奶油生产重熔装置以及奶油生产系统的制作方法

本技术涉及食品加工设备，尤其涉及一种奶油生产重熔装置以及奶油生产系统。

背景技术：

1、人造奶油是以植物油脂为主要原料，经过乳化、急冷、捏合而形成的具有一定塑性固态或半固态乳化食品。在连续化批量生产人造奶油时，乳化溶液通常需要经过急冷捏合处理以达到特定的晶体结构与口感。然而，在生产线启动、调试、配方切换或生产条件波动时，急冷捏合单元可能会生产出部分不符合标准的半固态半成品。

2、目前，行业内对于此类不良品的处理方式主要通过人工或简易设备将不良品收集至料车中，重新熔化后再通过人工倒回乳化釜中进行二次生产。然而，这种处理方式存在以下问题：首先，运输和加热过程打断了生产的连续性，且将物料从室温重新加热至熔融状态的能耗较高。其次，在收集和转运过程中，物料处于敞开环境中，容易接触外部空气和杂质，增加了微生物污染的风险，难以满足日益严格的食品卫生标准。

技术实现思路

1、本技术公开了一种奶油生产重熔装置以及奶油生产系统，能够改善人工离线回收方式中存在的卫生风险高、能耗大及生产中断的问题，在保障食品安全的同时提升了生产线的运行效率。

2、为了实现上述目的，第一方面，本技术公开了一种奶油生产重熔装置，所述奶油生产重熔装置应用于奶油生产系统中，所述奶油生产系统包括急冷捏合机和乳化釜，所述奶油生产重熔装置包括：

3、物料收集机构，所述物料收集机构被配置为管道连接于所述急冷捏合机，以接收半固态物料，所述物料收集机构中设有切割机构，所述切割机构被配置为切割所述半固态物料；

4、热交换机构，所述热交换机构管道连接于所述物料收集机构，所述热交换机构被配置为对所述半固态物料加热以使所述半固态物料液化，所述热交换机构还被配置为管道连接于所述乳化釜，以使液化后的所述物料回流至所述乳化釜中。

5、作为一种可选的实施方式，所述物料收集机构包括：

6、物料收集槽，所述物料收集槽被配置为管道连接于所述急冷捏合机，所述切割机构设置于所述物料收集槽内；

7、输送泵，所述输送泵设置于所述物料收集机构与所述热交换机构之间，所述输送泵的入口连接于所述物料收集槽的排出口，所述输送泵的出口连接于所述热交换机构的入口，所述输送泵被配置为将切割后的所述半固态物料泵送至所述热交换机构。

8、通过设置物料收集机构包括物料收集槽和输送泵，物料收集槽通过管道连接在急冷捏合机，切割机构内置于该收集槽的容纳腔中。而输送泵安装在物料收集槽与热交换机构之间的传输路径上，输送泵的吸入口与物料收集槽底部的排出口连接，输送泵的排出口则通过管路连通至热交换机构。这样，在工作过程中，从急冷捏合机排出的半固态物料首先落入物料收集槽，在槽内被切割机构初步的切割。随后，输送泵启动，产生负压吸入切割后的物料，并将物料推送到热交换机构中。这种结构设计有效地改善了高粘度半固态物料的输送问题，虽然物料经过切割机构处理后体积变小，但物料此时仍具有高粘度、低流动性的特点，且后续的热交换机构内部流道较为狭窄，可能会对物料流动有较大的阻力。而通过添加输送泵，能够提供足够的出口压力，用于抵抗热交换机构及连接管道内的阻力，从而能够推动高粘度物料的前进。

9、作为一种可选的实施方式，所述输送泵与所述热交换机构连接的管道上设置有保温结构，和/或，所述热交换机构与所述乳化釜连接的管道上设置有保温结构。

10、输送泵与热交换机构连接的管道上可以设置保温结构。该保温结构沿管道的延伸方向覆盖在管道的外壁面上，目的在于为管道内流动的物料加热。这是因为，由于人造奶油类的物料在管道输送过程中，容易因受外部环境的低温影响而发生热量散失。在输送泵至热交换机构的前段管道中，设置保温结构能够对低温的半固态物料进行温度维持，防止物料因温度降低而凝固，从而有效地降低了管道内的摩擦阻力。此外，在热交换机构至乳化釜的后段管道中也可以设置保温结构，这是由于，物料虽已通过加热转化为液态，但若在流向乳化釜的过程中发生降温，液态的油脂类物料也容易在管壁处重新凝固。此时，后段的保温结构能够让物料在到达乳化釜之前始终保持在熔点以上的液化状态，从而确保了整个输送过程中的流畅性。

11、作为一种可选的实施方式，所述奶油生产重熔装置还包括保温管道，所述保温管道与所述热交换机构连接，以接收所述热交换机构中冷凝后的循环热水，所述保温管道的至少一部分延伸至所述保温结构中，以保温所述保温结构。

12、奶油生产重熔装置设置有保温管道，该保温管道的一端连接热交换机构的其中一个出口，另一端连通至管道上的保温结构内部。热交换机构在工作时通常通入高温蒸汽作为主热源，蒸汽在与半固态物料完成热交换后冷凝形成高温的热水。保温管道被配置为将这部分冷凝后的循环热水运输到输送泵与热交换机构之间、以及热交换机构与乳化釜之间的管道保温结构中。这样，高温热水在保温结构内流动，就可以利用热水的余热对管内的物料进行保温。

13、通过保温管道将这部分热水引入保温结构，不仅利用了原本热交换机构的剩余热能，降低了奶油生产重熔装置的整体能耗，而且由于管道保温的主要目的是防止散热，利用热水进行保温相比于直接使用蒸汽保温更加温和。

14、作为一种可选的实施方式，所述热交换机构被构造为板式换热器，所述热交换机构包括：

15、框架；

16、多个层叠设置的换热板，所述换热板设置于所述框架；

17、热媒管道，所述热媒管道设置于所述框架且穿设于所述换热板，所述热媒管道被配置为通入加热介质以加热所述半固态物料。

18、热交换机构具体被构造为板式换热器，该板式换热器主要由框架、多个层叠设置的换热板以及热媒管道组成。框架作为支撑主体，将多个换热板固定在一起。这些换热板可以沿同一个方向依次层叠排列，在相邻的换热板之间形成流体通道。热媒管道设置在框架的固定板或压紧板上，并贯穿换热板，用于将外部的高温蒸汽引入特定的流体通道中。半固态物料与加热介质分别在相邻的流体通道内流动，二者通过换热板进行隔离并实现间接热传导，从而让半固态物料变为流动状态的物料。因此，采用板式换热器内的物料受热更加均匀，有效地避免了因局部温度过高而导致焦化或因加热不足导致重结晶堵塞的问题，有利于满足生产过程中高效的处理要求。

19、作为一种可选的实施方式，所述换热板可拆卸地设置于所述框架。

20、这种可拆卸的连接结构对于处理人造奶油这类高粘度的食品物料具有重要的意义。由于奶油物料含有大量油脂和乳化剂，在长期受热工况下容易在流道死角处形成污垢或结焦层，普通的冲水清洗很难彻底清除这些残留物。而通过将换热板可拆卸地设置于框架中，当需要清洗热交换机构时，只需将换热板逐一分离取下，就可以对每一张换热板的表面进行擦拭和清洗，有利于满足食品加工行业的卫生标准。此外，可拆卸设计还可以使得当某一张换热板出现失效时，维修人员只需单独更换损坏的板片而无需更换整台设备，有利于降低成本。

21、作为一种可选的实施方式，所述切割机构被构造为绞龙式螺旋输送机，包括旋转轴及设于所述旋转轴上的螺旋叶片，所述螺旋叶片被配置为在旋转时对半固态物料进行切割。

22、旋转轴横向架设在物料收集槽的内部，将切割机构构造为绞龙式螺旋输送机。一方面，当半固态物料从急冷捏合机排出并落入收集槽时，由于物料刚经过急冷工序，通常呈现为温度较低（如15-30℃）、流动性较差的块状形态。此时，绞龙式螺旋输送机就可以带动螺旋叶片旋转从而不断地切入半固态物料内部，将大块的物料进行切割。另一方面，对于人造奶油这类物料，依靠单纯的重力流动往往容易在输送泵进口形成堵塞，而且螺旋叶片能够产生轴向推力，将切割后的物料不断地推向输送泵的进口。这种方式，可以让输送泵能够获得较好的填充率，减少了因进料中断导致的生产异常。

23、作为一种可选的实施方式，所述热交换机构与所述乳化釜连接的管路上设有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器用于检测所述物料离开所述热交换机构时的温度，所述压力传感器用于检测所述物料离开所述热交换机构时的压力。

24、热交换机构与乳化釜之间的连接管路上安装有温度传感器和压力传感器。这两个传感器位于热交换机构的出口端附近，直接与管内的流体接触。温度传感器被配置为实时监测经过热交换处理后的物料温度。压力传感器被配置为实时监测该管段内的流体压力值。从而，若温度传感器检测到的数值低于预设的熔点范围（例如40℃），操作人员可以判断物料尚未完全熔化，从而及时调节热交换机构的加热介质流量或降低输送泵的流速，有效地防止了未熔化的固态颗粒进入乳化釜。而压力传感器的监测作用主要体现在若管道中的物料重新结晶形成堵塞，管内的压力会急剧上升，此时压力传感器能够检测到管道的压力异常，操作人员就可以快速的进行判断并进行管道疏通，从而有利于提升奶油生产重熔装置的运行稳定性。

25、第二方面，本技术还公开了奶油生产系统，所述奶油生产系统包括：

26、急冷捏合机；

27、乳化釜，所述乳化釜被配置为存储液态的原料；

28、以及如第一方面所述的奶油生产重熔装置，所述奶油生产重熔装置连接于所述急冷捏合机与所述乳化釜之间。

29、该奶油生产系统包括急冷捏合机、乳化釜以及前述的奶油生产重熔装置，因此，该系统能够实现奶油生产重熔装置相应的有益效果。具体为：通过将奶油生产重熔装置连接于急冷捏合机的出口与乳化釜的入口之间，该系统构建了一个密闭的循环回路。利用重熔装置内的切割机构对急冷捏合机排出的硬质半固态物料进行切割，并利用热交换机构进行升温液化，使得不合格的半成品能够转化为液态原料并回流至乳化釜中。这种方式避免了人工回收模式中物料会暴露于外界环境的卫生问题。同时，系统将回收的物料直接泵入乳化釜，还节约了物料重新加热进入乳化釜的能源。可见，本技术的奶油生产系统，在保证食品加工高度卫生标准的同时，提升了生产线的连续运行效率和自动化程度。

30、作为一种可选的实施方式，所述急冷捏合机的排料口处设有不良品排放阀，所述物料收集机构的入口通过管道与所述不良品排放阀密封连接。

31、急冷捏合机的排料口处集成安装有不良品排放阀，且物料收集机构的入口端通过管道与该不良品排放阀密封连接。该不良品排放阀被配置为在合格产品流路与回收重熔流路之间进行切换。当急冷捏合机处于启动预热、工艺参数调试或停机前的排空阶段时，产出的物料往往存在晶型、硬度不达标等质量问题。此时，不良品排放阀开放，打开通往物料收集机构的通道，引导这些不合格的半固态物料在密闭的状态下直接进入奶油生产重熔装置。这种密封连接的设计能够实现快速的阀门切换，同时也提高了卫生安全与操作安全。

32、与现有技术相比，本技术的有益效果是：

33、本技术提供了一种奶油生产重熔装置和奶油生产系统，通过在物料收集机构中设置切割机构，并利用热交换机构来进行换热后将物料输送至乳化釜，从而能够形成从急冷捏合机到乳化釜的闭环回路。从而，一方面，利用切割机构对高粘度的半固态物料进行物理切割，有效地解决了大块硬质物料难以直接泵送管道的输送难题，确保了物料在生产回路中的顺畅。另一方面，热交换机构将切割后的物料快速加热液化并直接回流至乳化釜，避免了物料暴露于外界环境导致的微生物污染，也即，避免了人工回收半固态不良品所存在的卫生风险高、能耗大及处理效率低的问题。可见，该装置通过切割机构对高粘度的半固态物料进行物理切割，并利用热交换机构实现快速液化回流，有效改善了人工离线回收方式中存在的卫生风险高、能耗大及生产中断的问题，在保障食品安全的同时提升了生产线的运行效率。