一种实现牛奶杀菌和均质一体化方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种实现牛奶杀菌和均质一体化方法和装置，包括牛奶储罐、增压泵和射流泵，牛奶储罐底部和增压泵入口通过第一吸入管道相连，增压泵出口和射流泵喷嘴入口通过高压输送管道相连，射流泵低压区的吸入室和牛奶储罐底部通过第二吸入管道相连，射流泵出口设有出口管道，出口管道通过带控制阀门的分支管道返回牛奶储罐或者送出，牛奶经增压泵增压后送入射流泵内，在射流泵内对牛奶储罐另一路的牛奶产生巨大的卷吸作用，两股流体在射流泵内产生空化作用杀菌均质，杀菌均质后的牛奶又返回牛奶储罐循环杀菌均质，杀菌均质完后送出。本发明可采用两个牛奶储罐并联，提高工作效率，其杀菌均质作用好，避免了牛奶有效成分的破坏和遇热分解。
【专利说明】
一种实现牛奶杀菌和均质一体化方法和装置
技术领域
[0001]本发明属于牛奶杀菌均质领域，具体涉及一种实现牛奶杀菌和均质一体化方法和
目-O
[0002]
【背景技术】
[0003]牛奶是人类日常生活中不可或缺的营养必需品，然而新鲜的牛奶并不能直接饮用，需要经过一系列的加工工艺。其中，牛奶的杀菌和均质是两个必要的环节。
[0004]现阶段，牛奶的杀菌主要是热处理(包括巴氏杀菌和高温灭菌)，除此外，还要再经过均质机对牛奶中的脂肪球均质化。不仅在工艺上复杂繁琐，牛奶中的营养物质也会因多处理环节而遭遇不同程度的破坏。随着人们对牛奶品质要求的不断提高，传统牛奶加工工艺面临挑战，各类牛奶冷处理应运而生。其中，水力空化不仅可以使牛奶中的细菌灭杀，还可以使牛奶达到均质的效果，是非常有前景可以应用于工程实际上的处理方法。
[0005]水力空化杀菌原理是利用空泡溃灭时，其中的气体高度压缩并产生瞬时高压和高温，与此同时溃灭空泡产生强氧化性的自由基。另外空化溃灭过程中还伴随着高速的微射流和冲击波。空化产生的一系列物理和化学作用实现对微生物进行灭杀。
[0006]水力空化均质的原理是在空泡溃灭瞬间，在汽泡的中心形成一股微射流，强大的压力波可使软性、半软性颗粒被粉碎，或硬性团聚的细小颗粒被分散。
[0007]同轴受限射流空化是射流栗内最常见的一种水力空化现象。射流栗式空化发生器集孔板与文丘里管的空化特征与优点于一体，空化强度剧烈，空化发生与控制十分方便，是一种很有前途的新型水力空化发生与杀菌均质装置，并且已有实验证明，射流栗可以作为细胞破碎器，且相对于文丘里管和孔板来说，具有高效率低能耗的特点。因此，射流栗是一种结构简单、成本低廉、可控性和可操作性极强的空化发生器。
[0008]综合来看，牛奶在射流空化作用下可以同时实现本身的均质化和微生物的灭杀，空化处理具有局部高温整体常温的特点，对牛奶中的营养物质、风味口感和外观特性几乎没有影响，比热处理后的牛奶更具优势。
[0009]
【发明内容】
[0010]本发明所要解决的技术问题:为克服现有技术的不足，使牛奶流经射流栗式空化发生器，对牛奶进行空化处理，在不影响牛奶质量的前提下使牛奶同时达到杀菌和均质的效果，以达到简化牛奶加工工艺的效果。
[0011]本发明所解决其技术问题所采用的技术方案:
一种实现牛奶杀菌和均质一体化方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤1、将牛奶储罐中的待杀菌均质牛奶通过两路管道送入空化发生器，其中一路管道中牛奶通过增压栗增压后送入空化发生器的高压高速入口，所述另外一路管道与空化发生器低压吸入口相连，送入空化发生器的两路待杀菌均质牛奶经过空化作用混合杀菌均质后通过管道返回牛奶储罐，利用空化发生器对牛奶储罐中牛奶循环杀菌均质；
步骤2、待循环杀菌均质到一定时间后通过阀门换向将杀菌均质后的牛奶送出。
[0012]作为优选，所述牛奶储罐有两个，所述两个牛奶储罐并联后与增压栗和空化发生器组成循环杀菌均质系统，通过阀门切换可实现两个牛奶储罐交替工作。
[0013]作为优选，所述空化发生器为射流栗，所述增压栗为离心栗，所述一路管道中牛奶经过增压栗增压后送入射流栗喷嘴入口，另一路管道中牛奶通过射流栗低压吸入口吸入。
[0014]作为优选，所述射流栗出口设有压力传感器和压力调节阀，可通过压力调节阀调节射流栗空化强度。
[0015]作为优选，所述对牛奶循环杀菌均质的时间为0.5?2h。
[0016]作为优选，在牛奶储罐外设置温控装置，使得牛奶储罐的温度保持在20?25°C。
[0017]—种用于上述实现牛奶杀菌和均质一体化方法的牛奶杀菌均质装置，其特征在于:包括牛奶储罐、增压栗和射流栗，所述牛奶储罐底部和增压栗入口通过第一吸入管道相连，所述增压栗出口和射流栗喷嘴入口通过高压输送管道相连，所述射流栗低压区的吸入室和牛奶储罐底部通过第二吸入管道相连，所述射流栗出口设有出口管道，所述出口管道设有均带有控制阀门的第一分支管道和第二分支管道，所述第一分支管道通过控制阀门接入牛奶储罐顶部，所述第二分支管道通过控制阀门送出杀菌均质后的牛奶。
[0018]作为改进，所述高压输送管道和出口管道均设有压力传感器和流量调节阀，可以准确检测和调节射流栗的空化强度，以达到最佳杀菌均质效果。
[0019]作为改进，所述牛奶储罐设有用于走循环冷却水的夹套，所述夹套上下分别设有冷却水的出水管道和进水管道，利用夹套冷却水可以实现对牛奶储罐温度的控制，有利于在充分杀菌均质后降低牛奶分解变质。
[0020]作为改进，所述射流栗包括混合腔，所述混合腔入口设有用于进高压工作液体的工作管，工作管末端设有喷嘴，混合腔内工作管外围为吸入室，所述吸入室上设有用于进低压工作液体的低压吸入管，混合腔出口设有喉管，所述喉管末端设有扩散管。
[0021]本发明的有益效果是:
1、本发明空化发生器的入口管道和出口管道上的压力调节阀可以调节进出口压力，以此控制空化强度满足不同的工艺要求，实现牛奶杀菌均质一体化，简化牛奶加工工艺步骤。
[0022]2、本发明方法属于冷处理方法，对牛奶品质影响几乎为零。
[0023]3、本发明中空化发生器采用射流栗，射流栗兼具孔板和文丘里管的特性，并且可以按比例加工成适合工艺生产的尺寸，易于在工程上推广使用。
[0024]4、采用两储罐并联工作，使射流栗空化发生器不间歇工作，提高生产效率。
[0025]本发明利用离心栗产生的高压牛奶流体通过水力空化发生器对平衡罐内的低压牛奶流体产生卷吸作用，空化发生器内的局部低压诱发空化现象产生大量空泡，随后空泡遇高压溃灭，利用溃灭过程中产生一系列的物理和化学作用实现牛奶空化杀菌均质一体化。
[0026]
【附图说明】
[0027]图1为本发明牛奶杀菌均质装置结构示意图；
图2为射流栗结构示意图。
[0028]图中，A-第一牛奶储罐，B-第二牛奶储罐，IA-储罐进料阀一，IB-储罐进料阀二、2A-增压栗入口阀一，2B-增压栗入口阀二，3-增压栗，4-增压栗出口调节阀，5-射流栗，6-增压栗出口压力传感器，7-射流栗出口压力传感器，8-射流栗出口压力调节阀，9A-射流栗出口控制阀一，9B-射流栗出口控制阀二，1A-回流阀一，1B-回流阀二，11A-夹套一，11 B-夹套二，12A-真空控制阀一，12B-真空控制阀二，13A-送出阀一，13B-送出阀二，14进水管道，15-出水管道，51-工作管，52-喷嘴，53-吸入室，54-喉管，55-扩散管。
[0029]
【具体实施方式】
[0030]参照图所示，一种用牛奶杀菌均质装置，其特征在于:包括第一牛奶储罐A和第二牛奶储罐B、增压栗3和射流栗5，所述第一牛奶储罐A和第二牛奶储罐B底部分别和增压栗2入口通过第一吸入管道相连，所述增压栗3出口和射流栗5喷嘴入口通过高压输送管道相连，所述高压输送管道上设有增压栗出口调节阀4和增压栗出口压力传感器6，所述射流栗5低压区的吸入室53与第一牛奶储罐A和第二牛奶储罐B底部分别通过第二吸入管道相连，所述射流栗5出口设有出口管道，所述出口管道设有射流栗出口压力传感器7和射流栗出口压力调节阀8，所述射流栗出口压力调节阀8后面设有第一分支管道和第二分支管道，所述第一分支管道上设有射流栗出口控制阀一 9A，所述射流栗出口控制阀一 9A后面设有返回第一牛奶储罐A的回流阀一 1A和送出已经杀菌均质牛奶的送出阀一 13A，所述第一吸入管道上设有分别控制第一牛奶储罐A和第二牛奶储罐B底部流量大小的增压栗入口阀一 2A和增压栗入口阀二 2B，所述第二吸入管道上分别设有控制第一牛奶储罐A和第二牛奶储罐B吸入低压牛奶流量大小的真空控制阀一 12A和真空控制阀二 12B，所述第二分支管道上设有射流栗出口控制阀二 9B，所述射流栗出口控制阀二 9B后面设有返回第二牛奶储罐B的回流阀二 1B和送出已经杀菌均质牛奶的送出阀二13B。
[0031]所述牛奶储罐设有用于走循环冷却水的夹套11，所述夹套11上下分别设有冷却水的进水管道14和出水管道15，所述第一牛奶储罐A和第二牛奶储罐B底部还分别设有待杀菌均质牛奶的储罐进料阀一 IA和储罐进料阀二 IB。
[0032]所述射流栗5包括混合腔，所述增压栗3为离心栗，所述混合腔入口设有用于进高压工作液体的工作管51，工作管51末端设有喷嘴52，混合腔内工作管51外围为吸入室53，所述吸入室53上设有用于进低压工作液体的低压吸入管，混合腔出口设有喉管54，所述喉管54末端设有扩散管55。
[0033]—种实现牛奶杀菌和均质一体化方法，包括以下步骤:
步骤1、打开第一牛奶储罐A管道上的阀门储罐进料阀一 1A、增压栗入口阀一 2A、真空控制阀一 12A和射流栗出口控制阀一 9A，将第一牛奶储罐A中的待杀菌均质牛奶通过两路管道送入射流栗5，其中一路管道中牛奶通过增压栗3增压后送入射流栗5内形成高速射流，并对第一牛奶储罐A内的牛奶产生巨大的卷吸作用。被卷吸牛奶通过第二吸入管道上的真空控制阀一 12A进入射流栗5内，两股流体在射流栗5内剧烈掺混并诱发剧烈的空化云。随后空化云遭遇高压溃灭，混合后的牛奶从射流栗5内排出，为使牛奶达到杀菌均质的生产标准，初始时关闭送出阀一 13A，使牛奶过回流阀一 1A回到第一牛奶储罐A，从而实现一次循环。一段时间后，打开送出阀一 13A，关闭回流阀一 10A，使牛奶经流道进入冷却管道，完成牛奶的加工。
[0034]所述第二牛奶储罐B中牛奶杀菌均质方法同上面第一牛奶储罐A中一样，第一牛奶储罐A和第二牛奶储罐B杀菌均质即可同时使用也可按顺序交替使用。
[0035]所述射流栗5出口设有压力传感器和压力调节阀，可通过压力调节阀调节射流栗空化强度。可通过增压栗出口调节阀4和射流栗出口压力调节阀8来调节射流栗5空化强度，可通过增压栗出口压力传感器6和射流栗出口压力传感器7来监控射流栗5内的工况变化所述对牛奶循环杀菌均质的时间为0.5?2h。
[0036]所述第一牛奶储罐A和第二牛奶储罐B外均设置温控装置，使得牛奶储罐的温度保持在20?25 °C。
【主权项】
1.一种实现牛奶杀菌和均质一体化方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、将牛奶储罐中的待杀菌均质牛奶通过两路管道送入空化发生器，其中一路管道中牛奶通过增压栗增压后送入空化发生器的高压高速入口，所述另外一路管道与空化发生器低压吸入口相连，送入空化发生器的两路待杀菌均质牛奶经过空化作用混合杀菌均质后通过管道返回牛奶储罐，利用空化发生器对牛奶储罐中牛奶循环杀菌均质； 步骤2、待循环杀菌均质到一定时间后通过阀门换向将杀菌均质后的牛奶送出。2.如权利要求1所述一种实现牛奶杀菌和均质一体化方法，其特征在于:所述牛奶储罐有两个，所述两个牛奶储罐并联后与增压栗和空化发生器组成循环杀菌均质系统，通过阀门切换可实现两个牛奶储罐交替工作。3.如权利要求2所述一种实现牛奶杀菌和均质一体化方法，其特征在于:所述空化发生器为射流栗，所述增压栗为离心栗，所述一路管道中牛奶经过增压栗增压后送入射流栗喷嘴入口，另一路管道中牛奶通过射流栗低压吸入口吸入。4.如权利要求3所述一种实现牛奶杀菌和均质一体化方法，其特征在于:所述射流栗出口设有压力传感器和压力调节阀，可通过压力调节阀调节射流栗空化强度。5.如权利要求3所述一种实现牛奶杀菌和均质一体化方法，其特征在于:所述对牛奶循环杀菌均质的时间为0.5?2h。6.如权利要求3所述一种实现牛奶杀菌和均质一体化方法，其特征在于:在牛奶储罐外设置温控装置，使得牛奶储罐的温度保持在20?25 °C。7.—种用于权利要求3所述一种实现牛奶杀菌和均质一体化方法的牛奶杀菌均质装置，其特征在于:包括牛奶储罐、增压栗和射流栗，所述牛奶储罐底部和增压栗入口通过第一吸入管道相连，所述增压栗出口和射流栗喷嘴入口通过高压输送管道相连，所述射流栗低压区的吸入室和牛奶储罐底部通过第二吸入管道相连，所述射流栗出口设有出口管道，所述出口管道设有均带有控制阀门的第一分支管道和第二分支管道，所述第一分支管道通过控制阀门接入牛奶储罐顶部，所述第二分支管道通过控制阀门送出杀菌均质后的牛奶。8.如权利要求7所述一种牛奶杀菌均质装置，其特征在于:所述高压输送管道和出口管道均设有压力传感器和流量调节阀。9.如权利要求8所述一种牛奶杀菌均质装置，其特征在于:所述牛奶储罐设有用于走循环冷却水的夹套，所述夹套上下分别设有冷却水的出水管道和进水管道。10.如权利要求7所述一种牛奶杀菌均质装置，其特征在于:所述射流栗包括混合腔，所述混合腔入口设有用于进高压工作液体的工作管，工作管末端设有喷嘴，混合腔内工作管外围为吸入室，所述吸入室上设有用于进低压工作液体的低压吸入管，混合腔出口设有喉管，所述喉管末端设有扩散管。
【文档编号】A23C7/00GK106070602SQ201610510450
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】龙新平, 王晴晴, 章君强, 左丹, 王炯
【申请人】武汉大学