本發(fā)明涉及速溶茶粉制備，具體是降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備及在富集咖啡因速溶茶粉制備中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、速溶茶粉的高咖啡因化已成為當(dāng)下功能飲品的重要方向，其前提是將茶葉提取液濃縮至35°brix以上后再噴霧干燥。降膜蒸發(fā)因傳熱系數(shù)高、停留時間短、可低溫操作，被視為最適于茶提取液熱敏性濃縮的單元設(shè)備。
2、然而，茶液中蛋白質(zhì)、多糖、果膠及茶多酚氧化聚合物極易在蒸發(fā)管壁形成致密垢層，導(dǎo)致局部干壁、焦糊，甚至堵塞分布器，因此工業(yè)裝置普遍在降膜蒸發(fā)器前設(shè)置超濾單元，以預(yù)先截留分子量大于5kda的膠體與顆粒，保證蒸發(fā)段長周期穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)外壓式中空纖維或卷式超濾組件雖結(jié)構(gòu)緊湊，但茶液固形物含量高、黏度大，運(yùn)行30～40min后，膜面即出現(xiàn)凝膠層，跨膜壓差迅速升高；此時系統(tǒng)被迫停機(jī)，采用同向或反向純水沖洗，僅依靠剪切力剝離污染物。
3、實(shí)踐表明，茶液中的茶多酚-蛋白絡(luò)合物及焦糖化產(chǎn)物與膜材質(zhì)存在氫鍵、疏水鍵甚至靜電吸附，單純流體摩擦無法有效破壞其結(jié)合能，殘留層在下次循環(huán)中進(jìn)一步壓實(shí)，形成不可逆污染，通量恢復(fù)率常低于70%，影響對蛋白質(zhì)、多糖、果膠及茶多酚氧化聚合物的有效過濾。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備及在富集咖啡因速溶茶粉制備中的應(yīng)用，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備，包括：蒸發(fā)濃縮罐及通過三通管與所述蒸發(fā)濃縮罐連接的兩組超濾裝置，其中，所述超濾裝置包括：引流罩及支撐罩，與所述三通管連接，所述引流罩與支撐罩同軸且可拆卸連接，所述支撐罩外側(cè)套設(shè)有超濾膜；環(huán)形凸起部，滑動于所述支撐罩上，并位于所述超濾膜與支撐罩之間，所述環(huán)形凸起部能夠?qū)⑺龀瑸V膜頂起；清洗罩，連接所述環(huán)形凸起部，所述清洗罩能夠覆蓋在所述超濾膜被頂起的位置處。
3、如上所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備：所述三通管上設(shè)置有兩組電動板閥；所述引流罩內(nèi)設(shè)置有與之內(nèi)壁相切的進(jìn)液口及排污口，當(dāng)所述電動板閥處于關(guān)閉狀態(tài)時，對應(yīng)的所述排污口處于開啟狀態(tài)。
4、如上所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備：所述支撐罩的圓周側(cè)壁上沿其軸向等距設(shè)置有多組條形通槽，且所述支撐罩的兩端設(shè)置有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有壓環(huán)，所述壓環(huán)與所述環(huán)形凹槽配合，能夠?qū)λ龀瑸V膜端部進(jìn)行固定。
5、如上所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備：所述清洗罩的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，且所述清洗罩內(nèi)側(cè)形成有兩組對稱設(shè)置的內(nèi)錐面，所述內(nèi)錐面上呈圓周等距設(shè)置有多組噴射口，所述噴射口的中心軸線平行于所述引流罩的軸心軸線。
6、如上所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備：所述環(huán)形凸起部上連接有連接軸，所述連接軸貫穿所述支撐罩的下端部并與所述支撐罩的下端部密封滑動連接；所述清洗罩上設(shè)置有與之連通的連通管，所述連通管貫穿所述支撐罩的下端部并與所述支撐罩的下端部密封滑動連接；所述連接軸、連通管的下端部連接有聯(lián)板，所述聯(lián)板的一側(cè)設(shè)置有嵌合槽。
7、如上所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備：還包括：切換組件，與兩組所述超濾裝置連通，所述切換組件能夠使原液交替流經(jīng)兩組所述超濾裝置；牽引結(jié)構(gòu)，安裝在所述蒸發(fā)濃縮罐側(cè)部，所述牽引結(jié)構(gòu)與所述嵌合槽配合，能夠驅(qū)使所述環(huán)形凸起部、清洗罩同步動作；滑移組件，連接所述切換組件及牽引結(jié)構(gòu)，所述滑移組件能夠在所述切換組件動作時，使?fàn)恳Y(jié)構(gòu)與另一組所述嵌合槽結(jié)合。
8、如上所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備：所述切換組件包括固定安裝在所述蒸發(fā)濃縮罐側(cè)部的切換罩，所述切換罩上設(shè)置有兩組與所述進(jìn)液口連通的第一料口，且所述切換罩上設(shè)置有一組第二料口，兩組所述第一料口的中心軸線共線，所述第一料口的中心軸線與所述第二料口的中心軸線垂直；
9、所述切換組件還包括固定安裝在所述切換罩上的驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)的輸出軸連接密封轉(zhuǎn)動安裝在所述切換罩內(nèi)的旋轉(zhuǎn)切換件，所述旋轉(zhuǎn)切換件內(nèi)設(shè)置有直角通道。
10、如上所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備：所述牽引結(jié)構(gòu)包括固定安裝在所述蒸發(fā)濃縮罐側(cè)部的電動伸縮桿，所述電動伸縮桿的動作端上連接有連架，所述連架內(nèi)滑動安裝有與所述嵌合槽適配的鉤板。
11、如上所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備：所述滑移組件包括與所述旋轉(zhuǎn)切換件同軸固定連接的隨動盤，所述隨動盤的偏心位置處設(shè)置有凸軸；所述滑移組件還包括與兩組所述引流罩可拆卸連接的橫置桿，所述橫置桿上滑動安裝有橫移件，所述橫移件上設(shè)置有豎直槽，所述凸軸能夠在所述豎直槽內(nèi)滑動；所述橫移件上還滑動安裝有立桿，所述立桿與所述鉤板固定連接。
12、上述所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備在富集咖啡因的速溶茶粉制備中的應(yīng)用。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過設(shè)置的環(huán)形凸起部及清洗罩，使得清洗液能夠以預(yù)定的角度直接作用于超濾膜被頂起的區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)對超濾膜更加充分的清洗，使附著在超濾膜上且附著力較強(qiáng)的雜質(zhì)能夠更好的被清理，保證超濾膜在清理完成后能夠恢復(fù)至一個更佳的作業(yè)狀態(tài)，并保證后續(xù)良好的過濾性能，防止由于清洗不徹底導(dǎo)致在后續(xù)的過濾過程中，超濾膜的進(jìn)液側(cè)會在短時間內(nèi)再次出現(xiàn)雜質(zhì)過多的情況；通過設(shè)置的切換組件、牽引結(jié)構(gòu)及滑移組件，實(shí)現(xiàn)了原液流通方向與鉤板運(yùn)動方向的機(jī)械連鎖，保證當(dāng)原液流向其中一組超濾裝置中時，鉤板能夠插入到另一組超濾裝置中的嵌合槽中，從而能夠在電動伸縮桿動作時，對該組超濾裝置進(jìn)行清洗作業(yè)，保證了原液流通方向與鉤板運(yùn)動方向切換的穩(wěn)定性、時序性及可靠性。
1.降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備，其特征在于，包括：蒸發(fā)濃縮罐及通過三通管與所述蒸發(fā)濃縮罐連接的兩組超濾裝置，其中，所述超濾裝置包括：引流罩及支撐罩，與所述三通管連接，所述引流罩與支撐罩同軸且可拆卸連接，所述支撐罩外側(cè)套設(shè)有超濾膜；環(huán)形凸起部，滑動于所述支撐罩上，并位于所述超濾膜與支撐罩之間，所述環(huán)形凸起部能夠?qū)⑺龀瑸V膜頂起；清洗罩，連接所述環(huán)形凸起部，所述清洗罩能夠覆蓋在所述超濾膜被頂起的位置處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備，其特征在于，所述三通管上設(shè)置有兩組電動板閥；所述引流罩內(nèi)設(shè)置有與之內(nèi)壁相切的進(jìn)液口及排污口，當(dāng)所述電動板閥處于關(guān)閉狀態(tài)時，對應(yīng)的所述排污口處于開啟狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備，其特征在于，所述支撐罩的圓周側(cè)壁上沿其軸向等距設(shè)置有多組條形通槽，且所述支撐罩的兩端設(shè)置有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有壓環(huán)，所述壓環(huán)與所述環(huán)形凹槽配合，能夠?qū)λ龀瑸V膜端部進(jìn)行固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備，其特征在于，所述清洗罩的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，且所述清洗罩內(nèi)側(cè)形成有兩組對稱設(shè)置的內(nèi)錐面，所述內(nèi)錐面上呈圓周等距設(shè)置有多組噴射口，所述噴射口的中心軸線平行于所述引流罩的軸心軸線。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)形凸起部上連接有連接軸，所述連接軸貫穿所述支撐罩的下端部并與所述支撐罩的下端部密封滑動連接；所述清洗罩上設(shè)置有與之連通的連通管，所述連通管貫穿所述支撐罩的下端部并與所述支撐罩的下端部密封滑動連接；所述連接軸、連通管的下端部連接有聯(lián)板，所述聯(lián)板的一側(cè)設(shè)置有嵌合槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備，其特征在于，還包括：切換組件，與兩組所述超濾裝置連通，所述切換組件能夠使原液交替流經(jīng)兩組所述超濾裝置；牽引結(jié)構(gòu)，安裝在所述蒸發(fā)濃縮罐側(cè)部，所述牽引結(jié)構(gòu)與所述嵌合槽配合，能夠驅(qū)使所述環(huán)形凸起部、清洗罩同步動作；滑移組件，連接所述切換組件及牽引結(jié)構(gòu)，所述滑移組件能夠在所述切換組件動作時，使?fàn)恳Y(jié)構(gòu)與另一組所述嵌合槽結(jié)合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備，其特征在于，所述切換組件包括固定安裝在所述蒸發(fā)濃縮罐側(cè)部的切換罩，所述切換罩上設(shè)置有兩組與所述進(jìn)液口連通的第一料口，且所述切換罩上設(shè)置有一組第二料口，兩組所述第一料口的中心軸線共線，所述第一料口的中心軸線與所述第二料口的中心軸線垂直；所述切換組件還包括固定安裝在所述切換罩上的驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)的輸出軸連接密封轉(zhuǎn)動安裝在所述切換罩內(nèi)的旋轉(zhuǎn)切換件，所述旋轉(zhuǎn)切換件內(nèi)設(shè)置有直角通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備，其特征在于，所述牽引結(jié)構(gòu)包括固定安裝在所述蒸發(fā)濃縮罐側(cè)部的電動伸縮桿，所述電動伸縮桿的動作端上連接有連架，所述連架內(nèi)滑動安裝有與所述嵌合槽適配的鉤板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備，其特征在于，所述滑移組件包括與所述旋轉(zhuǎn)切換件同軸固定連接的隨動盤，所述隨動盤的偏心位置處設(shè)置有凸軸；所述滑移組件還包括與兩組所述引流罩可拆卸連接的橫置桿，所述橫置桿上滑動安裝有橫移件，所述橫移件上設(shè)置有豎直槽，所述凸軸能夠在所述豎直槽內(nèi)滑動；所述橫移件上還滑動安裝有立桿，所述立桿與所述鉤板固定連接。
10.如權(quán)利要求1-9任一項所述的降膜蒸發(fā)濃縮設(shè)備在富集咖啡因速溶茶粉制備中的應(yīng)用。