CN106172753A - 一种液态发酵剂接种装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液态发酵剂接种装置及方法。一种液态发酵剂接种装置，包括种子罐、目标容器、PLC控制柜、定容器；定容器为管状结构，设排出和定量传感器；定容器前段通过阀门C与种子罐，阀门D与目标容器和CIP回程管道连接；定容器后段并联连接真空发生器、无菌压缩空气管道、CIP清洗管道、蒸汽管道，真空发生器通过阀门B与定容器的连接，通过阀门A与压缩空气管道连接，定容器与无菌压缩空气管道之间设阀门E，与 CIP清洗管道设阀门F，与蒸汽管道设阀门G；PLC控制柜包括PLC可编程逻辑控制器、人机界面、电气控制元器件，并分别与排出传、定量传感器、和各阀门电连接。本发明生产成本和污染率低、生产效率高。

Description

一种液态发酵剂接种装置及方法

技术领域

本发明涉及发酵乳生产过程中液态发酵剂接种装置及方法。

背景技术

乳品企业生产发酵乳所使用的工作发酵剂可分为两种：粉末型发酵剂和液态发酵剂。粉末型发酵剂虽然使用方便，但是与液态发酵剂相比，存在成本较高，且发酵周期长的缺点。液态发酵剂接种方法有两种，一种是人工接种法，此法工作强度较大，在接种过中发酵剂与空气接触的几率大，易染杂菌，导致产品质量下降，货架期缩短；另一种方法是使用泵进行输送，由于液态发酵剂的物理性状决定了此法存在管道残留多、浪费大、设备要求高，投入大等问题。

为了解决用泵接种液态发酵剂存在的残留多、设备要求高、投入大的缺点，本发明研发了一种液态发酵剂接种装置及方法。

发明内容

本发明是为了解决现有使用泵接种液态发酵剂存在的残留多、设备要求高、投入大的缺点，而提供了一种液态发酵剂接种装置及方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种液态发酵剂接种装置，包括种子罐、目标容器、PLC控制柜、定容器；所述的定容器为管状结构，前段设有排出传感器，后段设有定量传感器，定量传感器与步进电机连接；所述的定容器的前段通过阀门C与种子罐，通过阀门D分别与目标容器和CIP回程管道连接；所述的定容器的后段分别并联连接真空发生器、无菌压缩空气管道、CIP清洗管道、蒸汽管道，其中所述的真空发生器通过阀门B与定容器的连接，通过阀门A与压缩空气管道连接，所述的无菌压缩空气管道与定容器之间设有阀门E，所述的CIP清洗管道与定容器之间设有阀门F，所述的蒸汽管道与定容器之间设有阀门G；所述的PLC控制柜包括PLC可编程逻辑控制器、人机界面、电气控制元器件，并分别与排出传感器、定量传感器、以及各阀门电连接。

进一步地，所述的真空发生器为射流式结构。

所述的排出传感器为电容式开关，安装在定容管外壁的正上方接近阀门D的位置，感应方向与定容管轴线垂直。

所述的定量传感器为电容式开关，安装在滑块上，感应面与定容管外壁相触，感应方向与定容管轴线垂直，所述的滑块可在滑轨上轴向移动，所述的滑轨是由光杆和螺杆组成的可供滑块移动的轨道，与定容管轴线平行。

所述的PLC控制柜包括PLC、人机界面、电气控制元器件，其功能有：采集传感器的信号、控制阀门的开启和关闭、通过控制步进电机的旋转步数控制滑块和定量传感器的位置；将程序和参数存入PLC中，每次接种前只需输入目标容器代号和目标容器中乳液重量。

本发明在管道输送的基础上提供了一种新的无泵管道输送方法（一种新的动力装置和控制方法），通过设置的多个部件与控制系统相连，以气压变化为动力，达到输送工作发酵剂的目的，本发明可以解放劳动力、降低生产成本、降低污染率、提高生产效率。

本发明提供的液态发酵剂接种方法，步骤为：

（1）开机：开启定容管与目标容器之间的手动阀门，启动清洗程序，开启阀门D和阀门F，按CIP程序清洗定容管及定容管到目标容器之间的输送管道，CIP程序结束后阀门F关闭，开启阀门G，对定容管、目标容器及定容管到目标容器之间的输送管道进行灭菌，然后关闭阀门G，打开阀门E对定容管、及定容管到目标容器之间的输送管道进行吹扫冷凝水；

（2）接种：待乳液全部进入目标容器后，打开定容管与目标容器之间的手动阀门，通过PLC控制柜输入目标容器代号和目标容器中乳液重量，启动接种程序，PLC自动计算出转接周期数和步进电机转动步数，使定量传感器处于相应的位置，然后打开阀门A、阀门B和阀门C，定容器内形成负压，种子罐内的工作发酵剂被吸入定容管，当液面达到定量传感器的感应范围时，阀门A、阀门B和阀门C关闭，开启阀门D和阀门E，在无菌压缩空气作用下工作发酵剂被压出定容管，当排出传感器感应到定容管排空时，经一定时间吹扫后阀门D和阀门E关闭，进入下一个转接周期，当PLC设定的数个转接周期运行完毕，进入待机状态，即可对下一个目标容器进行接种。

本发明由定容管、阀门A、阀门B、阀门C、阀门D、阀门E、阀门F、阀门G、定量控制器、排出传感器、真空发生器、输送管道和计算机控制系统组成；其中定容管为管状结构，材质金属或非金属，内径应满足工作发酵剂的流量要求和CIP清洗液的流速要求，分为定容管前段和定容管后段，定容管前段的一端与远程控制阀门C、D连接，另一端与定容管后段的一端连接，定容管后段的另一端与并联的远程控制阀门A、B、E、F、G连接；定量控制器是由定量传感器、滑轨和步进电机构成，其中定量传感器为电容式开关，安装在滑块上，其感应面与定容管外壁相触，其感应方向与定容管轴线垂直，所述的滑轨是由光杆和螺杆组成的可供滑块移动的轨道，与定容管轴线平行，滑块可在滑轨上轴向移动，所述的步进电机为市售产品，与滑轨机械连接；输送管道是定容管与目标容器的连接通道，包括主输送管道和支输送管道，在主输送管道上可并联多条支输送管道； PLC控制柜包括PLC、人机界面、电气控制元器件，其功能有：采集传感器的信号、控制阀门的开启和关闭、通过控制步进电机的旋转步数控制滑块和定量传感器的位置；将程序和参数存入PLC中，每次接种前只需输入目标容器代号和目标容器中乳液重量。

运行时，当远程控制阀门A、B、C打开时，定容器内形成负压，种子罐内的工作发酵剂被吸入定容管，当液面达到定量传感器的感应范围时，阀门A、B、C关闭，阀门D、E打开，在无菌压缩空气作用下工作发酵剂被压出定容管，当排出传感器感应到定容管排空时，经一定时间吹扫后阀门D、E关闭，至此，一定量的工作发酵剂从种子罐被输送到目标容器，PLC控制系统根据目标容器中乳液量以及输送管道的长短自动控制转接次数、定量传感器的位置及无菌压缩空气的吹扫时间。

本发明以气压变化为动力，达到输送工作发酵剂的目的，可以解放劳动力、降低生产成本、降低污染率、提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的主示意图；

图2为定容器后段的剖视图；

图中：1-种子罐、2-目标容器、3-PLC控制柜、4-定容器、5-排出传感器、6-定量传感器、7-步进电机、8-阀门A、9-阀门B、10-阀门C、11-阀门D、12-阀门E、13-阀门F、14-阀门G、15-CIP回程管道、16-真空发生器、17-无菌压缩空气管道、18-CIP清洗管道、19-蒸汽管道、20-压缩空气管道、21-滑块、22-滑轨、23-光杆、24-螺杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、2所示的一种液态发酵剂接种装置，包括种子罐1、目标容器2、PLC控制柜3、定容器4；所述的定容器4为管状结构，前段设有排出传感器5，后段设有定量传感器6，定量传感器6与步进电机7连接；所述的定容器4的前段通过阀门C10与种子罐1，通过阀门D11分别与目标容器2和CIP回程管道15连接；所述的定容器4的后段分别并联连接真空发生器16、无菌压缩空气管道17、CIP清洗管道18、蒸汽管道19，其中所述的真空发生器16通过阀门B9与定容器4的连接，通过阀门A8与压缩空气管道20连接，所述的无菌压缩空气管道17与定容器4之间设有阀门E12，所述的CIP清洗管道18与定容器4之间设有阀门F13，所述的蒸汽管道19与定容器4之间设有阀门G14；所述的PLC控制柜3包括PLC可编程逻辑控制器、人机界面、电气控制元器件，并分别与排出传感器、定量传感器、以及各阀门电连接。

其中种子罐1容积300L、目标容器2的容积为2000L，目标容器2中的乳液大于700L，定容管4前段内径50mm，容积7L，后段玻璃材质，内径50mm，容积3L，玻璃管外有截面呈C型的不锈钢护罩，不锈钢护罩两端为支撑座，支撑座用于固定玻璃管和滑轨；阀门C、阀门D为气动无菌级截止阀，阀门A、阀门B、阀门E、阀门F、阀门G为气动角座阀，定量传感器6和排出传感器5为电容式接近开关，真空发生器16为射流式真空发生器，定量传感器6安装在滑块21上，滑块21可在滑轨22上轴向移动，滑轨22是由光杆23和螺杆24组成的可供滑块移动的轨道，与定容管轴线平行，步进电机7与螺杆同同轴联接。

运行时，步骤为：

（1）开机：开启定容管与目标容器之间的手动阀门，启动清洗程序，开启阀门D和阀门F，按CIP程序清洗定容管及定容管到目标容器之间的输送管道，CIP程序结束后阀门F关闭，开启阀门G，对定容管、目标容器及定容管到目标容器之间的输送管道进行灭菌，然后关闭阀门G，打开阀门E对定容管、及定容管到目标容器之间的输送管道进行吹扫冷凝水；

（2）接种：待乳液全部进入目标容器后，打开定容管与目标容器之间的手动阀门，通过PLC控制柜输入目标容器代号和目标容器中乳液重量，启动接种程序，PLC自动计算出转接周期数和步进电机转动步数，使定量传感器处于相应的位置，然后打开阀门A、阀门B和阀门C，定容器内形成负压，种子罐内的工作发酵剂被吸入定容管，当液面达到定量传感器的感应范围时，阀门A、阀门B和阀门C关闭，开启阀门D和阀门E，在无菌压缩空气作用下工作发酵剂被压出定容管，当排出传感器感应到定容管排空时，经一定时间吹扫后阀门D和阀门E关闭，进入下一个转接周期，当PLC设定的数个转接周期运行完毕，进入待机状态，即可对下一个目标容器进行接种。

Claims (5)

1.一种液态发酵剂接种装置，其特征在于，包括种子罐、目标容器、PLC控制柜、定容器；所述的定容器为管状结构，前段设有排出传感器，后段设有定量传感器，定量传感器与步进电机连接；所述的定容器的前段通过阀门C与种子罐，通过阀门D分别与目标容器和CIP回程管道连接；所述的定容器的后段分别并联连接真空发生器、无菌压缩空气管道、CIP清洗管道、蒸汽管道，其中所述的真空发生器通过阀门B与定容器的连接，通过阀门A与压缩空气管道连接，所述的无菌压缩空气管道与定容器之间设有阀门E，所述的CIP清洗管道与定容器之间设有阀门F，所述的蒸汽管道与定容器之间设有阀门G；所述的PLC控制柜包括PLC可编程逻辑控制器、人机界面、电气控制元器件，并分别与排出传感器、定量传感器、以及各阀门电连接。

2.根据权利要求1所述的一种液态发酵剂接种装置，其特征在于，所述的真空发生器为射流式结构。

3.根据权利要求1或2所述的一种液态发酵剂接种装置，其特征在于，所述的排出传感器为电容式开关，安装在定容管外壁的正上方接近阀门D的位置，感应方向与定容管轴线垂直。

4.根据权利要求1或2所述的一种液态发酵剂接种装置，其特征在于，所述的定量传感器为电容式开关，安装在滑块上，感应面与定容管外壁相触，感应方向与定容管轴线垂直，所述的滑块可在滑轨上轴向移动，所述的滑轨是由光杆和螺杆组成的可供滑块移动的轨道，与定容管轴线平行。

5.利用权利要求1-4任一项所述的装置进行液态发酵剂接种的方法，其特征在于，步骤为：

（1）开机：开启定容管与目标容器之间的手动阀门，启动清洗程序，开启阀门D和阀门F，按CIP程序清洗定容管及定容管到目标容器之间的输送管道，CIP程序结束后阀门F关闭，开启阀门G，对定容管、目标容器及定容管到目标容器之间的输送管道进行灭菌，然后关闭阀门G，打开阀门E对定容管、及定容管到目标容器之间的输送管道进行吹扫冷凝水；

（2）接种：待乳液全部进入目标容器后，打开定容管与目标容器之间的手动阀门，通过PLC控制柜输入目标容器代号和目标容器中乳液重量，启动接种程序，PLC自动计算出转接周期数和步进电机转动步数，使定量传感器处于相应的位置，然后打开阀门A、阀门B和阀门C，定容器内形成负压，种子罐内的工作发酵剂被吸入定容管，当液面达到定量传感器的感应范围时，阀门A、阀门B和阀门C关闭，开启阀门D和阀门E，在无菌压缩空气作用下工作发酵剂被压出定容管，当排出传感器感应到定容管排空时，经一定时间吹扫后阀门D和阀门E关闭，进入下一个转接周期，当PLC设定的数个转接周期运行完毕，进入待机状态，即可对下一个目标容器进行接种。