CN107048248B - 一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水产品加工装备，尤其涉及一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置，包括进料系统、预热系统、凝结系统、出料系统和控制系统；所述进料系统包括采肉机、调质机、缓冲槽和进料泵；所述预热系统包括蒸汽套筒、预热主轴、主轴电机、刮刀和温度传感器；所述凝结系统包括蒸汽套筒、蒸汽直喷主轴、刮刀电机、螺旋刮刀和温度传感器；所述出料系统包括缓冲槽、管道粉碎机和输送泵；本发明的有益效果在于：该蒸煮装置设置有自清洁功能的蒸汽加热主轴和外加热套筒，采用密封管道式泵送物料，实现快速高效蒸煮；该装置的使用可以提高南极磷虾蒸煮的效率，减少南极磷虾蒸煮时间，同时提高南极磷虾中肌浆蛋白的回收，提高南极磷虾粉的产率和品质。
Description
技术领域
本发明涉及船载水产加工设备，尤其涉及一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置。
背景技术
南极磷虾(Euphausia superba Dana)是一种生活在南极海域的小型甲壳类动物，生物资源量约为1.25～7.5亿吨，目前尚未得到充分的开发利用。南极磷虾目前主要被在船上直接加工成南极磷虾粉或冷冻南极磷虾。
南极磷虾粉具有较高的蛋白质、脂肪含量，氨基酸组成合理；以南极磷虾粉为原料开发的产品研究也取得了积极的进展。但目前南极磷虾粉的质量普遍较差，研究发现，影响南极磷虾粉营养和品质特性的因素主要包括：捕获的时间、地点和条件，原料的质量及新鲜度、加工技术和装备、贮运技术和条件等。但目前关于南极磷虾虾粉加工与贮藏技术的报道较少。
南极磷虾粉是以南极磷虾为原料，经蒸煮、脱水、干燥、粉碎等工序得到的一种产品，目前主要应用于饲料，磷虾油提取等；由于南极磷虾体内含有大量酶，可以导致南极磷虾自溶。因此，南极磷虾必须在捕获后尽快在船上进行加工处理。高品质的南极磷虾粉应采用捕获后1～2h内的完整南极磷虾在船上加工。
现有的南极磷虾加工技术主要是借鉴了鱼粉的加工技术发展而来。但是鱼粉和虾粉在在原料特性和产品特性方面有着较大的差别。如鱼粉原料鱼的蛋白质组成与磷虾有较大差异；鱼粉加工过程中脂肪要求尽量低，而虾粉加工过程中要求尽量多的保留脂肪；鱼粉加工过程中不存在色素问题，虾粉加工过程中存在易降解的虾青素等色素。总体来说，虾粉加工过程中需要解决的技术问题远多于鱼粉。
目前，南极磷虾虾粉的船载加工主要是以南极磷虾为原料，陆基加工主要是以了冷冻南极磷虾为原料，通过传送带输送到蒸煮锅中，蒸煮锅为蒸汽夹层加热，一般将锅内温度控制在90℃左右，完成蒸煮。但目前多数船载的设备采用的蒸煮设备为螺旋蒸煮机，南极磷虾进入蒸煮锅后经历的蒸煮时间约为15～30min，时间较长，虽然锅内温度控制在90℃，但是，磷虾从进入蒸煮锅开始升温到温度达到90℃出锅的过程中，会有大量的水溶性蛋白溶出到煮液中。而大量的水溶性蛋白在锅内继续升温，开始凝结，会聚集到蒸煮锅的内壁，形成一层蛋白粘附层，而夹层蒸汽压力一般在0.5MPa左右，此时蛋白粘附层会发生“糊锅”导致蒸煮器换热效率降低，同时，导致蒸煮液中出现蛋白焦糊味，影响磷虾粉的品质；换热效率低后导致蒸煮锅内蒸煮液的温度降低，进而导致磷虾在蒸煮过程中不能完成高温蒸煮，最终进入脱水设备的磷虾的蛋白变性不完全，其持水力仍然较好，给离心或压榨带来困难，给干燥工艺阶段造成了巨大的压力，同时降低了虾粉的品质。此类现象在目前已有的磷虾粉生产线上是普遍存在的。
发明内容
本发明解决的技术问题是，现有技术中，蒸煮设备效率较低，同时易出现内壁粘附蛋白层，进而影响换热器换热效率。
为解决上述问题，我们提出了一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置，该蒸煮装置设置有自清洁功能的蒸汽加热主轴和外加热套筒，采用密封管道式泵送物料，实现快速高效蒸煮；设置有温度控制系统、主轴变频功能、蒸汽比例阀控制，可以对蒸煮温度进行精确控制；该装置的使用可以提高南极磷虾蒸煮的效率，减少南极磷虾蒸煮时间，同时提高南极磷虾中肌浆蛋白的回收，提高南极磷虾虾粉的产率和品质。
为实现上述需求,本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置，包括进料系统、预热系统、凝结系统、出料系统和控制系统；
进料系统包括采肉机、调质机、缓冲槽和进料泵；
预热系统包括蒸汽套筒、预热主轴、主轴电机、刮刀和温度传感器；
凝结系统包括蒸汽套筒、蒸汽直喷主轴、刮刀电机、螺旋刮刀和温度传感器；
出料系统包括出料缓冲槽、管道粉碎机和输送泵；
预热系统和凝结系统均设置有物料入口和物料出口，预热系统的物料出口与凝结系统的物料入口通过管道相连接；
进料系统通过管道与预热系统的物料入口相连接，预热系统通过物料出口与凝结系统的物料入口相连接，凝结系统通过物料出口和管道与出料系统的出料缓冲槽相连接；进料系统、预热系统、凝结系统、出料系统均通过线路与控制系统相连接；
采肉机为滚筒式挤压采肉机，调质机为搅拌混料机，进料泵为转子泵；采肉机的绞龙出口与调质机的进料槽相连，调质机的出料口与缓冲槽相连，缓冲槽的另一端连接进料泵，进料泵的出料口与预热系统的物料入口相连接；
蒸汽套筒包括蒸汽夹层上端的蒸汽进口、蒸汽夹层下端的冷凝水出口、蒸汽套筒内部为蒸汽夹层、蒸汽进口处连接的蒸汽比例阀；蒸汽套筒两端设置有端盖，端盖两端设置有轴承，轴承套接有动密封圈，预热主轴内部设置有蒸汽夹层，预热主轴设置于蒸汽套筒内两端与轴承连接，主轴电机通过减速机和链条与预热主轴相连接。
更进一步地，用于南极磷虾快速蒸煮的装置，采肉机的采肉筒上的采肉孔直径≤3mm。
更进一步地，用于南极磷虾快速蒸煮的装置，调质机设置有料斗和搅拌桨，料斗底部为锥形，最下方设置有管道接口，管道接口通过管道依次与缓冲槽、进料泵相连接。
更进一步地，用于南极磷虾快速蒸煮的装置，预热系统的预热主轴包括中空夹层和刮刀安装位，刮刀安装位设置有若干组，在预热主轴上交替设置，每组刮刀安装位包括两根固定柱和两根支撑柱，固定柱上设置有凹槽，支撑柱顶端为球型；刮刀一侧为刀口侧，另一侧为安装侧，安装侧与凹槽活动连接，刮刀上还设置有两个支撑孔，分别与两个支撑柱活动连接。
更进一步地，用于南极磷虾快速蒸煮的装置，凝结系统的蒸汽直喷主轴包括蒸汽喷口，蒸汽喷口内嵌于蒸汽直喷主轴上，与预热主轴中心线呈角度倾斜设置，螺旋刮刀内侧紧贴蒸汽直喷主轴设置，外侧紧贴蒸汽套筒内壁；螺旋刮刀可在蒸汽直喷主轴和蒸汽套筒内壁之间高速旋转；刮刀电机通过减速机和链条与蒸汽直喷主轴相连接。
更进一步地，用于南极磷虾快速蒸煮的装置，出料系统的管道粉碎机包括进料口、叠片式切碎刀组、出料口和电机；叠片式切碎刀组包括多片形状相同的切刀片，叠片式切碎刀组设置于管道粉碎机内，转轴与电机相连。
更进一步地，用于南极磷虾快速蒸煮的装置，控制系统包括可编程控制器PLC、变频器、无纸记录仪，可编程控制器与进料系统、预热系统、凝结系统、出料系统相连接。
更进一步地，用于南极磷虾快速蒸煮的装置，冷凝水出口连接有浮球疏水阀。
本发明提供的用于南极磷虾快速蒸煮的装置，在实际生产过程中，南极磷虾经过采肉机的滚筒挤压，虾肉和虾壳分离，虾肉经过调质机搅拌混匀后进入到缓冲槽内，然后经进料泵泵送至预热系统，虾物料在预热主轴的搅动虾开始升温，温度可以从4℃升温至45-55℃，该过程中刮刀对蒸汽套筒内壁进行高速清洁；在预热系统末端的管道处设置有温度传感器，可以实时反馈物料预热的温度。
完成预热之后的磷虾物料通过密闭的管道进入到凝结系统中，凝结系统中的蒸汽直喷主轴为固定轴，螺旋刮刀一侧紧贴固定轴，另一侧紧贴套筒内壁进行高速旋转；同时推进物料前进。在该过程中磷虾物料的温度从45-55℃上升到85-95℃；磷虾体内含有大量的肌浆蛋白发生凝结，凝结后的肌浆蛋白会在蒸汽套筒上接触到高温筒壁发生粘连，形成“糊层”，同时蒸汽直喷主轴外壁上也会形成“糊层”，传统的蒸煮器难以实现清理，会导致其换热效率大大降低。而带有旋转刮刀的则在设备运行过程中进行实时清理，保持换热面的清洁，同时保持高的换热效率。
出料系统中设置有管道粉碎机，由于从蒸汽主轴上刮下的凝结物料的尺寸不均一，直接进入管道中输送容易造成阻塞，尤其是进入到脱水装置，如卧式螺旋离心机时，入口容易被物料阻塞。管道粉碎机采用了叠刀片设计，对于软弹的磷虾煮料具有良好的破碎效果，经过管道粉碎机粉碎后的物料颗粒度均匀，在管道中运输顺畅，可连续稳定地进入卧式螺旋离心机。卧式螺旋离心机在物料稳定连续输入时可以达到最佳的分离效果，也可以大大减低干燥工序的工艺压力。
本发明的有益效果在于：该蒸煮装置设置有自清洁功能的蒸汽加热主轴和外加热套筒，采用密封管道式泵送物料，实现快速高效蒸煮；设置有温度控制系统、主轴变频功能、蒸汽比例阀控制，可以对蒸煮温度进行精确控制；该装置的使用可以提高南极磷虾蒸煮的效率，减少南极磷虾蒸煮时间，同时提高南极磷虾中肌浆蛋白的回收，提高南极磷虾虾粉的产率和品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实施例整体系统连接结构示意图；
图2是本实施例整体设备连接结构示意图；
图3是本实施例预热系统的结构示意图；
图4是本实施例凝结系统的结构示意图；
图5是本实施例预热系统的刮刀与主轴连接结构示意图；
图6是本实施例预热主轴刮刀安装结构示意图；
图7是本实施例螺旋刮刀和蒸汽直喷主轴的结构示意图；
图8是本实施例预热系统端盖与预热主轴配合结构示意图；
图9是本实施例凝结系统端盖与蒸汽直喷主轴配合结构示意图；
图10是本实施例进料系统连接及结构示意图；
图11是本实施例的管道粉碎机的结构示意图。
图中，采肉机11、调质机12、缓冲槽13、进料泵14、蒸汽套筒21、预热主轴22、主轴电机23、刮刀24、温度传感器25、蒸汽直喷主轴32、刮刀电机33、螺旋刮刀34、出料缓冲槽41、管道粉碎机42、输送泵43、料斗121、搅拌桨122、管道接口123、物料入口201、物料出口202、浮球疏水阀203、蒸汽进口211、冷凝水出口212、蒸汽夹层213、蒸汽比例阀214、端盖215、轴承216、动密封圈217、减速机223、中空夹层224、刮刀安装位225、固定柱226、支撑柱227、凹槽228、刀口侧241、安装侧242、支撑孔243、蒸汽喷口321、进料口421、叠片式切碎刀组422、出料口423、电机424、切刀片425。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1:
一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置，包括进料系统、预热系统、凝结系统、出料系统和控制系统；
进料系统包括采肉机11、调质机12、缓冲槽13和进料泵14；
预热系统包括蒸汽套筒21、预热主轴22、主轴电机23、刮刀24和温度传感器25；
凝结系统包括蒸汽套筒21、蒸汽直喷主轴32、刮刀电机33、螺旋刮刀34和温度传感器25；
出料系统包括出料缓冲槽41、管道粉碎机42和输送泵43；
预热系统和凝结系统均设置有物料入口201和物料出口202，预热系统的物料出口202与凝结系统的物料入口201通过管道相连接；
进料系统通过管道与预热系统的物料入口201相连接，预热系统通过物料出口202与凝结系统的物料入口201相连接，凝结系统通过物料出口202和管道与出料系统的出料缓冲槽41相连接；进料系统、预热系统、凝结系统、出料系统均通过线路与控制系统相连接；
采肉机11为滚筒式挤压采肉机，调质机12为搅拌混料机，进料泵14为转子泵；采肉机11的绞龙出口与调质机12的进料槽相连，调质机12的出料口与缓冲槽13相连，缓冲槽13的另一端连接进料泵14，进料泵的出料口与预热系统的物料入口201相连接；
蒸汽套筒21包括蒸汽夹层213上端的蒸汽进口211、蒸汽夹层213下端的冷凝水出口212、蒸汽套筒21内部为蒸汽夹层213、蒸汽进口211处连接的蒸汽比例阀214；蒸汽套筒21两端设置有端盖215，端盖215两端设置有轴承216，轴承216套接有动密封圈217，预热主轴22内部设置有蒸汽夹层213，预热主轴22设置于蒸汽套筒21内两端与轴承216连接，主轴电机23通过减速机223和链条与预热主轴22相连接。
采肉机11的采肉筒上的采肉孔直径为3mm。
调质机12设置有料斗121和搅拌桨122，料斗121底部为锥形，最下方设置有管道接口123，管道接口通过管道依次与缓冲槽13、进料泵14相连接。
预热系统的预热主轴22包括中空夹层224和刮刀安装位225，刮刀安装位225设置有若干组，在预热主轴22上交替设置，每组刮刀安装位225包括两根固定柱226和两根支撑柱227，固定柱226上设置有凹槽228，支撑柱227顶端为球型；刮刀24一侧为刀口侧241，另一侧为安装侧242，安装侧242与凹槽228活动连接，刮刀24上还设置有两个支撑孔243，分别与两个支撑柱227活动连接。
凝结系统的蒸汽直喷主轴32包括蒸汽喷口321，蒸汽喷口321内嵌于蒸汽直喷主轴32上，与预热主轴22中心线呈45°倾斜设置角度，螺旋刮刀34内侧紧贴蒸汽直喷主轴32设置，例如但不限于一体成型，外侧紧贴蒸汽套筒21内壁；螺旋刮刀34可在蒸汽直喷主轴32和蒸汽套筒21内壁之间高速旋转；刮刀电机33通过减速机223和链条与蒸汽直喷主轴32相连接。
出料系统的管道粉碎机42包括进料口421、叠片式切碎刀组422、出料口423和电机424；叠片式切碎刀组422包括多片形状相同的切刀片425。叠片式切碎刀组422设置于管道粉碎机42内，转轴与电机424相连。
控制系统包括可编程控制器PLC、变频器、无纸记录仪，可编程控制器与进料系统、预热系统、凝结系统、出料系统相连接。
冷凝水出口212连接有浮球疏水阀203。
本实施例提供的用于南极磷虾快速蒸煮的装置，在实际生产过程中，南极磷虾经过采肉机的滚筒挤压，虾肉和虾壳分离，虾肉经过调质机搅拌混匀后进入到缓冲槽内，然后经进料泵泵送至预热系统，虾物料在预热主轴的搅动虾开始升温，温度可以从4℃升温至45-55℃，该过程中刮刀对蒸汽套筒内壁进行高速清洁；在预热系统末端的管道处设置有温度传感器，可以实时反馈物料预热的温度。
完成预热之后的磷虾物料通过密闭的管道进入到凝结系统中，凝结系统中的蒸汽直喷主轴为固定轴，螺旋刮刀一侧紧贴固定轴，另一侧紧贴套筒内壁进行高速旋转；同时推进物料前进。在该过程中磷虾物料的温度从45-55℃上升到85-95℃；磷虾体内含有大量的肌浆蛋白发生凝结，凝结后的肌浆蛋白会在蒸汽套筒上接触到高温筒壁发生粘连，形成“糊层”，同时蒸汽直喷主轴外壁上也会形成“糊层”，传统的蒸煮器难以实现清理，会导致其换热效率大大降低。而带有旋转刮刀的则在设备运行过程中进行实时清理，保持换热面的清洁，同时保持高的换热效率。
出料系统中设置有管道粉碎机，由于从蒸汽主轴上刮下的凝结物料的尺寸不均一，直接进入管道中输送容易造成阻塞，尤其是进入到脱水装置，如卧式螺旋离心机时，入口容易被物料阻塞。管道粉碎机采用了叠刀片设计，对于软弹的磷虾煮料具有良好的破碎效果，经过管道粉碎机粉碎后的物料颗粒度均匀，在管道中运输顺畅，可连续稳定地进入卧式螺旋离心机。卧式螺旋离心机在物料稳定连续输入时可以达到最佳的分离效果，也可以大大减低干燥工序的工艺压力。
本实施例的有益效果在于：该蒸煮装置设置有自清洁功能的蒸汽加热主轴和外加热套筒，采用密封管道式泵送物料，实现快速高效蒸煮；设置有温度控制系统、主轴变频功能、蒸汽比例阀控制，可以对蒸煮温度进行精确控制；该装置的使用可以提高南极磷虾蒸煮的效率，减少南极磷虾蒸煮时间，同时提高南极磷虾中肌浆蛋白的回收，提高南极磷虾虾粉的产率和品质。
Claims (7)
1.一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置，其特征在于：包括进料系统、预热系统、凝结系统、出料系统和控制系统；
进料系统包括采肉机、调质机、缓冲槽和进料泵；
预热系统包括蒸汽套筒、预热主轴、主轴电机、刮刀和温度传感器；
凝结系统包括蒸汽套筒、蒸汽直喷主轴、刮刀电机、螺旋刮刀和温度传感器；
出料系统包括出料缓冲槽、管道粉碎机和输送泵；
预热系统和凝结系统均设置有物料入口和物料出口，预热系统的物料出口与凝结系统的物料入口通过管道相连接；
进料系统通过管道与预热系统的物料入口相连接，预热系统通过物料出口与凝结系统的物料入口相连接，凝结系统通过物料出口和管道与出料系统的出料缓冲槽相连接；进料系统、预热系统、凝结系统、出料系统均通过线路与控制系统相连接；
采肉机为滚筒式挤压采肉机，调质机为搅拌混料机，进料泵为转子泵；采肉机的绞龙出口与调质机的进料槽相连，调质机的出料口与缓冲槽相连，缓冲槽的另一端连接进料泵，进料泵的出料口与预热系统的物料入口相连接；
蒸汽套筒包括蒸汽夹层上端的蒸汽进口、蒸汽夹层下端的冷凝水出口、蒸汽套筒内部为蒸汽夹层、蒸汽进口处连接的蒸汽比例阀；蒸汽套筒两端设置有端盖，端盖两端设置有轴承，轴承套接有动密封圈，预热主轴内部设置有蒸汽夹层，预热主轴设置于蒸汽套筒内两端与轴承连接，主轴电机通过减速机和链条与预热主轴相连接；
凝结系统的蒸汽直喷主轴包括蒸汽喷口，蒸汽喷口内嵌于蒸汽直喷主轴上，与预热主轴中心线呈角度倾斜设置，螺旋刮刀内侧紧贴蒸汽直喷主轴设置，外侧紧贴蒸汽套筒内壁；螺旋刮刀可在蒸汽直喷主轴和蒸汽套筒内壁之间高速旋转；刮刀电机通过减速机和链条与蒸汽直喷主轴相连接。
2.如权利要求1所述的一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置，其特征在于：采肉机的采肉筒上的采肉孔直径≤3mm。
3.如权利要求1所述的一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置，其特征在于：调质机设置有料斗和搅拌桨，料斗底部为锥形，最下方设置有管道接口，管道接口通过管道依次与缓冲槽、进料泵相连接。
4.如权利要求1所述的一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置，其特征在于：预热系统的预热主轴包括中空夹层和刮刀安装位，刮刀安装位设置有若干组，在预热主轴上交替设置，每组刮刀安装位包括两根固定柱和两根支撑柱，固定柱上设置有凹槽，支撑柱顶端为球型；刮刀一侧为刀口侧，另一侧为安装侧，安装侧与凹槽活动连接，刮刀上还设置有两个支撑孔，分别与两个支撑柱活动连接。
5.如权利要求1所述的一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置，其特征在于：出料系统的管道粉碎机包括进料口、叠片式切碎刀组、出料口和电机；叠片式切碎刀组包括多片形状相同的切刀片，叠片式切碎刀组设置于管道粉碎机内，转轴与电机相连。
6.如权利要求1所述的一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置，其特征在于：控制系统包括可编程控制器PLC、变频器、无纸记录仪，可编程控制器与进料系统、预热系统、凝结系统、出料系统相连接。
7.如权利要求1所述的一种用于南极磷虾快速蒸煮的装置，其特征在于：冷凝水出口连接有浮球疏水阀。
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