CN106954774A - 一种并联超高压果汁杀菌装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种并联超高压果汁杀菌装置，包括推杆、果汁容器、超高压容器、导轨、基座和水箱；推杆、导轨和超高压容器均固定设于基座上；推杆包括第一推杆和第二推杆；果汁容器包括第一果汁容器和第二果汁容器；超高压容器包括第一超高压容器和第二超高压容器；导轨包括第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨；基座包括第一基座和第二基座；第一基座和第二基座平行设置；第一基座和第二基座之间设有水箱；第一超高压容器与第二超高压容器通过循环水管连接；第一超高压容器通过进水管和第一增压管连接水箱；水箱通过第二增压管连接第二超高压容器。本发明的装置往复交替杀菌过程，实现了水循环节约利用和高压能量的充分节能利用。
Description
技术领域
本发明涉及加工技术领域。更具体地，涉及一种并联超高压果汁杀菌装置及其应用。
背景技术
果汁饮品安全是关系生命的重要环节，所以果汁饮品的绿色杀菌技术成为关键内容，为此长期以来国内外逐步推进物理杀菌方法。其中，最典型的果汁物理杀菌方式是超高压杀菌，压力一般在600MPa左右。通常情况下，为了实现超高压杀菌效果，采用的装置主要依靠单筒超高压容器进行杀菌，但是这种方式，生产效率低、超高压能耗较高。
因此，需要设计一种制造高效和节能的超高压果汁杀菌装置。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种并联超高压果汁杀菌装置。本发明中的杀菌装置是并联结构，实现了注入超高压容器的循环水循环节约利用和高压能量的充分往复利用与节能。
本发明的另一个目的在于提供一种并联超高压果汁杀菌装置的应用。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种并联超高压果汁杀菌装置，包括推杆、果汁容器、超高压容器、导轨、基座和水箱；所述推杆、导轨和超高压容器均固定设于基座上；
所述推杆包括第一推杆和第二推杆；所述果汁容器包括第一果汁容器和第二果汁容器；所述超高压容器包括第一超高压容器和第二超高压容器；所述导轨包括第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨；所述基座包括第一基座和第二基座；
所述第一基座和第二基座平行设置，所述第一基座和第二基座之间设有水箱；
所述第一超高压容器两侧分别设有第一导轨和第二导轨，所述第一导轨的另一侧设有第一推杆；
所述第一果汁容器可装卸地设于第一导轨上；
所述第二超高压容器两侧分别设有第三导轨和第四导轨，所述第三导轨的另一侧设有第二推杆；
所述第二果汁容器可装卸地设于第三导轨上；
所述第一超高压容器与第二超高压容器通过循环水管连接；
所述第一超高压容器通过进水管和第一增压管连接水箱；
所述水箱通过第二增压管连接第二超高压容器。
优选地，所述推杆包括推杆座和水平推杆臂，所述水平推杆臂可伸缩地设于推杆座的顶部，所述推杆座的底部通过螺栓连接基座，所述水平推杆臂的轴心与果汁容器的轴心齐平。本发明通过可伸缩的水平推杆臂推动果汁容器沿导轨滑动进入超高压容器中。
优选地，所述导轨通过螺栓连接基座。本发明中的导轨用于果汁容器的装卸和滑动。
优选地，所述超高压容器通过焊接的方式与基座紧固为一体，所述超高压容器包括进口高压塞、出口高压塞和容器空腔；所述进口高压塞和出口高压塞分别设于超高压容器的两侧；所述容器空腔设于超高压容器的中部。本发明中的超高压容器用于果汁超高压杀菌。
优选地，所述超高压容器和果汁容器均为圆筒形，所述超高压容器的轴心和果汁容器的轴心齐平。本发明中的果汁容器装完果汁后能够承受700MPa的压力，并且果汁容器伸缩柔软性好，果汁容器装完满果汁后留有压缩容积，并达到所需的伸缩要求。
优选地，所述超高压容器的容器空腔的体积大于果汁容器的体积。果汁容器小于超高压容器容积，方便果汁容器的进入和水的注入。
优选地，所述超高压容器的杀菌压力为500-700MPa。进一步地，根据本发明的优选实施方式，所述超高压容器的杀菌压力为600～700MPa、650～700MPa、680～700MPa，更优选地，所述超高压容器的杀菌压力为700Mpa。
优选地，所述超高压容器的材料为钢材料，优选为炮弹钢。本发明中的超高压容器提供超高杀菌压力，从而有效灭菌，炮弹钢强度高、硬度高，更适于超高压容器。
优选地，所述第一增压管、进水管、第二增压管和循环水管均为炮弹钢超高压承压管，所述循环水管通过密封螺纹连接超高压容器，所述进水管、第一增压管和第二增压管均通过密封螺纹连接超高压容器和水箱。
优选地，所述推杆的材料为钢材料，优选45钢，更优选地，为45钢表面淬火。
优选地，所述果汁容器的材料为PVC塑料。本发明发现，果汁容器采用PVC塑料，伸缩柔软性好，果汁容器装完满果汁后留有压缩容积，并达到所需的伸缩要求。
优选地，所述导轨的材料为塑料，更优选为聚四氟乙烯。本发明发现，聚四氟乙烯的摩擦系数小，更适于果汁容器在导轨上滑动。
优选地，所述基座和水箱的材料均为不锈钢，更优选为201不锈钢。本发明发现不锈钢材料耐腐性好，适用于本发明中的基座和水箱，更优选的201不锈钢，耐酸、耐碱性和制造成本价格更优，更适于本发明。
为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：
一种并联超高压果汁杀菌装置的应用，包括如下步骤：
1)将第一果汁容器和第二果汁容器装果汁后各自独立地放置于第一导轨和第三导轨上，打开第一超高压容器的第一进口高压塞和第二超高压容器的第二进口高压塞，用第一推杆和第二推杆各自独立地推动第一果汁容器和第二果汁容器分别进入第一超高压容器和第二超高压容器，关闭第一进口高压塞和第二进口高压塞；
2)当装有果汁的两个果汁容器分别在两个超高压容器内稳定后，打开进水管，闭合第一增压管、第二增压管和循环水管，此时水箱的水通过进水管注入第一超高压容器的空腔里；注满第一超高压容器后，闭合进水管、第二增压管和循环水管，打开第一增压管，进行第一超高压容器的增压；当第一超高压容器压力达到杀菌工艺压力时，闭合第一增压管，对第一果汁容器内的果汁进行高压杀菌；
3)当第一果汁容器内的果汁杀菌完成后，打开循环水管，此时第一超高压容器内的水通过循环水管进入第二超高压容器；待第二超高压容器注满水后，闭合循环水管，打开第二增压管，进行第二超高压容器的增压；当第二高压容器压力达到杀菌工艺压力时，闭合第二增压管，对第二果汁容器内的果汁进行高压杀菌；第二果汁容器进行杀菌的同时，打开第一超高压容器的第一进口高压塞和第一出口高压塞，用第一推杆将第一果汁容器推送至第二导轨上，收集第一果汁容器杀菌后的果汁，将第一果汁容器装果汁后放置于第一导轨上；
4)第二果汁容器的果汁杀菌完成后，再次打开第一超高压容器的第一进口高压塞，推动第一果汁容器进入第一超高压容器，关闭第一超高压容器的第一进口高压塞；打开循环水管，此时第二超高压容器的水返回第一超高压容器，注满第一超高压容器后，闭合循环水管，打开第一增压管，进行第一超高压容器的增压，当第一超高压容器压力达到杀菌工艺压力时，闭合第一增压管，进行第一果汁容器的超高压杀菌；第一果汁容器进行杀菌的同时，打开第二超高压容器的第二进口高压塞和第二出口高压塞，用第二推杆将第二果汁容器推送至第四导轨上，收集第二果汁容器杀菌后的果汁，将第二果汁容器装果汁后放置于第三导轨上；
5)重复往替步骤1)至步骤4)的杀菌过程。
上述超高压杀菌过程具备第一超高压容器杀菌和第二超高压容器杀菌两个往复交替过程，这种杀菌装置是并联结构。所述第一超高压容器和第二超高压容器具备相同的结构特点，保证了注入超高压容器的循环水循环节约利用和高压能量的充分往复利用与节能。
优选地，所述超高压容器的水质需要更换时，采用水箱中的水通过进水管在第一超高压容器内更换。
如何实现果汁超高压杀菌过程的高效和节能，是本发明克服的首要技术问题。为了克服上述技术问题，本发明借助将两个超高压容器并联的形式，且与其他组件在循环过程中的相互配合共同作用，实现了注入超高压容器的循环水循环节约利用和高压能量的充分往复利用与节能。即本发明的技术方案为一个统一的整体，每个技术特征都不是线性独立的，不同技术特征之间会互相影响，因此本发明最终技术效果的实现，必须依赖于所有技术特征有机集成的一个不可拆分的整体，而不是若干技术特征的简单加和。
本发明的有益效果如下：
本发明的并联超高压果汁杀菌装置，采用并联超高压容器往复交替杀菌过程，实现了注入超高压容器的水循环节约利用和高压能量的充分节能利用，能够较好地实现果汁超高压杀菌过程的高效、节能、节材生产。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出了本发明实施例1中并联式超高压果汁杀菌装置的立体示意图。
图2示出了本发明实施例1中并联式超高压果汁杀菌装置的俯视图。
图3示出了本发明实施例1中并联式超高压果汁杀菌装置的A-A剖视图。
图4示出了本发明实施例1中并联式超高压果汁杀菌装置的主视图。
其中，101-1-第一推杆座、101-1-第一水平推杆臂、102-1-第二推杆座、102-2-第二水平推杆臂、201-1-第一导轨、201-2-第二导轨、202-1-第三导轨、202-2-第四导轨、301-第一果汁容器、302-第二果汁容器、401-第一进口高压塞、402-第二进口高压塞、501-第一容器空腔、502-第二容器空腔、601-第一出口高压塞、602-第二出口高压塞、701-第一超高压容器、702-第二超高压容器、801-第一增压管、802-第二增压管、9-进水管、10-水箱、11-循环水管、12-工作平台、13-1-第一基座、13-2-第二基座。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
一种并联式超高压果汁杀菌装置，如图1-4所示，包括推杆、果汁容器、超高压容器、导轨、基座和水箱；所述推杆、果汁容器、超高压容器、导轨、基座和水箱设于工作平台12上；所述超高压容器和果汁容器均为圆筒形，超高压容器的轴心和果汁容器的轴心齐平；
其中推杆包括第一推杆和第二推杆；果汁容器包括第一果汁容器301和第二果汁容器302；超高压容器包括第一超高压容器701和第二超高压容器702；导轨包括第一导轨201-1、第二导轨201-2、第三导轨202-1和第四导轨202-2；基座包括第一基座13-1和第二基座13-2。
第一基座13-1和第二基座13-2平行设置于工作平台12上。
第一推杆、第一导轨201-1、第二导轨201-2和第一超高压容器701均固定设于第一基座13-1上；
第一超高压容器701通过焊接的方式与第一基座13-1紧固为一体，两侧分别设有第一导轨201-1和第二导轨201-2，第一导轨201-1的另一侧设有第一推杆；
第一推杆包括第一推杆座101-1和第一水平推杆臂101-2，第一水平推杆臂101-2可伸缩地设于第一推杆座101-1的顶部，第一推杆座101-1的底部通过螺栓连接第一基座13-1，第一水平推杆臂101-2的轴心与第一果汁容器301的轴心齐平；
第一果汁容器301可装卸地设于第一导轨201-1上；第一导轨201-1通过螺栓连接第一基座13-1；
第一超高压容器701包括第一进口高压塞401、第一出口高压塞601和第一容器空腔501；第一进口高压塞401和第一出口高压塞601分别设于第一超高压容器701的两侧；第一容器空腔501设于第一超高压容器701的中部。
第二推杆、第三导轨202-1、第四导轨202-2和第二超高压容器702均固定设于第二基座13-2上；
第二超高压容器702通过焊接的方式与第二基座13-2紧固为一体，两侧分别设有第三导轨202-1和第四导轨202-2，第三导轨202-1的另一侧设有第二推杆；
第二推杆包括第二推杆座102-1和第二水平推杆臂102-2，第二水平推杆臂102-2可伸缩地设于第二推杆座102-1的顶部，第二推杆座102-1的底部通过螺栓连接第二基座13-2，第二水平推杆臂102-2的轴心与第二果汁容器302的轴心齐平；
第二果汁容器302可装卸地设于第三导轨202-1上；第三导轨202-1通过螺栓连接第二基座13-2；
第二超高压容器702包括第二进口高压塞402、第二出口高压塞602和第二容器空腔502；第二进口高压塞402和第二出口高压塞602分别设于第二超高压容器702的两侧；第二容器空腔502设于第二超高压容器702的中部。
第一超高压容器701与第二超高压容器702通过循环水管11连接；
第一超高压容器701通过进水管9和第一增压管801连接水箱10；
水箱10通过第二增压管802连接第二超高压容器702。
所述循环水管11通过密封螺纹连接第一超高压容器701与第二超高压容器702，所述进水管9、第一增压管801均通过密封螺纹连接第一超高压容器701和水箱10，所述第二增压管802通过密封螺纹连接第二超高压容器702和水箱10。
第一超高压容器和第二超高压容器具备相同的结构特点，通过第一超高压容器和第二超高压容器并联的结构，以及水箱、第一增压管、第二增压管、进水管和循环水管等组件的相互配合，实现了注入超高压容器的循环水循环节约利用和高压能量的充分往复利用与节能。
实施例2
一种并联超高压果汁杀菌装置，结构同实施例1，用于果汁的杀菌，包括如下步骤：
1)将第一果汁容器301和第二果汁容器302装果汁后各自独立地放置于第一导轨201-1和第三导轨202-1上，打开第一超高压容器701的第一进口高压塞401和第二超高压容器702的第二进口高压塞402，用第一推杆和第二推杆各自独立地推动第一果汁容器301和第二果汁容器302分别进入第一超高压容器701和第二超高压容器702，关闭第一进口高压塞401和第二进口高压塞402；超高压容器的杀菌压力为700MPa；
2)当装有果汁的两个果汁容器分别在两个超高压容器内稳定后，打开进水管，闭合第一增压管801、第二增压管802和循环水管11，此时水箱10的水通过进水管9注入第一超高压容器701的空腔里；注满第一超高压容器701后，闭合进水管9、第二增压管802和循环水管11，打开第一增压管801，进行第一超高压容器701的增压；当第一超高压容器701压力达到杀菌工艺压力时，闭合第一增压管801，对第一果汁容器301内的果汁进行高压杀菌；
3)当第一果汁容器301内的果汁杀菌完成后，打开循环水管11，此时第一超高压容器701内的水通过循环水管11进入第二超高压容器702；待第二超高压容器702注满水后，闭合循环水管11，打开第二增压管802，进行第二超高压容器702的增压；当第二高压容器702压力达到杀菌工艺压力时，闭合第二增压管802，对第二果汁容器302内的果汁进行高压杀菌；第二果汁容器302进行杀菌的同时，打开第一超高压容器701的第一进口高压塞401和第一出口高压塞601，用第一推杆将第一果汁容器301推送至第二导轨201-2上，收集第一果汁容器301杀菌后的果汁，将第一果汁容器301重新装果汁后放置于第一导轨201-1上；
4)第二果汁容器302的果汁杀菌完成后，再次打开第一超高压容器701的第一进口高压塞401，推动第一果汁容器301进入第一超高压容器701，关闭第一超高压容器701的第一进口高压塞401；打开循环水管11，此时第二超高压容器702的水返回第一超高压容器701，注满第一超高压容器701后，闭合循环水管11，打开第一增压管801，进行第一超高压容器701的增压，当第一超高压容器701压力达到杀菌工艺压力时，闭合第一增压管801，进行第一果汁容器301的超高压杀菌；第一果汁容器301进行杀菌的同时，打开第二超高压容器702的第二进口高压塞402和第二出口高压塞602，用第二推杆将第二果汁容器302推送至第四导轨202-2上，收集第二果汁容器302杀菌后的果汁，将第二果汁容器重新装满果汁后放置于第三导轨202-1上；
5)重复往替步骤1)至步骤4)的杀菌过程。
最终得到的果汁达到杀菌加工需求。
实施例3～8
一种并联超高压果汁杀菌装置，结构同实施例1，用于果汁的杀菌，步骤同实施例2，不同之处在于：
步骤1)中所述超高压容器的杀菌压力分别为500MPa、550MPa、600MPa、620MPa、650MPa、680MPa。
最终得到的果汁达到杀菌加工需求。
结论：本发明中第一超高压容器和第二超高压容器以并联的方式连接，与其他组件之间相互配合，协同作用，不仅实现了往复交替杀菌过程，而且实现了注入超高压容器的水循环节约利用和高压能量的充分节能利用，能够较好地实现果汁超高压杀菌过程的高效、节能、节材生产。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种并联超高压果汁杀菌装置，其特征在于，所述装置包括推杆、果汁容器、超高压容器、导轨、基座和水箱；所述推杆、导轨和超高压容器均固定设于基座上；
所述推杆包括第一推杆和第二推杆；所述果汁容器包括第一果汁容器和第二果汁容器；所述超高压容器包括第一超高压容器和第二超高压容器；所述导轨包括第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨；所述基座包括第一基座和第二基座；
所述第一基座和第二基座平行设置；所述第一基座和第二基座之间设有水箱；
所述第一超高压容器两侧分别设有第一导轨和第二导轨，所述第一导轨的另一侧设有第一推杆；
所述第一果汁容器可装卸地设于第一导轨上；
所述第二超高压容器两侧分别设有第三导轨和第四导轨，所述第三导轨的另一侧设有第二推杆；
所述第二果汁容器可装卸地设于第三导轨上；
所述第一超高压容器与第二超高压容器通过循环水管连接；
所述第一超高压容器通过进水管和第一增压管连接水箱；
所述水箱通过第二增压管连接第二超高压容器。
2.根据权利要求1所述的一种并联超高压果汁杀菌装置，其特征在于，所述推杆的材料为钢材料，所述推杆包括推杆座和水平推杆臂，所述水平推杆臂可伸缩地设于推杆座的顶部，所述推杆座的底部通过螺栓连接基座，所述水平推杆臂的轴心与果汁容器的轴心齐平。
3.根据权利要求1所述的一种并联超高压果汁杀菌装置，其特征在于，所述导轨的材料为塑料，导轨通过螺栓连接基座。
4.根据权利要求1所述的一种并联超高压果汁杀菌装置，其特征在于，所述超高压容器的材料为钢材料，杀菌压力为500-700MPa；所述超高压容器通过焊接的方式与基座紧固为一体，所述超高压容器包括进口高压塞、出口高压塞和容器空腔；所述进口高压塞和出口高压塞分别设于超高压容器的两侧；所述容器空腔设于超高压容器的中部。
5.根据权利要求4所述的一种并联超高压果汁杀菌装置，其特征在于，所述超高压容器的容器空腔的体积大于果汁容器的体积。
6.根据权利要求1所述的一种并联超高压果汁杀菌装置，其特征在于，所述超高压容器和果汁容器均为圆筒形，所述超高压容器的轴心和果汁容器的轴心齐平。
7.根据权利要求1所述的一种并联超高压果汁杀菌装置，其特征在于，所述基座和水箱的材料均为不锈钢。
8.根据权利要求1所述的一种并联超高压果汁杀菌装置，其特征在于，所述循环水管通过密封螺纹连接超高压容器，所述进水管、第一增压管和第二增压管均通过密封螺纹连接超高压容器和水箱。
9.如权利要求1-8任一所述的一种并联超高压果汁杀菌装置的应用，包括如下步骤：
1)将第一果汁容器和第二果汁容器装果汁后各自独立地放置于第一导轨和第三导轨上，打开第一超高压容器的第一进口高压塞和第二超高压容器的第二进口高压塞，用第一推杆和第二推杆各自独立地推动第一果汁容器和第二果汁容器分别进入第一超高压容器和第二超高压容器，关闭第一进口高压塞和第二进口高压塞；
2)当装有果汁的两个果汁容器分别在两个超高压容器内稳定后，打开进水管，闭合第一增压管、第二增压管和循环水管，此时水箱的水通过进水管注入第一超高压容器的空腔里；注满第一超高压容器后，闭合进水管、第二增压管和循环水管，打开第一增压管，进行第一超高压容器的增压；当第一超高压容器压力达到杀菌工艺压力时，闭合第一增压管，对第一果汁容器内的果汁进行高压杀菌；
3)当第一果汁容器内的果汁杀菌完成后，打开循环水管，此时第一超高压容器内的水通过循环水管进入第二超高压容器；待第二超高压容器注满水后，闭合循环水管，打开第二增压管，进行第二超高压容器的增压；当第二高压容器压力达到杀菌工艺压力时，闭合第二增压管，对第二果汁容器内的果汁进行高压杀菌；第二果汁容器进行杀菌的同时，打开第一超高压容器的第一进口高压塞和第一出口高压塞，用第一推杆将第一果汁容器推送至第二导轨上，收集第一果汁容器杀菌后的果汁，将第一果汁容器装果汁后放置于第一导轨上；
4)第二果汁容器的果汁杀菌完成后，再次打开第一超高压容器的第一进口高压塞，推动第一果汁容器进入第一超高压容器，关闭第一超高压容器的第一进口高压塞；打开循环水管，此时第二超高压容器的水返回第一超高压容器，注满第一超高压容器后，闭合循环水管，打开第一增压管，进行第一超高压容器的增压，当第一超高压容器压力达到杀菌工艺压力时，闭合第一增压管，进行第一果汁容器的超高压杀菌；第一果汁容器进行杀菌的同时，打开第二超高压容器的第二进口高压塞和第二出口高压塞，用第二推杆将第二果汁容器推送至第四导轨上，收集第二果汁容器杀菌后的果汁，将第二果汁容器装果汁后放置于第三导轨上；
5)重复往替步骤1)至步骤4)的杀菌过程。
10.根据权利要求9所述的一种并联超高压果汁杀菌装置的应用，其特征在于，所述超高压容器的水质需要更换时，采用水箱中的水通过进水管在第一超高压容器内更换。
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| CN110200187A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-06 | 浙江大学 | 用于对杨梅果实果汁混合物的自冷型超高压杀菌装置及方法 |
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