一种明胶骨粉自动配料与浸酸控制系统及工艺的制作方法

本发明涉及明胶加工领域，具体为一种明胶骨粉自动配料与浸酸控制系统及工艺。

背景技术：

骨粉是各种动物骨骼剔除肉后得到的，其中含有丰富的钙、磷、油脂和蛋白质等成分。牛、羊骨是畜牧饲养业的副产品，以往常被作为废弃物处理，不受人们重视。明胶的生产便是以牛、羊骨作为原料。

明胶生产工序繁多，从骨粉制取明胶需要经过分筛、浸酸、中和、水洗、抽提、过滤、浓缩、灭菌、挤条成型和干燥等多道工序。由于骨头本身特殊的物理性质，在生产明胶的过程中，对骨粉粒度的精细度要求越高，骨粉的利用率就越高，从而提高生产效率，降低成本。

现有技术中明胶生产工艺中的骨粉投料工序需要大量的人力，并且对不同规格的骨粉筛选不均匀，导致难以生产出高品质明胶，高档胶率低。同时，进入到下一步浸酸工序后，不同规格的骨粒由于浸酸时间相同，导致其浸酸程度或过度，或不足，浸酸程度无法统一，进而影响到明胶品质和产率。

同时，目前行业中骨粉脱钙液的配酸模式大多采用人工配制，具体方法是根据所需的酸液的浓度，计算好浓酸和水的配比，先在配料罐中加入水，然后再缓慢的加入浓酸，反复测量直到浓度合适，然后将配好的酸转入酸池中备用。这种人工配酸存在很多缺点：

(1)、配酸精度低；

(2)、操作安全性较低：配酸时会出现浓酸溅到人身上，并且稀释时产生的酸雾对人体存在一定的危害；

(3)、劳动强度大：需要人工反复的对酸进行检测。

此外，整个浸酸工序是明胶生产工序的关键，其控制的好坏将直接影响生产明胶的得率和质量指标。现有的浸酸工艺，部分指标不可控，使得人为因素干扰较大，存在着不小的改进空间。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种生物法明胶骨粉自动配料与浸酸控制系统及工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种明胶骨粉自动配料与浸酸控制系统，包括

配酸装置，包括配酸罐及进水口、原酸罐、回收酸罐，所述进水口、原酸罐、回收酸罐通过管路输送水或酸液，各管路交汇于一处后，通过安装于该处的在线混合器连接至配酸罐，所述配酸罐、原酸罐、回收酸罐出口均配置有电磁阀和输送泵；

配料装置，包括若干骨粉仓，所述骨粉仓下端通过输料通道连接有计量仓，所述输送通道安装有电磁阀和输送绞龙，所述计量仓下端通过出料阀连接有混合料仓，所述混合料仓上端连接进水管，下端设置有开关阀与输送泵；

浸酸装置，其并行设置有若干组，每组浸酸装置均包括若干并行设置的浸酸罐及用于将水、经配酸的酸液、经配料的骨粉分别输送至每个浸酸罐的输送管，所述输送管均配置有电磁阀，所述浸酸罐内安装有搅拌装置，其底部通过出料管出料，将浸酸后的骨粉通过输送泵与分流通道输送至离心装置，所述离心装置并行设置有多个；

用于控制各电磁阀、电动阀、输送泵动作的plc控制系统。

进一步地，所述原酸罐、回收酸罐出口端安装有流量计，用于输送水的管路与用于输送回收酸的管路交汇于一处后，通过该处的流量计连接至在线混合器，所述配酸罐内安装有双液位传感器，其出口端通过输送管连接至浸酸装置。

进一步地，所述水与回收酸管路交汇处前端连接有储气罐，所述储气罐配置有单向阀和电磁阀，用于管路吹扫。

进一步地，所述计量仓内设置有电子计量秤，所述电子计量秤与plc控制系统连接，所述电子计量秤下方安装有气动卸料装置。

进一步地，所述浸酸罐内安装有温控装置，所述温控装置为安装于浸酸罐内的温度检测仪。

进一步地，所述离心装置为卧式螺杆离心机，所述卧式螺杆离心机通过上方入料管与分流通道连接，所述入料管连通有冲洗管，浸酸后的骨粉经离心分离后由卧式螺杆离心机下端出料。

进一步地，所述浸酸罐上方设置有ph值显示计、浸酸时间显示、酸流量计及液位传感器。

一种明胶骨粉自动配料与浸酸控制工艺，所述工艺应用于权利要求1至7任一项所述的装置，包括以下步骤：

步骤a，根据所需酸液浓度与各酸罐内酸液浓度，通过plc控制系统设定各酸液及水所需量；

步骤b，通过plc控制系统对配酸装置各电磁阀、输送泵按顺序发送控制信号，使原酸罐、回收酸罐、进水口依次按照预定流量、时间，定量将酸液与水分别从各管路输送至在线混合器内，经搅拌混匀后输送至配酸罐内；

步骤c，根据料水比，通过plc控制系统设定各骨粉仓是否下料及对应下料顺序、下料量；

步骤d，通过plc控制系统对配料装置各电磁阀按顺序发送控制信号，控制骨粉仓按指定顺序下料至电子计量秤上，待达到设定重量后启动气动卸料装置卸料，电子计量秤清零，继续下料直至所有骨粉下料完成；

步骤e，将电子计量秤上的骨粉自动卸料至混合料仓后，混合料仓中的骨粉经搅拌混合均匀后输送至配酸罐内；

步骤f，通过plc控制系统控制浸酸装置输送管的各电动阀打开，使得步骤b所得酸液、步骤e所得骨粉与水在各浸酸罐内进行浸酸，浸酸完成后通过出料管、输送泵输送至分流通道，通过分流通道入料至离心装置，浸酸后的骨粉经离心分离后出料进入下一工序。

本发明带来的有益效果有：

1、配酸装置的工作原理是：根据最终所需酸液的浓度，在plc控制系统中设定好程序，通过plc控制系统对各电磁阀、输送泵按顺序发送通断信号，使原酸罐、回收酸罐、进水口按照设定的流量和浓酸与水的比例，定量分别从各管路输送至在线混合器内，在线混合器对浓酸与水不断的搅拌使之充分混匀，后将混合酸液输送至配酸罐内，开启其电磁阀，并打开输送泵，将配好的酸液输送至浸酸罐。

2、配料装置的工作原理是：将骨粉按照不同粒径规格进行筛选和盛装，通过plc控制系统设定好各种粒径骨粉的重量比，控制所需的骨粉仓按指定顺序下料至电子计量秤上，待达到设定重量后启动气动卸料装置卸料，电子计量秤清零，继续下料直至所有骨粉下料完成。混合料仓中的骨粉混合均匀后通过开关阀与输送泵输送至浸酸罐。

3、浸酸装置使得本系统借助成熟的plc控制系统，可对明胶原料骨粉进行全自动浸酸，减少了人工控制对浸酸工序所带来的不确定性因素，并使得浸酸工序控制更加稳定。

通过plc控制系统使骨粉、水、酸液分别输送至浸酸罐内进行浸酸，浸酸罐内设置有搅拌装置和温控装置，使浸酸更加充分，并使浸酸工艺的温度得到控制，浸酸工艺的时间、酸液浓度由plc控制系统控制，浸酸完成后通过出料管、输送泵送至分流通道，通过分流通道入料至各卧式螺杆离心机，浸酸后的骨粉经离心分离后下端出料可回收利用的酸液和骨素。

4、本系统根据需要还可灵活设计结构，适时调整参数，适用于各种规模的全自动浸酸。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制，其中：

图1是本发明的实施例1系统结构图；

图2是本发明的实施例3结构示意图；

图3是本发明的实施例4结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种明胶骨粉自动配料与浸酸控制系统。

参照图1，该系统包括：

配酸装置，包括配酸罐11及进水口12、原酸罐13、回收酸罐14，进水口12、原酸罐13、回收酸罐14通过管路输送水或酸液，各管路交汇于一处后，通过安装于该处的在线混合器16连接至配酸罐11，配酸罐11、原酸罐13、回收酸罐14出口均配置有电磁阀和输送泵，原酸罐13、回收酸罐14出口端安装有流量计17，用于输送水的管路与用于输送回收酸的管路交汇于一处后，通过该处的流量计17连接至在线混合器16，配酸罐11内安装有双液位传感器，其出口端通过管路连接至浸酸罐31。

配料装置，包括6个骨粉仓21，分别用于盛装不同粒径的骨粉，骨粉仓21下端通过输料通道连接有计量仓24，输送通道安装有电磁阀和输送绞龙22，计量仓24下端通过出料阀25连接有混合料仓26，混合料仓26上端连接进水管27，下端设置有开关阀与输送泵将混合骨粉输送至浸酸罐31。

浸酸装置，其并行设置有两组，每组浸酸装置均包括三个并行设置的浸酸罐31及用于将水、经配酸的酸液、经配料的骨粉分别输送至每个浸酸罐31的输送管，分别对应为骨粉输送管32、水输送管33、浸酸液输送管34，每组输送管均配置有与plc控制系统连接的多个电磁阀，分别安装于每个浸酸罐31进料口处，浸酸罐31内安装有搅拌装置，现有的搅拌装置采用压缩空气搅拌结构，该结构搅拌不均匀，本申请采用特殊定制的机械式搅拌装置。浸酸罐31底部通过出料管出料，将浸酸后的骨粉通过输送泵与分流通道输送至离心装置38，离心装置38并行设置有四个。每组浸酸装置使用一个分流通道，分流通道包括分流通道一36，分流通道二37。

浸酸罐31的上方设置有ph值显示计、浸酸时间显示、酸流量计及液位传感器。ph显示计用于实时显示浸酸物料的ph值，随着浸酸的进行，浸酸罐31内物料的ph值会逐渐下降，通过该ph显示计即可实时观测；浸酸时间显示用于显示浸酸进行的时间，便于了解浸酸工序进展；液位传感器的设计出于安全考虑，在由浸酸罐31上方各输送管入料后，液位传感器可避免罐内物料过量进入，避免浸酸原料溢出，提高本系统的安全系数；浸酸罐31上方设置有酸流量计，便于操作工了解罐内进酸实时状态，确保定量加酸。

上述浸酸罐31安装有温控装置，温控装置为安装于浸酸罐内的温度检测仪，温度检测仪连接夹套式换热器，当浸酸罐内部物料温度过高或过低时，通过夹套式换热器控制通入冷水或热水控温，保证浸酸工序的温度指标可控。

上述出料管连通有冲洗管35，提高出料的速度并对出料管及时冲洗避免堵塞。各浸酸罐31出料管端口处均配置有与plc控制系统连接的电磁阀。输送泵前安装有与plc控制系统连接的电磁阀。

上述离心装置38采用卧式螺杆离心机。卧式螺杆离心机通过上方入料管与分流通道连接，入料管连通有冲洗管35。浸酸后的骨粉经离心分离后由卧式螺杆离心机下端出料，进入后续的水洗、提胶工序。

通过plc控制系统使骨粉、水、酸液分别输送至浸酸罐31内进行浸酸，浸酸罐31内设置有搅拌装置和温控装置，使浸酸更加充分彻底，并使浸酸工艺的温度可控，浸酸工艺的时间、酸液浓度由plc控制系统控制，浸酸完成后通过出料管、输送泵送至分流通道，通过分流通道入料至各卧式螺杆离心机，浸酸后的骨粉经离心分离后由下端一侧排出可回收利用的酸液，另一侧出料骨素进入下一工序。

实施例2

一种明胶骨粉自动配料与浸酸控制工艺。

本工艺应用于实施例1中的装置，包括以下步骤：

步骤a，根据所需酸液浓度与各酸罐内酸液浓度，通过plc控制系统设定各酸液及水所需量；

步骤b，通过plc控制系统对配酸装置各电磁阀、输送泵按顺序发送控制信号，使原酸罐13、回收酸罐14、进水口12依次按照预定流量/时间，定量将酸液与水分别从各管路输送至在线混合器16内，经搅拌混匀后输送至配酸罐11内备用；

步骤c，根据各粒径骨粉配料比，通过plc控制系统设定各骨粉仓21是否下料及对应下料顺序、下料量；

步骤d，通过plc控制系统对配料装置各电磁阀按顺序发送控制信号，控制骨粉仓按指定顺序下料至电子计量秤上，待达到设定重量后启动气动卸料装置卸料，电子计量秤清零，继续下料直至所有骨粉下料完成；

步骤e，将电子计量秤上的骨粉自动卸料至混合料仓后，混合料仓中的骨粉经搅拌混合均匀后输送至配酸罐内；

步骤f，通过plc控制系统控制浸酸装置输送管的各电动阀打开，使得步骤b所得酸液、步骤e所得骨粉与水在各浸酸罐31内进行浸酸，浸酸完成后通过出料管、输送泵输送至分流通道，通过分流通道入料至离心装置38，浸酸后的骨粉经离心分离后出料进入下一工序。

进一步地，上述步骤e还包括：混合料仓26内通过进水管27按水：混合骨粉1～3:1加入水，该设计的好处在于通过加入水，使混合料仓26内混合搅拌时避免扬起骨粉粉尘，使混合更加均匀、平滑，改善车间空气质量。

实施例3

参照图2，一种骨粉脱钙自动配酸装置，包括plc控制系统、配酸罐11及进水口12、原酸罐13、回收酸罐14，进水口12、原酸罐13、回收酸罐14通过管路输送水或酸液，各管路交汇于一处后，通过安装于该处的在线混合器16连接至配酸罐11，其中配酸罐11、原酸罐13、回收酸罐14出口配置有电磁阀和输送泵，原酸罐13、回收酸罐14出口端安装有流量计17，配酸罐11内安装有双液位传感器，其出口端通过管路连接至浸酸罐31。

进水口12处设置有开关阀。用于输送水的管路与用于输送回收酸的管路交汇于一处后，通过流量计17后连接至在线混合器16。同时，水与回收酸管路交汇处前端连接有储气罐15，储气罐15配置有单向阀和电磁阀，用于管路吹扫，通过空气吹扫的方式对管路与在线混合器内残余的酸液高压吹送至配酸罐，以提高配酸的精度，同时解决冬季管路防冻问题。单向阀用于防止水回流。

配酸罐11出口端管路上设置有回流管路，该回流管路与连接至浸酸罐31的管路上均设置有电磁阀。

回收酸罐14内安装有浓度在线监测仪，该浓度在线监测仪连接至plc控制系统。

本装置的工作原理是：

根据最终所需酸液的浓度与各酸罐内实测酸液浓度，在plc控制系统中设定各组分所需量，通过plc控制系统对各电磁阀、输送泵按顺序发送通断信号，使原酸罐13、回收酸罐14、进水口12依次按照预定的流量/时间，定量将酸液与水分别从各管路输送至在线混合器16内，在线混合器16对浓酸与水不断的搅拌使之充分混匀，后将混合酸液输送至配酸罐11内。

当配酸液由在线混合器16输送至配酸罐11后，开通储气罐15的电磁阀，通过空气吹扫的方式对管路与在线混合器16内残余的酸液高压吹送至配酸罐11，以提高配酸的精度。随后，开启配酸罐11电磁阀，并打开输送泵，将配好的酸液输送至浸酸罐31中。

实施例4

参照图3，一种骨粉自动配料装置，包括plc控制系统及6个骨粉仓21，分别用于盛装不同粒径的骨粉，骨粉仓21下端通过输料通道连接至计量仓24，输送通道设置有与plc控制系统连接的电磁阀和微型电机23、输送绞龙22，计量仓24下端通过出料阀25连接至混合料仓26，混合料仓26上端连接进水管27，下端通过开关阀与输送泵将混合料输送至浸酸罐318。

上述的计量仓24内设置有电子计量秤，电子计量秤与plc控制系统连接。电子计量秤下方安装有气动卸料装置。骨粉因颗粒性质极易倾倒，气动卸料装置采用任何可使电子计量秤翻转、倾倒骨粉的现有机械结构，如：设置于电子计量秤底部一侧的气缸支撑结构，电子计量秤中间通过转轴活动连接于计量仓内壁，当气缸动作时将电子计量秤该侧顶起并使其翻转卸料，随后复位。

出料阀25、开关阀与输送泵由plc控制系统控制。

混合料仓26内安装有搅拌装置，可采用由电机控制转动的搅拌桨。

本实施例的骨粉自动配料装置，将骨粉按照不同粒径规格进行筛选和盛装，提高了原料的质量，并可满足高品质明胶生产设备对骨粉的要求。

上述介绍了本发明的多种不同的实施例，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

为了更好的描述本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。

如，各实施例中的plc控制系统采用现有成熟单片机控制模块，通过plc控制系统实现对各类电磁阀通断的控制及传感信号的数据处理等已然为机电技术领域内的常用技术，任何可实现本申请控制功能的单片机型号与电磁阀组合均可应用于各实施例中，且本申请不涉及对plc控制系统作出的改进。

同时应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，本说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。