CN116369564A - 智能消泡脱腥煮浆罐及其制浆工艺 - Google Patents
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Abstract
智能消泡脱腥煮浆罐及其制浆工艺，属于食品机械技术领域，解决不使用消泡剂快速消除豆腥味和泡沫问题，解决方案为：智能消泡脱腥煮浆罐包括煮浆装置、冷凝装置和CIP清洗系统，煮浆装置包括煮浆罐体、上封头、下封头、冷凝管盘和环形加热管盘，冷凝装置设置于上封头的上方；冷凝装置包括冷凝器筒体、冷凝管和冷凝器封头。使用本智能消泡脱腥煮浆罐制浆包括以下步骤：生浆注入、煮浆、闷浆、放浆、清洗。本发明整机设备一体化结构，从变频计量进浆、微压煮浆、智能消泡脱腥，煮浆压力、温度、时间、豆浆受热变性在线检测分析调控、出浆和CIP自动清洗全过程，全智能PLC程序模块控制、远程人机对话操作。
Description
技术领域
本发明属于食品机械技术领域，具体涉及的是一种智能消泡脱腥煮浆罐及其制浆工艺。
背景技术
目前豆制品生产加工过程的煮浆设备存在煮浆时间长、人工参与度高，煮浆过程存在假沸，有豆腥味、泡沫等技术问题，为了避免煮浆过程中产生的泡沫，现有技术中往往会向豆浆中添加消泡剂。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，解决不使用消泡剂快速消除豆腥味和泡沫问题，本发明提供一种智能消泡脱腥煮浆罐及其制浆工艺，采用微压煮浆解决煮浆过程容易夹生假沸现象，实现蛋白合理变性。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
智能消泡脱腥煮浆罐，它包括煮浆装置、冷凝装置和CIP清洗系统，其中：
所述煮浆装置包括煮浆罐体、上封头、下封头、冷凝管盘和环形加热管盘，冷凝装置设置于上封头的上方，并且冷凝装置的轴线方向与煮浆罐体的轴线方向相互平行但不共线；
所述煮浆罐体的侧壁上设置夹层，夹层内填充保温层，煮浆罐体侧壁上端的端面位置处设置泡沫检测器，煮浆罐体侧壁的下部设置进浆管，进浆管的进浆侧设置进浆阀，进浆管的出浆侧设置涡轮流量计，在煮浆罐体侧壁的下部并与进浆管相对的位置处设置温度表，温度表的检测端贯穿煮浆罐体的侧壁延伸至煮浆罐体的内腔中，温度检测仪安装于煮浆罐体侧壁的下部，温度检测仪通过信号线与控制面板电连接；所述环形加热管盘设置于煮浆罐体的底部，环形加热管盘的侧壁上设置喷气口，蒸汽输入管贯穿煮浆罐体的侧壁与环形加热管盘的进汽侧连通，环形加热管盘内通入用于加热浆体的蒸汽，蒸汽输入管上设置蒸汽控制阀；
所述下封头固定设置于煮浆罐体下端的开口位置处，下封头的下方设置出浆管，出浆管上设置出浆控制阀；
所述上封头活动设置于煮浆罐体上端的开口位置处，上封头的偏心位置处分别设置CIP清洗球、安全阀和补气口，冷凝管盘通过管箍可拆卸地安装在上封头的内腔中，上封头一侧的侧壁上设置第Ⅱ冷凝水入口和2#CIP清洗口，第Ⅱ冷凝水入口相对的上封头的侧壁上设置第Ⅱ冷凝水出口和1#CIP清洗口，第Ⅱ冷凝水入口与冷凝管盘的进水侧连通，第Ⅱ冷凝水出口与冷凝管盘的排水侧连通；
所述冷凝装置包括冷凝器筒体、冷凝管和冷凝器封头，冷凝器封头设置于冷凝器筒体的上方，冷凝器封头的上方设置三通管，三通管的另外两个接口分别与3#CIP清洗口和排气阀连通；若干所述冷凝管沿轴线方向并列密排于冷凝器筒体中，冷凝管的上端与第Ⅰ冷凝水入口连通，冷凝管的下端与第Ⅰ冷凝水出口连通。
进一步地，所述煮浆罐体侧壁的内层设置为内胆层，煮浆罐体侧壁的外层设置为外包层，所述夹层位于内胆层与外包层之间。
进一步地，所述下封头的下表面与地面之间设置支腿。
进一步地，所述煮浆罐体侧壁的上部设置观察窗口，上封头的偏心位置处设置法兰人孔。
进一步地，所述上封头一侧侧壁通过销轴与煮浆罐体铰接，上封头与煮浆罐体接触的端面位置处沿圆周方向均布若干搭扣。
进一步地，所述进浆阀、蒸汽控制阀、出浆控制阀、排气阀和安全阀分别与控制面板电连接，通过控制面板控制阀门的开启或关闭；所述泡沫检测器、CIP清洗球与控制面板电连接。
采用如上所述的智能消泡脱腥煮浆罐的制浆工艺，包括以下步骤：
S1、生浆注入：仅打开进浆阀和排气阀，关闭智能消泡脱腥煮浆罐体上的其他阀门，通过生浆泵将生浆由进浆管注入煮浆罐体中；
S2、煮浆：
S2-1、仅打开蒸汽控制阀和排气阀，关闭智能消泡脱腥煮浆罐体上的其他阀门，喷气口位置处排出的高温洁净蒸汽对煮浆罐体内的生浆进行蒸煮；
S2-2、当煮浆罐体内升温至60℃时，浆液表层有气泡开始产生；
S2-3、当煮浆罐体内升温至80℃时，煮浆罐体内的压力为0.08MPa，泡沫检测器检测到信号，控制面板打开第Ⅱ冷凝水入口位置处的阀门，开始向冷凝管盘内注入冷凝水，浆液表层少量的泡沫遇到冷的盘管一次冷凝，凝结为小水滴滴入煮浆罐体内随浆液一同加热，实现物理消泡；
S2-4、当煮浆罐体内升温至95℃时，煮浆罐体内的压力为0.09MPa，浆液表层产生大量气泡，控制面板启动第Ⅰ冷凝水入口位置处的阀门，开始同时向冷凝器筒体和冷凝管内注入冷凝水；浆液上层的气泡遇到冷的冷凝器筒体和冷凝管二次冷凝，一次冷凝与二次冷凝共同作用，大量的气泡凝结为小水滴滴入煮浆罐体内随浆液一同加热，实现物理消泡；
S2-5、当煮浆罐体内升温至105℃时，煮浆罐体内的压力为0.1MPa，停止蒸汽加热，打开排气阀31，实现自动脱腥；
S2-6、依次重复步骤S2-2~S2-5至少三次，即重复三次煮开，保证豆浆充分煮熟，不出现夹生浆现象；
S3、闷浆：关闭所有阀门，通过煮浆罐体内的残余热量继续对豆浆进行闷煮，闷浆时间为：2min-3min；
S4、放浆：关闭所有的阀门，仅打开出浆管位置处的阀门，补气口对罐体内进气，通过气压将煮浆罐体内的所有豆浆排出，释放干净；每次放浆须将浆液放尽，不得出现升降和熟浆混在一起加热的现象；
S5、清洗：注入清水后打开蒸汽控制阀对其加热，使残留在罐内的豆浆软化、混合进水里，然后打开出浆管位置处的阀门将洗后的水全部排出；再开启CIP清洗球、1#CIP清洗口、2#CIP清洗口和3#CIP清洗口，对罐内冲洗，确保煮浆罐体内干净、清洁、卫生。
进一步地，在所述步骤S1中，注入生浆的体积占煮浆罐体容积的65%~75%，生浆温度为20℃~25℃。
进一步地，在所述步骤S2-1中，高温洁净蒸汽的温度为130℃~145℃，压力为0.3MPa~0.4MPa。
进一步地，在所述步骤S2中，若煮浆罐体内的压力超过预定压力，则通过安全阀32泄压；当温度检测仪检测到浆液温度达到预定温度，关闭蒸汽控制阀，停止加热。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
本发明整机设备一体化结构，从变频计量进浆、微压煮浆、智能消泡脱腥，煮浆压力、温度、时间、豆浆受热变性在线检测分析调控、出浆和CIP自动清洗全过程，全智能PLC程序模块控制、远程人机对话操作。
附图说明
图1为智能消泡脱腥煮浆罐主视结构示意图；
图2为智能消泡脱腥煮浆罐主视纵剖结构示意图；
图3为智能消泡脱腥煮浆罐主视横剖结构示意图；
图4为智能消泡脱腥煮浆罐制浆工艺流程图。
其中，1、支腿，2、下封头，3、保温层，4、温度表，5、外包层，6、内胆层，7、观察窗口，8、上封头，9、法兰人孔，10、冷凝器筒体，11、冷凝管，12、冷凝器封头，13、第Ⅰ冷凝水入口，14、第Ⅰ冷凝水出口，15、CIP清洗球，16、冷凝盘管，17、管箍，18、销轴，19、进浆阀，20、进浆管，21、环形加热盘管，22、蒸汽控制阀，23、出浆管，24、出浆控制阀，25、搭扣，26、第Ⅱ冷凝水出口，27、1#CIP清洗口，28、补气口，29、3#CIP清洗口，30、三通管，31、排气阀，32、安全阀，33、2#CIP清洗口，34、第Ⅱ冷凝水入口，35、泡沫检测器，36、温度检测仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1~3所示的智能消泡脱腥煮浆罐，它包括煮浆装置、冷凝装置和CIP清洗系统，其中：
所述煮浆装置包括煮浆罐体、上封头8、下封头2、冷凝管盘16和环形加热管盘21，冷凝装置设置于上封头8的上方，并且冷凝装置的轴线方向与煮浆罐体的轴线方向相互平行但不共线；
所述煮浆罐体的侧壁上设置夹层，夹层内填充保温层3，煮浆罐体侧壁上端的端面位置处设置泡沫检测器35，煮浆罐体侧壁的下部设置进浆管20，进浆管20的进浆侧设置进浆阀19，进浆管20的出浆侧设置涡轮流量计，在煮浆罐体侧壁的下部并与进浆管20相对的位置处设置温度表4，温度表4的检测端贯穿煮浆罐体的侧壁延伸至煮浆罐体的内腔中，温度检测仪36安装于煮浆罐体侧壁的下部，温度检测仪36通过信号线与控制面板电连接；所述环形加热管盘21设置于煮浆罐体的底部，环形加热管盘21的侧壁上设置喷气口，蒸汽输入管贯穿煮浆罐体的侧壁与环形加热管盘21的进汽侧连通，环形加热管盘21内通入用于加热浆体的蒸汽，蒸汽输入管上设置蒸汽控制阀22；
所述下封头2固定设置于煮浆罐体下端的开口位置处，下封头2的下方设置出浆管23，出浆管23上设置出浆控制阀24；
所述上封头8活动设置于煮浆罐体上端的开口位置处，上封头8的偏心位置处分别设置CIP清洗球15、安全阀32和补气口28，冷凝管盘16通过管箍17可拆卸地安装在上封头8的内腔中，上封头8一侧的侧壁上设置第Ⅱ冷凝水入口34和2#CIP清洗口33，第Ⅱ冷凝水入口34相对的上封头8的侧壁上设置第Ⅱ冷凝水出口26和1#CIP清洗口27，第Ⅱ冷凝水入口34与冷凝管盘16的进水侧连通，第Ⅱ冷凝水出口26与冷凝管盘16的排水侧连通；
所述冷凝装置包括冷凝器筒体10、冷凝管11和冷凝器封头12，冷凝器封头12设置于冷凝器筒体10的上方，冷凝器封头12的上方设置三通管30，三通管30的另外两个接口分别与3#CIP清洗口29和排气阀31连通；若干所述冷凝管11沿轴线方向并列密排于冷凝器筒体10中，冷凝管11的上端与第Ⅰ冷凝水入口13连通，冷凝管11的下端与第Ⅰ冷凝水出口14连通。
进一步地，所述煮浆罐体侧壁的内层设置为内胆层6，煮浆罐体侧壁的外层设置为外包层5，所述夹层位于内胆层6与外包层5之间。
进一步地，所述下封头2的下表面与地面之间设置支腿1。
进一步地，所述煮浆罐体侧壁的上部设置观察窗口7，上封头8的偏心位置处设置法兰人孔9。
进一步地，所述上封头8一侧侧壁通过销轴18与煮浆罐体铰接，上封头8与煮浆罐体接触的端面位置处沿圆周方向均布若干搭扣25。需要检修时，打开搭扣25，上封头8通过销轴18旋转90°，方便检修。
进一步地，所述进浆阀19、蒸汽控制阀22、出浆控制阀24、排气阀31和安全阀32分别与控制面板电连接，通过控制面板控制阀门的开启或关闭；所述泡沫检测器35、CIP清洗球15与控制面板电连接。
如图4所示的采用如上所述的智能消泡脱腥煮浆罐的制浆工艺，包括以下步骤：
采用如上所述的智能消泡脱腥煮浆罐的制浆工艺，包括以下步骤：
S1、生浆注入：仅打开进浆阀19和排气阀31，关闭智能消泡脱腥煮浆罐体上的其他阀门，通过生浆泵将生浆由进浆管20注入煮浆罐体中；
S2、煮浆：
S2-1、仅打开蒸汽控制阀22和排气阀31，关闭智能消泡脱腥煮浆罐体上的其他阀门，喷气口位置处排出的高温洁净蒸汽对煮浆罐体内的生浆进行蒸煮；
S2-2、当煮浆罐体内升温至60℃时，浆液表层有气泡开始产生；
S2-3、当煮浆罐体内升温至80℃时，煮浆罐体内的压力为0.08MPa，泡沫检测器35检测到信号，控制面板打开第Ⅱ冷凝水入口34位置处的阀门，开始向冷凝管盘16内注入冷凝水；
S2-4、当煮浆罐体内升温至95℃时，煮浆罐体内的压力为0.09MPa，浆液表层产生大量气泡，控制面板启动第Ⅰ冷凝水入口13位置处的阀门，开始同时向冷凝器筒体10和冷凝管11内注入冷凝水；
S2-5、当煮浆罐体内升温至105℃时，煮浆罐体内的压力为0.1MPa，停止蒸汽加热，打开排气阀31；
S2-6、依次重复步骤S2-2~S2-5至少三次；
S3、闷浆：关闭所有阀门，通过煮浆罐体内的残余热量继续对豆浆进行闷煮，闷浆时间为：2min-3min；
S4、放浆：关闭所有的阀门，仅打开出浆管23位置处的阀门，补气口28对罐体内进气，通过气压将煮浆罐体内的所有豆浆排出，释放干净；
S5、清洗：注入清水后打开蒸汽控制阀22对其加热，使残留在罐内的豆浆软化、混合进水里，然后打开出浆管23位置处的阀门将洗后的水全部排出；再开启CIP清洗球15、1#CIP清洗口27、2#CIP清洗口33和3#CIP清洗口29，对罐内冲洗，确保煮浆罐体内干净、清洁、卫生。
进一步地，在所述步骤S1中，注入生浆的体积占煮浆罐体容积的65%~75%，生浆温度为20℃~25℃。
进一步地，在所述步骤S2-1中，高温洁净蒸汽的温度为130℃~145℃，压力为0.3MPa~0.4MPa。
进一步地，在所述步骤S2中，若煮浆罐体内的压力超过预定压力，则通过安全阀32泄压；当温度检测仪36检测到浆液温度达到预定温度，关闭蒸汽控制阀22，停止加热。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.智能消泡脱腥煮浆罐，它包括煮浆装置、冷凝装置和CIP清洗系统，其特征在于：
所述煮浆装置包括煮浆罐体、上封头（8）、下封头（2）、冷凝管盘（16）和环形加热管盘（21），冷凝装置设置于上封头（8）的上方，并且冷凝装置的轴线方向与煮浆罐体的轴线方向相互平行但不共线；
所述煮浆罐体的侧壁上设置夹层，夹层内填充保温层（3），煮浆罐体侧壁上端的端面位置处设置泡沫检测器（35），煮浆罐体侧壁的下部设置进浆管（20），进浆管（20）的进浆侧设置进浆阀（19），进浆管（20）的出浆侧设置涡轮流量计，在煮浆罐体侧壁的下部并与进浆管（20）相对的位置处设置温度表（4），温度表（4）的检测端贯穿煮浆罐体的侧壁延伸至煮浆罐体的内腔中，温度检测仪（36）安装于煮浆罐体侧壁的下部，温度检测仪（36）通过信号线与控制面板电连接；所述环形加热管盘（21）设置于煮浆罐体的底部，环形加热管盘（21）的侧壁上设置喷气口，蒸汽输入管贯穿煮浆罐体的侧壁与环形加热管盘（21）的进汽侧连通，环形加热管盘（21）内通入用于加热浆体的蒸汽，蒸汽输入管上设置蒸汽控制阀（22）；
所述下封头（2）固定设置于煮浆罐体下端的开口位置处，下封头（2）的下方设置出浆管（23），出浆管（23）上设置出浆控制阀（24）；
所述上封头（8）活动设置于煮浆罐体上端的开口位置处，上封头（8）的偏心位置处分别设置CIP清洗球（15）、安全阀（32）和补气口（28），冷凝管盘（16）通过管箍（17）可拆卸地安装在上封头（8）的内腔中，上封头（8）一侧的侧壁上设置第Ⅱ冷凝水入口（34）和2#CIP清洗口（33），第Ⅱ冷凝水入口（34）相对的上封头（8）的侧壁上设置第Ⅱ冷凝水出口（26）和1#CIP清洗口（27），第Ⅱ冷凝水入口（34）与冷凝管盘（16）的进水侧连通，第Ⅱ冷凝水出口（26）与冷凝管盘（16）的排水侧连通；
所述冷凝装置包括冷凝器筒体（10）、冷凝管（11）和冷凝器封头（12），冷凝器封头（12）设置于冷凝器筒体（10）的上方，冷凝器封头（12）的上方设置三通管（30），三通管（30）的另外两个接口分别与3#CIP清洗口（29）和排气阀（31）连通；若干所述冷凝管（11）沿轴线方向并列密排于冷凝器筒体（10）中，冷凝管（11）的上端与第Ⅰ冷凝水入口（13）连通，冷凝管（11）的下端与第Ⅰ冷凝水出口（14）连通。
2.根据权利要求1所述的智能消泡脱腥煮浆罐，其特征在于：所述煮浆罐体侧壁的内层设置为内胆层（6），煮浆罐体侧壁的外层设置为外包层（5），所述夹层位于内胆层（6）与外包层（5）之间。
3.根据权利要求1所述的智能消泡脱腥煮浆罐，其特征在于：所述下封头（2）的下表面与地面之间设置支腿（1）。
4.根据权利要求1所述的智能消泡脱腥煮浆罐，其特征在于：所述煮浆罐体侧壁的上部设置观察窗口（7），上封头（8）的偏心位置处设置法兰人孔（9）。
5.根据权利要求1所述的智能消泡脱腥煮浆罐，其特征在于：所述上封头（8）一侧侧壁通过销轴（18）与煮浆罐体铰接，上封头（8）与煮浆罐体接触的端面位置处沿圆周方向均布若干搭扣（25）。
6.根据权利要求1所述的智能消泡脱腥煮浆罐，其特征在于：所述进浆阀（19）、蒸汽控制阀（22）、出浆控制阀（24）、排气阀（31）和安全阀（32）分别与控制面板电连接，通过控制面板控制阀门的开启或关闭；所述泡沫检测器（35）、CIP清洗球（15）与控制面板电连接。
7.采用如权利要求1所述的智能消泡脱腥煮浆罐的制浆工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、生浆注入：仅打开进浆阀（19）和排气阀（31），关闭智能消泡脱腥煮浆罐体上的其他阀门，通过生浆泵将生浆由进浆管（20）注入煮浆罐体中；
S2、煮浆：
S2-1、仅打开蒸汽控制阀（22）和排气阀（31），关闭智能消泡脱腥煮浆罐体上的其他阀门，喷气口位置处排出的高温洁净蒸汽对煮浆罐体内的生浆进行蒸煮；
S2-2、当煮浆罐体内升温至60℃时，浆液表层有气泡开始产生；
S2-3、当煮浆罐体内升温至80℃时，煮浆罐体内的压力为0.08MPa，泡沫检测器（35）检测到信号，控制面板打开第Ⅱ冷凝水入口（34）位置处的阀门，开始向冷凝管盘（16）内注入冷凝水；
S2-4、当煮浆罐体内升温至95℃时，煮浆罐体内的压力为0.09MPa，浆液表层产生大量气泡，控制面板启动第Ⅰ冷凝水入口（13）位置处的阀门，开始同时向冷凝器筒体（10）和冷凝管（11）内注入冷凝水；
S2-5、当煮浆罐体内升温至105℃时，煮浆罐体内的压力为0.1MPa，停止蒸汽加热，打开排气阀（31）；
S2-6、依次重复步骤S2-2~S2-5至少三次；
S3、闷浆：关闭所有阀门，通过煮浆罐体内的残余热量继续对豆浆进行闷煮，闷浆时间为：2min-3min；
S4、放浆：关闭所有的阀门，仅打开出浆管（23）位置处的阀门，补气口（28）对罐体内进气，通过气压将煮浆罐体内的所有豆浆排出，释放干净；
S5、清洗：注入清水后打开蒸汽控制阀（22）对其加热，使残留在罐内的豆浆软化、混合进水里，然后打开出浆管（23）位置处的阀门将洗后的水全部排出；再开启CIP清洗球（15）、1#CIP清洗口（27）、2#CIP清洗口（33）和3#CIP清洗口（29），对罐内冲洗，确保煮浆罐体内干净、清洁、卫生。
8.根据权利要求7所述的智能消泡脱腥煮浆罐的制浆工艺，其特征在于：在所述步骤S1中，注入生浆的体积占煮浆罐体容积的65%~75%，生浆温度为20℃~25℃。
9.根据权利要求7所述的智能消泡脱腥煮浆罐的制浆工艺，其特征在于：在所述步骤S2-1中，高温洁净蒸汽的温度为130℃~145℃，压力为0.3MPa~0.4MPa。
10.根据权利要求7所述的智能消泡脱腥煮浆罐的制浆工艺，其特征在于：在所述步骤S2中，若煮浆罐体内的压力超过预定压力，则通过安全阀（32）泄压；当温度检测仪（36）检测到浆液温度达到预定温度，关闭蒸汽控制阀（22），停止加热。
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