中试(中间试验)是果汁饮料从实验室研发到工业化生产的关键过渡阶段,主要用于验证工艺可行性、优化参数、评估设备适配性及成本控制。以下是典型果汁饮料中试工艺流程及关键要点:
一、工艺流程概述
1. 原料预处理
- 选果:挑选成熟度适宜、无腐烂的新鲜水果(或使用浓缩果汁)。
- 清洗:去除泥沙、杂质(如喷淋清洗、气泡清洗)。
- 去皮/去核:根据水果种类选择机械或人工处理(如苹果、橙子等)。
- 破碎/打浆:采用破碎机或打浆机细化果肉(粒径控制为2-5mm)。
2. 酶解与榨汁
- 酶处理:添加果胶酶(0.01%-0.05%)、纤维素酶(可选),温度40-55℃,时间1-2小时,提高出汁率。
- 榨汁:螺旋压榨机或离心机提取果汁,过滤去除粗纤维。
3. 澄清/均质
- 澄清(非浑浊果汁):添加明胶、硅溶胶等澄清剂,静置后离心或膜过滤。
- 均质(浑浊果汁):压力15-25MPa均质机处理,稳定悬浮颗粒。
4. 调配*
- 配方优化:按比例混合果汁、水、糖(或代糖)、酸味剂(柠檬酸、苹果酸)、稳定剂(CMC-Na、黄原胶)、香精等。
- pH调节:控制pH 3.5-4.2以抑制微生物并保持风味。
5. 脱气
- 真空脱气(真空度90-95kPa)去除氧气,防止氧化变色及风味劣化。
6. 杀菌
- 巴氏杀菌:85-95℃/30s(酸性果汁常用)。
- UHT:105-121℃/15-30s(长保质期产品)。
- 高温瞬时**(HTST):结合灌装方式选择。
7. 灌装与封口
- 热灌装:果汁温度≥85℃直接灌入耐热PET瓶或玻璃瓶,倒瓶杀菌。
- 无菌冷灌装:UHT杀菌后冷却至25℃以下,无菌环境下灌装。
8. 冷却与检验
- 水冷至室温,检测密封性、微生物、感官指标。
二、中试关键控制点
1. 工艺参数验证
- 酶解时间/温度对出汁率的影响。
- 均质压力与果汁稳定性的关系。
- 杀菌强度(F值)与维生素保留率的平衡。
2. 设备适配性测试
- 小型均质机、UHT机组与实验室配方的兼容性。
- 灌装速度与杀菌工艺的匹配性(避免二次污染)。
3. 稳定性测试
- 加速试验(37℃/7天)评估分层、沉淀、变色问题。
- 模拟运输振动测试悬浮稳定性。
4. 成本核算
- 原料利用率、能耗、包装材料损耗等数据收集。
三、常见问题与优化方向
1. 褐变控制
- 添加抗氧化剂(如VC 0.02%-0.05%)、避光灌装。
2. 沉淀问题
- 调整稳定剂复配比例(如CMC与果胶协同使用)。
3. 风味损失
- 优化杀菌温度-时间组合,或采用非热杀菌技术(如高压处理HPP)。
四、中试输出成果
1. 工艺流程图(含关键参数范围)。
2. 设备选型清单(产能匹配建议)。
3. 质量控制标准(感官、理化、微生物指标)。
4. 成本分析报告(单位产品成本估算)。
中试阶段需通过多批次试验验证工艺稳定性,为后续工业化放大提供可靠数据支持。