CN105667870B - 一种液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置及方法。该装置为：无菌袋具有预留压缩空气口和预留出料口；预留出料口与对接管道的一端接触，对接管道的另一端设置有第一无菌阀；第一蒸汽阀与第二蒸汽阀均设置于对接管道；对接管道通过中间管道连通于无菌管道，在对接管道与中间管道连通处设置有第二无菌阀，在中间管道与无菌管道连通处设置有第三无菌阀；第三蒸汽阀与第四蒸汽阀均设置于中间管道。本发明采用在线管道自动清洗，蒸汽高温杀菌，无菌环境下自动添加，清洗效果良好，灭菌效果好；并且自动化程度高，设备结构及其工艺方法设计科学、便于操作；能够实现趣味珠的无菌在线添加，应用时趣味珠的破损率低、成型度较好。

Description

一种液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置及方法

技术领域

本发明涉及一种液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置及方法，属于食品领域的在线无菌添加技术领域。

背景技术

在液态食品中，尤其是液态乳制品中，添加颗粒状添加物是目前市场的需要。现有的无菌灌注系统主要包括灌注和清洗两部分，如利乐公司的无菌包装技术。但目前还没有在液态食品的生产灌注过程中加入颗粒的装置。

目前，市场上出现了诸多具有爆破口感的夹心珠产品(也可称之为趣味珠)，如果能够将这种夹心珠产品添加到液态乳制品中，那么必然能够丰富乳制品的市场，给消费者带来更多趣味。但是，目前在乳制品领域中，由于夹心珠等颗粒状添加物无法实现无菌灌装，并且无法实现无菌添加至乳制品产品包装中，因此，应用到乳制品产品中存在风险。

因此，研发出一种液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置及方法，仍是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置及方法。该装置能够实现液态食品中颗粒状添加物的无菌在线添加，尤其适用于添加夹心珠(也可称之为趣味珠)至液态乳制品中。

为达到上述目的，本发明首先提供了一种液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置，该装置包括：无菌袋、对接管道、中间管道、无菌管道、第一蒸汽阀、第二蒸汽阀、第三蒸汽阀、第四蒸汽阀、第一无菌阀、第二无菌阀以及第三无菌阀；

其中，所述无菌袋为装有颗粒状添加物的袋子，所述无菌袋至少具有一预留压缩空气口和一预留出料口；

所述预留出料口与所述对接管道的一端接触，所述对接管道的另一端设置有所述第一无菌阀；并且所述第一蒸汽阀与所述第二蒸汽阀均设置于所述对接管道，用于对所述对接管道以及所述第一无菌阀进行杀菌；

所述对接管道通过所述中间管道连通于所述无菌管道，在所述对接管道与所述中间管道连通处设置有所述第二无菌阀，在所述中间管道与所述无菌管道连通处设置有所述第三无菌阀；并且所述第三蒸汽阀与所述第四蒸汽阀均设置于所述中间管道，用于对所述中间管道、所述第二无菌阀以及所述第三无菌阀进行杀菌。

在本发明中，所述液态食品主要包括液态乳制品，该液态乳制品可以包括调味奶、乳饮料以及含乳蛋白饮料。并且这些液态乳制品可以是中性、发酵或者乳酸菌产品。所述颗粒状添加物可以包括趣味珠，该趣味珠包括珠子，该珠子由包衣以及包衣内包裹的内容物组成。并且，该趣味珠还可以进一步包括保护液，所述珠子浸泡于所述保护液中。

在上述装置中，优选地，所述无菌袋为防光、防氧、防泄漏的无菌袋。该无菌袋的容量可以为0.5-2吨。该无菌袋除了所述预留压缩空气口和/或所述预留出料口之外的材料可以采用乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)、铝箔、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、玻璃纸(PT)、聚乙烯醇(PVA)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氯乙烯(PVC)、尼龙、聚乙烯/铝复合材料、聚乙烯复合材料(例如多种聚乙烯的复合材料、或聚乙烯/聚酯复合材料，其中的聚酯可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，这些复合材料均是本领域常规的复合材料)等常规材料中的一种或几种的组合。更优选地，该无菌袋除了所述预留压缩空气口和/或所述预留出料口之外的材料可以采用三层复合材料，其中的外层为尼龙层、中间层为聚乙烯/铝复合层，内层为聚乙烯复合层，并且内层为接触所述颗粒状添加物的层。

在上述装置中，优选地，所述无菌袋的预留压缩空气口和/或预留出料口为中间夹有无菌空气夹层的双层膜结构。该双层膜的材质均可以选自铝箔、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、玻璃纸(PT)、聚乙烯醇(PVA)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氯乙烯(PVC)等常规材料中的一种或几种的组合，优选PE。该预留压缩空气口和预留出料口是封口的，在采用本发明的装置时，戳破预留压缩空气口并连接无菌压缩空气管道，预留出料口由第一无菌阀戳破，进而使无菌袋中的颗粒状添加物进入对接管道。由于本发明的装置在使用时需采用蒸汽杀菌，温度较高，可能会损坏无菌袋中的颗粒状添加物，因此，与对接管道接触的预留出料口采用上述双层膜结构，能够耐125℃以上30分钟长时间高温灭菌，保护无菌袋中的颗粒状添加物不被损坏。

在上述装置中，所述无菌袋的预留压缩空气口戳破后连接无菌压缩空气管道，用于使无菌压缩空气进入无菌袋，进而将无菌袋中的颗粒状添加物吹进无菌管道。

在上述装置中，所述第一蒸汽阀、第二蒸汽阀、第三蒸汽阀、第四蒸汽阀均连接蒸汽管道，用于对对接管道、中间管道、第一无菌阀、第二无菌阀以及第三无菌阀进行杀菌。

根据本发明的具体实施方式，优选地，上述装置还包括温度传感器、疏水器、手动截止阀，温度传感器、疏水器和手动截止阀均可以设置于与第一蒸汽阀、第二蒸汽阀、第三蒸汽阀、第四蒸汽阀连接的蒸汽管道。

另一方面，本发明还提供了一种液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加方法，该方法是采用上述的液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置进行在线无菌添加的方法，其包括以下步骤：

(1)建立无菌环境：

打开第一蒸汽阀和第二蒸汽阀对对接管道和第一无菌阀进行杀菌；打开第三蒸汽阀和第四蒸汽阀对中间管道、第二无菌阀和第三无菌阀进行杀菌；完成杀菌后，关闭第一蒸汽阀、第二蒸汽阀、第三蒸汽阀和第四蒸汽阀，完成无菌环境的建立；

(2)在线添加颗粒状添加物：

启动第一无菌阀，戳破无菌袋的预留出料口；打开第二无菌阀和第三无菌阀，并戳破无菌袋的预留压缩空气口通入无菌压缩空气，利用无菌压缩空气将无菌袋中的颗粒状添加物吹进对接管道，进而进入中间管道，最终进入无菌管道，通往液态食品的储存设备，实现颗粒状添加物在液态食品中的在线无菌添加。

在上述方法中，优选地，在步骤(1)中，第一蒸汽阀、第二蒸汽阀、第三蒸汽阀和第四蒸汽阀所开启的蒸汽均为温度125℃-140℃、压力3bar-4.2bar的蒸汽。

在上述方法中，优选地，在步骤(1)中，杀菌的时间为5-30分钟。该杀菌时间是指对对接管道和第一无菌阀进行杀菌的时间，以及对中间管道、第二无菌阀和第三无菌阀进行杀菌的时间，均在上述时间范围内。

本发明的有益技术效果主要包括：采用在线管道自动清洗，蒸汽高温杀菌，无菌环境下自动添加，具有清洗效果良好，灭菌效果好，不留任何死角的优点；并且具有自动化程度高，设备结构及其工艺方法设计科学、便于操作等特点；能够实现颗粒状添加物，尤其是趣味珠的无菌在线添加，应用到工业化生产后趣味珠的破损率低、成型度较好、口感好、趣味强。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式提供的液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置的结构示意图；

图2为本发明一具体实施方式提供的无菌袋的结构示意图；

主要组件符号说明：

无菌袋1，预留压缩空气口101，预留出料口102，密封的灌注口103，缝合边104，尼龙层105，聚乙烯/铝复合层106，聚乙烯复合层107，对接管道2，中间管道3，无菌管道4，第一蒸汽阀5，第二蒸汽阀6，第三蒸汽阀7，第四蒸汽阀8，第一无菌阀9，第二无菌阀10，第三无菌阀11。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置，如图1所示，该装置包括：无菌袋1、对接管道2、中间管道3、无菌管道4、第一蒸汽阀5、第二蒸汽阀6、第三蒸汽阀7、第四蒸汽阀8、第一无菌阀9、第二无菌阀10以及第三无菌阀11；

其中，所述无菌袋1为装有颗粒状添加物的袋子，所述无菌袋1具有一预留压缩空气口101、一预留出料口102和一密封的灌注口103，并且在所述无菌袋还具有缝合边104；

所述预留出料口102与所述对接管道2的一端接触，所述对接管道2的另一端设置有所述第一无菌阀9；并且所述第一蒸汽阀5与所述第二蒸汽阀6均设置于所述对接管道2，用于对所述对接管道2以及所述第一无菌阀9进行杀菌；

所述对接管道2通过所述中间管道3连通于所述无菌管道4，在所述对接管道2与所述中间管道3连通处设置有所述第二无菌阀10，在所述中间管道3与所述无菌管道4连通处设置有所述第三无菌阀11；并且所述第三蒸汽阀7与所述第四蒸汽阀8均设置于所述中间管道3，用于对所述中间管道3、所述第二无菌阀10以及所述第三无菌阀11进行杀菌。

在本实施例中，所述液态食品主要包括液态乳制品，该液态乳制品可以包括调味奶、乳饮料以及含乳蛋白饮料。并且这些液态乳制品可以是中性、发酵或者乳酸菌产品。所述颗粒状添加物可以包括趣味珠，该趣味珠包括珠子，该珠子由包衣以及包衣内包裹的内容物组成。并且，该趣味珠还可以进一步包括保护液，所述珠子浸泡于所述保护液中。

在上述装置中，所述无菌袋1为防光、防氧、防泄漏的无菌袋。该无菌袋1的容量可以为0.5-2吨。如图2所示，该无菌袋1除了所述预留压缩空气口101、所述预留出料口102和所述密封的灌注口103之外的材料可以采用三层复合材料，其中的外层为尼龙层105、中间层为聚乙烯/铝复合层106，内层为聚乙烯复合层107(该聚乙烯复合层107可以为多种聚乙烯的复合材料层、或聚乙烯/聚酯复合材料层，其中的聚酯可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))，并且内层为接触所述颗粒状添加物的层。该密封的灌注口103在密封前用于灌注所述颗粒状添加物，由于上述三层复合结构不利于密封的操作，因此该密封的灌注口103的材料可以是聚乙烯(PE)。该无菌袋1的预留压缩空气口101和预留出料口102为中间夹有无菌空气夹层的双层膜结构。该双层膜的材质均可以为聚乙烯(PE)。该预留压缩空气口101和该预留出料口102是封口的，在采用本实施例的装置时，戳破预留压缩空气口101并连接无菌压缩空气管道，预留出料口102由第一无菌阀9戳破，进而使无菌袋1中的颗粒状添加物进入对接管道2，进而进入中间管3，最终进入无菌管道4。由于本实施例的装置在使用时需采用蒸汽杀菌，温度较高，可能会损坏无菌袋中的颗粒状添加物，因此，与对接管道2接触的预留出料口102采用上述双层膜结构，能够耐125℃以上30分钟长时间高温灭菌，保护无菌袋1中的颗粒状添加物不被损坏。

在上述装置中，所述无菌袋1的预留压缩空气口101戳破后连接无菌压缩空气管道，用于使无菌压缩空气进入无菌袋1，进而将无菌袋1中的颗粒状添加物吹进对接管道2，进而进入中间管3，最终进入无菌管道4。

在上述装置中，所述第一蒸汽阀5、第二蒸汽阀6、第三蒸汽阀7、第四蒸汽阀8均连接蒸汽管道，用于对对接管道2、中间管道3、第一无菌阀9、第二无菌阀10以及第三无菌阀11进行杀菌。

上述装置还包括温度传感器、疏水器、手动截止阀，温度传感器、疏水器和手动截止阀均可以设置于与第一蒸汽阀5、第二蒸汽阀6、第三蒸汽阀7、第四蒸汽阀8连接的蒸汽管道。

实施例2

本实施例提供了一种液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加方法，该方法是采用实施例1的液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置进行在线无菌添加的方法，其包括以下步骤：

(1)建立无菌环境：

打开第一蒸汽阀5和第二蒸汽阀6对对接管道2和第一无菌阀9进行杀菌，蒸汽温度为135℃、压力为3bar；打开第三蒸汽阀7和第四蒸汽阀8对中间管道3、第二无菌阀10和第三无菌阀11进行杀菌，蒸汽温度为135℃、压力为3bar；杀菌30分钟后，完成杀菌，关闭第一蒸汽阀5、第二蒸汽阀6、第三蒸汽阀7和第四蒸汽阀8，完成无菌环境的建立；

(2)在线添加颗粒状添加物：

启动第一无菌阀9，戳破无菌袋1的预留出料口102；打开第二无菌阀10和第三无菌阀11，并戳破无菌袋1的预留压缩空气口101通入无菌压缩空气，利用无菌压缩空气将无菌袋1中的颗粒状添加物吹进对接管道2，进而进入中间管道3，最终进入无菌管道4，通往液态食品的储存设备，实现颗粒状添加物在液态食品中的在线无菌添加。

Claims (8)

1.一种液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置，该装置包括：无菌袋、对接管道、中间管道、无菌管道、第一蒸汽阀、第二蒸汽阀、第三蒸汽阀、第四蒸汽阀、第一无菌阀、第二无菌阀以及第三无菌阀；

其中，所述无菌袋为装有颗粒状添加物的袋子，所述无菌袋至少具有一预留压缩空气口和一预留出料口；

所述预留出料口与所述对接管道的一端接触，所述对接管道的另一端设置有所述第一无菌阀；并且所述第一蒸汽阀与所述第二蒸汽阀均设置于所述对接管道，用于对所述对接管道以及所述第一无菌阀进行杀菌；

所述对接管道通过所述中间管道连通于所述无菌管道，在所述对接管道与所述中间管道连通处设置有所述第二无菌阀，在所述中间管道与所述无菌管道连通处设置有所述第三无菌阀；并且所述第三蒸汽阀与所述第四蒸汽阀均设置于所述中间管道，用于对所述中间管道、所述第二无菌阀以及所述第三无菌阀进行杀菌。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述无菌袋为防光、防氧、防泄漏的无菌袋。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述无菌袋的容量为0.5-2吨。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述无菌袋除了所述预留压缩空气口和/或所述预留出料口之外的材料包括乙烯/乙烯醇共聚物、铝箔、聚乙烯、聚碳酸酯、玻璃纸、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、尼龙、聚乙烯/铝复合材料、聚乙烯复合材料中的一种或几种的组合；所述无菌袋的预留压缩空气口和/或预留出料口为中间夹有无菌空气夹层的双层膜结构，该双层膜的材质均选自铝箔、聚乙烯、聚碳酸酯、玻璃纸、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚偏二氯乙烯和聚氯乙烯中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的装置，其还包括温度传感器、疏水器、手动截止阀，温度传感器、疏水器和手动截止阀均设置于与第一蒸汽阀、第二蒸汽阀、第三蒸汽阀、第四蒸汽阀连接的蒸汽管道。

6.一种液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加方法，其为采用权利要求1-5中任一项所述的液态食品中颗粒状添加物的在线无菌添加装置进行在线无菌添加的方法，该方法包括以下步骤：

(1)建立无菌环境：

打开第一蒸汽阀和第二蒸汽阀对对接管道和第一无菌阀进行杀菌；打开第三蒸汽阀和第四蒸汽阀对中间管道、第二无菌阀和第三无菌阀进行杀菌；完成杀菌后，关闭第一蒸汽阀、第二蒸汽阀、第三蒸汽阀和第四蒸汽阀，完成无菌环境的建立；

(2)在线添加颗粒状添加物：

启动第一无菌阀，戳破无菌袋的预留出料口；打开第二无菌阀和第三无菌阀，并戳破无菌袋的预留压缩空气口通入无菌压缩空气，利用无菌压缩空气将无菌袋中的颗粒状添加物吹进对接管道，进而进入中间管道，最终进入无菌管道，通往液态食品的储存设备，实现颗粒状添加物在液态食品中的在线无菌添加。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(1)中，第一蒸汽阀、第二蒸汽阀、第三蒸汽阀和第四蒸汽阀所开启的蒸汽均为温度125℃-140℃、压力3bar-4.2bar的蒸汽。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(1)中，杀菌的时间为5-30分钟。