CN109198706B - 液态食品的冷冻浓缩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液态食品的冷冻浓缩装置，涉及一种冷冻浓缩装置，包括用于将液态食品进行结晶的结晶室和用于向结晶室内供冷的供冷室，供冷室内设有用于向结晶室提供冷气的供冷装置和用于驱动供冷装置相对结晶室往复运动的升降装置，结晶室与供冷室通过隔板隔开。本发明采用升降装置驱动供冷装置在结晶室内进行往复运动，使结晶室内的待浓缩液态食品进行渐进式冷冻浓缩，形成整体的冰晶层，方便冰晶与浓缩的液态食品的分离；冰晶进入排冰罐中，与原浆罐连通的排冰罐喷口向排冰罐中喷射入原浆，使排冰罐中的冰晶悬浮至表面，被冰晶输送装置从排冰罐冰晶排出口排出，还可以洗去冰晶上夹带的已浓缩的液态食品，从而降低浓缩的液态食品的夹带率。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷冻浓缩装置，特别涉及一种液态食品的冷冻浓缩装置。
背景技术
食品的冷冻浓缩使通过低温冷却使得食品中的溶剂结晶、提高食品浓度的一种食品加工方法，冷冻浓缩通常用于一些对热比较敏感的液态食品，还可以保持产品中的天然芳香物质，保障食品的色、香、味，从而保障食品的质量。
冷冻浓缩主要包括以下步骤：液态食品的冷却、液态食品的结晶、晶体与浓缩液的分离。目前食品冷冻浓缩通常是在冷冻浓缩装置中进行，现有的冷冻浓缩装置通常包括结晶室和分离室，结晶室负责液态食品的冷却结晶，分离室负责晶体与浓缩液的分离，且结晶室和分离室通常是分开的，操作时先将液态食品输入低温的结晶室中进行自动的冷却结晶，待冷却结晶一段时间后再将浓缩液及晶体通过管道一起输送至分离室进行过滤，过滤后的滤液即为所需的浓缩液。
然而，由于液态食品在结晶室里冷却结晶时是静止不动的，而冷却介质通常位于结晶室外、其与液态食品发生热交换时通常是从外到内，因此会使得内部的液态食品温度高于外部的液态食品温度，即液态食品受冷不均，从而液态食品中溶剂的结晶颗粒粒度不均匀，不便于过滤，且会使得液态食品的结晶速度慢，从而导致整个浓缩过程效率低。
因此，有必要对现有技术改进以解决上述技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液态食品的冷冻浓缩装置，使待浓缩的液态食品实现渐冻式冷冻浓缩，形成整体的冰晶层，方便冰晶的排出。具体而言通过以下技术方案实现：
本发明的液态食品的冷冻浓缩装置，包括用于将液态食品进行结晶的结晶室和用于向结晶室内供冷的供冷室，供冷室内设有用于向结晶室提供冷气的供冷装置和用于驱动供冷装置相对结晶室往复运动的升降装置，结晶室与供冷室通过隔板隔开。
进一步，所述供冷装置包括用于向结晶室内提供冷气的冷气杆和通过冷媒输送管与冷气杆连通的冷媒供应机构，冷媒输送管与升降装置可拆卸连接，隔板上设有与冷气杆相匹配的通孔。
进一步，所述升降装置上还设有用于搅拌液态食品的旋转轴，旋转轴连接有用于驱动旋转轴旋转的驱动件，隔板上设有与旋转轴相匹配的通孔。
进一步，所述结晶室上还设有向结晶室内喷洒液体的结晶室喷口。
进一步，所述浓缩液出料口处设有用于检测浓缩液浓度的浓度检测器。
进一步，所述结晶室内还设有用于对液态食品进行消毒的紫外灯。
进一步，所述结晶室连通用于冰晶生长的熟化室，熟化室内设有用于输送冰晶的冰晶输送装置。
进一步，所述冰晶输送装置包括螺杆和用于驱动螺杆运动的驱动机构。
本发明的有益效果：本发明采用升降装置驱动供冷装置在结晶室内进行往复运动，使结晶室内的待浓缩液态食品进行渐进式冷冻浓缩，形成整体的冰晶层，方便冰晶与浓缩的液态食品的分离；冰晶进入排冰罐中，与原浆罐连通的排冰罐喷口向排冰罐中喷射入原浆，使排冰罐中的冰晶悬浮至表面，被冰晶输送装置从排冰罐冰晶排出口排出，还可以洗去冰晶上夹带的已浓缩的液态食品，从而降低浓缩的液态食品的夹带率；本发明无需采用过滤装置来过滤浓缩的液态食品，因此可以降低过滤装置对浓缩的液态食品的夹带率；本发明的其他有益效果将结合下文具体实施例进行进一步的说明。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、结晶室；2、供冷室；3、熟化室；4、隔板；5、活塞面；6、活塞驱动机构；7、活塞通孔；8、旋转轴；9、电机；10、支架；11、螺杆；12、熟化室冰晶排出口；13、排冰罐；14、原浆罐；15、排冰罐冰晶排出口；16、观察口；17、进料口；18、浓缩液出料口；19、浓度检测器；20、冷气杆；21、冰晶室喷口；22、紫外灯；23、排冰罐喷口
具体实施方式
如图所示：本实施例中的液态食品的冷冻浓缩装置，包括用于将液态食品进行结晶的结晶室1和用于向结晶室1内供冷的供冷室2，结晶室1和供冷室2可以采用三层结构，其内外层是不锈钢，中间层采用泡沫或绝热材料聚氨酯，从而保障结晶室1和供冷室2内的温度，避免冷气扩散至周围环境；供冷室2内设有用于向结晶室1提供冷气的供冷装置和用于驱动供冷装置相对结晶室1往复运动的升降装置，升降装置可以采用液压缸、线型电动致动器或者活塞机构，本实施例中，升降装置采用活塞机构来驱动供冷装置进行往复运动，活塞面5连接有活塞杆，活塞杆连接有活塞驱动机构6，活塞驱动机构6采用曲柄连杆机构，活塞面5上设有活塞通孔7，减小活塞在冷冻室内往复运动时供冷室内的冷气对活塞面的阻力；由于供冷装置在升降装置的驱动作用下在结晶室1内运动，使待浓缩液态食品实现渐进式冷冻，形成整体的冰晶层，不仅减少浓缩液态食品的夹带量，而且相对于悬浮式的冰晶来说方便冰晶与浓缩的液态食品分离；结晶室1与供冷室2通过隔板4隔开，隔板可以采用绝热隔板；结晶室1上设有进料口17和浓缩液出料口18，进料口17连通原浆罐14；结晶室1上设有用于观察液态食品的结晶的冰晶大小的观察口16和用于将结晶室1内的冰晶排出的冰晶排出口，冰晶排出口通过管道连接有排冰罐13，管道上设有阀门，排冰罐13上设有排冰罐喷口23，排冰罐喷口23处通过管道连通原浆罐14，管道上设有阀门，且排冰罐喷口23与原浆罐14之间还设有泵，排冰罐13上设有用于输送冰晶的冰晶输送装置，原浆罐14中的原浆经排冰罐喷口23喷至排冰罐13中，可以使排冰罐13中的冰晶悬浮至表面，被冰晶输送装置从排冰罐冰晶排出口15排出，还可以洗去冰晶上夹带的已浓缩的液态食品，从而降低浓缩的液态食品的夹带率。
本实施例中，所述供冷装置包括用于向结晶室1内提供冷气的冷气杆20和通过冷媒输送管与冷气杆20连通的冷媒供应机构，冷媒供应机构包括用于向冷气杆20提供冷气的半导体制冷器和与半导体制冷器的制冷面连接的箱体，箱体可以采用导热金属制成，半导体制冷器的制冷面与箱体之间均匀涂覆有导热膏，可以更好的将冷气传递至箱体内，为了防止箱体将内部冷气扩散至周围空气，箱体内还设有绝热层，例如泡沫层、玻璃纤维层等，也可以在箱体上开设有与半导体制冷器的制冷面大小相匹配的开口，此时箱体采用绝热材质，半导体制冷器的制冷面与箱体之间还设有密封机构，例如密封圈，防止箱体内的冷气扩散至周围空气；箱体上开设有出口，出口处设有相匹配的输出管，输出管连通冷媒输送管，半导体制冷器以及与半导体制冷器连接的箱体与活塞面连接，冷气杆20可以采用不锈钢材质，冷媒输送管可以采用软管，也可以采用不锈钢材质，冷媒输送管的长度根据需要进行选择；冷媒输送管与升降装置的活塞面5可拆卸连接，例如通过卡箍形式将冷媒输送管与活塞面连接在一起，方便对升降装置即活塞机构或冷媒输送管进行维修以及对冷媒输送管连接的冷气杆20进行清洗；冷媒输送管上还设有电磁阀和压力传感器；隔板4上设有与冷气杆20相匹配的通孔，冷气杆20采用圆柱形，隔板4上的通孔与冷气杆20相匹配，可以保障冷气杆20随着升降装置作往复运动时液态食品的泄露；冷气杆20在升降装置的作用下在结晶室1内运动，将冷气扩散至结晶室1内，使结晶室1内的待浓缩的液态食品实现渐进式的冷冻浓缩，形成一个整体的冰晶，方便冰晶的排出，减少溶质被晶体的夹带量；供冷室还设有出气口；半导体制冷器可以采用由奥冷电子有限公司生产的编号为ATP的ATP半导体冷板制冷器，也可以采用其他半导体制冷器，属于现有技术，其结构和工作原理不再赘述。
本实施例中，所述升降装置上还设有用于搅拌液态食品的旋转轴8，升降装置的活塞面5上套设在旋转轴8，冷媒输送管采用橡胶，围绕旋转轴8固定在活塞面5上，便于旋转轴8的旋转，旋转轴8连接有用于驱动旋转轴8旋转的驱动件，驱动件采用电机9，电机9可以设置在供冷室2外，旋转轴8与供冷室2之间采用机械密封，防止供冷室2内的冷气扩散至周围环境，旋转轴8上还设有用于对液态食品进行搅拌的搅拌叶片，旋转轴8在电机9的驱动作用下进行旋转，带动旋转轴8上的搅拌叶片对液态食品进行搅拌，使结晶室内的温度均匀化，使结晶室内的冰晶成长均匀，隔板4上设有与旋转轴8相匹配的通孔。
本实施例中，所述结晶室1上还设有向结晶室1内喷洒液体的结晶室喷口21，结晶室喷口21通过泵和管道与结晶室1连通，排冰罐13的底部通过管道与冰晶室1上设置的冰晶室喷口21连通，形成循环系统，排冰罐13中的液态食品经过冰晶室喷口21进入结晶室1，一方面提供待结晶的原料，另一方面使溶液内部的结晶悬浮在溶液表面，保障冰晶均被排出；结晶室喷口21与管道采用可拆卸连接方式，浓缩后的液态食品的浓度较低，未达到要求时，通过泵将浓缩后的液态食品经过结晶室喷口21再次输送至结晶室1内进行结晶，使液态食品的浓缩的浓度达到要求，同时经过结晶室喷口21进入结晶室1的液态食品可以对冰晶进行清洗，降低冰晶的夹带率，还可以使溶液中的冰晶悬浮在溶液的表面；为了防止残留的浓缩的液态食品污染结晶室1或对其他类别的待要浓缩的液态食品造成污染，结晶室喷口21还可以通过泵与清水连接，从而对结晶室进行清洗。
本实施例中，所述浓缩液出料口18处设有用于检测浓缩液浓度的浓度检测器19，例如采用湖南楚一机电有限公司生产的型号为CY-520的楚一测控软饮料在线浓度计，其原理与结构属于现有技术，此处不再进行赘述。
本实施例中，所述结晶室1内还设有用于对液态食品进行消毒的紫外灯22，本实施例中，紫外灯22设置两个，且对称的设置在结晶室1的两侧，对在结晶室1内进行结晶浓缩的的液态食品进行杀菌消毒，保障浓缩后的液态食品的卫生安全。
本实施例中，所述结晶室1连通用于冰晶生长的熟化室3，熟化室3内设有用于输送冰晶的冰晶输送装置，熟化室3与冰晶室1连通，熟化室3采用横卧式罐体，熟化室3上还设有用于将冰晶排出的熟化室冰晶排出口12，通过结晶室1上设置的观察口16观察结晶的冰晶的大小，若未形成整体的冰晶层，则溶液再次进入熟化室3内，通过奥斯特瓦尔德熟化效应，使冰晶生长，方便冰晶的排出，同时减小已浓缩的液态食品的夹带量；若形成整体冰晶层，可以直接从冰晶室的冰晶排出口排出；熟化室3上还设有用于向结晶室内输入物料的物料进口，此物料进口与冰晶室1上设置的进料口17均用于向结晶室内输送液态食品，熟化室3上的物料进口以及进料口17上均设有阀门。
本实施例中，所述冰晶输送装置包括螺杆11和用于驱动螺杆11运动的驱动机构，驱动机构采用第二电机，第二电机连接螺杆11，驱动螺杆11转动，从而驱动冰晶从排冰罐13或熟化室3内排出。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种液态食品的冷冻浓缩装置，其特征在于：包括用于将液态食品进行结晶的结晶室和用于向结晶室内供冷的供冷室，供冷室内设有用于向结晶室提供冷气的供冷装置和用于驱动供冷装置相对结晶室往复运动的升降装置，结晶室与供冷室通过隔板隔开；
所述供冷装置包括用于向结晶室内提供冷气的冷气杆和通过冷媒输送管与冷气杆连通的冷媒供应机构，所述冷媒输送管与所述升降装置可拆卸连接，隔板上设有与冷气杆相匹配的通孔；
所述结晶室上设有进料口和浓缩液出料口，所述进料口连通原浆罐，并且所述结晶室进一步设有冰晶排出口，所述冰晶排出口连接排冰罐，所述排冰罐上设有排冰罐喷口，所述排冰罐喷口连通所述原浆罐。
2.根据权利要求1所述的液态食品的冷冻浓缩装置，其特征在于：所述升降装置上还设有用于搅拌液态食品的旋转轴，旋转轴连接有用于驱动旋转轴旋转的驱动件，隔板上设有与旋转轴相匹配的通孔。
3.根据权利要求2所述的液态食品的冷冻浓缩装置，其特征在于：所述结晶室上还设有向结晶室内喷洒液体的结晶室喷口。
4.根据权利要求3所述的液态食品的冷冻浓缩装置，其特征在于：所述浓缩液出料口处设有用于检测浓缩液浓度的浓度检测器。
5.根据权利要求4所述的液态食品的冷冻浓缩装置，其特征在于：所述结晶室内还设有用于对液态食品进行消毒的紫外灯。
6.根据权利要求5所述的液态食品的冷冻浓缩装置，其特征在于：所述结晶室连通用于冰晶再次生长的熟化室，所述冰晶在所述熟化室内通过奥斯特瓦尔德熟化效应进行生长，所述熟化室内设有用于输送冰晶的冰晶输送装置。
7.根据权利要求6所述的液态食品的冷冻浓缩装置，其特征在于：所述冰晶输送装置包括螺杆和用于驱动螺杆运动的驱动机构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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