具体实施方式

参考图1，现在将描述用于生产糖含量降低的橙汁108的系统100的实施方案，该橙汁108保留了如上所述的鲜榨橙汁102的大部分质量和风味。系统100连接到包括处理和存储器装置122、124的测量和控制系统120。处理和存储器装置122、124配置有软件指令，该软件指令通过信号线121从系统100中示意性示出的传感器127获得测量值，并且控制系统100来执行此处所述的处理。如本领域技术人员将意识到的，传感器127被配置为使得它们提供表示与橙汁108的生产有关的任何期望参数的测量信号，如将在下面进一步讨论的。

系统100包括储存罐101，该储存罐101容纳根据已知技术获得的生橙汁102，例如，通过在适当配置的橙压榨机中压榨新鲜采摘的橙子而获得的生橙汁102。

使生橙汁102通过热交换器103以获得适合于随后的过滤步骤的温度。已经发现合适的温度可以在14-16℃的区间内。例如，可以为此使用由阿法拉伐公司(Alfa Laval)以名称“C3-SR”提供的类型的热交换器，或者可以使用任何其他合适的热交换器。

常规槽式过滤器105可以布置在热交换器103的下游，以从生橙汁102去除不希望的大果肉颗粒。

在槽式过滤器105的下游布置有超滤器107，以将生橙汁102分离为UF渗透物104和UF渗余物106。超滤器107可以是例如陶瓷型过滤器，其膜的孔径为19-21nm，或者孔径为20nm。超滤器107的通道尺寸可以为3.5-4.5mm，或者通道尺寸可以为4mm。超滤器107的主要功能是将入口流分离成另外两种流：UF渗余物106和UF渗透物104。为了进行这种分离，向生橙汁102施加2.3-2.7巴的压强，或更具体地2.5巴的压强，并使产品通过上述陶瓷膜。UF渗余物106保留在该膜上，同时UF渗透物104通过该膜。超滤器107的浓缩系数在2.7至3.4的范围内。浓缩系数确定为起始体积除以最终体积，即进入超滤器107的原汁102的体积除以离开超滤器107的UF渗余物106的体积。

离开超滤器107的UF渗透物104进入缓冲罐129。缓冲罐129可带有夹套，冰水或其他冷却剂通过该夹套流动，以将UF过滤器104的温度保持在14℃-16℃的范围内。缓冲罐129还可具有搅拌器以使UF渗透物104均化。

纳滤器130布置在缓冲罐129的下游，以将UF渗透物104接收并分离成NF渗透物131和NF渗余物132。纳滤器130例如可以是孔径为600道尔顿-800道尔顿的螺旋缠绕式过滤器。纳滤器130的主要功能是将入口流(即UF渗透物104)分离成另外两个流：NF渗余物132和NF渗透物131。NF渗余物132由过滤器130保留，而NF渗透物131通过过滤器130。纳滤器130的浓缩系数在3.8至4.2的范围内。浓度系数确定为起始体积除以最终体积，即进入纳滤器130的UF渗透物104的体积除以离开纳滤器130的NF渗余物132的体积。缓冲罐133可临时用于储存NF渗透物131。

混合单元109被连接以使得其从超滤器107接收渗余物106，并且被连接以使得其从纳滤器130接收NF渗透物131。混合单元109还被配置为将UF渗余物106和NF渗透物130混合以产生橙汁108。混合单元109可以是无菌储存罐，其可以包括用于有效地完成混合的流动再循环器和/或搅拌器。例如，通过使用所谓的在线混合可以以其他方式实现混合，其中将UF渗余物106和NF渗透物130例如经由分支管道进给到同一流体管线中。UF渗余物106和NF渗透物130的混合物形成橙汁108。

巴氏灭菌器113从混合单元109接收混合的橙汁108，并对橙汁108进行巴氏灭菌。巴氏灭菌器113可以是管状热交换器。在巴氏灭菌中，可以通过间接热交换将橙汁108加热到至少95℃的温度。橙汁108在最低95℃的温度下保持至少30秒，以灭活酶并杀死恶化的病原微生物。

经巴氏灭菌的橙汁108进入储存罐111。储存罐111可以是缓冲罐，并且其具有夹套，冰水可以通过该夹套流动以将橙汁108保持在低于14℃的温度。储存罐111还可具有搅拌器以使橙汁108均化。

无菌填充机115被连接以从储存罐111接收橙汁108，并且被布置为用橙汁108无菌地填充包装117。填充机115可以是被构造用于以液态食物无菌地填充包装的任何常规机器。

将生橙汁102、UF渗透物104、UF渗余物106、NF渗透物和橙汁108进给到系统100的各个部件和单元之间，并通过使用由控制系统120控制的常规泵(未显示)获得所期望的压强水平。NF渗余物132可以用于其他目的，或者可以作为废物丢弃。在一实施方案中，例如如果橙汁108需要稍高的糖含量(甜度)，则将NF渗余物132中的一部分引入混合单元109中。

如将在下面描述的，操作系统100以从生橙汁102生产橙汁108。然后，获得巴氏灭菌后的生橙汁102、UF渗余物106、UF渗透物104、NF渗余物132、NF渗透物131和橙汁108的各种性质。如下所述，通常通过传感器127以及通过采样和随后的实验室分析来收集和测量这些值。

通过常规pH计获得pH值。通过使用Scott方法(溴化物-溴酸盐溶液)获得精油值，该方法也由Dan A.Kimball在“Citrus Processing:A Complete Guide”中进行了描述。精油是存在于橙子中的油(烃)的混合物，其通常包含90％以上的D-柠檬烯。通过常规方法使用采样和随后的实验室滴定分析获得维生素C值。通过采样并且通过按照由Dan A.Kimball在“Citrus Processing:Quality Control and Technology”中所述的PEU测试的程序获得酶值。总乳酸菌值和单核细胞增生李斯特菌值通过采样和随后的常规实验室方法获得。通过使用氢氧化钠滴定法获得酸度(硝酸)值。总乳酸菌值、单核细胞增生李斯特菌值和总细菌值通过采样和随后的常规实验室方法获得。白利糖度值是通过常规白利糖度计获得的。果糖、葡萄糖和蔗糖值是通过用于确定液体中此类糖的量的常规方法获得的。通过使用常规设备，例如柯尼卡美能达(Konica Minolta)型CM-2600d分光光度计，通过色度计测量获得色彩和亮度值。

现在转到图2，并继续参考图1，存储在存储器124中的软件指令可以由测量和控制系统120中的处理器122执行，以便获得可测量的值并通过信号线121提供控制信号给系统100，从而执行用于生产具有本文所讨论的值和特性的橙汁108的方法。

这样的方法包括冷却201生橙汁102，并且如图1所示，生橙汁102可以起源于储存罐101并在热交换器103中冷却到适合于后续超滤和纳滤的温度。

冷却的生橙汁102在超滤器107中超滤203以产生UF渗透物104和UF渗余物106。超滤203生橙汁102所处的合适温度在14-16℃的范围内。如图1所示，冷却的生橙汁102可以任选地在槽式过滤器105中进行过滤，然后在超滤器107中进行超滤。

UF渗透物104在纳滤器130中被纳滤204以产生NF渗透物131和NF渗余物132。纳滤204UF渗透物104所处的合适温度在14-16℃的范围内。分别在对UF渗透物104进行纳滤之前和之后，NF渗透物131可以被临时存储在缓冲罐中。

UF渗余物106和NF渗透物131在混合单元109中混合205以产生橙汁108。橙汁108的糖含量介于生橙汁的糖含量的67％至77％之间。糖含量定义为白利糖度值。

在混合之后，将橙汁108在巴氏灭菌器113中进行巴氏灭菌207。关于巴氏灭菌207，巴氏灭菌温度为95℃，并且橙汁108在该温度下保持至少30秒。

然后，用通过混合207获得的橙汁108无菌填充209包装117。

在一实施方案中，除了所描述的超滤203和纳滤204之外，生橙汁102、UF渗余物106、UF渗透物、NF渗透物和混合的橙汁108均未进行任何其他微滤、超滤、纳滤或反渗透过滤。换句话说，在该过程中使用的唯一的过滤是超滤的一个步骤和纳滤的一个步骤，该过滤不包括除微过滤(例如槽式过滤器105中的过滤)之外的粗滤。

在用于生产橙汁108的方法中，超滤的渗余物106的糖含量介于生橙汁102的糖含量的99％至105％之间，而纳滤的渗透物131的糖含量介于超滤的渗透物104的糖含量的62％至68％之间。

进行混合205，使得超滤的渗余物106和纳滤的渗透物131产生橙汁108，该橙汁108的果糖含量介于生橙汁102的果糖含量的84％至90％之间。超滤的渗余物106的果糖含量介于生橙汁102的果糖含量的0％至2％的范围内，而纳滤的渗透物131的果糖含量介于超滤的渗透物104的果糖含量的69％至75％之间。

还可进行混合205，以使超滤的渗余物106和纳滤的渗透物131产生橙汁108，该橙汁108的葡萄糖含量介于生橙汁102的葡萄糖含量的84％至90％之间。超滤的渗余物106的葡萄糖含量介于生橙汁102的葡萄糖含量的0％至2％之间，并且纳滤的渗透物131的葡萄糖含量介于超滤的渗透物104的葡萄糖含量的77％至83％之间。

还可以进行混合205，以使超滤的渗余物106和纳滤的渗透物131产生橙汁108，该橙汁108的蔗糖含量介于生橙汁102的蔗糖含量的56％至62％之间。超滤的渗余物106的蔗糖的含量介于生橙汁102的蔗糖含量的0％至2％之间，并且纳滤的渗透物131的蔗糖含量介于超滤的渗透物104的蔗糖含量的34％至40％之间。

对橙汁108的巴氏灭菌207可包括对橙汁108进行巴氏灭菌以获得小于生橙汁102的酶果胶酯酶PEU含量的1.3％的PEU含量。

在用于生产橙汁108的方法中，已经发现，在通过混合207生产的橙汁108中，精油含量在生橙汁102的精油含量的18％至28％的范围内。此外，在UF渗余液106中，精油含量介于生橙汁102的精油含量的165％至185％之间。

根据上述方法，通过系统100的操作产生的详细结果产生了表1a-d中指定的参数值，如下所示：

表1a:

表1b:

表1c:

表1d:

补充测试显示相似的结果。以上述方式生产果汁，以便获得所讨论的范围，从而提供糖含量降低同时仍提供良好口味和品质的果汁。同时，果汁108的货架期长，当在高达5℃或者甚至高达8℃的温度下储存时，货架期超过60天。