• 技術原理

旋轉錐技術在榨汁工業中的應用

最近,來自行業分析師的報告顯示,相比碳酸飲料,越來越多的消費者更傾向選擇對健康有利的飲品,如果汁及蔬菜汁、速溶(RTD)茶/咖啡及各種功能飲料,如能量飲料、草藥飲料、維生素及礦物質飲料等。 FT Technologies為上述產品的口味、濃度及配方的改善提供解決方案,從而全面提升產品質量。 現在的消費者比以前更關注食品的營養價值。他們會仔細閱讀食品標籤,了解配料及成分,並且對那些聲稱有保健作用的產品充滿興趣。各種須調配或沖泡的濃縮類、粉類果汁飲品由於不能完全保持鮮果的口味和營養價值,已被部分消費者所摒棄。因此,原漿果汁逐漸成為主流產品,各大飲料製造商也使出各種解數,不斷改進產品工藝,致力於向市場提供更優質的產品。
來自澳大利亞的FT Technologies公司與全球各地的飲料廠商建立合作關係,對其製造工藝進行檢驗並提出產品質量改進的解決方案。 FT Technologies推出的旋轉錐蒸餾塔(SCC)系統、CentrithermR蒸餾器和CentrithermR短程蒸餾器目前已實現商用,提高了各大客戶的產品質量和市場佔有率。 用於天然香料還原的SCC技術 多年來,各大廠商一直在尋求一種從水果和蔬菜中提取新鮮香味物質的技術。必須解決的一大難題是,在處理高粘度的果汁或果泥,如芒果、番石榴、香蕉、胡蘿蔔及蘑菇等蔬果製成的果汁或果泥時,處理設備由於高粘度的影響,需消耗更多的能量,從而導致原料中新鮮、易揮發的成分的消失,進而影響最終產品的品質。 目前,絕大多數水果及蔬菜處理機器採用SCC技術來解決這一問題。通過SCC技術,原料中各種成分的香味都被保留下來,並根據不同的市場需求,進行靈活的排列組合。提取出的芳香物質即可直接成為成品,也可重新加入各類果汁、濃縮果汁或其他產品,改善終端產品的口感和品質。更多關於SCC的信息請訪問http://www.ft-tech.net。
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經驗表明,在提取蔬果中的香味物質時,越早提取,對香味的保真度越高。 SCC系統配置於生產線的上游位置,大多數情況下用於處理高粘度的原料,如粘度高達2000 到4000 cP的香蕉或芒果果漿。下圖展示的正是送入SCC系統的芒果果漿。圖中白色平面與地面近乎垂直,直觀體現了原料的粘度。 除了高粘度之外,在加工的早期階段必須解決的另一個問題是果漿中大量存在的固體懸浮物,這些懸浮物的尺寸有時可達到1cm左右。 SCC系統具有獨特的內部結構,可以完美處理高粘度及含有大量固體懸浮物的原料。 SCC系統單次處理後,原料可被濃縮50至150倍。如經二次處理,產品中的香料濃度將達到原料的1000至5000倍。 這些來自原料食物的蒸餾產出物最大限度地保存了原料的口味特性。這些提取出來的香味物質可以按需以各種劑量加入其它產品。如濃度為0.05%到0.2%的芒果、香蕉或獼猴桃提取物可配製成為市面上常見的、和新鮮水果口感相近的果汁飲料。 SCC在熱帶水果加工領域更是起到了舉足輕重的作用。以前,完美保存熱帶水果特有的新鮮口味很難做到。 SCC可成功處理芒果、香蕉、番石榴、西番蓮、獼猴桃及菠蘿等各類熱帶水果。而將濃縮香料還原為各類果汁產品時,還需考慮多種因素。通常情況下,濃縮產品中易揮發的成分成為影響成品口味的關鍵,而那些對溫度敏感的成分,更是成為區分一般產品和頂級產品的試金石。因此,處理熱帶水果時的溫度要低於處理一般水果,如紅莓、草莓、黑莓、覆盆子及檸檬等。
用於水相芳香物質濃縮的SCC產品 各國、尤其是歐美等國針對食用香精的產品標準日益嚴格,各大廠商對能夠在濃縮過程中完美保留易揮發成分的設備也產生了更濃厚的興趣。 SCC可以高效提取並濃縮原料冷凝物中的芳香物質(從蒸餾過程中提取)或從與蒸餾器相連的複原系統中提取芳香物質。 用於芳香物質提取的商用SCC系統目前主要用於水相蘋果香精(AWP)及水相橘子香精(OWP)的提取。 案例一:水相蘋果香精 對於大多數提取工序,蘋果香精的提取主要是對反式-2-乙烯醛的保留和濃縮。儘管天然的蘋果香味中還含有其他芳香物質,但反式-2-乙烯醛由於其獨特的“清新”味道,成為體現蘋果香精天然特性的關鍵成分。目前已發展成熟,實現商用的SCC系統可從與蒸 餾器相連的複原系統中提取濃度達150倍的蘋果香精,且能最大限度地保留蘋果的天然香氣。 表一為用SCC工藝製成的水相蘋果香精的主要成分。加工重點如下:

*濃縮係數為28.即經SCC處理後的成品的香味物質濃度為處理之前的28倍。
*沉積在SCC系統底部的蘋果香精提取殘留物中可揮發芳香成分含量極低(低於1 ppm)。
* 成品中不含醛的氧化物(即使含量極低,這類物質也會對成品的味道特性產生不良影響)。


案例2:水相橘子香精 提取橘子香精時,關鍵從水和乙醇中提取乙醛。 SCC可以實現100%的汽提效率,蒸汽消耗率僅為2.5%。當蒸汽消耗率大於2.5%時,蒸餾產物中的乙醛濃度會降低。處理後,乙醇會保留在SCC底部的提取殘留物中,而蒸餾產物中乙醛的含量無論對於原料整體,還是對於乙醇的相對含量都會升高。 SCC系統除了可以簡化易揮發物的提取過程,還具有下列優點: 熱消耗少,因此加工溫度較低 提取過程與蒸餾過程獨立 使用SCC可對香料中各種成分的比例進行定制。 可以從各類溶劑,如水或乙醇中提取芳香物質。 可以提取濃度極高的芳香物質,即芳香精油(濃度已超過方向物質在水中的溶解度,因而不溶於水。) 用於高效蒸餾的CentrithermR 蒸餾器 FT Technologies出品的Centritherm蒸餾器可用於對溫度敏感、對成品色澤、成分及風味有較高要求的產品的處理。 利用離心力將待處理的產品均勻潑灑在旋轉加熱表面上。產品液膜厚度低於1毫米,熱接觸時間少於1秒。這是濃縮質量和效率高於其他同類設備的關鍵。例如,加熱溫度為50攝氏度的情況下,僅一次處理過程就可將菠蘿或蘋果汁從12o Bx濃縮至70o Bx。關於Centritherm蒸餾器的更多信息請訪問http://www.ft-tech.net。 根據原料的熱敏感性和產品的質量要求,產品溫度和蒸汽溫度都可進行調整,以完美保留原料的色澤、風味及成分。產品溫度設為40攝氏度、蒸汽溫度設為70攝氏度能最大限度保留原料的各種特性,因而最為常用。 目前,Centritherm旋轉錐蒸餾器已在全世界範圍內得到廣泛應用,案例如下:
固形物含量達20%的蘆薈汁產品,完美保留了新鮮蘆薈的營養物質含量及外觀色澤。
抗壞血酸含量達20%的櫻桃汁,濃度遠高於同類設備。濃縮水平高達50%。
濃度高達65° Brix的綠茶及紅茶提取物,最大程度地保留了原料中抗氧化劑及茶多酚等有效營養物質。
用蘋果或菠蘿汁製成的供兒童食用的水果咀嚼片。使用Centritherm蒸餾器可製成濃度為87° Brix的濃縮果汁,從而保留天然食品的色澤,味道及糖分。
在熱帶水果加工領域,CentrithermR 因對色澤和口味的高保真,被稱為加工領域的“黃金標準”。
濃度高達70° Brix,且無粘稠及不良口感的葡萄汁產品。 Centritherm短程CTRM蒸餾器 在CentrithermR 的基礎上,FT Technologies又開發出了用於高溫(高達300攝氏度)高真空(低至0.001mbar)蒸餾的CTRM短程蒸餾器。該款蒸餾器還可配置內部冷凝器。和其他短程蒸餾器相比,CTRM進行分子蒸餾的溫度更低、時間更短。更多關於CTRM的信息請訪問http://www.ft-tech.net。
CTRM短程蒸餾器在檸檬製品加工行業中應用如下:

1. 精油提取:將低沸點的單萜類物質,尤其是檸檬烯從原料中分離,獲得有效成分含量更高的檸檬精油。加工過程需要使用蒸餾單元(再沸器)及與之配套的富集塔,以提高成品中的高沸點香味物質的含量。一次加工過程即可實現95%以上的香味物質的提取。
2. 種植過程中殘留物(殺蟲劑)的分離:殺菌劑及殺蟲劑被廣髮用於防治白葉枯病等真菌病害。這些物質可能殘留在原料中,並進入最後的產品。使用CTRM蒸餾器可從檸檬精油中有效分離這些有害成分,進一步提高產品的質量。只有完全去除殺蟲劑成分的檸檬精油才可用於各種飲料的配製。


生產過程中的廢棄物處理 不僅如此,加工過程中的廢棄物也可成為企業的一個新的收入來源。越來越多的食品加工企業開始重視副產品的處理。簡單的丟棄無疑是成本最高的處理方法,如果企業的原料是整隻水果,那麼必須找出能夠完全利用原料的流程及工藝。 大多數情況下,水果及蔬菜的加工殘留物可用作動物飼料,肥料或燃料。蘋果果渣、檸檬皮及大多數果蔬外皮均可使用SCC系統進行處理。有效成分,如芳香物質或精油,即可作為單獨產品銷售,也可重新添加至果汁或其他產品中,改進產品的品質。 總結 旋轉錐蒸餾塔用於從果汁、果漿衝提取高品質天然香料。根據產品需求,提取濃度可達原材料的5000倍。 SCC能夠處理高粘度及還有大量固體懸浮物的原料,包括各類果漿、果汁,甚至廢液。加工成品完美保存原料的所有香味成分,可根據需要調配成不同濃度的果汁產品。 SCC加工時間短,加工溫度低,Centritherm離心式蒸餾器可實現高濃度的濃縮,最大程度的保持原料的色澤,大大減少成分流失。 SCC技術以質量為本,致力於最大限度地保留原料的香味、色澤及有效營養成分,從而為高質量的終端產品打下了基礎。

作者: Leon Skaliotis (萊昂‧斯凱利奧迪斯) - 銷售及市場總監.
譯者:Adam Lin (亞當‧林) – 亞洲區域經理(alin@ft-tech.net) FT Technologies公司總部位於澳大利亞新南威爾士州格里菲斯市