果汁饮料生产设备操作实验

一、实验目的

（1）了解果汁饮料生产线设备的基本组成、工作原理。

（2）掌握果汁饮料生产线设备的使用方法和操作技术。

（3）学习果汁饮料生产线设备的维护方法。

二、实验原理

一般原果汁的生产工艺流程如下：

三、实验材料、仪器

1.材料

市售红富士苹果。

2.仪器

螺旋榨汁机、调配罐、集汁槽、平衡罐、均质机、高温灭菌机、灌装机、CIP循环清洗系统等。

四、实验步骤

1.果汁制备

（1）打开控制面板（高剪切调配罐右侧）“系统启动”。

（2）开启螺旋榨汁，放入物料，进行榨汁。

（3）榨汁完成，关闭螺旋榨汁。

（4）再确认调配罐、清洗阀关闭，物料阀打开，出料阀关闭。

（5）打开“集汁槽启动”，作用将物料从集汁槽移到调配罐；若需要灭酶，慢慢打开进气泵（位于灭酶管道上方），压力不超过0.3MPa，若不需要，无须开启。

（6）若需加热，慢慢打开进气阀（紧挨调配罐），压力不超过0.2MPa。当物料完全到调配罐，关闭集汁槽启动开关。

（7）打开“调配搅拌启动”，在此进行调配。调配完后关闭这开关。

（8）调配完成后，先确认平衡罐状态，使其处于物料阀开、清洗阀关、出料阀关的状态。

（9）打开调配罐出料阀，启动调配泵，使其进入平衡罐中，待物料完全出来后，关闭调配罐出料阀。

（10）均质 打开均质机开关，再打开平衡罐与均质机相连的开关，待物料加满后，关闭该阀，加压，均质。加压需注意：设备正面为一级高压，侧面为二级低压，加压（顺时针），先二级低压，再加一级高压，减压（逆时针），先一级高压，在卸二级低压。加压到20MPa左右，依据物料不同，压力不同，最高60MPa，一般乳类23～26MPa。

（11）待均质完成，打开两个出口阀，进入下一个设备。若所有物料均质完成，将压力表压力卸掉。（均质机右侧的阀）。

注：若不需要均质，打开平衡罐与下一个设备的开关即可。

2.灭菌和灌装

（1）第一步：线路灭菌（已杀）主要是对罐装室内的贮藏室杀菌，紫外照不到那里。

①打开总进水。

②打开电源开关。

③排压：将“预热锅炉排水阀”逐渐打开，“预热锅炉进水阀”逐渐关闭，待压力表为“0”时同时关闭两个阀（垂直为关闭状态，平行为打开状态）。杀菌锅炉排压方法与上边相同，一般不用进行排压，只有在锅炉缺水，报警加水后，进行。

④罐补水加满。

⑤调到产品模式，打开“螺杆泵启动”，设定第一段物料温度90℃，第二段物料温度95℃。

⑥打开一段和二段“加热启动”，等待温度升高，此时可以打开灌装设备紫外灯。当成品物料温度（即灌装室温度）在70℃左右时，关闭灌装口开关（在灌装室内，来储藏物料），待第二段物料温度为85℃左右，灌装设备溢流管溢水时，保持10min，进行灭菌。

⑦灭菌后，打开灌装口，放水。

（2）第二步：物料灭菌和灌装

①设定第二段物料温度135℃（温度依据实验所需灭菌温度而定），此时需慢慢加压（顺时针，100℃以上水不通过加压，是没法实现的），先加压后设温度，加压感觉到有些吃力就行（慢慢加）。以每升温10℃，加压0.1MPa为标准，逐渐以每次0.1MPa速度加压，最终加压至0.4～0.45MPa之间即可。（注意：最终压力一定要比设定温度所需的压力高，否则会糊管。最终加压，压力表应在0.4～0.45MPa，不能低于0.35MPa。Eg：135℃，压力为0.35MPa，加压表值：110℃，0.1MPa；120℃，0.2MPa；130℃，0.3MPa……）

②控制出料温度，通过调节冷却水进阀进行。（注意：出料温度依据实验所需来进行设定。不能过100℃，太热进入灌装室，就变成蒸汽了。当温度到135℃后，要看第一段冷却温度。）

③待罐补中的水完全循环，底部添水后，倒入物料（打开均质机连接阀）。(www.xing528.com)

④打开灌装口，让存留在管路中的水排出，加入物料30min以后，开始灌装。

⑤待物料循环完毕，罐补中无物料后，用水清洗，倒入水前后4min中可以继续灌装，之后即可当废水排出。

（3）第三步：清洗管路

①降温、降压：调节第一、二段物料温度为80℃，同时降压（逆时针），慢慢转动，以每下降10℃，降压0.1MPa为标准，逐渐降压。（注意：温度先降下来，再降压。）

②待温度降到100℃以下，压力为0MPa即可，关闭螺杆泵，再调到CIP模式（切记，顺序不能反）。

③关闭“冷却水进”。

④进行大循环冲洗（碱液清洗）：加入碱液约1min后，关闭罐装口，打开溢水口，连接罐装与灭菌CIP线路（连接罐装口的那条）。连接完成之后，再打开罐装口，关闭溢水开关，进行大循环冲洗，一般碱液循环冲洗10min。（注意：罐装时，开关阀一定要快，开则完全开，闭则完全闭，否则处于半开状态会导致空气进入，使罐补水溢出。不用碱液清洗，在CIP模式清洗即可，不需要进行大循环。）

⑤待冲洗10min后，关闭罐装口，打开溢水口，去掉连接阀，再用水冲洗至pH为中性。

⑥将控制面板上开关调到停止状态，关闭一、二段加热启停。

⑦关闭“总进水”。

⑧关闭“停止”。

注：①螺杆泵绝不能空转，否则30min即会烧掉。

②CIP模式关闭后，待机器完全停止，再使用产品模式。（注：CIP模式螺杆泵高速运转时，不能马上转到产品模式。）

③第一、二段锅炉温度要比第一、二段物料温度高15～20℃。

④开机之前更换持温管，持温管杀菌时间为30s。

⑤在进料和本机循环时，第一段冷却温度不宜超过70℃，若超过可通过调节冷却进水开关降低温度。在出料时，第一段冷却温度不受限制，依据实验所需设定。

3.保养（2周进行一次）

锅炉各按钮表示：

①第一段锅炉温度：预热温度。

②第二段锅炉温度：灭菌温度。

③持温管温度：感应管路温度（实际灭菌温度），若该温度达不到实验要求，可调节第二段锅炉温度。

④成品物料温度：罐装时物料温度。

⑤平衡桶复位：罐补水不足时报警，按其解除报警。

⑥第一段冷却温度：物料灭菌后进入罐装室之前的温度。

⑦第一段物料温度：预热温度。

五、结果与讨论

（1）做好实验记录。

（2）计算产品得率（以果汁质量与原料总质量g/g计）。

六、注意事项

（1）严格按操作规范对生产线上的每一个设备进行操作，尤其注意高温高压设备的使用。

（2）注意各加工工艺的连续性，尽量避免仪器发生空转。

思考题

1.请简述苹果浊汁和清汁加工工艺之间的差异。

2.除了热杀菌技术，请简述一到两种非热杀菌技术在果汁加工中的应用。

参考文献

[1]高海燕．食品机械与设备[M].北京：化学工业出版社，2017.

[2]杨公明．食品机械与设备[M].北京：中国农业大学出版社，2015.