用于生产浓缩物的蒸发模块以及包括该蒸发模块的液体产品制造系统的制作方法

1.本发明涉及用于制造浓缩物的蒸发模块和用于制造液体产品的系统。


背景技术：

2.为了生产以液态形成的可食用产品，例如酱汁，可以通过加热和过滤给定的材料来获得作为液体材料的浓缩物。
3.然而，当仅通过简单地加热液化料液来产生浓缩物时，可能难以获得期望浓度的浓缩物。特别地，当通过加热大量的料液来一次获得浓缩物时，浓缩过程可能花费过多的时间。
4.同时，当在方案中生产产品时，恢复材料的独特香味或味道的香味可能在制造过程中飞扬或改变而消失。
5.为了弥补这些问题，可以以将现有的芳香材料添加至浓缩物中的方案制造具有改善香味的产品。
6.然而，当将现有的芳香材料添加至浓缩物中时，可能产生与用于制造浓缩物的材料的天然香味不一致的产品，从而可能给服用该产品的消费者带来相异感觉。


技术实现要素：

7.技术问题
8.本发明是为了解决上述问题而进行，并且提供了用于有效地制造浓缩物的蒸发模块，以及用于通过使用所述蒸发模块来制造添加了香味的液体产品的系统。
9.技术方案
10.根据本发明的实施方案的用于制造液体产品的系统包括：处理引入的材料的预处理模块；通过浓缩通过在所述预处理模块中处理包含在所述引入的材料中的湿材料获得的汁液来产生浓缩物的蒸发模块；从通过在所述预处理模块中处理所述湿材料另外获得的浆料中提取芳香材料的提取模块；以及通过混合所述浓缩物和所述芳香材料产生所述液体产品的产品化模块。
11.根据本发明的实施方案的用于将从湿材料获得的汁液浓缩成用于生产液体产品的浓缩物的蒸发模块包括：通过加热所述汁液并通过形成薄膜的方案浓缩所述汁液来形成中间浓缩物的薄膜浓缩器；以及通过以在使所述中间浓缩物在多个板之间穿过时使所述中间浓缩物与所述多个板进行热交换的方案进一步浓缩在所述薄膜浓缩器中浓缩的所述中间浓缩物来产生所述浓缩物的板式浓缩器。
12.有益效果
13.因此，可以有效地生产浓缩物。
14.通过在一个系统中产生蒸发液体和芳香材料，可以产生具有降低的相异感觉和改善的香味的液体产品。
附图说明
15.图1是根据本发明的实施方案的用于制造浓缩物的系统的概念视图；
16.图2是例示出根据本发明的实施方案的用于制造浓缩物的系统中的处理湿材料过程的流程的视图；
17.图3是例示出根据本发明的实施方案的用于制造浓缩物的系统中的处理干材料或所有材料过程的流程的视图；
18.图4是例示出根据本发明的实施方案的薄膜浓缩器的结构的视图；以及
19.图5是根据本发明的实施方案的板式浓缩器的透视图。
具体实施方式
20.在下文，将参考示例性附图详细地描述本发明的一些实施方案。在整个说明书中，应注意，即使在不同的附图中提供相同或相似的附图标记，它们表示相同或相似的组件。此外，在本发明的以下描述中，当在本文中并入已知的功能和配置的详细描述可能使本发明的主题相当不清楚时，将省略该详细描述。
21.此外，当描述本发明的组件时，本文可以使用诸如第一、第二、a、b、(a)、(b)等术语。提供这些术语仅为了区分这些组件与其它组件，而这些组件的本质、时序、顺序等不受这些术语的限制。当描述一个元件连接、联接或电连接至另一个元件时，该元件可以直接连接或联接至另一个元件，但第三元件也可以连接、联接或电连接在元件之间。
22.图1是根据本发明的实施方案的用于制造浓缩物的系统的概念视图。图2是例示出根据本发明的实施方案的用于制造浓缩物的系统中的处理湿材料过程的流程的视图。图3是例示出根据本发明的实施方案的用于制造浓缩物的系统中的处理干材料或所有材料过程的流程的视图。
23.参考附图，根据本发明的实施方案的用于制造液体产品的系统1可以包括预处理模块10、蒸发模块20、提取模块30和产品化模块40，并且可以包括控制模块50。
24.预处理模块10
25.预处理模块10是从引入的材料中分离湿材料和干材料并处理湿材料和干材料的模块。湿材料和干材料在预处理模块10中被分离，并被处理使得它们在蒸发模块20和提取模块30中容易被处理。预处理模块10可以包括进料输送机，使得引入的材料进料到预处理模块10的同时被处理。
26.预处理模块10可以包括接收材料并确定引入的材料是干材料还是湿材料的源材料确定装置11。源材料确定装置11可以通过向引入的材料照射电磁波或施加电流来将引入的材料分类为湿材料和干材料。在此，湿材料是指具有特定值或更高的水分含量的材料，而干材料是指具有小于特定值的水分含量的材料。湿材料的实例是蔬菜和水果，而干材料的实例是鱼干和肉干。在此，特定值可以是10％。
27.此外，源材料确定装置11可以包括光学系统和图像传感器。在这种情况下，源材料确定装置11可以识别引入的材料，可以在预先存储的湿材料和干材料的列表中找到相应的项目，并且可以将引入的材料分类为湿材料或干材料。
28.预处理模块10可以包括处理由源材料确定装置11分离的湿材料的湿材料处理装置12和处理由源材料确定装置11分离的干材料的干材料处理装置13。
29.来自引入的材料的湿材料被引入湿材料处理装置12(s101)。湿材料处理装置12通过处理由源材料确定装置11分离的湿材料来产生汁液和浆料。为了处理湿材料，湿材料处理装置12可以包括破碎机121、榨汁机122和过滤器123。
30.破碎机121接收为来自源材料确定装置11的湿材料的材料并破碎它们(s102)。为了进行破碎，破碎机121可以具有在彼此接合的同时旋转的多个转子，或者可以具有向其中引入材料的容器和在容器中旋转的破碎机叶片，但破碎湿材料的方法不限于此。
31.榨汁机122接收被破碎机121破碎的湿材料，并且对湿材料进行榨汁以产生未过滤的汁液和浆料(s103)。榨汁机122被形成为挤压湿材料，并且可以包括为了顺利榨汁进一步添加水的设备。经过滤的浆料被输送至提取模块30。
32.过滤器123通过过滤由榨汁机122产生的未过滤的汁液来获得汁液(s104)。因此，过滤器123可以包括特定尺寸或更大尺寸的颗粒不能通过的多孔过滤器。过滤器123使未过滤的汁液通过过滤器并将已经通过的汁液输送至以下将描述的蒸发模块20，并且其它经过滤的浆料可以被输送至以下将描述的提取模块30。
33.干材料或所有材料可以被引入干材料处理装置13(s201)。干材料处理装置13通过处理由源材料确定装置11分离的湿材料来产生汁液和浆料。干材料处理装置13可以包括烹调机131和加水机132，并且可以进一步包括酶部件133。
34.烹调机131接收来自源材料确定装置11的干材料并通过加热干材料来烹调干材料(s202)。烹调机131不仅可以加热干材料，还可以通过添加其它材料来使干材料的味道多样化。因为干燥材料在烹调机131中通过烘烤、炙烤等被加热，所以可以由于赋予干材料烹调感而实现香味，并且由于焦糖反应、mailyard反应等而赋予干燥材料味道和风味。
35.加水机132通过将水添加至经烹调的干材料来产生固体糊料。固体糊料可以在经过加水机132之后立即输送至提取模块30。然而，当确定需要引入酶时(s204)，可以通过酶部件133将酶进一步应用于固体糊料(s205)。提供通过酶部件133应用的酶以增加芳香材料的提取效率。将通过酶部件133进行酶处理的固体糊料输送至提取模块30。
36.蒸发模块20
37.蒸发模块20是通过浓缩汁液产生浓缩物的模块。为了通过浓缩通过在预处理模块10中处理湿材料而获得的汁液来产生浓缩物，蒸发模块20可以包括薄膜浓缩器22和板式浓缩器23，并且还可以包括液体储存罐21、循环罐24、循环浓度测量仪和辅助罐25。
38.薄膜浓缩器22可以是以通过加热汁液来形成薄膜的方案通过浓缩汁液形成中间浓缩物的浓缩器(s105和s107)。汁液可以首先从预处理模块10输送至液体储存罐21，并且可以从液体储存罐21输送至薄膜浓缩器22。用于通过浓缩汁液产生中间浓缩物的薄膜浓缩器22的配置将在图4的描述中详细地描述。
39.薄膜浓缩器22可以将在形成中间浓缩物的过程中产生的芳香材料输送至提取模块30。薄膜浓缩器22可以连接至第二芳香回收罐33，并且当有必要重复使用由薄膜浓缩器22提取的芳香材料时可以输送芳香材料(s114和s209)。
40.液体储存罐21可以包括罐温控制器213。罐温控制器213可以冷却储存在液体储存罐21中的液体，以使液体对热量的暴露最小化。
41.液体储存罐21可以包括浓度测量仪212。浓度测量仪212是获取储存在液体储存罐21中的中间浓缩物的浓度的元件。由浓度测量仪212获取的浓度可以是白利糖度浓度，但浓
度不限于此。
42.处理器51可以控制由薄膜浓缩器22产生的中间浓缩物输送至液体储存罐21。当由浓度测量仪212获取的浓度小于特定合格浓度时，处理器51可以控制储存在液体储存罐21中的中间浓缩物再循环至薄膜浓缩器22。当由浓度测量仪212获取的浓度是特定合格浓度或更高时，处理器51可以控制储存在液体储存罐21中的中间浓缩物输送至板式浓缩器23。液体储存罐21可以包括用于改变中间浓缩物的路径的液体切换单元211。液体切换单元211可以由处理器51控制，使得返回的中间浓缩物面向薄膜浓缩器22或面向板式浓缩器23。
43.浓度测量仪212可以计算在浓缩后回收的中间浓缩物的重量与最初输送至薄膜浓缩器22的汁液或中间浓缩物的重量的比率，使得当比率达到特定值之前中间浓缩物进行再循环，并且当比率达到特定值时控制中间浓缩物输送至板式浓缩器23。
44.板式浓缩器23是以在中间浓缩物在多个板233之间穿过时使中间浓缩物与多个板233进行热交换的方案进一步浓缩由薄膜浓缩器22浓缩的中间浓缩物，从而产生浓缩物的浓缩器(s106和s208)。中间浓缩物当在储存在液体储存罐21之后满足特定条件时可以输送至板式浓缩器23。
45.浓缩物可以通过在板式浓缩器23中进一步浓缩中间浓缩物来产生，但在中间浓缩物不穿过板式浓缩器23时通过在薄膜浓缩器22中进一步浓缩中间浓缩物而获得的浓缩物可以直接从液体储存罐21输送至以下将描述的产品化模块40。
46.板式浓缩器23可以包括板式压力控制器231和板式温度控制器232。板式压力控制器231是当板式浓缩器23具有适于在板式浓缩器23中进行浓缩的温度时进一步进行浓缩的部件。板式压力控制器231可以降低板式浓缩器23的压力以降低水分的沸点。板式温度控制器232可以将板式浓缩器23的温度控制到适于在板式浓缩器23中进行浓缩的温度。由板式温度控制器232控制的在板式浓缩器23中发生蒸发的温度可以与在薄膜浓缩器22中发生蒸发的温度相同。根据控制，可以保持所产生的浓缩物的质量而不会被损坏。
47.蒸发模块20可以进一步包括循环罐24和获取储存在循环罐24中的浓缩物的浓度的循环浓度测量仪(未示出)。循环罐24是当浓缩物循环至待通过板式浓缩器23进一步浓缩时暂时储存由板式浓缩器23浓缩的浓缩物的容器。
48.循环浓度测量仪是获取储存在循环罐24中的浓缩物的浓度的元件。由循环浓度测量仪获取的浓度可以是白利糖度浓度，但浓度不限于此。循环浓度测量仪可以设置在循环罐24中。
49.处理器51可以基于由循环浓度测量仪获取的浓缩物的浓度进行控制。详细地，当由循环浓度测量仪获取的浓度小于特定循环浓度时，处理器51可以控制储存在循环罐24中的浓缩物再循环至板式浓缩器23。此外，当由循环浓度测量仪获取的浓度是特定循环浓度或更大时，处理器51可以控制储存在循环罐24中的浓缩物输送至产品化模块40。因此，浓缩物可以在循环罐24与板浓缩器23之间再循环时被浓缩，直到浓缩物的浓缩达到目标循环浓度。
50.通过再循环达到目标循环浓度的浓缩物可以从循环罐24排出，并且可以暂时储存在辅助罐25中。包括在蒸发模块20中的辅助罐25是储存所产生的浓缩物并选择性地将浓缩物输送至产品化模块40的容器。
51.图4是例示出根据本发明的实施方案的薄膜浓缩器22的结构的视图。
52.进一步参考图4，将描述薄膜浓缩器22的结构。根据本发明的实施方案的薄膜浓缩器22可以包括蒸发板225、喷雾器223和蒸汽提供器224。
53.蒸发板225是提供对其喷射汁液或中间浓缩物从而发生蒸发的表面的元件，并且可以是锥形形状。将汁液或中间浓缩物喷射到具有锥形形状的蒸发板225的内表面上并加热以蒸发，因此薄膜可以形成在蒸发板225的内表面上以具有锥形形状。蒸发板225可以围绕穿过由蒸发板225形成的锥形形状的顶点的轴旋转。
54.喷雾器223是将汁液或中间浓缩物喷射到蒸发板225的内表面的元件。喷雾器223可以设置在与蒸发板225的内表面的中心相邻的区域内。喷雾器223可以将汁液或中间浓缩物喷射到与蒸发板225的内表面的中心相邻的区域，并且当蒸发板225旋转时将喷射的液体散布到蒸发板225的内表面，以形成容易形成薄膜的状态。
55.蒸汽提供器224是向蒸发板225的外表面提供蒸汽的元件，使得在蒸汽浓缩时释放的热量施加到蒸发板225，并且使得喷射到蒸发板225的内表面上的汁液或中间浓缩物蒸发。汁液或中间浓缩物可以被蒸发并且可以在形成薄膜时被浓缩。随着蒸发板225旋转，通过蒸汽的浓缩而产生的冷凝物可以流到外部，并且因此可以通过冷凝物收集管226收集以排出。
56.在蒸发板225停止旋转之后，可以通过中间浓缩物收集管227收集以薄膜形式浓缩的中间浓缩物，并且可以将其输送至液体储存罐21。
57.薄膜浓缩器22可以包括薄膜温度控制器222。薄膜温度控制器222可以控制在蒸发板225中发生蒸发的温度。薄膜温度控制器222可以控制薄膜浓缩器22的压力以控制水分的沸点。
58.薄膜浓缩器22可以包括控制蒸发板225的旋转的rpm控制器221。rpm控制器221可以包括连接至蒸发板225的发动机，并且发动机可以旋转蒸发板225。蒸发板225的旋转可以通过控制发动机的每单位时间转数来控制。
59.薄膜浓缩器22可以包括流速控制器228。流速控制器228可以调节通过喷雾器223喷射的汁液或中间浓缩物的流速。
60.图5是根据本发明的实施方案的板式浓缩器23的透视图。
61.进一步参考图5，将描述板式浓缩器23的结构。根据本发明的实施方案的板式浓缩器23可以包括多个板233、板入口235、板出口234、热介质入口和热介质出口236。
62.其表面以特定图案雕刻的多个板233可以设置在板式浓缩器23中以彼此重叠。当多个板233彼此重叠时，其表面上的雕刻部分可以形成多个通道。沿着通道，引入到板式浓缩器23中的热介质可以流动，或者中间浓缩物或浓缩物可以流动。
63.板入口235是将中间浓缩物或浓缩物引导至多个板233的部件。由于板入口235，中间浓缩物或浓缩物可以穿过为多个通道中的一些部分的浓缩物通道。板入口235可以连接至液体储存罐21和循环罐24。
64.板出口234是排出随着浓缩物穿过浓缩物通道时被蒸发而被进一步浓缩的浓缩物的部件。板出口234可以连接至循环罐24。
65.热介质入口是将高温热介质输送至为由多个板233形成的多个通道的其它部分的热介质通道的部件。由于热介质入口，热介质可以流过热介质通道，并且热量可以传递至穿过浓缩物通道的中间浓缩物或浓缩物。换而言之，可以通过多个板233在热介质与中间浓缩
物或浓缩物之间进行热交换。热介质入口可以与板出口234相同。
66.热介质出口236可以是在沿着热介质通道流动的热介质将热量传递至中间浓缩物或浓缩物之后引导热介质排出到外部的部件。
67.提取模块30
68.提取模块30是从浆料中提取芳香材料(s110)，以及进一步从固体糊料中提取芳香材料(s206)的模块。由于固体糊料通过在预处理模块10中处理干材料获得，所以在未处理干材料时，提取模块30可以仅从通过处理湿材料获得的浆料中提取芳香材料。芳香材料是一种表述，其通常是指包括芳香物质的材料，并且可以包括香精或油。
69.提取模块30可以包括提取器31。提取器31可以包括芳香提取器311和液体提取器312。当提取器31由蒸馏器构成时，提取器31可以包括芳香提取器311和液体提取器312。
70.提取器31可以包括芳香温度控制器313来控制提取器31的操作温度，并且提取器31可以包括芳香压力控制器314来控制提取器31的操作压力。
71.提取模块30可以包括第一芳香回收罐32和第二芳香回收罐33。通过提取器31从浆料或固体糊料获得的芳香材料可以储存在第一芳香回收罐32中。从蒸发模块20的薄膜浓缩器22输送的芳香材料可以被储存在第二芳香回收罐33中。
72.通过提取器31提取的液体可以被输送至液体回收罐34。当确定有必要重复使用提取的液体时(s113)，储存在液体回收罐34中的液体可以被选择性地输送至蒸发模块20的液体储存罐21中，并且可以通过薄膜浓缩器22或板式浓缩器23被处理成中间浓缩物或浓缩物。
73.提取模块30可以包括芳香选择器35。储存在第一芳香回收罐32和第二芳香回收罐33中的芳香材料可以被输送至芳香选择器35。芳香选择器35是分离多种提取的芳香材料并地将提取的芳香材料选择性输送至产品化模块40的系统(s112和s210)。芳香选择器35可以包括用于分子量的分离单元351、芳香储存罐和切换单元353。
74.用于分子量的分离单元351是接收来自第一芳香回收罐32和第二芳香回收罐33的芳香材料并且根据其分子量分离多种提取的芳香材料的部件。芳香选择器35可以包括用于识别所输送的芳香材料的分子量的色谱装置，并且可以在分子量中识别对应于包括芳香组分的材料的分子量。用于分子量的分离单元351可以包括多个膜分离器以根据其分子量通过使用反渗透经膜分离来分离芳香材料。
75.多个芳香储存罐是分离已经根据其分子量分离的芳香材料并储存芳香材料的容器。在本发明的实施方案中，尽管例示出设置有其中分离并储存根据其分子量通过用于分子量的分离单元351分离的低分子、中分子和高分子的低分子芳香储存罐3521、中分子芳香储存罐3522和高分子芳香储存罐3523，但芳香储存罐的数量不限于此，并且根据分子量划分芳香材料的区段也可以根据情况进行修改。
76.芳香选择器35可以包括切换单元353。切换单元353是选择性地分别将储存在多个芳香储存罐中的芳香材料输送至产品化模块40的元件。因此，切换单元353可以包括连接芳香储存罐和产品化模块40的芳香液体混合器41的管道(这将在以下描述)，以及选择性地打开和关闭连接至与芳香储存罐连接的管道的一部分管道的阀。切换单元353可以由处理器51控制，以选择性地将必要分子量的芳香材料输送至产品化模块40并且中断其它芳香材料的输送。
77.产品化模块40
78.产品化模块40是通过混合浓缩物和芳香材料来产生液体产品的模块。产品化模块40可以包括混合器41和灭菌器42。
79.混合器41是搅拌和混合从蒸发模块20输送的浓缩物和从提取模块30输送的芳香材料(s107和s211)的设备。混合器41可以包括搅拌速度控制器411、混合温度控制器412和引入液体量调节器413。
80.引入液体量调节器413可以确定使用的从蒸发模块20输送的浓缩物的量和使用的从提取模块30输送的芳香材料的量的混合比例。由引入液体量调节器413以特定混合比例引入的浓缩物和芳香材料可以通过混合器41的搅拌器混合。搅拌器可以包括：浓缩物和芳香材料被引入其中的搅拌罐以及在搅拌罐中旋转时搅拌所述材料的搅拌翼。
81.混合温度控制器412是控制搅拌罐的温度，使得在搅拌器中产生可以容易地进行搅拌的温度的部件。浓缩物和芳香材料可以通过混合温度控制器412进行预加热。
82.搅拌速度控制器411可以控制搅拌翼的操作速度。浓缩物的粘度可以根据搅拌速度控制器411的控制来调节，并且浓缩物可以被乳化。
83.浓缩物和芳香材料可以通过混合器41混合，并且可以产生初步产品。初步产品可以被输送至灭菌器42。灭菌器42通过对初步产品施加热量来对通过混合器41混合的初步产品进行灭菌。灭菌器42可以通过使用超高温(uht)灭菌来对初步产品进行灭菌。灭菌器42可以包括控制灭菌期间的温度的灭菌温度控制器421以及控制进行灭菌的时间的灭菌加热时间控制器422。因此，液体产品可以由初步产品产生(s109和s213)。
84.控制模块50
85.控制模块50是用于控制用于制造液体产品的系统1的元件。控制模块包括处理器51。处理器51是电连接至用于制造液体产品的系统1的其它元件以控制其它元件的元件。特别地，处理器51可以电连接至蒸发模块20以进行控制，使得在浓缩器中浓缩的中间浓缩物或浓缩物根据其浓度循环或进行下一个操作。
86.处理器51可以包括微处理器，例如现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)或中央处理单元(cpu)，但计算装置的类型不限于此。
87.控制模块50可以包括存储多个控制指令的存储器52，这些控制指令是处理器51生成用于控制指令的指令的基础。处理器51可以被编程以从存储器52接收控制指令并基于控制指令生成用于控制元件的电信号。存储器52可以是数据存储器，例如硬盘驱动器(hdd)、固态驱动器(ssd)、易失性介质或非易失性介质，但存储器的类型不限于此。
88.控制模块50可以包括通信装置53。通信装置53是被设置成与用于制造液体产品的系统1的其它元件通信，或者与位于系统外部的其它通信装置通信的元件。通信装置53可以包括用于通信的调制解调器，并且可以发送和接收信息。通信装置53可以是可以通过wi-fi、蓝牙等方案进行通信的无线调制解调器，并且通信方案可以通过使用包括ir光发射器和光接收器的传感器来进行，但其配置不限于此。
89.控制模块50可以包括显示具体信息的显示器54。显示器54可以电连接至处理器51，并且可以显示由包括在用于制造液体产品的系统1中的其它元件以电信号的形式输送至处理器51的状态信息，使得用户可以识别状态信息。此外，显示器54可以包括触摸屏以接收用户的控制指令，并且输入指令可以被输送至处理器51用于控制。
90.尽管迄今已经描述的构成本发明的实施方案的所有元件联接至一个元件或联接进行操作，但本发明基本上不限于这些实施方案。换而言之，在不背离本发明的目的的情况下，所有元件可以选择性地联接至一个或多个元件进行操作。此外，因为诸如“包括”、“包含”或“具有”的术语可以意指可以包括相应的元件，除非存在特别矛盾的描述，应解释为不排除其它元件，而是可以进一步包括其它元件。此外，除非另外定义，本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。通常使用的术语(例如在词典中定义的术语)应被解释为与相关技术的背景含义一致，并且除非在本发明中明确定义，不应被解释为理想的或过于形式的含义。
91.以上描述是本发明的技术主旨的简单示例，并且本公开内容可以由本发明所属领域的技术人员在不背离本发明的基本特征的情况下进行各种校正和修改。因此，本发明中公开的实施方案不是为了限制本发明的技术主旨而提供，而是为了描述本发明而提供，并且本发明的技术主旨的范围不受这些实施方案的限制。因此，本发明的技术范围应由所附权利要求来解释，并且等同范围内的所有技术主旨均落入本发明的范围内。