CN109423379A - 一种料水混合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种料水混合器，包括外筒体和内筒体，外筒体的外周壁上设有液体进口，内筒体的周壁与外筒体的周壁之间形成一个腔体，外筒体的下部形成一个逐渐向内筒体底端收紧的倒锥形结构，外筒体的底端与内筒体的底端具有一定的间距，形成液体出口，该间距小于液体进口的口径，使得当位于腔体内的液体从液体出口流出时，液体向中轴线方向形成闭合的连续的水幕。所形成的水幕具有一定的搅拌功能，可以使水分子更充分地进入到粉料分子中，使可溶性物质的收得率更大；原料进口与液体进口位于两个相互独立的通道，可以有效避免交叉污染，保证设备的卫生。

Description

一种料水混合器

技术领域

本发明涉及一种料水混合器，特别是适用于啤酒设备糖糊化锅的料水混合器。

背景技术

在啤酒酿造的工艺中，淀粉分解是一个关键的过程，它的作用是使麦芽和大米中的淀粉、蛋白质等高分子物质，在酶的作用下降解为可被酵母利用的糖类和低分子蛋白质等，对于啤酒的类型和质量具有重要影响。淀粉分解包含糊化、液化和糖化三个过程。糊化，是指在热水溶液中，大量水分子进入淀粉分子中，使其体积增大，随后密结的淀粉颗粒膨胀、破裂，形成黏性溶液，该黏性溶液的黏度取决于水分子进入淀粉颗粒的多少。液化，是指通过α-淀粉酶的作用，使已糊化的淀粉液黏度降低。糖化，是指通过淀粉酶的作用，将已液化的淀粉分解为麦芽糖和糊精。很显然，糊化是“淀粉分解”的第一步，而糊化过程的产率直接影响后续生产步骤的进行，因此也是“淀粉分解”的关键一步。糊化步骤的关键在于淀粉和水溶液的混合是否均匀，若混合不均匀则会出现下列状况：一是聚结成固体淀粉颗粒，不能被分解，无法转换为进入啤酒的可溶性物质；二是固体淀粉颗粒容易沉底，加大搅拌阻力，影响搅拌效果。上述情况均会对淀粉分解过程产生严重影响。

现有技术中料水混合器通常是在淀粉进料的腔室中设置喷水口。例如，中国专利文献CN205011732U公开了一种可视料水混合器，包括上法兰盖、下法兰盖和玻璃筒体，其中上法兰盖的中间位置设有进料管，进料管一侧设有进水管。该种装置意在通过将混合器设置为能用肉眼观看的透明玻璃装置，达到使料水混合均匀的目的。但是透明的混合器只能观看到靠近玻璃层的料水混合情况，并不能观看到混合器内部的情况；而且有些物料在注入混合器之前可能已经结块，此时水分子很难进入到结块的物料内部，导致料水混合不均匀，在这种情况下，即便可以观看到这种情况，也很难通过延长搅拌时间、加快搅拌速度等方法解决这一问题，使水溶性物质的回收率仍然比较低，热水的消耗量仍然比较大。

又如，中国专利文献CN201524531U公开了一种料水混合装置，该发明在料水混合器的混合仓内添加压缩空气喷射装置，通过压缩空气有效地打散物料，使物料零散地充斥在混合仓内，同来自于多方向的注入水均匀混合。显然，该种设备是通过先打散物料，再从多方向注入水的方法来达到料水充分混合的目的，但是该种混合器不易清洗，经过长时间使用，由于喷射装置表面可以接触到料水混合物，部分料水混合物在装置上黏结、堆积，甚至变质，影响卫生。

综上，目前的料水混合器仍然存在料水混合不均匀、水溶性物质收得率低、热水消耗大、卫生性差等难题。基于此，本领域研究人员意在设计能增加产量、减少能源、安全卫生的料水混合器。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明设计一种独特的“料水混合器”，既能使原料和水充分混合均匀，又能够根据不同的生产配方，及时调节水的流量和流速，且方便卫生，易于清洁。

本发明一方面提供一种料水混合器包括：外筒体和内筒体，外筒体的外周壁上设有液体进口，内筒体上方设有原料进口；内筒体可拆换地设置在外筒体中，内筒体的周壁与外筒体的周壁之间形成一个腔体，腔体的顶端封闭；外筒体的下部形成一个逐渐向内筒体底端收紧的倒锥形结构，外筒体的底端与内筒体的底端具有一定的间距，形成液体出口，该间距小于液体进口的口径，使得当位于腔体内的液体从液体出口流出时，液体向中轴线方向形成闭合的连续的水幕。

利用上述构造，原料进口与液体进口位于两个相互独立的通道，可以有效避免交叉污染，大大减少清理的次数，大大降低清洗的难度。糊化的过程中，热水首先通过液体进口进入腔体，待液体注满腔体，并从液体出口稳定地流出，此时液体进口处的流量等于液体出口处的流量，而由于外筒体与内筒体底端所形成的间距远小于液体进口的口径，使得当位于腔体内的液体从液体出口流出时，液体的流速较快，并能沿着液体出口的方向，向中轴线方向形成闭合的连续的水幕，该水幕具有一定的搅拌功能，在水与料的最佳质量比为3：1至4：1之间，可以调节水流量，以形成稳定的闭合的连续的水幕。待水幕形成，向原料进口中加入麦芽、大米等粉状的淀粉原料，原料与大量流动的水在料水混合器的下方相遇、混合，可以使水分子更充分地进入到粉料分子中去，保证料水混合的均匀性，能够更大程度地完成淀粉分解。其中，腔体的顶端是封闭的，不仅具有限制液体流向的作用，还可以有效防止设备使用过程中的热水或其他液体外溢所造成的安全隐患及资源浪费；此外，本发明中的内筒体是可以拆换的，通过选用不同高度的内筒体来调整水幕，使其能配合不同的生产过程。

优选地，料水混合器进一步包括输送管，输送管连接在外筒体的底端，输送管与竖直方向形成夹角，使下落的水和原料落于输送管内壁上，并通过输送管输送至下一反应器中。

利用上述构造，原料与大量流动的水在筒体的下方相遇、混合，形成的料水混合物落在输送管的内壁上，此时落下的液体可沿着输送管壁对料水混合物进行再次冲刷，使水分子得以进一步与淀粉原料分子结合，实现进一步混合的目的。经过输送管，料与水在到达下一反应器时，糊化效果更佳。

优选地，液体进口设置在外筒体外周壁的上部。

利用上述构造，可以增加液体的位能，使液体到达腔体底端液体出口处的流速更大，更易形成闭合的连续的水幕，搅拌能力更强。

优选地，内筒体的顶部具有外延。

利用上述构造，内筒体可以通过外延卡在外筒体或腔体的顶部。当进料量改变，在不改变其他装置的情况下，需要通过改变内筒体底端到外筒体底端的距离来增大水的流速，使液体向中轴线方向形成闭合的连续的水幕。此时，只需更换为合适高度的内筒体即可。

优选地，内筒体包含一个上延伸筒部，内筒体上方设有上延伸筒部，并与内筒体相贯通。

利用上述构造，增加了原料下落通道的长度，使原料更难接触到上窜的热气，从而更有效地避免蒸发的液体分子与原料表面结合形成的粘稠物质包覆住粉料分子造成结块，对糊化过程产生的不良影响。

进一步地，上延伸筒部的筒壁设有CIP在线清洗液进口。

利用上述构造，在任一次糖糊化过程结束后，糖糊化设备处于清空状态，此时可以注入清洗液对料水混合器进行清洗。该清洗液进口距离发生料水混合的位置较远，因此不会接触到因料水混合产生的黏性液体，清洗液的出口不会被污染、堵塞，非常方便、卫生。

进一步地，上延伸筒部与外筒体的顶部或腔体的顶部采取法兰连接，法兰连接包括使用法兰螺栓、法兰螺柱、法兰螺钉等可拆换的连接方式。

利用上述构造，使上延伸筒部与料水混合器的本体连接更紧密，法兰连接的方式优于普通螺栓或卡箍的连接方式，也使设备拆换更方便。

本发明的有益效果在于：

本发明可以保证其物料和水混合的均匀性。

本发明能引导水的流动方向和流动速度，能够最大程度地完成淀粉分解，提高可溶性物质的收得率。

本发明通过调整内筒体长短调节水的流量和流速，降低水资源的浪费和成本。

本发明的原料进口与液体进口位于两个相互独立的通道，可以有效避免交叉污染，又由于本发明不会产生料水混合物在料水混合设备中黏结、挂壁或堵塞出口的困扰，大大降低清洗的难度，独立设置的CIP清洗管路，保证其卫生性。

本发明能够防止热水热气上窜，避免粉尘结块而堵塞通道。

如上，本发明所提供的料水混合器，为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

下面将结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：

图1为本发明的优选实施方式的料水混合器的示意图。

元件标号说明：

10：内筒体

20：外筒体

21：液体进口

22：腔体

23：液体出口

30：输送管

40：上延伸筒部

41：CIP在线清洗液进口

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”，不应理解为对本发明的限制。

图1为本发明的优选实施方式的料水混合器的示意图。

在实施例1中，本发明料水混合器包括外筒体20和内筒体10。外筒体20的外周壁上设有液体进口21，内筒体10上方设有原料进口；内筒体10可拆换地设置在外筒体20中，内筒体10的周壁与外筒体20的周壁之间形成一个腔体22，腔体22的顶端封闭；外筒体20的下部形成一个逐渐向内筒体10底端收紧的倒锥形结构，外筒体20的底端与内筒体10的底端具有一定的间距，形成液体出口23，间距小于液体进口21的口径，使得当位于腔体22内的液体从液体出口23流出时，液体向中轴线方向形成闭合的连续的水幕。

首先，根据麦芽、大米等淀粉原料的进料量，设定液体进口21的热水流量，热水的总量为3倍于淀粉原料的进料量，然后使热水通过液体进口21进入到腔体22中。由于外筒体20的下部形成一个逐渐向内筒体10底端收紧的倒锥形结构，外筒体20的底端与内筒体10的底端具有一定的间距，该间距小于液体进口21的口径，因此，当热水从外筒体20与内筒体10底端形成的窄窄的液体出口23流出时，也同时会逐渐注满腔体22。待热水注满腔体22，并在液体出口23下方形成向中轴线方向闭合的连续的水幕，即达到了平衡状态，此时的水幕具有一定的搅拌功能，并且可以更大量地进入到淀粉分子中。达到平衡状态后，从原料进口处加入淀粉原料，使其通过内筒体10进入到水幕中，水幕冲刷淀粉原料，并充分地进入到淀粉分子中与之结合，完成糊化的步骤。水与淀粉原料通过本发明的料水混合器进行混合，混合后的产物从该设备下方流出，进入到糖化锅，或生产线上的其他任意后续设备中，以完成后续的生产过程。

在实施例2中，本发明料水混合器包括外筒体20、内筒体10和输送管30。外筒体20的外周壁上设有液体进口21，内筒体10上方设有原料进口；内筒体10可拆换地设置在外筒体20中，内筒体10的周壁与外筒体20的周壁之间形成一个腔体22，腔体22的顶端封闭；外筒体20的下部形成一个逐渐向内筒体10底端收紧的倒锥形结构，外筒体20的底端与内筒体10的底端具有一定的间距，形成液体出口23，间距小于液体进口21的口径，使得当位于腔体22内的液体从液体出口23流出时，液体向中轴线方向形成闭合的连续的水幕；输送管30连接在外筒体20的底端，输送管30与竖直方向形成夹角，使下落的水和原料落于输送管30内壁上，并通过输送管30输送至下一反应器中。

首先，根据麦芽、大米等淀粉原料的进料量，设定液体总质量为4倍于淀粉原料的进料量，设定液体进口21的热水流量然后使热水通过液体进口21进入到腔体22中。待热水注满腔体22，并且在液体出口23下方形成向中轴线方向闭合的连续的水幕后，从位于内筒体10上方的原料进口处加入淀粉原料，使其通过内筒体10进入到水幕中。淀粉原料与大量流动的热水在筒体的下方相遇、混合，形成的料水混合物落在输送管30的内壁上，此时落下的热水可沿着输送管30壁对料水混合物进行再次冲刷，使水分子得以进一步与淀粉原料分子结合，实现进一步混合的目的。经过输送管30，料与水在到达下一反应器时，糊化效果更佳。

在实施例3中，本发明料水混合器包括外筒体20、内筒体10和上延伸筒部40。外筒体20的外周壁上设有液体进口21，内筒体10上方设有原料进口；内筒体10可拆换地设置在外筒体20中，内筒体10的周壁与外筒体20的周壁之间形成一个腔体22，腔体22的顶端封闭；外筒体20的下部形成一个逐渐向内筒体10底端收紧的倒锥形结构，外筒体20的底端与内筒体10的底端具有一定的间距，形成液体出口23，间距小于液体进口21的口径，使得当位于腔体22内的液体从液体出口23流出时，液体向中轴线方向形成闭合的连续的水幕。上延伸筒部40位于内筒体10的上方，并与内筒体10相贯通。

首先，根据麦芽、大米等淀粉原料的进料量，设定热水总量为3倍于淀粉原料的进料量，设定液体进口21的热水流量，然后使热水通过液体进口21进入到腔体22中。调节水的流量，使之能在液体出口23下方形成向中轴线方向闭合的连续的水幕。在本实施例中，原料进口位于上延伸筒部40的上方，从原料进口处加入淀粉原料，使其通过上延伸筒部40和内筒体10进入到水幕中。淀粉原料与大量流动的热水在内筒体10和外筒体20的下方相遇、混合，由于上延伸筒部40加长了淀粉原料下落的通道，该种设置可以更有效地防止热气上窜所造成的淀粉中途结块，而引起糊化不充分的现象。经过上述装置混合的料水混合物进入到啤酒生产线的下一反应器中，完成后续生产过程。

在实施例4中，如图1所示，料水混合器包含内筒体10、外筒体20、上延伸筒部40和输送管30，上延伸筒部40的筒壁设有CIP在线清洗液进口41；内筒体10具有外延，上延伸筒部40与腔体22的顶部通过法兰相连接。

首先，根据麦芽、大米等淀粉原料的进料量，设定热水总量为3倍于淀粉原料的进料量，设定热水流量，然后使热水通过液体进口21进入到腔体22中。调节水的流量，使之能在液体出口23下方形成向中轴线方向闭合的连续的水幕。在本实施例中，原料进口位于上延伸筒部40的上方，从原料进口处加入淀粉原料，使其通过上延伸筒部40和内筒体10进入到水幕中。淀粉原料与大量流动的热水在内筒体10和外筒体20的下方相遇、混合，由于上延伸筒部40加长了淀粉原料下落的通道，该种设置可以更有效地防止热气上窜所造成的淀粉中途结块，而引起糊化不充分的现象。

利用本实施例中输送管30的构造，料水混合物落在输送管30的内壁上，此时落下的热水可沿着输送管30的内壁对料水混合物进行冲刷，使水分子得以进一步与淀粉原料分子结合，实现进一步混合的目的。经过输送管30，料与水在到达下一反应器时，糊化效果更佳。

利用本实施例中设置在上延伸筒部40的筒壁的CIP在线清洗液进口41的构造，在任一次糖糊化过程结束后，糖糊化设备处于清空状态，此时可以注入清洗液对料水混合器进行清洗。该清洗液进口41距离发生料水混合的位置较远，因此不会接触到因料水混合产生的黏性液体，清洗液的出口不会被污染、堵塞，非常方便、卫生。

内筒体10具有外延，内筒体10可以通过外延卡在外筒体20或封闭的腔体22的顶部，该种连接方式更简便。当进料量改变时可以通过改变内筒体10的高度，从而改变内筒体10底端到外筒体20底端的距离，增大水的流速，使热水向中轴线方向形成闭合的连续的水幕。此时，无需改变其他原有装置，只需取出内筒体10，更换为合适的高度即可实现上述目的。

上延伸筒部40与外筒体20的顶部或腔体22的顶部采取法兰连接，法兰连接包括使用法兰螺栓、法兰螺柱、法兰螺钉等可拆换的连接方式。使上延伸筒部40与料水混合器的本体连接更紧密，拆装更方便；此外，还能将内筒体10的外延卡在上延伸筒部40与腔体22的顶部的封闭端之间，省去了繁复的连接部件，也使设备可以稳固运行。

特别地，本发明还可将液体进口21设置于外筒体20外周壁的上部，以增加液体的位能，使液体到达腔体22底端液体出口23处的流速更大，更易形成闭合的连续的水幕，搅拌能力更强。

综上，本发明提供的上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种料水混合器，其特征在于，包括：外筒体和内筒体；

所述外筒体的外周壁上设有液体进口，所述内筒体上方设有原料进口；所述内筒体可拆换地设置在所述外筒体中，所述内筒体的周壁与所述外筒体的周壁之间形成一个腔体，所述腔体的顶端封闭；所述外筒体的下部形成一个逐渐向所述内筒体底端收紧的倒锥形结构，所述外筒体的底端与所述内筒体的底端具有一定的间距，形成液体出口，所述间距小于所述液体进口的口径，使得当位于所述腔体内的液体从所述液体出口流出时，所述液体向中轴线方向形成闭合的连续的水幕。

2.根据权利要求1所述的料水混合器，其特征在于：进一步包括输送管，所述输送管连接在所述外筒体的底端，所述输送管与竖直方向形成夹角，使下落的水和原料落于所述输送管内壁上，并通过所述输送管输送至下一反应器中。

3.根据权利要求1所述的料水混合器，其特征在于：所述液体进口设置在所述外筒体外周壁的上部。

4.根据权利要求1所述的料水混合器，其特征在于：所述内筒体的顶部具有外延。

5.根据权利要求1～4任一项所述的料水混合器，其特征在于：所述内筒体的上方设有上延伸筒部，并与所述内筒体相贯通。

6.根据权利要求5所述的料水混合器，其特征在于：所述上延伸筒部的筒壁设有CIP在线清洗液进口。

7.根据权利要求5所述的料水混合器，其特征在于：所述上延伸筒部与所述外筒体的顶部或所述腔体的顶部采取法兰连接。