CN214781297U - 一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及乳制品生产设备技术领域，具体涉及一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，包括装置本体，其包括供水泵、第一过滤组件和第二过滤组件，供水泵的输入输出分别连接供水源和第一过滤组件，第一过滤组件连接第二过滤组件，第二过滤组件连接无菌水使用点，两者之间连接第二气源；两个过滤组件之间的管路上连接第一气源；第二气源与第二过滤组件之间设有第一阀门和第二阀门，第一阀门位于第二阀门和第二过滤组件之间，第二阀门连接CIP清洗液供应源。本实用新型采用二级过滤形式，保证了无菌水随时供应，确保生产过程的连续性，并降低了无菌水进行存储而被污染的风险，提升了无菌产品的安全性，同时也降低了设备投资成本。

Description

一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置

技术领域

本实用新型涉及乳制品生产设备技术领域，具体涉及一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置。

背景技术

在酸奶的生产过程中，一般使用卫生管道进行酸奶的输送，输送结束后管道中会存在较多残留物。为了减少因管壁残留而造成的产品损失，通常采用无菌水进行水顶料作业，以便回收管道中的产品残留物。

现有技术中，对于无菌水的制备一般采用下述传统方式：通过超高温对水体中的微生物进行灭杀，然后将灭杀得到的洁净水存储到罐中待使用。该方法的缺点如下：

1)采用高温杀菌，能耗比较高；

2)需要配置专门的容器存储无菌水，在存储的过程中易被污染，风险比较高；

3)配置的容器的大小有很大的制约性，太小不能满足生产的连续性，太大则造价比较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，包括装置本体，所述装置本体的输入端连接供水源、输出端连接无菌水使用点，其中，所述装置本体包括供水泵、第一过滤组件和第二过滤组件，所述供水泵提供管路中的水体流动动力，所述第一过滤组件用于对输入水体进行粗级过滤，所述第二过滤组件用于对经粗过滤后的水体进行精细过滤，所述供水泵的输入端连接所述供水源、输出端连接所述第一过滤组件的输入端，所述第一过滤组件的输出端连接所述第二过滤组件的输入端，所述第二过滤组件的输出端连接所述无菌水使用点；

所述第一过滤组件和所述第二过滤组件之间的连接管路上连接第一气源，所述第一气源提供洁净压缩空气，以便吹干管路中的水体；

所述无菌水使用点和所述第二过滤组件之间的连接管路上连接第二气源，所述第二气源提供洁净蒸汽，以便对管路进行杀菌处理；

所述第二气源与所述第二过滤组件之间的连接管路上设有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门位于所述第二阀门和所述第二过滤组件之间，所述第二阀门连接CIP清洗液供应源，以便提供CIP清洗液进行管道清洗。

本实用新型通过设置第二阀门和CIP清洗液供应源对管路进行清洗，设置第二气源对管路进行杀菌，设置第一气源对管路进行吹干，设置两组过滤组件对输入水体进行粗过滤和精细过滤，在去除杂质和细菌的情况下实现无菌水的制备。

所述第二过滤组件的输出端连接一背压阀的输入端，所述背压阀的输出端连接所述无菌水使用点；

所述背压阀连接一第三气源，所述第三气源提供压缩空气，以便供背压阀进行输出的压力调节，以便使无菌水使用点的压力保持在稳定的范围内。

所述背压阀和所述无菌水使用点之间设有第一压力变送组件，所述第一压力变送组件连接所述第三气源。

所述第一阀门和所述第二过滤组件之间设有第三阀门，便于在开启第二阀门进行后段管路的CIP清洗作业时，避免清洗液流入前段管路，两个过滤组件设置于前段管路中，因此，可保护过滤组件避免清洗液侵蚀。

所述供水泵的输入端通过一源水储罐连接所述供水源，以便将定量的供水源的水体临时存放于源水储罐内便于生产作业的持续稳定。

所述源水储罐上自下而上设有中液位开关和高液位开关，以便实时监测源水储罐储量的中液位和高液位；

所述源水储罐和所述供水源之间设有第四阀门，以便控制储罐供水，所述中液位开关和所述高液位开关均连接所述第四阀门，以便根据不同液位开关的反馈控制第四阀门的启闭，实现在不同液位下对储罐供水或者停止供水，比如在中液位开关的信号被触发时，表示罐内储水达到补充条件，则开启第四阀门进行补水，在高液位开关的信号被触发时，表示补水达到上限，则第四阀门关闭后停止补水。

所述供水泵采用一带有变频器的离心泵，以便使管路泵送动力的输出稳定可控。

所述供水泵和所述第一过滤组件之间设有第二压力变送组件，所述第二压力变送组件连接所述供水泵的控制单元，以便实时监测管道压力并反馈至供水泵后实现供水泵转速的实时调整，从而调控管道供水压力保持在稳定范围。

所述第一过滤组件和所述第二过滤组件之间设有温度变送器，所述温度变送器连接所述第二气源(洁净蒸汽)，以便在管路温度达到特定温度后，关闭蒸汽供应，实际使用时，一般需要设置延时，当管路温度持续稳定在某个温度达到一定时间后，才关闭第二气源的洁净蒸汽供应，从而达到管道杀菌的效果。

所述源水储罐上设有低液位开关，所述低液位开关的信号输出端连接所述供水泵，以便根据低液位信号实现供水泵的启闭，当低液位信号被触发时，供水泵停止。

有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型采用二级过滤形式，在线对管道进行杀菌和干燥，然后对原水进行过滤和除菌后制备无菌水，保证了无菌水随时供应，确保生产过程的连续性，并降低了无菌水进行存储而被污染的风险，提升了无菌产品的安全性，同时也降低了设备投资成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构连接示意图；

图2为本实用新型的过滤组件的一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，其意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列组成部件或单元的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组成部件或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它部件组成或者组成单元。

参照图1，一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，包括装置本体，其输入端连接供水源A、输出端连接无菌水使用点B，其还连接CIP清洗液供应源C。

装置本体包括供水泵100、第一过滤组件201和第二过滤组件202，供水泵100提供管路中的水体流动动力，第一过滤组件201用于对输入水体进行粗级过滤，第二过滤组件202用于对经粗过滤后的水体进行精细过滤，供水泵100的输入端连接供水源A、输出端连接第一过滤组件201的输入端，第一过滤组件201的输出端连接第二过滤组件202的输入端，第二过滤组件202的输出端连接无菌水使用点B；

第一过滤组件201和第二过滤组件202之间的连接管路上连接第一气源D1，第一气源D1提供洁净压缩空气，以便吹干管路中的水体；

无菌水使用点B和第二过滤组件202之间的连接管路上连接第二气源D2，第二气源D2提供洁净蒸汽，以便对管路进行杀菌处理；

第二气源D2与第二过滤组件202之间的连接管路上设有第一阀门301和第二阀门302，第一阀门301位于第二阀门302和第二过滤组件202之间，第二阀门302连接CIP清洗液供应源C，以便提供CIP清洗液进行管道清洗。

本实用新型的过滤组件均采用工业级过滤器。如图2所示为过滤组件的结构示意图，其包括外壳2000，外壳分为上下两部分，由法兰2001连接，外壳内腔设有至少两个滤芯2002，滤芯2002放置在隔板2003上，隔板2003将过滤组件内腔分隔为上下两个腔室；

外壳顶部设有泄压阀接口2004，用于连接安全阀门，外壳位于下部的侧壁设有进水接口2005，该接口连通隔板2003上部的腔室(该进水接口也可以设置在外壳底部，但需要使用管道将其连通隔板2003上部的腔室)，外壳底部设有出水接口2006，出水接口2006连通隔板2003下部的腔室，从而使流经内腔的水体必然经过滤芯2002。

在其中一些优选实施例中，第一过滤组件201的过滤精度设置为1μm以便去除大部分杂质颗粒；第二过滤组件202的过滤精度设置为0.2μm，以便达到除菌级过滤。

需要说明的是，本申请中，供水源A可选用RO水；无菌水使用点B包括各类需要使用无菌水的工业化生产线和对应的设备，比如酸奶生产线。

本实用新型通过上述实施例，以预过滤和除菌过滤的二级膜过滤的形式实现了无菌水制备，从而实现在线对RO水进行除菌过滤制备无菌水，保证了无菌水随时供应，保证生产的连续性，并降低无菌水进行存储而被污染的风险，确保了无菌产品的安全性，同时也降低了投资成本。

需要说明的是，本实用新型中所述CIP(Cleaning In Place)，是指原位清洗，又称就地清洗或定位清洗，其被广泛的用于饮料、乳品、果汁、果浆、果酱、酒类等机械化程度较高的食品饮料生产企业中。CIP清洗作业的一般步骤包括：第一步、水冲洗；第二步、热碱清洗；第三步、二次水冲洗，用于冲掉碱性清洗残留；第四步、热酸清洗；第五步、三次水冲洗，用于冲掉酸性清洗残留。

本实用新型为实现对输出端的压力平衡，可按如下结构设置：在一些实施例中，第二过滤组件202的输出端连接背压阀309的输入端，背压阀309的输出端连接无菌水使用点B；

背压阀309连接第三气源D3，第三气源D3向提供压缩空气，以便供背压阀309进行输出端的压力调节，从而使无菌水使用点B的压力始终能够保持在稳定的范围内。

在一些实施例中，背压阀309和无菌水使用点B之间设有第一压力变送组件401，第一压力变送组件401连接第三气源D3。

具体的，第一压力变送组件401连接第三气源D3的气泵。

本实用新型为实现在进行管道CIP清洗作业时防止CIP清洗液流入前段管道(第二阀门到供水源之间的管道)，避免清洗液侵蚀过滤组件，可作如下设置：在一些实施例中，第一阀门301和第二过滤组件202之间设有第三阀门303，通过第三阀门303配合第一阀门301实现双保险，在CIP清洗作业时截断前后段管路。

在一些实施例中，供水泵100的输入端通过源水储罐500连接供水源A，以便将定量的供水源A的水体临时存放于源水储罐500内便于生产作业的持续稳定。

在一些实施例中，源水储罐500上自下而上设有中液位开关601和高液位开关602，以便实时监测源水储罐500储量的中液位和高液位；

源水储罐500和供水源A之间设有第四阀门304，以便控制储罐供水，中液位开关601和高液位开关602均连接第四阀门304，以便根据不同液位开关的反馈控制第四阀门304的启闭，实现在不同液位下对储罐供水或者停止供水，比如在中液位开关601的信号被触发时，表示罐内储水达到补充条件，则开启第四阀门304进行补水，在高液位开关602的信号被触发时，表示补水达到上限，则第四阀门304关闭后停止补水。

上述实施例中，对于各个液位开关的功能做如下说明：其中，

高液位开关602是确保系统补水的安全性，其标志了补水的高限位，用于发出停止补水信号，当高液位信号被触发后，第四阀门304关闭后停止补水；

中液位开关601用于确保补水的及时性，其标志了补水的低限位，用于发出补水启动信号，当中液位信号被触发时，第四阀门304开启后开始补水；

本实用新型为实现供水过程对供水泵的保护，可作如下设置：在一些实施例中，源水储罐500上还设有低液位开关603，低液位开关603的信号输出端连接供水泵100，以便根据低液位信号实现供水泵100的启闭，当低液位信号被触发时，供水泵100停止。

需要说明的是，此处的低液位开关603的信号输出连接供水泵100，是指连接泵的控制电路。

另外，源水储罐500和供水泵100之间还设有第五阀门305，以便及时截断源水储罐和供水泵之间的连接；

第一过滤组件201和第二过滤组件202之间设有第六阀门306，以便配合其他阀门实现管路清洗和吹干。

本实用新型中的中高低三个液位开关可采用音叉式液位开关，此时，中高低液位信号的触发是指音叉式液位开关的信号消失，即上位控制系统或者泵的控制电路等与音叉开关连接的控制单元在检测到对应液位的音叉开关的信号消失后，即认为对应的液位信号被触发。

本实用新型中，为使供水过程稳定可控，可将供水泵100设置为带有变频器的离心泵，以便为管路提供稳定的泵送动力。

在一些实施例中，供水泵100和第一过滤组件201之间设有第二压力变送组件402，第二压力变送组件402连接供水泵100，具体连接在供水泵100的控制端，以便实时监测管道压力并反馈至供水泵100后实现供水泵100转速的实时调整，从而调控管道供水压力保持在稳定范围。

需要说明的是，供水泵100的控制端是指泵的控制单元，其一般为供水泵100的驱动电路，包括信号接收、电源供应等电路结构，其结构和连接方式均属于现有技术，此处不再一一赘述。当采用带有变频器的离心泵时，第二压力变送组件402的信号输出给变频器800。

本实用新型中所述的第一压力变送组件、第二压力变送组件均是指管道压力变送器。

在一些实施例中，第一过滤组件201和第二过滤组件202之间设有温度变送器700，温度变送器700连接第二气源D2，以便在管路温度达到特定温度后，关闭蒸汽供应，实际使用时，一般需要设置延时，当管路温度持续稳定在某个温度达到一定时间后，才关闭第二气源D2的洁净蒸汽供应，从而达到管道杀菌的效果。

具体的，可设置温度变送器700的检测温度为125℃，设置第二气源D2的关闭延时时间为20分钟，则表示当管道温度持续在125℃达到20分钟后，关闭第二气源D2。

上述实施例中述及的温度变送器700连接第二气源D2，一般是指连接到第二气源的动力供应端，比如第二气源为电驱动泵送时，则温度变送器的信号给第二气源的泵的控制端。

综上所述，本实用新型通过设置第二阀门302和CIP清洗液供应源C对管路进行清洗，设置第二气源D2对管路进行杀菌，设置第一气源D1对管路进行吹干，设置两组过滤组件对输入水体进行粗过滤和精细过滤，在去除杂质和细菌的情况下实现无菌水的制备。

本实用新型中，为实现远程监控，还可在第一过滤组件201上连接压力计901，在第二过滤组件202上连接压力计902，另外，在装置本体的输出端也可以连接压力计903，以便监控输出压力，方便背压阀的调节。上述各个压力计均为可通过有线网络或者无线网络向远程上位系统反馈数据的压力计。

本实用新型制备无菌水按照如下步骤进行：

1)对管路进行CIP清洗；

2)清洗后的管路通入洁净蒸汽对与水接触的管道、阀门、仪表和过滤器进行杀菌，使其达到无菌状态；

3)然后通入RO水，通过粗过滤和除菌过滤后变成无菌水。

具体的各个清洗作业的操作步骤如下：

1)CIP清洗：关闭第一阀门301和第三阀门303，打开第二阀门302，CIP清洗液供应源C向第二阀门302和无菌水使用点B之间的管路内打入CIP清洗液，对管路进行CIP清洗，除去其中残留的有机物和无机物。

清洗结束后，关闭第六阀门306，打开洁净压缩空气进线的阀门，用压缩空气将管线中的水吹干，吹干后，关闭洁净压缩空气进线阀门。

2)杀菌：打开洁净蒸汽进线阀门，管线中通入洁净蒸汽，待管线上相关温度传感器达到杀菌温度(125℃)后，倒计时20分钟，倒计时结束后管线杀菌结束，管线达到无菌状态。

3)无菌水制备：打开管线上所有的阀门(是指除第四阀门304之外的第一阀门301、第二阀门302、第三阀门303、第五阀门305、第六阀门306和背压阀309)，开启供水泵100，通过变频器800和压力变送器402进行关联控制，到达设定压力(比如设定压力设置为3Bar)，从而实现稳压控制，并制备出无菌水。

4)恒压控制措施：

a)本申请的装置本体的输出可连接多个无菌水使用点B，图示仅示意性画出其中之一。通常无菌水使用点B的开启的数量不同会导致管线上的压力波动比较大，本申请为解决该问题，通过供水泵100的变频调节，配合压力变送器402进行关联后实现恒压控制，从而使本申请在使用时不受无菌水使用点B的多少影响。

b)本申请配置1台源水储罐500，罐上设置高中低三个液位开关，分别为低液位开关603、中液位开关601、高液位开关602，各个液位开关和供水源A的第四阀门304(该阀门为自动阀门结构)进行关联控制，时刻保证源水储罐500中有充足的水体储量，从而保证供水泵100在进水作业中的稳定持续工作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，包括装置本体，所述装置本体的输入端连接供水源、输出端连接无菌水使用点，其特征在于，所述装置本体包括供水泵、第一过滤组件和第二过滤组件，所述供水泵的输入端连接所述供水源、输出端连接所述第一过滤组件的输入端，所述第一过滤组件的输出端连接所述第二过滤组件的输入端，所述第二过滤组件的输出端连接所述无菌水使用点；

所述第一过滤组件和所述第二过滤组件之间的连接管路上连接提供洁净压缩空气的第一气源；

所述无菌水使用点和所述第二过滤组件之间的连接管路上连接提供洁净蒸汽的第二气源；

所述第二气源与所述第二过滤组件之间的连接管路上设有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门位于所述第二阀门和所述第二过滤组件之间，所述第二阀门连接CIP清洗液供应源。

2.根据权利要求1所述的一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，其特征在于，所述第二过滤组件的输出端连接一背压阀的输入端，所述背压阀的输出端连接所述无菌水使用点；

所述背压阀连接一提供压缩空气的第三气源。

3.根据权利要求2所述的一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，其特征在于，所述背压阀和所述无菌水使用点之间设有第一压力变送组件，所述第一压力变送组件连接所述第三气源。

4.根据权利要求1所述的一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，其特征在于，所述第一阀门和所述第二过滤组件之间设有第三阀门。

5.根据权利要求1所述的一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，其特征在于，所述供水泵的输入端通过一源水储罐连接所述供水源。

6.根据权利要求5所述的一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，其特征在于，所述源水储罐上自下而上设有中液位开关和高液位开关；

所述源水储罐和所述供水源之间设有第四阀门，所述中液位开关和所述高液位开关均连接所述第四阀门。

7.根据权利要求1所述的一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，其特征在于，所述供水泵采用一带有变频器的离心泵。

8.根据权利要求7所述的一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，其特征在于，所述供水泵和所述第一过滤组件之间设有第二压力变送组件，所述第二压力变送组件连接所述供水泵。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，其特征在于，所述第一过滤组件和所述第二过滤组件之间设有温度变送器，所述温度变送器连接所述第二气源。

10.根据权利要求5或6所述的一种适用于酸奶生产的无菌水制备装置，其特征在于，所述源水储罐上设有低液位开关，所述低液位开关的信号输出端连接所述供水泵。

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