一种实验室微型板式杀菌机系统论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及一种实验室微型板式杀菌机系统，涉及食品杀菌技术领域，包括机架，机架上设置有通过第一输送管连接的进料筒和物料泵，物料泵的出口连接有第二输送管，第二输送管上沿路径设置有四个板式换热器，机架上设置有分别与四个板式换热器连接的预热组件、超高温加热组件、水冷组件和冰水组件。本实用新型通过对混合物料的预加热、超高温加热、水冷和冰水，将混合物料中的细菌杀死，所花费的时间为物料在第一输送管、第二输送管和板式换热器内输送的时间，相较于巴士杀菌法无需保持30分钟，大大缩短了加工时间，提高了生产的效率。

主设计要求

1.一种实验室微型板式杀菌机系统，包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)上设置有进料筒(21)和物料泵(22)，所述进料筒(21)的出口与所述物料泵(22)的进口通过第一输送管(23)连接，所述物料泵(22)的出口连接有安装在所述机架(1)上的第二输送管(25)，所述第二输送管(25)上沿路径依次设置有四个板式换热器(3)，所述机架(1)上设置有沿所述第二输送管(25)的路径分别与四个所述板式换热器(3)连接的预热组件(4)、超高温加热组件(5)、水冷组件(6)和冰水组件(7)，所述预热组件(4)的加热温度低于所述超高温加热组件(5)的加热温度，所述水冷组件(6)的冷却温度低于所述预热组件(4)的加热温度且高于所述冰水组件(7)的冷却温度。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种实验室微型板式杀菌机系统，其特征在于：所述预热组件(4)包括设置在所述机架(1)上的第一锅炉(41)、连接第一个所述板式换热器(3)进水端和所述第一锅炉(41)出口的第一热水进管(42)、连接第一个所述板式换热器(3)出水端和所述第一锅炉(41)进口的第一热水出管(43)，所述第一锅炉(41)内的水温度低于100℃且高于60℃。

3.根据权利要求1所述的一种实验室微型板式杀菌机系统，其特征在于：所述超高温加热组件(5)包括设置在所述机架(1)上的第二锅炉(51)、连接第二个所述板式换热器(3)进水端和所述第二锅炉(51)出口的第二热水进管(52)、连接第二个所述板式换热器(3)出水端和所述第二锅炉(51)进口的第二热水出管(53)，且所述第二锅炉(51)为高压锅炉，所述第二锅炉(51)内的水的温度高于120℃。

4.根据权利要求3所述的一种实验室微型板式杀菌机系统，其特征在于：所述水冷组件(6)包括连接第三个所述板式换热器(3)进水端的冷水进管(61)、连接第三个所述板式换热器(3)出水端的冷水出管(62)，所述冷水进管(61)与水源连接，水源的温度低于60℃且高于4℃。

5.根据权利要求1所述的一种实验室微型板式杀菌机系统，其特征在于：所述冰水组件(7)包括设置在所述机架(1)上的制冷机组(71)、连接第四个所述板式换热器(3)进水端和所述制冷机组(71)出口的冰水进管(72)、连接第四个所述板式换热器(3)出水端和所述制冷机组(71)进口的冰水出管(73)，所述制冷机组(71)内的水的温度低于4℃。

6.根据权利要求4所述的一种实验室微型板式杀菌机系统，其特征在于：第二个所述板式换热器(3)与第三个所述板式换热器(3)之间的所述第二输送管(25)中间部分为保温管(8)，所述保温管(8)外套设有保温套(82)。

7.根据权利要求6所述的一种实验室微型板式杀菌机系统，其特征在于：所述保温管(8)外壁与所述保温套(82)内壁之间设置有铝膜(81)。

8.根据权利要求1所述的一种实验室微型板式杀菌机系统，其特征在于：所述进料筒(21)内设置有安装柱(211)，所述安装柱(211)上转动设置有搅拌叶(24)。

9.根据权利要求8所述的一种实验室微型板式杀菌机系统，其特征在于：所述搅拌叶(24)包括转动安装在所述安装柱(211)上的轮毂(241)、设置在所述轮毂(241)侧壁且呈倾斜的叶片(242)，所述叶片(242)下表面设置有呈竖直的搅拌杆(243)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及食品杀菌技术领域，尤其是涉及一种实验室微型板式杀菌机系统。

背景技术

目前在对饮料、牛奶杀菌处理所采用的的方法一般是巴氏灭菌法，其原理是将混合原料加热此至68～70℃，并保持温度30min以后急速冷却到4-5℃。因为一般细菌的致死点均为温度68℃与时间30min以下，所以将混合原料经此法处理后，可杀灭其中的致病性细菌和绝大多数非致病性细菌；混合原料加热后突然冷却，急剧的热与冷变化也可以促使细菌的死亡。巴氏消毒其实就是利用病原体不是很耐热的特点，用适当的温度和保温时间处理，将其全部杀灭。不过经巴氏消毒后，仍保留了小部分无害或有益、较耐热的细菌或细菌芽孢。

但由于上述灭菌方法一般需要30min以上，整体的杀菌花费的时间较长，使得生产效率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种实验室微型板式杀菌机系统，通过对混合物料的预加热、超高温加热、水冷和冰水，将混合物料中的细菌杀死，所花费的时间为物料在第一输送管、第二输送管和板式换热器内输送的时间，相较于巴士杀菌法无需保持30分钟，大大缩短了加工时间，提高了生产的效率。

本实用新型的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种实验室微型板式杀菌机系统，包括机架，所述机架上设置有进料筒和物料泵，所述进料筒的出口与所述物料泵的进口通过第一输送管连接，所述物料泵的出口连接有安装在所述机架上的第二输送管，所述第二输送管上沿路径依次设置有四个板式换热器，所述机架上设置有沿所述第二输送管的路径分别与四个所述板式换热器连接的预热组件、超高温加热组件、水冷组件和冰水组件，所述预热组件的加热温度低于所述超高温加热组件的加热温度，所述水冷组件的冷却温度低于所述预热组件的加热温度且高于所述冰水组件的冷却温度。

通过采用上述技术方案，将原料混合加入到进料筒，然后通过第一输送管流到物料泵，物料泵将混合原料向第二输送管输送，并送入板式换热器，混合原料先在第一个板式换热器内经过预热组件，预热组件对混合物料进行加热，再在第二个板式换热器内经过超高温加热组件进行加热，可将混合物料中的细菌杀死；然后再依次经过后面两个板式换热器分别进行水冷组件和冰水组件进行急速冷却，快速降温，进一步杀死细菌，从而达到杀菌的效果，最后从第二输送管输出，完成杀菌过程。通过对混合物料的预加热、超高温加热、水冷和冰水，将混合物料中的细菌杀死，所花费的时间为物料在第一输送管、第二输送管和板式换热器内输送的时间，相较于巴士杀菌法无需保持30分钟，大大缩短了加工时间，提高了生产的效率。

优选的，所述预热组件包括设置在所述机架上的第一锅炉、连接第一个所述板式换热器进水端和所述第一锅炉出口的第一热水进管、连接第一个所述板式换热器出水端和所述第一锅炉进口的第一热水出管，所述第一锅炉内的水温度低于100℃且高于60℃。

通过采用上述技术方案，第一锅炉加热水，并将水通过第一热水进管输送到板式换热器，混合物料在板式换热器内与来自第一锅炉的热水热交换，使得混合物料得到升温，热交换后的水再通过第一热水出管回流到第一锅炉内进行加热升温，再进行下一次加热，达到对混合物料预热的目的。预加热为后续超高温加热做铺垫，减少超高温加热所花的时间，因为超高温加热时间长的话，越到后面的混合物料加热越慢，原因是在前段的热交换之后热水温度降低。

优选的，所述超高温加热组件包括设置在所述机架上的第二锅炉、连接第二个所述板式换热器进水端和所述第二锅炉出口的第二热水进管、连接第二个所述板式换热器出水端和所述第二锅炉进口的第二热水出管，且所述第二锅炉为高压锅炉，所述第二锅炉内的水的温度高于120℃。

通过采用上述技术方案，第二锅炉将水加热到120℃以上，并将水通过第二热水进管输送到板式换热器，混合物料在板式换热器内与来自第二锅炉的热水热交换，使得混合物料温度升到120℃，热交换后的水再通过第二热水出管回流到第二锅炉内进行加热升温，再进行下一次加热，达到对混合物料超高温加热的目的。当混合物料达到120℃时，会基本将细菌杀死。

优选的，所述水冷组件包括连接第三个所述板式换热器进水端的冷水进管、连接第三个所述板式换热器出水端的冷水出管，所述冷水进管与水源连接，水源的温度低于60℃且高于4℃。

通过采用上述技术方案，水源的水经冷水进管输送到板式换热器，板式换热器的冷水与第二输送管内的混合物料热交换，带走热量，从而对混合物料降温，吸收了热量后的水再通过冷水出管排出。设置水冷的目的为了给后续的冰冷做铺垫，减少冰冷所花的时间，理由和设置预加热的原因相同。

优选的，所述冰水组件包括设置在所述机架上的制冷机组、连接第四个所述板式换热器进水端和所述制冷机组出口的冰水进管、连接第四个所述板式换热器出水端和所述制冷机组进口的冰水出管，所述制冷机组内的水的温度低于4℃。

通过采用上述技术方案，制冷机组将水温降到4℃以下，并将水通过冰水进管输送到板式换热器，混合物料在板式换热器内与来自制冷机组的水热交换，使得混合物料温度升到降到4℃，热交换后的水再通过冰水出管回流到制冷机组内进行制冷降温，再进行下一次冷却，达到对混合物料急速降温的目的。

优选的，第二个所述板式换热器与第三个所述板式换热器之间的所述第二输送管中间部分为保温管，所述保温管外套设有保温套。

通过采用上述技术方案，使被加热到120℃的混合物料在保温管温度基本无降低，保持在较高温度，达到提高杀菌效果的目的。一般保持4秒，保温管的长度根据混合物料的输送速度和需要保持的时间决定。

优选的，所述保温管外壁与所述保温套内壁之间设置有铝膜。

通过采用上述技术方案，铝膜具有较好的热反射作用，可降低保温管内的混合物料的热量损失。

优选的，所述进料筒内设置有安装柱，所述安装柱上转动设置有搅拌叶。

通过采用上述技术方案，由于混合物料的原料可能较多，在加入进料筒时混合不均匀，影响混合物料的均匀程度。通过搅拌叶的设置，使得在加入原料时，搅拌叶会在原料的冲击力下转动，从而可将原料打散，之后原料再汇聚到一起，从而可提高混合物料的均匀程度。

优选的，所述搅拌叶包括转动安装在所述安装柱上的轮毂、设置在所述轮毂侧壁且呈倾斜的叶片，所述叶片下表面设置有呈竖直的搅拌杆。

通过采用上述技术方案，搅拌杆可随叶片一起运动，可对汇聚后的混合物料进行搅拌，进一步提高混合物料的均匀程度。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1、通过对混合物料的预加热、超高温加热、水冷和冰水，将混合物料中的细菌杀死，所花费的时间为物料在第一输送管、第二输送管和板式换热器内输送的时间，相较于巴士杀菌法无需保持30分钟，大大缩短了加工时间，提高了生产的效率；

2、通过搅拌叶的设置，使得在加入原料时，搅拌叶会在原料的冲击力下转动，从而可将原料打散，之后原料再汇聚到一起，从而可提高混合物料的均匀程度。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构的示意图（一）；

图2是本实用新型的立体结构的示意图（二），图中将进料筒切去部分；

图3是本实用新型的立体结构的示意图（三）；

图4是保温管处的剖视图。

附图标记：1、机架；11、固定架；21、进料筒；211、安装柱；22、物料泵；23、第一输送管；24、搅拌叶；241、轮毂；242、叶片；243、搅拌杆；25、第二输送管；3、板式换热器；4、预热组件；41、第一锅炉；42、第一热水进管；43、第一热水出管；5、超高温加热组件；51、第二锅炉；52、第二热水进管；53、第二热水出管；6、水冷组件；61、冷水进管；62、冷水出管；7、冰水组件；71、制冷机组；72、冰水进管；73、冰水出管；8、保温管；81、铝膜；82、保温套。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

一种实验室微型板式杀菌机系统，参照图1，包括机架1，机架1上固定设置有固定架11，固定架11上固定设置有进料筒21，机架1上且位于进料筒21下方固定设置有物料泵22，物料泵22进口通过第一输送管23与进料筒21下出口连接。

参照图2，进料筒21内固定设置有安装柱211，安装柱211上设置有搅拌叶24，搅拌叶24包括轮毂241和叶片242，轮毂241转动设置在安装柱211上，叶片242固定设置在轮毂241侧壁，叶片242均匀间隔设置有三片。在每个叶片242的下表面还固定设置有呈竖直的搅拌杆243。再将多种原料加入到进料筒21内时，叶片242在原料的冲击下转动，搅拌杆243与叶片242同步运动，从而搅拌混在一起的多种原料，提高混合物料的均匀度。

参照图2和图3，物料泵22的出口连接有安装在机架1上的第二输送管25，第二输送管25上沿路径依次设置有四个板式换热器3，机架1上设置有预热组件4、超高温加热组件5、水冷组件6和冰水组件7，预热组件4、超高温加热组件5、水冷组件6和冰水组件7分别与四个板式换热器3连接，用于对进入板式换热器3的混合物料热交换。

预热组件4包括第一锅炉41、第一热水进管42和第一热水出管43，第一锅炉41固定设置在机架1上，第一锅炉41内的水的温度在60℃-90℃范围内；第一热水进管42连接第一个板式换热器3进水端和第一锅炉41出口，第一热水出管43连接第一个板式换热器3出水端和第一锅炉41进口，形成一个闭路循环。第一锅炉41内的水加热后通过第一热水进管42进入到第一个板式换热器3中，与流入第一个板式换热器3中的混合物料热交换，将混合物料的温度提升到60℃-90℃范围内，起到预热的效果；热交换之后再通过第一热水出管43回到第一锅炉41进行重新加热，然后再输送出去，以此循环。

超高温加热组件5包括第二锅炉51、第二热水进管52和第二热水出管53，第二锅炉51固定设置在机架1上，且第二锅炉51为高压锅炉，第一锅炉41内的水的温度高于120℃；第二热水进管52连接第二个板式换热器3进水端和第二锅炉51出口，第二热水出管53连接第二个板式换热器3出水端和第二锅炉51进口，形成一个闭路循环。第二锅炉51内的水加热后通过第二热水进管52进入到第二个板式换热器3中，与流入第二个板式换热器3中的混合物料热交换，将混合物料的温度提升到120℃，起到杀菌的效果；热交换之后再通过第二热水出管53回到第二锅炉51进行重新加热，然后再输送出去，以此循环。

水冷组件6包括冷水进管61和冷水出管62，冷水进管61一端与水源连接，水源的温度低于60℃且高于4℃；冷水进管61另一端连接第三个板式换热器3进水端，冷水出管62一端连接第三个板式换热器3出水端。水源的水通过冷水进管61进入到第三个板式换热器3中，与流入第三个板式换热器3中的混合物料热交换，将混合物料的温度降到4℃-60℃之间，急速降温，起到杀菌的效果；热交换之后的水再通过冷水出管62排出。

参照图4，在机架1上还设置有保温管8，保温管8为第二个板式换热器3与第三个板式换热器3之间的第二输送管25中间部分，在保温管8外壁上包覆有一层铝膜81，铝膜81可提高热反射，降低从保温管8散发的热量；同时在保温管8外套设有保温套82，保温套82采用橡塑保温管8。保温管8的设置使混合物料的温度在其内部能维持在120℃左右，时间持续5秒，进一步提高杀菌效果，保温管8的长度根据物料泵22的输送速度和维持时间决定。

参照图2，冰水组件7包括制冷机组71、冰水进管72和冰水出管73，制冷机组71固定设置在机架1上，且制冷机组71内的水的温度低于4℃；冰水进管72连接第四个板式换热器3进水端和制冷机组71出口，冰水出管73连接第四个板式换热器3出水端和制冷机组71进口。制冷机组71内的水通过冰水进管72进入到第四个板式换热器3中，与流入第四个板式换热器3中的混合物料热交换，将混合物料的温度降到4℃，急速降温，再进一步起到杀菌的效果；热交换之后再通过冰水出管73回到制冷机组71进行重新制冷降温，然后再输送出去，以此循环。

本实施例的工作原理：

使用时，将多种原料放入到进料筒21内，多种原料混合后形成混合物料，且通过第一输送管23进入到物料泵22，在物料泵22的作用下流到第二输送管25中，并依次经历四个板式换热器3的热交换，第一次先经过预热段，被加热到60℃-90℃之间；第二次再经过超高温加热段，被加热到120℃，然后进入到保温管8保持5秒；第三次经过水冷段，被冷却到4℃-60℃；第四次经冰水段，进一步冷却到4℃，然后送出，完成杀菌。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

设计图

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