一种全自动酸奶发酵生产系统及方法与流程

1.本发明涉及酸奶生产技术领域，尤其涉及一种全自动酸奶发酵生产系统及方法。


背景技术：

2.发酵乳品(酸牛奶)是以乳液为原料，添加适量的砂糖，经巴氏杀菌和冷却后，加入乳酸菌发酵剂，经微生物保温发酵制成的产品。发酵酸奶中所含乳酸菌的量在107/克以上，生产酸奶用的菌种有保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和双歧杆菌等，它们都能发酵葡萄糖、果糖、半乳糖和乳糖，分别生成乳酸和少量的其他物质。目前市面上酸奶的添加物也相当多，例如在酸奶中添加各种水果、谷物等物质，来增加营养和口味，以满足不同消费者的需求。酸奶的这些变化不但提高了牛奶的原有营养，而且赋予了酸奶特殊的风味。发酵乳制品具有营养丰富、易消化、适口性好和便于保藏等优点，身为广大消费者所喜爱。
3.现有技术中，专利申请号为cn201922389215.8的发明专利公开了“一种生产谷物奶使用的发酵罐，涉及谷物奶生产设备，包括发酵罐，发酵罐上穿设旋转杆，旋转杆上固接有多个第一旋转叶片，发酵罐的上表面设置有用于驱动旋转杆旋转的驱动电机，发酵腔内设置有环形的刮板，旋转杆内开设有滑移腔”，该装置通过刮板对发酵罐侧壁上残留的酸奶进行清理，但在具体使用的过程中，仍然存在缺陷，刮板上会残留有粘附的残留物，无法清理干净，使得发酵罐清理效果差。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种全自动酸奶发酵生产系统及方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种全自动酸奶发酵生产系统，包括发酵罐，所述发酵罐的上下两侧分别设置有进料口和下料口，所述发酵罐内转动连接有搅拌杆，所述搅拌杆上设置有均匀分布的搅拌叶片，所述发酵罐上还设置有用于驱动搅拌杆转动的驱动组件，所述发酵罐内设置有刮环，所述刮环上设置有刮板机构，所述刮板机构包括用于刮除刮环外侧残渣的第一刮除组件以及设置在第一刮除组件上的第二刮除组件，所述搅拌杆内设置有用于驱动刮环上下移动的位移组件。
7.优选的，所述位移组件包括开设在搅拌杆内的空腔，所述空腔内滑动连接有活塞，所述活塞上连接有移动杆，所述移动杆远离活塞的一端穿过搅拌杆并向其外部延伸，所述移动杆外壁套接有第一弹性元件，所述第一弹性元件的两端分别与活塞和空腔的内壁相连，所述位移组件还包括开设在搅拌杆上的活动槽，所述活动槽内活动连接有连接杆，所述连接杆的两端分别与刮环和移动杆相连。
8.优选的，所述第一刮除组件包括与刮环滑动连接的第一刮板，所述第一刮板与发酵罐的底壁活动相抵，所述刮环内开设有环形槽，所述环形槽内壁设置有隔板，所述隔板上设置有环形弹簧，所述环形弹簧远离隔板的一端连接有移动块，所述移动块上设置有连接
块，所述连接块通过销轴与第一刮板转动相连，所述刮环的底部还开设有与第一刮板相互连通的放置槽，所述环形槽内壁活动连接有弧形板，所述弧形板的两端分别与移动块的两侧外壁相抵。
9.优选的，所述移动杆包括第一杆体和第二杆体，所述第二杆体上开设有第一腔体，所述第一腔体内壁设置有第二弹性元件，所述第二弹性元件远离第一腔体的一端连接有滑杆，所述滑杆与第一杆体固定相连，所述第一刮除组件还包括与环形槽相互连通的第一气管，所述第一气管依次穿过刮环、连接杆和移动杆并延伸至第一腔体内。
10.优选的，所述第二刮除组件包括滑动连接在第一刮板上的第二刮板，所述第一刮板内开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块，所述滑块与滑槽内壁之间设置有第三弹性元件，所述滑块上连接有连杆，所述连杆远离滑块的一端与第二刮板固定相连，所述第二刮板与发酵罐的内壁活动相抵。
11.优选的，所述连杆设置为弹性伸缩杆，所述第一刮板上设置有凸块，所述第二刮板与凸块活动相抵。
12.优选的，所述第二刮除组件还包括开设在滑槽内的限位槽，所述限位槽内壁连接有第四弹性元件，所述第四弹性元件上连接有限位块，所述限位块上设置有第一斜面，所述滑块上开设有与限位块相配合的限位孔，所述刮环内滑动连接有受力杆，所述受力杆上套设有第五弹性元件，所述限位块上开设有与受力杆向配合的受力槽，所述受力槽内壁设置有第二斜面，所述第二刮除组件还包括与滑块相连的拉绳，所述拉绳远离滑块的一端与活塞相连。
13.优选的，所述刮环上开设有凹孔，所述凹孔内壁设置有两个第六弹性元件，所述第六弹性元件远离凹孔内壁的一端连接有封板，所述封板活动连接在凹孔内，所述凹孔上套设有第二气管，所述封板活动连接在第二气管内，所述第一刮板上设置有第二腔体，所述第二气管远离凹孔的一端与第二腔体相互连通，所述第一刮板上还开设有与第二腔体连通的出气口，所述出气口上设置有单向阀。
14.优选的，所述驱动组件包括设置在发酵罐上的驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有转动轴，所述转动轴上设置有主锥齿轮，所述主锥齿轮外壁啮合连接有副锥齿轮，所述副锥齿轮固设在搅拌杆上。
15.本发明还公开了一种全自动酸奶发酵生产系统，包括上述所述的全自动酸奶发酵生产系统，包括以下步骤：
16.s1：从进料口向发酵罐内倒入奶制品进行发酵，在发酵过程中控制驱动电机运行，使驱动电机的输出端带动转动轴上的主锥齿轮与搅拌杆上的副锥齿轮啮合，使搅拌杆带动搅拌叶片对奶制品进行搅拌，发酵完成后，奶制品从发酵罐底部的下料口流出，发酵罐底部设置为锥形，方便奶制品的外流；
17.s2：当发酵罐内的奶制品流完以后，通过下压移动杆，使移动杆带动活塞在搅拌杆的空腔内下移，第二弹性元件较第一弹性元件的劲度系数大，使得第一弹性元件被拉伸，移动杆带动活塞及连接杆下移，使连接杆带动刮环在发酵罐内下移，刮环在下移的过程中将发酵罐侧壁残留的奶制品刮除；
18.s3：当刮环下移时，第一刮板初始时与发酵罐侧壁平行，随着刮环的下移，第一刮板与发酵罐的锥形底壁接触开始偏转，当刮环移动至锥形的侧壁时，刮环无法在发酵罐内
继续下移，第一刮板与锥形侧壁相抵，此时刮环的底壁残留有较多奶制品，继续下压移动杆，使第一杆体的滑杆对第一腔体内的第二弹性元件作用力，第二弹性元件开始受力变形，滑杆将第一腔体内的洁净气体通过第一气管挤压至环形槽内，移动块在环形槽内移动并挤压环形弹簧，在此过程中，移动块通过连接块带动第一刮板对刮环下侧残留的奶制品进行二次刮除；
19.s4：当移动块转动接近一周后，移动块对受力杆抵压，使受力杆相对刮环下移，下移后的受力杆对限位块的受力槽作用力，使限位块受力挤压第四弹性元件，限位块不再对滑块限制，限位块在被拉伸的第三弹性元件的作用下沿着第一刮板与锥形侧壁迅速下移，对第一刮板上残留的奶制品进行清理，下移后的第二刮板将奶制品刮落至下料口，尽可能的减少刮板上奶制品的残留。
20.与现有技术相比，本发明提供了一种全自动酸奶发酵生产系统及方法，具备以下有益效果：
21.1、该全自动酸奶发酵生产系统及方法，通过刮环对发酵罐侧壁的奶制品残渣进行初步清理，随后通过刮板机构对刮环上刮除的奶制品进行再次清理，将刮环表面粘附的残渣清除，清理更加彻底，尽可能的减少发酵罐内奶制品的残留，本发明便于对发酵罐内部进行高效清理，使发酵罐内部奶制品清理更加彻底。
22.2、该全自动酸奶发酵生产系统及方法，通过下压移动杆，使第一杆体的滑杆对第一腔体内的第二弹性元件作用力，第二弹性元件开始受力变形，滑杆将第一腔体内的洁净气体通过第一气管挤压至环形槽内，移动块在环形槽内移动并挤压环形弹簧，在此过程中，移动块通过连接块带动第一刮板对刮环下侧残留的奶制品进行二次刮除，提高对奶制品残值的清理效果。
23.3、该全自动酸奶发酵生产系统及方法，通过移动块对受力杆抵压，使受力杆相对刮环下移，下移后的受力杆对限位块的受力槽作用力，使限位块受力挤压第四弹性元件，限位块不再对滑块限制，限位块在被拉伸的第三弹性元件的作用下沿着第一刮板与锥形侧壁迅速下移，对第一刮板上残留的奶制品进行清理，下移后的第二刮板将奶制品刮落至下料口，尽可能的减少刮板上奶制品的残留。
24.4、该全自动酸奶发酵生产系统及方法，通过第二刮板在第一刮板下移的过程中，使第二刮板与第一刮板上的凸块相抵，使第二刮板相对于第一刮板抖动，进而将第二刮板上刮至下料口的奶制品残渣抖落，提高其清理效果。
25.5、该全自动酸奶发酵生产系统及方法，当第一刮板对刮环下侧的奶制品刮至一周后，移动块会与隔板相抵，移动块无法继续移动，而随着继续对移动杆施加压力，使环形槽内部受到的力转移至可活动的封板，第六弹性元件被拉伸，封板不再封堵凹孔，气体通过第二气管进入第二腔体内部并通过出气口对第二刮板上残留的奶制品吹落，进一步避免刮板上奶制品的残留。
附图说明
26.图1为本发明的结构示意图；
27.图2为本发明的发酵罐的剖面结构示意图；
28.图3为本发明的图1中a部放大示意图；
29.图4为本发明的搅拌杆的外部结构示意图；
30.图5为本发明的搅拌杆的剖面结构示意图；
31.图6为本发明的刮环的剖面结构示意图；
32.图7为本发明的第一刮板和第二刮板的结构示意图；
33.图8为本发明的第一刮板的剖面结构示意图；
34.图9为本发明的图8中b部放大示意图；
35.图10为本发明的受力杆的外部结构示意图；
36.图11为本发明的凹孔的结构示意图；
37.图12为本发明的酸奶制备系统的原理框图。
38.图中：1、发酵罐；101、进料口；102、下料口；2、搅拌杆；201、搅拌叶片；202、空腔；2021、活塞；203、活动槽；2031、连接杆；3、刮环；301、环形槽；302、隔板；303、环形弹簧；304、移动块；305、连接块；306、放置槽；307、弧形板；4、移动杆；401、第一弹性元件；402、第一杆体；4021、滑杆；403、第二杆体；4031、第一腔体；4032、第二弹性元件；5、第一刮板；6、第一气管；7、第二刮板；701、滑槽；702、滑块；7021、连杆；7022、限位孔；703、第三弹性元件；8、限位槽；801、第四弹性元件；802、限位块；8021、受力槽；9、受力杆；901、第五弹性元件；10、拉绳；11、凹孔；111、第六弹性元件；112、封板；12、第二气管；13、第二腔体；131、出气口；14、凸块；15、驱动电机；151、转动轴；152、主锥齿轮；153、副锥齿轮。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.实施例1：
42.参照图1、图2、图3、图4和图7，一种全自动酸奶发酵生产系统，包括发酵罐1，发酵罐1的上下两侧分别设置有进料口101和下料口102，发酵罐1内转动连接有搅拌杆2，搅拌杆2上设置有均匀分布的搅拌叶片201，发酵罐1上还设置有用于驱动搅拌杆2转动的驱动组件，发酵罐1内设置有刮环3，刮环3上设置有刮板机构，刮板机构包括用于刮除刮环3外侧残渣的第一刮除组件以及设置在第一刮除组件上的第二刮除组件，搅拌杆2内设置有用于驱动刮环3上下移动的位移组件。
43.具体的，从进料口101向发酵罐1内倒入奶制品进行发酵，在发酵过程中控制驱动组件工作，使驱动组件带动搅拌杆2转动，使搅拌杆2带动搅拌叶片201对奶制品进行搅拌，发酵完成后，奶制品从发酵罐1底部的下料口102流出，发酵罐1底部设置为锥形，方便奶制品的外流，随后通过位移组件驱动刮环3从上至下移动，刮环3在下移的过程中将发酵罐1侧壁残留的奶制品刮除，随后使刮板组件对刮环3底壁刮除的奶制品进行清理，尽可能的减少发酵罐1内奶制品的残留，本发明便于对发酵罐1内部进行高效清理，使发酵罐1内部奶制品清理更加彻底。
44.实施例2：
45.参照图1、图2、图3、图4和图5，一种全自动酸奶发酵生产系统，与实施例1相同，更进一步的是，位移组件包括开设在搅拌杆2内的空腔202，空腔202内滑动连接有活塞2021，活塞2021上连接有移动杆4，移动杆4远离活塞2021的一端穿过搅拌杆2并向其外部延伸，移动杆4外壁套接有第一弹性元件401，第一弹性元件401的两端分别与活塞2021和空腔202的内壁相连，位移组件还包括开设在搅拌杆2上的活动槽203，活动槽203内活动连接有连接杆2031，连接杆2031的两端分别与刮环3和移动杆4相连。
46.具体的，通过下压移动杆4，使移动杆4带动活塞2021在搅拌杆2的空腔202内下移，使得第一弹性元件401被拉伸，移动杆4带动活塞2021及连接杆2031下移，使连接杆2031带动刮环3在发酵罐1内下移，刮环3在下移的过程中将发酵罐1侧壁残留的奶制品刮除，避免发酵罐1侧壁残留奶制品。
47.实施例3：
48.参照图1、图2、图3、图4、图5和图6，一种全自动酸奶发酵生产系统，与实施例2相同，更进一步的是，第一刮除组件包括与刮环3滑动连接的第一刮板5，第一刮板5与发酵罐1的底壁活动相抵，刮环3内开设有环形槽301，环形槽301内壁设置有隔板302，隔板302上设置有环形弹簧303，环形弹簧303远离隔板302的一端连接有移动块304，移动块304上设置有连接块305，连接块305通过销轴与第一刮板5转动相连，刮环3的底部还开设有与第一刮板5相互连通的放置槽306，环形槽301内壁活动连接有弧形板307，弧形板307的两端分别与移动块304的两侧外壁相抵。
49.进一步的，移动杆4包括第一杆体402和第二杆体403，第二杆体403上开设有第一腔体4031，第一腔体4031内壁设置有第二弹性元件4032，第二弹性元件4032远离第一腔体4031的一端连接有滑杆4021，滑杆4021与第一杆体402固定相连，第一刮除组件还包括与环形槽301相互连通的第一气管6，第一气管6依次穿过刮环3、连接杆2031和移动杆4并延伸至第一腔体4031内。
50.具体的，当刮环3下移时，第一刮板5初始时与发酵罐1侧壁平行，随着刮环3的下移，第一刮板5与发酵罐1的锥形底壁接触并开始偏转，当刮环3移动至锥形侧壁最上端时，刮环3无法在发酵罐1内继续下移，第一刮板5与锥形侧壁相抵，此时刮环3的底壁积留有较多奶制品，继续下压移动杆4，使第一杆体402的滑杆4021对第一腔体4031内的第二弹性元件4032作用力，第二弹性元件4032开始受力变形，滑杆4021将第一腔体4031内的洁净气体通过第一气管6挤压至环形槽301内，第一气管6远离第一腔体4031的一端置于隔板302与移动块304之间，使得气体对移动块304作用力，移动块304在环形槽301内移动并挤压环形弹簧303，在此过程中，移动块304通过连接块305带动第一刮板5对刮环3下侧积留的奶制品进行二次刮除，尽可能的减少刮环3底面上奶制品的残留。
51.实施例4：
52.参照图2、图3、图5、图7、图8、图9和图10，一种全自动酸奶发酵生产系统，与实施例3相同，更进一步的是，第二刮除组件包括滑动连接在第一刮板5上的第二刮板7，第一刮板5内开设有滑槽701，滑槽701内滑动连接有滑块702，滑块702与滑槽701内壁之间设置有第三弹性元件703，滑块702上连接有连杆7021，连杆7021远离滑块702的一端与第二刮板7固定相连，第二刮板7与发酵罐1的内壁活动相抵。
53.进一步的，第二刮除组件还包括开设在滑槽701内的限位槽8，限位槽8内壁连接有第四弹性元件801，第四弹性元件801上连接有限位块802，限位块802上设置有第一斜面，滑块702上开设有与限位块802相配合的限位孔7022，刮环3内滑动连接有受力杆9，受力杆9上套设有第五弹性元件901，限位块802上开设有与受力杆9向配合的受力槽8021，受力槽8021内壁设置有第二斜面，第二刮除组件还包括与滑块702相连的拉绳10，拉绳10远离滑块702的一端与活塞2021相连。
54.具体的，当移动块304转动接近一周后，移动块304会对路径上的受力杆9抵压，使受力杆9相对刮环3下移，第五弹性元件901被压缩，下移后的受力杆9对第一刮板5内限位块802的受力槽8021作用力，使限位块802受力挤压第四弹性元件801，限位块802向限位槽8内收缩，限位块802不再对滑块702限制，限位块802在被拉伸的第三弹性元件703的作用下沿着第一刮板5与锥形侧壁迅速下移，对第一刮板5上残留的奶制品进行清理，下移后的第二刮板7将奶制品刮落至下料口102，尽可能的减少第一刮板5上奶制品的残留，拉绳10的设置，便于在清理工作结束之后，滑块702随上移的活塞2021复位，为下次的清理工作做准备。
55.实施例5：
56.参照图7和图11，一种全自动酸奶发酵生产系统，与实施例4相同，更进一步的是，连杆7021设置为弹性伸缩杆，第一刮板5上设置有凸块14，第二刮板7与凸块14活动相抵；具体的，第二刮板7在第一刮板5外侧下移的过程中，使第二刮板7与第一刮板5上的凸块14相抵，使连杆7021被拉伸，第二刮板7相对于第一刮板5抖动，进而将第二刮板7上刮至下料口102的奶制品抖落，提高其清理效果。
57.作为本发明优选的技术方案，刮环3上开设有凹孔11，凹孔11内壁设置有两个第六弹性元件111，第六弹性元件111远离凹孔11内壁的一端连接有封板112，封板112活动连接在凹孔11内，凹孔11上套设有第二气管12，封板112活动连接在第二气管12内，第一刮板5上设置有第二腔体13，第二气管12远离凹孔11的一端与第二腔体13相互连通，第一刮板5上还开设有与第二腔体13连通的出气口131，出气口131上设置有单向阀；当第一刮板5对刮环3下侧的奶制品刮至一周后，移动块304会与隔板302相抵，移动块304无法继续移动，而随着继续对移动杆4施加压力，使环形槽301内部受到的力转移至可活动的封板112，第六弹性元件111被拉伸，封板112不再封堵凹孔11，封板112在第二气管12内活动，第二气管12的管径大于封板112直径，气体通过第二气管12进入第二腔体13内部并通过出气口131对第二刮板7上残留的奶制品吹落，进一步避免刮板上奶制品的残留，提高其清理效果。
58.实施例6：
59.参照图1、图2和图12，一种全自动酸奶发酵生产系统，与实施例1相同，更进一步的是，驱动组件包括设置在发酵罐1上的驱动电机15，驱动电机15的输出端连接有转动轴151，转动轴151上设置有主锥齿轮152，主锥齿轮152外壁啮合连接有副锥齿轮153，副锥齿轮153固设在搅拌杆2上；控制驱动电机15运行，使驱动电机15的输出端带动转动轴151上的主锥齿轮152与搅拌杆2上的副锥齿轮153啮合，使搅拌杆2带动搅拌叶片201对奶制品进行搅拌，使酸奶浓稠度均匀。
60.作为本发明优选的技术方案，发酵罐1还外接有plc自动控制模块，所述plc自动控制模块还连接有酸奶制备系统，所述酸奶制备系统包括配料罐、均质机、加热杀菌机、高速剪切机、换热器、冷却器以及灌装机。
61.本发明还公开了一种全自动酸奶发酵生产系统，包括上述的全自动酸奶发酵生产系统，包括以下步骤：
62.s1：从进料口101向发酵罐1内倒入奶制品进行发酵，在发酵过程中控制驱动电机15运行，使驱动电机15的输出端带动转动轴151上的主锥齿轮152与搅拌杆2上的副锥齿轮153啮合，使搅拌杆2带动搅拌叶片201对奶制品进行搅拌，发酵完成后，奶制品从发酵罐1底部的下料口102流出，发酵罐1底部设置为锥形，方便奶制品的外流；
63.s2：当发酵罐1内的奶制品流完以后，通过下压移动杆4，使移动杆4带动活塞2021在搅拌杆2的空腔202内下移，第二弹性元件4032较第一弹性元件401的劲度系数大，使得第一弹性元件401被拉伸，移动杆4带动活塞2021及连接杆2031下移，使连接杆2031带动刮环3在发酵罐1内下移，刮环3在下移的过程中将发酵罐1侧壁残留的奶制品刮除；
64.s3：当刮环3下移时，第一刮板5初始时与发酵罐1侧壁平行，随着刮环3的下移，第一刮板5与发酵罐1的锥形底壁接触开始偏转，当刮环3移动至锥形的侧壁时，刮环3无法在发酵罐1内继续下移，第一刮板5与锥形侧壁相抵，此时刮环3的底壁残留有较多奶制品，继续下压移动杆4，使第一杆体402的滑杆4021对第一腔体4031内的第二弹性元件4032作用力，第二弹性元件4032开始受力变形，滑杆4021将第一腔体4031内的洁净气体通过第一气管6挤压至环形槽301内，移动块304在环形槽301内移动并挤压环形弹簧303，在此过程中，移动块304通过连接块305带动第一刮板5对刮环3下侧残留的奶制品进行二次刮除；
65.s4：当移动块304转动接近一周后，移动块304对受力杆9抵压，使受力杆9相对刮环3下移，下移后的受力杆9对限位块802的受力槽8021作用力，使限位块802受力挤压第四弹性元件801，限位块802不再对滑块702限制，限位块802在被拉伸的第三弹性元件703的作用下沿着第一刮板5与锥形侧壁迅速下移，对第一刮板5上残留的奶制品进行清理，下移后的第二刮板7将奶制品刮落至下料口102，尽可能的减少刮板上奶制品的残留。
66.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。