CN112774244A - 一种刮刀式表面结晶器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了冷冻结晶领域内的一种刮刀式表面结晶器，包括结晶罐，所述结晶罐的底部设置有出料口，所述结晶罐的顶部设置有进料口，其特征在于：所述结晶罐的外壁上设置有制冷结构，所述结晶罐内设置有搅拌机构，所述搅拌机构上设置有刮冰机构；果汁等原料通过热交换使得原料的温度低至零度以下，使得原料中的水分析出结晶，进而使得原料得到浓缩，同时在搅拌机构的不断搅拌下结晶的体积不会变得过大而无法从出料口流出，刮冰机构在搅拌机构的带动下连续旋转将结晶罐内壁上的冰晶刮下融入浓缩液中，由于浓缩液浓度高，会沉淀在结晶罐底部，进而从出料口流出进入下一道工序将浓缩液和冰晶分离，本发明可用于冷冻结晶浓缩果汁的生产中。
Description
技术领域
本发明涉及一种结晶器，尤其涉及一种可刮冰的结晶器。
背景技术
现有技术中公布了公布号：CN108477441A，公布日期为2018.09.04的开一种连续冷冻制备浓缩果汁的装置，包括冷媒罐体，冷媒罐体设置冷媒出口和冷媒入口，冷媒罐体内设置多个能够容纳果汁的冷冻管，多个冷冻管串联连通，本发明还公开一种连续冷冻制备浓缩果汁的方法，将经过预冷的连续地泵入冷冻管内，果汁在串联的冷冻管内流动，冷媒在冷媒罐体内流动，果汁中的水分结晶析出并被冷冻在冷冻管的内壁上，果汁的浓度逐渐提高，经过串联冷冻管的连续冷冻，冷冻管末端放出的即为浓缩果汁；在清理冷冻管冰晶时，断开结满冰晶的冷冻管，将法兰盲板拆开，清除冷冻管内的冰晶，除冰过程并不影响其他串联 的冷冻管的正常工作。但是该装置在使用时，冰晶会冷冻在冷冻管的内壁上，需要定期断开冷冻管进行冰晶的处理，并且冷媒管体内壁上也会凝结冰晶，同样需要经常清理，费时费力，操作不方便不能连续进行浓缩液的提取，生产效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种刮刀式表面结晶器，结晶器内壁上的冰晶经刮冰机构不断地被刮除，并与浓缩液混合经出口出料口排出，无需定期清理冰晶，省时省力，连续进行浓缩液的提取，生产效率高。
为实现上述目的，本发明提供了一种刮刀式表面结晶器，包括结晶罐，所述结晶罐的底部设置有出料口，所述结晶罐的顶部设置有进料口，所述结晶罐的外壁上设置有制冷结构，所述结晶罐内设置有搅拌机构，所述搅拌机构上设置有刮冰机构；所述搅拌机构包括搅拌电机，所述搅拌电机设置在结晶罐的顶部，所述搅拌电机与设置在结晶罐内的转轴相连，所述转轴上设置有旋转架，所述旋转架上设置有搅拌叶片；所述刮冰机构包括刮冰刀，所述刮冰刀的刀身与刮冰轴相连，所述刮冰轴设置在旋转架上，所述刮冰刀的刀刃贴合结晶罐的内壁设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，果汁等原料从进料口送入结晶罐内，制冷结构包裹住结晶罐的外壁，与结晶罐内的原料进行热交换，通过热交换使得原料的温度低至零度以下，使得原料中的水分析出结晶，进而使得原料得到浓缩，搅拌电机转动，带动转轴转动，使得与转轴连接的旋转架转动，进而带动搅拌叶片转动，将结晶罐中的原料和浓缩液以及析出的冰晶进行搅拌，这样一方面通过搅拌避免析出的冰晶不断地变大，另一方面搅拌可以使得促进冰晶能够和浓缩液充分混合，避免冰晶在上部大量积聚，并且还能使得结晶罐内的温度能够上下温度更为接近，进而结晶罐上部的原料能够更快地析出冰晶；同时旋转架转动，带动刮冰轴转动，使得刮冰刀整体旋转，进而刀刃能够连续不断的与结晶罐内壁上的冰晶接触并将其刮除，避免了结晶罐内壁上积存冰晶，从而无需定期清理冰晶，省时省力，确保生产的连续进行；由于浓缩液浓度高，会大量地沉淀在结晶罐底部，浓缩液和冰晶的混合液进而从出料口流出进入下一道工序将浓缩液和冰晶分离，本发明可用于冷冻结晶浓缩果汁的生产中。
作为本发明的进一步改进，所述刮冰刀的刀刃为弹性材质，所述刮冰刀的刀身与压紧弹片的一端固定相连，所述压紧弹片的另一端贴合在旋转架上，这样弹性材质的刀刃与结晶罐内壁接触时不会将内壁损坏，同时通过压紧弹片将刮冰刀压紧，避免刮冰时刀刃出现跳动，影响刮冰效果。
作为本发明的进一步改进，所述旋转架包括设置在转轴下端的下固定套，所述下固定套上设置有三根连接轴，所述连接之间的夹角为120度，所述连接轴的末端竖直设置有固定轴，所述固定轴的顶部与上连接环相连，所述固定轴与刮冰轴相连，所述压紧弹片的另一端贴合在固定轴上，所述搅拌叶片设置在固定轴上，这样通过上连接环和三个连接轴以及三根固定轴构成旋转架，旋转架结构稳定，形成三组在结晶罐内均匀分布的刮刀和搅拌叶片，通过转轴带动旋转，实现更好的搅拌以及刮冰效果。
作为本发明的进一步改进，作为本发明的进一步改进，所述搅拌叶片为弧形，所述搅拌叶片的中部设置在固定轴上，三个固定轴上的搅拌叶片相互之间一一对应并且相互配合呈螺旋状以顺应转轴的旋转方向设置，这样每根固定轴上相同高度处均设置有一根搅拌叶片，并且搅拌叶片相互配合顺着转轴的旋转方向，使得搅拌过程更轻松，更有利于浓缩液的下沉。
作为本发明的进一步改进，所述刮冰刀在刮冰轴上设置有多个，这样相对于一个整体的刮冰刀，多个刮冰刀的结构，在挂冰到出现损坏需要更换时，仅需更换损坏的那一个即可，无需整体更换，维修更换更加方便，节省维护保养的成本。
作为本发明的进一步改进，三个刮冰轴上的刮冰刀相互之间一一对应设置，所述刮冰刀相对刮冰轴的偏转角度一致并且刀刃的朝向为顺应转轴的旋转方向，这样一方面可以使得刮冰刀能够顺应旋转方便，使得旋转过程中阻力小，另一方便可以使得刀刃与结晶罐内壁之间形成较小的夹角，在旋转过程中更有利于将内壁上的冰晶铲除。
作为本发明的进一步改进，所述制冷结构包括环绕设置在结晶罐外壁的制冷腔体，制冷腔体内设有螺旋隔板，所述制冷腔体上设置有制冷液入口和制冷液出口，通过将冷冻液从制冷液入口进入，经过热交换的冷冻液从制冷液出口流出重新进行制冷，冷热的循环进出，确保制冷腔体内的温度始终处于工艺要求的温度范围内，确保浓缩液的生产效果，而且螺旋隔板能够使得冷冻液能够从下至上螺旋上升，流动速度快，能够确保制冷腔体内的温度能够处于工艺要求的较低温度，确保冷热交换的效果，提高冰晶凝结速度。
作为本发明的进一步改进，所述制冷液入口设置在制冷腔体的上部，所述制冷液出口设置在制冷腔体的下部，这样由于冷冻液从下部进上部出，使得制冷腔体的温度下部低于上部，进而结晶罐的温度也为上部高下部，使得结晶罐内原料分层析出水分，随着浓缩液不断地下沉，更低的温度能够使得浓缩液的水分析出更多，不断地提高浓缩液的浓度，直至浓缩液下沉至底部从出料口流出。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明中搅拌机构和刮刀机构立体图。
图3为本发明中搅拌机构和刮刀机构正视图。
图4为图1中A-A的向视图。
其中，1进料口，2制冷腔体，3结晶罐，4出料口，5制冷液入口，6制冷液出口，7搅拌电机，8刀身，9压紧弹片，10刀刃，11刮冰轴，12搅拌叶片，13固定轴，14连接轴，15下固定套，16上连接环，17转轴，18螺旋隔板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
如图1-4所示的一种刮刀式表面结晶器，包括结晶罐2，结晶罐2的底部设置有出料口4，结晶罐2的顶部设置有进料口1，结晶罐2的外壁上设置有制冷结构，结晶罐2内设置有搅拌机构，搅拌机构上设置有刮冰机构；搅拌机构包括搅拌电机7，搅拌电机7设置在结晶罐2的顶部，搅拌电机7与设置在结晶罐2内的转轴17相连，转轴17上设置有旋转架，旋转架上设置有搅拌叶片12；刮冰机构包括刮冰刀，刮冰刀的刀身8与刮冰轴11相连，刮冰轴11设置在旋转架上所，述刮冰刀的刀刃10贴合结晶罐2的内壁设置；刮冰刀的刀刃10为弹性材质，刮冰刀的刀身8与压紧弹片9的一端固定相连，压紧弹片9的另一端贴合在旋转架上。
旋转架包括设置在转轴17下端的下固定套15，下固定套15上设置有三根连接轴14，连接之间的夹角为120度，连接轴14的末端竖直设置有固定轴13，固定轴13的顶部与上连接环16相连，固定轴13与刮冰轴11相连，压紧弹片9的另一端贴合在固定轴13上，搅拌叶片12设置在固定轴13上；搅拌叶片12为弧形，搅拌叶片12的中部设置在固定轴13上，三个固定轴13上的搅拌叶片12相互之间一一对应并且相互配合呈螺旋状以顺应转轴17的旋转方向设置。
刮冰刀在刮冰轴11上设置有多个；三个刮冰轴11上的刮冰刀相互之间一一对应设置，刮冰刀相对刮冰轴11的偏转角度一致并且刀刃10的朝向为顺应转轴17的旋转方向；制冷结构包括环绕设置在结晶罐2外壁的制冷腔体2，制冷腔体2内设有螺旋隔板18，制冷腔体2上设置有制冷液入口5和制冷液出口6；制冷液入口5设置在制冷腔体2的上部，制冷液出口6设置在制冷腔体2的下部。
工作时，果汁等液体原料从进料口1进入结晶罐2内，冷冻液从制冷液入口5送入制冷腔体2内，与结晶罐2内的溶液进行热交换，使得结晶罐2内的溶液达到冰晶析出的温度，使得原料在低温下水分析出冰晶成为浓缩液，浓缩液混合冰晶下沉，从出料口4流出进入下一道工序进行洗涤使得浓缩液和冰晶分离。
搅拌电机7为减速电机，带动转轴17转动，与转轴17相连的旋转架转动，进而使得与旋转架上固定轴13相连的搅拌叶片12转动，每根固定轴13上相同高度处均设置有一根搅拌叶片12，并且搅拌叶片12相互配合顺着转轴17的旋转方向，使得搅拌过程更轻松，更有利于浓缩液的下沉。
与固定轴13相连的刮冰轴11绕转轴17轴线旋转，使得刮冰刀整体旋转，进而刀刃10能够连续不断的与结晶罐2内壁上的冰晶接触并将其刮除，弹性材质的刀刃10与结晶罐2内壁接触时不会将内壁损坏，同时通过压紧弹片9将刮冰刀压紧，避免刮冰时刀刃10出现跳动，影响刮冰效果；刮冰刀相对刮冰轴11的偏转角度一致并且刀刃10的朝向为顺应转轴17的旋转方向，一方面可以使得刮冰刀能够顺应旋转方向，使得旋转过程中阻力小，另一方便可以使得刀刃10与结晶罐2内壁之间形成较小的夹角，在旋转过程中更有利于将内壁上的冰晶铲除，避免了结晶罐2内壁上积存冰晶，从而无需定期清理冰晶，省时省力，确保生产的连续进行。
浓缩液比重大于原料比重，故浓缩液下沉，由于浓缩液在下沉的过程中不断析出冰晶，其温度不断下降，进而结晶罐2的温度下部低于上部，而冷冻液从制冷容腔的下部进入，经过热交换后从上部流出，重新制冷后再重下部进入，结晶罐2内的温度分布一致，能够更好地促使浓缩液的分层进行冰晶的析出，这样原料从结晶罐2上部开始逐渐析出冰晶，至下部在更低的温度进一步析出冰晶，进而在结晶罐2底部时浓缩液浓度达到工艺要求，与析出的冰晶混合一同从出料口4流出。
本发明不局限于上述实施例，在本公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种刮刀式表面结晶器，包括结晶罐，所述结晶罐的底部设置有出料口，所述结晶罐的顶部设置有进料口，其特征在于：所述结晶罐的外壁上设置有制冷结构，所述结晶罐内设置有搅拌机构，所述搅拌机构上设置有刮冰机构；所述搅拌机构包括搅拌电机，所述搅拌电机设置在结晶罐的顶部，所述搅拌电机与设置在结晶罐内的转轴相连，所述转轴上设置有旋转架，所述旋转架上设置有搅拌叶片；所述刮冰机构包括刮冰刀，所述刮冰刀的刀身与刮冰轴相连，所述刮冰轴设置在旋转架上，所述刮冰刀的刀刃贴合结晶罐的内壁设置。
2.根据权利要求1所述的一种刮刀式表面结晶器，其特征在于：所述刮冰刀的刀刃为弹性材质，所述刮冰刀的刀身与压紧弹片的一端固定相连，所述压紧弹片的另一端贴合在旋转架上。
3.根据权利要求2所述的一种刮刀式表面结晶器，其特征在于：所述旋转架包括设置在转轴下端的下固定套，所述下固定套上设置有三根连接轴，所述连接之间的夹角为120度，所述连接轴的末端竖直设置有固定轴，所述固定轴的顶部与上连接环相连，所述固定轴与刮冰轴相连，所述压紧弹片的另一端贴合在固定轴上，所述搅拌叶片设置在固定轴上。
4.根据权利要求3所述的一种刮刀式表面结晶器，其特征在于：所述搅拌叶片为弧形，所述搅拌叶片的中部设置在固定轴上，三个固定轴上的搅拌叶片相互之间一一对应并且相互配合呈螺旋状以顺应转轴的旋转方向设置。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种刮刀式表面结晶器，其特征在于：所述刮冰刀在刮冰轴上设置有多个。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种刮刀式表面结晶器，其特征在于：三个刮冰轴上的刮冰刀相互之间一一对应设置，所述刮冰刀相对刮冰轴的偏转角度一致并且刀刃的朝向为顺应转轴的旋转方向。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种刮刀式表面结晶器，其特征在于：所述制冷结构包括环绕设置在结晶罐外壁的制冷腔体，制冷腔体内设有螺旋隔板，所述制冷腔体上设置有制冷液入口和制冷液出口。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种刮刀式表面结晶器，其特征在于：所述制冷液入口设置在制冷腔体的上部，所述制冷液出口设置在制冷腔体的下部。
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