CN103055735A

CN103055735A - 含果肉的饮料和含纤维的饮料用的混合器

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Publication number: CN103055735A
Application number: CN2012103978498A
Authority: CN
Inventors: E·恩格尔
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2032-10-18
Also published as: EP2583748B1; BR102012026624A2; DE102011084720A1; US20130094323A1; CN103055735B; EP2583748A2; EP2583748A3

Abstract

本发明涉及一种用于混合含果肉和/或纤维的流体的装置，该装置包括用于使流体以无剪切的方式移动的设备。本发明还涉及一种相应的方法。

Description

含果肉的饮料和含纤维的饮料用的混合器

技术领域

本发明涉及一种用于混合含果肉和/或纤维的流体的装置及方法。

背景技术

大多数饮料混合器被设计成两成分混合器，其中，预先制备的成品糖浆与已脱气的水混合，此外，冷却所获得的混合物，如果需要，并且使所获得的混合物例如与CO₂、N₂O、N₂、O₂混合。成品饮料被相应地供给到灌装机或加热系统。

根据现有技术，利用离心泵、控制阀、截流阀以及板式热交换器来设计所述机器。由于这些部件（由于小间隙宽度）与诸如果肉块等固体组分不相容，所以这些部件妨碍具有固体物质的饮料的加工，或者甚至这些部件对这些固体组分、特别是纤维具有破坏作用。当在液压联接系统中，必需在附加增压的情况下履行输送任务，例如将气体导入到饮料中时，总是需要所述输送元件和所述控制元件。

另外，尤其在含固体物质的产品的领域中，可以观察到，根据趋势，以相当小的批量来生产较昂贵的产品。这导致由于混合区而涉及相应损耗的产品频繁变化。所设计的容器容积通常不足以一次使例如全部糖浆管道的容纳物前进或将其推出。然而，鉴于被保持得最小的混合区，这是可期望的；其参与补偿现场安装的缺陷，避免在暂时不能供给糖浆的情况中停车以及避免在改变供给条件的情况中剂量的掺杂。另外，所述机器并不提供确保糖浆供给管道的糖浆容纳物实际被100%利用的任何机构。为此，将必需额外地接受从水至糖浆的完全混合区以及最后加上一定量的水作为“糖浆”。

在现今所构造的设施中，还逐渐要求，下游设施部分的产品排出物的混合量并不被废弃而是在适当的位置重新添加到产品起始支路。该工作方法不能由现存的普通混合器来控制实现，尽管逐渐期望如此作，尤其是在含固体物质的产品的情况下。

操作者的另一要求是特别地在间歇操作中或在导致产品减少到混合器的控制范围以下的包装处理中，尽可能地减小碳酸化设备的CO₂消耗量。在普通机器中，该要求总是与操作作为空缓冲器的产品容器的特性以及添加有碳酸气的新鲜气体的特性相抵触。

发明内容

鉴于现有技术的这些缺点，本发明的目的是提供一种用于混合含果肉和/或纤维的流体的装置和方法，对于产品而言，该装置和方法是有效的且和缓的。

通过如下的用于混合含果肉和/或纤维的流体的装置来实现上述目的，该装置包括用于使流体以无剪切的方式移动的设备。以该方式，能够避免由于用于使含果肉和/或纤维的流体移动的传统设备的相对于彼此移动的棱边（edge）所引起的果肉和/或纤维的尺寸的损伤。

依据根据本发明的装置的进一步发展，用于使流体以无剪切的方式移动的设备可以包括第一正排量泵、特别是第一往复泵或螺杆泵。因而，例如可以取消通常所采用的离心泵，该离心泵包括剪切部位并且能够完全切断纤维。相反，正排量泵避免了这种剪切部位并且能够被设计成例如往复泵或螺杆泵。

根据另一进一步的发展，用于使流体以无剪切的方式移动的设备可以包括第二正排量泵、特别是第二往复泵或螺杆泵；其中，第一正排量泵或第二正排量泵能够作为推进泵而被操作，并且第二正排量泵或第一正排量泵能够作为制动泵而被操作，从而在装置的操作中，能够实现两个正排量泵之间的流体的压力增大。因而，能够以在不使用离心泵的情况下对于果肉或纤维和缓的方式来实现压力增大（例如，用于碳酸化），其中，在该情况中，将必须以对产品、即含果肉和/或纤维的流体具有损坏作用的高速来操作离心泵。

进一步发展在于，被设置成用于在装置的操作中将气体导入到流体中的设备、特别是用于使流体碳酸化的设备，位于第一正排量泵和第二正排量泵之间。以该方式，诸如CO₂等气体能够被导入到流体中。该设备通常包括配料管道。如果将要供给若干种气体，则相应地设置更多的配料管道。

根据本发明，用于使流体以无剪切的方式移动的设备可以不含控制阀。通过取消控制阀，能够避免由于小间隙宽度所引起的进一步的果肉或纤维损坏作用。

根据另一进一步的发展，装置能够被设计成至少由水、特别是已脱气的水和一种或若干种含果肉和/或纤维的成分来混合含果肉和/或纤维的流体。

在另一进一步的发展中，装置还可以包括用于接收含果肉和/或纤维的流体的至少一部分的混合容器，其中，混合容器包括入口和出口，在装置的操作中，经由入口和出口，实现流体的循环，特别地，利用循环泵经由返回管道将出口连接到入口。由此，防止果肉沉积，并且已经允许以低的充填高度实现搅拌功能。所安装的循环设备还总是保持固体组分悬浮以及使容器的容纳物均质化。

装置还可以包括用于供给作为流体的输入成分的水的设备以及用于冷却水的设备。水支路中的冷却器的配置将冷却任务转移至不存在果肉和纤维的位置。由此，避免使用昂贵的管式设备，根据现有技术，在混合区将会需要该管式设备。

根据进一步发展，还可以设置用于接收流体的含果肉和/或纤维的输入成分的至少一个预置罐，其中，预置罐可以形成如下的尺寸：使得含果肉和/或纤维的起始成分用的配料管道的全部容纳物都能被接收在预置罐中，配料管道设置在预置罐与返回管道的输入位置之间，并且输入位置优选地为输入阀。因而，在使设施启动和停工期间，容器归功于其大小能够接收例如糖浆和水以及一定量的纯水的混合区。在两种情况中，除了配料管道（糖浆管道）的容纳物之外，还可以使用容器的容纳物。

在另一进一步的发展中，装置还可以包括排出泵，排出泵被布置在如下高度处：在装置的操作中，装置的其他运送流体的部件能够朝向排出泵排空。这确保装置能够以不含任何残留物的方式被基本排空。

还通过如下的用于混合含果肉和/或纤维的流体、特别是含果肉和/或纤维的饮料的方法来实现上述目的，该方法包括以下步骤：使流体以无剪切的方式移动。已经针对根据本发明的装置提到的优点在此相应地适用。

能够根据装置的进一步发展而实施根据本发明的方法。

下文中，将参照附图更加详细地阐述本发明的其他特征、示例性实施方式以及优点。应理解的是，实施方式并未详尽论述本发明的领域。还应当理解的是，以下所述的一些特征或全部特征还可以以不同的方式彼此组合。

附图说明

图1表示根据本发明的装置的第一实施方式。

图2表示根据本发明的装置的第二实施方式。

图3表示根据本发明的装置的第三实施方式。

图4表示根据本发明的装置的第四实施方式。

具体实施方式

图1示出根据本发明的装置的第一实施方式100。在该情况中，用于混合含果肉（pulp）或纤维的流体的装置100包括用于供给水的管道121。随后，含果肉（fruit pulp）的糖浆从管道111被添加到该水中。借助于例如螺杆泵形式的正排量泵110来输送该糖浆。随后，混合的果汁饮料经由管道部分131被进一步引导至例如灌装管线。

图2示出了根据本发明的装置的第二实施方式200。除了图1所示的部件之外，这里所表示的饮料混合器200还包括水（优选已脱气的水）用的泵220，泵220在此被设计为离心泵220。另外，设置用于进一步输送混合流体的第二正排量泵230。在泵210和泵230之间，经由管道241将CO₂供给到流体，这意味着碳酸化（carbonation）。在两个泵210和230之间（以及还经由泵220），通过利用推进作用操作第一泵210以及利用制动作用操作第二泵230来建立压力。以该方式，流体能够吸收二氧化碳。

图3示出了根据本发明的装置的第三实施方式300。与根据图1和图2的实施方式相比，这里特别设置了混合容器340。另一泵305负责混合后的含果肉或纤维的流体的循环，其中，由于以低速操作该泵，由此不存在或者几乎不存在任何的纤维破坏作用，所以该泵也可以被设计为离心泵。另外，设置用于冷却所供给的已脱气的水的冷却装置360。在此未更加详细描述的各种阀构成单个管路系统的连接。

图4示出了根据本发明的装置的第四实施方式400。与根据图3的实施方式相比，这里设置了其他部件。特别地存在以下这些部件：

EN_P1：用于（已脱气的）水的供给泵

EN_Q1：用于供给水的控制阀

EN_FIT1：用于（已脱气的）水的流量计

Do01_P1：用于糖浆/成品饮料的供给泵

Do01_P2：用于糖浆/成品饮料的循环泵（离心泵、低速）

Do01_P3：用于糖浆/成品饮料的配料泵

Do01_FIT1：用于糖浆/成品饮料的流量计

KB_P1：用于成品的循环泵或碳酸化泵

KB_P2：用于成品的排出泵

KB_R1：用于导入气体的注射器（可以用“制动泵”替代）

KB_FIT1：用于导入气体的气体用流量计

KB_Q1：用于导入气体的气体用控制阀

LT：高度传感器

在图中，仅百位数不同的附图标记标示相应的部件。

应注意的是，用于产品控制的控制阀的取消以及在需要压力增大的位置处使用正排量泵防止果肉和纤维的尺寸的损伤。

根据本发明，仅在建立最低压力时，在仅需要循环的位置处采用离心泵。由此，离心泵可以非常慢地运转，由此不会损坏产品。

根据本发明的装置允许在容器底部利用仅两个开口来确保流入、流出和循环，循环是重要的单元，并且替代否则将采用的搅拌器。由此，防止果肉的沉积并且已经允许以低充填高度进行搅拌功能，在该低充填高度，还不行执行搅拌器的操作。

水支路中的冷却器的配置将冷却任务转移至不存在果肉和纤维的位置，由此避免了使用否则在混合区中将会是必需的昂贵的管式设备。

所示的配置确保正排量泵在任何操作模式中都不能液压地“触底（bottom out）”。相应的空气器皿总是可利用的。从而，可以在否则由于液压特性损坏产品的离心泵将会是必不可少的那些位置处，以没有离心泵的情况进行操作。

扩大了的糖浆预置罐（syrup presetting tank）能够接收糖浆管道的最终容纳物。所安装的循环设备甚至保持固体组分始终悬浮并且使容器的容纳物均质化，从而使糖浆中的波动成梯度，该梯度能够被配料设备均衡（level）。

当设施启动和停工时，容器归因于其大小能够接受糖浆与水以及一定量的纯水的混合区，并且容器向原始糖浆（生产的起点）提供使罐的容纳物增稠的可能性或者将罐的容纳物稀释至饮料浓度（生产的终点）。在两种情况中，除了糖浆管道的容纳物之外，也可以100%地使用容器的容纳物；不产生抛弃量。

用于白利糖度值（液体中的可溶性干物质的量）的测量装置的选择确保：稀糖浆或产品也可以被精确地测量，使得可以利用所获得的测量值来进行混合比的控制。

容器处的管路系统和泵的配置被设计成使得：排出泵位于最低位置，并且该组件的所有其他部分都可以朝向该排出泵排空。这确保在实践中组件能够被排空而没有任何残留物（除附着量之外）。

通过在糖浆出口中使用正排量泵，即使在排出最终产品时，也使混合区最小化。如果混合物被相应地控制，则在设施的该部分中，甚至可以在排放过程刚要结束之前通过使剂量增稠而完全排出任何糖浆，随后立即用额外的水补偿。这能够以直到配料位置（dosing point）之后糖浆管道完全不含糖浆的方式实现。

通过液体组分用配料管道和气体组分用配料管道的配置，确保在任何时候都可以成剂量地添加所涉及的任何成分。这实质上提高了产品安全性。

通过所示的碳酸化器的安装，获得三个效果。1.能够用混合物灌装容器，可以利用最少量的CO₂或另一跨度气体（spangas）来清扫所残留的小的顶部空间，以排除空气。2.可以利用来自顶部空间的气体来进行碳酸化，从而在减少了的输出操作中，能够大大地降低容器的呼吸作用，由此能够大大地降低任何CO₂损耗。3.通过循环，产品能够被彻底地混合，能够缓和控制操作，并且在随后的配料过程的情况中，容器的容纳物随后被均质化。当设施停车（stand still）时，能够间隔地搅拌容器的容纳物。

当仅加工非碳酸化产品时，所涉及的容器可以是不受压的，然而，抵抗外部空气的渗透的密封是必要的。在该情况中，产品容器的循环泵可以被设计为离心泵，以允许上述列单中的所述效果1和所述效果3。

利用图4所示的配置，可以与未知的、还改变的特性一起容易地进行返工，返工意味着在操作中出现混合相。在该方面，取消了对返工部分的均质化的需要。此外，所示配置利用水和/或糖浆（或过度增稠的成品）来控制进行未知强度的返工的操作模式。

所示的配置最终允许将糖浆和返工用的供给管道用作CIP液体用的供给或者在单独的CIP回路中清洁供给管道，其中，确保了所需的介质分离（CIP=原位清洁）。

在配置中未示出如下的其他特性，该其他特征是能够将某些部分的产品管道设计为双管，从而能够确保在停车期间进一步冷却或保持冷却。

Claims

1.一种用于混合含果肉和/或纤维的流体的装置，其包括：

用于使所述流体以无剪切的方式移动的设备。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用于使所述流体以无剪切的方式移动的所述设备包括第一正排量泵、特别是第一活塞泵或螺杆泵。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，用于使所述流体以无剪切的方式移动的所述设备包括第二正排量泵、特别是第二往复泵或螺杆泵；并且所述第一正排量泵或所述第二正排量泵能够作为推进泵而被操作，所述第二正排量泵或所述第一正排量泵能够作为制动泵而被操作，从而在所述装置的操作中，能够实现两个正排量泵之间的所述流体的压力增大。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

在所述装置的操作中，用于在所述第一正排量泵和所述第二正排量泵之间将气体导入到所述流体中的设备、特别是用于使所述流体碳酸化的设备。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其特征在于，用于使所述流体以无剪切的方式移动的所述设备不含控制阀。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置被设计成至少由水和一种或若干种含果肉和/或纤维的成分来混合所述含果肉和/或纤维的流体。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于接收所述含果肉和/或纤维的流体的至少一部分的混合容器，其中，所述混合容器包括入口和出口，在所述装置的操作中，经由所述入口和所述出口，实现所述流体的循环，特别地，利用循环泵经由返回管道将所述出口连接到所述入口。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于供给作为所述流体的输入成分的水的设备以及用于冷却所供给的水的设备。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于接收所述流体的含果肉和/或纤维的输入成分的至少一个预置罐，特别地，其中，与权利要求7组合，所述预置罐形成如下的尺寸：使得所述含果肉和/或纤维的输入成分用的配料管道的全部容纳物都能被接收在所述预置罐中，其中，所述配料管道设置在所述预置罐与所述返回管道的输入位置之间，并且所述输入位置优选地为输入阀。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括排出泵，所述排出泵被布置在如下高度处：在所述装置的操作中，所述装置的其他运送流体的部件能够朝向所述排出泵排空。

11.一种混合含果肉和/或纤维的流体、特别是含果肉和/或纤维的饮料的方法，其包括以下步骤：

使所述流体以无剪切的方式移动。