料为床层的机械过滤设备。其原理是将水中不同粒度的颗粒按深度过滤,较大的颗粒在顶层去除,较小的颗粒在过滤介质较深处去除,使水质经过粗滤后达标,降低水的SDI。

(2)活性炭过滤器活性炭具有吸附功能和一定的除浊功能。活性炭滤池的主要结构和布置与砂滤池相似。所以活性炭吸附也叫活性炭过滤。活性炭过滤主要用于水中的有机杂质和分子胶体颗粒,也可用于脱氯。

(3)砂芯棒过滤器砂芯棒过滤器又称砂滤棒过滤器,在水处理设备中已经定型。主要适用于水量较少,仅含有机物、细菌等杂质的水处理。

(4)微孔过滤微孔过滤是一种新型的膜分离技术。可滤除滤液和气体中0.01μm的颗粒和细菌。它具有捕捉能力强、过滤面积大、使用寿命长、过滤精度高、阻力小、机械强度高、无脱皮现象、耐酸碱能力强、使用方便等特点。这种过滤器可以去除大部分颗粒,因此广泛应用于精细过滤和杀菌过程。

(2)水软化设备

(1)离子交换器离子交换器是目标水处理中常用的设备,通过选择一定的工艺可以将水软化或脱盐。它主要是利用一些离子交换剂来临时固定原水中不需要的离子,从而将这些离子的含量降低到需要的水平。被交换剂固定的离子在再生溶液中释放出来,交换剂可以重复使用。也就是说,其本质是不溶性电解质(树脂)与溶液中另一种电解质的物理化学反应,即树脂上的可交换离子与溶液中其他同性离子的交换反应。

(2)电渗析电渗析作为一种分离、浓缩、纯化和回收的新技术,广泛应用于化工、制药、食品等行业。在食品工业中的应用主要集中在苏打水和啤酒水的净化处理,在软饮料工厂中用于水的软化(脱盐)。电渗析技术是根据异性相吸、同性相斥的原理,在外加DC电场的作用下,使原水中的阴、阳离子分别通过阴离子交换膜和阳离子交换膜的技术。

(3)反渗透设备反渗透是应用规模最大、技术相对成熟的膜技术,其应用约占整个膜分离领域的半壁江山,是膜技术发展的最大突破。反渗透是通过反渗透膜将溶剂从溶液中分离出来。反渗透的应用已经从海水淡化和硬水软化发展到维生素、抗生素和激素的浓缩,细菌和病毒的分离,果汁、牛奶和咖啡的浓缩等。,而且应用广泛。反渗透设备的优点是连续运行,产品水质稳定;无需酸碱再生;不会因为再生而停止;节约反冲洗和清洗用水;高产率生产超纯水(产率可高达95%);再生污水不需要水处理设施;运行和维护成本低;安装简单,成本低。

反渗透设施生产纯水有两个关键:一是选择性膜,我们称之为半透膜,二是一定的压力。简单来说,反渗透半透膜上有很多小孔,大小相当于水分子的大小。因为细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子都比水分子大得多,它们无法透过反渗透半透膜,与反渗透膜的水相分离。在水中的许多杂质中,可溶性盐是最难去除的。所以反渗透的净水效果往往是根据脱盐率来决定的,而脱盐率主要是由反渗透半透膜的选择性决定的。高选择性反渗透膜元件的脱盐率可高达99.7%。

在反渗透分离中,必须在膜-溶液界面形成优先吸附层,优先吸附的程度取决于溶液和膜表面的化学性质。只要选择合适的膜材料,简单改变膜表面的微孔结构和操作条件,反渗透技术就可以应用于任何分离度的溶质分离。

(4)超滤器

超滤技术在我国虽然起步较晚,但发展非常迅速。随着这项技术的不断普及和人们对其认识的不断提高,饮料生产行业必将从中获得更多的收益。

超滤膜设备在工业应用中有几种不同的形式,如平板、管式、螺旋板和中空纤维。国内的应用多为板状和管状,特别是中空纤维膜(中空纤维膜)也已广泛应用于水处理。

中空纤维超滤膜是超滤技术最成熟和最先进的形式。这种膜是在平板膜的基础上发展起来的,具有三维几何形状,使得单位体积的膜设备具有很大的膜透过性,而不依赖于极薄的半透膜。中空纤维管的管壁布满微孔,孔径大小用能截留物质的相对分子质量来表示,相对分子质量可达几千到几十万。由于中空圆柱形的结构,单位体积的膜渗透设备的生产能力大大提高。原水在中空纤维的外侧或内腔受压流动,分别构成外压式和内压式。超滤是一个动态的过滤过程,截留的物质可以随浓度去除,不至于堵塞膜表面,可以长时间连续运行。可以证明,在超滤应用中,如果使用尺寸合理的圆柱形中空纤维膜束,透过量将与十几平方米的超薄平板膜上获得的透过量相当。

中空纤维为细长膜管,内壁为膜层,与有粗孔的海绵状外壁结合,内层起到超滤分离的作用。内膜孔的大小决定了管内阻塞物质的大小。中空纤维直径约200μm,由惰性非离子聚合物制成,具有独特的各向异性(皮)结构和明显的高流速。其特点是:①装置中单位体积的膜面积很大;(2)膜壁薄,液体渗透快;(3)由于中空纤维的几何构型具有一定的抗压能力,其强度较高。

(3)水杀菌消毒设备

(1)臭氧消毒器所谓臭氧消毒器,就是利用臭氧的强氧化作用来达到杀菌的目的。臭氧是一种强氧化剂,其杀菌效果比氯气高15∽30倍。在一定浓度下,臭氧可以杀灭各种真菌。国外已广泛用于水的消毒处理,除臭、脱色,国内也广泛用于矿泉水、纯净水生产中的杀菌。

(2)紫外线消毒器当微生物受到紫外线照射时,微生物的蛋白质和核酸吸收紫外光谱能量,导致微生物的蛋白质变性和死亡。紫外线对清洁透明的水有一定的穿透能力,可以对水进行消毒。紫外线杀菌不改变水的物理化学性质,杀菌速度快,效率高,无异味,应用广泛。杀菌是饮料加工中的一个重要环节。饮料杀菌与医学和生物杀菌有一些区别。饮料杀菌有两层含义:一是要求杀灭饮料中污染的致病菌和腐败菌,破坏食品中的酶,使饮料在特定的环境中,如密闭的瓶、罐或其他包装容器中能有一定的保质期;二是要求在杀菌过程中尽可能保护饮料的营养成分和风味。因此,灭菌后的饮料属于商业无菌。

饮料的杀菌方法有两种:物理杀菌和化学杀菌。化学消毒是使用过氧化氢、环氧乙烷、次氯酸钠和其他杀菌剂。由于化学杀菌中化学残留物的影响,当代食品杀菌趋向于物理杀菌。物理灭菌可分为热灭菌和冷灭菌。热力杀菌分为热力杀菌、干热杀菌、微波杀菌和远红外加热杀菌。冷灭菌可分为紫外线灭菌、电离辐射灭菌和冷冻灭菌。湿热灭菌法中有巴氏灭菌法、高温短时灭菌法和超高温瞬时灭菌法。巴氏杀菌是一种低温长时间杀菌方法,杀菌温度低于100℃,保温时间30分钟。在HTST,灭菌温度一般在100℃以下。比如牛奶的HTST杀菌温度是85℃,要保持在15s以上。超高温瞬时杀菌(UHT),杀菌温度在120℃以上且只持续几秒钟。HTST和UHT杀菌方法不仅效率高,而且比其他杀菌方法更好地保存了食品的结构、外观、营养和风味。根据上述杀菌方法,相应开发出多种饮料杀菌设备,根据加工物料的形状分为以下三种:

(1)液体饮料灭菌设备。流体饮料是指无包装的乳制品、果汁和其他材料。用于处理这种材料的灭菌设备可以分为直接型和间接型。直喷式是将蒸汽直接喷入物料中进行灭菌。间接方法是通过用板式和管式热交换器进行热交换来对饮料进行杀菌。

(2)罐装饮料、罐装饮料、瓶装饮料及其他有包装容器的饮料的灭菌设备。处理此类物料的灭菌设备根据灭菌温度的不同可分为常压灭菌设备和加压灭菌设备。常压灭菌设备的灭菌温度在100℃以下,用于pH值小于4.5的饮料产品的灭菌。利用巴氏杀菌原理设计的罐装杀菌设备就属于这一类。压力灭菌设备一般在密闭设备中进行,压力大于0.65438±0 MPa,温度通常在65438±020℃左右。常压和压力灭菌设备也可分为间歇操作和连续操作。根据灭菌设备所用热源的不同,可分为直接蒸汽加热灭菌设备、水加热灭菌设备、火焰连续灭菌机等。

(3)利用电磁波的物理杀菌设备这类杀菌设备利用微波、远红外线、紫外线等物理辐射进行加热杀菌,是一种很有发展前途的杀菌设备。CP-12洗瓶机是在引进、消化、吸收国内外先进技术的基础上,自行设计的具有国内先进水平的旋转式洗瓶机。本机适用于瓶装饮料、矿泉水、可乐等料液的灌装生产,并可用于清洗塑料瓶。可以提供给大中型厂家,也可以单独使用。这台机器主要有以下特点:

(1)本机是清洗各种规格塑料瓶的专用设备;

(2)设备结构紧凑,控制系统完善,操作维护简单;

(3)清洗工艺合理,利用喷淋原理对瓶内外进行清洗,瓶内残留水自动排出,清洗后空瓶符合卫生要求;

(4)只需更换星轮和导向板即可实现瓶形的改变,操作简单方便。

CP-32洗瓶机是一种半自动外置淋浴洗瓶机,适用于洗涤各种瓶型和材质的新旧瓶。该机的主要特点是:对瓶子外壁进行喷涂,内壁连续清洗两次,保证清洗效果;主要部件采用不锈钢或耐磨铜合金,防止腐蚀;使用常压自来水,适应性强。该机结构合理,操作简单,维修方便,广泛应用于酒、饮料、酱油、醋、药水等生产厂家。自动洗瓶机根据不同情况可分为不同类型:从进出瓶方式上,可分为双头式和单头式;从瓶套转移的方式可分为连续和间歇;从机器上处理瓶子的方式可以分为喷涂、刷涂和浸泡。下面主要介绍洗瓶方法。

(1)喷射洗瓶机包括瓶子的内部和外部清洗。喷嘴的中心必须与瓶子的中心对齐。这种特别适合洗皇冠盖,因为瓶颈小,一般只有5mm左右,用其他类型的洗瓶机很难洗到瓶内脏。清洁剂的喷嘴应为高压型。但是这种洗瓶方式容易产生泡沫,很难去除商标。另外,由于洗涤液和空气中二氧化碳的作用,浓度会下降很快,消耗的能量也更大。

(2)浸没式洗瓶机首先进行一次或多次热水喷射洗涤,然后将瓶子连续浸没(灌装后倒空)在不同温度的洗涤槽中进行洗涤或消毒。最后一次浸水后,用热水和冷水喷几次,洗掉乳液。合格的浸没式洗瓶机仍然很少使用。

(3)泡刷洗瓶机,通过泡刷的方式清洗瓶子。这是一种有效的刷洗瓶壁的清洁方法。往年一直用刷子,容易掉毛,使用寿命短。同时刷子里容易藏污纳垢,影响刷牙质量。有些国家用合成材料做刷子,使用效果不错。这种洗瓶机的洗涤部分结构比较复杂,因为刷子和瓶口必须对齐才能进入瓶子,所以这种类型用的不多。

(4)浸泡喷淋式洗瓶机,结合了浸泡和喷淋的优点,有一个或多个浸泡罐,喷淋部件较多,喷嘴多为高压型。有人认为喷涂部分达到一定程度,可以代替两个喷涂槽,高压喷涂的清洁效果可以等同于用刷子刷。从包装上看,物料可分为液体灌装机、糊状灌装机、粉末灌装机、颗粒灌装机等。从生产的自动化程度来说,可分为半自动灌装机和全自动灌装生产线;根据灌装物料是否含有气体,可分为等压灌装机、常压灌装机和负压灌装机。(一)等压灌装机等压灌装机一般在储物盒内保持一定的灌装压力。当要灌装的容器进入灌装机时,容器首先被充气。气体可以是压缩空气或二氧化碳气体,优选二氧化碳气体。当容器内的压力与储存箱内的压力一致时,通过打开的灌装阀用料液的自重灌装。在充装过程中,容器内的气体应顺利导出,并返回储物盒或气室。在汽水、小香槟、啤酒的灌装中,大部分都是同压灌装,流程如下:

(1)在初始位置,瓶子没有碰到灌装阀,所有气体和液体通道都是关闭的。

(2)充气压力瓶和充气阀盖一起上升到预定位置,然后旋转叉打开充气阀,加压气体从环形储罐通过充气通道进入瓶内。

(3)注液和回气当瓶内压力达到储罐压力时,液体阀会自动打开,液体必须靠分流伞顺着瓶壁流下。同时,瓶内被置换出来的压力气体将通过回气管返回到注液罐,当瓶内液面到达回气管下口时,注液结束。

(4)阀门关闭旋转叉,关闭压力气体阀和液体阀。

(5)打开充气顶部的二氧化碳充气阀,从环形槽向瓶内充入二氧化碳或其他惰性气体,驱除瓶颈处的空气。

(6)泄压打开泄压阀,瓶内压力通过泄压通道内的针阀逸出到环形槽内。

(2)常压灌装机

很多饮料,比如果汁、乳饮料、汽水二次灌装中的糖浆,本身不含二氧化碳,一般使用常压灌装机。

常压灌装机主要由灌装系统、进出瓶机构、提瓶机构、工作台、传动系统等组成。用于灌装不含气体的液体,这种灌装机一般是旋转式的。

在传动系统的作用下,转轴带动转盘和定量杯一起转动,液态物料依靠自身重量通过管道从储料桶流入定量杯。瓶托在凸轮的作用下带动瓶子上升。当瓶口顶在压盖板上时,弹簧压缩,此时滑阀在活动量杯的内孔中向上滑动。随着旋转轴的旋转,设定的量杯已从进料管下方移开,并进入灌装位置。当滑阀上升打开进液孔时,液体物料流入瓶内,瓶内气体从压盖板下表面的四个小槽排出,完成一个瓶子的灌装任务。随着转盘的转动,定量杯逐渐进入正下方完成定量工作,当它从定量位置转开进入灌装位置时,又开始灌装瓶子,如此不断重复工作。

(3)负压灌装机

它通常被称为真空灌装机。在这种填充方法中,储存箱保持在正常压力下。在灌装过程中,只有瓶子内部被抽成真空。当真空度达到一定程度时,通过液体灌装盒与容器之间的压力差,液体流入瓶内,灌装完成。它主要用于灌装不含气体的液体,如果汁。因为灌装是在真空下进行的,瓶罐漏了就停止灌装,可以减少损耗。但是在真空下,一些有香味的液体会失去一些香味。

负压灌装法对瓶子规格要求严格,因为它的定量是由灌装嘴进入瓶子的深度决定的,瓶子的容积直接影响定量精度。但由于调整方便,仍被广泛使用。CIP代表就地清洁或就地清洗。定义为在不拆卸或移动设备的情况下,用高温高浓度清洗液清洗与食物接触的表面的方法。

因此,CIP意味着完全不需要拆卸机械设备和管道就可以进行刷洗、清洗和杀菌。在清洗过程中,能够合理处理洗涤、清洗与杀菌、经济与节能的关系,是一种优化的清洗管理技术。CIP装置适用于直接接触流体物料的多管道杀菌机械装置,如果汁饮料、乳制品、浓缩果汁、豆浆等。原位清洗(CIP清洗)是饮料生产企业普遍采用的方法,是产品质量的保证。清洗的目的是去除设备和管壁上的残留物,以确保卫生指标能够达到。一般情况下,连续使用6∽8h必须清洗一次。特殊情况下,发现生产能力明显降低时,应立即清理。

清洗的目的是去除附着在机器上的污垢,以防止微生物在其中生长。为了去除污垢,有必要使清洁系统提供克服污染物所需的清洁能力。清洁能力有三个来源,即清洁液流动产生的运动能、清洁剂产生的化学能和清洁液中的热能。这三种能力相辅相成。同时,能力的因素与时间的因素有关。同样的状态下,洗涤时间越长,洗涤效果越好。

CIP具有以下优势:

(1)能保持一定的清洗效果提高产品的安全性;

(2)节省操作时间,提高效率,节省劳动力,保证操作安全,节省清洗水和蒸汽;

(3)卫生水平稳定,节省清洗剂用量;

(4)生产设备可以大型化,自动化水平高;

(5)提高生产设备的使用寿命。