芳香回收设备

摘要：果蔬汁在浓缩过程中芳香物质的挥发，对浓缩汁的品味造成很大的影响，如何有效地回收挥发掉的芳香物质，是一直困扰生产企业的一大难题。本文通过成功应用的实例，讲述芳香回收系统的原理，希望能对生产企业带来帮助。

关键词：芳香物质   浓缩    回收

1. 综述

    我国水果品种繁多，产量越来越大，浓缩果蔬汁的出现，有效的解决了果蔬产品的季节性问题，同时又大大降低了原料的储存和运输费用。近年来，随着原料市场对浓缩果蔬汁需求的增加，越来越多的企业加入到浓缩果蔬汁生产的行业中来。

    但美中不足的是还原后的果蔬汁和原汁相比，在品质上有较大差异，尤其是芳香物质的损失，使还原后的果蔬汁达不到原汁的风味，而香味又是评定果汁品质的一个重要指标之一，尤其是咖啡、茶等。

    果蔬的香味是由其本身所含的各种不同的芳香物质决定的，芳香物质包括水溶性芳香和挥发性油,不同的果蔬具有不同的香气成分，一种果蔬的香气成分多达几十种乃至上百种，如咖啡其含有的芳香物质就有300种以上，对芳香起主要作用的是碳水化合物、醇、酮、酯、醛这几大类物质。目前生产浓缩果汁的主要设备是降膜蒸发器，由于是在真空状态下操作，同时又对物料进行了加热，是整个加工过程中芳香物质损失zui为严重的环节，所以有必要在果汁浓缩前或浓缩过程中对香气成分加以回收，然后添加到浓缩液中，zui大程度上保持浓缩果汁的原有风味。

1. 香气回收方法与设备

    目前香气回收主要有多级蒸馏法、精馏法等，本文就我公司采用二级精馏法开发的咖啡芳香回收系统（已成功应用在菲律宾URC公司的咖啡生产线上）为例，讲述其工作原理及相关参数。

    下图是本系统的原理图，咖啡经萃取过滤后，其浓度一般在12-18%（固形物），温度55-60℃，进入到平衡罐1，由离心泵2将料液送入预热器3进行预热，通过实验，咖啡液在升温至90℃左右时,其气、液相分离较为理想，所以把预热温度定为90±5℃。

    预热后的料液进入到分馏塔4中。分馏塔是一个准对咖啡特性设计的，也是这套系统的关键设备，内部设有多组层流板，上面装有泡罩，每组层流板为一个汽液相接触元件，芳香物质（汽相）依靠负压的作用穿过层流板上的泡罩升至上一层，料液（液相）则自上而下层流至下一层。

    芳香物质（汽相）在上升过程中不断与料液（液相）接触，芳香物质（汽相）中所含的重组分向料液（液相）传递，而料液（液相）中的轻组分向芳香物质（汽相）传递，如此不断交换，使汽相中的芳香物质浓度不断提高，从而起到分馏的作用。分馏塔底部装有盘管加热器，对提纯后的咖啡液进行再加热，一般控制蒸汽量为进料量的10%左右即可，其沸腾产生的蒸汽作为芳香物质的载体，同时也对的香气进行回收。

    由分馏塔顶部排出的芳香气体的量控制在总进料量的10%，可通过调节分馏塔底部加热蒸汽的量来控制，提纯后的咖啡液由泵5送至蒸发器进行浓缩处理。在负压作用下，芳香气体进入精馏塔6(又称洗涤塔)进行二次提纯，量控制在50%，填料采用不锈钢鲍尔环。

        芳香气体由下向上穿过鲍尔环，与由泵8送回的回流液气、液相接触，作用相当于分馏塔，使排出填料塔的香气浓度进一步提高，提香后的冷凝水由泵11排出，芳香气体从塔顶排出进入一级管式冷却器7，冷却至45-50℃，冷媒为25℃左右的水，此时绝大部分芳香气体已冷凝成液体，控制出液量的10%进入二级冷却器9，冷却至5-10℃，冷媒为2℃左右的冰水，其余由泵8送回精馏塔6进行气、液相再交换。

    由冷却器9出来的芳香液体即是高纯度的咖啡芳香液，由于通过了二次10%提纯，其得到的即是100倍芳香液，暂存在罐10中，由泵12送出和咖啡浓缩液混合。

系统是在真空状态下完成操作的，由泵13来实现，通过不断实验，zui终将真空度定在-0.05Mpa，此时的提取效果。

系统在操作时要求流量、温度、压力、液位保持稳定，所以要配备一套自动控制系统来对上述参数进行准确控制，本系统是通过PLC和人机界面来实现控制的。

1. 结论

        通过本设备在工厂一年来的运行表明，本系统设计合理，芳香回收*，可与国外同类型设备相媲美。本系统同样可以用在苹果、菠萝、葡萄、桃、西番莲等果汁及茶、牛奶在浓缩时的芳香回收。