CN206391877U - 一种牛奶浓缩处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种牛奶浓缩处理系统，包括储奶罐、提升泵、预过滤器和膜组件、储水箱，其中，所述储奶罐的原奶出口与所述提升泵的进奶口相连通,所述提升泵的出奶口与所述预过滤器的原奶预过滤入口相连通；所述预过滤器的原奶预过滤出口与所述膜组件的原奶分离入口相连通,所述膜组件的浓缩奶出口与所述储奶罐的浓缩奶入口相连通，所述膜组件的过滤水出口与所述储水箱的进水口相连通。本实用新型实施示例在低温下实现牛奶浓缩，系统能耗低，节约牛奶浓缩成本；本实用新型实施示例可在不使牛奶中蛋白质变质的条件下实现牛奶浓缩，浓缩过程中只产生物理变化，不产生化学变化，能很好的保留牛乳原本的风味和营养。

Description

一种牛奶浓缩处理系统

技术领域

本实用新型涉及牛奶浓缩及相关乳制品加工生产技术领域，尤其涉及一种牛奶浓缩处理系统。

背景技术

随着生活水平的提高，国内消费者对乳制品的口味和品质的要求越来越高，特别是对乳制品的质量和味觉要求的提高，使得生产厂家开始追求无蛋白质变质的乳制品浓缩方法。

鲜牛乳中含有百分之八十以上的水分，在水分中混合着蛋白质等各种营养成分，所以在乳制品生产加工领域，一般用浓缩技术来去除乳制品中的水分，以减小乳制品的体积，增加保存性。现有技术中，通常采用蒸发浓缩方法实现牛奶浓缩，蒸发浓缩方法利用设备的加热作用，在高温下使鲜牛乳中的水分在其沸点时汽化，并将汽化时所产生的二次蒸汽不断排除，从而去除牛乳中的水分使牛乳浓度不断提高，直至达到预定的浓度。这种蒸发浓缩方法在高温下实现浓缩，一方面能耗高，使得乳制品浓缩成本增高；另一方面由于这种方法温度相对较高，浓缩过程中不仅产生物理变化，而且还会有较大的化学变化，使得牛乳中的热敏性营养物质及香味成分的损失，牛奶的颜色也会发生变化，不能很好的保留牛乳原本的风味和营养。

从上述浓缩技术可以看出，现有蒸发浓缩技术能耗高，使得乳制品浓缩成本高；高温浓缩过程中不仅产生物理变化，还会发生化学变化，不能很好地保留牛乳原本的风味和营养。

实用新型内容

本实用新型提供了一种牛奶浓缩处理系统，以解决现有蒸发浓缩技术中，能耗高，乳制品浓缩成本高；高温浓缩过程中不仅产生物理变化，还会发生化学变化，不能很好地保留牛乳原本的风味和营养的问题。

为解决上述问题，本实用新型实施例公开了如下技术方案：

一种牛奶浓缩处理系统，包括储奶罐、提升泵、预过滤器、膜组件和储水箱，其中：

所述储奶罐的原奶出口与所述提升泵的进奶口相连通,所述提升泵的出奶口与所述预过滤器的原奶预过滤入口相连通；

所述预过滤器的原奶预过滤出口与所述膜组件的原奶分离入口相连通,所述膜组件 的浓缩奶出口与所述储奶罐的浓缩奶入口相连通，所述膜组件的过滤水出口与所述储水箱的进水口相连通。

优选地，所述系统还包括反洗泵，其中：

所述反洗泵的反洗水入口与所述储水箱的出水口相连通,所述反洗泵的反洗水出口与所述膜组件的原奶分离入口相连通。

优选地，所述系统还包括压力调节阀，其中：

所述压力调节阀的压力调节入口与所述膜组件的浓缩奶出口相连通，所述压力调节阀的压力调节出口与所述储奶罐的浓缩奶入口相连通。

优选地，所述系统还包括中央控制器，其中：

所述中央控制器的控制信号输出端分别与所述提升泵的提升自动控制开关、反洗泵的反洗自动控制开关电连接。

优选地，所述系统还包括液位检测器，其中：

所述液位检测器设置于所述储水箱内壁处，所述液位检测器的检测信号输入端与所述储水箱相连接，所述液位检测器的检测信号输出端与所述中央控制器的控制信号输入端电连接。

优选地，所述中央控制器还包括用于设定系统所述系统工作时间的系统控制单元。

优选地，所述膜组件包括膜组件壳和反渗透膜组，其中：

所述反渗透膜组将所述膜组件壳分隔成第一膜组件腔和第二膜组件腔；

所述膜组件的原奶分离入口设置于所述第一膜组件腔的侧壁，所述膜组件的浓缩奶出口设置于所述第一膜组件腔的顶部，所述膜组件的过滤水出口设置于所述第二膜组件腔的侧壁；

所述反渗透膜组由多个并排设置的反渗透膜构成。

由以上技术方案可见，本实用新型实施例提供的一种牛奶浓缩处理系统，包括储奶罐、提升泵、预过滤器、膜组件和储水箱。储奶罐的原奶出口与提升泵的入口相连通,提升泵的出口与预过滤器的原奶预过滤入口相连通，预过滤器的原奶预过滤出口与膜组件的原奶分离入口相连通,提升泵将原奶罐中的原奶输送至预过滤器，原奶经预过滤器过滤出大颗粒杂质后进入膜组件；原奶中的水分子能透过膜组件中的反渗透膜组，而原奶中的牛奶分子则不能透过反渗透膜组，于是原奶在膜组件中被分离为浓缩奶和过滤水；膜组件的浓缩奶出口与储奶罐的浓缩奶入口相连通，膜组件中的浓缩奶流入储奶罐，循环浓缩直至达到浓缩要求；膜组件的过滤水出口与储水箱的进水口相连通，膜组件中的 过滤水流入储水箱。这样，本实用新型实施示例在低温下实现牛奶浓缩，系统能耗低，节约牛奶浓缩成本；本实用新型实施示例可在不使牛奶中蛋白质变质的条件下实现牛奶浓缩，浓缩过程中只产生物理变化，不产生化学变化，能很好的保留牛乳原本的风味和营养。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种牛奶浓缩处理系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的膜组件结构示意图；

图1-2中，具体符号为：

1-储奶罐，2-提升泵，3-预过滤器，4-膜组件，41-膜组件壳，42-反渗透膜组，43-第一膜组件腔，44-第二膜组件腔，45-原奶分离入口，46-浓缩奶出口，47-过滤水出口，5-反洗泵，6-储水箱，7-压力调节阀，8-液位检测器，9-中央控制器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施示例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

参见图1为本实用新型实施例提供的一种牛奶浓缩处理系统结构示意图，该系统主要包括储奶罐1、提升泵2、预过滤器3、膜组件4、反洗泵5、储水箱6、压力调节阀7、液位检测器8和中央控制器9。

储奶罐1中储存着待浓缩的鲜奶和待循环浓缩的浓缩奶，这两部分奶在储奶罐1中混合并组成牛奶浓缩处理系统中的原奶。储奶罐1的原奶出口与提升泵2的进奶口相连通，提升泵2的出奶口与预过滤器3的原奶预过滤入口相连通。提升泵2抽取储奶罐1中的原奶，并将从储奶罐1中抽取的原奶连续输送至预过滤器3中，原奶在预过滤器3中滤出大颗粒杂质。由于提升泵2不断向预过滤器3输送原奶，而预过滤器3的原奶预过滤出口与原奶分离入口45相连通，则预过滤器3中新输入的原奶将推动预过滤器3中过滤后的原奶流入膜组件4。

参见图2为本实用新型实施例提供的膜组件结构示意图，包括膜组件壳41、反渗透膜组42、第一膜组件腔43、第二膜组件腔44、原奶分离入口45、浓缩奶出口46、过滤水出口47。其中，原奶分离入口45与预过滤器3的原奶预过滤出口相连通，浓缩奶出口46与储奶罐1的浓缩奶入口相连通，过滤水出口47与储水箱6的进水口相连通。

反渗透膜组42由多个并排设置的反渗透膜构成，反渗透膜是一种具有微孔结构的薄膜。反渗透膜组42将膜组件壳41分隔成第一膜组件腔43和第二膜组件腔44；原奶分离入口45设置于第一膜组件腔43的侧壁，浓缩奶出口46设置于第一膜组件腔43的顶部，过滤水出口47设置于第二膜组件腔44的侧壁。

原奶分离入口45与预过滤器3的原奶预过滤出口相连通，经预过滤器3过滤后的原奶由原奶分离入口45流入膜组件4的第一膜组件腔43，第一膜组件腔43中一部分过滤后的原奶直接经浓缩奶出口46回流至储奶罐1中；另一部分过滤后的原奶在压力作用下流至反渗透膜组42位于第一膜组件腔43的这一侧。

过滤后的原奶中包含水分和蛋白质等牛奶分子，过滤后的原奶中的水分子半径小于反渗透膜组42的微孔半径，而过滤后的原奶中的奶分子半径大于反渗透膜组42的微孔半径。所以过滤后的原奶中的水分子可通过反渗透膜组42，流入第二膜组件腔44，而过滤后的原奶中的奶分子则不能通过反渗透膜组42，将留在第一膜组件腔43中。这样，反渗透膜组42将过滤后的原奶分离为浓缩奶和过滤水，浓缩奶位于第一膜组件腔43经浓缩奶出口46回流至储奶罐1中；过滤水位于第二膜组件腔44经过滤水出口47流入储水箱6中。

进一步的，为减少第一膜组件腔43中的过滤后的原奶直接回流至储奶罐1中的回流原奶量，本实用新型实施例在膜组件4和储奶罐1之间加入压力调节阀7。其中，压力调节阀7的压力调节入口与浓缩奶出口46相连通，压力调节阀7的压力调节出口与储奶罐1的浓缩奶入口相连通。牛奶浓缩处理系统工作时，调节压力调节阀7可控制压力调节阀7的压力调节入口处的压力。

通过调节压力调节阀7，使压力调节阀7的压力调节入口处的压力增加，此时第一膜组件腔43中的过滤后的原奶由浓缩奶出口46流向压力调节阀7的压力调节入口的阻力增大，阻碍第一膜组件腔43中过滤后的原奶回流至储奶罐1；通过调节压力调节阀7，使压力调节阀7的压力调节入口处的压力减小，此时第一膜组件腔43中的过滤后的原奶由浓缩奶出口46流向压力调节阀7的压力调节入口的阻力减小，有助于第一膜组件腔43中过滤后的原奶回流至储奶罐1。这样，通过调节压力调节阀7，可实现控制膜组件4中过滤后的原奶直接回流至储奶罐1中的回流原奶量的目的，提高牛奶浓缩处理系统的工作效率。

牛奶浓缩处理系统连续工作一段时间后，反渗透膜组42表面将附着大量牛奶分子， 这些牛奶分子将会堵塞反渗透膜组42的微孔结构，使得过滤后的原奶中的水分子无法通过反渗透膜组42，这将影响牛奶浓缩处理系统的工作效率以及反渗透膜组42的使用寿命。

进一步的，本实用新型实施例还包括反洗泵5，其中，反洗泵5的反洗水入口与储水箱6的出水口相连通,反洗泵5的反洗水出口与原奶分离入口45相连通。当反渗透膜组42表面附着大量牛奶分子时，关闭提升泵2，启动反洗泵5。提升泵2停止抽取储奶罐1中的原奶，反洗泵5将抽取储水箱6中的过滤水，过滤水由原奶分离入口45进入第一膜组件腔43。第一膜组件腔43中的反洗水在反洗泵的推动力作用下，将冲洗反渗透膜组42，冲洗掉附着在反渗透膜组42表面上的牛奶分子。反渗透膜组42冲洗干净后，关闭反洗泵5，开启提升泵2，提升泵2将抽取储奶罐1中的原奶；反洗泵5停止抽取储水箱6中的过滤水。这样，提升泵2和反洗泵5交替工作，既保证了牛奶浓缩处理系统的工作效率，也提高了反渗透膜组42的使用寿命。

进一步的，本实用新型实施例还包括中央控制器9对该系统中的提升泵2和反洗泵5的工作进行统一调控。其中，中央控制器9还包括用于设定系统工作时间的系统控制单元、控制信号输出端和控制信号输入端，中央控制器9的控制信号输出端分别与提升泵2的提升自动控制开关、反洗泵5的反洗自动控制开关电连接。用户可根据需要设置或修改系统控制单元，通过中央控制器9的控制信号输出端控制反洗泵5和提升泵2的工作时间。

根据中央控制器9的系统控制单元的设置，当牛奶浓缩处理系统处于提升泵2的工作时间时，中央控制器9的控制信号输出端向提升泵2的提升自动控制开关发送启动信号，向反洗泵5的反洗自动控制开关发送停止信号。提升泵2的提升自动控制开关打开，提升泵2开始工作，提升泵2将抽取储奶罐1中的原奶；反洗泵5的反洗自动控制开关关闭，反洗泵5停止工作。

根据中央控制器9的系统控制单元的设置，当该系统处于反洗泵5的工作时间时，中央控制器9的控制信号输出端向反洗泵5的反洗自动控制开关发送启动信号，向提升泵2的提升自动控制开关发送停止信号。反洗泵5的反洗自动控制开关打开，反洗泵5开始工作，反洗泵5将抽取储水箱6中的过滤水输送至膜组件4用于冲洗反渗透膜组42；提升泵2的提升自动控制开关关闭，提升泵2停止工作。这样，提升泵2和反洗泵5交替工作，直至储奶罐1中的原奶达到浓缩要求。

进一步的，为检测储奶罐1中原奶的浓缩程度，本实用新型实施例还包括液位检测器8。液位检测器8设置于储水箱6内壁处，用于检测储水箱6中的过滤水的水位，液位检测器8的检测信号输入端与储水箱6相连接，液位检测器8的检测信号输出端与中央控制器9的控制信号输入端电连接。

本实用新型实施例根据储水箱6中的过滤水的水位，判断储奶罐1中原奶的浓缩程度，并控制牛奶浓缩处理系统的启停。当液位检测器8的检测信号输入端未检测到水位信息时，液位检测器8的检测信号输出端向中央控制器9的控制信号输入端发送工作信号，中央控制器9持续工作；当液位检测器8的检测信号输入端检测到水位信息时，液位检测器8的检测信号输出端向中央控制器9的控制信号输入端发送停止工作信号，中央控制器9停止工作。这样，中央控制器9将自动控制牛奶浓缩处理系统。

综上所述，这样，本实用新型实施示例在低温下实现牛奶浓缩，系统能耗低，节约牛奶浓缩成本；本实用新型实施示例可在不使牛奶中蛋白质变质的条件下实现牛奶浓缩，浓缩过程中只产生物理变化，不产生化学变化，能很好的保留牛乳原本的风味和营养。

以上仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上的本实用新型实施方式并不构成对本实用新型保护范围的限定。

Claims (7)

1.一种牛奶浓缩处理系统，其特征在于，包括储奶罐(1)、提升泵(2)、预过滤器(3)、膜组件(4)和储水箱(6)，其中：

所述储奶罐(1)的原奶出口与所述提升泵(2)的进奶口相连通,所述提升泵(2)的出奶口与所述预过滤器(3)的原奶预过滤入口相连通；

所述预过滤器(3)的原奶预过滤出口与所述膜组件(4)的原奶分离入口相连通,所述膜组件(4)的浓缩奶出口与所述储奶罐(1)的浓缩奶入口相连通，所述膜组件(4)的过滤水出口与所述储水箱(6)的进水口相连通。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括反洗泵(5)，其中：

所述反洗泵(5)的反洗水入口与所述储水箱(6)的出水口相连通,所述反洗泵(5)的反洗水出口与所述膜组件(4)的原奶分离入口相连通。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括压力调节阀(7)，其中：

所述压力调节阀(7)的压力调节入口与所述膜组件(4)的浓缩奶出口相连通，所述压力调节阀(7)的压力调节出口与所述储奶罐(1)的浓缩奶入口相连通。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括中央控制器(9)，其中：

所述中央控制器(9)的控制信号输出端分别与所述提升泵(2)的提升自动控制开关、反洗泵(5)的反洗自动控制开关电连接。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括液位检测器(8)，其中：

所述液位检测器(8)设置于所述储水箱(6)内壁处，所述液位检测器(8)的检测信号输入端与所述储水箱(6)相连接，所述液位检测器(8)的检测信号输出端与所述中央控制器(9)的控制信号输入端电连接。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述中央控制器(9)还包括用于设定所述系统工作时间的系统控制单元。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述膜组件(4)包括膜组件壳(41)和反渗透膜组(42)，其中：

所述反渗透膜组(42)将所述膜组件壳(41)分隔成第一膜组件腔(43)和第二膜组件腔(44)；

所述膜组件(4)的原奶分离入口设置于所述第一膜组件腔(43)的侧壁，所述膜组件(4)的浓缩奶出口设置于所述第一膜组件腔(43)的顶部，所述膜组件(4)的过滤水出口设置于所述第二膜组件腔(44)的侧壁；

所述反渗透膜组(42)由多个并排设置的反渗透膜构成。