一种用于桦树汁的膜浓缩和除菌设备的制作方法

本发明涉及除菌技术领域，具体涉及一种用于桦树汁的膜浓缩和除菌设备。

背景技术：

天然白桦树汁富含多种维生素、11种脂肪酸、烟酸、15种微量元素、17种氨基酸(包括人体自身不能合成的必需氨基酸)等易于人体吸收的营养物质，以及香精油、桦芽醇、桦皮脑、桦皮酚、皂角甙、细胞分裂素等成分。但是，由于新鲜的桦树液干物质含量较低(一般在0.5％-1.2％之间)，而采集区多在林区，所以在贮存、运输与利用上存在诸多不便。目前，多采用蒸发器实现天然桦树汁的浓缩及除菌，由于桦树液热敏性强，在沸点温度下，色泽和风味都会受到影响。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于桦树汁的膜浓缩和除菌设备，常温下便可实现分离、浓缩操作，可有效降低桦树汁主要营养成分的流失。

本发明提供一种的技术方案是：一种用于桦树汁的膜浓缩和除菌设备，包括原料液储罐、原料泵、袋式过滤器、亚渗透浓缩高压泵、亚渗透浓缩装置组、透过液储罐、中压紫外线杀菌装置、浓缩液储罐、超滤除菌增压泵、超滤除菌装置、除菌液储罐，所述原料液储罐、原料泵、袋式过滤器、亚渗透浓缩高压泵以及亚渗透浓缩装置组依次连接，所述透过液储罐的进液口与所述亚渗透浓缩装置组的透过液出口相连，所述浓缩液储罐的进液口与所述亚渗透浓缩装置组的浓缩液出口相连，所述透过液储罐的出液口与所述中压紫外线杀菌装置连接，所述浓缩液储罐、超滤除菌增压泵、超滤除菌装置以及除菌液储罐依次相连，所述浓缩液储罐的出液口与所述超滤除菌增压泵连通；

所述亚渗透浓缩装置组包括第一亚渗透浓缩装置和第二亚渗透浓缩装置，所述第一亚渗透浓缩装置与所述亚渗透浓缩高压泵连接，所述第一亚渗透浓缩装置浓缩液端与进液口之间还设置有一段循环浓缩泵，所述第二亚渗透浓缩装置的进液口与第一亚渗透浓缩装置的浓缩液出口连通，所述第二亚渗透浓缩装置的进液口与第一亚渗透浓缩装置的浓缩液出口之间设置有二段循环浓缩泵，所述第二亚渗透浓缩装置的浓缩液出口与所述浓缩液储罐连通，所述第一亚渗透浓缩装置和第二亚渗透浓缩装置的透过液出口均与所述透过液储罐连通。

上述技术方案的有益效果为：桦树原液通过常温浓缩以及过滤杀菌得到浓缩后的桦树液并储存在除菌液储罐中，设置的袋式过滤器能够初步去除桦树原液中的杂质，然后通过亚渗透浓缩装置组进行两次的浓缩，使得浓缩后的桦树液的质量大大减小，方便运输，设置的超滤除菌装置和中压紫外线杀菌装置用于对浓缩液和透过液作无菌处理，延长浓缩液和透过液的保质期。

进一步，所述第一亚渗透浓缩装置的浓缩液出口还设置有第一支管与所述第二亚渗透浓缩装置的浓缩液出口并联且与所述浓缩液储罐连通，所述第一支管上设置有控制阀。所述第一亚渗透浓缩装置和第二亚渗透浓缩装置能够提供不同浓缩倍率的浓缩液，使用时可根据实际需求进行选择。

进一步，所述第一亚渗透浓缩装置与所述第二亚渗透浓缩装置的浓缩液出口并联的管路上安装有浓缩液调节阀和固形物检测仪。通过固形物检测仪检测流向浓缩液储罐中的浓缩液中有效成分的浓度，然后根据检测的浓度值判断是否需要对浓缩液的浓度进行调节，调节的方式是通过浓缩液调节阀改变浓缩液的量。

进一步，还包括巴氏杀菌装置，所述巴氏杀菌装置的出水口和回水口分别连通浓缩除菌系统中的原料液储罐和除菌液储罐，使得巴氏杀菌装置中的热水能够流经浓缩除菌系统中的所有设备以形成闭合的杀菌回路。在浓缩除菌系统停止制作桦树浓缩液时，打开巴氏杀菌装置，对整个浓缩除菌系统采用巴氏杀菌法进行消毒，以保证浓缩除菌系统一直为无菌环境。

进一步，所述巴氏杀菌装置的蒸汽进口处设置有蒸汽调节阀，所述巴氏杀菌装置的出水口设置有温度变送器。通过蒸汽调节阀控制巴氏杀菌装置的杀菌温度。

进一步，所述原料液储罐、透过液储罐、浓缩液储罐以及除菌液储罐上设置有喷淋球和0.22μm呼吸器。避免桦树液中滋生细菌。

进一步，所述原料液储罐、透过液储罐、浓缩液储罐以及除菌液储罐为倒圆锥形。方便排空原料液储罐、透过液储罐、浓缩液储罐以及除菌液储罐中的液体。

进一步，所述第二亚渗透浓缩装置的进液口还通过第二支管与所述亚渗透浓缩高压泵连通，所述第二支管上也设置有控制阀。调节浓缩液回流循环的流量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的结构示意图。

附图标记：原料液储罐1、原料泵2、袋式过滤器3、亚渗透浓缩高压泵4、一段循环浓缩泵5、第一亚渗透浓缩装置6、二段循环浓缩泵7、浓缩液调节阀8、固形物检测仪9、透过液储罐10、中压紫外线杀菌装置11、浓缩液储罐12、超滤除菌增压泵13、超滤除菌装置14、除菌液储罐15、蒸汽调节阀16、温度变送器17、巴氏杀菌装置18、第二亚渗透浓缩装置19、第二支管20、第一支管21。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示，本实施例提供一种用于桦树汁的膜浓缩和除菌设备，包括原料液储罐1、原料泵2、袋式过滤器3、亚渗透浓缩高压泵4、亚渗透浓缩装置组、透过液储罐10、中压紫外线杀菌装置11、浓缩液储罐12、超滤除菌增压泵13、超滤除菌装置14、除菌液储罐15，所述原料液储罐1、原料泵2、袋式过滤器3、亚渗透浓缩高压泵4以及亚渗透浓缩装置组依次连接，所述透过液储罐10的进液口与所述亚渗透浓缩装置组的透过液出口相连，所述浓缩液储罐12的进液口与所述亚渗透浓缩装置组的浓缩液出口相连，所述透过液储罐10的出液口与所述中压紫外线杀菌装置11连接，中压紫外线杀菌装置11在中等压力下发射更高波长，通过dna降解使透过液中的细菌彻底灭活，避免光复活现象的发生，所述浓缩液储罐12、超滤除菌增压泵13、超滤除菌装置14以及除菌液储罐15依次相连，所述浓缩液储罐12的出液口与所述超滤除菌增压泵13连通；

所述亚渗透浓缩装置组包括第一亚渗透浓缩装置6和第二亚渗透浓缩装置19，所述第一亚渗透浓缩装置6与所述亚渗透浓缩高压泵4连接，所述第一亚渗透浓缩装置6浓缩液端与进液口之间还设置有一段循环浓缩泵5，所述第二亚渗透浓缩装置19的进液口与第一亚渗透浓缩装置6的浓缩液出口连通，所述第二亚渗透浓缩装置19的进液口与第一亚渗透浓缩装置6的浓缩液出口之间设置有二段循环浓缩泵7，所述第二亚渗透浓缩装置19的浓缩液出口与所述浓缩液储罐12连通，所述第一亚渗透浓缩装置6和第二亚渗透浓缩装置19的透过液出口均与所述透过液储罐10连通。

桦树原液通过常温浓缩以及过滤杀菌得到浓缩后的桦树液并储存在除菌液储罐15中，设置的袋式过滤器3能够初步去除桦树原液中的杂质，然后通过亚渗透浓缩装置组进行两次的浓缩，使得浓缩后的桦树液的质量大大减小，方便运输，设置的超滤除菌装置14和中压紫外线杀菌装置11用于对浓缩液和透过液作无菌处理，延长浓缩液和透过液的保质期。

所述第一亚渗透浓缩装置6的浓缩液出口还设置有第一支管21与所述第二亚渗透浓缩装置19的浓缩液出口并联且与所述浓缩液储罐12连通，所述第一支管21上设置有控制阀。所述第一亚渗透浓缩装置6和第二亚渗透浓缩装置19能够提供不同浓缩倍率的浓缩液，使用时可根据实际需求进行选择。所述第二亚渗透浓缩装置19的进液口还通过第二支管20与所述亚渗透浓缩高压泵4连通，所述第二支管20上也设置有控制阀，该控制阀用于控制调节第一亚渗透浓缩装置6的浓缩液回流循环的流量。在关闭第二支管20后和第一支管21后，第一亚渗透浓缩装置6和第二亚渗透浓缩装置19为两级浓缩，即是第二亚渗透浓缩装置19对第一亚渗透浓缩装置6的浓缩液进行二次浓缩，得到浓度更大的桦树浓缩液，第一支管可获得5倍浓缩液，第二支管打开后进行循环浓缩可获得10倍浓缩液。

所述第一亚渗透浓缩装置6与所述第二亚渗透浓缩装置19的浓缩液出口并联的管路上安装有浓缩液调节阀8和固形物检测仪9。通过固形物检测仪9检测流向浓缩液储罐12中的浓缩液中有效成分的浓度，然后根据检测的浓度值判断是否需要对浓缩液的流量进行调节，调节的方式是通过浓缩液调节阀8改变浓缩液的流量，从而改变浓度，所述浓缩液调节阀8用于改变同一时间内第一亚渗透浓缩装置6和第二亚渗透浓缩装置19的浓缩液出口流出的浓缩液的流量，进而得到不同浓度的混合液，使得进入浓缩液储罐12中的混合液浓度位于需要的区间内。

还包括巴氏杀菌装置18，所述巴氏杀菌装置18的出水口和回水口分别连通浓缩除菌系统中的原料液储罐1和除菌液储罐15，使得巴氏杀菌装置18中的热水能够流经浓缩除菌系统中的所有设备以形成闭合的杀菌回路。在浓缩除菌系统停止制作桦树浓缩液时，打开巴氏杀菌装置18，对整个浓缩除菌系统采用巴氏杀菌法进行消毒，以保证浓缩除菌系统一直为无菌环境。杀菌温度优选80℃，杀菌时间2h；亚渗透浓缩装置组与超滤除菌装置14为卫生型高温热消膜元件，能耐受90℃的高温；避免巴氏杀菌破坏浓缩除菌系统中的元件。

所述巴氏杀菌装置18的蒸汽进口处设置有蒸汽调节阀16，所述巴氏杀菌装置18的出水口设置有温度变送器17。通过蒸汽调节阀16控制巴氏杀菌装置18流出的热水的温度。

所述原料液储罐1、透过液储罐10、浓缩液储罐12以及除菌液储罐15上设置有喷淋球和0.22μm呼吸器。避免桦树液中滋生细菌。所述原料液储罐1、透过液储罐10、浓缩液储罐12以及除菌液储罐15为倒圆锥形。方便排空原料液储罐1、透过液储罐10、浓缩液储罐12以及除菌液储罐15中的液体。

本实施例采用膜法浓缩天然白桦树汁，不必加热处理，在常温下便可实现分离、浓缩操作。所以，在制造过程中质量变化很小。由于是在密闭的浓缩除菌系统中操作，所以不受氧化。可有效降低桦树汁主要营养成分的流失。

在本申请的描述中，需要理解的是，本申请中的术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。