一种基于人工智能的低温无菌液体处理系统的工作方法与流程

本发明涉及液体灌装领域，具体涉及一种基于人工智能的低温无菌液体处理系统的工作方法。

背景技术：

现在市面上的液体灌装从工艺角度可分为两种，即热灌装和冷灌装。热灌装是将物料加热至高温，保持一段时间后进行灌装，整个灌装过程全程处于高温状态，长时间的高温会影响物料的风味，也会影响物料的理化指标，特别是一些热敏感的成分会受到显著影响。另外维持高温也必然耗能较高，不利于环保。同时加热后自然冷却的物料耗时长；冷灌装是将配制好的物料在一个密封的系统中进行超高温瞬时灭菌（ultra-hightemperatureinstantaneoussterilization，uht）处理，通常在120℃以上，持续若干秒，然后迅速冷却至室温再进行灌装的一种方法，此方法即达到了杀菌的目的，又能最大限度的保证产品的感官和理化性质的稳定，能较好的保持食品应有的品质，但是此方法对硬件设施要求较高，不仅占地面积大，设备昂贵，耗能也较高。

在中国申请号为201821176601.8；公告日为2019.3.19的专利文献公开了一种制备益生菌的固态发酵罐用快速灭菌装置；包括罐体，罐体的内部设置有内罐，罐体的一侧设置有干加热箱，干加热箱与内罐间通过进蒸汽管相连通，干加热箱的底部设置有水加热箱，水加热箱与干加热箱间连通有连接通道，罐体的另一侧设置有排蒸汽管，排蒸汽管的另一端设置有抽湿风机，罐体的正面设置有冷却水箱。

但是该装置冷却时，抽湿风机对蒸汽进行抽取与液泵将冷却水抽至冷却管道对内罐进行冷却是同时进行的；这样当冷却水对内罐进行冷却时；内罐的蒸汽未完全排出罐体；蒸汽的余热会影响冷却效果。

技术实现要素：

本发明提供一种冷却效果好的基于人工智能的低温无菌液体处理系统的工作方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种基于人工智能的低温无菌液体处理系统的工作方法；处理系统包括控制芯片、罐体、加热机构、冷却机构、抽取机构、吹风机构和清洗机构；控制芯片与罐体、加热机构、冷却机构、抽取机构、吹风机构和清洗机构信号连接；所述罐体外壁面向外凸设有加热夹层；加热夹层与罐体外壁面之间形成加热通道；加热通道设有湿度检测装置一；罐体内壁面向内凸设有冷却夹层；冷却夹层与罐体内壁面之间形成冷却通道；罐体包括物料入料管、清洗入料管、清洗出料管、出料管、排气阀和搅拌装置；清洗出料管安装有排污阀门；罐体用于对物料进行灭菌；罐体内安装有电导率检测装置、温度检测装置和湿度检测装置二；温度检测装置用于对物料的温度进行检测；

加热机构包括加热装置、加热管道和加热阀门；所述加热阀门安装在加热管道上；加热管道的一端与加热装置连接；加热管道的另一端与加热通道连接；加热装置用于产生蒸汽进入加热通道罐体进行加热；冷却机构包括冷却装置、冷却管道和冷却阀门；所述冷却阀门安装在冷却管道上；冷却管道的一端与冷却装置的一端连接；冷却管道的另一端与冷却通道连接；冷却装置内的冷却液进入到冷却通道对罐体进行冷却；

抽取机构包括抽取装置、抽取管道和抽取阀门；所述抽取阀门安装在抽取管道上；抽取管道的一端与抽取装置连接；抽取管道的另一端与加热通道连接；

清洗机构包括清洗装置一、清洗管道一、清洗阀门一、清洗装置二、清洗管道二和清洗阀门二；所述清洗阀门一安装在清洗管道一上；清洗管道一的一端与清洗装置一连接；清洗管道一的另一端与清洗入料管连接；所述清洗阀门二安装在清洗管道二上；清洗管道二的一端与清洗装置二连接；清洗管道二的另一端与清洗入料管连接；

吹风机构包括吹风装置、吹风阀门一、吹风阀门二、吹风管道一和吹风管道二；所述吹风阀门一安装在吹风管道一上；所述吹风阀门二安装在吹风管道二上；吹风管道一的一端与吹风装置连接；吹风管道一的另一端与加热通道连接；吹风管道二的一端与吹风装置连接；吹风管道二的另一端与罐体内部连通；

压强调节机构包括压强调节装置、压强调节管道、压强检测装置一和压强检测装置二；无菌处理装置与压强调节装置连接；压强调节管道的一端与无菌处理装置连接；压强调节管道的另一端连接到罐体内部且安装有压强检测装置一；压强检测装置二安装在压强调节装置上；压强调节机构产生无菌气体用于平衡罐体内部与罐体外部的压强；

处理系统的工作方法包括以下步骤：

（1）.预设加热温度峰值、加热温度数值一、加热温度数值二、加热温度数值三、冷却温度数值、电导率数值一、电导率数值二、清洗时限一和清洗时限二；预设加热阀门的第一开度和第二开度；第一开度与加热温度数值一对应；第二开度与加热温度数值二对应；加热阀门的第一开度的开度大小大于加热阀门第二开度的开度大小；

（2）.开启入料阀门；物料通过物料入料管进入罐体内；当物料完全进入到罐体内，关闭入料阀门；

（3）.启动加热装置，完全打开加热阀门；打开排气阀；加热装置产生的蒸汽进入到加热通道对罐体内的物料进行加热；温度检测装置对物料的温度进行检测；

（4）.物料的当前温度达到加热温度数值一；则加热阀门的开度调节到第一开度；然后进行步骤（5）；

（5）.物料的当前温度达到加热温度数值二；则加热阀门的开度调节至第二开度；持续加热；然后进行步骤（6）；

（6）.物料的当前温度达到加热温度峰值，则完全关闭加热阀门；关闭排气阀；然后进行步骤（7）；

（7）.启动抽取装置和吹风装置；打开吹风阀门一和抽取阀门；吹风装置产生的风流吹干加热通道内的蒸汽；抽取装置抽取加热通道内的蒸汽离开加热通道；若加热通道内蒸汽完全排空则就进行步骤（8）；

（8）.启动冷却装置；打开冷却阀门；冷却装置内的冷却液进入到冷却通道对罐体内的物料进行冷却；物料的当前温度数值达到冷却温度数值，则进行步骤（9）；

（9）.打开出料管，输出物料；物料输出完成则进行步骤（10）；

（10）.关闭出料管；启动清洗装置一和电导率检测装置；打开清洗阀门一；清洗时限一开始计时；清洗装置一内的液体进入到罐体内进行清洗；清洗时限一计时结束，则关闭清洗装置一和清洗阀门一；打开排污阀门将清洗后的液体排出后关闭排污阀；电导率检测装置对当前液体的电导率进行实时检测，若当前液体的电导率没达到电导率数值一，然后重复步骤（10）；若当前液体的电导率达到电导率数值一，则进行步骤（11）；

（11）.启动加热装置；打开加热阀门和排气阀；罐体内液体的温度达到加热温度数值三；清洗时限二开始计时；液体对罐体内部进行清洗；清洗时限二计时结束；重复步骤（11）；然后进行步骤（12）；

（12）.关闭清洗装置一和清洗阀门一；然后完全关闭加热阀门；关闭排气阀；启动抽取装置和吹风装置；打开吹风阀门一和抽取阀门；吹风装置产生的风流吹干加热通道内的蒸汽；抽取装置抽取加热通道内的蒸汽离开加热通道；若加热通道内蒸汽完全排空则就进行步骤（13）；

（13）.启动清洗装置二和电导率检测装置；打开清洗阀门二；清洗装置二内的液体进入到罐体内进行清洗；电导率检测装置对当前液体的电导率进行实时检测，若当前液体的电导率达到电导率数值二，关闭清洗装置二、电导率检测装置和清洗阀门二；打开排污阀门将清洗后的液体排出；然后启动吹风装置；打开吹风阀门二；吹风装置产生的风流吹干罐体内的液体。

以上方法，通过加热装置将罐体内的物料加热到一定温度；然后将加热通道内的蒸汽排空；当加热通道内的蒸汽完全排空后；启动冷却装置；冷却液进入到冷却通道对罐体内的物料进行冷却；这样能避免蒸汽产生的余热持续对罐体加热；导致冷却装置对罐体的冷却效果下降；同时通过冷却装置；当物料加热完成后，降温装置对物料进行降温，避免加热后自然冷却的物料耗时过长的情况出现，同时能保持物料的风味；在排空蒸汽时通过抽取装置与吹风装置同时对蒸汽作用；使得蒸汽的排空缩减缩短；进而缩短物料的温度处于加热温度峰值的时间；进一步保持物料风味；通过设置加热阀门的第一开度和第二开度控制进入到加热通道蒸汽的量；便于控制温度；同时当温度到达预设加热温度数值后，降低蒸汽的量；进而实现降低加热温度；避免一直持续高温加热导致罐体内物料减少的情况出现；在清洗时通过清洗装置一内的液体对罐体重复清洗使得当前电导率达到电导率数值一；这样能充分排出罐体内物料的残留物；然后对罐体进行加热；受热后的液体对罐体内部的清洗效果好；然后通过清洗装置二内的液体对罐体内部再次进行清洗使得当前电导率达到电导率数值二；这样能将罐体内部的残留的清洗装置一的液体排出；然后再通过吹风装置吹干罐体；避免滋生细菌。

进一步的，步骤（2）、还包括：控制芯片控制搅拌装置启动，进行搅拌。

以上方法，通过搅拌装置进行搅拌；罐体内的物料进行加热时，使得物料受热均匀；罐体内的物料进行冷却时；使得物料冷却均匀；对罐体内部进行清洗时；使得清洗效果好。

进一步的，步骤（13）还包括：吹干罐体内的液体后，控制芯片控制搅拌装置关闭。

进一步的，步骤（7）中：若加热通道内蒸汽完全排空：具体为：预设湿度检测数值一；启动湿度检测装置一；湿度检测装置一对加热通道的湿度进行实时检测；加热通道内的湿度低于湿度检测数值一；则判断为加热通道内蒸汽完全排空。

进一步的，所述加热阀的第一开度的开度大小为加热阀完全打开的开度的50%；所述加热阀门第二开度的开度大小加热阀完全打开的开度的25%。

进一步的，步骤（13）中：吹风装置产生的风流吹干罐体内的液体：具体为：预设湿度检测数值二；启动湿度检测装置二；湿度检测装置二对罐体内的湿度进行实时检测；罐体内的湿度低于湿度检测数值二；则判断为罐体内部吹干。

进一步的，步骤（8）还包括：压力检测装置二检测罐体外部压强；压力检测装置一检测罐体内部压强；若测罐体内部压强低于罐体外部压强，则启动压强调节装置；无菌气体进入到罐体内部使罐体内部压强与罐体外部压强平衡。

以上方法，通过调节罐体内部压强；使得罐体内部压强与罐体外部压强达到平衡；避免在冷却时；罐体内部压强小导致罐体变形的情况出现；同时保持内外压力平衡能更好的输出物料。

附图说明

图1为使用本发明的处理系统的结构示意图。

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1所示；一种基于人工智能的低温无菌液体处理系统的工作方法；处理系统包括控制芯片（图中未示出）、罐体1、加热机构2、冷却机构3、抽取机构4、吹风机构5、清洗机构6和和压强调节机构7；控制芯片与罐体1、加热机构2、冷却机构3、抽取机构4、吹风机构5、清洗机构6和和压强调节机构7信号连接；所述罐体1外壁面向外凸设有加热夹层11；加热夹层11与罐体1外壁面之间形成加热通道（图中未示出）；加热通道湿度检测装置一（图中未示出）；罐体1内壁面向内凸设有冷却夹层12；冷却夹层12与罐体1内壁面之间形成冷却通道（图中未示出）；冷却通道向罐体外部延伸有冷却出水管121；冷却出水管121安装有控制阀门（图中未示出）。

罐体1包括物料入料管13、清洗入料管14、清洗出料管15、出料管16、排气阀（图中未示出）和搅拌装置17；搅拌装置为现有技术，在此不作累述。物料入料管16安装有入料阀门（图中未示出）；清洗出料管15安装有排污阀门（图中未示出）；罐体1用于对物料进行灭菌；罐体1内安装有电导率检测装置（图中未示出）、温度检测装置（图中未示出）和湿度检测装置二（图中未示出）；温度检测装置用于对物料的温度进行检测。

加热机构2包括加热装置21、加热管道22和加热阀门23；所述加热阀门23安装在加热管道22上；加热管道22的一端与加热装置21连接；加热管道22的另一端与加热通道连接；加热装置21用于产生蒸汽进入加热通道罐体1进行加热；冷却机构3包括冷却装置31、冷却管道32和冷却阀门33；所述冷却阀门33安装在冷却管道32上；冷却管道32的一端与冷却装置31的一端连接；冷却管道32的另一端与冷却通道连接；冷却装置31内的冷却液进入到冷却通道对罐体1进行冷却。

抽取机构4包括抽取装置41、抽取管道42和抽取阀门43；所述抽取阀门43安装在抽取管道42上；抽取管道42的一端与抽取装置41连接；抽取管道42的另一端与加热通道连接。在本实施例中；所述抽取装置41抽湿风机。

清洗机构6包括清洗装置一61、清洗管道一62、清洗阀门一63、清洗装置二64、清洗管道二65和清洗阀门二66；所述清洗阀门一63安装在清洗管道一62上；清洗管道一62的一端与清洗装置一61连接；清洗管道一62的另一端与清洗入料管14连接；所述清洗阀门二66安装在清洗管道二65上；清洗管道二65的一端与清洗装置二64连接；清洗管道二65的另一端与清洗入料管14连接。在本实施例中；所述清洗装置一内设有饮用水；所述清洗装置二内设有纯化水。

吹风机构5包括吹风装置51、吹风阀门一52、吹风阀门二53、吹风管道一54和吹风管道二55；所述吹风阀门一52安装在吹风管道一54上；所述吹风阀门二53安装在吹风管道二55上；吹风管道一54的一端与吹风装置51连接；吹风管道一54的另一端与加热通道连接；吹风管道二55的一端与吹风装置51连接；吹风管道二55的另一端与罐体1内部连通。

压强调节机构7包括压强调节装置71、压强调节管道72、无菌处理装置73、压强检测装置一（图中未示出）和压强检测装置二（图中未示出）；无菌处理装置73与压强调节装置71连接；压强调节管道72的一端与无菌处理装置73连接；压强调节管道72的另一端连接到罐体1内部且安装有压强检测装置一；压强检测装置二安装在压强调节装置71上；压强调节机构产生无菌气体用于平衡罐体内部与罐体外部的压强。无菌处理装置73包括过滤装置（图中未示出）和紫外杀菌装置（图中未示出）；在本实施中，所述压强调节装置71为空气压缩机。压强调节装置产生的气体经过过滤装置过滤然后通过紫外杀菌装置进行杀菌形成无菌气体。

如图2所示；处理系统的工作方法包括以下步骤：

（1）.预设加热温度峰值、加热温度数值一、加热温度数值二、加热温度数值三、冷却温度数值、电导率数值一、电导率数值二、清洗时限一和清洗时限二；预设加热阀门的第一开度和第二开度；第一开度与加热温度数值一对应；第二开度与加热温度数值二对应；加热阀门的第一开度的开度大小大于加热阀门第二开度的开度大小；在本本实施例中；加热温度峰值为90°；加热温度数值一为80°；加热温度数值二为85°；加热温度数值三为90°；冷却温度数值为40°；电导率数值一为100μs/cm；电导率数值二为5μs/cm;；清洗时限一为5分钟；清洗时限二为10分钟。

（2）.开启入料阀门；物料通过物料入料管进入罐体内；当物料完全进入到罐体内，关闭入料阀门；

（3）.启动加热装置，完全打开加热阀门；打开排气阀；加热装置产生的蒸汽进入到加热通道对罐体内的物料进行加热；温度检测装置对物料的温度进行检测；

（4）.物料的当前温度达到加热温度数值一；则加热阀门的开度调节到第一开度；然后进行步骤（5）；

（5）.物料的当前温度达到加热温度数值二；则加热阀门的开度调节至第二开度；持续加热；然后进行步骤（6）；

（6）.物料的当前温度达到加热温度峰值，则完全关闭加热阀门；关闭排气阀；然后进行步骤（7）；

（7）.启动抽取装置和吹风装置；打开吹风阀门一和抽取阀门；吹风装置产生的风流吹干加热通道内的蒸汽；抽取装置抽取加热通道内的蒸汽离开加热通道；若加热通道内蒸汽完全排空则就进行步骤（8）；

（8）.启动冷却装置；打开冷却阀门和控制阀门；冷却装置内的冷却液进入到冷却通道然后从冷却出水管流出；对罐体内的物料进行冷却；物料的当前温度数值达到冷却温度数值，则进行步骤（9）；

（9）.打开出料管，输出物料；物料输出完成则进行步骤（10）；在本实施例中；物料输出到灌装机进行灌装；灌装机为现有技术，在此不作累述。

（10）.关闭出料管；启动清洗装置一和电导率检测装置；打开清洗阀门一；清洗时限一开始计时；清洗装置一内的液体进入到罐体内进行清洗；清洗时限一计时结束，则关闭清洗装置一和清洗阀门一；打开排污阀门将清洗后的液体排出后关闭排污阀；电导率检测装置对当前液体的电导率进行实时检测，若当前液体的电导率没达到电导率数值一，然后重复步骤（10）；若当前液体的电导率达到电导率数值一，则进行步骤（11）；

（11）.启动加热装置；打开加热阀门和排气阀；罐体内液体的温度达到加热温度数值三；清洗时限二开始计时；液体对罐体内部进行清洗；清洗时限二计时结束；重复步骤（11）；然后进行步骤（12）；

（12）.关闭清洗装置一和清洗阀门一；然后完全关闭加热阀门；关闭排气阀；启动抽取装置和吹风装置；打开吹风阀门一和抽取阀门；吹风装置产生的风流吹干加热通道内的蒸汽；抽取装置抽取加热通道内的蒸汽离开加热通道；若加热通道内蒸汽完全排空则就进行步骤（13）；

（13）.启动清洗装置二和电导率检测装置；打开清洗阀门二；清洗装置二内的液体进入到罐体内进行清洗；电导率检测装置对当前液体的电导率进行实时检测，若当前液体的电导率达到电导率数值二，关闭清洗装置二、电导率检测装置和清洗阀门二；打开排污阀门将清洗后的液体排出；然后启动吹风装置；打开吹风阀门二；吹风装置产生的风流吹干罐体内的液体。

以上方法，通过加热装置将罐体内的物料加热到一定温度；然后将加热通道内的蒸汽排空；当加热通道内的蒸汽完全排空后；启动冷却装置；冷却液进入到冷却通道对罐体内的物料进行冷却；这样能避免蒸汽产生的余热持续对罐体加热；导致冷却装置对罐体的冷却效果下降；同时通过冷却装置；当物料加热完成后，降温装置对物料进行降温，避免加热后自然冷却的物料耗时过长的情况出现，同时能保持物料的风味；在排空蒸汽时通过抽取装置与吹风装置同时对蒸汽作用；使得蒸汽的排空缩减缩短；进而缩短物料的温度处于加热温度峰值的时间；进一步保持物料风味；通过设置加热阀门的第一开度和第二开度控制进入到加热通道蒸汽的量；便于控制温度；同时当温度到达预设加热温度数值后，降低蒸汽的量；进而实现降低加热温度；避免一直持续高温加热导致罐体内物料减少的情况出现；在清洗时通过清洗装置一内的液体对罐体重复清洗使得当前电导率达到电导率数值一；这样能充分排出罐体内物料的残留物；然后对罐体进行加热；受热后的液体对罐体内部的清洗效果好；然后通过清洗装置二内的液体对罐体内部再次进行清洗使得当前电导率达到电导率数值二；这样能将罐体内部的残留的清洗装置一的液体排出；然后再通过吹风装置吹干罐体；避免滋生细菌。

上述方法：

步骤（1）中；所述加热阀的第一开度的开度大小为加热阀完全打开的开度的50%；所述加热阀门第二开度的开度大小加热阀完全打开的开度的25%。

步骤（2）还包括：控制芯片控制搅拌装置启动，进行搅拌。通过搅拌装置进行搅拌；罐体内的物料进行加热时，使得物料受热均匀；罐体内的物料进行冷却时；使得物料冷却均匀；对罐体内部进行清洗时；使得清洗效果好。

步骤（7）中：若加热通道内蒸汽完全排空：具体为：预设湿度检测数值一；启动湿度检测装置一；湿度检测装置一对加热通道的湿度进行实时检测；加热通道内的湿度低于湿度检测数值一；则判断为加热通道内蒸汽完全排空。

步骤（8）还包括：压力检测装置二检测罐体外部压强；压力检测装置一检测罐体内部压强；若测罐体内部压强低于罐体外部压强，则启动压强调节装置；无菌气体进入到罐体内部使罐体内部压强与罐体外部压强平衡。

通过调节罐体内部压强；使得罐体内部压强与罐体外部压强达到平衡；避免在冷却时；罐体内部压强小导致罐体变形的情况出现；同时保持内外压力平衡能更好的输出物料。

步骤（13）中：吹风装置产生的风流吹干罐体内的液体：具体为：预设湿度检测数值二；启动湿度检测装置二；湿度检测装置二对罐体内的湿度进行实时检测；罐体内的湿度低于湿度检测数值二；则判断为罐体内部吹干。

步骤（13）还包括：吹干罐体内的液体后，控制芯片控制搅拌装置关闭。