一种反渗透膜组件连续浓缩果汁的方法与流程

本发明涉及果汁浓缩技术领域，具体涉及一种反渗透膜组件连续浓缩果汁的方法。

背景技术：

水果加工业是附加值很高的产业, 从初级产品到深加工产品,增值潜力高达几十倍甚至几百倍。有关资料显示，我国水果业的深加工和市场开发每年都能带来几十亿元的收入。近年来，我国水果产量增长很快，但由于加工技术和产业化滞后，每年约有30%的水果因缺乏贮藏及加工手段而腐烂。果汁浓缩后更利于贮藏，而果汁浓缩传统应用的是多级真空蒸发和冷冻浓缩，前者易造成大部分芳香物质损失，并且长时间的加热还会产生“蒸煮味”；后者虽然可以使挥发性物质得到保持，但是冷冻浓缩需要消耗相当大的能量，可浓缩程度也小于热浓缩,，这就限制了冷冻浓缩的工业化应用。

为了提高产品品质和降低能耗，近几十年来，人们一直致力于研究用膜分离技术替代传统的浓缩法。膜分离技术是指利用高分子半透膜的选择性使溶剂与溶质或溶液中不同组分加以分离的一种方法。膜过程具有节约能源、降低损耗、可在常温下连续操作、过程简单、高效、而且没有相变、分离系数较大等优点。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种反渗透膜组件连续浓缩果汁的方法，解决水果资源利用困难，同时避免在浓缩过程中果汁中芳香物质损失的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种反渗透膜组件连续浓缩果汁的方法，通过反渗透膜组件分步处理水果汁，所述反渗透膜组件包括依次连通的过滤装置、一级反渗透膜组、二级反渗透膜组，所述一级反渗透膜组、二级反渗透膜组分别由多个依次串联连通的膜元件组成，所述膜元件包括中心产水管、缠绕在中心产水管上的多层膜片、隔离层和支撑体，隔离层与多个支撑体为一体式结构，多个支撑体均匀设置在隔离层的两侧，隔离层两侧的支撑体位置错开；一体成型的隔离层和支撑体位于相邻两层膜片之间，支撑体的顶面与膜片粘接固定，隔离层的长度与膜片的长度相等；膜片、隔离层和相邻两个支撑体形成一个流体通道；每个膜组配有内循环泵，以保证膜内液体流速均衡；不停机进行膜的清洗，减少了膜的清洗次数，延长了膜的使用寿命。

具体包括以下步骤：将水果原汁过滤除去水果原汁中的悬浮物，然后依次引入一级反渗透膜组件、二级反渗透膜组件进行处理，处理过程中控制一级反渗透膜组件的渗透压为8-12Mpa，一级反渗透膜组件的渗透压为14-16MPa，得到浓缩液和滤出水，滤出水回收利用，浓缩液为25～30°Brix。

进一步地，所述反渗透膜组件还包括PLC控制单元，所述PLC控制单元分别与一级反渗透膜组、二级反渗透膜组连接，PLC控制单元用于分别控制一级反渗透膜组、二级反渗透膜组连续工作。

进一步地，所述滤出水回收利用具体为将滤出水引入水果清洗及榨汁用水。

进一步地，所述水果原汁为梨或苹果的水果原汁。

进一步地，在梁旭浓缩过程中为，不停机在线连续清洗一级反渗透膜组、二级反渗透膜组。

本发明的有益效果是：本发明通过膜组件分级浓缩果汁，在经反渗透膜处理后，不仅水果资源利用困难，同时避免在浓缩过程中果汁中芳香物质损失的问题，提高了水果的经济价值，可取得显著的经济效益，本发明的方法简单，操作方便，可自动化进行处理，投资省，适用于工业化大规模果汁浓缩，对促进水果资源的利用具有重要意义。

附图说明

图1 为本发明膜元件的结构示意图；

图2 为图3的A-A剖视示意图；

图3 为本发明膜元件的工作状态结构局部放大示意图；

图4 为普通垫网结构流道膜元件的膜通量的变化曲线图；

图5 为本发明膜元件的膜通量变化曲线图；

图中：1-膜片，2-隔离层，3-支撑体，4-流体通道。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1-图5所述，一级反渗透膜组、二级反渗透膜组分别由多个依次串联连通的膜元件组成，所述膜元件包括中心产水管、缠绕在中心产水管上的多层膜片、隔离层和支撑体，隔离层与多个支撑体为一体式结构，多个支撑体均匀设置在隔离层的两侧，隔离层两侧的支撑体位置错开；一体成型的隔离层和支撑体位于相邻两层膜片之间，支撑体的顶面与膜片粘接固定，隔离层的长度与膜片的长度相等；膜片、隔离层和相邻两个支撑体形成一个流体通道；每个膜组配有内循环泵，以保证膜内液体流速均衡。

具体地，所述反渗透膜组件还包括PLC控制单元，所述PLC控制单元分别与一级反渗透膜组、二级反渗透膜组连接，PLC控制单元用于分别控制一级反渗透膜组、二级反渗透膜组连续工作。

实施例1

将梨的水果原汁过滤除去水果原汁中的悬浮物，然后依次引入一级反渗透膜组件、二级反渗透膜组件进行处理，处理过程中控制一级反渗透膜组件的渗透压为12Mpa，二级反渗透膜组件的渗透压为14MPa，得到浓缩液和滤出水，滤出水回收利用，浓缩液为26°Brix。

实施例2

将苹果的水果原汁过滤除去水果原汁中的悬浮物，然后依次引入一级反渗透膜组件、二级反渗透膜组件进行处理，处理过程中控制一级反渗透膜组件的渗透压为8Mpa，二级反渗透膜组件的渗透压为15MPa，得到浓缩液和滤出水，滤出水回收利用，浓缩液为28°Brix。

实施例3

将柑橘的水果原汁过滤除去水果原汁中的悬浮物，然后依次引入一级反渗透膜组件、二级反渗透膜组件进行处理，处理过程中控制一级反渗透膜组件的渗透压为10Mpa，二级反渗透膜组件的渗透压为16MPa，得到浓缩液和滤出水，滤出水回收利用，浓缩液为30°Brix。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。