液体原料混合设备及原料混合系统的制作方法

本实用新型涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种液体原料混合设备及原料混合系统。

背景技术：

近年来，市场很多可食用产品在生产中由于处理工艺的改变导致生产工艺的变化，产品生产过程中需要在线状态下均匀混合，如何既能够保证产品的口味和营养，又能够保证原料充分混合是食品行业急待解决的问题。

目前，在乳品行业中，向乳饮中加酸的生产工艺是采用外部向配料罐中直接添加，然后在配料罐或者混料罐中将乳饮与酸按照比例混合在一起。由于敞开直接投放添加对于产品的质量无法得到保障，而且人工投放时效率低，并存在安全隐患。同时，由于此种生产工艺采用人工手动添加造成两种原料的配比无法精准掌控，不仅会由于原料混合不均匀造成成本浪费，而且还无法保证混合后产品的口感和品质。

针对现有技术中多种液体原料的配比掌控精度低、液体原料混合不均匀，无法保证混合后产品的口感的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种液体原料混合设备及原料混合系统，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种液体原料混合设备及原料混合系统，在对两种液体原料进行输送、混合和灌装过程中，能够保持液体原来的持续添加和充分混合，保证两种液体原料具有良好的混合均匀度，提高产品质量，降低生产成本。

本实用新型的目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供了一种液体原料混合设备，所述液体原料混合设备包括对第一液体原料和第二液体原料进行混合的混合管，其中：

所述混合管的一端设置有与所述混合管的内部相连通的第一原料入口和第二原料入口，所述混合管的另一端设置有与所述混合管的内部相连通的混合料出口；

所述混合管的内部沿所述混合管的轴向设置有芯轴，所述芯轴的外壁上设置有第一导流叶片和第二导流叶片，所述第一导流叶片和所述第二导流叶片均为螺旋状结构，且所述第一导流叶片在所述芯轴的外壁上的延伸方向与所述第二导流叶片在所述芯轴的外壁上的延伸方向相反，在所述第一导流叶片和所述第二导流叶片上分别开设有多个第一过液孔和多个第二过液孔。

在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述第一过液孔和各所述第二过液孔分别在所述第一导流叶片和所述第二导流叶片上均匀分布，且在所述第一导流叶片的延伸方向上的两相邻所述第一过液孔之间在轴向上的夹角为4°至14°，在所述第二导流叶片的延伸方向上的两相邻所述第二过液孔之间在轴向上的夹角为4°至14°。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一导流叶片的延伸方向上的两相邻所述第一过液孔之间在轴向上的夹角为9°，所述第二导流叶片的延伸方向上的两相邻所述第二过液孔之间在轴向上的夹角为9°。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一导流叶片与所述第二导流叶片连续设置，所述第一导流叶片的一端与所述第二导流叶片的一端连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述芯轴上远离所述混合料出口的一端设置有导流尖端，所述导流尖端的外壁上设置有第三导流叶片，所述第三导流叶片为螺旋状结构，在所述第三导流叶片上开设有多个第三过液孔。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述混合管包括相连通的第一管体和第二管体，所述第一原料入口和所述第二原料入口位于所述第一管体的一端，所述第一管体的另一端与所述第二管体的一端连接，所述混合料出口位于所述第二管体的另一端，所述芯轴位于所述第二管体的内部，在所述第一管体的内部设置有文丘里管。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述文丘里管沿所述第一管体的轴向设置，所述文丘里管的一端设置有隔板，所述隔板上开设有与所述第一原料入口相连通的第一通孔和与所述第二原料入口相连通的第二通孔，所述文丘里管的另一端连接有稳流管连接，所述芯轴的所述导流尖端伸出所述第二管体并伸入至所述稳流管内。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一管体与所述第二管体的连接位置夹设有密封圈。

本实用新型提供了一种原料混合系统，所述原料混合系统包括配料罐和上述的液体原料混合设备，所述液体原料混合设备的第一原料入口和第二原料入口分别通过输料管道与存放第一液体原料和第二液体原料的储罐连接，所述液体原料混合设备的混合料出口通过输料管道与所述配料罐连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述液体原料混合设备与所述配料罐之间的所述输料管道上设置有阀阵。

由上所述，本实用新型的液体原料混合设备及原料混合系统的特点及优点是：两种液体原料在进入配料罐进行混合配料之前需要混合管，在混合管的内部固定设置有芯轴，芯轴的外壁上设置有螺旋状结构的第一导流叶片和第二导流叶片，第一导流叶片在芯轴的外壁上的延伸方向与第二导流叶片在芯轴的外壁上的延伸方向相反，两种液体原料在流至第二导流叶片时会改变其原来的螺旋运动方向，使两种液体原料在混合管内产生翻滚混合的效果，提高两种液体原料混合的均匀度。另外，在第一导流叶片和第二导流叶片上分别开设有多个第一过液孔和多个第二过液孔，两种液体原料在沿着混合管的轴向流动的过程中，一部分液体原料会沿着第一导流叶片和第二导流叶片的导流方向进行流动，另一部分液体原料会通过第一导流叶片上的各第一过液孔和第二导流叶片上的各第二过液孔直接进行流动，从而使得两种液体原料在混合管内呈现两种不同的流动方式，使液体原料在混合管内产生翻滚和乱流，保证两种液体原料在混合管内始终处于均匀混合的状态，从而大大提高向液态产品中添加液态原料的稳定性和均匀性，提高灌装后每单包产品原料混合的均匀度，提高产品质量，有效节省物料成本和投资成本。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型液体原料混合设备的结构示意图。

图2：为本实用新型液体原料混合设备中芯轴的结构示意图。

图3：为本实用新型液体原料混合设备中第三导流叶片上第三过流孔的分布示意图。

图4：为本实用新型液体原料混合设备中第一导流叶片上第一过流孔的分布示意图。

图5：为本实用新型液体原料混合设备中第二导流叶片上第二过流孔的分布示意图。

图6：为本实用新型原料混合系统的结构示意图。

本实用新型中的附图标号为：

1、混合管；101、第一管体；

1011、第一原料入口；1012、第二原料入口；

102、第二管体；1021、混合料出口；

2、芯轴；201、第一导流叶片；

2011、第一过液孔；202、第二导流叶片；

2021、第二过液孔；203、导流尖端；

204、第三导流叶片；2041、第三过液孔；

3、文丘里管；4、稳流管；

5、隔板；501、第一通孔；

502、第二通孔；6、输料管道；

7、阀阵；8、配料罐。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

实施例一

如图1所示，本实用新型提供了一种液体原料混合设备，该液体原料混合设备包括混合管1，混合管1用于供第一液体原料和第二液体原料从其内部流过进行混合。其中：混合管1为沿水平方向设置的圆筒状结构，混合管1的一端设置有与混合管1的内部相连通的第一原料入口1011和第二原料入口1012，混合管1的另一端设置有与混合管1的内部相连通的混合料出口1021；混合管1的内部沿混合管1的轴向设置有芯轴2，芯轴2的外壁上设置有第一导流叶片201和第二导流叶片202，第一导流叶片201和第二导流叶片202均为沿芯轴2的周向环设于芯轴2的外壁上的螺旋状结构，第一导流叶片201与第二导流叶片202连续设置，第一导流叶片201的一端与第二导流叶片202的一端连接，第一导流叶片201在芯轴2的外壁上的延伸方向与第二导流叶片202在芯轴2的外壁上的延伸方向相反，在第一导流叶片201上开设有多个第一过液孔2011，在第二导流叶片202上开设有多个第二过液孔2021。

本实用新型在混合管1的内部设置有芯轴2，芯轴2的外壁上设置有螺旋状结构的第一导流叶片201和第二导流叶片202，两种液体原料在通过混合管1的过程中，第一导流叶片201和第二导流叶片202对两种液体原料起到导流和混合的作用，而且两种液体原料在流至第二导流叶片202时会改变其原来的螺旋运动方向，使两种液体原料在混合管1内产生翻滚混合的效果，提高两种液体原料混合的均匀度。另外，在第一导流叶片201和第二导流叶片202上分别开设有多个第一过液孔2011和多个第二过液孔2021，两种液体原料在沿着混合管1的轴向流动的过程中，一部分液体原料会沿着第一导流叶片201和第二导流叶片202的导流方向进行流动，另一部分液体原料会通过第一导流叶片201上的各第一过液孔2011和第二导流叶片202上的各第二过液孔2021直接进行流动，从而使得两种液体原料在混合管1内呈现两种不同的流动方式，使液体原料在混合管1内产生翻滚和乱流，保证两种液体原料在混合管1内始终处于均匀混合的状态，从而大大提高向液态产品中添加液态原料的稳定性和均匀性，提高灌装后每单包产品原料混合的均匀度，提高产品质量，有效节省物料成本和投资成本。

当然，在实际生产过程中，可根据不同产品，选用不同型号的混合管1(即：由于产品的不同，可对混合管1的轴向长度和内径、第一导流叶片201和第二导流叶片202的导程、第一过液孔2011和第二过液孔2021的孔径进行调整)，保证两种液体原料的混合均匀，满足配套生产的要求。

本实用新型的液体原料混合设备可适用于多种液体原料的混合，如：生产酸奶过程中对不同液体原料的混合(即：向乳质液体原料中添加软性液体原料)。

在本实用新型的一个可选实施例中，如图4、图5所示，各第一过液孔2011在第一导流叶片201上均匀分布，且在第一导流叶片201的延伸方向上的两相邻第一过液孔2011之间在轴向上的夹角为4°至14°，各第二过液孔2021在第二导流叶片202上均匀分布，且在第二导流叶片202的延伸方向上的两相邻第二过液孔2021之间在轴向上的夹角为4°至14°。使得流经第一导流叶片201和第二导流叶片202的液体原料形成湍流，提高液体原料的混合效果。

优选的，在第一导流叶片201的延伸方向上的两相邻第一过液孔2011之间在轴向上的夹角为9°，在第二导流叶片202的延伸方向上的两相邻第二过液孔2021之间在轴向上的夹角为9°。

在本实用新型的一个可选实施例中，如图1至图3所示，芯轴2上远离混合料出口1021的一端设置有导流尖端203，导流尖端203为由远离混合料出口1021向靠近混合料出口1021方向直径逐渐增加的圆锥形结构；导流尖端203的外壁上设置有第三导流叶片204，第三导流叶片204为螺旋状结构，在第三导流叶片204上开设有多个第三过液孔2041。通过导流尖端203起到引流和初步混合的作用，将两种液体原料平稳的引致第一导流叶片201和第二导流叶片202位置，使两种液体原料混分混合。

在本实用新型的一个可选实施例中，如图1所示，混合管1包括相连通的第一管体101和第二管体102，第一管体101和第二管体102均为沿水平方向设置的圆筒状结构，第一原料入口1011和第二原料入口1012位于第一管体101的一端，第一管体101的另一端与第二管体102的一端连接，混合料出口1021位于第二管体102的另一端，芯轴2位于第二管体102的内部，在第一管体101的内部设置有文丘里管3。

进一步的，在第一管体101与第二管体102的连接位置夹设有密封圈(未示出)，保证第一管体101与第二管体102之间良好的密封关系。

进一步的，如图1所示，文丘里管3沿第一管体101的轴向设置，文丘里管3的一端设置有隔板5，隔板5上开设有与第一原料入口1011相连通的第一通孔501和与第二原料入口1012相连通的第二通孔502，文丘里管3的另一端连接有稳流管4连接，芯轴2的导流尖端203伸出所述第二管体102并伸入至稳流管4内。两种液体原料在进入混合管1的内部之后，首先进入文丘里管3内，在文丘里管3的作用下液体原料产生复杂的层状流动、波状流动以及湍状流动，而且提高液体原料的流速，达到初步混合的目的，在第二管体102之前，液体原料需要经过稳流管4过度为较为平稳的层状流动，保证液体原料平稳流入至第二管体102内，保证对液体原料二次混合的稳定进行。其中：文丘里效应表现在受限流动在通过缩小的过流断面时，流体出现流速增大的现象，其流速与过流断面成反比，而由伯努利定律知流速的增大伴随流体压力的降低，即常见的文丘里现象，通俗地讲，这种效应是指在高速流动的流体附近会产生低压，从而产生吸附作用。

进一步的，如图1所示，第一通孔501位于隔板5的中部位置，第二通孔502位于第一通孔501的外侧。可通过第一原料入口1011和第一通孔501向混合管1内输入主料(即：用量较大的液体原料)，通过第二原料入口1012和第二通孔502向混合管1内输入辅料(即：用量较小的液体原料)，从而保证两种液体原料能够按照生产配比进行稳定的混合，保证混合后产品的良好品质。

进一步的，可对第一原料入口1011处提供3bar的压力，对第二原料入口1012处提供1bar至2bar的压力，混合料出口1021处提供0bar的压力，从而控制第一原料入口1011处第一液体原料的流速为10t/h(吨/小时)至30t/h，控制第二原料入口1012处第二液体原料的流速为2t/h至8t/h，从而能够对两种液体原料的配比进行精确控制。

进一步的，本实用新型的液体原料混合设备采用食品级不锈钢材质制成，各零部件均可采用但不限于机械加工完成，零部件之间可采用但不限于焊接方式进行连接，各组合件之间可采用但不限于螺栓连接。本实用新型的液体原料混合设备自身为密封结构，物料通路密闭，不需要开口式混料系统，能够把产品被污染的危险系数降低到最低，可实现cip及sip(即：在线清洗和消毒)，消除潜在的污染威胁，保证良好的产品质量。

本实用新型通过实时流量计量的原料添加方式向第一原料入口1011和第二原料入口1012内添加液体原料，能够实时精准的控制液体原料的添加量，提高液体原料混合的准确度，避免原料成本的浪费。而且本实用新型不仅满足两种液体原料的混合需求，还能够对两种以上的液体原料进行混合，能够保证对中液体原料充分、均匀混合。

本实用新型液体原料混合设备的特点及优点是：

一、该液体原料混合设备通过第一导流叶片201和第二导流叶片202对两种液体原料起到导流和混合的作用，而且两种液体原料在流至第二导流叶片202时会改变其原来的螺旋运动方向，使两种液体原料在混合管1内产生翻滚混合的效果，提高两种液体原料混合的均匀度。

二、该液体原料混合设备在第一导流叶片201和第二导流叶片202上分别开设有多个第一过液孔2011和多个第二过液孔2021，从而使得两种液体原料在混合管1内呈现两种不同的流动方式，使液体原料在混合管1内产生翻滚和乱流，保证两种液体原料在混合管1内始终处于均匀混合的状态，从而大大提高向液态产品中添加液态原料的稳定性和均匀性。

三、该液体原料混合设备中在混合管1的内部设置有文丘里管3和稳流管4，液体原料在文丘里管3的作用下能够产生复杂的层状流动、波状流动以及湍状流动，而且提高液体原料的流速，达到初步混合的目的，再通过稳流管4对经过文丘里管3的液体原料进行稳流、降速，使得液体原料平稳流入至第二管体102内，保证第一导流叶片201和第二导流叶片202对液体原料二次混合的稳定进行。

实施例二

如图6所示，本实用新型提供了一种原料混合系统，该原料混合系统包括配料罐8和上述的液体原料混合设备，液体原料混合设备的第一原料入口1011通过输料管道6与存放第一液体原料的储罐连接，第二原料入口1012通过输料管道6与存放第二液体原料的储罐连接，液体原料混合设备的混合料出口1021通过输料管道6与配料罐8连接。

在本实用新型的一个可选实施例中，如图6所示，液体原料混合设备与配料罐8之间的输料管道6上设置有阀阵7。通过阀阵7对液体原料混合设备与配料罐8之间的通断进行控制，从而控制经过液体原料混合设备混合后的液体原料向配料罐8内的输入量。

本实用新型的原料混合系统的特点及优点是：

该原料混合系统在对两种以及两种以上的液体原料进行输送、混合和灌装过程中，通过液体原料混合设备能够保证多种原料均匀混合，有效提高灌装后每单包产品内多种液体原料的均匀度，提高产品质量，降低生产成本。

实施例三

本实用新型提供了一种原料混合方法，该原料混合方法包括如下步骤：

步骤s1：将第一液体原料通过第一原料入口1011输送至混合管1内，同时将第二液体原料通过第二原料入口1012输送至所述混合管1内；

步骤s2：一部分第一液体原料和一部分第二液体原料依次沿第一导流叶片201和第二导流叶片202的导流方向流过混合管1，另一部分第一液体原料和另一部分第二液体原料依次经过第一导流叶片201上的各第一过液孔2011和第二导流叶片202上的各第二过液孔2021直接流过混合管1；

步骤s3：第一液体原料和第二液体原料在混合管1内充分混合后，从混合料出口1021流出；

步骤s4：混合液体原料通过输料管道6输送至配料罐8内进行进一步混合；

步骤s5：配料罐8内的混合液体采用灌装机进行灌装。

在本实用新型的一个可选实施例中，步骤s2之前，第一液体原料和第二液体原料顺序经过文丘里管3和稳流管4。在文丘里管3的作用下液体原料产生复杂的层状流动、波状流动以及湍状流动，而且提高液体原料的流速，达到初步混合的目的，在第二管体102之前，液体原料需要经过稳流管4过度为较为平稳的层状流动，保证液体原料平稳流入至第二管体102内，保证对液体原料二次混合的稳定进行。

本实用新型的原料混合方法的特点及优点是：

给原料混合方法在对两种以及两种以上的液体原料进行输送、混合和灌装过程中，通过液体原料混合设备能够保证多种原料均匀混合，有效提高灌装后每单包产品内多种液体原料的均匀度，提高产品质量，降低生产成本。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。