不同的飲料生產(chǎn)工藝需要不同的飲料機(jī)械設(shè)備,下面介紹幾種在飲料生產(chǎn)過程中通用的和常用的機(jī)械設(shè)備。
水處理設(shè)備
(一)水過濾設(shè)備
(1)砂石過濾設(shè)備(多介質(zhì)過濾設(shè)備) 砂石過濾器(多介質(zhì)過濾器)是以成層狀的無煙煤、砂、細(xì)碎的石榴石或其他材料為床層的機(jī)械過濾設(shè)備,其原理為按深度過濾水中不同顆粒度的顆粒,較大的顆粒在頂層被去除,較小的顆粒在過濾器介質(zhì)的較深處被去除,從而使水質(zhì)達(dá)到粗過濾后的標(biāo)準(zhǔn),降低水的SDI(污泥密度指數(shù))值,滿足深層凈化的水質(zhì)要求。
(2)活性炭過濾器 活性炭具有吸附作用,還有一定的除濁作用,活性炭過濾器的主要結(jié)構(gòu)和布置形式與砂石過濾器相似。因此,活性炭吸附也稱為活性炭過濾?;钚蕴窟^濾主要用于水中有機(jī)雜質(zhì)和水中分子狀的膠體微小顆粒雜質(zhì),也可用于脫氯等。
(3)離子交換器 離子交換器是水處理中常用的一種裝置,它可以通過選擇一定的流程,使水軟化或除鹽。其主要是利用一些離子交換劑把原水中不需要的離子暫時(shí)固著,使水中這些離子的含量降低到所要求的程度。被交換劑固著的離子,在再生液中被釋放出來,交換劑又可重新使用。也就是說,其實(shí)質(zhì)是不溶性的電解質(zhì)(樹脂)與溶液中的另一種電解質(zhì)進(jìn)行的物理化學(xué)反應(yīng),亦即樹脂上的可交換離子與溶液中的其他同性離子的交換反應(yīng)。
(4)反滲透設(shè)備 反滲透是應(yīng)用規(guī)模、技術(shù)相對最成熟的膜技術(shù),其應(yīng)用在整個(gè)膜分離領(lǐng)域中約占一半,是膜技術(shù)發(fā)展的一個(gè)的突破。反滲透是通過反滲透膜把溶液中的溶劑分離出來。反滲透的應(yīng)用從海水淡化、硬水軟化等發(fā)展到維生素、抗菌素、激素等的濃縮,細(xì)菌、病毒的分離以及果汁、牛乳、咖啡的濃縮等許多方面,應(yīng)用極廣。反滲透設(shè)備優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)運(yùn)行,產(chǎn)品水質(zhì)穩(wěn)定;無須用酸堿再生;不會(huì)因再生而停機(jī);節(jié)省了反沖和清洗用水;以高產(chǎn)率產(chǎn)生超純水(產(chǎn)率可以高達(dá)95%);再生污水不需水處理設(shè)施;運(yùn)行及維修成本低;安裝簡單、費(fèi)用低廉。
反滲透設(shè)施生產(chǎn)純水的關(guān)鍵有兩個(gè):一是一個(gè)有選擇性的膜,我們稱之為半透膜,二是一定的壓力。簡單的說,反滲透半透膜上有眾多的孔,這些孔的大小與水分子的大小相當(dāng),由于細(xì)菌、病毒、大部分有機(jī)污染物和水合離子均比水分子大得多,因此不能透過反滲透半透膜而與反滲透膜的水相分離。在水中眾多雜質(zhì)中,溶解性鹽類是最難清除的。因此,經(jīng)常根據(jù)除鹽率的高低來確定反滲透的凈水效果,反滲透除鹽率的高低主要決定于反滲透半透膜的選擇性。較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達(dá)99.7%。
反滲透分離的進(jìn)行,必須先在膜-溶液界面形成優(yōu)先吸附層,優(yōu)先吸附的程度取決于溶液的化學(xué)性質(zhì)和膜表面的化學(xué)性質(zhì),只要選擇合適的膜材料,并簡單地改變膜表面的微孔結(jié)構(gòu)和操作條件,反滲透技術(shù)就可適用于任何分離度的溶質(zhì)分離。
灌裝機(jī)
從對物料的包裝角度可分為液體灌裝機(jī)、膏體灌裝機(jī)、粉劑灌裝機(jī)、顆粒灌裝機(jī)等;從生產(chǎn)的自動(dòng)化程度來講分為半自動(dòng)灌裝機(jī)和全自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線;從灌裝物料含氣與否可分為等壓灌裝機(jī)、常壓灌裝機(jī)和負(fù)壓灌裝機(jī)。
(一)等壓灌裝機(jī)
等壓灌裝機(jī)一般是在貯料箱中保持一定的灌裝壓力,當(dāng)待灌容器進(jìn)入灌裝機(jī)后,先對容器充氣,氣體可以是壓縮空氣,也可以用二氧化碳?xì)?,以二氧化碳?xì)鉃楹?。?dāng)容器內(nèi)壓力和貯料箱壓力一致時(shí),即隨料液的自重通過開啟的灌裝閥灌裝。在灌裝過程中,容器內(nèi)的氣體要順利地導(dǎo)出,回到貯料箱內(nèi)或氣室內(nèi)。 在汽水、小香檳及啤酒的灌裝中,大多是采用等壓灌裝,其過程如下:
(1)初始位置 瓶子還未接觸灌裝閥,所有的氣體和液體通道都處于關(guān)閉狀態(tài)。
(2)充氣壓力 瓶子和灌裝閥罩一起上升到預(yù)定位置,這時(shí)回轉(zhuǎn)撥叉將充氣閥打開,壓力氣體從環(huán)形貯料缸通過充氣通道進(jìn)入瓶子。
(3)注液回氣 當(dāng)瓶內(nèi)壓力達(dá)到貯料缸的壓力時(shí),液閥自動(dòng)打開,料液須由分流傘沿瓶壁流下,同時(shí),在瓶內(nèi)被置換的壓力氣體通過回氣管返回注液缸,當(dāng)瓶內(nèi)液面達(dá)到回氣管的下端口時(shí),注液結(jié)束。
(4)閥門關(guān)閉 回轉(zhuǎn)撥叉將壓力氣體閥和液閥關(guān)閉。
(5)充氣 頂部充二氧化碳閥打開,二氧化碳或其它惰性氣體從環(huán)形槽充入瓶中,將瓶頸處空氣趕走。
(6)壓力釋放 壓力釋放閥打開,瓶中的壓力經(jīng)過在壓力釋放通道中的針閥,逸出至環(huán)形槽。
(二)常壓灌裝機(jī)
很多飲料,如果汁、乳性飲料,以及汽水二次灌裝中的糖漿,它們本身不含二氧化碳,一般采用常壓灌裝機(jī)。
常壓灌裝機(jī)主要由灌裝系統(tǒng)、進(jìn)出瓶機(jī)構(gòu)、升降瓶罐機(jī)構(gòu)、工作臺、傳動(dòng)系統(tǒng)等組成,用于灌裝不含氣的液體,這類灌裝機(jī)一般為回轉(zhuǎn)式。
在傳動(dòng)系統(tǒng)作用下,轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤和定量杯一同回轉(zhuǎn),液料從貯料筒經(jīng)管道靠自重流入定量杯內(nèi)。在凸輪作用下瓶托帶動(dòng)瓶子上升。當(dāng)瓶口頂著壓蓋盤上升時(shí)彈簧壓縮,此時(shí)滑閥就在活動(dòng)量杯的內(nèi)孔向上滑動(dòng)。隨著轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn),已定良好的量杯已轉(zhuǎn)離進(jìn)料管下方,進(jìn)入灌裝位置。當(dāng)滑閥上升使進(jìn)液孔打開時(shí)液料便流入瓶內(nèi),瓶內(nèi)氣體從壓蓋盤下表面的四條小槽排出,完成一個(gè)瓶子的灌裝任務(wù)。隨著轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng),定量杯逐次進(jìn)入正下方完成定量工作,當(dāng)轉(zhuǎn)離定量位置,進(jìn)入灌裝位置時(shí)又開始灌瓶,如此反復(fù)連續(xù)不斷地工作。
(三)負(fù)壓灌裝機(jī)
它常稱為真空式灌裝機(jī)。這種灌裝方法是使貯料箱內(nèi)處于常壓,在灌裝時(shí),只對瓶內(nèi)抽氣使之形成真空,到一定真空度時(shí),液體靠注液箱與容器間的壓差作用流入瓶中,完成灌裝。它主要用于不含氣的液體灌裝,如果汁類。由于在真空下灌裝,所以當(dāng)瓶罐破漏時(shí)就停止灌裝,可減少損失。但在真空下,對某些帶有芳香的液體,要損失一些香味
負(fù)壓灌裝法對于瓶子規(guī)格要求較嚴(yán),因?yàn)樗亩坑晒嘌b嘴深入瓶子的深度來確定,瓶的容積直接影響定量準(zhǔn)確度。但因調(diào)整容易,仍被廣泛應(yīng)用。
CIP清洗系統(tǒng)
CIP為 clean in place(洗滌定位)或in-place cleaning(定位洗滌)的簡稱。其定義為:不用拆開或移動(dòng)裝置,即可用高溫、高濃度的洗凈液,對裝置加以強(qiáng)力的作用,把與食品的接觸面洗凈的方法。
因此,CIP即為完全不用拆開機(jī)械裝置和管道,即可進(jìn)行刷洗、清洗和殺菌。在清潔過程中并能合理地處理洗滌、清洗、殺菌與經(jīng)濟(jì)性,能源的節(jié)約等關(guān)系,是一種優(yōu)化清洗管理技術(shù)。CIP裝置適用于流體物料直接接觸的多管道殺菌機(jī)械裝置,如果汁飲料、乳品、濃縮果汁、豆?jié){采用就地清洗(即CIP清洗)是飲料生產(chǎn)廠普遍使用的方法,是產(chǎn)品質(zhì)量的保證。清洗的目的是清除設(shè)備及管壁上的殘留物,保證達(dá)到衛(wèi)生指標(biāo)。在一般情況下,連續(xù)使用6∽8h必須進(jìn)行一次清洗。在特殊情況下,當(dāng)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)能力顯著降低時(shí),應(yīng)立即進(jìn)行清洗。
清洗的目的是去除粘附于機(jī)械上的污垢,以防止微生物在其間滋長。要把污垢去掉,就必須使清洗系統(tǒng)能夠供給克服污染物質(zhì)所需的洗凈能力。洗凈能力的來源有三個(gè)方面,即從清洗液流動(dòng)中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)能,從洗滌劑產(chǎn)生的化學(xué)能,清洗液中的熱能。這三種能力具有互補(bǔ)作用。同時(shí),能力的因素與時(shí)間的因素有關(guān)。在同一狀態(tài)下,洗滌時(shí)間越長則洗滌效果越好。