CN113142457A - 一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，包括存储罐、文丘里混合器、分别与文丘里混合器连通的料液输入系统和二氧化碳气体输入系统、连通在文丘里混合器和存储罐之间的混合系统、与混合系统连通的果粒输入系统、二氧化碳气体输入系统还与存储罐连通；本发明装置具有生产状态、CIP清洗状态以及SIP杀菌状态。本发明一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，制得的碳酸果粒饮料满足商业无菌，装置能够实现合理的清洗和灭菌工艺。
Description
技术领域
本发明涉及饮料生产技术领域，特别涉及一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置。
背景技术
在碳酸饮料制备系统中，饮料需要在管路运送时按一定比例在线混入二氧化碳以达到碳酸化的效果，碳酸化后的饮料即为成品碳酸饮料。目前市场上多数的碳酸饮料中添加防腐剂，以满足一定货架期。因此很多碳酸饮料制备系统都不满足无菌性，一是成本较高，整生产线需配置一系列杀菌和能源设备；二是技术尚不成熟。但近两年有些厂家已经开发出无菌型碳酸化设备，有一些设备已经投入运行，饮料厂家可无需在饮料中添加防腐剂便可达到一定的货架期，在有助于健康方面有利于产品市场推广。
饮料设备满足无菌的条件一般有：阀门采用无菌型隔膜式，管路尽量减少泄漏点，或是在泄漏无法避免的位置通入蒸汽或者无菌介质屏障，同时与介质接触的管路都需满足可CIP在线清洗和SIP高温灭菌，不能存在卫生死角，除此外介质也需经过除菌过滤器或超高温杀菌机UHT灭菌后才可投入生产。
结合市场实际情况来看，无菌型碳酸饮料还属新兴产品，而无菌型果粒饮料已经在市场上存在许久，工艺也较为成熟。通常，无菌型果粒饮料是由料液和果粒分别杀完菌后在管路内在线混比，以达到比较高的产能和混比精度。由于果粒介质的特殊性，杀菌机需要采用特制的换热器使果粒达到一定的湍流程度以提高升温效果，而料液杀菌机的换热器设计就相对容易，板式、管式皆可。因此需要配置两台杀菌机分别对料液和果粒进行超高温灭菌，最后在线混合后，通过灌注机灌入饮料瓶中。
碳酸饮料由于二氧化碳的存在给人一种刹口感，饮料中添加果粒又给人咀嚼的趣味，因此无菌型碳酸果粒饮料也是一种趋势。工艺上，无菌型碳酸果粒饮料制备设备并不是碳酸和果粒生产设备的简单叠加，需要考虑诸多工艺难点，例如，果粒添加的位置是否会造成管阀件堵塞，果粒添加管路的清洗和灭菌如何实现等等。
发明内容
本发明的目的是提供一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，制得的碳酸果粒饮料满足商业无菌，装置能够实现合理的清洗和灭菌工艺。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，包括存储罐、文丘里混合器、分别与所述文丘里混合器连通的料液输入系统和二氧化碳气体输入系统、连通在所述文丘里混合器和所述存储罐之间的混合系统、与所述混合系统连通的果粒输入系统、所述二氧化碳气体输入系统还与所述存储罐连通；
所述料液输入系统包括与所述文丘里混合器连通的第一管路、沿料液输入方向依次连通在所述第一管路上的无菌离心泵、料液流量计以及换热器，所述料液输入系统还包括用于为所述无菌离心泵的机械密封处进行液体润滑或蒸汽杀菌的杀菌组件；
所述二氧化碳气体输入系统包括与所述文丘里混合器连通的第二管路、沿二氧化碳气体输入方向依次连通在所述第二管路上的手动球阀、减压阀、除菌过滤器、第一气动隔膜阀、质量流量计、第一无菌比例调节阀以及第二气动隔膜阀；所述二氧化碳气体输入系统还包括连通在所述第二管路与所述存储罐之间的压力输入调节组件；
所述混合系统包括两端分别与所述文丘里混合器和所述存储罐连通的第三管路、连通在所述第三管路上的第二无菌比例调节阀；所述存储罐内顶部设有清洗球，所述混合系统还包括连通在所述第三管路与所述清洗球之间的清洗组件；
所述果粒输入系统包括第四管路、沿果粒输入方向依次连通在所述第四管路上的果粒流量计、气动隔膜调节阀、无菌T型单座阀、第一气动T型单座阀、气动换向阀、第一气动角座阀以及第一螺旋管；所述果粒输入系统还包括一端与所述无菌T型单座阀连通的第五管路，所述第五管路的另一端与所述第三管路连通且位于所述第二无菌比例调节阀与所述存储罐之间；所述果粒输入系统还包括一端与所述气动换向阀连通的CIP清洗液回流管路、一端与所述第一气动T型单座阀连通的第一屏蔽蒸汽输入管路、连通在所述第一屏蔽蒸汽输入管路上的第一气动蝶阀；
所述装置具有生产状态、CIP清洗状态以及SIP杀菌状态：
所述装置处于所述生产状态时，所述无菌T型单座阀处于打开状态，所述第一气动T型单座阀处于关闭状态，所述气动换向阀处于第一连通状态，所述第四管路通过所述无菌T型单座阀与所述第五管路连通，所述无菌T型单座阀与所述第一气动T型单座阀之间隔断，所述第一屏蔽蒸汽输入管路通过所述第一气动T型单座阀与所述气动换向阀连通，所述气动换向阀与所述第一螺旋管连通；
所述装置处于所述CIP清洗状态时，所述无菌T型单座阀处于关闭状态，所述第一气动T型单座阀处于打开状态，所述气动换向阀处于第二连通状态，所述第四管路与所述第五管路之间隔断，所述无菌T型单座阀、所述第一气动T型单座阀以及所述气动换向阀依次连通，所述气动换向阀与所述CIP清洗液回流管路连通；
所述装置处于所述SIP杀菌状态时，所述无菌T型单座阀处于打开状态，所述第一气动T型单座阀处于打开状态，所述气动换向阀处于第一连通状态，所述无菌T型单座阀分别与所述存储罐和所述第一气动T型单座阀连通，所述第一气动T型单座阀与所述气动换向阀连通，所述气动换向阀与所述第一螺旋管连通。
优选地，所述杀菌组件包括与所述无菌离心泵的机械密封处连通的第六管路、连通在所述第六管路上的第二气动角座阀、用于为所述第六管路中的介质降温的冷却器。
更优选地，所述装置还包括一端与所述第六管路连通的RO水输入管路、连通在所述RO水输入管路上的第三气动角座阀，所述RO水输入管路的一端位于所述第二气动角座阀和所述无菌离心泵之间。
优选地，所述压力输入调节组件包括一端与所述第二管路连通的且位于所述第一气动隔膜阀与所述质量流量计之间的第七管路，所述第七管路的另一端与所述存储罐顶端连通；所述压力输入调节组件还包括沿二氧化碳气体输入方向依次连通在所述第七管路上的第三气动隔膜阀和手动隔膜阀、一端与所述第七管路连通的且位于所述手动隔膜阀和所述存储罐之间的第八管路、连通在所述第八管路上的第四气动隔膜阀。
优选地，所述清洗组件包括一端与所述第三管路连通且位于所述文丘里混合器与所述第二无菌比例调节阀之间的清洗管路、连通在所述清洗管路上的第五气动隔膜阀，所述清洗管路的另一端与所述清洗球连通。
优选地，所述装置还包括与所述存储罐底部连通的出液管路、与所述出液管路连通的第二屏蔽蒸汽输入管路、沿屏蔽蒸汽输入方向依次连通在所述第二屏蔽蒸汽输入管路上的第二气动蝶阀、第二气动T型单座阀、第四气动角座阀以及第二螺旋管；所述第二屏蔽蒸汽输入管路通过所述第二气动T型单座阀与所述出液管路连通；
所述装置处于所述生产状态时，所述第二气动T型单座阀处于关闭状态，所述第二屏蔽蒸汽输入管路与所述出液管路隔断；
所述装置处于所述CIP清洗状态时，所述第二气动T型单座阀处于打开状态，所述第二屏蔽蒸汽输入管路与所述出液管路连通；
所述装置处于所述SIP杀菌状态时，所述第二气动T型单座阀处于打开状态，所述第二屏蔽蒸汽输入管路与所述出液管路连通。
更优选地，所述装置还包括设于所述第四管路上的且位于所述气动换向阀和所述第一气动角座阀之间的第一温度传感器、设于所述第二屏蔽蒸汽管路上的且位于所述第二气动T型单座阀和所述第四气动角座阀之间的第二温度传感器。
优选地，所述装置还包括与所述除菌过滤器连通的疏水管路、连通在所述疏水管路上的第五气动角座阀以及疏水阀、设于所述疏水管路上的且位于所述第五气动角座阀和所述疏水阀之间的第三温度传感器。
优选地，所述装置还包括连通在所述无菌离心泵和所述料液流量计之间的第一单向阀、连通在所述减压阀和所述除菌过滤器之间的第二单向阀。
优选地，所述装置还包括设于所述存储罐上的压力传感器、差压液位计以及无菌搅拌器。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，具有以下优点：
有效管路进行CIP清洗和SIP杀菌无死角，且无冷凝水堆积；
管路阀门配置合理，制得的碳酸果粒饮料满足商业无菌；
果粒和料液混比位置合理，能够避免果粒堵塞管路；
管路切换点增设蒸汽屏蔽，无菌环境破坏风险较小。
附图说明
附图1为根据本发明具体实施例的无菌型果粒碳酸饮料混比装置的结构示意图；
附图2为根据本发明具体实施例的无菌型果粒碳酸饮料混比装置处于生产状态的物料走向示意图；
附图3为根据本发明具体实施例的无菌型果粒碳酸饮料混比装置处于CIP清洗状态的清洗液走向示意图；
附图4为根据本发明具体实施例的无菌型果粒碳酸饮料混比装置处于SIP清洗状态的杀菌蒸汽走向示意图。
其中：1、存储罐；2、文丘里混合器；3、第一管路；4、无菌离心泵；5、料液流量计；6、换热器；7、第二管路；8、手动球阀；9、减压阀；10、除菌过滤器；11、第一气动隔膜阀；12、质量流量计；13、第一无菌比例调节阀；14、第二气动隔膜阀；15、第三管路；16、第二无菌比例调节阀；17、清洗球；18、第四管路；19、果粒流量计；20、气动隔膜调节阀；21、无菌T型单座阀；22、第一气动T型单座阀；23、气动换向阀；24、第一气动角座阀；25、第一螺旋管；26、第五管路；27、CIP清洗液回流管路；28、第一屏蔽蒸汽输入管路；29、第一气动蝶阀；30、第六管路；31、第二气动角座阀；32、冷却器；33、RO水输入管路；34、第三气动角座阀；35、第七管路；36、第三气动隔膜阀；37、手动隔膜阀；38、第八管路；39、第四气动隔膜阀；40、清洗管路；41、第五气动隔膜阀；42、出液管路；43、第二屏蔽蒸汽输入管路；44、第二气动蝶阀；45、第二气动T型单座阀；46、第四气动角座阀；47、第二螺旋管；48、第一温度传感器；49、第二温度传感器；50、疏水管路；51、第五气动角座阀；52、疏水阀；53、第三温度传感器；54、第一单向阀；55、第二单向阀；56、压力传感器；57、差压液位计；58、无菌搅拌器。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
参见图1所示，本实施例提供一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，包括存储罐1、文丘里混合器2、分别与文丘里混合器2连通的料液输入系统和二氧化碳气体输入系统、连通在文丘里混合器2和存储罐1之间的混合系统、与混合系统连通的果粒输入系统、二氧化碳气体输入系统还与存储罐1连通。
上述料液输入系统包括与文丘里混合器2连通的第一管路3、沿料液输入方向依次连通在第一管路3上的无菌离心泵4、料液流量计5以及换热器6，料液输入系统还包括用于为无菌离心泵4的机械密封处进行液体润滑或蒸汽杀菌的杀菌组件。
在本实施例中，上述一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置还包括连通在无菌离心泵4和料液流量计5之间的第一单向阀54。第一单向阀54连通在第一管路3上，用于防止第一管路3中的介质向无菌离心泵4回流。
上述杀菌组件包括与无菌离心泵4的机械密封处连通的第六管路30、连通在第六管路30上的第二气动角座阀31、用于为第六管路30中的介质降温的冷却器32。
在本实施例中，上述一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置还包括一端与第六管路30连通的RO水输入管路33、连通在RO水输入管路33上的第三气动角座阀34，RO水输入管路33的一端位于第二气动角座阀31和无菌离心泵4之间。这里说的RO水指纯净水。
该装置处于生产状态时，打开第二气动角座阀31，关闭第三气动角座阀34，向第六管路30中通入洁净蒸汽。无菌离心泵4的机械密封处采用蒸汽冷凝水润滑，通过冷却器32中的冷却塔水对洁净蒸汽进行降温成90℃左右的蒸汽冷凝水，由于洁净蒸汽是无菌的，因此冷却后的蒸汽冷凝水也是无菌的，可以确保经过无菌离心泵4输送后的料液是无菌的。
该装置处于CIP清洗状态时，关闭第二气动角座阀31，打开第三气动角座阀34，向RO水输入管路33中通入RO水，无菌离心泵4的机封密封处改由RO水润滑。
该装置处于SIP杀菌状态时，打开第二气动角座阀31，关闭第三气动角座阀34，向第六管路30中通入高温洁净蒸汽，同时关闭冷却器32。通过高温洁净蒸汽对无菌离心泵4的机械密封处进行高温灭菌。
上述二氧化碳气体输入系统包括与文丘里混合器2连通的第二管路7、沿二氧化碳气体输入方向依次连通在第二管路7上的手动球阀8、减压阀9、除菌过滤器10、第一气动隔膜阀11、质量流量计12、第一无菌比例调节阀13以及第二气动隔膜阀14。二氧化碳气体输入系统还包括连通在第二管路7与存储罐1之间的压力输入调节组件。
在本实施例中，上述一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置还包括连通在减压阀9和除菌过滤器10之间的第二单向阀55。第二单向阀55连通在第二管路7上，用于防止第二管路7中的介质向减压阀9回流。
在本实施例中，上述一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置还包括一端与除菌过滤器10连通的疏水管路50、连通在疏水管路50上的第五气动角座阀51以及疏水阀52、设于疏水管路50上的且位于第五气动角座阀51和疏水阀52之间的第三温度传感器53。疏水阀52连通在疏水管路50的另一端处。
该装置处于生产状态时，第一气动隔膜阀11打开。
该装置处于CIP清洗状态时，第一气动隔膜阀11关闭，以防止CIP清洗液进入除菌过滤器10中；
该装置处于SIP杀菌状态时，第一气动隔膜阀11打开，杀菌蒸汽进入除菌过滤器10中，积水通过疏水管路50排出。
在本实施例中，除菌过滤器10有两个，相互串联于第二管路7中。
上述压力输入调节组件包括一端与第二管路7连通的且位于第一气动隔膜阀11与质量流量计12之间的第七管路35，第七管路35的另一端与存储罐1顶端连通。压力输入调节组件还包括沿二氧化碳气体输入方向依次连通在第七管路35上的第三气动隔膜阀36和手动隔膜阀37、一端与第七管路35连通的且位于手动隔膜阀37和存储罐1之间的第八管路38、连通在第八管路38上的第四气动隔膜阀39。
该装置处于生产状态时，存储罐1内的压力受第三气动隔膜阀36和第四气动隔膜阀39控制。存储罐1内料液液位降低时，压力降低，此时第三气动隔膜阀36开启补气增压；反之，存储罐1内料液液位升高时，压力升高，此时第四气动隔膜阀39开启排气减压。确保存储罐1内压力保持在较小范围内，以保证前段供料流量稳定。
上述混合系统包括两端分别与文丘里混合器2和存储罐1连通的第三管路15、连通在第三管路15上的第二无菌比例调节阀16。存储罐1内顶部设有清洗球17，混合系统还包括连通在第三管路15与清洗球17之间的清洗组件。
上述清洗组件包括一端与第三管路15连通且位于文丘里混合器2与第二无菌比例调节阀16之间的清洗管路40、连通在清洗管路40上的第五气动隔膜阀41，清洗管路40的另一端与清洗球17连通。
该装置处于生产状态时，第五气动隔膜阀41关闭；该装置处于CIP清洗状态或SIP杀菌状态时，第五气动隔膜阀41打开，CIP清洗液或SIP杀菌蒸汽通过清洗管路40传送以及清洗球17喷洒进入存储罐1中。
上述果粒输入系统包括第四管路18、沿果粒输入方向依次连通在第四管路18上的果粒流量计19、气动隔膜调节阀20、无菌T型单座阀21、第一气动T型单座阀22、气动换向阀23、第一气动角座阀24以及第一螺旋管25。
上述果粒输入系统还包括一端与无菌T型单座阀21连通的第五管路26，第五管路26的另一端与第三管路15连通且位于第二无菌比例调节阀16与存储罐1之间。
上述果粒输入系统还包括一端与气动换向阀23连通的CIP清洗液回流管路27、一端与第一气动T型单座阀22连通的第一屏蔽蒸汽输入管路28、连通在第一屏蔽蒸汽输入管路28上的第一气动蝶阀29。
由于果粒和料液混合的位置位于第二无菌比例调节阀16之后，因此果粒不会顺着第五气动隔膜阀41流向清洗球17，造成清洗球17堵塞。
上述一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置还包括设于存储罐1上的压力传感器56、差压液位计57以及无菌搅拌器58。
通过压力传感器56测得的实时值与设定值进行比较，来对应打开第三气动隔膜阀36或第四气动隔膜阀39。
该装置处于生产状态时，无菌搅拌器58启动，以确保存储罐1内的果粒分布均匀。
该装置处于生产状态时，无菌T型单座阀21处于打开状态，第一气动T型单座阀22处于关闭状态，气动换向阀23处于第一连通状态。第四管路18通过无菌T型单座阀21与第五管路26连通，无菌T型单座阀21与第一气动T型单座阀22之间隔断，第一屏蔽蒸汽输入管路28通过第一气动T型单座阀22与气动换向阀23连通，气动换向阀23与第一螺旋管25连通。
该装置处于CIP清洗状态时，无菌T型单座阀21处于关闭状态，第一气动T型单座阀22处于打开状态，气动换向阀23处于第二连通状态。第四管路18与第五管路26之间隔断，无菌T型单座阀21、第一气动T型单座阀22以及气动换向阀23依次连通，气动换向阀23与CIP清洗液回流管路27连通。
该装置处于SIP杀菌状态时，无菌T型单座阀21处于打开状态，第一气动T型单座阀22处于打开状态，气动换向阀23处于第一连通状态。无菌T型单座阀21分别与存储罐1和第一气动T型单座阀22连通，第一气动T型单座阀22与气动换向阀23连通，气动换向阀23与第一螺旋管25连通。
上述一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置还包括与存储罐1底部连通的出液管路42、与出液管路42连通的第二屏蔽蒸汽输入管路43、沿屏蔽蒸汽输入方向依次连通在第二屏蔽蒸汽输入管路43上的第二气动蝶阀44、第二气动T型单座阀45、第四气动角座阀46以及第二螺旋管47。第二屏蔽蒸汽输入管路43通过第二气动T型单座阀45与出液管路42连通。
该装置处于生产状态时，第二气动T型单座阀45处于关闭状态，第二屏蔽蒸汽输入管路43与出液管路42隔断；
该装置处于CIP清洗状态时，第二气动T型单座阀45处于打开状态，第二屏蔽蒸汽输入管路43与出液管路42连通；
该装置处于SIP杀菌状态时，第二气动T型单座阀45处于打开状态，第二屏蔽蒸汽输入管路43与出液管路42连通。
在本实施例中，上述一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置还包括设于第四管路18上的且位于气动换向阀23和第一气动角座阀24之间的第一温度传感器48、设于第二屏蔽蒸汽管路上的且位于第二气动T型单座阀45和第四气动角座阀46之间的第二温度传感器49。
当第一温度传感器48测得屏蔽温度低于设定值时，打开第一气动角座阀24，补充高温屏蔽蒸汽；当第二温度传感器49测得屏蔽温度低于设定值时，打开第四气动角座阀46，补充高温屏蔽蒸汽。
由于二氧化碳在一定压力下才可溶解在料液中，因此需要保证文丘里混合器2中保持一定压力（≥4bar），该压力通过存储罐1内导入一定量的二氧化碳以满足罐内的压力以及无菌离心泵4自身的增压效果来保证。
根据二氧化碳的溶解特点，料液温度接近4℃时，二氧化碳的溶解度最高，因此配置有对料液换热的换热器6，通过冰水对料液降温至4℃。
以下具体阐述下本实施例的工作过程：
该装置处于生产状态时：
参见图2所示，料液通过第一管路3进入，经过无菌离心泵4送入换热器6中进行降温，再进入文丘里混合器2中。
食品级二氧化碳从第二管路7进入，经过减压阀9减压后，再经过双级除菌过滤器10，出口的二氧化碳满足商业无菌；再经过第一气动隔膜阀11后分成两路，一路通过第七管路35为存储罐1加压，另一路则经过质量流量计12和第一无菌比例调节阀13后，进行料液的在线碳化。
具体的混比原理为：事先设定料液和二氧化碳的混合比例，第一无菌比例调节阀13将根据料液流量计5检测到的料液流量和设定好的比例实时调节二氧化碳的流量，料液和二氧化碳经过文丘里混合器2后在第三管路15内在线混合，出口即为碳酸饮料。
果粒经过超高温果粒杀菌机杀菌后，从第四管路18进入，通过果粒流量计19检测果粒流量，根据事先设定好的混合比例，基于料液流量计5检测到的料液流量和该比例，通过气动隔膜调节阀20实时调节果粒的流量，确保混比均匀。
无菌搅拌器58应启动，确保存储罐1内的果粒分布均匀。通过第三气动隔膜阀36和第四气动隔膜阀39调节存储罐1中的压力，以保证前段供料流量稳定。
第一气动蝶阀29和第二气动蝶阀44保持开启，第一气动T型单座阀22和第二气动T型单座阀45需保持关闭，这样屏蔽蒸汽将料液管路和外界环境隔离开来，确保无菌管路不会有微生物进入，造成微生物繁殖。屏蔽点的温度分别由第一温度传感器48和第二温度传感器49检测，一旦低于屏蔽工艺温度，第一气动角座阀24或第四气动角座阀46打开，高温蒸汽向管道内补充，使温度上升。
当存储罐1中到达高液位时，前段物料需停止供应，此时无菌T型单座阀21关闭，无菌离心泵4停止运行。
该装置处于CIP清洗状态时：
参见图3所示，CIP清洗液分别由两处导入，清洗介质为65℃的2%质量分数硝酸溶液和/或85℃的2%质量分数氢氧化钠溶液。
无菌料液侧：此时第二气动角座阀31关，第三气动角座阀34开，无菌离心泵4的机封润滑水改由RO水润滑。清洗的流向如图3所示，无菌T型单座阀21关闭，由于无菌T型单座阀21处的三通是最短距离安装，可确保三通无死角，清洗彻底。二氧化碳气路的清洗流向为：第二气动隔膜阀14—>第一无菌比例调节阀13—>质量流量计12—>第三气动隔膜阀36—>手动隔膜阀37—>存储罐1，关闭第一气动隔膜阀11的目的是防止CIP清洗液进入除菌过滤器10中，造成滤芯堵塞。第二无菌比例调节阀16开至一较小开度，部分CIP清洗液从第五气动隔膜阀41处流向存储罐1罐顶清洗球17，喷洒清洗存储罐1内壁。CIP清洗液在存储罐1一定的压力下流入后端设备。
无菌果粒侧：CIP清洗液经过果粒流量计19、气动隔膜调节阀20、无菌T型单座阀21，此时第一气动T型单座阀22开，第一气动蝶阀29关，气动换向阀23处于关闭状态（即第二连通状态），CIP清洗液直接回流去后端设备。
该装置处于SIP杀菌状态时：
参见图4所示，SIP杀菌蒸汽分别由两处导入。
无菌料液侧：此时第二气动角座阀31开，第三气动角座阀34关，冷却器32关闭，通过高温洁净蒸汽对无菌离心泵4的机械密封处作高温灭菌。料液管路和二氧化碳气路的灭菌温度分别由第二温度传感器49和第三温度传感器53检测，如图4箭头所示，物料管路和二氧化碳气路可以做到无死角蒸汽灭菌。
无菌果粒侧：此时无菌T型单座阀21打开，杀菌蒸汽对该阀阀芯密封做充分的蒸汽灭菌。第一气动蝶阀29关，第一气动T型单座阀22开，蒸汽冷凝水从第一螺旋管25处排放。无菌果粒管路蒸汽灭菌温度由第一温度传感器48检测。如图4箭头所示，无菌果粒管路也可以做到无死角蒸汽灭菌。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，其特征在于：包括存储罐、文丘里混合器、分别与所述文丘里混合器连通的料液输入系统和二氧化碳气体输入系统、连通在所述文丘里混合器和所述存储罐之间的混合系统、与所述混合系统连通的果粒输入系统、所述二氧化碳气体输入系统还与所述存储罐连通；
所述料液输入系统包括与所述文丘里混合器连通的第一管路、沿料液输入方向依次连通在所述第一管路上的无菌离心泵、料液流量计以及换热器，所述料液输入系统还包括用于为所述无菌离心泵的机械密封处进行液体润滑或蒸汽杀菌的杀菌组件；
所述二氧化碳气体输入系统包括与所述文丘里混合器连通的第二管路、沿二氧化碳气体输入方向依次连通在所述第二管路上的手动球阀、减压阀、除菌过滤器、第一气动隔膜阀、质量流量计、第一无菌比例调节阀以及第二气动隔膜阀；所述二氧化碳气体输入系统还包括连通在所述第二管路与所述存储罐之间的压力输入调节组件；
所述混合系统包括两端分别与所述文丘里混合器和所述存储罐连通的第三管路、连通在所述第三管路上的第二无菌比例调节阀；所述存储罐内顶部设有清洗球，所述混合系统还包括连通在所述第三管路与所述清洗球之间的清洗组件；
所述果粒输入系统包括第四管路、沿果粒输入方向依次连通在所述第四管路上的果粒流量计、气动隔膜调节阀、无菌T型单座阀、第一气动T型单座阀、气动换向阀、第一气动角座阀以及第一螺旋管；所述果粒输入系统还包括一端与所述无菌T型单座阀连通的第五管路，所述第五管路的另一端与所述第三管路连通且位于所述第二无菌比例调节阀与所述存储罐之间；所述果粒输入系统还包括一端与所述气动换向阀连通的CIP清洗液回流管路、一端与所述第一气动T型单座阀连通的第一屏蔽蒸汽输入管路、连通在所述第一屏蔽蒸汽输入管路上的第一气动蝶阀；
所述装置具有生产状态、CIP清洗状态以及SIP杀菌状态：
所述装置处于所述生产状态时，所述无菌T型单座阀处于打开状态，所述第一气动T型单座阀处于关闭状态，所述气动换向阀处于第一连通状态，所述第四管路通过所述无菌T型单座阀与所述第五管路连通，所述无菌T型单座阀与所述第一气动T型单座阀之间隔断，所述第一屏蔽蒸汽输入管路通过所述第一气动T型单座阀与所述气动换向阀连通，所述气动换向阀与所述第一螺旋管连通；
所述装置处于所述CIP清洗状态时，所述无菌T型单座阀处于关闭状态，所述第一气动T型单座阀处于打开状态，所述气动换向阀处于第二连通状态，所述第四管路与所述第五管路之间隔断，所述无菌T型单座阀、所述第一气动T型单座阀以及所述气动换向阀依次连通，所述气动换向阀与所述CIP清洗液回流管路连通；
所述装置处于所述SIP杀菌状态时，所述无菌T型单座阀处于打开状态，所述第一气动T型单座阀处于打开状态，所述气动换向阀处于第一连通状态，所述无菌T型单座阀分别与所述存储罐和所述第一气动T型单座阀连通，所述第一气动T型单座阀与所述气动换向阀连通，所述气动换向阀与所述第一螺旋管连通。
2.根据权利要求1所述的一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，其特征在于：所述杀菌组件包括与所述无菌离心泵的机械密封处连通的第六管路、连通在所述第六管路上的第二气动角座阀、用于为所述第六管路中的介质降温的冷却器。
3.根据权利要求2所述的一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，其特征在于：所述装置还包括一端与所述第六管路连通的RO水输入管路、连通在所述RO水输入管路上的第三气动角座阀，所述RO水输入管路的一端位于所述第二气动角座阀和所述无菌离心泵之间。
4.根据权利要求1所述的一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，其特征在于：所述压力输入调节组件包括一端与所述第二管路连通的且位于所述第一气动隔膜阀与所述质量流量计之间的第七管路，所述第七管路的另一端与所述存储罐顶端连通；所述压力输入调节组件还包括沿二氧化碳气体输入方向依次连通在所述第七管路上的第三气动隔膜阀和手动隔膜阀、一端与所述第七管路连通的且位于所述手动隔膜阀和所述存储罐之间的第八管路、连通在所述第八管路上的第四气动隔膜阀。
5.根据权利要求1所述的一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，其特征在于：所述清洗组件包括一端与所述第三管路连通且位于所述文丘里混合器与所述第二无菌比例调节阀之间的清洗管路、连通在所述清洗管路上的第五气动隔膜阀，所述清洗管路的另一端与所述清洗球连通。
6.根据权利要求1所述的一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，其特征在于：所述装置还包括与所述存储罐底部连通的出液管路、与所述出液管路连通的第二屏蔽蒸汽输入管路、沿屏蔽蒸汽输入方向依次连通在所述第二屏蔽蒸汽输入管路上的第二气动蝶阀、第二气动T型单座阀、第四气动角座阀以及第二螺旋管；所述第二屏蔽蒸汽输入管路通过所述第二气动T型单座阀与所述出液管路连通；
所述装置处于所述生产状态时，所述第二气动T型单座阀处于关闭状态，所述第二屏蔽蒸汽输入管路与所述出液管路隔断；
所述装置处于所述CIP清洗状态时，所述第二气动T型单座阀处于打开状态，所述第二屏蔽蒸汽输入管路与所述出液管路连通；
所述装置处于所述SIP杀菌状态时，所述第二气动T型单座阀处于打开状态，所述第二屏蔽蒸汽输入管路与所述出液管路连通。
7.根据权利要求6所述的一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，其特征在于：所述装置还包括设于所述第四管路上的且位于所述气动换向阀和所述第一气动角座阀之间的第一温度传感器、设于所述第二屏蔽蒸汽管路上的且位于所述第二气动T型单座阀和所述第四气动角座阀之间的第二温度传感器。
8.根据权利要求1所述的一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，其特征在于：所述装置还包括与所述除菌过滤器连通的疏水管路、连通在所述疏水管路上的第五气动角座阀以及疏水阀、设于所述疏水管路上的且位于所述第五气动角座阀和所述疏水阀之间的第三温度传感器。
9.根据权利要求1所述的一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，其特征在于：所述装置还包括连通在所述无菌离心泵和所述料液流量计之间的第一单向阀、连通在所述减压阀和所述除菌过滤器之间的第二单向阀。
10.根据权利要求1所述的一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置，其特征在于：所述装置还包括设于所述存储罐上的压力传感器、差压液位计以及无菌搅拌器。
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| CN202110269488.8A CN113142457A (zh) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | 一种无菌型果粒碳酸饮料混比装置 |
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