Vakuumkoncentrācijas tvertne ar skrāpējošu virsmu: augļu želejas koncentrēšana, neuzdedzinot krāsu, pektīnu vai aromātu

Aizpildiet želejas katlu ar zemeņu pulveri, ieslēdziet tvaiku un aizejiet prom uz stundu — un jūs iegūsiet želeju. Jūs iegūsiet arī blāvu brūnrozīgu krāsu, plakanu aromātu, sadedzinātu augļu kārtu, kas ir pievienojusies katla ārējai virsmai, un tīrīšanas darbu, ko neviens negrib veikt. Problema nav receptē. Problema ir tajā vietā, kur siltums saskaras ar augļiem.

Vakuumā darbojošs skrāpējamās virsmas koncentrācijas tvertne vienlaikus risina abas šīs problēmas: tā pazemina augļu masas vārīšanās temperatūru līdz aptuveni 45–60 °C un katrā rotācijā notīra uzsildīto virsmu, tādējādi produkts nekad nepaliek nekustīgs pietiekami ilgu laiku, lai sadedzinātos.

Šajā rakstā izskaidrota, kā darbojas abas šīs mehānismu sistēmas, kādas izmaiņas rodas gatavajā želejā, mūsu RY-GBNS / RY-ZN sērijas standarta parametri un kā izvēlēties piemērotu iekārtas izmēru jūsu produktam.

Riteņu balstā novietota skrāpējamās virsmas vakuumā darbojošās koncentrācijas tvertne ar apvalkotu tvertni, skrāpētāja piedziņas vienību, kondensācijas kolonnu un destilāta uzņemšanas tvertni

Kāpēc želeja ir visgrūtākais produkts koncentrēšanai

Vairums iztvaicētāju ir izstrādāti skaidriem, brīvi plūstošiem šķidrumiem. Ievārījums vienlaikus pārkāpj trīs no viņu pieņēmumiem.

Tas ir termiski trausls. Antociani zemeņu, zirņu, ķiršu un āboliņu ogās ātri sadalās temperatūrā virs 80 °C. Pektīns – tas, kas liek ievārījumam sacietēt – depolimerizējas ilgstošas sildīšanas ietekmē. Aromāta летojošās vielas, tās vielas, kas liek cilvēkiem teikt „šis garšo pēc īstām augļiem“, sāk iztvaikot jau tad, kad masa spēcīgi vārās. Turiet augļu pulveri atmosfēriskās vārīšanās temperatūrā, un jūs neatgriezeniski zaudēsiet visus trīs.

Tas ir viskozs, un tā viskozitāte palielinās, kamēr procesu turpināt. Augļu pulveris ienāk tvertnē ar aptuveni 12–20 °Brix un iziet ar 65–68 °Brix. Šajā diapazonā viskozitāte palielinās par daudziem lieluma kārtām, līdz masa vairs neuzvedas kā šķidrums, bet gan kā pasta. Sūkņi, caurules un parastās kritīgās plēves virsmas vienkārši pārstāj darboties.

Tas veido nogulsnes uz sildītās sienas. Jebkurā apsildāmā traukā pret karsto metālu veidojas nekustīga robežslānis. Ar ūdeni šis slānis ir plāns un nekaitīgs. Ar cukuru bagātu augļu masu tas sabiež, pārkars, karamelizējas un beigās ogļēdājas — sadedzināta plēve, kas izolē apvalku, palēnina partijas apstrādi, ietekmē garšu un to jānoņem manuāli. Sadeguma veidošanās ir vienīgais dārgākais bojājumu veids želeju ražošanā: tā izmaksā jums enerģiju, iznākumu, krāsu un darbaspēku vienlaikus.

Divi mehānismi, kas novērš šo problēmu: vakuums un nepārtraukti kustībā esošs skrāpējs

Samaziniet viršanas temperatūru, nevis pievienojiet vairāk siltuma

Ūdens vārās pie 100 °C tikai tāpēc, ka tas atrodas zem vienas atmosfēras gaisa spiediena. Ja šo spiedienu noņem, vārīšanās temperatūra strauji pazeminās.

Izriet divas inženierzinātniskas sekas, un abas tās ietaupa naudu:

1. Produkts nekad nepasilda tik daudz, lai to sabojātu. 45–60 °C temperatūrā pektīns saglabājas nesabojāts, antocianīni saglabā savu krāsu un летošās aromāta vielas paliek produktā, nevis kondensatorā.
2. Vadīšanas temperatūras starpība kļūst lielāka, nevis mazāka. Tvaiks ar spiedienu ≤ 0,15 MPa ir aptuveni 111 °C piesātināts tvaiks. Salīdzinot ar masu, kas vārās 50 °C temperatūrā, temperatūras starpība ir vairāk nekā 60 K — tāpēc neliela sildīšanas virsma ir pietiekama, un zemspiediena vai atgūtais atlikumtvaiks kļūst izmantojams kā siltuma avots.

Tā kā šķīdušais cukurs un pektīns paaugstina šķīduma vārīšanās temperatūru, 65 °Brix augļu masa vārās dažus grādus augstāk par tīra ūdens vārīšanās temperatūru. Tāpēc mēs norādām praktisko darba diapazonu kā 45–60 °C, nevis teorētisko minimumu.

Uzturiet sildīto sienu tīru katrā rotācijā

Vienīgi vakuumms nespēj novērst viskozu produktu problēmu. Zemāka vārīšanās temperatūra neatceļ robežslāni pret čaulu — tas joprojām pastāv, joprojām ir stagnējošs un joprojām rada pārkarsēšanos.

Skrapers ir tas, kas aizpilda spraugu. Iekšpus tvertnes pārtikai piemēroti asmens, kas piestiprināti pie centrālā vārpsta, rotē pret apvalkotajām sienām ar kontrolētu atstarpi. Katrā pagājienā tie paceļ produktu kārtiņu no karstās metāla virsmas un iemet to atpakaļ galvenajā masā. Rezultāts:

• Nav nekustīgas kārtiņas, tāpēc nav arī vietējas pārkarsēšanas — un nav arī izdedzinātas, karamellizētas kārtiņas, ko būtu jānotīra.
• Siltuma pārnese notiek uz pastāvīgi atjaunināmu virsmu, tāpēc koeficients nepazeminās partijas laikā tā, kā tas notiek nejauktā vakuumtvertnē.
• Masa paliek vienmērīga, tāpēc °Brix ir vienāds no pirmā līdz pēdējam litram, nevis stratificēts starp karsto sienu un vēso kodolu.
• Ārkārtīgi viskozi un mīksti produkti paliek apstrādājami līdz pat beigu punktam. Ruiyuan skrapera koncentratori ir paredzēti koncentrēšanai līdz īpatnējai smagumam virs 1,4 — teritorijai, kur vienkārša apvalkota vakuumtvertne vairs nespēj darboties.

Tverknes ķermeņa ģeometrija ir pielāgota produktam un iztukšošanas prasībām: sfēriskais ķermenis (GNQ) vienmērīgai sienas pieskaršanai un gludai produkta plūsmai vai koniskais ķermenis (GNZ) uzticamai biezu, mīkstu koncentrātu iztukšošanai.

Kas atrodas skrāpējamā virsmas vakuumkoncentrācijas tvertnē

Standarta Ruiyuan konfigurācija sastāv no piecām funkcionālām daļām, kā arī piedziņām un vadības sistēmām:

• Koncentratora ķermenis - apvalkots trauks ar kupolveida augšdaļu, ieliekto apakšdaļu, spoguļpolierētām mitrajām virsmām, cilvēka izeju, redzes logu ar sviedru tīrītāju un skrāpējošo maisītāju, ko piedzen caur taisnleņķa reduktoru.
• Tvaika–šķidruma separatora bloks - no tvaika atdala ieslēgtās pilieniņas, lai produkts nepārietu kondensatorā.
• Kondensators - caurulīšu tipa, izmērs izvēlēts tā, lai samazinātu tvaika tilpumu, kuru vakuumapgādes sūknis spēj apstrādāt.
• Dūmiņš - spirālveida tipa, kas nodrošina kondensāta atdzišanu līdz drošai izvadīšanas temperatūrai.
• Uzņemšanas tvertne - savāc destilātu; tā tilpums ir izvēlēts atbilstoši partijas lielumam, lai vienu koncentrācijas ciklu varētu veikt bez vakuumapgādes pārtraukuma.

Ap around šo kodolu mēs pievienojam vakuumu sistēmu, jaketes sildīšanas kontūru (tvaiks, karsts ūdens vai elektriskais), CIP pulverizācijas bumbiņu, instrumentus (vakuummetru, digitālo temperatūras displeju, paraugu ņemšanas vārstu) un vadības paneli – no manuālajiem vārstiem un digitālajiem indikatoriem līdz PLC + HMI ar receptes glabāšanu un partijas datu reģistrēšanu.

Iekšpusē traukā: skrāpētāja asmeņi katrā apgriezienā notīra uzsildīto sienu, tādējādi neļaujot veidoties stacionāram kārtam un neļaujot produktam izdedzināties.

Procesa video fails: assets/web/scraper-wall-demo-h264.mp4

Ko mainās gatavajā burkā

• Krāsa paliek nemainīga. Ogas, āboli un akmeņaugļi saglabā to krāsu, kuru pircēji gaida, nevis iegūst brūnu nokrāsu.
• Aromāts paliek produktā. Atdzesēta kondensācijas kolonna un viegls vakuums nozīmē, ka летošās vielas tiek kondensētas un atgrieztas produktā, nevis iztvaicētas – un papildu aromātu atgūšanas kolonna var uztvert aromātisko frakciju, lai to vēlāk pievienotu produktam.
• Nav izdedzinātu notu. Garšas profils ir augļveidīgs, nevis karamela un pelnu.
• Pektīns joprojām veido želeju. Īsāks uzturēšanās laiks zemākā temperatūrā nozīmē, ka želejas veidošanas sistēma darbojas tā, kā paredzēts receptē, kas ir īpaši svarīgi zemāka cukura un augsta augļu saturu formulācijām.
• Augstāks iznākums. Produkts, kas nepiesūcas trauka sienām, ir produkts, ko var pārdot. Degšanas zaudējumi un produkts, ko noņem ar skrāpjiem tīrīšanas laikā, abas vērtības ir samazinātas.
• Stabils °Briksa rādītājs. Vienmērīga koncentrācija nodrošina prognozējamus pildīšanas svarus, ūdens aktivitāti un derīguma termiņu katrā partijā.
• Ātrāka tīrīšana. Spoguļlīdzīgi polirētas mitrinātās daļas, noapaļota iekšējā ģeometrija un CIP pulverizatoru bumbiņas pārvērš manuālo skrāpju tīrīšanu par vienkāršu mazgāšanas ciklu. Sanitārā konstrukcija visur atbilst pārtikas ražošanas labajām ražošanas praksēm (GMP).

Standarta tehniskie parametri

Zemāk esošajā tabulā uzskaitīta standarta vakuuma koncentrēšanas sērija. Izmēri ir no 10 L mazserijas iekārtām līdz 500 L ražošanas traukiem; lielākas jaudas un daudzelementu vai termiski rekompresētas izkārtojuma sistēmas tiek projektētas pēc pasūtījuma. Tā kā sildīšanas platībai, kondensācijas platībai un vakuuma līmenim visiem jāatbilst konkrētajam produktam, gala rādītāji tiek apstiprināti, pamatojoties uz Jūsu pulverveida maisījumu, mērķa °Briks vērtību un nepieciešamo iztvaikošanas ātrumu.

Parametri attiecas uz standarta sērijām un katram produktam, viskozitātei un ekspluatācijas režīmam ir jāapstiprina inženieru speciālistiem.

Papildus iespējas un pielāgošana

• Baseina ģeometrija — sfēriskā korpusa (GNQ) vai koniskā korpusa (GNZ) izvēle atkarībā no produkta plūsmas un izvadīšanas prasībām.
• Jauda — standarta tilpumi no 10 L līdz 500 L; ražošanas mēroga trauki un pilnas līnijas tiek izgatavotas pēc pasūtījuma.
• Apmaku materiāli — SS304 vai SS316L tērauds, spoguļa vai matēta virsma, piegādā ar materiāla sertifikātiem.
• Sildīšanas vide - piesātināts tvaiks, karsta ūdens vai elektriskā sildīšana, ja katls nav pieejams.
• Vakuuma sistēma - ūdens gredzena sūknis, ja ir pietiekami daudz dzesēšanas ūdens; sausa vakuuma sistēma, ja ūdens izvade ir ierobežota.
• Aromātu atgūšana - kondensators un atgūšanas kolonna produktiem, kuros jāuztver un jāatgriež augšējās nianses.
• Automātiskā - no vietējiem manometriem un manuālajām vārstiem līdz PLC ar HMI, receptu pārvaldībai, partiju reģistrēšanai un brīdinājumu apstrādei.
• Sprādzienu droša elektroiekārta - pieejama augļu sagatavošanai, kurās ir alkohols, un spirta pamatā balstītām receptēm.
• Mobilitāte un izkārtojums - riteņu bāzes mobilās konstrukcijas pilotiekārtām un daudzproduktu rūpnīcām.

Lietošanas jomas

Tas pats princips – zema temperatūra kopā ar nosusinātu virsmu – piemērots jebkuram augļu produktam, kas ir biezs, termolīgs vai abas šīs īpašības vienlaikus:

• Ogu želejas un konservi – zemeņu, zilu zemeņu, āboliņu, melnās āboliņu, melnās smaržojošās zemes un citu ogu želejas un konservi, kur krāsa ir pārdošanas arguments.
• Kaulaino augļu un tropisko augļu purējumi – aprikožu, persiku, mango, pasifloras, gvavas, figu un banānu purējumi.
• Marmelāde un citrusaugļu sagatavojumi – mizas iekļaujošas formulācijas un rūgtās apelsīnu bāzes.
• Augļu sagatavojumi rūpniecībai – konditorejas pildījumi, piena un jogurta augļu pamati, saldējuma svītras, dzērienu komponenti.
• Datelu, jujubu un figu pastas — ļoti augsts cieto vielu saturs, ļoti augsta viskozitāte.
• Ābolu mīkstums un lēni vārīti augļu mīkstumi .
• Zemu cukura un bez pievienota cukura augļu ievārījumi — kur augļu cietās vielas nodrošina konsistenci un karstuma bojājumi ir uzreiz redzami.
• Bērnu pārtikas džemīši — kur uzturvielu un krāsas saglabāšana ir marķējumā norādīta prasība, nevis preferēta īpašība.
• Tomātu, piparu un sāļu augļu pastu koncentrēšana — tie paši piesārņojuma un krāsas problēmas, tas pats risinājums.

Augļu džemīša vārīšana dziļā vakuumā, ko redz caur skatīšanās logu skrāpētā virsmas vakuumkoncentrācijas tvertnē.

Procesa video fails: assets/web/jam-concentration-1-h264.mp4

Kā izvēlēties iekārtas izmēru savam produktam

Koncentrācija ir masas bilance, un skaitlis, kas nosaka iekārtas izmēru, nav partijas tilpums – tas ir ūdens daudzums, ko jāiztvaiko, un ātrums, ar kādu to jādara.

Iztvaicušais ūdens = M_ievade × (1 − \frac{Brix_i}{Brix_a})

Piemērs ar aprēķiniem. 500 kg augļu biezenis 12 °Brix koncentrēts līdz 65 °Brix:

500 × (1 − (12) ÷ (65)) = 500 × 0,815 = 408 kg ūdens

Partija beidzas aptuveni ar 92 kg ievārījuma. Sadaliet 408 kg ar vajadzīgo partijas ilgumu, un iegūsiet nepieciešamo iztvaicēšanas ātrumu kg/h – šis skaitlis nosaka sildīšanas virsmas laukumu, kondensatora izmēru un vakuuma sūkņa jaudu.

Nosūtiet mums šos sešus parametrus, un mēs izvēlēsimies iekārtas izmēru un sniegsim cenu piedāvājumu:

3. Produkts un recepte (augļi, cukurs, pektīns, pievienots alkohols vai cietās vielas).
4. Ievades masa vai tilpums vienai partijai un partiju skaits dienā.
5. Briksa (vai kopējās cietās vielas) ieejā un izejā.
6. Gaidāmā viskozitāte vai gala īpatnējā smaguma koeficients – un vai klāt ir augļu gabali.
7. Pieejamā sildīšana: tvaika spiediens, karstā ūdens temperatūra vai tikai elektroenerģija.
8. Dzesēšanas ūdens temperatūra un plūsma, kā arī jūsu komunālo pakalpojumu un izvades ierobežojumi.

Izvēle starp koncentrēšanas tehnoloģijām

Ja jūsu produkts izlejoties līdzinās sulai, kritīgās kārtiņas izgarošanas ierīce to koncentrēs lētāk par tonnu. Ja jūsu produkts nosedzas burkā, skrāpētājam jābūt uz korpusa ārējās virsmas.

Skatīt procesu darbībā

Pilnīga vakuuma koncentrācijas sistēma: koncentratora korpusa daļa, kondensācijas kolonna, redzes logs un vadības vārsti vienā rāmī.

Procesa video fails: assets/web/jam-concentration-2-h264.mp4

Kāpēc sadarboties ar Ruiyuan

Shanghai Ruiyuan Machinery Equipment Co., Ltd. ir projektējusi un būvējusi ekstrakcijas, koncentrācijas un šķidruma apstrādes iekārtas kopš 2011. gada no saviem rūpnīcas kompleksi Fengsjanas rajonā Šanhajā. Mūsu darbības joma aptver laboratorijas un mēroga modeļu vienības, kā arī rūpnieciskās līnijas pārtikas, piena, dzērienu, fermentācijas, farmaceitiskās un precīzās ķīmijas nozarēs: ekstrakcijas un koncentrācijas iekārtas, kritīgo plēves un vienefektīvie iztvaicētāji, UHT sterilizatori, kristalizatori, pulverveida žāvētāji un pilnas kompletācijas (turnkey) ražošanas līnijas.

Koncentrācijas projektu gadījumā tas nozīmē, ka jūs neiegādājaties tikai tverti. Jūs iegādājaties vienību, kas pielāgota jūsu produkta viskozitātes līknei, vēlamajam cieto vielu saturam, jūsu enerģijas resursiem un tīrīšanas režīmam – un kas tiek atbalstīta uzstādīšanas, nodošanas ekspluatācijā un operatoru apmācības laikā.

Bieži uzdotie jautājumi

Kādu galīgo cieto vielu saturu vienība var sasniegt?

Standarta sērijas iekārta ir paredzēta koncentrēšanai līdz noteiktai blīvumam virs 1,4, un visbiežāk praktiskais ierobežojums ir viskozitāte, nevis vakuuma līmenis. Vairumam augļu želeju tas nozīmē 65–68 °Briksa. Paziņojiet mums savu galīgo koncentrācijas punktu, un mēs apstiprināsim sasniedzamo rādītāju jūsu produktam.

Vai skrāpētājs bojās augļu gabaliņus vai tekstūru?

Asmeņi darbojas pret sienām ar kontrolētu atstarpi un notīra uzsildīto virsmu, nevis samaltīs lielo produkta daudzumu. Augļu gabaliņus parasti pievieno pēc koncentrēšanas, lai saglabātu to neskar­tību; ja gabaliņiem jāiztur koncentrēšanas cikls, mēs atbilstoši izvēlamies maisītāja ģeometriju un ātrumu.

Vai temperatūra ir pietiekami zema, lai aizsargātu pektīnu un krāsu?

Jā. Standarta vienības darbojas ar manometrisku vakuumu 600–700 mmHg, kas atbilst vārīšanās temperatūrai aptuveni 45–60 °C cukura bagātā augļu masā. Tas ir ievērojami zem temperatūras diapazona, kurā antociani un pektīns ātri degradējas.

Kādas palīgdarba vienības man nepieciešamas?

Tvaiks ar spiedienu ≤ 0,15 MPa (pietiek ar zemspiediena vai atgūto tvaiku), dzesēšanas ūdens kondensatoram un dzesētājam un standarta elektroapgāde. Tā kā vārīšanās temperatūra ir zema, jakas temperatūru starpība paliek liela, tāpēc darbu veic neliels sildīšanas laukums.

Cik ilgs ir viena partijas apstrādes laiks?

Tas ir atkarīgs no ūdens daudzuma, ko jānoņem, un no izparināšanas ātruma, kas noteikts jūsu iekārtai. Izmantojiet iepriekš minēto masu bilanci, lai iegūtu ūdens kilogramus, pēc tam daliet ar nepieciešamo partijas apstrādes laiku — mēs izvēlamies sildīšanas un kondensēšanas laukumu, pamatojoties uz šo skaitli.

Vai to var tīrīt vietā?

Jā. Saskares ar šķidrumu daļas ir spoguļveidīgi polirētas ar noapaļotu iekšējo ģeometriju, un CIP pulverizācijas bumbiņas ir iebūvētas kā standarts. Skrāpētāja montāža ir konstruēta tā, lai ikdienas pārbaude un asmeņu nomaiņa būtu iespējama bez lielām demontāžas darbībām.

Ar aprīkojumu tiek piegādāta kāda dokumentācija?

Materiālu sertifikāti mitrināmajām daļām, izgatavošanas un spiediena pārbaudes protokoli, elektriskās un instrumentu dokumentācija, kā arī ekspluatācijas un apkopes rokasgrāmata. Rūpnīcas pieņemšanas testēšana un operatoru apmācība pirms nosūtīšanas var tikt organizēta.

Pieprasīt piedāvājumu

Nosūtiet mums savu produktu, partijas lielumu, izejvielu un mērķa Brix vērtību, kā arī pieejamos resursus. Mēs atbildēsim ar izmērotu iekārtu, procesa aprakstu un piedāvājumu — un, ja recepte jums ir jauna, mēs varam veikt koncentrācijas testus ar jūsu pašu augļu purē, pirms jūs pieņemat lēmumu par ražošanas jaudu.

Kontakts

Tony Čjans
Shanghai Ruiyuan Machinery Co., Ltd.
No. 168 Qingling Road, Qinggang Park, Fengxian District, Shanghai, China
Mobilais tālrunis / WhatsApp: +86 136 0188 4162
E-pasts: [email protected]
Tīmekļa vietne: www.ruiyuanextraction.com