一种含果粒料液的无菌缓存输送装置的制作方法

1.本发明涉及无菌果粒饮料灌装生产设备技术领域，具体涉及含果粒料液的无菌缓存输送的装置。


背景技术：

2.含果粒料液经超高温灭菌处理后，需要进行无菌缓存输送。传统的无菌缓存输送装置的结构包括：缓存罐，缓存罐上设置有料液输送管，料液输送管上设置有转子泵。传统的无菌缓存输送装置存在以下技术问题：一、果粒会与液体分层而沉积在罐底，这不仅容易导致果粒残留在罐底而无法彻底清洁灭菌，还导致输出的料液的均匀性差，从而无法稳定、连续、均匀地进行料液输送。二、转子泵的内腔中设置有叶轮做旋转运动，结构复杂，要达到无菌卫生要求，转子泵的机封需要通入屏蔽蒸汽，无菌转子泵造价高，维护费用高。


技术实现要素：

3.本发明的目的是：提供一种含果粒料液的无菌缓存输送装置，其能均匀稳定地输出含果粒料液。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种含果粒料液的无菌缓存输送装置，包括：无菌缓存罐，无菌缓存罐上连接有物料输出管和物料输入管，无菌缓存罐的底部呈由上向下直径逐渐变小的锥形，物料输出管连接在无菌缓存罐底部的最低位置，物料输出管上设置有第一无菌隔膜流量调节阀，无菌缓存罐中设置有无菌搅拌装置，无菌缓存罐上连接有无菌气体输入管，物料输入管的输入端设置有进料阀组，进料阀组包括：连接在同一个阀腔上的第一无菌控制阀、第二无菌控制阀、第三无菌控制阀、第四无菌控制阀，第一无菌控制阀上连接有进料管和回料管，第二无菌控制阀连接有第一蒸汽输入管，第一蒸汽输入管与屏蔽蒸汽输送管和杀菌蒸汽输送管分别相连接，第三无菌控制阀与物料输入管和洗涤液输送管分别相连接，第四无菌控制阀上连接有带排放控制阀与第一温度传感器的第一排放管。
5.进一步地，前述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置，其中，无菌缓存罐的侧壁以及底部的外侧均设置有冷却夹套，冷却夹套上连接有冷却介质输入管和冷却介质输出管。
6.进一步地，前述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置，其中，所述的无菌搅拌装置为无菌立式搅拌器，无菌立式搅拌器包括：搅拌桨叶，搅拌桨叶设置在搅拌轴上，搅拌轴向上伸出无菌缓存罐与搅拌电机连接，所述的搅拌轴与搅拌电机的连接处位于屏蔽腔室中，屏蔽腔室上设置有电机屏蔽输入管和带第三温度传感器的电机屏蔽输出管，所述的电机屏蔽输入管与用于冷却的换热器的被冷却介质输出端相连接，换热器的被冷却介质输入端与蔽蒸汽输送管和杀菌蒸汽输送管分别相连接，换热器上连接有换热器冷却水进入管和换热器冷却水排水管。
7.更进一步地，前述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置，其中，无菌缓存罐上设
置有称重传感器。
8.进一步地，前述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置，其中，第一无菌控制阀、第三无菌控制阀均为气动无菌t型阀，第二无菌控制阀和第四无菌控制阀均为气动无菌l型阀，第一无菌控制阀、第二无菌控制阀、第三无菌控制阀、第四无菌控制阀呈十字状布置，且第一无菌控制阀设置在第三无菌控制阀相对着设置，第二无菌控制阀设置在第四无菌控制阀相对着设置。
9.更进一步地，前述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置，其中，进料阀组采用第一无菌控制阀、第二无菌控制阀、第三无菌控制阀、第四无菌控制阀以及异径四通管拼焊而成，异径四通管的内腔形成阀腔。
10.再进一步地，前述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置，其中，洗涤液输送管的输入端设置有第七无菌控制阀，第七无菌控制阀与喷冲管路和第六控制阀相连接，喷冲管路与带喷射孔的喷冲球相连通，所述的喷冲球设置在无菌缓存罐内的顶部，第六控制阀通过连接管与第五控制阀相连接，第五控制阀与洗涤液进液管相连接，连接管上还连接有第二蒸汽输入管，第二蒸汽输入管与屏蔽蒸汽输送管和杀菌蒸汽输送管分别相连接；第二蒸汽输入管上设置有第二蒸汽输入控制阀；连接管上还设置有第二温度传感器和第二排放管；第五控制阀采用气动ll型换向阀，第六控制阀采用气动l型换向阀，第七无菌控制阀为气动无菌t型阀。
11.进一步地，前述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置，其中，无菌缓存罐上设置有缓存罐压力传感器，无菌气体输入管上设置有气动调节阀和第一压力传感器，无菌气体输入管上还设置有安全阀和排气管，排气管上设置有排气控制阀。
12.进一步地，前述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置，其中，第一排放管上设置有第三蒸汽输入管，所述的第三蒸汽输入管连接至第一蒸汽输入管，第三蒸汽输入管上设置有有第三蒸汽输入控制阀。
13.本发明的优点是：一、实现了含果粒料液的无菌缓存输送。二、采用无菌搅拌装置对无菌缓冲罐内的料液进行搅拌，并且通过称重传感器来监测无菌缓冲罐内的料液的液位，液位高时无菌搅拌装置搅拌速度高，液位低时无菌搅拌装置搅拌速度低，不同液位下无菌搅拌装置的搅拌速度不同，这能有效确保果粒在分布均匀的同时果粒不被损坏，从而大大提高含果粒饮料的口感和品质。三、在无菌缓存罐内背压，通过压力使得无菌缓存罐内的含果粒料液从物料输出管向外输出，物料输出管上的第一无菌隔膜流量调节阀的流通通径大，这种输送方式进一步能有效降低果肉破损率，从而进一步保证含果粒料液的品质和口感。
附图说明
14.图1是本发明所述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置的结构示意图。
15.图2是本发明所述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置进行洗涤液清洗的流程示意图。
16.图3是本发明所述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置进行蒸汽杀菌的流程示意图。
17.图4是本发明所述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置进行蒸汽屏蔽的流程示
意图。
18.图5是本发明所述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置进行生产时料液流动过程示意图。
19.图6是本发明所述的一种含果粒料液的无菌缓存输送装置中进料阀组的结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。
21.如图1所示，一种含果粒料液的无菌缓存输送装置，包括：无菌缓存罐1，无菌缓存罐1上连接有将含果粒料液向外输出的物料输出管11、以及用于输入含果粒料液的物料输入管12。无菌缓存罐1的底部呈由上向下直径逐渐变小的锥形，物料输出管11连接在无菌缓存罐1底部的最低位置。无菌缓存罐1的底部呈锥形，能有效防止果粒在无菌缓存罐1的底部残留，解决无菌缓存罐1洗涤后仍有果粒残留的技术问题，从而提高无菌缓存罐1的无菌性。
22.物料输出管11上设置有第一无菌隔膜流量调节阀111和第一流量计112。物料输送过程中，第一无菌隔膜流量调节阀111和第一流量计112联动控制，能确保输送时的流量稳定。本实施例中，物料输出管11上设置第一无菌隔膜流量调节阀111的优点在于：一、无菌隔膜流量调节阀的内部结构简单，能够充分全面地进行洗涤液清洗以及蒸汽灭菌，完全能够达到无菌的卫生要求，并且与无菌相关的维护件仅为隔膜，维护简单，从而能有效确保无菌。二、无菌隔膜流量调节阀与其它无菌型的调节阀相比，其所允许的流通通径大，因此能允许通过的果肉的尺寸大，这能有效降低果肉破损率，大大提高含果粒饮料的品质和口感。
23.本实施例中，无菌缓存罐1的侧壁以及底部的外侧均设置有冷却夹套14，冷却夹套14上连接有冷却介质输入管141和冷却介质输出管142。冷却夹套14中的冷却介质通常采用冷却水。设置冷却夹套14的目的在于：对蒸汽杀菌后的无菌缓存罐1进行快速冷却，使得蒸汽杀菌后的无菌缓存罐1快速冷却至常温，避免蒸汽杀菌后的无菌缓存罐1内温度过高而影响含果粒料液，如口感、色泽等等，从而保证灌装后的产品品质。
24.无菌缓存罐1上设置有缓存罐压力传感器16。无菌缓存罐1上还连接有输送无菌压缩气体的无菌气体输入管13，无菌气体输入管13上设置有气动调节阀131和第一压力传感器132。无菌气体输入管13还上设置有安全阀135和排气管134，排气管134上设置有排气控制阀1341。无菌缓存罐1内的压力过大安全阀135则会打开泄压。
25.无菌缓存罐1中设置有对含果粒料液进行搅拌的无菌搅拌装置2。所述的无菌搅拌装置2为带低液位搅拌的无菌立式搅拌器。带低液位搅拌的无菌立式搅拌器包括：搅拌桨叶21，搅拌桨叶21设置在搅拌轴22上，搅拌轴22向上伸出无菌缓存罐1与搅拌电机23连接。所述的搅拌轴22与搅拌电机23的连接处位于屏蔽腔室24中，屏蔽腔室24与电机屏蔽输入管241和电机屏蔽输出管242相连接，电机屏蔽输出管242上设置有第三温度传感器2421和电机屏蔽疏水阀2422。所述的电机屏蔽输入管241与用于冷却的换热器25的被冷却介质输出端相连接，换热器25的被冷却介质输入端与蔽蒸汽输送管3和杀菌蒸汽输送管4分别相连接。换热器25上连接有换热器冷却水进入管251和换热器冷却水排水管252，换热器25中的冷却介质为冷却水。
26.无菌缓存罐1上设置有称重传感器15。
27.无菌搅拌装置2对无菌缓存罐1内的含果粒的料液进行搅拌，能防止含果粒料液中的果粒沉淀，从而能大大提高无菌缓存罐1中物料始终保持果粒分布均匀的状态。带低液位搅拌的无菌立式搅拌器具有柔和的剪切力，可有效防止搅拌过程中搅拌桨叶21破坏果粒。
28.在保证无菌缓存罐1内物料的均匀性的同时，还需要确保料液中的果粒不被破坏。因此，无菌搅拌装置2的转速需要根据无菌缓存罐1内的液位进行调节，无菌缓存罐1内的液位降低，无菌搅拌装置2的转速也需要相应降低。因此设置称重传感器15，其目的在于：实时监测无菌缓存罐1的重量，称重传感器15将检测到的信息反馈至plc控制器，plc控制器通过重量计算出无菌缓存罐1内的液位。plc控制器则通根据液位来调整无菌搅拌装置2的转速，从而有效确保在不同液位下果粒不被破坏的同时无菌缓存罐1内物料保持均匀。
29.物料输入管12的输入端设置有进料阀组5，进料阀组5包括：具有同一个阀腔的50的第一无菌控制阀51、第二无菌控制阀52、第三无菌控制阀53、第四无菌控制阀54，其中，第一无菌控制阀51上连接有进料管511和回料管512；其中，第二无菌控制阀52连接有第一蒸汽输入管521，第一蒸汽输入管521与屏蔽蒸汽输送管3和杀菌蒸汽输送管4分别相连接；其中，第三无菌控制阀53与物料输入管12和洗涤液输送管531相连接；其中，第四无菌控制阀54上连接有带排放控制阀5411和第一温度传感器5412的第一排放管541。第一排放管541上还连接有第三蒸汽输入管542，所述的第三蒸汽输入管542连接至第一蒸汽输入管521，第三蒸汽输入管542上设置有第三蒸汽输入控制阀5421。
30.第一无菌控制阀51、第三无菌控制阀53均为气动无菌t型阀。第二无菌控制阀52和第四无菌控制阀54均为气动无菌l型阀。第一无菌控制阀51、第二无菌控制阀52、第三无菌控制阀53、第四无菌控制阀54围绕阀腔50呈十字状布置，且第一无菌控制阀51与第三无菌控制阀53相对设置，第二无菌控制阀52与第四无菌控制阀54相对设置。本实施例中，如图6所示，进料阀组5采用第一无菌控制阀51、第二无菌控制阀52、第三无菌控制阀53、第四无菌控制阀54以及异径四通管55拼焊而成，异径四通管55的内腔形成阀腔50。该结构的进料阀组5，制作成本低，控制简单，能有效避免果粒在阀腔中残留，从而大大降低洗涤液清洗不干净的风险。
31.洗涤液输送管531的输入端设置有第七无菌控制阀7，第七无菌控制阀7与喷冲管路71和第六控制阀6相连接，喷冲管路71与带喷射孔的喷冲球72相连通，所述的喷冲球72设置在无菌缓存罐1内的顶部。第六控制阀6通过连接管61与第五控制阀8相连接，第五控制阀8与洗涤液进液管81相连接。连接管61上还连接有第二蒸汽输入管9，第二蒸汽输入管9与屏蔽蒸汽输送管3和杀菌蒸汽输送管4分别相连接。第二蒸汽输入管9上设置有第二蒸汽输入控制阀91。连接管61上还设置有第二温度传感器611和第二排放管612。
32.上述的第五控制阀8采用气动ll型换向阀，第六控制阀6采用气动l型换向阀，第七无菌控制阀7为气动无菌t型阀。
33.下面进一步介绍一种含果粒料液的无菌缓存输送装置的工作原理。
34.在线洗涤液清洗（cip）过程：如图2所示，洗涤液进液管81与外部的洗涤液供给装置相连接，外部的洗涤液供给装置提供的洗涤液依次经洗涤液进液管81、第五控制阀8、连接管61、第六控制阀6、第七无菌控制阀7，然后分成两路，一路经喷冲管路71进入喷冲球72，喷冲球72对无菌缓存罐1进行喷冲清洗；另一路依次经洗涤液输送管531、第三无菌控制阀53后，分别进入无菌缓存罐1和阀腔50，无菌缓存罐1中的洗涤液从物料输出管11排出。
35.阀腔50中的洗涤液进入第一排放管541以及第三蒸汽输入控制阀5421与第一排放管541之间的第三蒸汽输入管542中。阀腔50中的洗涤液以及第三蒸汽输入控制阀5421与第一排放管541之间的第三蒸汽输入管542中的洗涤液从第一排放管541排出。
36.进料管511和回料管512与瞬时超高温灭菌机连接，瞬时超高温灭菌机中的洗涤液经第一无菌控制阀51然后由回料管512流出。
37.如图3所示，蒸汽杀菌（sip）过程：杀菌蒸汽由杀菌蒸汽输送管4输入。杀菌蒸汽是经过过滤的洁净蒸汽。如图3所示，杀菌蒸汽输送管4中的杀菌蒸汽经第一蒸汽输入管521、第二无菌控制阀52进入阀腔50和第三蒸汽输入管542。阀腔50中的杀菌蒸汽经第三无菌控制阀53分成两路，一路经物料输入管12进入无菌缓存罐1中，另一路经洗涤液输送管531、第七无菌控制阀7、喷冲管路71后进入喷冲球72，喷冲球72对无菌缓存罐1喷冲灭菌。无菌缓存罐1中的杀菌蒸汽经物料输出管11排出，同时无菌缓存罐1中的杀菌蒸汽还进入无菌气体输入管13。
38.杀菌蒸汽输送管4中的杀菌蒸汽还经第二蒸汽输入管9进入到连接管61，连接管61中的冷凝水经第二排放管612排出。
39.杀菌蒸汽输送管4中的杀菌蒸汽还依次经换热器25的被冷却介质输入端、电机屏蔽输入管241、屏蔽腔室24、电机屏蔽输出管242，电机屏蔽输出管242中的冷凝水经电机屏蔽疏水阀2422排出。
40.蒸汽杀菌自第一温度传感器5412、第二温度传感器611、第三温度传感器2421检测到的温度达到预设的灭菌温度时开始计时，当杀菌时间达到设定的时间后，蒸汽杀菌完成。上述的蒸汽杀菌实现了无菌缓存输送过程中的管路、以及管路上阀门等部件的全面有效的杀菌。同时对可能引发细菌污染的位置都进行了蒸汽杀菌如屏蔽腔室24，这就有效确保无菌缓存输送装置的无菌性。
41.蒸汽杀菌结束，蒸汽屏蔽立即开启。如图4所示，蒸汽屏蔽管路分布如下。屏蔽蒸汽由屏蔽蒸汽输送管3输入。
42.屏蔽蒸汽输送管3中的屏蔽蒸汽经第一蒸汽输入管521、进入至第三蒸汽输入管542以及第一排放管541。
43.屏蔽蒸汽输送管3中的屏蔽蒸汽经第二蒸汽输入管9进入至连接管61，连接管61中的冷凝水经第二排放管612排出。
44.屏蔽蒸汽输送管3中的屏蔽蒸汽依次经换热器25的被冷却介质输入端、电机屏蔽输入管241、屏蔽腔室24、电机屏蔽输出管242。电机屏蔽输出管242中的冷凝水经电机屏蔽疏水阀2422排出。
45.上述的屏蔽蒸汽管路使得整个无菌环境得以保持，避免无菌环境被破坏。
46.蒸汽杀菌结束后，冷却介质输入管141内通入冷却水，从而对无菌缓存罐1进行快速冷却，吸收了热量的水从冷却介质输出管142排出。
47.如图5所示，生产流程如下：经由瞬时超高温杀菌机杀菌后的含果粒料液，依次经进料管511、阀腔50、第三无菌控制阀53、物料输入管12进入至无菌缓存罐1中。无菌搅拌装置2对无菌缓存罐1内的含果粒的料液进行搅拌，从而使无菌缓存罐1内的果粒在液体中分布均匀。称重传感器15实时监测无菌缓存罐1的质量，并将检测到的信息反馈至plc控制器，plc控制器通过质量计算出无菌缓存罐1内的液位。plc控制器根据液位来调整无菌搅拌装
置2的转速，无菌缓存罐1内的液位升高，无菌搅拌装置2的转速相应增大。
48.无菌的压缩气体由无菌气体输入管13进入至无菌缓存罐1内。无菌的压缩气对无菌缓存罐1进行背压，使得无菌缓存罐1内保持正压压力p0。无菌气体输入管13上的气动调节阀131与无菌缓存罐1上的缓冲罐压力传感器16联动控制，当缓冲罐压力传感器16检测到无菌缓存罐1内的压力达到p0，则气动调节阀131关闭，当缓冲罐压力传感器16检测到无菌缓存罐1内的压力低于p0，则气动调节阀131开启，这使得无菌缓存罐1内的正压压力始终保持p0。
49.在无菌缓存罐1内的正压压力的作用下，无菌缓存罐1内的含果粒料液从物料输出管11向外输出，物料输出管11上的第一无菌隔膜流量调节阀111的流通通径大，因此能有效降低果肉破损率，从而保证含果粒料液的品质和口感。
50.本发明的优点在于：一、实现了含果粒料液的无菌缓存输送。二、采用无菌搅拌装置2对无菌缓冲罐1内的料液进行搅拌，并且通过称重传感器15来监测无菌缓冲罐1内的料液的液位，液位高时无菌搅拌装置2搅拌速度高，液位低时无菌搅拌装置2搅拌速度低，不同液位下无菌搅拌装置2的搅拌速度不同，这能有效确保果粒在分布均匀的同时果粒不被损坏，从而大大提高含果粒饮料的口感和品质。三、在无菌缓存罐1内背压，通过压力使得无菌缓存罐1内的含果粒料液从物料输出管11向外输出，物料输出管11上的第一无菌隔膜流量调节阀111的流通通径大，这种输送方式进一步能有效降低果肉破损率，从而进一步保证含果粒料液的品质和口感。