本发明涉及含颗粒物饮品的生产系统装置及工艺。更具体地，涉及一种可连续生产、且物料能均匀混合及灌装的含可食用颗粒物的液态饮品的生产系统装置及工艺。
背景技术：
：近年来，含颗粒物的液态饮品(包括液态饮料和液态乳制品)，例如含有果蔬颗粒或谷物类的含乳的液态乳饮品等，其品种多样、营养丰富，且每种颗粒具有不同的咀嚼口感，从而在市场上非常流行。尤其是含有谷物颗粒的液态乳制品，因其在具备牛乳成份的同时还含有谷物粮食颗粒，使得消费者在饮用时既均衡了营养又提高了乳蛋白的利用率，同时为消费者对健康的追求及快捷的生活节奏提供了极大的便利，从而越来越受到广大消费者的青睐。上述含颗粒物的液态饮品目前在行业中的生产工艺有两种，一种是采用含颗粒物的料液和基料料液各自单独杀菌，然后在无菌的状态下再按照所需比例混合，用灌装设备进行灌装。另一种是将颗粒物与相关的液料按所需比例混合，通过超高温将混合物杀菌后，直接用灌装设备进行灌装。相应的，第一种生产工艺需要配套有两套超高温灭菌设备、两套无菌罐、一套灌装机，该方法设备投资大，能耗高，生产效率低下，且由于使用的设备较多，生产过程监控点也多，使得成本提高。另外，该方法并不适用于颗粒物为谷物、干果或坚果类产品的含颗粒物液态饮品。目前第二种生产工艺需要配套一套超高温设备、一套灌装机。但是，该生产工艺中，针对含有谷物、干果或坚果类较为坚硬的颗粒产品，由于颗粒物的密度和基料的密度相差大，难以混合均匀，且在无菌环境下没有适合的对料液均匀混合的方式，从而使得物料不能分布均匀的进入灌装机内，进一步会影响不同罐装产品的浓度均匀度。且生产工艺中产品向灌装机中灌装时，经常会存在管道堵塞的问题，灌装机需清洗，从而有效生产时间短，效率不高，无法实现大批量的连续生产。因此，需要提供一种新的含颗粒物，尤其是如谷物、干果或坚果类较为坚硬的颗粒物的液态饮品的生产工艺、以改善上述不足。技术实现要素：本发明的第一个目的在于提供一种生产含可食用颗粒物的液态饮品的系统装置，该系统装置设备少、成本低、能将不同的原料(尤其是密度相差较大的不同原料)混合均匀的送至灌装机且均匀的灌装，同时可实现含可食用颗粒物的液态饮品的大批量的连续生产及灌装。本发明的第二个目的在于提供一种生产含可食用颗粒物的液态饮品的工艺，该工艺生产成本低、使用设备少，且实现了将不同的原料(尤其是密度相差较大的不同原料)混合均匀的送至灌装机且均匀的灌装，同时保证可食用颗粒物的完整性，可实现产品的大批量的连续生产及灌装。为达到上述第一个目的，本发明提供生产含可食用颗粒物的液态饮品的系统装置，所述系统装置包含超高温灭菌设备、无菌缓冲罐和灌装机；所述超高温灭菌设备一侧的出口与无菌缓冲罐的第一进口连通；所述无菌缓冲罐底部的出口通过第一输送管道与灌装机的一侧的入口连通；所述灌装机的第一出口通过第二输送管道与无菌缓冲罐的第二进口连通；所述无菌缓冲罐内顶部设有第一搅拌装置、底部设有第二搅拌装置。本发明中，无菌缓冲罐的设置一方面能起到对物料进行无菌缓冲的作用，另一方面能实现物料的均匀混合。发明人在研究中发现，无菌缓冲罐中搅拌装置的位置及数量影响物料混合的均匀度及产品的完整性和质量。搅拌装置为两个且分别设置在无菌缓冲罐内顶部和底部时，前述效果佳，根据本发明的具体实施方式，例如，第一搅拌装置与第二搅拌装置的位置垂直方向上可错开，且第一搅拌装置与第二搅拌装置的安装方向间设置夹角时，能有助于进一步的防止出现搅拌死角，使得搅拌更充分。根据本发明的优选结构，所述第一搅拌装置与第二搅拌装置的安装方向间的夹角为25～85°，更优选结构，所述第一搅拌装置与第二搅拌装置的安装方向间的夹角为30～70°，最优结构为，30～60°此时搅拌效果及颗粒物保持完整性效果最佳。根据本发明的优选结构，所述第一搅拌装置和第二搅拌装置的搅拌部件间的垂直距离为无菌缓冲罐的顶部到底部距离的1/8～1/3，更优选为1/8～1/4。根据本发明的优选结构，所述第一搅拌装置为曲面型叶片轴流推进式搅拌装置，搅拌的方式为推进式搅拌，转速为40～150转/分钟。根据本发明的优选结构，所述第一搅拌装置的搅拌直径与无菌缓冲罐的直径比为0.1～0.3。根据本发明的优选结构，所述第二搅拌装置为斜叶片轴流推进式搅拌器，推力方向为无菌缓冲罐的底部，转速为80～300转/分钟。根据本发明的优选结构，所述第二搅拌装置的搅拌直径与无菌缓冲罐的直径比为0.1～0.28。根据本发明的优选结构，所述灌装机底部设有第二出口，用于将部分混合料进行灌装。发明人在研究过程中还发现，在无菌缓冲罐内设置一定数量的隔挡物对改善混合料的混合均匀度及完整性等也有明显的作用、根据本发明的优选结构，所述无菌缓冲罐内侧壁设有2～4块对称布置的挡板，所述挡板的宽度为20～40cm。根据本发明的优选结构，所述无菌缓冲罐内底部设有1～2块对称布置的挡板。为达到上述第二个目的，本发明提供生产含可食用颗粒物的液态饮品的工艺，所述工艺包括将液态原料与可食用颗粒物混合后在超高温灭菌设备中杀菌，再将混合料冷却后输送至无菌缓冲罐内混合均匀，再经第一输送管道输送至灌装机内的步骤；以及，灌装机内的部分混合料通过第二输送管道输送至无菌缓冲罐内，无菌缓冲罐、第一输送管道、灌装机和第二输送管道间混合料循环流动的步骤；其中，所述无菌缓冲罐内顶部设有第一搅拌装置、底部设有第二搅拌装置，用于将无菌缓冲罐内的混合料混合均匀。根据本发明的具体实施方式，所述液态原料是指制备液态饮品的原料，所述液态原料可以是经过本领域常规处理后的液态饮品成品或半成品，即本发明的生产工艺还可包含制备得到液态原料的常规的生产流程；优选地，所述液态原料包括牛奶。根据本发明的具体实施方式，所述含可食用颗粒物的液态饮品包括含可食用颗粒物的液态饮料和液态乳制品，例如，可为含可食用颗粒物的谷物奶等。根据本发明的具体实施方式，所述可食用物颗粒为具有咀嚼口感的可食用的颗粒物。例如，可为果蔬颗粒、谷物类颗粒等。优选地，所述可食用颗粒物难溶于水，硬度为1000～3000g；更优选地，所述可食用颗粒物包括谷物、干果和坚果中的一种或几种。其中，硬度通过质构仪测定得到。根据本发明的具体实施方式，所述杀菌的温度为132～140℃，时间为4～60s；优选杀菌的温度为137～140℃，时间为4～15s。本发明中所用的原材料可商购获得，各原料应符合相应质量标准要求。除上述说明外，本发明的生产工艺中未具体提及的工序以及所用设备均可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。本发明的有益效果如下：本发明的生产含可食用颗粒物的液态饮品的系统装置的设备少、成本低，同时可实现对含颗粒物(尤其是如谷物、干果类的颗粒物)的液态饮品的均匀混合及灌装的效果。本发明的生产工艺中，通过设置无菌缓冲罐，且在无菌缓冲罐中设置上下两个搅拌装置，实现了含颗粒物(尤其是如谷物、干果类的颗粒物)与牛奶制品的均匀混合；进一步在无菌缓冲罐与灌装机间设置循环回路，实现了混合物料的循环流动并在无菌缓冲罐中多次的搅拌循环，促进了颗粒物在牛奶中的均匀分散，使得原料能均匀的送至灌装机进行灌装，同时实现了产品的大批量连续生产，均匀灌装，每套工艺节省了设备、人力成本，节省的费用高达500万以上。附图说明下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出现有技术中含有果粒的液体混合物产品的生产工艺流程图。图2示出本发明的系统装置示意图。图3示出实施例1中无菌缓冲罐的内部结构示意图。图4示出实施例1中无菌缓冲罐内第一和第二搅拌装置中的搅拌叶片的结构示意图。图5示出实施例2中物料平衡缸的内部结构示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。图1示出了现有技术中含有果粒的液体混合物产品的生产工艺流程图。液体混合物产品例如可为真果粒。真果粒原料中的果粒和其它液态基料分别经过超高温杀菌设备101和101`杀菌后，分别输送至果粒无菌缓冲罐102和液态基料无菌缓冲罐102`，两个无菌缓冲罐中的物料再分别经输送泵103和103`泵入无菌混合器104中混合缓冲后，再泵入灌装机105进行灌装。该方法中，物料需单独的进行高温杀菌，同时无菌混合器104内物料混合存在混合不均匀的问题；且混合后的物料从无菌混合器104中泵入灌装机105时存在灌装不均匀、有部分物料会浪费的问题；此外，由于设备结构的显示，该生产工艺仅能用于像果粒类颗粒物的混合，而不适合用于颗粒物为谷物、干果等的混合；另外，该一整套装置设备多，相应的成本也高，且不同的设备均需有不同的监测点，进一步增加了维护及监测成本。图2示出了本发明中的产含可食用颗粒物的液态饮品的系统装置示意图。其中，所述系统装置包含超高温灭菌设备201、无菌缓冲罐202和灌装机205；所述超高温灭菌设备201一侧的出口与无菌缓冲罐202的第一进口连通；所述无菌缓冲罐202底部的出口通过第一输送管道206与灌装机205的一侧的入口连通；所述灌装机205的第一出口通过第二输送管道207与无菌缓冲罐202的第二进口连通；所述无菌缓冲罐202内顶部设有第一搅拌装置2021、底部设有第二搅拌装置2022。本发明中生产含可食用颗粒物的液态饮品的工艺包括如下步骤：将液态原料与可食用颗粒物混合后在超高温灭菌设备201中进行杀菌，将杀菌后的混合料冷却后输送至无菌缓冲罐202内，再将无菌缓冲罐202内混合后的混合料经过第一输送管道206输送至灌装机205内；进一步地，灌装机205内的部分混合料再通过第二输送管道207输送至无菌缓冲罐202内，实现部分物料在无菌缓冲罐202、第一输送管道206、灌装机205和第二输送管道207间混合料循环流动的步骤；其中，无菌缓冲罐202内顶部设有第一搅拌装置2021，底部设有第二搅拌装置2022，用于将无菌缓冲罐202内的混合料混合均匀。该生产工艺中，根据本发明的具体实施方式，所述液态原料为制备液态饮品的原料，所述液态原料可以是经过本领域常规处理后的液态饮品成品或半成品，液态原料与可食用颗粒物杀菌经无菌缓冲罐202内混合均匀后，部分混合料再经过灌装机205进行灌装，获得独立小包装的液态饮品。具体生产工艺中，可将液态原料与可食用颗粒物直接在超高温灭菌设备201中混合形成混合料；也可以是在混合产品的生产过程中，将经过相应前处理(例如脱气、均质等)后的液态原料与可食用颗粒物在超高温灭菌设备201中混合，同时杀菌。在本发明的一些具体实施方式中，可食用颗粒物尤其是指包含难溶于水的硬度在1000～3000g的颗粒状可食物，该可食物能分散在液体原料(例如牛奶中)而难以溶解。例如，可食用颗粒物包括谷物、干果和坚果中的一种或几种。另外，可食用颗粒物的粒径最好在3～8mm之间，在此粒度范围内，可食用颗粒物不仅具有较好的咀嚼口感，且能在液态饮品中分散良好。可食用颗粒物可直接不经过处理与液体原料混合，也可按产品需要的形状、特性等进行一定的前处理后再与液体原料混合。超高温灭菌设备201用于对混合料进行杀菌处理，杀菌的温度和时间的设定能保证对混合料的灭菌效果等达到符合要求。杀菌温度为132～140℃，杀菌时间为4～60s，优选杀菌的温度为137～140℃，时间为4～15s。杀菌温度过高会影响混合物的口感及产品质量；杀菌温度过低，则杀菌效果不明显。本发明中对超高温灭菌设备的选择无其他要求，能满足上述杀菌条件(如杀菌温度、时间)即可，例如，可选用的超高温灭菌设备可为天巴公司生产的机型为tps-14-01的超高温灭菌设备。将从超高温灭菌设备201中出来的混合料冷却后送至无菌缓冲罐202内缓冲，其中，无菌缓冲罐202内顶部设有第一搅拌装置，底部设有第二搅拌装置2022。优选当无菌缓冲罐202中的混合料量没过无菌缓冲罐202底部时，启动第二搅拌装置2022，对混合料进行搅拌，随着无菌缓冲罐202中混合料的增多，当混合料的量能接触到第一搅拌装置2021时，启动第一搅拌装置2021，第一搅拌装置与第二搅拌装置的位置垂直方向上可错开，且第一搅拌装置与第二搅拌装置的安装方向间设置夹角时，能有助于进一步的防止出现搅拌死角，使得搅拌更充分。根据本发明的优选结构，所述第一搅拌装置与第二搅拌装置的安装方向间的夹角为25～85°，更优选结构，所述第一搅拌装置与第二搅拌装置的安装方向间的夹角为30～70°，最优结构为，30～60°。两个搅拌装置同时进行搅拌，通过上下两个搅拌装置的同时搅拌，形成无菌缓冲罐202内的液体循环体系，推动颗粒物做上下翻转运动，从而形成均匀体系，使得颗粒物能均匀的分散在液体中，保持均匀悬浮状态。较为优选地第一搅拌装置2021的搅拌直径与无菌缓冲罐202的直径比为0.1～0.3；第二搅拌装置2022的搅拌直径与无菌缓冲罐202的直径比为0.1～0.28。改变搅拌装置的位置或增加/减少搅拌装置或改变搅拌装置的搅拌直径均会影响混合的均匀程度及产品的质量(如完整性、口感等)。根据本发明的优选结构，根据本发明的优选结构，所述第一搅拌装置2021和第二搅拌装置2022的搅拌部件间的垂直距离为无菌缓冲罐的顶部到底部距离的1/8～1/3，更优选为1/8～1/4。在本发明的一个具体优选实施方式中，第一搅拌装置2021为曲面型叶片轴流推进式搅拌装置，其搅拌方式为推进式搅拌，推力方向向下。同时，搅拌装置的转速范围应适当，转速太小无法混合均匀，转速过大则有可能破坏颗粒物的完整性。在本发明的另一个具体实施方式中，第一搅拌装置2021的转速为40～150转/分钟。在本发明的又一个具体实施方式中，第二搅拌装置2022为斜叶片轴流推进式搅拌器，其搅拌方式为轴流搅拌，推力方向向下，为无菌缓冲罐的底部。在本发明的又一个具体实施方式中，第二搅拌装置2022的转速为80～300转/分钟。进一步地，在该生产工艺中，在系统装置的在无菌缓冲罐202内侧壁和/或底部设置挡板可起到扰流的作用，同时减小混合料流动范围，可使得混合更均匀同时保证混合料的完整性。无菌缓冲罐202内侧壁的挡板数为2～4块，对称布置，且挡板的宽度为20～40cm。无菌缓冲罐202底部的挡板数为1～2块，对称布置。混合料在无菌缓冲罐202中缓冲并通过第一搅拌装置2021和第二搅拌装置2022混合均匀后，得到液态饮品产品，部分产品再通过第一输送管道206输送至灌装机205内进行灌装成小包装。较为优选地方式为，在第一输送管道206上安装输送泵，用于将无菌缓冲罐202中的混合料泵入灌装机205内。再经过灌装机205的灌装口将混合料灌装到每一个小包装中，获得小包装产品。灌装机205通过第二输送管道207与无菌缓冲罐202连接。混合料通过第一输送管道206泵入灌装机205内后，一部分混合料进行灌装，另一部分则经过第二输送管道207送回至无菌缓冲罐202中，经过无菌缓冲罐202中的两个搅拌装置搅拌再次强化混合后，又泵入灌装机205内，如此不停的循环，一方面可使得混合料能更充分的混合均匀，从而能均匀的灌装，另一方面，能够解决现有技术中例如因为管道中出入料速度不同或管道堵塞等问题造成的无法连续生产的问题。其中，可在第二输送管道207上设输送泵，促进灌装机205内的混合料泵入无菌缓冲罐202中。另外，第一输送管道206和第二输送管道207中物料的流速控制在0.7～1.4m/s，流速太高会击碎颗粒物，流速太低则会产生颗粒物的沉积。该生产工艺一方面改善了现有技术中混合料在输送入灌装机205的过程中会有部分颗粒物由于现有生产工艺缺陷的原因而产生的浪费；另一方面通过设置无菌缓冲罐202，并在无菌缓冲罐202中设置搅拌装置结合混合料能在无菌缓冲罐202及灌装机205中多次循环重复流动，使得混合料中的颗粒物能多次循环搅拌混合均匀，从而改善灌装产品的均匀性；此外，灌装机205中的混合料一部分灌装、一部分循环，可保证投料口的物料持续的投料，实现了产品大批量的连续生产；而且，无菌缓冲罐202和灌装机205之间物料的循环流动，可促进管线中产品中的可食用颗粒物流动起来，形成流动状态，不让其沉积在管路中，堵塞管路；另外，该生产工艺需用的设备少，同时解决了对坚硬的可食用颗粒物与液态产品灭菌及混合均匀度的问题，极大的节省了生产成本。以下列举详细的实施例来进行说明：实施例1一种含米粒和牛奶的液态饮品的生产工艺，流程如下：1)将干的米粒与水混合后，于加热器中加热至130～150℃，并在此温度内保持60～150秒，得混合物料；再将混合物料经过管式换热器进行冷却，将冷却后的物料过筛，滤掉水分，得处理后的米粒；2)将经过预热、脱气、均质处理后的牛奶与处理后的米粒按配方所需比例在物料平衡缸(即物料混合设备)内混合，将得到的混合物送入加热器中进行杀菌加热121～142℃，降温冷却至35℃以下后，送至无菌缓冲罐中，无菌缓冲罐的示意图如图3所示，其中，无菌缓冲罐内顶部和底部分别设有第一搅拌装置和第二搅拌装置，第一搅拌装置和第二搅拌装置的垂直距离为无菌缓冲罐高度的1/8，第一搅拌装置的搅拌直径的搅拌直径与无菌缓冲罐的直径比为0.2，搅拌转速为120转/分钟，第二搅拌装置的搅拌直径与无菌缓冲罐的直径比为0.21，搅拌转速为240转/分钟，其中，搅拌装置的搅拌叶片为曲面推力叶片，结构如图4所示，另外，无菌缓冲罐的内侧壁设有2块对称布置的挡板，底部设有1块挡板；当无菌缓冲罐内的混合物液位没过底部时，启动第二搅拌装置，当液位继续上升没过第一搅拌装置时，启动第一搅拌装置，通过第一搅拌装置和第二搅拌装置的搅拌，无菌缓冲罐中的混合料形成循环，推动混合料中的米粒上下翻转运动，形成均匀体系；3)将无菌缓冲罐中的混合均匀后的混合料经过输送泵通过第一输送管道泵入灌装机中(第一输送管道内混合料的流速为0.9m/s，灌装机为康美724型灌装机)，灌装机中的混合料部分均匀的灌装成小包装中，另一部分则通过另一输送泵通过第二输送管道又泵回无菌缓冲罐中(第二输送管道内混合料的流速为0.9m/s)，经过搅拌混合均匀后，又随同新加入无菌缓冲罐中的混合料泵入灌装机中，形成无菌缓冲罐和灌装机中物料的循环，物料不断的循环混合均匀，实现混合料的大批量的连续性生产。进一步地，上述生产系统是一个运动的系统，颗粒物不会在生产过程中沉积到管路或者设备的底部，因此可以按照48小时以上进行生产安排。生产一段时间后，每隔一定的时间(每次间隔时间为1小时，测量编号为1～9)从灌装机入口取样，测定从无菌缓冲罐中输送至灌装机中的产品中的颗粒物(米粒)的含量(原料中，米粒的含量占总原料的7％)。且观察米粒的完整性，结果发现米粒的完整性好。且米粒含量结果如下表1所示。从表1中可知，随着生产的进行及物料的不断循环混合，进入灌装机的产品混合物料是均匀的。表1进入从无菌缓冲罐中出来的物料中颗粒物的重量百分比取样编号取样的物料总重/g取样物料中米粒重/g物料中米粒的含量1216.216.17.4％2214.416.57.7％3212.116.47.7％4214.6167.5％5213.415.87.4％6215.416.17.5％721515.37.1％8214.415.27.1％9217.214.96.9％实施例2重复实施例1，区别在于，步骤2)中米粒与牛奶的在物料平衡缸内的混合方式为“此物物料平衡缸为实施例1常规物料平衡缸的改进，结构示意图如图5所示，在物料平衡缸内设置固液混合管6，固液混合管6的侧壁上有孔洞，且固液混合管从平衡缸的顶端延伸至其底端。处理后的米粒从固液混合管的顶部加入，牛奶从物料平衡缸的液体入口5处灌入，并通过固液混合管6上的孔洞流入固液混合管6内与米粒混合均匀。且由于孔洞有阻尼，对落下来的颗粒物有一定的压冲击作用，从而减少米粒表面的气体以及减少米粒结成团，混合后的混合料从物料出口8输送至加热器”。其余条件不变，结果与实施例1的效果相近。显然，本发明的上述实施例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。当前第1页12