CN112089853A - 一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及食品、生物、医药及材料技术领域，尤其为一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备。本发明中，通过在高压舱内设置活塞，当加压系统向高压舱的增压端注入加压介质时，活塞在加压介质的压力作用下向物料端移动，持续对物料端内的物料加压，当高压舱内压力到达设置值，加压系统停止加压，维持高压舱内的状态，设备进入静态超高压处理模式，可对物料进行静态超高压处理，当高压舱内物料静态超高压处理满足工艺要求后，高压舱内压力调整至动态超高压设置值，开启均质开关阀，设备进入动态超高压处理模式，该设备可实现对物料动静两种模式的一体化超高压(100‑600Mpa)处理，操作灵活、减少物料处理中间环节，效率高适宜推广使用。

Description

一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备
技术领域
本发明涉及食品、生物、医药及材料技术领域，具体为一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备。
背景技术
1899年，美国化学家Bert Hite首次发现用450Mpa超高压处理后的牛奶可以延长保质期，1991年4月日本明治屋食品厂率先推出了超高压灭菌的草莓酱等三种产品，尔后，经超高压灭菌处理的橙汁、苹果汁、乳品、啤酒、牛排等相继问世。超高压灭菌消毒与热力灭菌消毒比较有不可比拟的优势，它能保持食品的生鲜风味、颜色、及营养成分，在能耗上仅为热力灭菌的1/6～1/8，因此该项技术被列为21世纪的十大尖端技术之一，是一次控制革命。近年来发达国家将此技术用在灭活病毒、制取疫苗、处理血浆、生物提取等，现还在不断挖掘新的应用范围。现有的超高压设备，功能单一，无法实现动态超高压与静态超高压的切换，因此，针对上述问题提出一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备，通过在高压舱内设置活塞，当加压系统向高压舱的增压端注入加压介质(如水)时，活塞在加压介质的压力作用下向物料端移动，持续对物料端内的物料加压，当高压舱内压力到达设置值，加压系统停止加压，维持高压舱内的超高压压力状态，设备进入静态超高压处理模式，可对物料进行静态(保压)超高压处理(如灭菌)，当高压舱内物料静态(保压)超高压处理满足工艺要求后，高压舱内压力调整至动态超高压设置值，开启均质开关阀，设备进入动态超高压(超高压均质)处理模式，此时，启动超高压加压系统，使活塞由加压端持续向物料端移动，保持物料稳定的超高压力通过均质腔输出，实现对物料的剪切、撞击、膨化，实现对物料的动态超高压杀菌处理，同时达到乳液分散相均衡稳定，该设备可实现对物料动静两种模式的一体化超高压处理，操作灵活、便捷、减少物料处理中间环节，效率高，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备，包括高压舱、均质开关阀、均质腔和控制系统，所述高压舱内部设置的活塞将高压舱内腔分隔为增压端和物料端，所述高压舱的增压端左端设置有水堵头，所述高压舱的物料端右端设置有料堵头，所述水堵头上设置有连接超高压加压系统的管道，所述水堵头连接超高压加压系统的管道上设置有单向阀，所述高压舱增压端口顶部和底部分别设置有连通增压端的泄压管道和排水管道，所述料堵头通过管道连接均质开关阀，所述均质开关阀通过管道连接均质腔，所述均质腔的出料管口通过管道连接冷却设备，所述冷却设备的循环供冷管道连接制冷器，所述料堵头及水堵头内侧均设置有位置传感器，所述位置传感器通过数据线路连接控制系统，所述高压舱物料端口顶部和底部均设置有连通物料端的排气口和进料口。
优选的，所述泄压管道上设置有泄压阀，所述排水管道上设置有排水阀。
优选的，所述控制系统包括水堵头连接超高压加压系统的管道上设置的超高压压力变送器以及超高压压力变送器连接的控制电脑，所述料堵头及水堵头内侧设置的位置传感器均通过电路连接控制电脑，所述超高压压力变送器通过电路连接控制电脑，所述超高压加压系统包括加压泵和加压泵控制器，所述加压泵通过电路连接加压泵控制器，所述加压泵控制器通过电路连接控制电脑，所述进料口连接的供料泵控制器通过电路连接控制电脑，所述均质开关阀通过电路连接控制电脑。
优选的，所述排水管连接的真空泵通过电路连接真空泵控制器，所述真空泵控制器通过电路连接控制系统的控制电脑。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在高压舱内设置活塞，当加压系统向高压舱的增压端注入加压介质(如水)时，活塞在加压介质的压力作用下向物料端移动，持续对物料端内的物料加压，当高压舱内压力到达设置值，加压系统停止加压，维持高压舱内的状态，设备进入静态超高压处理模式，可对物料进行静态(保压)超高压处理(如灭菌)，当高压舱内物料静态(保压)超高压处理满足工艺要求后，高压舱内压力调整至动态超高压设置值，开启均质开关阀，设备进入动态超高压(超高压均质)处理模式，此时，启动超高压加压系统，使活塞由加压端持续向物料端移动，保持物料稳定的超高压力通过均质腔输出，实现对物料的剪切、撞击、膨化，实现对物料的动态超高压杀菌处理，同时达到乳液分散相均衡稳定，该设备可实现对物料动静两种模式的一体化超高压处理，操作灵活、便捷、减少物料处理中间环节，效率高，适宜推广使用。
附图说明
图1为本发明一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备整体结构示意图。
图中：1、高压舱；2、水堵头；3、料堵头；4、活塞；5、均质开关阀；6、均质腔；7、冷却设备；8、制冷器；9、泄压阀；10、排水阀；11、排气口；12、进料口；13、出料口；14、位置传感器；15、控制系统；16、单向阀；17、超高压压力变送器。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备，包括高压舱1、均质开关阀5、均质腔6和控制系统15，高压舱1内部设置的活塞4将高压舱1内腔分隔为增压端和物料端，高压舱1的增压端左端设置有水堵头2，高压舱1的物料端右端设置有料堵头3，水堵头2上设置有连接超高压加压系统的管道，水堵头2连接超高压加压系统的管道上设置有单向阀16，水堵头2分别设置有连通增压端的增压介质进口和泄压口管道，料堵头3通过管道连接均质开关阀5，均质开关阀5通过管道连接均质腔6，均质腔6的出料管口通过管道连接冷却设备7，冷却设备7的循环供冷管道连接制冷器8，料堵头3及水堵头2内侧均设置有活塞位置传感器14，位置传感器14通过数据线路连接控制系统15，高压舱物料端口顶部和底部均设置有连通物料端的排气口11和进料口12。
其中，泄压管道上设置有泄压阀9，排水管道上设置有排水阀10。
其中，控制系统15包括水堵头2连接超高压加压系统的管道上设置的超高压压力变送器17以及超高压压力变送器17连接的控制电脑，料堵头3及水堵头2内侧设置的活塞位置传感器14均通过电路连接控制电脑，超高压压力变送器17通过电路连接控制电脑，超高压加压系统包括加压泵和加压泵控制器，所述加压泵通过电路连接加压泵控制器，所述加压泵控制器通过电路连接控制电脑，进料口12连接的供料泵控制器通过电路连接控制电脑，均质开关阀5通过电路连接控制电脑。
其中，位置传感器14为接近传感器，在动态超高压处理物料时，当活塞4接近料堵头3的位置传感器14时，均质开关阀5、超高压加压系统均关闭，泄压阀9开启，泄压完成后，进料口12连接的供料泵运行，同时，排水阀10开启排水，物料的加入将活塞4向右挤压，直至活塞4挤压到接近水堵头2上的位置传感器14，控制电脑关闭供料泵运行，同时关闭排水阀10。
其中，排水管连接的真空泵通过电路连接真空泵控制器，所述真空泵控制器通过电路连接控制系统15的控制电脑。
工作原理：通过在高压舱内设置活塞，当加压系统向高压舱的增压端注入加压介质(如水)时，活塞在加压介质的压力作用下向物料端移动，持续对物料端内的物料加压，当高压舱内压力到达设置值，加压系统停止加压，维持高压舱内的状态，设备进入静态超高压处理模式，可对物料进行静态(保压)超高压处理(如灭菌)，当高压舱内物料静态(保压)超高压处理满足工艺要求后，高压舱内压力调整至动态超高压设置值，开启均质开关阀，设备进入动态超高压(超高压均质)处理模式，此时，启动加压加压系统，使活塞由加压端持续向物料端移动，保持物料稳定的超高压力通过均质腔输出，实现对物料的剪切、撞击、膨化，实现对物料的动态超高压杀菌处理，同时达到乳液分散相均衡稳定，该设备可实现对物料动静两种模式的一体化超高压处理，操作灵活、便捷、减少物料处理中间环节，效率高，适宜推广使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备，包括高压舱(1)、均质开关阀(5)、均质腔(6)和控制系统(15)，其特征在于：所述高压舱(1)内部设置的活塞(4)将高压舱(1)内腔分隔为增压端和物料端，所述高压舱(1)的增压端左端设置有水堵头(2)，所述高压舱(1)的物料端右端设置有料堵头(3)，所述水堵头(2)上设置有连接超高压加压系统的管道，所述水堵头(2)连接超高压加压系统的管道上设置有单向阀(16)，所述高压舱(1)增压端口顶部和底部分别设置有连通增压端的泄压管道和排水管道，所述料堵头(3)通过管道连接均质开关阀(5)，所述均质开关阀(5)通过管道连接均质腔(6)，所述均质腔(6)的出料管口通过管道连接冷却设备(7)，所述冷却设备(7)的循环供冷管道连接制冷器(8)，所述料堵头(3)及水堵头(2)内侧均设置有位置传感器(14)，所述位置传感器(14)通过数据线路连接控制系统(15)，所述料堵头(3)顶部和底部均设置有连通物料端的排气口(11)和进料口(12)。
2.根据权利要求1所述的一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备，其特征在于：所述泄压管道上设置有泄压阀(9)，所述排水管道上设置有排水阀(10)。
3.根据权利要求1所述的一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备，其特征在于：所述控制系统(15)包括水堵头(2)连接超高压加压系统的管道上设置的超高压压力变送器(17)以及超高压压力变送器(17)连接的控制电脑，所述料堵头(3)及水堵头(2)内侧设置的位置传感器(14)均通过电路连接控制电脑，所述超高压压力变送器(17)通过电路连接控制电脑，所述超高压加压系统包括加压泵和加压泵控制器，所述加压泵通过电路连接加压泵控制器，所述加压泵控制器通过电路连接控制电脑，所述进料口(12)连接的供料泵控制器通过电路连接控制电脑，所述均质开关阀(5)通过电路连接控制电脑。
4.根据权利要求1所述的一种具备静态超高压与动态超高压功能的液态超高压设备，其特征在于：所述排水管连接的真空泵通过电路连接真空泵控制器，所述真空泵控制器通过电路连接控制系统(15)的控制电脑。
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