專利名稱：流體超高壓加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種食品加工設(shè)備，尤其涉及一種流體超高壓加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
高壓處理過程是一個純物理過程，具有瞬間壓縮、殺菌均勻、操作安全和耗能低的 特點，有利于生態(tài)環(huán)境保護；超高壓加工技術(shù)除節(jié)約能源、減少污染等優(yōu)點外，其最大優(yōu)越 性在于這種技術(shù)是一種能非常好的保持食物天然色、香、味和營養(yǎng)成分的加工方法。目前全 球已經(jīng)有不少企業(yè)在生產(chǎn)超高壓加工設(shè)備，如美國的Avrue公司，西班牙的NC Hyperbaric 公司，我國的包頭科發(fā)高壓科技有限責任公司，和天津華泰森淼生物科技有限責任公司。目 前在世界上所有工業(yè)上使用的超高壓加工設(shè)備中，超高壓加工都是一個獨立的批次生產(chǎn)技 術(shù)，所有的加工產(chǎn)品包括流體食品都要先對產(chǎn)品進行包裝，再裝入超高壓殺菌設(shè)備進行殺 菌。這種批次生產(chǎn)的生產(chǎn)方式有一些缺點，比如說生產(chǎn)能力比較小，需要更多的人工在加工 過程中進行裝卸工作。對于一些流體食品，如牛奶，飲料，想要有一個比較大的產(chǎn)量，通過目 前市場上的超高壓加工設(shè)備是比較難以實現(xiàn)的。批次化生產(chǎn)是目前的超高壓加工設(shè)備所采用的加工方法，其加工特點是產(chǎn)品必須 先進行包裝，然后被放入超高壓加工設(shè)備，關(guān)艙門后加壓，加壓結(jié)束后泄壓開門將產(chǎn)品取 出，然后再放入下一批次的產(chǎn)品進行加壓生產(chǎn)。整個生產(chǎn)過程必須由人工不斷進行裝卸產(chǎn) 品，相對連續(xù)化生產(chǎn)而言，這種加工方式生產(chǎn)效率低下，因為人工而產(chǎn)生的運行費用相對較 高，由于產(chǎn)品加壓過程中被浸泡在水中，所以對產(chǎn)品的包裝材料也有較高要求，必須防水和 具有一定彈性。同時在采取目前的超高壓加工設(shè)備進行批次生產(chǎn)的時候，產(chǎn)品必須先包裝再裝入 高壓藏，這種情況下高壓艙體積的使用利用率永遠不可能達到100%，而且為了更多的裝產(chǎn) 品進去，裝卸的工人必須花更多的時間來對加工產(chǎn)品進行排列，這也無形中降低了生產(chǎn)效率。為了實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，液體連續(xù)加工方案是一個必須解決的問題，在現(xiàn)有技術(shù)中 也有個別公司采用技術(shù)方案做過嘗試，但因其所提及的工藝或設(shè)備結(jié)構(gòu)中都存在著一些很 難解決的技術(shù)缺陷，無法按其設(shè)計裝配加工設(shè)備或合理安全地加工食品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種更合理、更高效的流體超高壓連續(xù)加工設(shè) 備。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案如下一種流體超高壓加工設(shè)備，包括一密閉的高壓艙和一加壓液進液管，加壓液進液 管上設(shè)置有保壓閥，加壓液進液管在保壓閥之前設(shè)置有高壓液壓泵，所述的加壓液進液管 通入高壓艙后與一軟質(zhì)材料的增壓袋密封連通，加壓液進液管與高壓艙密封連接；高壓艙 設(shè)置有進液口、出料口，分別與原料進液管和出料管密封連接，在原料進液管上設(shè)置有進料閥、出料管上設(shè)置有第一出料閥，出料口設(shè)置于高壓艙底部，在進料閥之前還設(shè)置有進料 泵；在所述高壓艙頂部密封連接設(shè)置有無菌空氣進氣管和排氣管，無菌空氣進氣管上設(shè)置 有進氣閥，排氣管上設(shè)置有排氣閥。所述的原料進液管上在進料泵之前最好連通設(shè)置有一儲料緩沖罐。在出料管的第一出料閥外側(cè)最好還設(shè)置有一路清潔支管，在清潔支管上設(shè)置有清 潔閥，在出料管上、清潔支管的外側(cè)設(shè)置有第二出料閥。本發(fā)明的流體超高壓加工設(shè)備巧妙地改變了現(xiàn)有技術(shù)中高壓艙的功能空間，將加 壓裝置主體設(shè)計為高壓艙內(nèi)部的容積可變的軟質(zhì)材料增壓袋，而大容量的高壓艙則作為加 工產(chǎn)品的容倉，增壓袋在加壓加工之前由于待加工流體的注入而被壓縮，其體積受壓縮后 幾乎不占高壓艙容積，也就是說，高壓艙承載待加壓流體的空間利用率可以接近100%，加 壓結(jié)束后高壓艙內(nèi)產(chǎn)品可以全部被抽出，進而達到了設(shè)備利用率的最大化，這在現(xiàn)有技術(shù) 中是不可能做到的。同時，由于本流體超高壓加工設(shè)備高壓艙、產(chǎn)品進出管道、無菌空氣進 氣管和排氣管的巧妙設(shè)置，使得本設(shè)備可以完全不需人工裝卸的自動化連續(xù)操作，大幅度 地提高了流體超高壓加工的生產(chǎn)效率，加工周期大大縮短，勞動強度大大降低。本發(fā)明徹底解決了之前超高壓設(shè)備在加工液體產(chǎn)品時需開倉裝卸產(chǎn)品的問題，本 發(fā)明可以實現(xiàn)液體加工的連續(xù)化操作，可以和目前液體食品生產(chǎn)線的前處理設(shè)備及包裝設(shè) 備實現(xiàn)管路連接，原料進液管與前處理設(shè)備連接，出料管通過后續(xù)的食品用無菌泵和無菌 罐和包裝灌裝設(shè)備連接。這樣就可以將本發(fā)明的流體超高壓加工設(shè)備融入目前液體食品連 續(xù)化生產(chǎn)，成為全自動、高效率生產(chǎn)線中的一個部分。本發(fā)明的設(shè)備使用時，將無菌空氣進氣管與無菌空氣供氣裝置密封連接，這樣就 巧妙地解決了產(chǎn)品在加工結(jié)束后排出時形成真空負壓的問題，這樣就解決了產(chǎn)品出倉的問 題。而無菌空氣進入保壓艙又可以保證空氣在進入高壓艙后不會帶來二次污染。另外本 發(fā)明采用高壓艙內(nèi)另設(shè)液壓加壓設(shè)備，在做大體積加工設(shè)備時額外的增壓設(shè)備體積增加不 大，成本也大大降低。所述的儲料緩沖罐作為前處理設(shè)備和高壓艙之間的緩沖儲料空間，是為了防止超 高壓加工過程中出現(xiàn)加工時間波動所帶來的原料堆積。超高壓加工可能會在對高壓罐的升 壓過程中產(chǎn)生升壓時間的波動，其原因為原料液內(nèi)氣體含量不同或液壓機工作波動。加壓 時間的少量波動可能會導致前道工序產(chǎn)品的少量堆積，增加一個緩沖罐可以解決原料堆積 問題。而本發(fā)明的流體超高壓加工設(shè)備在出料管處設(shè)置一路清潔支管是為了更加方便 地、更加徹底地完成清潔管路的操作。同時本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題就是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、工作效率更 高流體超高壓連續(xù)加工設(shè)備組。為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案如下一種使用前述流體超高壓加工設(shè)備的流體超高壓加工設(shè)備組，該超高壓加工設(shè)備 組包括并聯(lián)設(shè)置的至少2臺前述的流體超高壓加工設(shè)備，各流體超高壓加工設(shè)備的原料進 液管合并為原料進液總管、各出料管也合并為出料總管，進料泵設(shè)置于原料進液總管上。所述的原料進液總管上在進料泵之前最好連通設(shè)置有一儲料緩沖罐。在所述各流體超高壓加工設(shè)備出料管的第一出料閥外側(cè)最好還設(shè)置有一路清潔支管，在清潔支管上設(shè)置有清潔閥，在出料管上、清潔支管的外側(cè)設(shè)置有第二出料閥。該流體超高壓加工設(shè)備組可以包括2至5臺流體超高壓加工設(shè)備組。因為該流體超高壓加工設(shè)備在加工過程中存在進料期，升壓期，保壓期，瀉壓和排 料期，所以為了充分地提高生產(chǎn)效率，更高效地適應(yīng)連續(xù)化生產(chǎn)的前處理設(shè)備及后包裝設(shè) 備，可以將多臺該流體超高壓加工設(shè)備并聯(lián)使用，與前處理設(shè)備及后包裝設(shè)備銜接生產(chǎn)，這 樣在其中一臺設(shè)備進入保壓操作期時，其它設(shè)備可以加壓或排料。合理調(diào)配、設(shè)置后可以保 證并聯(lián)設(shè)置的流體超高壓加工設(shè)備組連續(xù)性地導出加工流體，以適應(yīng)后續(xù)的連續(xù)生產(chǎn)的包 裝設(shè)備，其生產(chǎn)效率將進一步大幅提升。以一臺3X300L的設(shè)備加工牛奶為例，每個高壓艙生產(chǎn)周期約為10分鐘，每臺機 器總體生產(chǎn)能力為3X300X60/10 = 5400L/小時，而且不需要額外增加任何人工，如果需要
增加產(chǎn)量，只需要根據(jù)實際需要調(diào)整高壓艙數(shù)量和體積。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具 體實施方式作詳細說明，其中圖1是本發(fā)明的流體超高壓加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的的流體超高壓加工設(shè)備組的結(jié)構(gòu)示意圖。
1、高壓艙2、加壓液進液管201、保壓閥
202、高壓液壓泵3、增壓袋4、原料進液管
401、進料閥402、進料泵5、出料管
501、第一出料閥502、第二出料閥6、無菌空氣進氣
601、進氣閥7、排氣管701、排氣閥
8、儲料緩沖罐9、清潔支管901、清潔閥
具體實施例方式圖1示出了一種流體超高壓加工設(shè)備，包括一個密閉的高壓艙1和一條加壓液進 液管2，加壓液進液管2上設(shè)置有保壓閥201，加壓液進液管2在保壓閥201之前設(shè)置有高 壓液壓泵202，所述的加壓液進液管2通入高壓艙后與一軟質(zhì)材料的增壓袋3密封連通，加 壓液進液管2與高壓艙1密封連接；通過高壓液壓泵202往增壓袋3中高壓注入液體(水) 可以達到給高壓艙1加壓的目的。所述的高壓艙耐壓設(shè)計達到lOOOMPa，其結(jié)構(gòu)為中間的艙身和兩端可拆卸地密封 連接的端蓋，增壓袋3的容積應(yīng)為高壓艙1容積的15-25%，該容積根據(jù)需要保證的目標壓力而 定。其材料為食品用安全的硅膠(或類似)材料，該材料應(yīng)具有食品安全，耐壓，耐溫，具有 一定彈性的特性。增壓袋3也可以選用其他軟質(zhì)材料，只要在進料和加壓過程中能產(chǎn)生明 顯的體積變化，從而達到高壓加壓的功能即可。同時因為軟質(zhì)材料的增壓袋3使得原料進 料時能將增壓袋壓扁，這樣高壓艙的空間使用率就能接近于100%。高壓艙1設(shè)置有進液口、出料口，分別與原料進液管4和出料管5密封連接，在原 料進液管4上設(shè)置有進料閥401、出料管5上設(shè)置有第一出料閥501，出料口設(shè)置于高壓艙1底部，在進料閥401之前還設(shè)置有進料泵402 ；在所述高壓艙1頂部密封連接設(shè)置有無菌 空氣進氣管6和排氣管7，無菌空氣進氣管6上設(shè)置有進氣閥601，排氣管7上設(shè)置有排氣 閥 701 ；所述的原料進液管4上在進料閥401之前還連通設(shè)置有一個儲料緩沖罐8。儲料 液緩沖罐8中可以配備攪拌器，控溫裝置，同時緩沖罐內(nèi)也可設(shè)有預警裝置，當緩沖罐液位 超過設(shè)定值時將啟動預警裝置，停止或減緩前段工序的操作。在出料管在出料閥外側(cè)設(shè)置有一路清潔支管9，在清潔支管9上設(shè)置有清潔閥 901，在出料管5上、清潔支管9的外側(cè)設(shè)置有第二出料閥502。這樣在管路、設(shè)備清潔、維修 時，就能更加方便地、更加徹底地完成清潔管路的操作。使用時，所述的原料進液管4與前處理設(shè)備連接，出料管5通過后續(xù)的食品用無菌 泵和無菌罐和包裝灌裝設(shè)備連接。這樣可以將本發(fā)明的流體超高壓加工設(shè)備融入目前液體 食品連續(xù)化生產(chǎn)，成為全自動、高效率生產(chǎn)線中的一個部分。生產(chǎn)時，由進料泵402驅(qū)動待加壓流體從原料進液管4經(jīng)儲料緩沖罐8、進料閥 401，進入高壓艙1，此時出料管5上的第一出料閥501是關(guān)閉的，無菌空氣進氣管6上的進 氣閥601也是關(guān)閉的；同時排氣管7上的排氣閥701開啟，加壓液進液管2上的保壓閥201 開啟；待加壓流體將注滿高壓艙1，并且把增壓袋3壓扁。然后關(guān)閉進料閥401和排氣閥 701，開啟高壓液壓泵202，通過向增壓袋3內(nèi)高壓注入加壓液(可以是水，也可以是其它液 體)，增壓袋3迅速膨脹，高壓艙1內(nèi)儲存待加壓流體的容積受到高壓壓縮，流體即開始高壓 殺菌過程，當艙內(nèi)壓力達到設(shè)置值，可關(guān)閉保壓閥201進入高壓保壓殺菌。當保壓過程完成后，打開出料閥5，成品由后續(xù)食品用無菌泵抽吸流出高壓艙，同 時開啟無菌空氣進氣管6進氣閥601，而無菌空氣進氣管6的另一端與無菌空氣供氣裝置密 封連接，在無菌泵抽吸過程中由于無菌空氣經(jīng)進氣管6源源不斷地充入，所以高壓艙1內(nèi)的 流體成品能夠基本100%抽取進入后續(xù)包裝流程。出料完成后，關(guān)閉第一出料閥501，打開保壓閥201、進氣閥601，打開進料閥401、 保壓閥201、排氣閥701，進入下一循環(huán)的進料加工程序。上述的儲料緩沖罐8是為了前處理設(shè)備和高壓艙1之間能達到更合理、方便的銜 接，作為前處理設(shè)備和高壓艙1之間的緩沖儲料空間，可以防止超高壓加工過程中出現(xiàn)加 工時間波動所帶來的原料堆積。但對于某些環(huán)境下的設(shè)備也可以省去儲料緩沖罐8直接由 進料泵402出來的原料進液管4與前處理設(shè)備連接。同樣的，清潔支管9、清潔閥901、第二出料閥502的設(shè)置也是為了更加方便地、更 加徹底地完成清潔管路的操作，某些生產(chǎn)環(huán)境下、為了節(jié)省成本也可以省去清潔支管9、清 潔閥901、第二出料閥502的設(shè)置，由第一出料閥501出來的出料管5直接與后續(xù)的食品用 無菌泵和無菌罐和包裝灌裝設(shè)備連接。同時，因為該流體超高壓加工設(shè)備在加工過程中存在加壓加工期、以及注入待加 工產(chǎn)品和輸出已加工產(chǎn)品操作期，所以為了充分地提高生產(chǎn)效率，更高效地適應(yīng)連續(xù)化生 產(chǎn)的前處理設(shè)備及后包裝設(shè)備，我們將3臺該流體超高壓加工設(shè)備并聯(lián)使用，與前處理設(shè) 備及后包裝設(shè)備銜接生產(chǎn)，這樣在其中一臺設(shè)備進入保壓操作期時，其它設(shè)備可以加壓或 排料。合理調(diào)配、設(shè)置后可以保證并聯(lián)設(shè)置的流體超高壓加工設(shè)備組連續(xù)性地導出加工流 體，以適應(yīng)后續(xù)的連續(xù)生產(chǎn)的包裝設(shè)備。
使用3臺上述的流體超高壓加工設(shè)備并聯(lián)設(shè)置，各流體超高壓加工設(shè)備的原料進 液管4合并為原料進液總管，各出料管5也合并為出料總管，儲料緩沖罐8、和進料泵402都 設(shè)置于原料進液總管上，儲料緩沖罐8設(shè)置于進料泵402之前，儲料緩沖罐8通過原料進液 總管與前處理設(shè)備連接；出料總管與后續(xù)的食品用無菌泵和無菌罐和包裝灌裝設(shè)備連接。當然根據(jù)加工流體、加工參數(shù)等的不同其流體超高壓加工設(shè)備并聯(lián)設(shè)置的數(shù)目也 可以是2臺、4臺、5臺、6臺等，只要能保證加工成品能源源不斷輸出到后續(xù)包裝設(shè)備中。生產(chǎn)使用中，根據(jù)生產(chǎn)參數(shù)合理調(diào)配，三臺加工設(shè)備分別進料后加壓加工，第一臺 完成后出料，出料后繼續(xù)進料加工；第一臺完成出料后，單獨開啟第二臺的出料閥，馬上可 以進入第二臺的出料，出料完成后，第二臺繼續(xù)進料加工；然后單獨開啟第三臺的出料閥， 第三臺開始出料；等第三臺出料完成后，第一臺加工設(shè)備的加壓過程也已經(jīng)完成，可以再次 進入第一臺的出料，如此循環(huán)往復，保證出料總管能夠源源不斷地出料進入后續(xù)的罐裝設(shè) 備。
權(quán)利要求
一種流體超高壓加工設(shè)備，包括一密閉的高壓艙和一加壓液進液管，加壓液進液管上設(shè)置有保壓閥，加壓液進液管在保壓閥之前設(shè)置有高壓液壓泵，其特征在于所述的加壓液進液管通入高壓艙后與一軟質(zhì)材料的增壓袋密封連通，加壓液進液管與高壓艙密封連接；高壓艙設(shè)置有進液口、出料口，分別與原料進液管和出料管密封連接，在原料進液管上設(shè)置有進料閥、出料管上設(shè)置有第一出料閥，出料口設(shè)置于高壓艙底部，在進料閥之前還設(shè)置有進料泵；在所述高壓艙頂部密封連接設(shè)置有無菌空氣進氣管和排氣管，無菌空氣進氣管上設(shè)置有進氣閥，排氣管上設(shè)置有排氣閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體超高壓加工設(shè)備，其特征在于所述的原料進液管上在 進料泵之前連通設(shè)置有一儲料緩沖罐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體超高壓加工設(shè)備，其特征在于在出料管的第一出 料閥外側(cè)設(shè)置有一路清潔支管，在清潔支管上設(shè)置有清潔閥，在出料管上、清潔支管的外側(cè) 設(shè)置有第二出料閥。
4.一種使用權(quán)利要求1所述的流體超高壓加工設(shè)備的流體超高壓加工設(shè)備組，其特征 在于該超高壓加工設(shè)備組包括并聯(lián)設(shè)置的至少2臺流體超高壓加工設(shè)備，各流體超高壓 加工設(shè)備的原料進液管合并為原料進液總管、各出料管也合并為出料總管，進料泵設(shè)置于 原料進液總管上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體超高壓加工設(shè)備組，其特征在于所述的原料進液總管 上在進料泵之前連通設(shè)置有一儲料緩沖罐。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的流體超高壓加工設(shè)備組，其特征在于在所述各流體超 高壓加工設(shè)備出料管的第一出料閥外側(cè)設(shè)置有一路清潔支管，在清潔支管上設(shè)置有清潔 閥，在出料管上、清潔支管的外側(cè)設(shè)置有第二出料閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的流體超高壓加工設(shè)備組，其特征在于該流體超高壓加 工設(shè)備組包括2至5臺流體超高壓加工設(shè)備組。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種流體超高壓加工設(shè)備，包括一密閉的高壓艙和一加壓液進液管，加壓液進液管通入高壓艙后與一軟質(zhì)材料的增壓袋密封連通；高壓艙設(shè)置有進液口、出料口，分別與原料進液管和出料管密封連接，出料口設(shè)置于高壓艙底部；在所述高壓艙頂部密封連接設(shè)置有無菌空氣進氣管和排氣管。該設(shè)備高壓艙、產(chǎn)品進出管道、無菌空氣進氣管和排氣管的巧妙設(shè)置使得本設(shè)備可以實現(xiàn)完全不需人工裝卸的自動化連續(xù)操作，大幅度地提高了流體超高壓加工的生產(chǎn)效率，加工周期大大縮短，勞動強度大大降低。同時本發(fā)明還公開了一種使用前述流體超高壓加工設(shè)備的設(shè)備組，該設(shè)備組結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、工作效率更高，能更高效地適應(yīng)連續(xù)化生產(chǎn)的前處理設(shè)備及后包裝設(shè)備。
文檔編號A23L3/015GK101889711SQ201010211829
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者于亮 申請人:于亮