[发明专利]一种果汁真空微波浓缩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种果汁的浓缩方法，特别涉及一种真空微波浓缩果汁的方法。

背景技术

浓缩果汁是由水果经榨汁、杀菌、浓缩、灌装等工序生产的一种产品，浓缩果汁是生产果汁饮料、果酒、果醋的原料。浓缩果汁相对鲜榨的不经浓缩的水果原汁而言具有体积小，运输方便、包装成本少的特点，同时由于浓缩果汁可溶性固形物含量较高，不容易腐败变质，尤其适合于需要长途运输的国际贸易。

浓缩的方法主要包括薄膜浓缩法，反渗透浓缩法和冷冻浓缩法等。薄膜浓缩法是最常用的浓缩方法，采用蒸汽将果汁中的水蒸发除去以达到浓缩的目的，薄膜浓缩法通常热源是蒸汽，需配备锅炉，投资较大，同时能耗也较高。

反渗透浓缩法是采用反渗透膜将果汁中的水过滤以起到浓缩的目的，但反渗透之前通常要求果汁先经过超滤工序，否则反渗透膜很容易堵塞，也即反渗透浓缩方法不适合于混浊型浓缩果汁的生产，同时反渗透浓缩法存在浓缩终点低，操作成本高等问题。

冷冻浓缩法原理是把稀溶液温度降至水的冰点以下使得部分水冻结成冰晶，把冰晶分离出去从而得到浓缩液，这一方法已用于速溶咖啡、速溶茶、浓缩橙汁等生产，经真空微波浓缩生产的果汁加水还原后其质量与新鲜榨出的果汁几乎没有差别。目前报道的真空微波浓缩方法均为果汁结冰后及时除去冰晶的方法，结冰是主要步骤，目前果汁结冰主要有两种方法，一种是稀溶液中的水分在冷面形成冰层，形成渐进层状结晶；另一种是在搅拌的悬浮液中结冰，通过大量悬浮分散于母液中冰结晶的成长、分离而达到浓缩的方式称为悬浮结晶。但这两种方法主要的技术难点在于小冰晶难以形成，形成的冰晶难以分离，分离的冰晶还要进行清洗等步骤，这些导致真空微波浓缩设备十分复杂，造价昂贵，程序较多，生产过程容易污染。国内针对这种原理也进行了许多的设备研究，但目前仍未实现产业化。

微波作为一种新型的加热技术，与传统加热不同，微波加热不需要外部热源，而是向被加热材料内部辐射微波电磁场，推动其偶极子运动，使之相互碰撞、摩擦而生热。食品中的水分、蛋白质、脂肪和碳水化合物等都属于电介质，是吸收微波的良好介质，这些极性分子在频率为2450MHz的交变电场中，电场方向每秒变化达几十亿次，则极性分子也随之摆动几十亿次，使极性分子在很短的时间之内产生类似摩擦的热。微波加热具有高效快速、节能省电（与常规方法相比，可节电30％～50％）、热均匀、清洁安全等特点，微波已广泛应用于食品的解冻、干燥、焙烤、灭酶以及杀菌等，但微波用于浓缩尤其在真空条件下浓缩还未见报道和应用。

河南农业大学农业机械化工程专业研究生王五全开展了“果汁微波能浓缩设备的研制”工作，它采用微波发生器，通过抛物线型反射罩(波导)，使得微波能够均匀的被果汁吸收，同时，还设计了环行物料车、微波漏能抑制器，进一步保证了均匀性。为了使水蒸汽及时的排放，保证浓缩效果，还设计了排湿装置。对于微波浓缩产生的蒸汽采用作用是排出物体中蒸发出来的水蒸气以及将物料通风冷却，连接在微波加热器的内侧外壁的散热孔上。由于采用了通风冷却排湿技术，与外界连通无法实现真空条件浓缩，势必导致浓缩温度较高，从而导致果汁在浓缩过程中的营养风味损失。

广西大学机械设计及理论专业研究生廖子夙进行了“糖厂糖汁微波加热蒸发浓缩实验装置设计及工艺研究”， 提出以微波作为糖厂的蒸发热源，通过自行设计微波加热实验装置，对微波加热蒸发浓缩糖汁的工艺过程进行试验研究，验证了该方法的可行性。充分证明微波加热浓缩法具有蒸发效率高、节能环保、经济效益好的特点，此外，对粘稠、易结垢的糖汁，微波的穿透性带来的流体内部同步加热可有效改善传统经壁面传热时对流给热系数小、易结垢等问题。该设备也采用了一些真空方法，其真空系统选择美的集团生产的美的真空吸尘器，其抽真空能力在20～40kpa左右，测得系统的最大真空度为21 kPa，即系统绝对压力可在79kPa～10lkPa之间，在该真空条件下水的沸点在92℃左右，果汁由于含有糖等物质，沸点更高，同样会导致果汁在浓缩过程中的营养风味损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种果汁浓缩方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种果汁真空微波浓缩方法，包括以下步骤：

1)  将水果原汁抽真空到绝对压力低于15kpa，使用10～50kw的微波加热水果原汁；

2)  监测水果原汁的温度，当物料的温度超过50℃时，将微波加热的功率调至2～20kw；

3)  当物料的温度达到60℃后，停止加热。

优选的，使用水环式真空泵将水果原汁抽真空到绝对压力低于15kpa。