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红树莓浓缩汁的加工阶段有哪些节能减排的措施?

发表时间:2026-01-21

红树莓浓缩汁加工阶段的能耗主要集中在原料预处理、压榨取汁、浓缩蒸发、杀菌灌装四大核心工序,水耗则与清洗、原料浸泡、废水排放密切相关,节能减排需围绕“降低高能耗工序的能源消耗、提升水资源循环利用率、优化工艺减少废弃物排放”三个核心方向,结合技术升级与管理优化实现全流程降耗。

一、原料预处理与压榨工序:降耗减耗,提升资源利用率

原料预处理环节的清洗、破碎、分选过程存在能源与水资源的浪费空间,压榨工序则需通过工艺优化降低能耗并提升出汁率。

1. 清洗工序的节水节能改造

摒弃传统的漫灌式清洗,采用高压喷淋清洗+气泡清洗的组合工艺,通过精准调控喷淋压力与气泡强度,在保证清洗效果的同时减少用水量,相比传统工艺可节水30%~40%;配套建设水循环利用系统,将清洗后的废水经格栅过滤、沉淀池澄清、活性炭吸附处理后,循环用于原料粗洗或车间地面清洁,实现水资源的梯级利用,降低新鲜水的取用比例。同时,采用变频水泵控制喷淋系统,根据原料批次与脏污程度调节水流量与压力,避免空载运行造成的电力浪费。

2. 破碎与分选的节能优化

选用高效低耗的破碎设备,如螺旋式破碎机替代传统锤式破碎机,降低设备运行时的电机功率消耗;破碎环节采用联动控制,将破碎机与后续的压榨机、输送机进行连锁启停,避免单机空载运行,减少无效能耗。分选环节优先采用光电分选技术,替代人工分选与传统滚筒分选,提升分选精度与效率的同时,降低人工与设备能耗;光电分选设备配备智能感应系统,无原料通过时自动切换至待机模式,进一步节约电力。

3. 压榨工序的能效提升

采用双级压榨或带式压榨机替代单级压榨设备,通过分级压榨提升红树莓的出汁率,减少原料浪费,间接降低单位浓缩汁的原料加工能耗;压榨过程中配套低温压榨工艺,将原料温度控制在10~15℃,降低红树莓汁液的氧化损耗,同时减少后续杀菌工序的能耗。压榨后的果渣及时收集,作为生物质燃料用于锅炉燃烧,或作为有机肥原料外销,实现废弃物的资源化利用,减少废弃物处理的能耗与成本。

二、浓缩蒸发工序:核心降耗,削减高能耗环节碳排放

浓缩蒸发是红树莓浓缩汁加工的能耗核心,传统单效蒸发工艺能耗极高,需通过技术升级实现深度节能。

1. 采用高效节能浓缩技术替代传统工艺

优先推广多效真空浓缩技术,利用前一效蒸发器产生的二次蒸汽作为后一效的加热热源,实现蒸汽的梯级利用,相比单效蒸发可节约蒸汽消耗50%~70%;真空环境下红树莓汁液的沸点降低,减少加热过程中的营养成分损失,同时降低加热所需的能源投入。对于中小型加工企业,可采用热泵浓缩技术,通过热泵回收浓缩过程中产生的余热,用于加热原料液,大幅降低电力或蒸汽消耗,该技术的能耗仅为传统单效蒸发的30%左右。

对于高端红树莓浓缩汁产品,采用膜浓缩技术(纳滤膜、反渗透膜),在常温常压下实现汁液浓缩,无需加热,彻底消除蒸发环节的能源消耗,同时保留红树莓中的多酚、花青素等热敏性营养成分;膜浓缩产生的截留液可进一步提取功能性成分,提升产品附加值,分摊加工成本。

2. 浓缩设备的节能运维与余热回收

对浓缩蒸发器的换热管进行定期清洗与维护,去除管壁结垢,提升换热效率,降低加热所需的能源投入;蒸发器的外壳加装保温层,减少热量散失,保温层采用聚氨酯等高效保温材料,降低热损失率至5%以下。

建设余热回收系统,将浓缩过程中产生的冷凝水回收至保温水箱,用于原料预热、设备清洗或车间供暖;回收蒸发器排出的二次蒸汽冷凝热,用于加热压榨后的汁液,实现能源的循环利用,进一步降低新鲜蒸汽的消耗量。

三、杀菌与灌装工序:工艺升级,降低能耗与水耗

传统高温巴氏杀菌工艺能耗高且易破坏营养成分,灌装环节的清洗与无菌环境维持也存在能耗浪费,需通过工艺优化实现降耗。

1. 采用非热杀菌技术替代高温杀菌

推广超高压杀菌(HPP) 或脉冲电场杀菌(PEF) 技术,在常温下利用高压或电场作用杀灭汁液中的致病菌与腐败菌,无需加热,相比高温巴氏杀菌可节约能耗60%以上,同时保留红树莓浓缩汁的色泽、风味与营养成分。对于规模化生产企业,可采用微波杀菌技术,利用微波的热效应与非热效应协同杀菌,杀菌效率高且加热均匀,能耗低于传统蒸汽杀菌,适合连续化生产线。

若仍需采用热杀菌工艺,可采用管式超高温瞬时杀菌(UHT) 技术,将汁液加热至135~150℃并保持2~8秒,快速杀灭微生物后迅速冷却,相比传统巴氏杀菌大幅缩短加热时间,降低能源消耗,同时减少营养成分的热降解。

2. 灌装工序的节水节能优化

采用无菌冷灌装技术,在无菌环境下直接将冷却后的浓缩汁灌装至无菌包装容器中,无需后续二次杀菌,降低杀菌环节的能耗;灌装设备采用智能定量控制系统,精准控制灌装量,减少汁液浪费,同时降低设备的启停频率,节约电力。

灌装前的容器清洗采用CIP在线清洗系统,替代人工清洗,通过精准调控清洗液的温度、浓度与流量,实现设备的高效清洗,减少清洗水与清洗剂的用量;清洗后的废水经处理后循环用于非直接接触食品的清洗环节,提升水资源利用率。同时,CIP系统的清洗液采用余热加热,利用浓缩工序的余热提升清洗液温度,降低加热所需的蒸汽消耗。

四、车间综合管理:系统优化,实现全流程节能降耗

除了各工序的技术升级,车间的综合管理优化也是节能减排的重要手段。

1. 能源系统的智能化管控

在车间安装智能能源监测系统,实时监测各设备的电力、蒸汽、水资源消耗数据,识别高能耗设备与工序,针对性制定降耗方案;采用峰谷电价错峰生产,将浓缩、杀菌等高能耗工序安排在电价低谷时段运行,降低用电成本。

车间的照明系统全部更换为LED节能灯具,配备人体感应或光感控制系统,实现人走灯灭,避免长明灯造成的电力浪费;车间的通风系统采用变频风机,根据车间内的温度与湿度自动调节风量,降低通风能耗。

2. 废弃物的资源化利用

加工过程中产生的果渣、残次果等废弃物,集中收集后用于生物质发电或生物质锅炉燃烧,产生的电力或蒸汽供车间生产使用,替代部分化石能源;无法作为燃料的废弃物,经发酵处理后制成有机肥,返回红树莓种植基地,实现“种植-加工-种植”的循环经济模式,减少废弃物运输与处理的能耗。

3. 员工节能意识培养与管理

建立车间节能减排管理制度,明确各工序的能耗与水耗指标,将降耗目标纳入员工绩效考核;定期开展节能减排培训,提升员工的节能意识,规范操作流程,避免因操作不当导致的能源浪费,例如及时关闭闲置设备、合理调控设备运行参数等。

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