一种液体悬浮类食品物料加热装置

摘要

一种液体悬浮类食品物料加热装置，属于食品加工设备领域。本发明装置采用蒸汽与食品物料直接接触混合换热，使食品物料瞬间升温至加热温度，并通过自动控制回路精确调节，使受热后物料温度稳定，波动幅度减小，并在保温停留后闪蒸降温，令食品物料冷却。本发明装置解决了液体悬浮类食品物料加热处理中，高温（120~160℃）短时（3~60s）热处理条件在具体实现过程中，受热物料温度不稳定，波动幅度大，停留时间不精确的问题。对于精确控制热处理强度，实现产品功能性质稳定具有重要意义。

主权项

一种液体悬浮类食品物料加热装置，其特征在于包括物料部、蒸汽部、加热部、停留部和闪蒸部组成；所述物料部包括物料罐(111)、螺杆泵(112)、热电阻（113）、质量流量计(114)、三通阀(115)；用于提供恒速食品物料的物料罐(111)、物料罐(111)的放料口与螺杆泵(112)由管道连接，螺杆泵(112)的出口物料管与热电阻(113)相连，再经质量流量计(114)，连接三通阀(115)；三通阀(115)的第2个接口接通物料罐(111)，用于食品物料的回流，三通阀(115)的第3个接口接通加热器(131)；物料在带有搅拌装置的物料罐(111)中维持食品物料的均匀性，均匀物料经螺杆泵(112)加压开始输送，流经质量流量计(114)监测质量流量；物料质量流量不符合设定值时，流量监测控制回路(161)控制三通阀(115)将不符合质量流量设定值的物料转回物料罐，同时通过转速控制回路(162)作用螺杆泵转速调节装置，调节螺杆泵转速使物料质量流量满足设定值；质量流量符合设定值时三通阀(115)不转换流向，物料进入蒸汽混合加热器(131)；所述蒸汽部包括蒸汽发生器(121)、汽水分离器(122)、Y型过滤器(123)、蒸汽调节阀(124)，它们依次连接；蒸汽调节阀(124)的另一接口与加热器(131)连接；加热器所用洁净蒸汽，由蒸汽发生器(121)提供；经汽水分离器(122)分离蒸汽中所携带的水滴，干燥蒸汽，被分离的冷凝水经疏水阀排入下水道(181)；干燥后蒸汽通过Y型过滤器(123)经蒸汽调节阀(124)调节注入加热器(131)的流量；在物料进入加热器前，物料温度和质量流量数值经过前馈控制回路(163)进行设定公式的逻辑计算，将执行信号传递给调节阀预先调节蒸汽调节阀(124)开度；所述加热部即为加热器(131)，其内部结构包括圆柱调节轴杆(211)、圆锥调节端头(212)、圆锥喷嘴(213)、蒸汽加速锥形套筒(214)；圆柱调节轴杆(211)末端连接圆锥调节端头(212)，圆锥调节端头(212)置于圆锥喷嘴(213)内，圆锥喷嘴(213)又置于锥形套筒(214)内，通过移动圆柱调节轴杆(211)改变圆锥调节端头(212)与圆锥喷嘴(213)间的间隙距离，物料在螺杆泵提供的压力下被剪切雾化成小液滴；同时圆锥喷嘴(213)与锥形套筒(214)间逐渐缩小的间隙能够不断提高蒸汽注入的速度，在锥形套筒(214)末端经背压阀(144)背压的高环境压力狭小舱室内剧烈湍动混合冷凝，从而使蒸汽和雾化物料均匀混合，在瞬间完成换热达到目的温度；所述停留部包括热电阻(141)、保温停留管(142)、热电阻(143)、背压阀(144)、三通阀(145)，它们依次连接；热电阻(141)设置在加热器出口一定距离，监测加热器出口物料温度，物料温度若不符合加热目的温度，经过温度控制回路(164)反馈控制蒸汽调节阀(124)使得加热器温度回归目的温度设定值；热电阻(143)设置在保温停留管(142)出口，监测热处理后物料温度，若物料温度不符合加热目的温度设定值，通过温度控制回路(165)转换三通阀(145)连接方式，将不符合加热目的温度设定值的产品转入下水道(181)，至温度值符合设定时转换三通阀(145)使产品进入后续操作；背压阀(144)为产品提供满足加热目的温度对应饱和蒸汽压的环境压力；保温停留管(142)内壁涂抹聚四氟乙烯降低管壁摩擦力同时增强保温效果；所述闪蒸部包括闪蒸罐(151)、真空泵机组(152)；三通阀(145)的第2个接口接通闪蒸罐(151)，闪蒸罐(151)罐顶出口与真空泵机组(152)相接，三通阀(145)的第3个接口接通下水道(181)；闪蒸罐(151)的罐底由管道与产品槽(171)相接；受热物料进入闪蒸罐(151)，处于由真空泵机组(152)制造的真空负压环境，由于负压环境对应沸腾温度远低于物料实际温度，物料中的水快速相变为蒸汽被抽走，同时带走大量热量使得物料在短时内快速降温至50‑60℃，并实现稀释物料一定程度的浓缩；蒸汽调节阀(124)用于调节蒸汽的流量；加热器(131)用于将饱和水蒸汽与食品物料的混合；停留管(142)用于保温停留食品物料；背压阀(144)用于背压；闪蒸罐(151)及真空泵机组(152)用于闪蒸降温的；热电阻（113、141、143）用于监测温度；质量流量计(114)用于监测食品物料的流量；根据前馈回路(163)与反馈回路(164)共同调节温度的控制系统；能够瞬间提升物料温度至最高160℃；受热物料温度波动幅度不超过±0.5℃；设定保留时间在3 ~ 60s内停留时间误差不超过± 1%；真空闪蒸能够瞬间使食品物料降温至50 ~ 60℃。