CN210901198U - 过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，它包括进水口与水源相连的蒸汽发生设备、与蒸汽发生设备配合进行罐内升温的处理罐以及进气口与处理罐气水出口相连的真空组件。本实用新型的目的在于提供一种过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，利用过热蒸汽，也可以是经脱氧处理的空气、氮气、二氧化碳、隋性气体等单一气体及其混合气体，替代空气作为干燥介质，与压力配合调控食品的品质，防止物料氧化。本实用新型的优点在于：节约能源：利用过热蒸汽的高效加热特点；蒸汽及介质余热通过换热器预热蒸汽发生器的进水进行回收利用。多功能：通过加压或抽真空，调节加热温度及形成瞬间压差，调控产品品质。

Description

过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置

技术领域

本实用新型涉及一种过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置。

背景技术

果蔬是人体矿物质、维生素、膳食纤维营养成分的重要来源。由于果蔬生产季节性强，上市量集中，经常出现丰产不丰收，跌价滞销、无人采收的现象。因此，如何运用工业手段对果蔬等食品进行加工以提升品质、利于保存，是现代农业工程技术的重要研究方向之一。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，利用过热蒸汽，也可以是经脱氧处理的空气、氮气、二氧化碳、隋性气体等单一气体及其混合气体，替代空气作为干燥介质，与压力配合调控食品的品质，防止物料氧化。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：一种过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，它包括进水口与水源相连的蒸汽发生设备、与蒸汽发生设备配合进行罐内升温的处理罐以及进气口与处理罐气水出口相连的真空组件。

较之现有技术而言，本实用新型的优点在于：

1、提高品质：利用过热蒸汽替代空气作为加热介质，同时设置了外接气源入口，可以接入经脱氧处理的空气、氮气、二氧化碳、隋性气体等单一气体及其混合气体，有效防止物料氧化褐变等。

2、节约能源：利用过热蒸汽的高效加热特点；蒸汽及介质余热通过换热器预热蒸汽发生器的进水进行回收利用。

3、多功能：通过加压或抽真空，调节加热温度及形成瞬间压差，调控产品品质。

附图说明

图1是本实用新型第一种实施例的结构示意图。

图2是本实用新型第二种实施例的结构示意图。

图3是本实用新型第三种实施例的结构示意图。

标号说明：1处理罐、2真空罐、3真空泵、4热交换器、5空气压缩机、 6气源A、7气源B、8三通阀C、9水汽分离器A、10三通阀D、11蒸汽发生器、12蒸汽加热管、13蒸汽加热器、14水汽分离器B、15抽吸机A、16水汽分离器C、17抽吸机B、18三通阀E、19三通阀B、20水汽分离器D、21抽吸机C、22三通阀F、23三通阀A、24水汽分离器E、25抽吸机D、26水汽分离器F、27抽吸机E、28三通阀G、29三通阀H、30蒸汽分散器、31气流分散板。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本实用新型内容进行详细说明：

如图1和3所示为本实用新型提供的过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置的实施例示意图。

实施例1：

一种过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，它包括进水口与水源相连的蒸汽发生设备、与蒸汽发生设备配合进行罐内升温的处理罐1以及进气口与处理罐1气水出口相连的真空组件。

所述水源与蒸汽发生设备之间连接有热交换器4；所述热交换器4蒸汽入口与处理罐1气水出口相连，热交换器4蒸汽出口与真空组件进气口相连，热交换器4进水口与水源相连，热交换器4出水口与蒸汽发生设备进水口相连。

所述真空组件包括进气口与热交换器4蒸汽出口相连的真空罐2以及进气口与真空罐2出气口相连的真空泵3。

所述热交换器4与真空组件之间连接有水汽分离器A9；所述水汽分离器A9 进口与热交换器4蒸汽出口相连，水汽分离器A9蒸汽出口与真空组件进气口相连；所述水汽分离器A9分离水出口与热交换器4进水口相连。

所述水汽分离器A9与真空组件之间通过三通阀D10连接；所述三通阀D10 的d1进口与水汽分离器A9蒸汽出口相连，三通阀D10的d2出口与真空组件进气口相连。

所述蒸汽发生设备包括进水口与水源相连的蒸汽发生器11；所述蒸汽发生设备还包括设于处理罐1内腔且位于处理罐1气体入口前方的蒸汽加热管12；所述蒸汽加热管12蒸汽入口与蒸汽发生器11蒸汽出口相连。

处理罐1内的气体入口处设有蒸汽分散器30，蒸汽分散器30用于将进入处理罐1内的气体或蒸汽进行分散，蒸汽分散器30可采用导风轮结构。

蒸汽加热管12的前侧还设有气流分散板31，气流分散板31上阵列布设有若干透气孔，用于进一步分散气流或蒸汽。

所述蒸汽加热管12蒸汽出口连接有水汽分离器B14；所述水汽分离器B14 进口与蒸汽加热管12蒸汽出口相连；所述水汽分离器B14蒸汽出口通过抽吸机 A15与蒸汽发生器11蒸汽出口相连；所述水汽分离器B14分离水出口与蒸汽发生器11进水口相连；

所述处理罐1气水出口连接有水汽分离器C16；所述水汽分离器C16进口与处理罐1气水出口相连；所述水汽分离器C16蒸汽出口通过抽吸机B17与处理罐1气体入口相连；所述水汽分离器C16分离水出口与蒸汽发生器11进水口相连。

所述水汽分离器C16蒸汽出口与热交换器4之间连接有三通阀E18；所述三通阀E18的e1进口与水汽分离器C16蒸汽出口相连，三通阀E18的e2出口与热交换器4蒸汽入口相连，三通阀E18的e3出口与抽吸机B17入口相连。

所述水汽分离器B14蒸汽出口与热交换器4之间连接有三通阀B19；所述三通阀B19的b1进口与水汽分离器B14蒸汽出口相连，三通阀B19的b2出口与热交换器4蒸汽入口相连，三通阀B19的b3出口与抽吸机A15入口相连。

它还包括出气口与处理罐1气体入口相连的空气压缩机5；所述空气压缩机 5与处理罐1之间连接有三通阀C8，所述三通阀C8还连接有气源B7；所述三通阀C8的c2进口与空气压缩机5出气口相连，三通阀C8的c1出口与处理罐1 进气口相连，三通阀C8的c3进口与气源B7相连；空气压缩机5的进口端连接有气源A6。

本实施例工作原理如下：

可调压气调加热及瞬时泄压闪蒸膨化模式

将物料放入处理罐1中的物料架上，关闭仓门，处理罐1处于密封状态。

干燥介质循环：打开三通阀E18的e2口和三通阀D10的d3口，通过三通阀C8向处理罐1内导入常压气源B7，将处理系统内的空气进行置换，达到设定浓度后关闭三通阀E18的e2口、三通阀D10的d3口和三通阀C8的c2口，处理系统内的空气经过气源B置换并达到设定浓度后作为干燥介质在抽吸机B17 的带动下，在系统内进行循环：先后流经蒸汽分散器30进行分散，蒸汽加热管 12进行加热，气流分散板31进行分散后均匀地流向处理罐1内的物料，并对其进行加热；经过蒸汽加热管12加热的干燥介质携带物料中的水分形成热湿空气，热湿空气通过水汽分离器C16，分离出的水进入蒸汽发生器11进行二次利用，而除水后的干燥介质通过抽吸机B17再次经过蒸汽分散器30、蒸汽加热管12、气流分散板31对物料进行加热。

干燥介质加热：打开蒸汽发生器11与蒸汽加热管12间的联通阀门，饱和蒸汽经过蒸汽加热管12对流经处理罐1的加热介质进行加热后形成的尾汽经过水汽分离器B14，分离出的热水经管道进入蒸汽发生器11二次加热后形成饱和蒸汽循环利用，而分离出的饱和蒸汽经三通阀B19的b1口进入，从b3口出，与蒸汽发生器11产生的饱和蒸汽混合后再次进入蒸汽加热管12，对流经处理罐 1的干燥介质进行循环加热。

1.干燥介质

三通阀C导入的干燥介质可以是空气、经脱氧处理的空气、氮气、二氧化碳、隋性气体等单一气体及其混合气体，在循环管路中设置了抽吸机B，通过调整其功率，可实现对干燥介质流速进行控制；

2.真空加热

干燥介质在循环加热过程中，当三通阀E18的e2口和三通阀D10的d2口打开，三通阀D10的d3口关闭，系统内的干燥介质通过热交换器4、水汽分离器A9与真空系统联通后，可调节干燥系统内的真空度使其与真空罐内的真空度一致，从而实现不同真空条件下的气体内循环加热，同时通过热交换器可实现余热利用，达到节能效果；

3.加压加热和瞬时泄压闪蒸膨化

3.1加压加热

干燥介质在循环加热过程中，当三通阀E18的e2口关闭，而与处理罐1联通的三通阀C8的c3口关闭，c2口打开时，循环管路与流经空气压缩机的气源 A6联通，导入一定压力的气源A6，从而可对干燥系统内的干燥介质进行加压处理，从而实现不同压力条件下的加压内循环加热。

3.2瞬时泄压闪蒸膨化

当物料进行一定时间加压内循环加热处理后，同时打开三通阀E18的e2口和三通阀D10的d2口，将处理罐1与真空罐连通，处理罐内的压力瞬间降低，可达到水汽的闪蒸效果，并实现对物料的膨化干燥效果。

实施例2：

一种过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，它包括进水口与水源相连的蒸汽发生设备、与蒸汽发生设备配合进行罐内升温的处理罐1以及进气口与处理罐1气水出口相连的真空组件。

所述水源与蒸汽发生设备之间连接有热交换器4；所述热交换器4蒸汽入口与处理罐1气水出口相连，热交换器4蒸汽出口与真空组件进气口相连，热交换器4进水口与水源相连，热交换器4出水口与蒸汽发生设备进水口相连。

所述真空组件包括进气口与热交换器4蒸汽出口相连的真空罐2以及进气口与真空罐2出气口相连的真空泵3。

所述热交换器4与真空组件之间连接有水汽分离器A9；所述水汽分离器A9 进口与热交换器4蒸汽出口相连，水汽分离器A9蒸汽出口与真空组件进气口相连；所述水汽分离器A9分离水出口与热交换器4进水口相连。

所述水汽分离器A9与真空组件之间通过三通阀D10连接；所述三通阀D10 的d1进口与水汽分离器A9蒸汽出口相连，三通阀D10的d2出口与真空组件进气口相连。

所述蒸汽发生设备包括进水口与水源相连的蒸汽发生器11；所述蒸汽发生设备还包括蒸汽出口与处理罐1气体入口相连的蒸汽加热器13；所述蒸汽加热器13蒸汽入口与蒸汽发生器11蒸汽出口相连。

处理罐1内的气体入口处设有蒸汽分散器30，蒸汽分散器30用于将进入处理罐1内的气体或蒸汽进行分散，蒸汽分散器30可采用导风轮结构。

蒸汽分散器30的前侧还设有气流分散板31，气流分散板31上阵列布设有若干透气孔，用于进一步分散气流或蒸汽。

所述处理罐1气水出口连接有水汽分离器D20；所述水汽分离器D20进口与处理罐1气水出口相连；所述水汽分离器D20蒸汽出口通过抽吸机C21与蒸汽发生器11蒸汽出口相连；所述水汽分离器D20分离水出口与蒸汽发生器11进水口相连。

所述水汽分离器D20蒸汽出口与热交换器4之间连接有三通阀F22；所述三通阀F22的f1进口与水汽分离器D20蒸汽出口相连，三通阀F22的f2出口与热交换器4蒸汽入口相连，三通阀F22的f3出口与抽吸机C21入口相连。

它还包括出气口与处理罐1气体入口相连的空气压缩机5；所述空气压缩机 5与处理罐1之间连接有三通阀C8，所述三通阀C8还连接有气源B7；所述三通阀C8的c2进口与空气压缩机5出气口相连，三通阀C8的c1出口与处理罐1 进气口相连，三通阀C8的c3进口与气源B7相连；空气压缩机5的进口端连接有气源A6。

本实施例工作原理如下：

可调压过热蒸汽加热及瞬时泄压闪蒸膨化模式

将物料放入处理罐1中的物料架上，关闭仓门，处理罐1处于密封状态。

打开蒸汽发生器11与蒸汽加热器13间的联通阀门，具有一定压力的饱和蒸汽经过蒸汽加热器13加热后形成的过热蒸汽，进入蒸汽分散器30及其后端的气流分散板31后，均匀对物料进行过热蒸汽加热。

在干燥开始阶段，关闭三通阀F22的f3口，打开三通阀F22的f2口和三通阀D10的d3口，过热蒸汽对处理系统进行预热，并置换系统内的空气，达到预热和空气置换预期效果后，打开三通阀F22的f3口，关闭三通阀F22的f2 口和三通阀D10的d3口，过热蒸汽在抽吸机C 21的推动下在系统内进行循环。

过热蒸汽流经物料后因热量损失形成尾汽，尾汽通过管道经水汽分离器 D20，其中分离出的热水再次进入蒸汽发生器11加热后形成饱和蒸汽，而分离出的饱和蒸汽经三通阀F22的f1口进入，从f3口出，在抽吸机C21的作用下与蒸汽发生器11产生的饱和蒸汽混合后再次经蒸汽加热器13加热后形成过热蒸汽对物料进行循环加热。

1.流速调节：

在循环管路中设置了抽吸机C21，通过调整其功率，可实现对流经处理罐1 的过热蒸汽流速进行控制；

2.低压过热蒸汽加热：

过热蒸汽在循环加热过程中当三通阀F22的f2口和三通阀D10的d2口打开，三通阀D10的d3口关闭，处理系统通过热交换器4、水汽分离器B9与真空系统联通后，可调节干燥系统内的真空度使其与真空罐内的真空度一致，从而实现不同真空条件下的低压过热蒸汽加热，同时通过热交换器可实现余热利用，达到节能效果；

3.加压过热蒸汽加热：

过热蒸汽在循环加热过程中当三通阀F22的f2口关闭，与处理罐联通的三通阀C8的c3口和c2口关闭时，循环管路内的压力与蒸汽发生器产生饱和蒸汽压力平衡，系统处于加压状态，从而可实现加压过热蒸汽加热。系统处于密封状态，而过热蒸汽为高压饱和蒸汽的过热状态，有压力，故系统处于加压状态，当三通阀F22的f2口开启，处理罐与大气联通时，压力就会与大气平衡。

4.加压过热蒸汽瞬时降压闪蒸膨化模式

当物料经过一定压力的过热蒸汽加热处理，并达到预定时间后，关闭蒸汽发生器11与蒸汽加热器13间的联通阀门，关闭三通阀F22的f3口和三通阀D10 的d3口，同时打开三通阀F22的f2口和三通阀D10的d2口，将处理罐与真空罐连通，处理罐内的压力瞬间降低，达到水汽的闪蒸效果，并实现对物料的膨化干燥效果。

实施例3：

一种过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，它包括进水口与水源相连的蒸汽发生设备、与蒸汽发生设备配合进行罐内升温的处理罐1以及进气口与处理罐1气水出口相连的真空组件。

所述水源与蒸汽发生设备之间连接有热交换器4；所述热交换器4蒸汽入口与处理罐1气水出口相连，热交换器4蒸汽出口与真空组件进气口相连，热交换器4进水口与水源相连，热交换器4出水口与蒸汽发生设备进水口相连。

所述真空组件包括进气口与热交换器4蒸汽出口相连的真空罐2以及进气口与真空罐2出气口相连的真空泵3。

所述热交换器4与真空组件之间连接有水汽分离器A9；所述水汽分离器A9 进口与热交换器4蒸汽出口相连，水汽分离器A9蒸汽出口与真空组件进气口相连；所述水汽分离器A9分离水出口与热交换器4进水口相连。

所述水汽分离器A9与真空组件之间通过三通阀D10连接；所述三通阀D10 的d1进口与水汽分离器A9蒸汽出口相连，三通阀D10的d2出口与真空组件进气口相连。

所述蒸汽发生设备包括进水口与水源相连的蒸汽发生器11；所述蒸汽发生设备还包括设于处理罐1内腔且位于处理罐1气体入口前方的蒸汽加热管12和蒸汽出口与处理罐1气体入口相连的蒸汽加热器13；所述蒸汽加热器13蒸汽入口与蒸汽发生器11蒸汽出口相连；所述蒸汽加热管12蒸汽入口与蒸汽发生器 11蒸汽出口相连。

所述蒸汽加热器13与蒸汽发生器11之间连接有三通阀A23；所述三通阀 A23的a1进口与蒸汽发生器11蒸汽出口相连，三通阀A23的a2出口与蒸汽加热管12蒸汽入口相连，三通阀A23的a3出口与蒸汽加热器13蒸汽入口相连；

所述蒸汽加热管12蒸汽出口连接有水汽分离器E24；所述水汽分离器E24 进口与蒸汽加热管12蒸汽出口相连；所述水汽分离器E24蒸汽出口通过抽吸机 D25与蒸汽发生器11蒸汽出口相连；所述水汽分离器E24分离水出口与蒸汽发生器11进水口相连；

所述处理罐1气水出口连接有水汽分离器F26，所述水汽分离器F26进口与处理罐1气水出口相连；所述水汽分离器F26蒸汽出口通过抽吸机E27与蒸汽加热器13蒸汽入口相连；所述水汽分离器F26分离水出口与蒸汽发生器11进水口相连。

所述水汽分离器E24蒸汽出口与热交换器4之间连接有三通阀G28；所述三通阀G28的g1进口与水汽分离器E24蒸汽出口相连，三通阀G28的g2出口与热交换器4蒸汽入口相连，三通阀G28的g3出口与抽吸机D25入口相连。

所述水汽分离器F26蒸汽出口与抽吸机E27之间连接有三通阀H29；所述三通阀H29的h1进口与水汽分离器F26蒸汽出口相连，三通阀H29的h2出口与抽吸机E27入口相连；三通阀H29的h3出口与热交换器4蒸汽入口相连。

它还包括出气口与处理罐1气体入口相连的空气压缩机5；所述空气压缩机 5与处理罐1之间连接有三通阀C8，所述三通阀C8还连接有气源B7；所述三通阀C8的c2进口与空气压缩机5出气口相连，三通阀C8的c1出口与处理罐1 进气口相连，三通阀C8的c3进口与气源B7相连；空气压缩机5的进口端连接有气源A6。

Claims (10)

1.一种过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，其特征在于：它包括进水口与水源相连的蒸汽发生设备、与蒸汽发生设备配合进行罐内升温的处理罐(1)以及进气口与处理罐(1)气水出口相连的真空组件。

2.根据权利要求1所述的过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，其特征在于：所述水源与蒸汽发生设备之间连接有热交换器(4)；所述热交换器(4)蒸汽入口与处理罐(1)气水出口相连，热交换器(4)蒸汽出口与真空组件进气口相连，热交换器(4)进水口与水源相连，热交换器(4)出水口与蒸汽发生设备进水口相连。

3.根据权利要求2所述的过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，其特征在于：所述真空组件包括进气口与热交换器(4)蒸汽出口相连的真空罐(2)以及进气口与真空罐(2)出气口相连的真空泵(3)。

4.根据权利要求2所述的过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，其特征在于：所述热交换器(4)与真空组件之间连接有水汽分离器A(9)；所述水汽分离器A(9)进口与热交换器(4)蒸汽出口相连，水汽分离器A(9)蒸汽出口与真空组件进气口相连；所述水汽分离器A(9)分离水出口与热交换器(4)进水口相连。

5.根据权利要求4所述的过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，其特征在于：所述水汽分离器A(9)与真空组件之间通过三通阀D(10)连接；所述三通阀D(10)的d1进口与水汽分离器A(9)蒸汽出口相连，三通阀D(10)的d2出口与真空组件进气口相连。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，其特征在于：所述蒸汽发生设备包括进水口与水源相连的蒸汽发生器(11)；所述蒸汽发生设备还包括设于处理罐(1)内腔且位于处理罐(1)气体入口前方的蒸汽加热管(12)和/或蒸汽出口与处理罐(1)气体入口相连的蒸汽加热器(13)；所述蒸汽加热器(13)蒸汽入口与蒸汽发生器(11)蒸汽出口相连；所述蒸汽加热管(12)蒸汽入口与蒸汽发生器(11)蒸汽出口相连。

7.根据权利要求6所述的过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，其特征在于：当仅设置蒸汽加热管(12)时，所述蒸汽加热管(12)蒸汽出口连接有水汽分离器B(14)；所述水汽分离器B(14)进口与蒸汽加热管(12)蒸汽出口相连；所述水汽分离器B(14)蒸汽出口通过抽吸机A(15)与蒸汽发生器(11)蒸汽出口相连；所述水汽分离器B(14)分离水出口与蒸汽发生器(11)进水口相连；

所述处理罐(1)气水出口连接有水汽分离器C(16)；所述水汽分离器C(16)进口与处理罐(1)气水出口相连；所述水汽分离器C(16)蒸汽出口通过抽吸机B(17)与处理罐(1)气体入口相连；所述水汽分离器C(16)分离水出口与蒸汽发生器(11)进水口相连。

8.根据权利要求6所述的过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，其特征在于：当仅设置蒸汽加热器(13)时，所述处理罐(1)气水出口连接有水汽分离器D(20)；所述水汽分离器D(20)进口与处理罐(1)气水出口相连；所述水汽分离器D(20)蒸汽出口通过抽吸机C(21)与蒸汽发生器(11)蒸汽出口相连；所述水汽分离器D(20)分离水出口与蒸汽发生器(11)进水口相连。

9.根据权利要求6所述的过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，其特征在于：当蒸汽加热管(12)和蒸汽加热器(13)同时设置时，所述蒸汽加热器(13)与蒸汽发生器(11)之间连接有三通阀A(23)；所述三通阀A(23)的a1进口与蒸汽发生器(11)蒸汽出口相连，三通阀A(23)的a2出口与蒸汽加热管(12)蒸汽入口相连，三通阀A(23)的a3出口与蒸汽加热器(13)蒸汽入口相连；

所述蒸汽加热管(12)蒸汽出口连接有水汽分离器E(24)；所述水汽分离器E(24)进口与蒸汽加热管(12)蒸汽出口相连；所述水汽分离器E(24)蒸汽出口通过抽吸机D(25)与蒸汽发生器(11)蒸汽出口相连；所述水汽分离器E(24)分离水出口与蒸汽发生器(11)进水口相连；

所述处理罐(1)气水出口连接有水汽分离器F(26)，所述水汽分离器F(26)进口与处理罐(1)气水出口相连；所述水汽分离器F(26)蒸汽出口通过抽吸机E(27)与蒸汽加热器(13)蒸汽入口相连；所述水汽分离器F(26)分离水出口与蒸汽发生器(11)进水口相连。

10.根据权利要求6所述的过热蒸汽和压力组合调控食品品质的装置，其特征在于：它还包括出气口与处理罐(1)气体入口相连的空气压缩机(5)；所述空气压缩机(5)与处理罐(1)之间连接有三通阀C(8)，所述三通阀C(8)还连接有气源B(7)；所述三通阀C(8)的c2进口与空气压缩机(5)出气口相连，三通阀C(8)的c1出口与处理罐(1)进气口相连，三通阀C(8)的c3进口与气源B(7)相连；空气压缩机(5)的进口端连接有气源A(6)。

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