CN100396333C - 摩擦杀菌设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摩擦杀菌设备，具体地说是一种适用于对一定粘度的食品物料，进行杀菌的设备，属于食品机械技术领域。其主要采用进料转子泵通过管路与蒸汽接触预热器连接，蒸汽接触预热器通过进料管路与摩擦杀菌装置连接，摩擦杀菌装置通过抽真空管路与水力循环真空泵连接，摩擦杀菌装置通过出料管路与出料转子泵连接。本发明结构简单、紧凑，合理；能将食品物料通过预热，再进入摩擦盘内，物料与摩擦盘之间以及物料之间的剧烈摩擦，使食品物料迅速升温，进行杀菌后在离心力作用下甩出；该设备利用摩擦生热对物料直接加热且不会结垢，对富含维生素及蛋白质等热敏性物质的食品物料，既能保证物料灭菌效果，又能保证食品风味与营养价值。

Description

摩擦杀菌设备

技术领域

本发明涉及一种摩擦杀菌设备，具体地说是一种适用于对一定粘度的食品物料进行杀菌的设备，属于食品机械技术领域。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对食品的营养成分和风味的要求越来越高。热敏性食品物料对热过程很敏感，受热后易发生化学变化或物理变化而影响产品质量。热敏性物质的变化与温度和时间有关，若温度比较低时变化很缓慢，温度很高，但受热时间短，物料的物理化学变化来不及进行，则变化很小。对热敏性食品物料进行超高温杀菌时，时间要尽可能的缩短，这样既可能保证物料灭菌效果，又保证食品的风味与营养价值。

本发明作出以前，在已有技术中，高温瞬时杀菌设备主要有管式或套管式以及板式换热器，它们存在一定的缺陷：一是传热效率不高，高温停留时间依然较长，通常仍需2-5秒钟。一方面是由于间接传热，热源-金属壳(管)壁-垢层-物料，一旦结垢，传热系数大大降低；另一方面，物料层较厚，对于非牛顿流体物料处于层流状态，不利于传热。二是结垢后清洗较难。对于蕃茄酱、花生酱、苹果酱等各种果酱，蜂蜜等这类富含维生素及蛋白质等热敏性物质的食品物料，高温杀菌停留时间较长，会破坏食品物料原有的营养价值和风味。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种利用物料摩擦发热原理，将食品物料通过蒸汽接触加热器预热，再进入摩擦盘内，使食品物料迅速升温，进行杀菌后甩出，杀菌时间极短；由于物料与摩擦盘之间以及物料之间的剧烈摩擦，直接加热且不会结垢，克服了其他类型热交换器间接加热时间长、易结垢、难清洗的缺点，既能保证物料灭菌效果，又能保证食品风味与营养价值的摩擦杀菌设备。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明主要采用管路一端连接进料转子泵，另一端与蒸汽接触预热器连接，进料管路一端连接蒸汽接触预热器，另一端与摩擦杀菌装置连接，抽真空管路一端连接摩擦杀菌装置，另一端与水力循环真空泵连接，出料管路一端连接摩擦杀菌装置，另一端与出料转子泵连接。所述的摩擦杀菌装置采用容器上盖安装在带冷却夹套容器上部，带冷却夹套容器下部安装在容器下盖上，容器下盖安装在容器支座上方，容器支座安装在底座上方，轴承座安装在容器下盖中心，主轴通过球轴承和向心球轴承支承在轴承座上，摩擦动盘安装在主轴上端，摩擦静盘通过摩擦盘间隙调节机构固定在容器上盖上，摩擦静盘上方安装物料反射板，电机安装在电机座上，电机座安装在底座上，电机的轴与主轴通过带传动机构传动，皮带张紧机构调节传动带的松紧，下盖与轴承座外表面构成中心冷却夹套，冷却水由中间冷却夹套进水口进入中心冷却夹套，由中间冷却夹套出水口流出；容器上盖顶部装有温度传感器。

本发明蒸汽接触预热器主要采用外套筒和中间套筒左端连接，环隙调节芯杆设置在芯杆套筒内，并和芯杆套筒左端连接，环隙调节芯杆相对芯杆套筒可转动，从而产生轴向位移，芯杆套筒和中间套筒左端连接，锁紧环和中间套筒连接，锁紧环压紧芯杆套筒左端，出料端环与外套筒连接。

本发明物料蒸汽接触预热器外套筒上设置有进料管口、进蒸汽管口，出料端环上设置有出料口。

本发明摩擦静盘与摩擦动盘构成倒π形间隙，间隙为：0.1-0.3mm。

本发明带冷却夹套容器上分别装有下液位计、上液位计、手孔及温度计。

本发明容器上盖顶部装有带灯视镜、真空压力表、设有抽真空口。

本发明容器下盖下端安装出料口。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明结构简单、紧凑，合理；由于利用物料摩擦发热原理，将食品物料通过蒸汽接触加热器预热，再进入摩擦盘内，使食品物料迅速升温，进行杀菌后甩出，杀菌时间极短，只需0.1～0.25秒；由于物料与摩擦盘之间以及物料之间的剧烈摩擦，直接加热且不会结垢，克服了其他类型热交换器间接加热时间长、易结垢，难清洗的缺点，对于蕃茄酱、花生酱、苹果酱等各种果酱，蜂蜜等这类富含维生素及蛋白质等热敏性物质的食品物料，既能保证物料灭菌效果，又能保证食品风味与营养价值；用途广，不但可用于热敏性物质的食品物料及医药行业膏类的杀菌，也可作为化工行业热敏性物料的热交换器。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明蒸汽接触预热器结构示意图。

图3为本发明摩擦杀菌装置结构示意图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

本发明主要由进料转子泵1、管路2、出料转子泵3、蒸汽接触预热器4、出料管路5、进料管路6、摩擦杀菌装置7、管路8、水力循环真空泵9等组成。

本发明主要采用管路2一端连接进料转子泵1，另一端与蒸汽接触预热器4连接，进料管路6一端连接蒸汽接触预热器4，另一端与摩擦杀菌装置7连接，抽真空管路8一端连接摩擦杀菌装置7，另一端与水力循环真空泵9连接，出料管路5一端连接摩擦杀菌装置7，另一端与出料转子泵3连接。物料由进料转子泵1经管路2泵送到蒸汽接触加热器4内与蒸汽(由管口a进入)直接接触加热至75-85℃，经管路6进入摩擦杀菌装置7内进行超高温130-140℃瞬时杀菌0.1-0.25秒，杀菌设备带有冷却夹套，使高温物料由130-140℃快速冷却至70-80℃，同时经管路8由水力循环真空泵9抽真空，使摩擦杀菌设备内物料中的水份闪蒸被抽出并带走一部分热量，加速物料的冷却。杀菌后的物料经出料管路5由出料转子泵3泵送到后道工序。

本发明蒸汽接触预热器4由外套筒10、进料管口11、O形圈12、中间套筒13、锁紧环14、环隙调节芯杆15、锁紧芯杆套筒16、O形圈17、O形圈18、O形圈19、进蒸汽管口20、出料端环21、出料口22、O形圈23等组成。

本发明物料蒸汽接触预热器4的外套筒10上设置有进料管口11、进蒸汽管口20，出料端环21上设置有出料口22。物料由进料管口11进入外套筒10和中间套筒13构成的环隙(左端)，再由中间套筒13上周向设有多个进料孔进入中间套筒13与芯杆套筒16构成的环隙向右端快速流动，进入中间套筒13、芯杆套筒16、环隙调节芯杆15以及出料端环21构成的窄隙，同时蒸汽由进蒸汽管口20进入外套筒10和中间套筒13构成的环隙(右端)进入中间套筒13、芯杆套筒16、环隙调节芯杆15以及出料端环21构成的窄隙。在窄隙内，物料与蒸汽直接接触加热至75-85℃，后由出料口22流出。其中，外套筒10和中间套筒13左端由O形圈12密封，外套筒10和中间套筒13中间由O形圈18密封，中间套筒13和芯杆套筒16由O形圈17密封，环隙调节芯杆15和芯杆套筒16由O形圈19密封，外套筒10和出料端环21由螺纹连接采用O形圈23密封。外套筒10和中间套筒13左端由螺纹连接，环隙调节芯杆15和芯杆套筒16左端由螺纹连接，芯杆套筒16和中间套筒13左端由螺纹连接，锁紧环14和中间套筒13由螺纹连接，锁紧环14压紧芯杆套筒16左端面达到锁紧芯杆套筒16目的。环隙调节芯杆15相对芯杆套筒16可轴向移动，达到调节蒸汽接触预热器右端内部出料环隙目的。

本发明摩擦杀菌装置7由底座24、螺钉25、出料口26、支座27、螺栓28、螺母29、容器下盖30、O形密封圈31、下液位计32、带冷却夹套容器33、上液位计34、手孔35、O形密封圈36、螺栓37、螺母38、容器上盖39、物料反射板40、螺钉41、真空压力表42、抽真空口43、摩擦静盘44、进料口45、摩擦盘间隙调节机构46、螺钉47、摩擦动盘48、带灯视镜49、螺钉50、温度传感器51、主轴52、机械密封53、O形密封圈54、冷却出水口55、接触球轴承56、轴承座57、温度计58、电机59、冷却进水口60、向心球轴承61、电机座62、带传动机构63、螺钉64、皮带张紧机构65、螺钉66、中间冷却夹套进水口67、机械密封冷却进水口68、机械密封冷却出水口69、O形密封圈70、中间冷却夹套出水口71、中心冷却夹套72等组成。

本发明摩擦杀菌装置7中容器上盖39安装在带冷却夹套容器33上部，并用螺栓37和螺母38紧固，用O形密封圈36进行密封。带冷却夹套容器33下部安装在容器下盖30上，并用O形密封圈31进行密封，容器下盖30安装在.容器支座27上方，三者用螺栓28和螺母29紧固。容器支座27安装在底座24上方，用螺钉25紧固。轴承座57安装在容器下盖30中心，下端用螺钉66进行紧固，并且二者上部用O形密封圈54下部用O形密封圈70进行密封。主轴52通过角接触球轴承56和向心球轴承61支承在轴承座57上。主轴52上装有机械密封53，摩擦动盘48安装在主轴52上端并用螺钉47和螺钉50进行紧固。摩擦静盘44通过摩擦盘间隙调节机构46固定在容器上盖39上。摩擦静盘44上方安装有物料反射板40，并用螺钉41进行紧固。电机59安装在电机座62上，电机座62安装在底座24上并用螺钉64进行紧固。电机59的轴与设备主轴52通过带传动机构63进行传动。皮带张紧机构65可调节传动带的松紧程度。

本发明被杀菌的食品物料由容器上盖39顶部的进料口45进入摩擦静盘44与摩擦动盘48构成的倒π形间隙，间隙为：0.1-0.3mm。摩擦动盘48与摩擦静盘44之间的间隙可通过摩擦盘间隙调节机构47进行调整，摩擦动盘48高速旋转，转速4000-8000转/分，物料在两摩擦盘之间的间隙内受到剧烈摩擦，摩擦功转化为物料的动能与内能，根据能量守衡定律，内能的增加使物料的温度在0.1-0.25秒内由75-85℃迅速升温至130-140℃，对物料进行杀菌并在离心力作用下甩到物料反射板40上后反射到带冷却夹套容器33的内壁进行快速冷却，冷却水由带冷却夹套容器33上设置的冷却进水口60进入带冷却夹套容器33的夹套内，由带冷却夹套容器33上设置的冷却出水口55流出。同时容器下盖30与轴承座57外表面构成的中心冷却夹套72能对物料进行辅助冷却，并对轴承座57进行冷却，从而达到对高速轴承的冷却目的。冷却水由中间冷却夹套进水口67进入中心冷却夹套72，由中间冷却夹套出水口71流出。高速双端面机械密封53能对设备进行动密封，保证杀菌后的物料不与外界接触。机械密封53的润滑和冷却介质为不循环的自来水，机械密封冷却进水由机械密封冷却进水口68进入，由机械密封冷却出水口69流出。

本发明带冷却夹套容器33上装有下液位计32以及上液位计34能对液位进行报警；带冷却夹套容器33上装有手孔35便于用塞尺检测摩擦动盘48与摩擦静盘44之间的间隙大小，同时方便对带冷却夹套容器33内部进行冲洗。带冷却夹套容器33上装有温度计58显示物料冷却的温度。

本发明容器上盖39顶部装有温度传感器51，可监测物料甩出摩擦盘时的温度。容器上盖39顶部装有带灯视镜49，便于观察带冷却夹套容器33内部情况。容器上盖39顶部设计有抽真空口43，便于接水力循环真空泵抽真空。容器上盖39顶部安装有真空压力表42，显示带冷却夹套容器33内部真空度。容器下盖30下端安装有出料口26，杀菌后冷却至75-85℃的物料由此流出。

Claims (9)

1.一种摩擦杀菌设备，其特征是采用管路(2)一端连接进料转子泵(1)，另一端与蒸汽接触预热器(4)连接，进料管路(6)一端连接蒸汽接触预热器(4)，另一端与摩擦杀菌装置(7)连接，抽真空管路(8)一端连接摩擦杀菌装置(7)，另一端与水力循环真空泵(9)连接，出料管路(5)一端连接摩擦杀菌装置(7)，另一端与出料转子泵(3)连接；所述的摩擦杀菌装置采用容器上盖(39)安装在带冷却夹套容器(33)上部，带冷却夹套容器(33)下部安装在容器下盖(30)上，容器下盖(30)安装在容器支座(27)上方，容器支座(27)安装在底座(24)上方，轴承座(57)安装在容器下盖(30)中心，主轴(52)通过球轴承(56)和向心球轴承(61)支承在轴承座(57)上，摩擦动盘(48)安装在主轴(52)上端，摩擦静盘(44)通过摩擦盘间隙调节机构(46)固定在容器上盖(39)上，摩擦静盘(44)上方安装物料反射板(40)，电机(59)安装在电机座(62)上，电机座(62)安装在底座(24)上，电机(59)的轴与主轴(52)通过带传动机构(63)传动，皮带张紧机构(65)调节传动带的松紧，容器上盖(39)顶部装有温度传感器(51)。

2.根据权利要求1所述的摩擦杀菌设备，其特征在于所述的蒸汽接触预热器(4)采用外套筒(10)和中间套筒(13)左端连接，调节芯杆(15)设置在芯杆套筒(16)内，并和芯杆套筒(16)左端连接，调节芯杆(15)相对芯杆套筒(16)转动，产生轴向位移，芯杆套筒(16)和中间套筒(13)左端连接，锁紧环(14)和中间套筒(13)连接，锁紧环(14)压紧芯杆套筒(16)左端，出料端环(21)与外套筒(10)连接。

3.根据权利要求2所述的摩擦杀菌设备，其特征在于所述的外套筒(10)上设置有进料管口(11)、进蒸汽管口(20)。

4.根据权利要求2所述的摩擦杀菌设备，其特征在于所述的中间套筒(13)周向设有进料孔。

5.根据权利要求2所述的摩擦杀菌设备，其特征在于所述的出料端环(21)上设置有出料口(22)。

6.根据权利要求1所述的摩擦杀菌设备，其特征在于所述的摩擦静盘(44)与摩擦动盘(48)构成倒π形间隙，间隙为：0.1-0.3mm。

7.根据权利要求1所述的摩擦杀菌设备，其特征在于所述的带冷却夹套容器(33)上分别装有下液位计(32)、上液位计(34)、手孔(35)、温度计(58)及设有冷却进水口(60)、冷却出水口(55)。

8.根据权利要求1所述的摩擦杀菌设备，其特征在于所述的容器上盖(39)顶部设有带灯视镜(49)、真空压力表(42)、抽真空口(43)。

9.根据权利要求1所述的摩擦杀菌设备，其特征在于所述的容器下盖(30)与轴承座(57)构成中心冷却夹套(72)，并在容器下盖(30)下端设有出料口(26)。

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