CN109332290B - 一种物料杀菌机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物料杀菌机，包括：缓冲罐、加药装置、脱气段升温换热器、脱气机、杀菌段换热器、热回收段换热器、分段降温机构以及蒸汽段换热器，脱气机的脱气机输出管能与杀菌段换热器的管程输入端相连通或能与缓冲罐相连通；蒸汽段换热器的输出端能与杀菌段换热器的壳程输入端相连通或能与脱气升温段换热器的壳程输入端相连通；热水罐的热水输出管能与热回收段换热器的壳程输入端相连通或能与蒸汽段换热器的壳程输入端相连通。本发明的优点在于：能大大缩短每种洗涤液调配的时间，缩短相邻的两个洗涤步骤之间的时间间隔，缩短，从而有效缩短物料杀菌机洗涤的时间。

Description

一种物料杀菌机

技术领域

本发明涉及饮料生产设备技术领域，具体涉及物料杀菌机。

背景技术

乳品类、谷物类等饮料在灌装前需要输送至物料杀菌机中进行高温灭菌处理。饮料容易在物料杀菌机中残留，尤其是乳品饮料结垢现象严重。因此物料杀菌机的清洗是高温物料杀菌工艺中的一个重要环节。为了使物料杀菌机内的残留物完全分解洗净，通常需要采用酸、碱洗涤剂进行清洗，清洗步骤通常包括：水洗——碱洗——水洗——酸洗——水洗。水洗通常采用的是经反渗透膜过滤后的水，反渗透膜简称为RO膜，因此经反渗透膜过滤的水称之为RO水。

传统的物料杀菌机，其结构主要包括：缓冲罐、加药装置、脱气段升温换热器、脱气机、杀菌段换热器、热回收段换热器、塔水降温段换热器、冰水降温段换热器以及加热机构，缓冲罐上连接有进料管、进水管、回液管、进药管、输出管，进料管用于输入需要灌装的物料，进水管用于输入RO水，回液管与灌装机相连接，进药管与加药装置相连通，加药装置包括酸液药桶和碱液药桶，酸液药桶和碱液药桶分别与进药管相连通，输出管与脱气段升温换热器管程的输入端相连通，脱气段升温换热器管程的输出端与脱气机相连通，脱气机的脱气机输出管与杀菌段换热器管程的输入管相连通，杀菌段换热器管程的输出端连接有保持管，保持管的输出端依次设置有热回收段换热器、塔水降温段换热器、冰水降温段换热器，保持管输出端输出的液体依次经热回收段换热器、塔水降温段换热器、冰水降温段换热器的管程后进入灌装机；供热机构包括：连接有蒸汽输入管道的蒸汽换热器，蒸汽段换热器的壳程输出端与杀菌段换热器的壳程输入端相连通，杀菌段换热器的壳程输出端与脱气升温段换热器的壳程输入端相连通，脱气升温段换热器的壳程输出端与热水罐相连通，热水罐的热水输出管与热回收换热器的壳程输入端相连通，热回收换热器的壳程输出端与蒸汽换热器壳程输入端相连通。

每一步清洗步骤中，洗涤介质——RO水、酸性洗涤剂、碱性洗涤剂会被输送至缓冲罐中。缓冲罐输出的洗涤液进入脱气升温段换热器初步升温，然后进入脱气机中，脱气机中的洗涤液进入杀菌段换热器中进一步升温，进一步升温后的洗涤液进入保持管内，保持管内的洗涤液依次经热回收段换热器、塔水降温段换热器、冰水降温段换热器的管程后进入至灌装机中，灌装机内的洗涤液通过回液管回流至缓冲罐内。水洗、酸洗或碱洗时，都必须在缓冲罐输出的洗涤液的温度和浓度满足洗涤要求时才开始计时，在温度、浓度达到要求前，缓冲罐输出的洗涤液就会按照上述循环过程不断循环。上述的循环过程中，每次循环的管路路径很长，这使得洗涤液的温度和浓度需要较长时间才能满足要求，相邻两个洗涤步骤之间的时间间隔长，从而使得整个物料杀菌机洗涤的时间很长。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：提供一种能大大缩短洗涤时间的物料杀菌机。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种物料杀菌机，包括：缓冲罐、加药装置、脱气段升温换热器、脱气机、杀菌段换热器、热回收段换热器、分段降温机构以及蒸汽段换热器，缓冲罐上连接有进料管、进水管、回液管、进药管、输出管，进料管用于输入需要灌装的物料，进水管用于输入RO水，回液管用于与灌装机相连接，进药管与加药装置相连接，输出管与脱气段升温换热器管程的输入端相连接，脱气段升温换热器管程的输出端与脱气机相连接，脱气机的脱气机输出管上设置有第三换向阀，第三换向阀上连接有加热输送管和杀菌输送管，加热输送管连接至缓冲罐，杀菌输送管连接至杀菌段换热器管程的输入端，第三换向阀能切换至使得脱气机的脱气机输出管与杀菌段换热器的管程输入端相连通或与缓冲罐相连通，杀菌段换热器管程的输出端连接有保持管，保持管的输出端依次与热回收段换热器、分段降温机构的管程相连通，分段降温机构管程的输出端与灌装机相连通；蒸汽段换热器与蒸汽输入管道相连接，蒸汽段换热器的壳程输出端与杀菌段换热器的壳程输入端之间连接有第一供热管道，杀菌段换热器的壳程输出端与脱气段升温换热器的壳程输入端之间连接有第二供热管道，第一供热管道上设置有第一换向阀，第一换向阀与第二供热管道相连接，第一换向阀能切换至使得蒸汽段换热器的输出端与杀菌段换热器的壳程输入端相连通或与脱气升温段换热器的壳程输入端相连通；脱气升温段换热器的壳程输出端与热水罐相连通，热水罐的热水输出管连接至热回收换热器的壳程输入端，热回收换热器的壳程输出端与蒸汽段换热器的壳程输入端之间连接有热回收输送管，所述的热水输出管上设置有第二换向阀，第二换向阀与热回收输送管相连接，第二换向阀能切换至使得热水输出管与热回收段换热器的壳程输入端相连通或与蒸汽段换热器的壳程输入端相连通。

进一步地，前述的一种物料杀菌机，其中，加药装置包括酸液药桶和碱液药桶，酸液药桶和碱液药桶分别与进药管相连通。

进一步地，前述的一种物料杀菌机，其中，分段降温机构包括：塔水降温段换热器和冰水降温段换热器，保持管的输出端依次与热回收段换热器、塔水降温段换热器和冰水降温段换热器的管程相连通，冰水降温段换热器管程的输出端与灌装机相连通。

进一步地，前述的一种物料杀菌机，其中，加热输送管连接至回液管上，加热输送管与回液管连接处与缓冲罐之间的回液管上设置有第四换向阀，第四换向阀上连接有排放管，第四换向阀能切换至使得回液管与缓冲罐相连通或与排放管相连通。

进一步地，前述的一种物料杀菌机，其中，热水罐的热水输出管上设置有热水泵。

进一步地，前述的一种物料杀菌机，其中，缓冲罐的输出管上设置有输出泵。

进一步地，前述的一种物料杀菌机，其中，加热输送管与回液管的连接处与缓冲罐之间的回液管上设置有用于测定液体浓度的电导率仪。

进一步地，前述的一种物料杀菌机，其中，蒸汽输入管道上设置有蒸汽比例调节阀。

进一步地，前述的一种物料杀菌机，其中，脱气段升温换热器的管程输出端与脱气机之间的连接管路上设置有温度传感器。

本发明的优点是：洗涤液调配时，洗涤液只在缓冲罐——脱气段升温段换热器——脱气机之间不断循环，供热介质只在蒸汽段换热器——脱气段升温段换热器——热水罐之间不断循环，洗涤液的循环路径以及供热介质的循环路径大大缩短，这使得洗涤液能快速升温，并快速达到浓度要求，从而大大缩短了每种洗涤液调配的时间，相邻的两个洗涤步骤之间的时间间隔大大缩短，这也就能有效了缩短整个杀菌机洗涤所需的时间。

附图说明

图1是本发明所述的一种物料杀菌机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种物料杀菌机，包括：缓冲罐1、加药装置2、脱气段升温换热器3、脱气机4、杀菌段换热器5、热回收段换热器6、分段降温机构以及蒸汽段换热器7。缓冲罐1上连接有进料管101、进水管102、回液管103、进药管104、输出管105，进料管101用于输入需要灌装的物料，进水管102用于输入RO水，RO水是经反渗透膜过滤后的洁净水。回液管103用于与灌装机8相连接，进药管104与加药装置2相连接，所述的加药装置2包括酸液药桶21和碱液药桶22，酸液药桶21用于盛放酸性洗涤剂，碱液药桶22用于盛放碱性洗涤剂，酸液药桶21和碱液药桶22分别与进药管104相连通，进药管104上设置有加药泵23。缓冲罐1的输出管105上设置有输出泵106，输出泵106能有效的将缓冲罐1内的液体输出。输出管105与脱气段升温换热器3的管程输入端相连接，脱气段升温换热器3管程输出端与脱气机4相连接，为了便于测定脱气段升温换热器3的管程输出端的温度，本实施例中脱气段升温换热器3的管程输出端与脱气机4之间的连接管路34上设置有温度传感器341。脱气机4能将液体中的空气有效去除。脱气机4的脱气机输出管41上设置有第三换向阀11，第三换向阀11上连接有加热输送管111和杀菌输送管112，加热输送管111连接至缓冲罐1，杀菌输送管112连接至杀菌段换热器5的管程输入端，第三换向阀11能切换至使得脱气机4的脱气机输出管41与杀菌段换热器5的管程输入端相连通或与缓冲罐1相连通。本实施例中，加热输送管111连接至回液管103上，加热输送管111与回液管103的连接处与缓冲罐1之间的回液管103上设置有第四换向阀14，第四换向阀14上连接有排放管141，第四换向阀14能切换至使得回液管103与缓冲罐1相连通或与排放管141相连通。第四换向阀14的作用在于：可以在洗涤结束后将管路中的洗涤液通过排放管141向外排出。另外，本实施例中，加热输送管111与回液管103的连接处与缓冲罐1之间的回液管103上还设置有用于检测液体浓度的电导率检测仪107。

杀菌段换热器5的管程输出端连接有保持管10，保持管10的输出端依次与热回收段换热器6、分段降温机构的管程相连通。分段降温机构管程的输出端与灌装机8相连接。本实施例中，分段降温机构包括：塔水降温段换热器91和冰水降温段换热器92，保持管7的输出端依次与热回收段换热器6、塔水降温段换热器91和冰水降温段换热器92的管程相连通，冰水降温段换热器92的管程输出端与灌装机8相连接。

蒸汽段换热器7与蒸汽输入管道71相连接，蒸汽输入管道71用于将蒸汽输送至蒸汽段换热器7中，从而为物料杀菌机提供热源。为了便于调节不同温度的蒸汽比例，从而实现物料升温的温度控制。本实施例中蒸汽输入管道71上设置有蒸汽比例调节阀711。蒸汽段换热器7的壳程输出端与杀菌段换热器5的壳程输入端之间连接有第一供热管道75，杀菌段换热器5的壳程输出端与脱气段升温换热器3的壳程输入端之间连接有第二供热管道53，第一供热管道75上设置有第一换向阀12，第一换向阀12与第二供热管道53相连接，第一换向阀12能切换至使得蒸汽段换热器7的壳程输出端与杀菌段换热器5的壳程输入端相连通或与脱气升温段换热器3的壳程输入端相连通。脱气升温段换热器3的壳程输出端与热水罐15相连通，热水罐15的热水输出管151上设置有热水泵152。热水罐15的热水输出管151连接至热回收换热器6的壳程输入端，热回收换热器6的壳程输出端与蒸汽段换热器7的壳程输入端之间连接有热回收输送管67，所述的热水输出管151上设置有第二换向阀13，第二换向阀13与热回收输送管67相连接，第二换向阀13能切换至使得热水输出管151与热回收段换热器6的壳程输入端相连通或与蒸汽段换热器7的壳程输入端相连通。

物料杀菌过程如下：第三换向阀11处于使得脱气机4的脱气机输出管41与杀菌段换热器5的管程输入端相连通的状态。需要灌装的物料从进料管101中进入至缓冲罐1中，缓冲罐1中的物料通过输出管105进入至脱气段升温换热器3中初步升温，初步升温后的物料进入至脱气机4中进行脱气，脱气后的物料从脱气机输出管41进入至杀菌段换热器5的管程中升温至高温杀菌所需的温度，达到高温杀菌温度后的物料进入至保持管10中，保持管10呈迂回弯折状态，这能延长物料在保持管10内停留的时间，从而确保物料杀菌充分。保持管10内的物料依次流经热回收段换热器6、塔水降温段换热器91和冰水降温段换热器92的管程，从而实现分段降温，降温后的物料从冰水降温段换热器92的管程输出端进入至灌装机8中进行灌装。

上述的物料杀菌过程的供热过程如下：蒸汽从蒸汽输入管道71进入至蒸汽段换热器7的管程内从而为物料杀菌机提供热能。第一换向阀12处于使蒸汽段换热器7的壳程输出端与杀菌段换热器5的壳程输入端相连通的状态。第二换向阀13处于使得热水输出管151与热回收段换热器6的壳程输入端相连通的状态。

蒸汽段换热器7中产生的高温热水经第一供热管道75进入至杀菌段换热器5中，从而对进入杀菌段换热器5内的物料进行加热。与杀菌段换热器5内的物料进行了热交换后的热水从杀菌段换热器5的壳程输出端输出，并经第二供热管道53进入至脱气段升温换热器3中，从而对进入脱气段升温换热器3中的物料进行初步加热。脱气段升温换热器3壳程中释放了热量后的水进入至热水罐15中，热水罐15内的水在热水泵152的泵送下进入至热回收换热器6的壳程内，从而吸收从保持管10进入至热回收换热器6管程内的物料的热量，热回收换热器6壳程内的热水从热回收输送管67进入至蒸汽段换热器7的壳程内。上述供热过程不断循环，从而对物料进行高温灭菌。实际杀菌工作过程中，可以通过温度传感器341检测到的从脱气段升温换热器3的管程中输出的物料的温度，来调节蒸汽比例调节阀711。

下面对清洗过程做相关介绍。清洗步骤主要包括：水洗——碱洗——水洗——酸洗——水洗。水洗时，需要向缓冲罐1中通入洗涤介质——RO水，RO水由进水管102输送至缓冲罐1中。碱洗或酸洗时需要向缓冲罐1中加入洗涤介质——碱性洗涤剂或酸性洗涤剂。碱洗时，碱液药桶22中的碱性洗涤剂通过进药管104泵送至缓冲罐1中；酸洗时，酸液药桶21中的酸性洗涤剂通过进药管104泵送至缓冲罐1中。为了便于说明，下面将洗涤过程中缓冲罐内的液体统称为洗涤液。当洗涤液浓度不满足洗涤要求时，需要不断向缓冲罐1内通入洗涤介质。

洗涤液调配：第三换向阀11处于使得脱气机4的脱气机输出管41与缓冲罐1相连通的状态。缓冲罐1内的洗涤液在输出泵106的作用下，从输出管105进入至脱气段升温换热器3的管程中初步升温，初步升温后的洗涤液经连接管路34进入至脱气机4中脱气，脱气后的洗涤液从脱气机输出管41经加热输送管111，并依次经电导率检测仪107、第四换向阀14进入至缓冲罐1中。温度传感器341不断检测洗涤液的温度，电导率检测仪107不断检测洗涤液的浓度。上述循环不断进行，直至洗涤液的温度和浓度达到清洗要求。

洗涤液调配时的加热过程如下：第一换向阀12处于使得蒸汽段换热器7的壳程输出端与脱气升温段换热器3的壳程输入端相连通的状态，第二换向阀13处于使得热水输出管151与蒸汽段换热器7的壳程输入端相连通的状态。蒸汽从蒸汽输入管道71进入至蒸汽段换热器7的管程内，蒸汽段换热器7中产生的高温热水经第二供热管道53直接进入至脱气段升温换热器3的壳程内，从而直接对进入脱气段升温换热器3管程中的洗涤液进行加热，与脱气段升温换热器3管程中的洗涤液进行了热交换的热水进入至热水罐15中，热水罐15中的热水依次经热水输出管151、热回收输送管67进入至蒸汽段换热器7中。该供热循环不断进行，从而为洗涤液的调配快速地提供热量。

洗涤液调配时，洗涤液只在缓冲罐1——脱气升温段换热器3——脱气机4之间不断循环，供热介质只在蒸汽段换热器7——脱气升温段换热器3——热水罐15之间不断循环，洗涤液的循环路径以及供热介质的循环路径都很短，这样的目的在于：使洗涤液快速升温，并快速达到洗涤所需的浓度要求。

洗涤液的温度和浓度达到洗涤要求后，洗涤计时开始。第三换向阀11切换至使得脱气机4的脱气机输出管41与杀菌段换热器5相连通的状态。洗涤液从缓冲罐1的输出管105进入至脱气段升温换热器3的管程中，然后经连接管路34进入至脱气机4中，脱气机4中的洗涤液从脱气机输出管41经杀菌输送管112进入至杀菌段换热器5的管程中。杀菌段换热器5的管程中的洗涤液从杀菌段换热器5的管程输出端进入至保持管10中。之后，洗涤液从保持管10的输出端依次流经热回收段换热器6、塔水降温段换热器91和冰水降温段换热器92的管程，然后从冰水降温段换热器92的管程输出端进入至灌装机8的输入端中，灌装机8中的洗涤液流经灌装管路后，再从灌装机8输出经回液管103回流至缓冲罐1中。每一种洗涤液按照上述过程不断循环，从而对物料杀菌机以及灌装机中物料流经的所有管路进行清洗。

本发明的优点在于：洗涤液调配时，洗涤液只在缓冲罐1——脱气升温段换热器3——脱气机之间不断循环，供热介质只在蒸汽段换热器7——脱气升温段换热器3——热水罐15之间不断循环，洗涤液的循环路径以及供热介质的循环路径大大缩短，这使得洗涤液能快速升温，并快速达到浓度要求，从而大大缩短了每种洗涤液调配的时间，相邻的两个洗涤步骤之间的时间间隔大大缩短，这也就能有效了缩短整个杀菌机洗涤所需的时间。

Claims (9)

1.一种物料杀菌机，包括：缓冲罐、加药装置、脱气段升温换热器、脱气机、杀菌段换热器、热回收段换热器、分段降温机构以及蒸汽段换热器，缓冲罐上连接有进料管、进水管、回液管、进药管、输出管，进料管用于输入需要灌装的物料，进水管用于输入RO水，回液管用于与灌装机相连接，进药管与加药装置相连接，输出管与脱气段升温换热器管程的输入端相连接，脱气段升温换热器管程的输出端与脱气机相连接，其特征在于：脱气机的脱气机输出管上设置有第三换向阀，第三换向阀上连接有加热输送管和杀菌输送管，加热输送管连接至缓冲罐，杀菌输送管连接至杀菌段换热器管程的输入端，第三换向阀能切换至使得脱气机的脱气机输出管与杀菌段换热器的管程输入端相连通或与缓冲罐相连通，杀菌段换热器管程的输出端连接有保持管，保持管的输出端依次与热回收段换热器、分段降温机构的管程相连通，分段降温机构管程的输出端与灌装机相连通；蒸汽段换热器与蒸汽输入管道相连接，蒸汽段换热器的壳程输出端与杀菌段换热器的壳程输入端之间连接有第一供热管道，杀菌段换热器的壳程输出端与脱气段升温换热器的壳程输入端之间连接有第二供热管道，第一供热管道上设置有第一换向阀，第一换向阀与第二供热管道相连接，第一换向阀能切换至使得蒸汽段换热器的输出端与杀菌段换热器的壳程输入端相连通或与脱气升温段换热器的壳程输入端相连通；脱气升温段换热器的壳程输出端与热水罐相连通，热水罐的热水输出管连接至热回收换热器的壳程输入端，热回收换热器的壳程输出端与蒸汽段换热器的壳程输入端之间连接有热回收输送管，所述的热水输出管上设置有第二换向阀，第二换向阀与热回收输送管相连接，第二换向阀能切换至使得热水输出管与热回收段换热器的壳程输入端相连通或与蒸汽段换热器的壳程输入端相连通。

2.根据权利要求1所述的一种物料杀菌机，其特征在于：加药装置包括酸液药桶和碱液药桶，酸液药桶和碱液药桶分别与进药管相连通。

3.根据权利要求1所述的一种物料杀菌机，其特征在于：分段降温机构包括：塔水降温段换热器和冰水降温段换热器，保持管的输出端依次与热回收段换热器、塔水降温段换热器和冰水降温段换热器的管程相连通，冰水降温段换热器管程的输出端与灌装机相连通。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种物料杀菌机，其特征在于：加热输送管连接至回液管上，加热输送管与回液管连接处与缓冲罐之间的回液管上设置有第四换向阀，第四换向阀上连接有排放管，第四换向阀能切换至使得回液管与缓冲罐相连通或与排放管相连通。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种物料杀菌机，其特征在于：热水罐的热水输出管上设置有热水泵。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种物料杀菌机，其特征在于：缓冲罐的输出管上设置有输出泵。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种物料杀菌机，其特征在于：加热输送管与回液管的连接处与缓冲罐之间的回液管上设置有用于测定液体浓度的电导率仪。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种物料杀菌机，其特征在于：蒸汽输入管道上设置有蒸汽比例调节阀。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种物料杀菌机，其特征在于：脱气段升温换热器的管程输出端与脱气机之间的连接管路上设置有温度传感器。