一种搅拌煮浆及气控进出浆装置及方法与流程

本发明涉及一种食品加工装置，具体涉及一种针对浆饮食品的搅拌煮浆及气控进出浆装置。

背景技术：

当前，对浆饮类食品进行煮沸加工时，经常发生浆饮沸溢外流和容器底部结锅现象，即造成了大量浪费，又易带来危险，为抑制沸溢和结锅，常常采用向浆饮内投放消泡剂等化学添加剂来避免豆浆类的假沸，采用机械旋刮搅拌避免结锅等措施，化学添加剂及机械的磨损，以及机械润滑用油便不可避免地进入了所加工的食品，带来了加工污染。

技术实现要素：

针对上述情况，本发明提供一种搅拌煮浆及气控进出浆装置及方法，可基本杜绝浆饮食品煮浆加工过程的二次污染，本发明是通过如下技术方案实现的：一种搅拌煮浆及气控进出浆装置，包含有煮浆桶（100）、搅拌装置（220）、加热装置（300）、溢浆回流器（400）、气压控制装置（500），煮浆桶(100)设有进浆口（110）、出浆口（120）及通气口（130/130b），搅拌装置（220）包含搅拌器（200）和搅拌驱动器（210），气压控制装置（500）包括蒸汽发生装置（501）和抽气装置（502）。

煮浆桶(100)内为密闭空腔（A）；进浆口（110）设有关联于煮浆桶（100）的内压力而自动实现启闭的控制阀（111）；通气口（130）设有连接气压控制装置（500）的控制阀（131）；通气口（130b）连接溢浆回流器（400）；溢浆回流器（400）内部有壁面平滑且设有单向坡度的回流腔（D）,在回流腔（D）的低点设有与煮浆桶（100）连接的第一连接口（401），溢浆回流器（400）上还设有对外的第二连接口（402）；溢浆回流器（400）的连接口之一设有关联于煮浆桶（100）的压力而自动实现启闭的控制阀（131b）；搅拌器（201）置于煮浆桶(100)的密闭空腔（A）内，而搅拌驱动器（210）置于密闭空腔（A）之外，搅拌器（201）与搅拌驱动器（210）间通过感应耦合作用连接。

本发明的有益之处在于：1、浆饮食品在密封空间内熬煮，隔离了空气，保留营养，适当的升温可缩短煮浆时间，适当的增压可抑制假沸并延缓沸腾的到来，提高煮浆工作效率；2、加热过程边煮边搅，不断地搅拌使浆饮食品受热均匀、抑制假沸和避免爆沸；3、可能带进污染的搅拌器的动力源被隔离在煮浆桶外，与待加工浆饮食品完全隔离，避免因加工造成的二次污染；4、桶内超压泄放或沸溢出的浆饮经溢浆回流器冷却后返回桶内，避免浪费又能抑制浆饮沸腾；5、利用煮浆桶内的气压控制进浆和出浆，即缩短浆饮进出桶时间，提高工效，又不带进任何污染。

优选的，搅拌器（200）工作的局部腔室构成搅拌腔（C），搅拌器（200）上设有若干搅拌杆（201），该搅拌杆（201）的几何构造与搅拌腔（C）的壁面相匹配并贴邻设置。其有益之处在于，搅拌杆（201）不但搅拌浆饮，同时刮擦煮浆桶（100）内壁，可避免发生桶内结锅造成的糊结、导热不良，甚至爆沸、爆炸事故。

进一步的，搅拌腔（C）为回转腔体，搅拌器（200）为旋转对称结构，各搅拌杆（201）间的夹角为120度或90度或60度或45度设置；出浆口（120）设于煮浆桶(100)的底部中心，搅拌杆（201）设有延伸段（202）伸入出浆口（120）的引出管段内。其有益之处在于，搅拌器（200）能稳定高效地在腔内运行，搅拌杆（201）的延伸段可避免出浆口及其引出管的堵塞。

优选的，搅拌驱动器（210）与搅拌器（200）间的耦合为磁耦合，搅拌驱动器（210）的种类包含但不限于能在搅拌腔（C）中产生旋转磁场的环形线圈或永磁体组，在搅拌器（200）上配套设有永磁体（202），或通过短路环（204）将搅拌杆（201）闭环形成鼠笼式电机的转子。其有益之处在于，通过磁耦合可提供给搅拌器（200）一个非接触的驱动力，杜绝直接动力源或机械传动装置污染食品。

优选的，煮浆桶(100)的密闭空腔（A）设有局部向外膨出，因此而形成的桶内空腔构成驱动腔（B），通气口（130\130b）位于驱动腔（B）内，通气口（130）设有控制阀（131），控制阀（131）的另一端口设为进气口（140）或排气口（150），进气口（140）连接蒸汽发生装置（501），排气口（150）连接抽气装置（502）。其有益之处在于为煮浆器（100）内部压力的控制提供条件，驱动腔（B）还可保障通气口的进出气道畅通。

进一步优选的，煮浆桶(100)的密闭空腔（A）的向外膨出部分仅为点型膨出，煮浆桶(100)上设置的若干个通气口（130b）合并为一个通气口（130），在该通气口（130）上的控制阀（131）为三位三通型电磁阀，其排气口（150）通过溢浆回流器（400）的第二连接口（402）连接抽气装置（502）；溢浆回流器（400）的第二连接口（402）的开口朝下；三位三通电磁型控制阀（131）设有与阀体各部分均无连接的独立阀芯（132），所述阀芯（132）的重量关联煮浆桶（100）的工作压力，该控制阀（131）的常置位为关闭通气口（130）。其有益之处在于：由单一的通气口实现进气或排气，降低了对桶体的制作难度要求，设置单个三位三通电磁型控制阀（131）能实现向桶内输入蒸汽以增压、或排出桶内空气以降压、或封闭煮浆桶与外界的通气三种工作状态中的任一种，优化了过多通气口和过多阀门带来的成本增加及控制的复杂性问题；控制阀（131）的独立阀芯（132）的重量根据煮浆桶（100）的工作压力要求而定，当桶内超压或沸溢，其待泄放的蒸汽或浆饮应能顺利冲开阀芯进入回流腔，在回流腔冷却后再回流到煮浆桶内，还可进一步抑制沸腾，此设计即简单巧妙，又安全可靠，且基本无浆饮食品会外溢造成浪费，溢浆回流器（400）朝下设置的第二连接口（402）有益于避免异废物进入内腔污染食品。特别说明的是，设置单一的通气口及单一的三位三通型控制阀，可方便利用蒸汽发生装置（501）的高温高压蒸汽对溢浆回流器（400）及排气管路进行洗消，增进食品的加工安全。

优选的，溢浆回流器（400）的构造方式包括但不限于：管腔截面突变、管腔长度显著延长、扩大的散热表面积、或置于能迅速带走热量的流体中、或贴邻低温物体（403）安装方案中的一种或数种的组合，以利于实现快速冷却煮浆桶内超压泄放出来的蒸汽或沸溢的浆饮。

优选的，煮浆桶(100)为双壁结构，在双壁之间填充有隔热材料，并将加热装置（300）置于隔热材料内且贴邻搅拌腔（C）设置。通过尽量简单、紧凑、有效的结构，达到最佳节能且高效加热的效果。

优选的，本发明装置中至少那些能直接接触所加工浆饮食品的部件或至少这些部件的表面将采用陶瓷或其他无公害材料制作。其有益之处在于，陶瓷材料绿色环保无公害，且硬度及抗磨损能力优良，通过对与浆饮食品直接接触材料的选择，避免因加工设备的材质带来的污染。

本发明涉及的一种搅拌煮浆及气控进出浆方法，其工作步骤如下：

1）气控加注：煮浆桶（100）通气口（130）控制阀（131）动作，关闭进气口（140），通气口（130）连通排气口（150），抽气装置（502）使煮浆桶（100）内压下降，负压差开启进浆口控制阀（111），待煮浆饮进桶；2）气控停注：控制阀（131）释放，其独立阀芯（132/132b）因自重而封闭通气口（130/130b），煮浆桶（100）内压复常，控制阀（111）自动关闭，浆饮加注完毕；3）隔离搅拌：与驱动装置隔离的搅拌器（200）持续对浆饮进行搅拌，同时对煮浆桶（100）内壁进行刮擦，使浆饮受热均匀并避免结锅、减轻沸溢现象发生；4）密闭煮浆：密闭的煮浆桶（100）内的压力和温度不断升高，升压抑制浆饮沸腾，升温加速煮浆进程；5）溢浆回流：当煮浆桶（100）内压达到设定值，超压蒸汽或沸溢的浆饮冲开阀芯（141），通过排气口（150）进入溢浆回流器（400）的回流腔（D）,冷却后的液体回流煮浆桶（100），冷却、抑制沸溢；6）压力出浆：出浆口（120）开启，控制阀（131）关闭排气口（150），开启进气口（140），蒸汽产生装置（501）向煮浆桶（100）内注入水蒸汽，桶内压力加速出浆，缩短出浆时间。

附图说明

图1是本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆装置的优选实施例1的结构示意图；

图2是本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆装置的优选实施例1的部分控制阀结构示意图；

图3是本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆装置的优选实施例2的结构示意图；

图4是本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆装置的优选实施例3的结构示意图；

图5是本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆装置的优选实施例4的驱动装置示意图；

图6是本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆装置的优选实施例5的溢浆回流器连接示意图；

图7是本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆方法的流程图；

图中：100煮浆桶；110进浆口；111（进浆）控制阀；120出浆口；121（出浆）控制阀；130/130b通气口；131（通气）控制阀；131b（溢浆回流）控制阀；132（通气控制阀）独立阀芯；132（溢浆回流控制阀）独立阀芯；140进气口；150排气口； 200搅拌器；201搅拌杆；202搅拌杆延伸段；203永磁体；204短路环；210搅拌驱动器；300加热装置；400溢浆回流器；401第一连接口；402第二连接口；403低温物体；500气压控制装置；501蒸汽发生装置；502抽气装置； A（煮浆器）密闭空腔；B驱动腔；C搅拌腔；D回流腔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案做进一步描述。所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是对全部可能的穷举，因此以下实施例用于说明本发明的技术方案，但不用来限制本发明的保护范围。

优选实施例1：

如图1、2所示，本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆装置，包含有煮浆桶（100）、搅拌装置（220）、加热装置（300）、溢浆回流器（400）、气压控制装置（500）。煮浆桶(100) 内有密闭空腔（A），其上开设有进浆口（110）、出浆口（120）及通气口（130/130b），搅拌装置（220）包含搅拌器（200）和搅拌驱动器（210），气压控制装置（500）包括蒸汽发生装置（501）和抽气装置（502）。在本实施例中，煮浆桶(100)的进浆口（110）设有控制阀（111），此控制阀（111）由煮浆桶（100）与供浆装置间的压力差实现自动开启与关闭，从而对煮浆桶（100）的进浆过程实现自动控制，且有助于加速注浆。在本实施例中，搅拌器（200）置于煮浆桶(100)的密闭空腔（A）内，且将其所处在的局部腔室称为搅拌腔（C），该搅拌腔（C）为回转腔体，搅拌器（200）为旋转对称结构，而搅拌驱动器（210）置于空腔（A）之外，如此一来，搅拌器（200）与搅拌驱动器（210）间就被煮浆桶（100）桶壁完全隔离，但两者间通过磁感应进行耦合连接。在本实施例中，搅拌驱动器（210）由能在搅拌腔（C）中产生旋转磁场的环形线圈构成，搅拌器（200）则为设有永磁体（202）的搅拌杆（201）组构成，受旋转磁场的感应驱动，永磁体（202）带动搅拌器（200）绕搅拌腔（C）的中轴旋转。在本实施例中，搅拌器（200）的搅拌杆（201）为三支，这样既可使其在煮浆桶（100）内稳定运行而不倾倒，又不至于因质量过重而对搅拌驱动器（210）功率输出要求过高，增加重量和成本。在本实施例中，搅拌杆（201）的几何构造外形与搅拌腔（C）的壁面外形结构相匹配并贴邻设置，其有益之处在于，搅拌器（200）的旋转，不但能搅拌浆饮，同时还能不断刮擦煮浆器（100）的内壁，进而基本避免出现容器受热部位的结锅现象，而结锅是造成浆饮糊结、容器导热不良，乃至液体爆沸、容器爆裂或爆炸等安全事故的主因。在本实施例中，煮浆桶(100) 的密闭空腔上设有点状膨出，由此形成的桶内空腔构成驱动腔（B），该驱动腔（B）高于搅拌腔（C），在该驱动腔（B）内设有煮浆桶(100)的唯一的通气口（130）。驱动腔（B）用于保障通气口（130）的进出气道畅通，局部膨出及单一的通气口（130）既能满足进气和排气功能，有降低了对桶体的生产制作难度，还有利于设备的维护保养。在本实施例中，煮浆桶(100)的单一通气口（130）上设有连接气压控制装置（500）的三位三通电磁型控制阀（131），该控制阀（131）的进气口（140）连接蒸汽发生装置（501），排气口（150）连接抽气装置（502）。根据需要，蒸汽发生装置（501）产生并通过进气口（140）向煮浆桶（100）内注入高温高压水蒸气，提高桶内压力，或抽气装置（502）通过排气口（140）将煮浆桶（100）内的空气外抽从而在桶内产生负压。单一的通气口及三位三通型控制阀的设置，还有益于利用蒸汽发生装置（501）的高温高压蒸汽对溢浆回流器（400）及排气管路进行高温洗消，增进食品安全。在本实施例中，在排气口（150）与抽气装置（502）间设有溢浆回流器（400），溢浆回流器（400）的内部为回流腔（D），该回流腔（D）的壁面平滑且设有单向坡度，有益于使进入回流腔（D）的流体（包括蒸汽冷凝水、冷却后的溢沸浆饮等），在重力作用下无法滞留，并能向回流腔（D）的低点汇集，在该低点处设置有溢浆回流器（400）的第一连接口（401）与煮浆桶（100）连通，溢浆回流器（400）上还设有连通抽气装置（502）的第二连接口（402），该第二接口（402）的开口向下，有益于避免外界异废物由此进入而污染食品。在本实施例中，三位三通电磁型控制阀（131）的阀芯（132）与阀体的各部分均无连接，该独立阀芯（132）的重量根据煮浆桶（100）的工作压力精确选择，三位三通电磁型控制阀（131）的常置位将通气口（130）关闭，即阀芯（132）封闭通气口（130）。当桶内超压或沸溢，待泄放的蒸汽或浆饮能开启阀芯（132）进入回流腔（D），在回流腔（D）中冷却后，再回流到煮浆桶内抑制进一步的沸腾，此设计结构即简单巧妙，又安全可靠，且基本能避免浆饮溢出的浪费。在本实施例中，溢浆回流器（400）采用管腔截面突变并贴邻低温物体（403）设置的方案，除此优选方案外，溢浆回流器（400）还可采用：在有限范围内将管腔明显增长、或外设凹凸结构增加散热表面积或借助外散热装置扩大散热表面积、或将其置于能迅速带走热量的流体中等等方案，或多种方案的组合应用，以利于快速冷却进入回流腔（D）的高温蒸汽或沸溢出的浆饮。在本实施例中，煮浆桶（100）的出浆口（120）设于其底部中心，搅拌杆（201）设有延伸段（202）伸入出浆口（120）的引出管段内，可避免出浆口及其引出管段的堵塞。在本实施例中，煮浆桶(100)为双壁结构，在双壁之间填充有隔热材料，加热装置（300）置于隔热材料内且贴邻搅拌腔（C）设置，以尽量紧凑的结构，达到最佳节能且高效加热的效果。在本实施例中，与加工食品直接接触的各部件均采用陶瓷材料制作，包括但不限于煮浆桶（100）的内壁、搅拌杆（201）、永磁体（203）的表层、各类阀门的阀体及其阀芯的表层、溢浆回流器（400）的内壁等等。

优选实施例2：

如图3所示，本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆装置，本实施例2与实施例1的区别在于，煮浆桶(100)的密闭空腔（A）为环状膨出，所述通气口（130/130b）的数量为多个，各通气口（130/130b）通过两通型控制阀（131）连接进气口（140）、排气口（150）及溢浆回流器（400）。

优选实施例3：

如图4所示，本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆装置，本实施例3与实施例1的区别在于，搅拌驱动器（210）采用与搅拌器（200）共轴的旋转的永磁体组。

优选实施例4：

如图5所示，本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆装置，本实施例4与实施例1和3的区别在于，短路环（204）将各搅拌杆（201）形成若干个闭合回路，构成鼠笼式感应电机的转子，而搅拌驱动器（210）作为定子提供驱动转子运动的旋转磁场。在本实施例中，搅拌驱动器（210）可以选择环形线圈或与永磁体组，后者需要首先进行圆周运动。

优选实施例5：

如图6所示，本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆装置，本实施例5与实施例2的区别在于，溢浆回流器（400）连接的控制阀设置在第二连接口（402）处。

优选实施例6：

本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆装置，其实施例6与实施例1-5的区别在于，搅拌腔（C）为非回旋腔体，搅拌器（201）也非旋转对称结构，搅拌器（201）在搅拌腔（C）内进行直线往复运动或摆动。

优选实施例7：

如图7所示，本发明所述的一种搅拌煮浆及气控进出浆方法，包括以下步骤：1）气控加注：煮浆桶（100）通气口（130）控制阀（131）动作，关闭进气口（140），通气口（130）连通排气口（150），抽气装置（502）使煮浆桶（100）内压下降，负压差开启进浆口控制阀（111），待煮浆饮进桶；2）气控停注：控制阀（131）释放，其独立阀芯（132/132b）因自重而封闭通气口（130/130b），煮浆桶（100）内压复常，控制阀（111）自动关闭，浆饮加注完毕；3）隔离搅拌：与驱动装置隔离的搅拌器（200）持续对浆饮进行搅拌，同时对煮浆桶（100）内壁进行刮擦，使浆饮受热均匀并避免结锅、减轻沸溢现象发生；4）密闭煮浆：密闭的煮浆桶（100）内的压力和温度不断升高，升压抑制浆饮沸腾，升温加速煮浆进程；5）溢浆回流：当煮浆桶（100）内压达到设定值，超压蒸汽或沸溢的浆饮冲开阀芯（141），通过排气口（150）进入溢浆回流器（400）的回流腔（D）,冷却后的液体回流煮浆桶（100），冷却、抑制沸溢；6）压力出浆：出浆口（120）开启，控制阀（131）关闭排气口（150），开启进气口（140），蒸汽产生装置（501）向煮浆桶（100）内注入水蒸汽，桶内压力加速出浆，缩短出浆时间。

上述实施例，只是本发明的部分实例，并不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡与本发明权利要求所述内容相同或等同，或经简单推理、改进而获得的技术方案，均应包括在本发明保护范围内。