CN115121150A - 无菌搅打充气系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种无菌搅打充气系统，该无菌搅打充气系统包括对物料和气体进行混合搅打的混合搅打器，混合搅打器的混合进口分别与物料供应管道和供气管道连接，物料供应管道上设置有无菌管式冷却装置，供气管道上设置有对通入混合搅打器内的气体量进行调控的气体流量添加装置，位于气体流量添加装置与混合搅打器之间的供气管道上设置有气体除菌过滤装置，供气管道通过气体除菌过滤装置与蒸汽主管道连接，以通过蒸汽主管道向混合搅打器以及供气管道内通入灭菌蒸汽。本发明解决了搅打充气设备无法进行高温灭菌及生产过程中无法保证与外界有菌环境的隔离，无法进行奶制品类敏感产品的慕斯化的技术问题。

Description

无菌搅打充气系统

技术领域

本发明涉及食品生产技术领域，进一步的，涉及一种无菌搅打充气系统。

背景技术

目前，在低温冷链应用的搅打充气设备并不具备无菌生产的配置，生产的产品通常需要加入防腐剂或低温冷链储存售卖。上述的搅打充气装置只能进行清洗，没有蒸汽灭菌或蔽障保护的过程，而上述的非无菌设备无法进行微生物敏感性产品常温或者中性产品不加防腐剂的生产(因为如奶制品类产品，富含营养，极易染菌，需要设备本身及搅打充气的过程始终处于无菌环境中)。

针对相关技术中搅打充气设备无法进行高温灭菌及生产过程中无法保证与外界有菌环境的隔离，无法进行奶制品类敏感产品的慕斯化的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种无菌搅打充气系统，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无菌搅打充气系统，根据物料的量对加入氮气或二氧化碳的比例进行调节，充分满足产品在搅打过程中的慕斯化，在系统中可通过高温蒸汽进行灭菌，生产时物料与有菌环境完全隔离，保证产品的质量安全，其尤其适用于对中性或者常温状态下的植物酸奶、动物酸奶、巧克力或者奶酪类粘稠物料进行氮气或者二氧化碳填充并进行无菌搅打混合。

本发明的目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种无菌搅打充气系统，所述无菌搅打充气系统包括对物料和气体进行混合搅打的混合搅打器，其中：

所述混合搅打器的混合进口分别与物料供应管道和供气管道连接，所述物料供应管道上设置有对物料进行降温的无菌管式冷却装置，所述供气管道上设置有对通入所述混合搅打器内的气体量进行调控的气体流量添加装置，位于所述气体流量添加装置与所述混合搅打器之间的所述供气管道上设置有对气体进行灭菌处理的气体除菌过滤装置，所述供气管道通过所述气体除菌过滤装置与蒸汽主管道连接，以通过所述蒸汽主管道向所述混合搅打器以及所述供气管道内通入灭菌蒸汽。

在本发明的一较佳实施方式中，所述混合搅打器包括转子和定子外壳，所述转子设置于所述定子外壳内，所述转子的一端与驱动电机的输出轴连接，所述定子外壳的内壁与所述转子的外壁之间形成混合腔室，所述定子外壳上分别设置有与所述混合腔室相连通的混合进口和物料出口；

所述定子外壳的外部套设有冷却夹套，所述冷却夹套的内壁与所述定子外壳的外壁之间形成有冷却腔室，所述冷却夹套上设有与所述冷却腔室相连通的冷却水入口和冷却水出口。

在本发明的一较佳实施方式中，所述驱动电机的输出轴上套设有连接法兰，所述连接法兰连接于所述冷却夹套上，所述连接法兰与所述驱动电机的输出轴之间预留有环形的容置腔室，所述连接法兰上分别设置有与所述容置腔室相连通的冷凝水进入通道和冷凝水排出通道，位于所述容置腔室内的所述驱动电机的输出轴上由所述驱动电机至所述冷却夹套的方向依次套设有第一静环、第一动环、轴套、第二动环和第二静环，所述第一静环和所述第二静环分别固定于所述驱动电机和所述冷却夹套上，所述第一动环、所述轴套和所述第二动环能随所述驱动电机的输出轴转动；

所述轴套上由所述驱动电机至所述冷却夹套的方向依次套设有第一压簧、定位隔套和第二压簧，所述第一压簧的两端分别与所述第一动环和所述定位隔套相抵接，所述第二压簧的两端分别与所述定位隔套和所述第二动环相抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述无菌搅打充气系统还包括向所述容置腔室内输送冷凝水的无菌冷凝水蔽障装置，其中：

所述无菌冷凝水蔽障装置包括扩大管和换热夹套，所述扩大管上分别连接有蒸汽支管道和冷凝水输送管道，所述蒸汽支管道接入所述蒸汽主管道，所述冷凝水输送管道与所述冷凝水进入通道连接，所述换热夹套套设于所述扩大管的外部，且所述换热夹套的内壁与所述扩大管的外壁之间形成有换热腔室，所述换热夹套上设置有与所述换热腔室相连通的换热水入口和换热水出口，所述换热水入口处设置有换热水调节阀。

在本发明的一较佳实施方式中，所述无菌搅打充气系统还包括对所述蒸汽主管道内灭菌蒸汽的温度进行调节的蒸汽灭菌装置，其中：

所述蒸汽灭菌装置包括第一减压阀和第二减压阀，所述第一减压阀和所述第二减压阀并联设置于所述蒸汽主管道上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述气体除菌过滤装置包括第一除菌过滤器和第二除菌过滤器，所述供气管道接入提供氮气或者二氧化碳的供气系统，所述第一除菌过滤器设置于所述供气系统与所述蒸汽主管道之间的所述供气管道上，所述第二除菌过滤器设置于所述蒸汽主管道与所述混合搅打器之间的所述供气管道上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述气体流量添加装置包括气体比例阀、气体流量计和气体减压阀，所述气体比例阀、所述气体流量计和所述气体减压阀均设置于所述供气系统与所述蒸汽主管道之间的所述供气管道上，所述气体流量计的检测信号输出端与气体比例阀控制器的检测信号接收端电连接，所述气体比例阀控制器的控制信号输出端与所述气体比例阀的控制端电连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述无菌管式冷却装置包括冷却水管，所述物料供应管道沿所述冷却水管的延伸方向穿过所述冷却水管。

在本发明的一较佳实施方式中，所述冷却水管上设置有进水口和出水口，所述进水口和所述出水口分别与第一冷却水进管和第一冷却水出管连接，位于所述冷却水管与所述混合搅打器之间的所述物料供应管道上设置有温度探头，所述第一冷却水进管上设置有冷却水比例阀，所述温度探头的检测信号输出端与冷却水比例阀控制器的检测信号接收端电连接，所述冷却水比例阀控制器的控制信号输出端与所述冷却水比例阀的控制端电性连接；

所述进水口处设置有对所述冷却水管内的冷却水进行外排的排放阀。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一冷却水进管上连接有第二冷却水进管，所述第二冷却水进管与所述冷却夹套上的所述冷却水入口连接；所述第一冷却水出管上连接有第二冷却水出管，所述第二冷却水出管与所述冷却夹套上的所述冷却水出口连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述物料供应管道接入对物料进行灭菌处理的UHT系统。

在本发明的一较佳实施方式中，所述混合搅打器的物料出口与无菌灌装台的入料口连接，所述无菌灌装台的出料口与无菌罐的入口连接。

由上所述，本发明的无菌搅打充气系统的特点及优点是：混合搅打器的混合进口分别与物料供应管道和供气管道连接，在供气管道上设置有气体流量添加装置，物料供应管道上设置无菌管式冷却装置，通过无菌管式冷却装置对高温灭菌后的物料进行冷却降温，气体流量添加装置可根据混合搅打器内的物料量对通入混合搅打器内的气体量进行调控，以使物料量与气体量达到预设的比例，在混合搅打器的搅打作用下保证适宜温度的物料与气体充分混合，充分满足产品在搅打过程中的慕斯化；另外，在供气管道上设置有气体除菌过滤装置，且供气管道与蒸汽主管道连接，通过气体除菌过滤装置对加入的气体进行除菌处理，通过灭菌蒸汽对系统各管道进行高温灭菌，生产时物料与有菌环境完全隔离，为生产提供无菌环境，保证产品的安全生产，提高产品的生产质量。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明无菌搅打充气系统的结构示意图。

图2：为本发明无菌搅打充气系统中混合搅打器的结构示意图。

图3：为图2中A位置的局部放大图。

图4：为本发明无菌搅打充气系统中无菌冷凝水蔽障装置的结构示意图。

图5：为图1中蒸汽灭菌装置的放大图。

图6：为图1中气体无菌过滤装置的放大图。

图7：为图1中气体流量添加装置的放大图。

图8：为图1中灭菌管式冷却装置的放大图。

本发明中的附图标号为：

1、混合搅打器； 101、转子；

102、定子外壳； 103、驱动电机；

104、冷却夹套； 1041、冷却水入口；

1042、冷却水出口； 105、冷却腔室；

106、混合腔室； 107、物料出口；

108、混合进口； 109、连接法兰；

1091、冷凝水进入通道； 1092、冷凝水排出通道；

110、容置腔室； 111、第一静环；

112、第一动环； 113、第一压簧；

114、定位隔套； 115、第二压簧；

116、第二动环； 117、第二静环；

118、轴套； 2、气体除菌过滤装置；

201、第一除菌过滤器； 202、第二除菌过滤器；

3、蒸汽灭菌装置； 301、第一减压阀；

302、第二减压阀； 4、气体流量添加装置；

401、气体比例阀； 402、气体流量计；

403、气体减压阀； 404、气体比例阀控制器；

5、无菌冷凝水蔽障装置； 501、扩大管；

502、换热夹套； 503、换热腔室；

6、无菌管式冷却装置； 601、冷却水管；

6011、进水口； 6012、出水口；

602、温度探头； 603、冷却水比例阀；

604、冷却水比例阀控制器； 605、排放阀；

7、无菌灌装台； 8、无菌罐；

9、供气管道； 10、蒸汽主管道；

11、蒸汽支管道； 12、物料供应管道；

13、第一冷却水进管； 14、第一冷却水出管；

15、冷凝水输送管道； 16、换热水调节阀；

17、第二冷却水进管； 18、第二冷却水出管。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供了一种无菌搅打充气系统，该无菌搅打充气系统包括混合搅打器1，混合搅打器1用于对物料(如：酸奶等乳制类产品)和气体(如：氮气或者二氧化碳等气体)进行混合搅打，其中：混合搅打器1的混合进口108分别与物料供应管道12和供气管道9连接，物料供应管道12接入对物料进行灭菌处理的UHT系统(即；超高温瞬时灭菌系统)，物料供应管道12上设置有对物料进行降温的无菌管式冷却装置6，供气管道9上设置有对通入混合搅打器1内的气体量进行调控的气体流量添加装置4，位于气体流量添加装置4与混合搅打器1之间的供气管道9上设置有对气体进行灭菌处理的气体除菌过滤装置2，供气管道9通过气体除菌过滤装置2与蒸汽主管道10连接，以通过蒸汽主管道10向混合搅打器1以及供气管道9内通入灭菌蒸汽；混合搅打器1的物料出口107与无菌灌装台7的入料口连接，无菌灌装台7的出料口与无菌罐8的入口连接。

本发明中在供气管道9上设置有气体流量添加装置4，在物料供应管道12上设置无菌管式冷却装置6，通过无菌管式冷却装置6对高温灭菌后的物料进行冷却降温，气体流量添加装置4可根据混合搅打器1内的物料量对通入混合搅打器1内的气体量进行调控，以使物料量与气体量达到预设的比例，在混合搅打器1的搅打作用下保证适宜温度的物料与气体充分混合，充分满足产品在搅打过程中的慕斯化；在供气管道9上设置有气体除菌过滤装置2，且供气管道9与蒸汽主管道10连接，通过气体除菌过滤装置2对加入的气体进行除菌处理，通过灭菌蒸汽对系统各管道进行高温灭菌，保证系统的内部为无菌环境，在生产时物料与外部的有菌环境完全隔离，进而保证产品的安全生产，提高产品的生产质量。

进一步的，混合搅打器1内的物料(酸奶)的黏度范围为3000cp至25000cp。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图2所示，混合搅打器包括转子101和定子外壳102，转子101能转动地设置于定子外壳102内，转子101的一端与驱动电机103的输出轴连接，驱动电机103提供动力，以通过驱动电机103的输出轴带动转子101旋转，定子外壳102的内壁与转子101的外壁之间形成混合腔室106，且定子外壳102的内壁上以及转子101的外壁上分别设置有对物料和气体进行混合搅打的叶片，定子外壳102上分别设置有与混合腔室106相连通的混合进口108和物料出口107，将经过UHT系统灭菌后的物料与通过气体除菌过滤装置2的无菌气体通过混合进口108输送至混合腔室106内进行搅打混合；定子外壳102的外部固定套设有冷却夹套104，冷却夹套104的内壁与所定子外壳102的外壁之间形成有冷却腔室105，冷却夹套104上设有与冷却腔室105相连通的冷却水入口1041和冷却水出口1042，为了防止搅打剪切带来的温度升高，在冷却夹套104内通入冷却水(冷却水的最高温度为5℃)进行降温，保证整个搅打混合过程中温度始终保持在5℃以内。

进一步的，如图2所示，定子外壳102内壁上的叶片与转子101外壁上的叶片之间留有间隙，通过旋转剪切作用，将气体均匀分散混合于物料中。

具体的，如图2所示，定子外壳102为竖向设置的圆柱状结构，定子外壳102和冷却夹套104均为竖向设置的、两端封口的圆筒状结构，驱动电机103位于定子外壳102的上方，且驱动电机103的输出轴依次穿过冷却夹套104和定子外壳102并与转子101的顶端连接；混合进口108位于定子外壳102的顶部，物料出口107位于定子外壳102的底部，且混合进口108和物料出口107分别贯穿冷却腔室105并与混合腔室106相连通。

进一步的，如图1至图3所示，驱动电机103的输出轴上套设有连接法兰109，连接法兰109连接于冷却夹套104的顶部，连接法兰109与驱动电机103的输出轴之间预留有圆环形的容置腔室110，连接法兰109上分别设置有与容置腔室110相连通的冷凝水进入通道1091和冷凝水排出通道1092，位于容置腔室110内的驱动电机103的输出轴上由驱动电机103至冷却夹套104的方向依次套设有第一静环111、第一动环112、轴套118、第二动环116和第二静环117，第一静环111固定连接于驱动电机103上，第二静环117固定连接于冷却夹套104上，第一动环112、轴套118和第二动环116能随驱动电机103的输出轴转动；轴套118上由驱动电机103至冷却夹套104的方向依次套设有第一压簧113、定位隔套114和第二压簧115，第一压簧113的两端分别与第一动环112和定位隔套114相抵接，第二压簧115的两端分别与定位隔套114和第二动环116相抵接。在驱动电机103的输出轴转动过程中，第一静环111和第二静环117不发生转动，第一动环112、轴套118、第二动环116、第二静环117、第一压簧113、定位隔套114和第二压簧115均随驱动电机103的输出轴同步转动，从而对驱动电机103的输出轴在于转子101的连接位置上起到定位的作用，提高驱动电机103的输出轴的稳定性；另外，通过第一压簧113和第二压簧115起到缓冲的作用，避免驱动电机103的输出轴受到的轴向冲击力过大而损坏。在工作过程中，通过冷凝水进入通道1091向容置腔室110内输送冷凝水，从而使驱动电机103的输出轴与转子101的连接位置上(即：容置腔室110内)始终被无菌冷凝水包围，从而达到与外部有菌环境相隔离的目的，即使该位置出现泄漏或者震动等情况，外部的有菌空气也无法直接进入到混合搅打器1的内部，同时容置腔室110内的冷凝水还能够对旋转部件进行降温，既保证了无菌隔离，提高产品生产的安全性，又不会将更多的热量传递给混合搅打器1内的物料，避免物料温度升高。

进一步的，如图3所示，第一静环111与驱动电机103之间、第二静环117与冷却夹套104之间、第一动环112与轴套118之间以及第二动环116与轴套118之间分别设置有密封环，从而保证各连接位置良好的密封性。其中，密封环可采用但不限于EPPDM(三元乙丙橡胶)、硅胶(硅酸凝胶)或者特氟龙(聚四氟乙烯)。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图4所示，无菌搅打充气系统还包括无菌冷凝水蔽障装置5，无菌冷凝水蔽障装置5用于向容置腔室110内输送冷凝水，其中：无菌冷凝水蔽障装置5包括扩大管501和换热夹套502，扩大管501上分别连接有蒸汽支管道11和冷凝水输送管道15，蒸汽支管道11接入蒸汽主管道10，冷凝水输送管道15与冷凝水进入通道1091连接，换热夹套502套设于扩大管501的外部，且换热夹套502的内壁与扩大管501的外壁之间形成有换热腔室503，换热夹套502上设置有与换热腔室503相连通的换热水入口和换热水出口，换热水入口处设置有换热水调节阀16。在换热腔室503内充满有换热用水，蒸汽支管道11将灭菌蒸汽输送至扩大管501的内部，换热用水对高温灭菌蒸汽进行冷却，使其形成冷凝水，再依次通过冷凝水输送管道15和冷凝水进入通道1091将冷凝水输送至容置腔室110内进行冷却降温。

进一步的，换热用水的温度为30℃至60℃，以将灭菌蒸汽制得的冷凝水的温度控制在30℃至60℃范围内。

具体的，如图4所示，扩大管501和换热夹套502均为竖向设置的、两端封口的圆筒状结构，换热水入口位于换热夹套502的顶部，换热水出口位于换热夹套502的底部，蒸汽支管道11依次穿过换热夹套502和换热腔室503并与扩大管501的顶部连接，冷凝水输送管道15依次穿过换热夹套502和换热腔室503并与扩大管501的底部连接。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图5所示，无菌搅打充气系统还包括蒸汽灭菌装置3，蒸汽灭菌装置3用于对蒸汽主管道10内灭菌蒸汽的温度进行调节，其中：蒸汽灭菌装置3包括第一减压阀301和第二减压阀302，第一减压阀301和第二减压阀302并联设置于蒸汽主管道10上。在工作过程中可根据工作状态向蒸汽主管道10通入两种温度的灭菌蒸汽，当混合搅打器1处于生产混合状态时，控制第二减压阀302开启(第一减压阀301关闭)，第二减压阀302将灭菌蒸汽的压力降低至0.5Bar至1.0Bar，使灭菌蒸汽的温度控制在70℃至100℃范围内，从而提供给无菌冷凝水蔽障装置5用于生成冷凝水；当系统处于蒸汽灭菌状态时，控制第一减压阀301开启(第二减压阀302关闭)，第一减压阀301将灭菌蒸汽的压力降低至2.7Bar，使灭菌蒸汽的温度控制在130℃左右，从而通入至混合搅打器1以及各管道内进行蒸汽灭菌。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图6所示，气体除菌过滤装置2包括第一除菌过滤器201和第二除菌过滤器202，供气管道9接入提供氮气或者二氧化碳的供气系统，第一除菌过滤器201设置于供气系统与蒸汽主管道10之间的供气管道9上，第二除菌过滤器202设置于蒸汽主管道10与混合搅打器1之间的供气管道9上，从而对进入混合搅打器1内的氮气或者二氧化碳，以及进入混合搅打器1内的灭菌蒸汽进行灭菌处理，确保气体的无菌性。

进一步的，第一除菌过滤器201和第二除菌过滤器202均采用0.2微米孔径的滤网，能够承受蒸汽灭菌时10min至30min的高温蒸汽(高温蒸汽的温度为120℃至150℃)。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图7所示，气体流量添加装置4包括气体比例阀401、气体流量计402和气体减压阀403，气体比例阀401、气体流量计402和气体减压阀403均设置于供气系统与蒸汽主管道10之间的供气管道9上，气体流量计402的检测信号输出端与气体比例阀控制器404的检测信号接收端电连接，气体比例阀控制器404的控制信号输出端与气体比例阀401的控制端电连接。为了确保混合时物料与气体的比例稳定，通过气体流量添加装置4对气体的通入量进行反馈调节，通过气体减压阀403确保供送气体的压力恒定，通过气体流量计402对单位时间内气体的通过量进行检测，并对气体比例阀401的开度进行反馈控制，确保气体量按照预设的流量进行供送。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图8所示，无菌管式冷却装置6包括冷却水管601，冷却水管601用于将进入混合搅打器1内的物料冷却至需要的温度，其中：物料供应管道12沿冷却水管601的延伸方向穿过冷却水管601。冷却水管601上设置有进水口6011和出水口6012，进水口6011与第一冷却水进管13连接，出水口6012与第一冷却水出管14连接，位于冷却水管601与混合搅打器1之间的物料供应管道12上设置有温度探头602，第一冷却水进管13上设置有冷却水比例阀603，温度探头602的检测信号输出端与冷却水比例阀控制器604的检测信号接收端电连接，冷却水比例阀控制器604的控制信号输出端与冷却水比例阀603的控制端电性连接；进水口6011处设置有对冷却水管601内的冷却水进行外排的排放阀605。通常经过UHT系统灭菌后的物料在20℃左右，通过冷却水管601后能够将物料冷却至6℃至15℃。在对物料冷却过程中，通过温度探头602实时检测冷却后物料的温度(与预设的物料温度进行比较)，并根据温度探头602对冷却水比例阀603的开度进行反馈控制，从而将物料冷却至预设温度，进而精确控制物料与气体混合后的温度。另外，在混合搅打器1和无菌管式冷却装置6进行升温灭菌时，可打开排放阀605排空冷却水管601中的冷却水，避免升温灭菌时，温度无法升高以及能量的损失。

进一步的，如图1所示，第一冷却水进管13上连接有第二冷却水进管17，第二冷却水进管17与冷却夹套104上的冷却水入口1041连接；第一冷却水出管14上连接有第二冷却水出管18，第二冷却水出管18与冷却夹套104上的冷却水出口1042连接。可通过第二冷却水进管17将第一冷却水进管13内的冷却水通入至冷却腔室105内，用于对工作中的混合搅打器1进行降温，进而保证整个搅打混合过程中温度始终保持在5℃以内。

进一步的，如图8所示，冷却水管601可采用弯管或者盘管，从而增加冷却水管601的长度，保证良好的冷却效果。

进一步的，本发明的无菌搅打充气系统中能够与物料(酸奶)和气体(氮气或者二氧化碳)发生接触的金属材料均采用304不锈钢或者316不锈钢，提高食品的卫生性和安全性。

进一步的，本发明的无菌搅打充气系统的工作过程可采用PLC进行控制，提高系统的自动化、稳定性和可靠性。

本发明在工作过程中，通过冷却夹套104内的冷却水对混合搅打器1进行混合搅打的同时进行冷却降温，气体除菌过滤装置2对食用氮气或者二氧化碳气体进行除菌过滤后通入混合搅打器1内进行使用。通过蒸汽灭菌装置3向混合搅打器1以及各管道内通入灭菌蒸汽进行灭菌处理，在蒸汽灭菌之后，通过UHT系统向混合搅打器1以及各管道内通入热水，进行热水灭菌，热水灭菌后返回至UHT系统，通过130℃以上的热水进行循环，进行整个系统的灭菌。气体通入过程中，通过气体流量添加装置4对气体的通入量进行反馈调节，通过气体流量计402对单位时间内气体的通过量进行检测，并对气体比例阀401的开度进行反馈控制。另外，在驱动电机103的输出轴与转子101连接位置形成水封，使该位置与外部的有菌环境相隔离，进一步保证系统的无菌性。考虑到温升对搅打混气工艺影响较大，设置有将蒸汽转变为冷凝水的无菌冷凝水蔽障装置5，进一步降低混合搅打器1的温度；考虑到系统的无菌性，采用无菌管式冷却装置6对物料进行降温，同时为了工艺的稳定，通过温度探头602实时检测冷却后物料的温度，并根据温度探头602对冷却水比例阀603的开度进行反馈控制，从而将物料冷却至预设温度，进而精确控制物料与气体混合后的温度。

本发明的无菌搅打充气系统的特点及优点是：

一、该无菌搅打充气系统通过无菌管式冷却装置6对高温灭菌后的物料进行冷却降温，气体流量添加装置4可根据混合搅打器1内的物料量对通入混合搅打器1内的气体量进行调控，以使物料量与气体量达到预设的比例，在混合搅打器1的搅打作用下保证适宜温度的物料与气体充分混合，充分满足产品在搅打过程中的慕斯化。

二、该无菌搅打充气系统通过气体除菌过滤装置2对加入的气体进行除菌处理，通过灭菌蒸汽对系统各管道进行高温灭菌，保证系统的内部为无菌环境，在生产时物料与外部的有菌环境完全隔离，进而保证产品的安全生产，提高产品的生产质量。

三、该无菌搅打充气系统中，在驱动电机103的输出轴与转子101的连接位置的外部形成有容置腔室110，在容置腔室110内充满冷凝水，达到与外部有菌环境相隔离的目的，即使该位置出现泄漏或者震动等情况，外部的有菌空气也无法直接进入到混合搅打器1的内部，同时容置腔室110内的冷凝水还能够对旋转部件进行降温，既保证了无菌隔离，提高产品生产的安全性，又不会将更多的热量传递给混合搅打器1内的物料，避免物料温度升高。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (12)

1.一种无菌搅打充气系统，其特征在于，所述无菌搅打充气系统包括对物料和气体进行混合搅打的混合搅打器，其中：

所述混合搅打器的混合进口分别与物料供应管道和供气管道连接，所述物料供应管道上设置有对物料进行降温的无菌管式冷却装置，所述供气管道上设置有对通入所述混合搅打器内的气体量进行调控的气体流量添加装置，位于所述气体流量添加装置与所述混合搅打器之间的所述供气管道上设置有对气体进行灭菌处理的气体除菌过滤装置，所述供气管道通过所述气体除菌过滤装置与蒸汽主管道连接，以通过所述蒸汽主管道向所述混合搅打器以及所述供气管道内通入灭菌蒸汽。

2.如权利要求1所述的无菌搅打充气系统，其特征在于，所述混合搅打器包括转子和定子外壳，所述转子设置于所述定子外壳内，所述转子的一端与驱动电机的输出轴连接，所述定子外壳的内壁与所述转子的外壁之间形成混合腔室，所述定子外壳上分别设置有与所述混合腔室相连通的混合进口和物料出口；

所述定子外壳的外部套设有冷却夹套，所述冷却夹套的内壁与所述定子外壳的外壁之间形成有冷却腔室，所述冷却夹套上设有与所述冷却腔室相连通的冷却水入口和冷却水出口。

3.如权利要求2所述的无菌搅打充气系统，其特征在于，所述驱动电机的输出轴上套设有连接法兰，所述连接法兰连接于所述冷却夹套上，所述连接法兰与所述驱动电机的输出轴之间预留有环形的容置腔室，所述连接法兰上分别设置有与所述容置腔室相连通的冷凝水进入通道和冷凝水排出通道，位于所述容置腔室内的所述驱动电机的输出轴上由所述驱动电机至所述冷却夹套的方向依次套设有第一静环、第一动环、轴套、第二动环和第二静环，所述第一静环和所述第二静环分别固定于所述驱动电机和所述冷却夹套上，所述第一动环、所述轴套和所述第二动环能随所述驱动电机的输出轴转动；

所述轴套上由所述驱动电机至所述冷却夹套的方向依次套设有第一压簧、定位隔套和第二压簧，所述第一压簧的两端分别与所述第一动环和所述定位隔套相抵接，所述第二压簧的两端分别与所述定位隔套和所述第二动环相抵接。

4.如权利要求3所述的无菌搅打充气系统，其特征在于，所述无菌搅打充气系统还包括向所述容置腔室内输送冷凝水的无菌冷凝水蔽障装置，其中：

所述无菌冷凝水蔽障装置包括扩大管和换热夹套，所述扩大管上分别连接有蒸汽支管道和冷凝水输送管道，所述蒸汽支管道接入所述蒸汽主管道，所述冷凝水输送管道与所述冷凝水进入通道连接，所述换热夹套套设于所述扩大管的外部，且所述换热夹套的内壁与所述扩大管的外壁之间形成有换热腔室，所述换热夹套上设置有与所述换热腔室相连通的换热水入口和换热水出口，所述换热水入口处设置有换热水调节阀。

5.如权利要求4所述的无菌搅打充气系统，其特征在于，所述无菌搅打充气系统还包括对所述蒸汽主管道内灭菌蒸汽的温度进行调节的蒸汽灭菌装置，其中：

所述蒸汽灭菌装置包括第一减压阀和第二减压阀，所述第一减压阀和所述第二减压阀并联设置于所述蒸汽主管道上。

6.如权利要求1所述的无菌搅打充气系统，其特征在于，所述气体除菌过滤装置包括第一除菌过滤器和第二除菌过滤器，所述供气管道接入提供氮气或者二氧化碳的供气系统，所述第一除菌过滤器设置于所述供气系统与所述蒸汽主管道之间的所述供气管道上，所述第二除菌过滤器设置于所述蒸汽主管道与所述混合搅打器之间的所述供气管道上。

7.如权利要求6所述的无菌搅打充气系统，其特征在于，所述气体流量添加装置包括气体比例阀、气体流量计和气体减压阀，所述气体比例阀、所述气体流量计和所述气体减压阀均设置于所述供气系统与所述蒸汽主管道之间的所述供气管道上，所述气体流量计的检测信号输出端与气体比例阀控制器的检测信号接收端电连接，所述气体比例阀控制器的控制信号输出端与所述气体比例阀的控制端电连接。

8.如权利要求2所述的无菌搅打充气系统，其特征在于，所述无菌管式冷却装置包括冷却水管，所述物料供应管道沿所述冷却水管的延伸方向穿过所述冷却水管。

9.如权利要求8所述的无菌搅打充气系统，其特征在于，所述冷却水管上设置有进水口和出水口，所述进水口和所述出水口分别与第一冷却水进管和第一冷却水出管连接，位于所述冷却水管与所述混合搅打器之间的所述物料供应管道上设置有温度探头，所述第一冷却水进管上设置有冷却水比例阀，所述温度探头的检测信号输出端与冷却水比例阀控制器的检测信号接收端电连接，所述冷却水比例阀控制器的控制信号输出端与所述冷却水比例阀的控制端电性连接；

所述进水口处设置有对所述冷却水管内的冷却水进行外排的排放阀。

10.如权利要求9所述的无菌搅打充气系统，其特征在于，所述第一冷却水进管上连接有第二冷却水进管，所述第二冷却水进管与所述冷却夹套上的所述冷却水入口连接；所述第一冷却水出管上连接有第二冷却水出管，所述第二冷却水出管与所述冷却夹套上的所述冷却水出口连接。

11.如权利要求1所述的无菌搅打充气系统，其特征在于，所述物料供应管道接入对物料进行灭菌处理的UHT系统。

12.如权利要求1所述的无菌搅打充气系统，其特征在于，所述混合搅打器的物料出口与无菌灌装台的入料口连接，所述无菌灌装台的出料口与无菌罐的入口连接。

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