优质乳巴氏杀菌设备阀门响应时间测定方法与流程

文档序号:11515158阅读:350来源:国知局
本发明涉及一种阀门响应时间测定方法,特别涉及一种优质乳巴氏杀菌设备阀门响应时间测定方法,属于优质乳项目技术改进研究项目中设备校准研究。对于确定阀门响应速度,研究设备稳定性和可靠性具有重要意义。
背景技术
:巴氏牛奶(pasteurisedmilk),是由巴氏消毒法处理的鲜牛奶,一般保质期较短,但保存了绝大部分的营养和口感。与超高温灭菌(uht)牛奶相比,巴士牛奶因为杀菌温度较低,并不能完全杀死所有的微生物,保存期短,且需要在低温环境下保存。巴氏牛奶的生产设备,巴氏杀菌设备因为杀菌能力有限,更需要精确的控制杀菌的时间长度,如果杀菌时间不足,则必须控制巴氏杀菌设备流出的牛奶回流到原料罐中重新进行杀菌,等到巴氏杀菌机器的温度恢复正常以后才能放行合格的牛奶。现有的巴氏牛奶生产设备中巴氏杀菌机器的回流控制是通过一个独立的回流阀控制的,所以回流阀能否可靠的准确的工作就成了控制实现可靠杀菌的关键所在。而现有的巴氏杀菌机器尚无关于阀门响应时间的研究报道,为了提高巴氏杀菌的强度控制精确度,在安全可靠的范围内降低巴氏杀菌的强度,使得巴氏牛奶的营养价值进一步的提高。需要对阀门响应时间做更加深入的研究工作。技术实现要素:本发明的目的在于克服现有技术中没有关于巴氏杀菌机器阀门响应时间研究的,对于巴氏牛奶杀菌强度控制精度不足的问题,提供一种巴氏杀菌机器阀门响应时间的测定方法。本发明的方法研究确定巴氏杀菌的阀门响应时间,确保在降低巴氏杀菌强度,提高牛奶营养价值的时候,设备运行更加稳定可靠,严格防止因为杀菌温度不足或其他问题导致生产不合格的牛奶不混入正常的合格牛奶中,确保杀菌不足的牛奶回流,进行充分的杀菌后才流入后工序。为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:一种优质乳巴氏杀菌设备阀门响应时间测定方法,包括以下步骤:(1)将巴氏杀菌设备的温度传感器进行测试,分析温度传感器的工作原理,设置模拟温度变化的调温电路。(2)利用模拟温度变化的调温电路对巴氏杀菌机器的温度进行调整,模拟出阀门开启或关闭的临界温度参数,并用秒表开始计时。即利用调温电路触发阀门开启/关闭的条件参数,可以不选用具体的临界参数点,而选用可以触发阀门开关的温度参数值。(3)观察阀门开启或关闭的时间,并停止秒表计时,得到阀门开启或关闭的响应时间。(4)重复步骤2-3多次,记录阀门开启或关闭的响应时间,求取平均数,或者取最大值。优选,计算算数平均数。(5)恢复调温电路为原始温度传感器线路,即恢复设备状态。本发明的优质乳巴氏杀菌设备阀门响应时间测定方法采用最为基础原始的测定方法,通过秒表计时的方式由独立的工作人员进行测定,测定方法简单、直接而准确,能够快速的测定出巴氏杀菌设备上的阀门响应时间。在实现阀门启动的原理上采用了模拟温度变化的调温电路,通过电阻模拟电信号的变化,直接模拟出温度传感器的参数变化,具有直接高效的特点,能够很好很快的实现巴氏杀菌设备的温度变化,方便试验进行。模拟温度传感器是现有的装置,根据温度传感器的温度-参数对应关系进行设计,能够简单的实现人为控制变温测定结果的变化,实现对于阀门开启/关闭的触发。本发明方法没有采用调整巴氏杀菌设备中流体温度的方法控制阀门开启或关闭条件的触发,避免设备内部的流体温度差导致的温度测定不准确。因为流体的温度差往往会导致测试人测试位点的温度和巴氏杀菌设备的温度传感器测试位置的温度不同,进而使得测试结果失去精确度和可靠性。进一步,所述调温电路是通过接入带开关的电阻实现。优选地,电阻接入方式是串联或并联方式。调温电路(或称,模拟温度传感器)是通过串联或并联电阻的形式实现,电阻的连线是带开关的,通过开关实现电阻的接入,达到模拟温度电信号的效果。开关电阻具有快速响应的特点,最能够精确的计量巴氏杀菌设备的温度变化的时间点,便于秒表计时。优选地,接入电阻的数量可以是一个或一个以上。电阻的连接方式不限于串联或并联,可以是串并联混合方式,也可以是多个电阻进行连接。当调温电路包括多个电阻,连接方式可以根据需要模拟的电信号进行优化设计,达到需要的模拟信号。现有的温度传感器一般为ntc材料,具有特定的温度系数的电阻材料,当温度发生变化的时候,探头处的温敏电阻材料的电阻发生变化。通过串联、并联等方式接入新的电阻材料,改变线路的电阻数值,可以准确的模拟出管道内流体温度达到阀门响应的数值时的情况,进而触发阀门的开启/关闭动作。本发明的另一目的是优化优质乳项目的巴氏杀菌设备的阀门工作程序,确保巴氏杀菌设备对于巴士牛奶杀菌的可靠性,避免不合格/不合适的牛奶进入后工序。一种优质乳巴氏杀菌设备阀门响应时间优化方法,包括以下步骤:(1)根据上述方法测定的阀门开启或关闭的响应时间(记作t开0、t关0),测试结果最大偏差不能超过0.1秒。如果测试结果最大偏差大于0.1秒,则更换阀门。(2)测定巴氏杀菌设备中流体流动的速度:按照常规的巴氏杀菌流程,输入牛奶,计时出料口牛奶流出到接收一定量牛奶的时间,体积流量q=接收牛奶体积v/接收时间t。计算巴氏杀菌设备保温管出口到阀门的距离,结合管道内径计算出保温管出口到阀门的位置管道内部体积v0。计算牛奶从巴氏杀菌设备保温管出口到阀门处的流经时间t0=v0/体积流量q。(3)优化巴氏杀菌设备的阀门响应时间,包括优化阀门开启时间和优化阀门关闭时间。优化阀门开启时间t开:如果t开0<t0,则设置t开=t开0;否则更换阀门。优化阀门关闭时间t关:t关=t关0+t0。本发明优质乳生产工艺巴氏杀菌设备优化方法,结合上述发明的阀门响应时间测定方法,对阀门和巴氏杀菌过程中流体温度变化情况进行优化,有效的提高了阀门的工作可靠性,避免巴氏杀菌设备温度不达标的情况下不合格牛奶流入后工序。同时,优化阀门设备的关闭时间,延迟巴氏杀菌的时间达标后阀门的关闭时机,保温管出口到阀门之间管道内的不合格牛奶有充足的时间从阀门旁路回流,避免阀门关闭时间过早导致保温管中不合格牛奶因为阀门过早关闭混入后续生产工序中。本发明改进方案的主要改进要点就在于巴氏杀菌的过程中对于设备的两次响应时间特点,优化调整阀门工作的时间,避免巴氏杀菌设备的温度上升到正常数值以后,设备中部分未被温度传感器测量到的牛奶在阀门提前响应的情况下流入到后工序中,阀门关闭(对应牛奶送出)时机延后,确保充分杀菌处理。优化后的阀门开启或阀门关闭时间,充分考虑了巴氏杀菌设备的管道流程对于牛奶流经时间的影响,校准或延迟了阀门的工作时间,阀门响应的时机更加可靠、可信,生产更加安全高效。所述测试结果最大偏差是指多次测试中最大值和最小值之差的绝对值。要求最大值和最小值之差不大于0.1秒,确保测试的结果整体具有良好的一致性、稳定性。也是对于阀门的选择优化,对于最大偏差较大的阀门可靠性不佳,更重要的是阀门可能存在某种缺陷(引起最大偏差大),通过控制阀门开启/关闭的最大偏差不大于0.1秒,确保选择优良的阀门单元。进一步,步骤2,输入牛奶,计时出料口牛奶流出到接收一定量牛奶的时间,体积流量q=接收牛奶体积v/接收时间t。计算牛奶流出量达到40-100l所花费的时间,然后据此计算出体积流量。根据发明人的研究发现通过计量40-100l的牛奶流出的时间,完全可以准确的反应出牛奶在管线中的流动速度,不必过多的增加计量的牛奶总流量,既增加统计消耗时间,又增加测量成本。优选地,重复测试3-20次,计算体积流量的平均值。流量的测量根据多次测试求取平均值可以更好的避免单次测量存在的误差因素干扰,通过求取平均值可以得到准确的流量为优化阀门响应时间提供基础参数条件。更优选地,重复体积流量测试3-10次,计算体积流量的平均值。较少的充分体积流量测试即可完成预期的精确度,不必过多的重复测量,提高效率。与现有技术相比,本发明的有益效果:1.本发明优质乳巴氏杀菌设备阀门响应时间测定方法采用简单、直接而准确的测试方法,通过秒表计时的方式由独立的工作人员进行测定,测定方法简单、直接而准确,能够快速的测定出巴氏杀菌设备上的阀门响应时间。2.本发明采用了模拟温度传感器直接模拟出温度变化,直接,高效,容易实现人为控制变温,触发阀门开启/关闭。3.本发明优质乳生产工艺巴氏杀菌设备优化方法,结合本发明阀门响应时间测定方法,对阀门和巴氏杀菌过程中流体温度变化情况进行优化,有效的提高了阀门的工作可靠性,避免巴氏杀菌设备温度不达标的情况下不合格牛奶流入后工序。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本
发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。【实施例1】阀门响应时间测试测试过程:采用10.1吨软水,模拟巴氏鲜牛奶杀菌工艺,温度85±2℃。检测分析温度传感器的工作原理,并联一模拟温度电阻,通过开关模拟实现阀门开启和关闭触发。选择v104阀进行测试:手动设置杀菌温度低于安全温度,传感器接收温度变化后,立即按下秒表,看到v104阀开始动作后再次按下秒表,此时间即为阀门关闭的响应时间,用秒表记录回流、送出的响应时间。及具体数值数据如下表1-2。表1:阀门响应时间阀门状态响应时间(s)功能开0.38回流关0.24送出开0.40回流关0.22送出开0.36回流关0.20送出开0.38回流关0.23送出开0.41回流关0.21送出开0.4回流关0.2送出开0.38回流关0.22送出开0.41回流关0.22送出表2:阀门响应时间汇总统计综合以上数据,开启、关闭响应时间的偏差最大值均不超过0.05s,满足方案中最大值不超过0.1s的要求。如果测试的响应时间最大偏差值大于0.1秒,那么结果符合要求,更换阀门重新进行测量,知道结果满足要求。上述表2数据显示偏差最大值小于0.1秒,符合测试要求,继续进行测试以及数据分析工作。最终得到阀门开启/关闭的平均值,结果分别为0.39s、0.22s,不超过1秒,阀门相应速度达到预期设计要求。一般情况下,由于料液从杀菌段再经降温至v104阀的时间远远大于阀门的响应时间,即阀门开始动作时,有可能杀菌温度不足的料液仍处于降温等阶段还未流动至阀门,食品安全能得到保障。并且还可以进一步优化巴氏杀菌的工艺过程,使之更加可靠高效高品质。【实施例2】优质乳巴氏杀菌设备阀门响应时间优化(1)根据实施例1测定的阀门开启或关闭的响应时间,t开0=0.41、t关0=0.24,最大偏差0.05秒。(2)测定巴氏杀菌设备中流体流动的速度:按照常规的巴氏杀菌流程,输入牛奶,计时出料口牛奶流出到接收40l牛奶的时间,奶流时间(s):14.08s、13.98s、14.04s、13.93s、13.85s、13.87s,平均13.96s。体积流量q=接收牛奶体积v/接收时间t。计算巴氏杀菌设备保温管出口到阀门的距离,结合管道内径计算出保温管出口到阀门的位置管道内部体积v0,v0=0.00314立方米。计算牛奶从巴氏杀菌设备保温管出口到阀门处的流经时间t0=v0/体积流量q。(3)优化巴氏杀菌设备的阀门响应时间,包括优化阀门开启时间和优化阀门关闭时间。优化阀门开启时间:如果t开0<t0,t开=t开0;否则更换阀门。优化阀门关闭时间:t关=t关0+t0。当前第1页12
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