本发明涉及食品机械技术领域，尤其涉及一种酸奶发酵罐。
背景技术：
在酸奶的生产加工过程中，发酵罐是一种必不可少的设备。现有的酸奶发酵罐根据其容积大小，在罐内不同高度设计一组或两组搅拌桨，用于将发酵好的凝固状的酸奶搅拌成均匀细腻的粘稠状液体。发酵罐罐底采用底部顶角为120°～150°的椎体结构，底部罐壁与水平夹角为15°～30°，罐底椎体部分的高度与罐体主体(柱型罐体)高度比约为1:4～1:5，罐体内部搅拌系统通常为两片或三片桨叶的桨式搅拌，结构简单，适用于生产粘度在400mpa·s以下的液体或半流动、低粘度发酵乳制品。
高乳固体含量或者排乳清式浓缩酸奶的粘度都会高于400mpa·s，使用普通发酵罐需要搅拌较长的时间才能将其搅拌均匀。尤其当在该类酸奶在发酵后添加果汁、果酱、香精或其他辅料时，则需要更长的搅拌时间来使其搅拌均匀。在长时间的搅拌过程中，酸奶的质构破坏严重，在搅拌过程中，空气被不断旋转的搅拌桨叶带入到酸奶中，使产品中产生大量泡沫和气体，口感较差，酸奶表面呈气孔状，组织状态不佳，物料的粘度损失较大；同时，随着搅拌时间的延长，能耗相应增加。此外，在贴近发酵罐罐壁、罐底部等远离桨叶范围的区域，未经搅拌的酸奶会以凝块的形式大量粘附在罐壁结构上，一方面导致物料的产出率会下降，另一方面，酸奶凝块的大量粘附导致cip清洗效率降低，时间延长，容易引发因清洗不彻底而导致微生物污染的质量问题。
因此，为避免生产高粘度酸奶时普通发酵罐的结构缺陷，有必要通过改进其结构，克服普通发酵罐在实际生产中带来的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种酸奶发酵罐，使零件之间可以实现自由旋转，并能够保持在旋转过程中的任意位置。
达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现，
一种酸奶发酵罐，包括罐体、搅拌装置、cip清洗装置、电机传动装置，电机传动装置安装在罐体顶部，罐体底部设置为锥形底，锥形顶角为30°～90°，搅拌装置包括分别安装在罐体内的传动轴上的框式搅拌机构和桨叶搅拌机构，cip清洗装置安装在罐体的内壁上。
在罐体上还设置有带视灯的人孔、接种口、进料口、无菌气孔进管、冷热水进出口、无菌取样阀、透气帽、透气帽排水管、静压式液位计、温度计和底部支撑脚等部件，装配组合成功能完整的酸奶发酵罐。本发明的技术方案将发酵罐罐体的底部的锥形底的顶角设计为30°～90°，以及特别设计了与搅拌装置位置结构配套的cip系统，可以显著减少酸奶的粘度损失，并能提高了清洗时的效率。启动搅拌装置后，框式搅拌机构和桨叶搅拌机构两部分同时运行，以发酵罐中心线为轴线进行旋转，转动频率可通过电机传动装置调节。
进一步地，罐体底部椎体的高度占罐体整体的1/3～1/2。提高罐体的锥形底的高度占比，通过锥形底的搅拌装置保证锥形底内物质的搅拌效果。
进一步地，罐体包括套装固定的内壁和外壁，内壁和外壁之间设置为中空的夹层。夹层间隔约为15～30cm，中空的夹层用于安装盘管和保温层等装置。
进一步地，夹层内盘绕有盘管。盘管中间可通过冷水、热水进行冷热交换。
进一步地，外壁内侧还附着有保温层。保温层的材料可为聚酯发泡或者岩棉或其他保温材质。
进一步地，框式搅拌机构具有搅拌框，搅拌装框环绕于发酵罐内壁周围，搅拌框外周与罐体内壁距离为2～8cm，搅拌框分成三部分，上部分与中间部分的第一搅拌框和第二搅拌框的纵截面呈矩形，左右两边呈h型，h型水平方向设置有平行的栅格，左走两端对称设计。下部分的第三搅拌框根据发酵罐的形状发生改变，其纵截面形状呈倒三角，结构同第一搅拌框和第二搅拌框，通过栅格固定在发酵罐中心线的转动轴上。当开启搅拌时，以发酵罐中心线为轴线，框式搅拌机构可以在不同位置形成横向搅拌，并且对于贴近发酵罐内壁上的酸奶凝块有类似刮板的作用，在旋转过程中不断刮下酸奶凝块，此外，搅拌框的h型结构可以把酸奶凝块刮下破乳，有效提高了搅拌效果。
其水平设置有平行的栅格。栅格水平排布，以发酵罐中心线为轴心，左右对称分布，两栅格之间的距离为8～25cm。框式搅拌机构可以在不同位置形成横向搅拌，并且对于贴近罐壁位置的酸奶凝块有很好的搅拌效果。
进一步地，桨叶搅拌机构包括设置在罐体中部的第一桨叶和设置在锥形底内的第二桨叶。桨叶结构形状为螺旋桨状，呈下压式。在启动搅拌后，桨叶对物料具有下压的作用，同时物料在第一桨叶和/或第二桨叶、第一桨叶和第二桨叶和/或发酵罐周围的内壁、第一桨叶和/或发酵罐顶部、第二桨叶和/或发酵罐底部之间的空间内形成小范围的湍流扰动，起到搅拌均匀的作用。
进一步地，cip清洗装置包括第一喷淋头、第二喷淋头和第三喷淋头，第一喷淋头设置在罐体顶部的内壁上，出口高于框式搅拌机构顶部，第二喷淋头设置在罐体中部的内壁上，出口位于第一桨叶底部，第三喷淋头设置在锥形底内，出口位于第二桨叶的底部。cip清洗装置进行清洗工作时，罐体顶部位置的第一喷淋头可以自上而下清洗垂直区域内的搅拌装置及发酵罐内壁，位于第一桨叶底部的第二喷淋头在水平位置对桨叶搅拌机构重点清洗，位于第二桨叶底部的第三喷淋头自上而下对锥形底的罐壁与底层的搅拌装置重点清洗。cip清洗时，同时启动搅拌装置，清洗液在搅拌框和搅拌桨共同的旋转力的作用下，不断喷淋到各个结构表面，进一步提高清洗效果。
进一步地，罐体底部的锥形底顶角为60°。本发明的顶角呈锐角的锥形底使得发酵罐在清理和清洗时提高了效率，减少大面积高粘度酸奶附着在罐体内壁的情况；同时在清洗时，通过罐体内多角度的设置的cip装置的喷淋头，提高了清洗效率。
由于采用上述技术方案，本发明能够实现的有益效果在于：
克服了传统发酵罐在搅拌高粘度酸奶时粘度损失较大、口感和组织状态差的缺陷，使产品在灌装前保持较高的粘度，在保质期内粘度较高，减少析水、乳蛋白沉淀、气泡等质量缺陷，提升酸奶的品质；同时缩短搅拌时间，减少用电能耗；提高cip清洗效果和清洗效率，可以有效降低发酵罐污染带来的风险。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1、罐体；11、内壁；12、外壁；13、夹层；14、盘管；15、保温层；2、搅拌装置；21、框式搅拌装置；211、搅拌框；212、栅格；22、桨叶搅拌装置；221、第一桨叶；222、第二桨叶；3、cip清洗装置；31、第一喷淋头；32、第二喷淋头；33、第三喷淋头；4、电机传动装置；41、传动轴；5、锥形底；6、人孔；7、无菌取样阀；8、透气帽；9、支撑脚。
具体实施方式
为了进一步描述本发明，下面结合附图进一步阐述一种酸奶发酵罐的具体实施方式，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示一种酸奶发酵罐，包括罐体1、搅拌装置2、cip清洗装置3、电机传动装置4，电机传动装置4安装在罐体1顶部，罐体1底部设置为锥形底5，锥形顶角为30°～90°，优选地设计为60°。罐体1底部的锥形底5的高度占罐体1整体的1/3～1/2。
罐体1包括套装固定的内壁11和外壁12，内壁11和外壁12之间设置为中空的夹层13。夹层13间隔约为15～30cm，夹层13内盘绕有盘管14，盘管14中间可通过冷、热水进行冷热交换；外壁12内侧壁的夹层13内还附着有保温层15，保温层15的材料可为聚酯发泡或者岩棉或其他具有保温功能的材料。
搅拌装置2安装在罐体1内的传动轴41上，传动轴41与电机传动装置4连接；搅拌装置2包括分别安装在传动轴41上的框式搅拌机构21和桨叶搅拌机构22，框式搅拌机构21和桨叶搅拌机构22通过传动轴41与电机传动装置4连接，由电机带动转动实现搅拌过程。框式搅拌机构21具有与罐体1内壁平行的搅拌框211，搅拌框211与罐体1内壁距离为2～8cm，搅拌框211通过栅格212与传动轴41固定。搅拌框211环绕于发酵罐体1内壁周围，栅格212以发酵罐中心线即传动轴41为轴心，左右对称分布，两栅格212之间的距离为8～25cm。框式搅拌机构21可以在不同位置形成横向搅拌，并且对于贴近罐壁位置的酸奶凝块有很好的搅拌效果。桨叶搅拌机构22包括设置在罐体1中部的第一桨叶221和设置在锥形底5内的第二桨叶222。桨叶结构形状为螺旋桨状，呈下压式。在启动搅拌后，桨叶对物料具有下压的作用了，同时物料在第一桨叶221和/或第二桨叶222、第一桨叶221和第二桨叶222和/或发酵罐体1周围的内壁、第一桨叶221和/或发酵罐体1顶部、第二桨叶222和/或发酵罐体1底部之间的空间内形成小范围的湍流扰动，起到搅拌均匀的作用。启动搅拌装置2后，框式搅拌机构21和桨叶搅拌机构22同时运行，以发酵罐的传动轴41为轴线进行旋转，转动频率可通过电机传动装置调节。
cip清洗装置3包括三组喷淋头，分别安装在罐体1的顶部、中部和底部的内壁上，具体包括第一喷淋头31、第二喷淋头32和第三喷淋头33，第一喷淋头31设置在罐体1顶部的内壁上，出口高于框式搅拌装置21的顶部，第二喷淋头32设置在罐体1中部的内壁上，出口位于第一桨叶221底部，第三喷淋头33设置在锥形底5内，出口位于第二桨叶222的底部。cip清洗装置3进行清洗工作时，罐体1顶部位置的第一喷淋头21可以自上而下清洗垂直区域内的搅拌装置2及发酵罐体1内壁，位于第一桨叶221底部的第二喷淋头32在水平位置对桨叶搅拌机构22重点清洗，位于第二桨叶222底部的第三喷淋头33自上而下对锥形底5的罐壁与底层的搅拌装置2重点清洗。
在罐体1上还设置有带视灯的人孔6、接种口、进料口、无菌气孔进管、冷热水进出口、无菌取样阀7、透气帽8、透气帽排水管、静压式液位计、温度计和底部支撑脚9等部件，装配组合成功能完整的酸奶发酵罐。将发酵罐罐体1的底部的锥形底5的顶角设计为30°～90°，提高了清洗时的效率。
本发明克服了传统发酵罐在搅拌高粘度酸奶时粘度损失较大、口感和组织状态差的缺陷，使产品在灌装前保持较高的粘度，在保质期内粘度较高，减少析水、乳蛋白沉淀、气泡等质量缺陷，提升酸奶的品质；同时缩短搅拌时间，减少用电能耗；提高cip清洗效果和清洗效率，可以有效降低发酵罐污染带来的风险。
显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。