TWM595540U - 微細化設備 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種微細化設備，包括一容器、一第一剪切攪拌元件、一第二剪切攪拌元件、一剪切幫浦、一第一可切換閥、一排出管路、以及一加壓幫浦。容器具有彼此連通的容置空間、排出口、以及物料進入口。第一剪切攪拌元件設置於容器中，且具有一第一轉速。第二剪切攪拌元件鄰近前述排出口，且具有一第二轉速，其中第一轉速大於第二轉速。剪切幫浦連接前述排出口。第一可切換閥連接剪切幫浦、排出管路和加壓幫浦，且加壓幫浦更連接物料進入口。

Description

微細化設備

本創作係有關於一種微細化設備。更具體地來說，本創作有關於一種用於微細化物料或混合物料的微細化設備。

一般食品工廠的食品加工製程設備於生產前後均需要對桶槽與管路以一定位清洗(clean in place，CIP)設備進行清洗，若清洗不完全將導致殘料滯留與微生物滋生，造成生產時交叉污染，增加產品不良率。

然而，多數剪切攪拌設備因管路要額外銜接定位清洗設備會因該設備體積大、占地廣、購置成本高，且還需要考量工廠各區配管的連線。因此，多數剪切攪拌加工製程設備的清洗多為人工清洗，造成耗時費力且無法確保清洗品質。再者，此類設備亦因其配管長度，造成過多的物料於管路損失，不具備生產彈性。

此外，針對大型的剪切攪拌設備更有剪切均勻度與清洗死角問題。再者，由於一般設備難以確認受剪切攪拌之物料是否已達到所需要求如粒徑或均勻度，往往會花費過多的時間來剪切攪拌，除了製程時間的拉長外，更可能會造成混合物料的品質劣化。而部分微細化設備亦需要搭配粗碎或軟化設備以避免堵塞，而增加設備清洗時間與衛生風險。因此，如何解決前述各項問題始成一重要之課題。

為了解決上述習知之問題點，本創作提供一種微細化設備，包括一容器、一第一剪切攪拌元件、一第二剪切攪拌元件、一剪切幫浦、一第一可切換閥、一排出管路、以及一加壓幫浦。容器具有彼此連通的容置空間、排出口、以及物料進入口。第一剪切攪拌元件設置於容器中，且具有一第一轉速。第二剪切攪拌元件鄰近前述排出口，且具有一第二轉速，其中第一轉速大於第二轉速。剪切幫浦連接前述排出口。第一可切換閥連接剪切幫浦、排出管路和加壓幫浦，且加壓幫浦更連接物料進入口。

於本創作一些實施例中，前述排出口形成於容器之一底面上，且物料進入口鄰近前述底面。

於本創作一些實施例中，前述微細化設備更包括一量測元件，設置於剪切幫浦和第一可切換閥之間。

於本創作一些實施例中，前述微細化設備更包括一第二可切換閥、一流體供應裝置、以及一第三可切換閥。第二可切換閥設置於剪切幫浦和排出口之間。流體供應裝置連接第二可切換閥。第三可切換閥設置於物料進入口和加壓幫浦之間。容器更具有一流體進入口，且第三可切換閥連接流體進入口。

於本創作一些實施例中，前述微細化設備更包括一過濾元件，設置於第三可切換閥該流體進入口之間。於一些實施例中，流體進入口形成於容器之一頂面上。

於本創作一些實施例中，前述微細化設備更包括一可旋轉刮刀、一溫度調整組件、一感測元件、以及一壓力調整組件。可旋轉刮刀設置於容器中且鄰近容器之內壁面。溫度調整組件接觸容器。感測元件設置於容器上。壓力調整組件連通容置空間。

本創作一些實施例中，前述容器包括一本體和一蓋體，且微細化設備更包括一移動裝置，連接蓋體以驅動蓋體相對於本體移動。

以下說明本創作實施例之微細化設備。然而，可輕易了解本創作實施例提供許多合適的創作概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本創作，並非用以侷限本創作的範圍。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。

第1圖係表示本創作一實施例之微細化設備10，前述微細化設備10可用於將物料進行微細化、或是將兩種或兩種以上的物料混合。舉例而言，前述物料可為農產品(例如蔬菜、水果或稻米等)或液體(例如水或油)，且經過微細化設備10加工後之產品則可作為嬰兒的副食品。

微細化設備10主要包括一容器100、一移動裝置200、一第一剪切攪拌元件300、一第二剪切攪拌元件400、一可旋轉刮刀500、複數個感測元件600A、600B、600C、600D、一溫度調整組件700、複數個量測元件800A、800B、一過濾元件900、一第一可切換閥V1、一第二可切換閥V2、一第三可切換閥V3、一排出管路E、一剪切幫浦P1、一加壓幫浦P2、一流體供應裝置S、一壓力調整組件A、以及一控制系統C。

容器100內可形成一容置空間110，且容器100的壁面上可形成與容置空間110連通的一排出口120、一物料進入口130、一流體進入口140、以及一氣體進入口150。排出口120可形成於容器100的底面101，流體進入口140和氣體進入口150則可形成於容器100的頂面102。物料進入口130形成於容器100的側面，且位於第一剪切攪拌元件300和第二剪切攪拌元件400之間。特別的是，物料進入口130係較為鄰近容器100的底面101，換言之，物料進入口130與底面101之間的距離將小於物料進入口130與頂面102之間的距離。於一些實施例中，物料進入口130亦可直接形成於底面101上。

於本實施例中，容器100可由一本體160和一蓋體170構成。移動裝置200可與蓋體170連接，並可驅動蓋體170相對於本體160移動，以使兩者分離或組合。舉例而言，移動裝置200可為一氣壓缸。

第一剪切攪拌元件300包括一驅動馬達310和一葉片320。驅動馬達310設置於蓋體170上，葉片320則穿過蓋體170並延伸至容置空間110中。第二剪切攪拌元件400亦包括一驅動馬達410和一葉片420。驅動馬達410設置於容器100的底面102，葉片420延伸至容器100的容置空間110中，其中，第二剪切攪拌元件400會鄰近於前述排出口120。

特別的是，第一剪切攪拌元件300具有第一轉速，第二剪切攪拌元件400則具有第二轉速，第一轉速會大於第二轉速。

前述可旋轉刮刀500設置於容器100的容置空間110中，並鄰近容器100的內表面。感測元件600A、600B、600C、600D設置於容器100上，用以量測容器100或容器100內之物料的狀態。於本實施例中，感測元件600A、600B、600C、600D分別可用以感測溫度、壓力、重量與表面脈衝訊號，其中感測元件600A、600B、600D設置於容置空間110中，感測元件600C則設置於底面101的內表面，感測元件600D則設置於頂面102的內表面。

溫度調整組件700包括一中空元件710和一供應裝置720。中空元件710貼附於容器100的外表面且環繞前述容器100，供應裝置720則與中空元件710連接。供應裝置720可提供液體(例如熱水或冷水)及/或氣體(例如蒸氣)至中空元件720，以調整容器100內的溫度。

第二可切換閥V2例如可為三向閥，其可與容器100的排出口120、流體供應裝置S、以及剪切幫浦P1連接。第一可切換閥V1同樣可為三向閥，其可連接剪切幫浦P1、排出管路E、以及加壓幫浦P2。量測元件800A、800B可設置於剪切幫浦P1和第一可切換閥V1之間。

請繼續參閱第1圖，同樣的，本實施例中之第三可切換閥V3也是三向閥，並可與加壓幫浦P2、容器100的物料進入口130、以及容器100的流體進入口140連接。過濾元件900設置於第三可切換閥V3和流體進入口140之間。壓力調整組件A則可連接容器100的氣體進入口150。

控制系統C例如可以為電腦或伺服器，且可與前述感測元件600A、600B、600C、600D、溫度調整組件700、量測元件800A、800B、第一可切換閥V1、和壓力調整組件A電性連接。

以下說明前述微細化設備10的使用方法。當使用者欲使用微細化設備10來微細化物料或混合物料時，可先利用移動裝置200使蓋體170與本體160分離，並將一或多種的物料B加入容器100的容置空間110中，然後再利用移動裝置200使蓋體170返回結合位置，使容置空間110形成為一密閉空間(如第2圖所示)。

接著，使用者可啟動第一剪切攪拌元件300和第二剪切攪拌元件400，來對物料B攪拌和切細。需特別說明的是，第一剪切攪拌元件300具有較大的直徑和較快的轉速，具有較大的動力，故可用來處理物料B中密度較小的浮體，第二剪切攪拌元件400鄰近容器100的底面102和排出口120，故可用來處理物料B中密度較大的沉體。

在一些實施例中，物料B具有較大尺寸與硬度，因此流體供應裝置S可供應蒸氣入容器100，對前述物料進行軟化，以利第一剪切攪拌元件300與第二剪切攪拌元件400進行混合和切細。

在一些實施例中，物料B具有較大的黏稠度，因此在鄰近物料B液面的部份可能會產生固化而貼附於容器100的內壁面。可旋轉刮刀500可鄰近於前述物料B的液面，且旋轉時可刮下固化的物料B，使其再被第一剪切攪拌元件300混合和切細。

在對物料B攪拌和切細的過程中，感測元件600A、600B、600C可持續地感測物料B的溫度、容器100內的壓力、以及容器100和物料B的重量。當所偵測到之數值與適當的混合環境不相符，控制系統C即會傳送訊號至溫度調整組件700及/或壓力調整組件A。供應裝置720可供給相應溫度的氣體或液體至中空元件710來使容器100升溫或降溫，而壓力調整組件A則可供給氣體(例如惰性氣體或蒸氣)至容置空間110，或從容置空間110抽取氣體，以調節容置空間110內的壓力，如針對部分對溫度敏感的配方，可調節為負壓環境，使在較低溫的剪切環境時，具有真空濃縮的功效。

在對物料B攪拌和切細時，第二可切換閥V2是切換為使排出口120與剪切幫浦P1連通，且第三可切換閥V3是切換為使加壓幫浦P2與物料進入口130連通。通過剪切幫浦P1提供的動力，被混合及切細的物料B可從排出口120離開容器100，此時第二剪切攪拌元件400可再進一步地對物料B攪拌和切細，以避免離開的物料B中具有因為在容器100死角而未被攪拌和切細的部分。

物料B進入剪切幫浦P1後會再次被剪切幫浦P1剪切，以確保物料B的均勻性，同時也能避免未被剪切細碎的塊狀物料B進入加壓幫浦P2，進而造成加壓幫浦P2的堵塞。接著，物料B會經過量測元件800A、800B進入第一可切換閥V1中。

量測元件800A、800B會在物料B通過時量測物料B的溫度、壓力、顆粒粒徑及/或導電度，藉以判斷物料B是否已達到所需的要求。若物料B已達到所需要求，則控制系統C可傳送訊號至第一可切換閥V1，使其切換為使剪切幫浦P1與排出管路E連通，物料B可由排出管路E排出以進行後續作業。

若物料B未達到所需要求，則控制系統C可傳送訊號至第一可切換閥V1，使其切換為使剪切幫浦P1與加壓幫浦P2連通。加壓幫浦P2可驅動物料B從物料進入口130再次流入容置空間110中，以再次對物料B攪拌和切細。於本實施例中，加壓幫浦P2為一離心幫浦。

需特別說明的是，由於物料進入口130是位於容器100的底面101，因此可避免物料B重新進入容置空間110時產生氣泡，進而氧化而產生劣變，同時該配置可避免上方入口管路造成的清洗死角。

因此，通過前述微細化設備10，可確保混合或切細後的物料B達到所需的要求，且提升了混合及切細的均勻性。

請參閱第3A圖，當使用者欲清潔容器100和物料B流過的管路時，首先可使第二可切換閥V2切換為使流體供應裝置S與剪切幫浦P1連通，且使第一可切換閥V1切換為使剪切幫浦P1與排出管路E連通。流體供應裝置S可提供一清潔流體(例如水、蒸氣、或其他清潔液)依序流過第二可切換閥V2、剪切幫浦P1和第一可切換閥V1，最後由排出管路E流出。藉此，可清潔於管路中體積較大的殘留物料B。

接著，請參閱第3B圖，使用者可使第二可切換閥V2切換為使流體供應裝置S與剪切幫浦P1連通，且使第三可切換閥V3切換為使加壓幫浦P2與物料進入口130連通。流體供應裝置S可提供另一清潔流體(例如水、蒸氣、或其他清潔液)依序流過第二可切換閥V2、剪切幫浦P1、第一可切換閥V1、加壓幫浦P2、以及第三可切換閥V3，最後再由物料進入口130進入容器100的容置空間110。

進入容器100內的清潔流體可由排出口120流出，並再次流經第二可切換閥V2、剪切幫浦P1、第一可切換閥V1、加壓幫浦P2、第三可切換閥V3和物料進入口130，以循環清潔管路。經過預設次數的循環後，第一可切換閥V1可切換為使剪切幫浦P1與排出管路E連通，清潔流體可從排出管路E離開。應注意的是，在清潔流體循環流動的過程中，若量測元件800A、800B量測到清潔流體的導電度的濃度下降至一預設數值，流體供應裝置S可補充相同的清潔流體進入。

如第3C圖所示，當前述清潔流體從排出管路E離開後，第二可切換閥V2可被切換為使排出口120與剪切幫浦P1連通，且第三可切換閥V3可被切換為使加壓幫浦P2與流體進入口140連通。流體供應裝置S可提供又一清潔流體(例如水、蒸氣、或其他清潔液)依序流過第二可切換閥V2、剪切幫浦P1、第一可切換閥V1、加壓幫浦P2、以及第三可切換閥V3、以及過濾元件900，最後再由流體進入口140進入容器100的容置空間110。

過濾元件900例如可為具有一百五十至兩百孔的薄膜，因此清潔流體在管路中清除的雜質可被過濾。於本實施例中，流體進入口140可設有一噴灑頭，因此清潔流體可流過容器100的內壁面的所有區域。

設置於容置空間110內的感測元件600D可感測從流體進入口140進入的清潔流體的脈衝訊號。當所述脈衝訊號達到預設次數或經過預設次數的循環後，第一可切換閥V1可切換為使剪切幫浦P1與排出管路E連通，清潔流體可從排出管路E離開。經過前述步驟，微細化設備10的容器100和所有管路皆被清潔流體清潔。

以同樣的清潔流程，當清潔流體換成蒸氣時，設置於容置空間110內的感測元件600A與量測元件800A、800B可感測各不同程序的溫度訊號。當所述溫度訊號達到預設溫度一定時間後，微細化設備10的容器100和所有管路皆被清潔流體消毒或殺菌。

綜上所述，本創作提供一種微細化設備，包括一容器、一第一剪切攪拌元件、一第二剪切攪拌元件、一剪切幫浦、一第一可切換閥、一排出管路、以及一加壓幫浦。容器具有彼此連通的容置空間、排出口、以及物料進入口。第一剪切攪拌元件設置於容器中，且具有一第一轉速。第二剪切攪拌元件鄰近前述排出口，且具有一第二轉速，其中第一轉速大於第二轉速。剪切幫浦連接前述排出口。第一可切換閥連接剪切幫浦、排出管路和加壓幫浦，且加壓幫浦更連接物料進入口。

雖然本創作的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本創作之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本創作揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本創作使用。因此，本創作之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本創作之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

雖然本創作以前述數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作。本創作所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾。因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。此外，每個申請專利範圍建構成一獨立的實施例，且各種申請專利範圍及實施例之組合皆介於本創作之範圍內。

10:微細化設備 100:容器 101:底面 102:頂面 110:容置空間 120:排出口 130:物料進入口 140:流體進入口 150:氣體進入口 160:本體 170:蓋體 200:移動裝置 300:第一剪切攪拌元件 310:驅動馬達 320:葉片 400:第二剪切攪拌元件 410:驅動馬達 420:葉片 500:可旋轉刮刀 600A、600B、600C、600D:感測元件 700:溫度調整組件 710:中空元件 720:供應裝置 800A、800B:量測元件 900:過濾元件 A:壓力調整組件 B:物料 C:控制系統 E:排出管路 P1:剪切幫浦 P2:加壓幫浦 S:流體供應裝置 V1:第一可切換閥 V2:第二可切換閥 V3:第三可切換閥

第1圖係表示本創作一實施例之微細化設備的示意圖。 第2圖係表示本創作一實施例中，物料在微細化設備中循環的示意圖。 第3A圖係表示本創作一實施例中，流體供應裝置提供一清潔流體的示意圖。 第3B係表示本創作一實施例中，流體供應裝置提供另一清潔流體流入容器的示意圖。 第3C圖係表示本創作一實施例中，流體供應裝置提供又一清潔流體流入容器的示意圖。

10:微細化設備

100:容器

101:底面

102:頂面

110:容置空間

120:排出口

130:物料進入口

140:流體進入口

150:氣體進入口

160:本體

170:蓋體

200:移動裝置

300:第一剪切攪拌元件

310:驅動馬達

320:葉片

400:第二剪切攪拌元件

410:驅動馬達

420:葉片

500:可旋轉刮刀

600A、600B、600C、600D:感測元件

700:溫度調整組件

710:中空元件

720:供應裝置

800A、800B:量測元件

900:過濾元件

A:壓力調整組件

C:控制系統

E:排出管路

P1:剪切幫浦

P2:加壓幫浦

S:流體供應裝置

V1:第一可切換閥

V2:第二可切換閥

V3:第三可切換閥

Claims (11)

1. 一種微細化設備，包括： 一容器，具有一容置空間、一排出口、以及一物料進入口，該容置空間連通該排出口和該物料進入口； 一第一剪切攪拌元件，設置於該容器中，且具有一第一轉速； 一第二剪切攪拌元件，鄰近該排出口，且具有一第二轉速，其中該第一轉速大於該第二轉速； 一剪切幫浦，連接該排出口； 一第一可切換閥，連接該剪切幫浦； 一排出管路，連接該第一可切換閥；以及 一加壓幫浦，連接該第一可切換閥和該物料進入口。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微細化設備，其中該排出口形成於該容器之一底面上，且該物料進入口鄰近該底面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之微細化設備，其中該微細化設備更包括一量測元件，設置於該剪切幫浦和該第一可切換閥之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之微細化設備，其中該微細化設備更包括： 一第二可切換閥，設置於該剪切幫浦和該排出口之間； 一流體供應裝置，連接該第二可切換閥；以及 一第三可切換閥，設置於該物料進入口和該加壓幫浦之間，其中該容器更具有一流體進入口，且該第三可切換閥連接該流體進入口。
5. 如申請專利範圍第4項所述之微細化設備，其中該微細化設備更包括一過濾元件，設置於該第三可切換閥和該流體進入口之間。
6. 如申請專利範圍第4項所述之微細化設備，其中該流體進入口形成於該容器之一頂面上。
7. 如申請專利範圍第1項所述之微細化設備，其中該微細化設備更包括一可旋轉刮刀，設置於該容器中且鄰近該容器之內壁面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之微細化設備，其中該微細化設備更包括一溫度調整組件，接觸該容器。
9. 如申請專利範圍第1項所述之微細化設備，其中該微細化設備更包括一感測元件，設置於該容器上。
10. 如申請專利範圍第1項所述之微細化設備，其中該微細化設備更包括一壓力調整組件，連通該容置空間。
11. 如申請專利範圍第1項所述之微細化設備，其中該容器包括一本體和一蓋體，且該微細化設備更包括一移動裝置，連接該蓋體以驅動該蓋體相對於該本體移動。

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