一种果蔬色素过滤装置及其方法与流程

本发明涉及果蔬色素过滤，具体涉及一种果蔬色素过滤装置及其方法。

背景技术：

1、果蔬色素是指从水果和蔬菜中提取出来的天然色素。这些天然色素可以使食物呈现出丰富多彩的颜色，同时还具有一定的营养和药理作用。植物色素分为两类，一类是普通的显色色素，另一类则是具有独特营养价值的植物化学物，使用天然色素来为食品和化妆品着色已经成为了不可逆转的趋势。与人工色素不同的是，天然色素不仅没有毒性，还有一些具有药理效果的营养价值，因此，天然色素已经成为了替代人工色素的重要选择，可以将水果、蔬菜制成果蔬汁或果蔬粉末，作为天然色素添加剂，为食品增添颜色的同时，还可以增加食品的营养价值，因此，果蔬色素不仅可以让食物更加美味，也可以为人体提供营养和保健作用。。

2、然而对于高纯度果蔬色素的使用时，需要选择高纯度果蔬色素，在进行高纯度果蔬色素制备时通常采用过滤的方式进行，果蔬色素过滤通常包括以下步骤：1)原料准备：选择新鲜、成熟的果蔬作为原料，并进行清洗、去皮、去核等处理，以便提高色素提取率和提取质量；2)细碎打浆：将处理后的果蔬切成小块，再用细碎打浆机械处理，使果蔬细胞破裂，有利于色素的溶解和释放；3)溶剂浸提：将打浆后的果蔬样品与适当溶剂(即洗脱剂)混合，置于提取设备中，在一定时间内进行浸提，使果蔬色素充分溶解在溶剂中；4)过滤分离：利用过滤器等装置将浸提液中的果蔬渣分离出来，得到色素溶液；5)浓缩纯化：将色素溶液经过浓缩、结晶等步骤进行纯化，得到高纯度的果蔬色素

3、然而在果蔬色素过滤过程中尤其在溶剂浸提时，由于果蔬处于细碎的状态，在与氧气接触时部分果蔬容易被氧化，氧化后的果蔬在进行色素的浸提时影响色素质量，从而需要进行一定的抗氧化工作，涉及减少氧化作用的方式通常可分为1)在溶剂浸提时增加额外介质，例如吸附树脂等，然而利用此种方式，后期需要对吸附树脂进行分离，同时对于不同的果蔬需要准备不同的吸附树脂，而且对于果蔬细碎颗粒的大小具有一定的要求，一方面致使整个工作流程繁琐，另一方面对加工工艺要求增加；2)设置真空环境或者借助惰性气体作为保护气，设置真空环境同样会增加工艺要求，工艺要去增加则会导致设备成本增加，从而导致成本增加，利用惰性气体同样增加工艺要求，同时惰性气体的使用也增加了惰性气体的支出，进一步导致成本增加，因此亟需设计一种果蔬色素过滤装置及其方法以便解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：无需使用额外介质，同时无需利用真空环境或者惰性气体作为保护气，即可减少氧化作用对部分果蔬的影响，从而确保果蔬色素过滤的品质，在减少成本支出及工序繁琐程度的情况下，进行保证果蔬色素过滤品质的果蔬色素过滤工作。

2、本发明要解决技术问题而采取的技术方案为：一种果蔬色素过滤装置，包括：粉碎仓、套管组件、球形浸提罐、温控组件、洗脱剂罐、泵送组件、固定立板、超声波发生器以及过滤仓；

3、所述温控组件以及所述粉碎仓均设置于所述固定立板上，所述球形浸提罐设置于所述温控组件上，所述粉碎仓位于所述球形浸提罐上方，所述温控组件用于对所述球形浸提罐内的温度进行控制，所述固定立板两侧设置有固定架，所述超声波发生器设置于所述固定架上，所述超声波发生器与所述球形浸提罐的位置相对应；

4、所述套管组件包括内管以及外管，所述内管一端连接于所述粉碎仓底部位置且与所述粉碎仓内部连通，所述内管另一端连接于所述球形浸提罐顶部位置且与所述球形浸提罐内部连通，所述外管套装于所述内管外侧，所述外管一端连接于所述球形浸提罐顶部位置且与所述球形浸提罐内部连通，所述外管另一端与大气相通；

5、所述过滤仓位于所述球形浸提罐下方，所述过滤仓包括过滤腔以及溶液腔，所述过滤腔与所述溶液腔之间设置有过滤膜，所述球形浸提罐底部连接有连接管一端且与所述球形浸提罐内部连通，所述连接管另一端与所述过滤腔连接且与所述过滤腔内部连通；

6、所述泵送组件设置于所述固定立板上，所述洗脱剂罐通过所述泵送组件与所述粉碎仓内部连通，所述粉碎仓内部设置有粉碎机构。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述温控组件包括制冷器，所述制冷器设置于固定立板上，所述球形浸提罐设置于制冷器上，所述球形浸提罐球壳壳壁中均匀设置有若干制冷管，所述制冷器内设置有制冷单元，所述制冷单元与制冷管连接，所述球形浸提罐内设置有安装臂，所述安装臂上设置有温度感应器，所述温度感应器与制冷器电性连接。

8、作为本发明的一种优选技术方案，所述过滤仓上设置有增压器，所述增压器输出端与过滤腔连通，所述连接管底部位置设置有阀门。

9、作为本发明的一种优选技术方案，所述泵送组件包泵体安装架以及洗脱剂泵，所述洗脱剂泵设置于泵体安装架上，所述泵体安装架设置于固定立板上，所述洗脱剂泵输入端与洗脱剂罐连通，所述洗脱剂泵输出端与粉碎仓内部连通。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述粉碎机构包括第一粉碎电机，所述第一粉碎电机设置于粉碎仓内顶部位置，所述第一粉碎电机输出端连接有第一粉碎转轴，所述第一粉碎转轴外周设置有若干第一粉碎叶片。

11、作为本发明的一种优选技术方案，所述粉碎机构还包括第二粉碎电机，所述第二粉碎电机设置与粉碎仓内底部位置，所述第二粉碎电机输出端连接有第二粉碎转轴，所述第二粉碎转轴外周设置有若干第二粉碎叶片，所述第一粉碎叶片与第二粉碎叶片呈相对设置且第一粉碎叶片转动方向与第二粉碎叶片转动方向相反。

12、作为本发明的一种优选技术方案，所述粉碎仓上设置有入料斗，所述入料斗与粉碎仓内部连通。

13、作为本发明的一种优选技术方案，所述过滤仓底部设置有色素溶剂泵，所述色素溶剂泵输入端与溶液腔连通，所述色素溶剂泵输出端连接有溶剂连接管，所述溶剂连接管连接有浓缩纯化器。

14、作为本发明的一种优选技术方案，所述过滤仓上设置有螺纹气密门，所述螺纹气密门位于过滤腔位置处。

15、一种利用上述果蔬色素过滤装置进行果蔬色素过滤的过滤方法，包括如下步骤：

16、s1：操作阀门使其处于关闭状态，将洗脱剂注入洗脱机罐中，将果蔬经入料斗倒入粉碎仓中，启动第一粉碎电机以及第二粉碎电机对进入到粉碎仓中的果蔬进行粉碎；

17、s2：启动洗脱剂泵将洗脱剂罐中的洗脱剂泵入至粉碎仓中，同时启动超声波发生器使得球形浸提罐中产生用于破坏果蔬细胞壁的超声波，所述洗脱剂连通粉碎后的果蔬一同经过内管进入到球形浸提罐中，直至所述洗脱剂顶部液面位于内管以及外管中间位置时，停止注入所述洗脱剂以及停止第一粉碎电机和第二粉碎电机对果蔬的粉碎工作；

18、s3：所述超声波发生器持续发出超声波对球形浸提罐中的果蔬进行细胞壁破坏，使得色素溶于洗脱剂中，所述温度感应器监测球形浸提罐中洗脱剂的温度，当温度升高时，所述温度感应器将信号传递至制冷器中，所述制冷器借助内部的制冷单元以及制冷管对球形浸提罐进行降温；

19、s4：当所述超声波发生器持续工作结束时，所述阀门打开，溶有色素的所述洗脱剂经过连接管进入到过滤腔中，待所述球形浸提罐中的溶有色素的所述洗脱剂全部进入到过滤腔中后，所述阀门关闭并启动增压器使得过滤腔的气压增加，借助所述过滤膜对溶有色素的洗脱剂中的颗粒进行过滤，使得溶有色素的洗脱剂中的液体部分经过过滤膜进入到溶液腔中，随后所述增压器停止增压且对过滤仓中的压强进行释放；

20、s5：待所述过滤仓中的压强释放结束，所述色素溶剂泵开始工作将溶液腔中的溶有色素的洗脱剂经过溶剂连接管泵入至浓缩纯化器中对溶有色素的洗脱剂进行浓缩纯化；

21、s6：重复s1-s5继续进行后续果蔬色素的过滤提取工作。

22、本发明的有益效果体现在：

23、1、通过设置超声波发生器产生超声波对球形浸提罐中的溶于洗脱剂的果蔬细胞壁进行破坏，从而使得果蔬细胞中的色素更好的融入洗脱剂中，同时由于球形浸提罐的球形结构，在超声波破坏细胞壁的过程中，能够实现洗脱剂与空气接触部分位于内管与外管位置处，以便减少洗脱剂连通溶于其中的果蔬与空气接触的面积，从而减少氧化反应的发生。

24、2、通过设置内管以及外管，且外管一端与大气相通，在洗脱剂连同粉碎后的果蔬进入到球形浸提罐中时，能够更好的使得球形浸提罐中被洗脱剂以及果蔬挤压排出的空气经过外管与大气相通的部分排出，以便洗脱剂连同粉碎后的果蔬更加顺畅的经过内管进入到球形浸提罐中。

25、3、由于洗脱剂泵输出端与粉碎仓内部连通，从而在完成果蔬的粉碎后即可通入洗脱剂对果蔬进行包裹，减少果蔬与空气接触的时间，从而进一步避免果蔬发生氧化反应影响色素质量

26、4、在进行超声波破坏果蔬细胞壁的过程中会产生热量导致球形浸提罐中温度升高，温度升高一方面会增加氧化反应的发生，另一方面会使得洗脱剂容易挥发，通过设置温度感应器借助制冷器以及制冷管，从而能够使得球形浸提罐中的温度控制在较低的温度范围内，进而进一步减少氧化反应的发生，同时减少洗脱剂的挥发。