CN105767182A - 含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产工艺及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产工艺及其设备，包括无菌罐、换热杀菌输送管路及颗粒添加设备，其特征在于：所述颗粒添加设备包括若干个预煮罐、混合罐及定量投放机构，将谷物投放至预煮罐中水洗、沥干、预煮、冷却，将预煮好的谷物颗粒从预煮罐通过定量投放机构连续、定量的添加到混合罐内，与同时注入的牛奶或饮料一起搅拌混合，然后加热杀菌，冷却后注入无菌罐中储存、搅拌，最后灌装。本发明利用现有杀菌机和无菌罐结构，实现了生产含谷物颗粒的饮料或牛奶，在线添加及连续自动灌装，避免管道堵塞，有效提高生产效率，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种液态乳饮料生产加工技术，尤其涉及一种含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产工艺及其设备，主要用于生产带谷物杂粮的牛奶或饮料。
背景技术
谷物包括糯米、糙米、玉米、薏仁米、小麦、大麦、稻谷、小米、高梁等，是人体最主要、最经济的热能来源，谷物中含有多种营养成分，有碳水化合物、蛋白质、脂肪、无机盐和丰富的维生素。运用现代加工工艺，将谷物添加到牛奶或是饮料中去，不仅能够充分保留谷物中对人体有益的营养成分，而且口感佳，吸收更容易，成为解决现代快节奏生活中城市居民膳食营养失衡的途径之一。
含有谷物的牛奶或饮料在生产过程中，关键在于杀菌和灌装工艺，目前饮料行业内使用的超高温灭菌和无菌灌装设备及工艺主要是用于乳制品的生产，由于含有谷物后的牛奶或饮料产品粘度高，温差过大，产品极易结垢，从而导致用于加热杀菌的换热管结垢、堵塞，传热不善，中心温度达不到杀菌要求，造成产品的不良性。因此，不适用于生产无菌包装的含有谷物颗粒的牛奶或饮料。
另外，谷物在投放于乳饮料中之前，需要经过清洗、沥干、预煮和冷却过程，而后按照比例含量添加于液态乳饮料中，目前的设备在处理上述工序时为分段进行，也就是说预煮后的谷物放入添加设备中去完成与液态乳饮料的结合。如此形成多道工序，需要多个设备之间的配合及传送，非连续添加作业，增加了生产成本，降低生产效率，且各设备之间的配合控制要求较高，最终影响产品的一致性及稳定性。
发明内容
本发明目的是提供一种含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产工艺及其设备，通过对设备及工艺的改进，简化了整套设备，降低了生产成本，同时可提高产品的品质，实现自动化生产。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产设备，包括无菌罐、换热杀菌输送管路及颗粒添加设备，其特征在于：所述颗粒添加设备包括若干个预煮罐、混合罐及定量投放机构：
所述预煮罐顶部设有谷物投料口及注水口，底部设有产品出口，罐壁内侧设有加热机构，罐体靠近所述产品出口处，沿罐壁内侧壁设有筛网，所述筛网与罐壁之间设有空腔，对应所述空腔处的罐壁上开有设有排水口，所述罐体内设有搅拌器；
所述混合罐顶部开设有谷物进口及液态饮料进口，其底部设有混合液出口，该混合液出口经所述换热杀菌输送管路与所述无菌罐连通，所述混合罐内设有搅拌器；
所述定量投放机构包括流量计、输送管道及控制器，所述输送管道内设有推送螺杆，输送管道的入口与所述预煮罐的产品出口连接，其出口与所述混合罐的谷物进口连接，所述流量计设置所述混合罐的液态饮料进口处，所述推送螺杆的驱动端及所述流量计的信号输出端分别与所述控制器连接。
上述技术方案中，所述加热机构为设置罐体上的蒸汽夹套，所述蒸汽夹套上设有蒸汽进气管及蒸汽出气管，蒸汽进气管与蒸汽出气管上分别设有自动阀门。
进一步的技术方案为，所述预煮罐罐体外壁与所述加热机构之间设有保温层。
上述技术方案中，所述无菌罐为卧式无菌罐，无菌罐内设有刮板式搅拌器，所述刮板式搅拌器由水平布置的中心转轴及设置于中心转轴上的若干个刮板构成，所述刮板以中心转轴为对称轴交叉分布，经支腿与中心转轴连接，且所述刮板外边缘靠近于所述无菌罐的内壁，所述中心转轴经设置于所述无菌罐外侧的电机驱动。
进一步的技术方案为，所述刮板沿罐体延伸方向设置，为水平刮板，靠近所述罐体两端部处的刮板呈弧形，与所述罐体端部内侧形状相配合。
上述技术方案中，所述换热杀菌输送管路包括前级的液态饮料的预热段，中间的高温杀菌段以及后级的冷却段，所述颗粒添加设备串接于所述预热段与高温杀菌段之间，所述冷却段的出口与所述无菌罐连接。
进一步的技术方案为，所述预热段包括复数级套管式换热器、脱气罐及均质机，所述液态饮料输入端经一平衡罐后输出两路，其中一路经管路送至所述无菌罐内，另一路经正位移泵输送至第一套管式换热器中，而后经所述脱气罐、均质机后，再经第二套管式换热器接入所述混合罐的液态饮料进口。
为达到上述目的，本发明采用的工艺技术方案是：一种含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产工艺，其步骤包括：
a.将干的谷物添加至预煮罐内，由控制器控制，加水进罐内对谷物搅拌清洗，沥干后再次加水，并对谷物进行加热预煮；预煮结束后加水冷却并沥干；
b.配制好的牛奶或饮料经过预热和均质处理后，再加热到90℃，将预煮好的谷物颗粒从预煮罐通过定量投放机构连续、定量的添加到混合罐内，与同时注入的牛奶或饮料一起搅拌混合，然后从产品出口被输出；
c.含有谷物颗粒的牛奶或饮料被连续加热至135℃～145℃/4s杀菌，杀菌后又被连续冷却至20℃～40℃进入卧式无菌罐，产品在无菌罐中储存、搅拌，并被均匀地供至后道工序，由灌装机进行无菌灌装。
上述技术方案中，所述步骤b中的“谷物颗粒从预煮罐通过定量投放机构连续、定量的添加到混合罐内”为，通过流量计检测注入混合罐内的牛奶或饮料计量，并将数据送至控制器中，定量投放机构内的推送螺杆的转动速度由控制器控制，以确保由推送螺杆输送的谷物颗粒实时在混合罐内的含量小于8％。
上述技术方案中，生产结束后杀菌机、无菌罐、预煮罐和颗粒添加设备进行原位清洗。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明通过预煮罐及定量投放机构的设置，由预煮罐完成对谷物颗粒的水洗、沥干、预煮、冷却，而后由定量投放机构在线、连续的向混合罐内投放，与液态饮料按一定比例一并混合，由于定量投放，控制器控制混合比例，可确保谷物颗粒在后续输送加热管道中顺利通过，避免管道的堵塞，实现采用现有杀菌机和无菌罐生产含谷物颗粒的饮料或牛奶，在线添加及连续自动灌装，节省了工序，降低了生产成本；
2.定量投放谷物颗粒，保证了谷物颗粒含量的均匀性，一方面可防止管道的堵塞，延长设备的连续运行时间，提高生产效率；另一方面由控制器控制推送螺杆的转速，实现自动在线添加，相对准确而恒定的处理流量、温度和时间，生产过程易于控制，产品具有很好的准确性和恒定性，提升产品的品质；
3.采用卧式无菌罐，其内设有以转轴中心交叉对称布置的水平刮板式搅拌器，使存储于无菌罐内的谷物颗粒得到良好的搅拌混合，避免沉淀，保证谷物含量的均匀；
4.生产结束后杀菌机、无菌罐、预煮罐和颗粒添加设备均可进行原位清洗，维护方便，定期清洗可避免谷物颗粒的残留。
附图说明
图1是本发明实施例一中生产工艺流程示意图；
图2是本发明实施例一中预煮罐的结构示意图；
图3是本发明实施例一中无菌罐的结构示意图；
图4是本发明实施例一中定量投放机构示意图。
其中：1、预煮罐；2、谷物投料口；3、产品出口；4、筛网；5、混合罐；6、定量投放机构；7、蒸汽夹套；8、保温层；9、无菌罐；10、中心转轴；11、刮板；12、支腿；13、电机。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
本发明的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来呈现，其直接或间接地模拟本发明中的技术方案的运作。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。
实施例一：参见图1～4所示，一种含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产设备，包括无菌罐、换热杀菌输送管路及颗粒添加设备，所述颗粒添加设备包括若干个预煮罐(用于几种谷物的混合添加)、混合罐及定量投放机构：
所述预煮罐1顶部设有谷物投料口2及注水口，底部设有产品出口3，罐壁内侧设有加热机构，罐体靠近所述产品出口处，沿罐壁内侧壁设有筛网4，所述筛网4与罐壁之间设有空腔，对应所述空腔处的罐壁上开有设有排水口，所述罐体内设有搅拌器；
所述混合罐5顶部开设有谷物进口及液态饮料进口，其底部设有混合液出口，该混合液出口经所述换热杀菌输送管路与所述无菌罐连通，所述混合罐5内设有搅拌器；
如图4所示，所述定量投放机构6包括流量计、输送管道及控制器，所述输送管道内设有推送螺杆，输送管道的入口与所述预煮罐1的产品出口3连接，其出口与所述混合罐5的谷物进口连接，所述流量计设置所述混合罐5的液态饮料进口处，所述推送螺杆的驱动端及所述流量计的信号输出端分别与所述控制器连接。
如图1所示，所述换热杀菌输送管路包括前级的液态饮料的预热段，中间的高温杀菌段以及后级的冷却段，所述颗粒添加设备串接于所述预热段与高温杀菌段之间，所述冷却段的出口与所述无菌罐连接。其中，所述预热段包括两级套管式换热器、脱气罐及均质机，所述液态饮料(牛奶)输入端经一平衡罐后输出两路，其中一路经管路送至所述无菌罐内，另一路经正位移泵输送至第一套管式换热器中预热，而后经所述脱气罐、均质机后，再经第二套管式换热器加热至90℃，接入所述混合罐5的液态饮料进口。在此处管路上设置流量计，记录注入混合罐5内的液态饮料(牛奶)的数量，提供给控制器，用于计算谷物颗粒的含量。
如图2所示，预煮罐1的加热机构为设置罐体上的蒸汽夹套7，所述蒸汽夹套7上设有蒸汽进气管及蒸汽出气管，蒸汽进气管与蒸汽出气管上分别设有自动阀门。蒸汽夹套7外侧与罐体外壁之间设有保温层8，通常可选用填充珍珠棉、岩棉或聚氨酯浇注发泡。通过控制通入蒸汽夹套7内的蒸汽量，实现对预煮罐1内加热温度的控制，保温层8保证罐体内温度的稳定，减少与外界的热交换。
所述定量投放机构6内还包括一换罐结构，用于谷物颗粒投放时，预煮罐之间的交换，以便于人工原位放置不同品种的谷物。
如图3所示，所述无菌罐9为卧式无菌罐，无菌罐9内设有刮板式搅拌器，所述刮板式搅拌器由水平布置的中心转轴10及设置于中心转轴10上的七个刮板11构成，所述刮板11以中心转轴10为对称轴交叉分布，经支腿12与中心转轴10连接，且所述刮板11外边缘靠近于所述无菌罐9的内壁，所述刮板11沿罐体延伸方向设置，为水平刮板，尤其是靠近所述罐体两端部处的刮板11呈弧形，与所述罐体端部内侧形状相配合，所述中心转轴10经设置于所述无菌罐9外侧的电机13驱动。通过如此结构的水平刮板，可有效且充分的对罐体内的物料进行搅拌，防止沉淀，保证了谷物颗粒的均匀性。同时，每个支腿12上可设置称重模块，可进一步保护电机13及刮板11，避免扭矩过大，损伤电机13或折断刮板11。
具体生产工艺，包括：
a.将干的谷物添加至预煮罐1内，由控制器控制，加水进罐内对谷物搅拌清洗，沥干后再次加水，并对谷物进行加热预煮；预煮结束后加水冷却并沥干；
b.配制好的牛奶或饮料经过预热和均质处理后，再加热到90℃，将预煮好的谷物颗粒从预煮罐1通过定量投放机构6连续、定量的添加到混合罐5内，与同时注入的牛奶或饮料一起搅拌混合，然后从产品出口被输出；
c.含有谷物颗粒的牛奶或饮料被连续加热至140℃/4s杀菌，杀菌后又被连续冷却至30℃进入卧式无菌罐，产品在无菌罐9中储存、搅拌，并被均匀地供至后道工序，由灌装机进行无菌灌装。
所述步骤b中的“谷物颗粒从预煮罐1通过定量投放机构6连续、定量的添加到混合罐5内”为，通过流量计检测注入混合罐5内的牛奶或饮料计量，并将数据送至控制器中，定量投放机构内的推送螺杆的转动速度由控制器控制，以确保由推送螺杆输送的谷物颗粒实时在混合罐5内的比例小于8％，一般可控制在4％～6％。
生产结束后杀菌机、无菌罐9、预煮罐1和颗粒添加设备进行原位清洗，在通入水后自行清洗，以保证后续生产加工的纯净度，也可进一步防止管道的堵塞。
在本实施例中，谷物颗粒可选择燕麦、粳米、核桃、小麦、荞麦，颗粒尺寸可以是：3×3×3㎜、5×5×5㎜、3×3×10㎜，粘度在50cps(25℃,10r/min)，包装方式为纸盒包250ml或塑料瓶500ml。
上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。
Claims (10)
1.一种含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产设备，包括无菌罐、换热杀菌输送管路及颗粒添加设备，其特征在于：所述颗粒添加设备包括若干个预煮罐、混合罐及定量投放机构：
所述预煮罐顶部设有谷物投料口及注水口，底部设有产品出口，罐壁内侧设有加热机构，罐体靠近所述产品出口处，沿罐壁内侧壁设有筛网，所述筛网与罐壁之间设有空腔，对应所述空腔处的罐壁上开有设有排水口，所述罐体内设有搅拌器；
所述混合罐顶部开设有谷物进口及液态饮料进口，其底部设有混合液出口，该混合液出口经所述换热杀菌输送管路与所述无菌罐连通，所述混合罐内设有搅拌器；
所述定量投放机构包括流量计、输送管道及控制器，所述输送管道内设有推送螺杆，输送管道的入口与所述预煮罐的产品出口连接，其出口与所述混合罐的谷物进口连接，所述流量计设置所述混合罐的液态饮料进口处，所述推送螺杆的驱动端及所述流量计的信号输出端分别与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产设备，其特征在于：所述加热机构为设置罐体上的蒸汽夹套，所述蒸汽夹套上设有蒸汽进气管及蒸汽出气管，蒸汽进气管与蒸汽出气管上分别设有自动阀门。
3.根据权利要求1或2所述的含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产设备，其特征在于：所述预煮罐罐体外壁与所述加热机构之间设有保温层。
4.根据权利要求1所述的含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产设备，其特征在于：所述无菌罐为卧式无菌罐，无菌罐内设有刮板式搅拌器，所述刮板式搅拌器由水平布置的中心转轴及设置于中心转轴上的若干个刮板构成，所述刮板以中心转轴为对称轴交叉分布，经支腿与中心转轴连接，且所述刮板外边缘靠近于所述无菌罐的内壁，所述中心转轴经设置于所述无菌罐外侧的电机驱动。
5.根据权利要求4所述的含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产设备，其特征在于：所述刮板沿罐体延伸方向设置，为水平刮板，靠近所述罐体两端部处的刮板呈弧形，与所述罐体端部内侧形状相配合。
6.根据权利要求1所述的含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产设备，其特征在于：所述换热杀菌输送管路包括前级的液态饮料的预热段，中间的高温杀菌段以及后级的冷却段，所述颗粒添加设备串接于所述预热段与高温杀菌段之间，所述冷却段的出口与所述无菌罐连接。
7.根据权利要求6所述的含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产设备，其特征在于：所述预热段包括复数级套管式换热器、脱气罐及均质机，所述液态饮料输入端经一平衡罐后输出两路，其中一路经管路送至所述无菌罐内，另一路经正位移泵输送至第一套管式换热器中，而后经所述脱气罐、均质机后，再经第二套管式换热器接入所述混合罐的液态饮料进口。
8.一种含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产工艺，其特征在于：包括，
a.将干的谷物添加至预煮罐内，由控制器控制，加水进罐内对谷物搅拌清洗，沥干后再次加水，并对谷物进行加热预煮；预煮结束后加水冷却并沥干；
b.配制好的牛奶或饮料经过预热和均质处理后，再加热到90℃，将预煮好的谷物颗粒从预煮罐通过定量投放机构连续、定量的添加到混合罐内，与同时注入的牛奶或饮料一起搅拌混合，然后从产品出口被输出；
c.含有谷物颗粒的牛奶或饮料被连续加热至135℃～145℃/4s杀菌，杀菌后又被连续冷却至20℃～40℃进入卧式无菌罐，产品在无菌罐中储存、搅拌，并被均匀地供至后道工序，由灌装机进行无菌灌装。
9.根据权利要求8所述的含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产工艺，其特征在于：所述步骤b中的“谷物颗粒从预煮罐通过定量投放机构连续、定量的添加到混合罐内”为，通过流量计检测注入混合罐内的牛奶或饮料计量，并将数据送至控制器中，定量投放机构内的推送螺杆的转动速度由控制器控制，以确保由推送螺杆输送的谷物颗粒实时在混合罐内的含量小于8％。
10.根据权利要求8所述的含有谷物颗粒乳饮料的连续添加生产工艺，其特征在于：生产结束后杀菌机、无菌罐、预煮罐和颗粒添加设备进行原位清洗。
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