一种实验室微型管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管式杀菌机系统，涉及食品杀菌技术领域，包括机架，机架上设置有进料筒和物料泵，进料筒的出口与物料泵的进口通过第一输送管连接，物料泵的出口连接有第二输送管，第二输送管盘设在机架上，机架上设置有与第二输送管沿路径依次连接的预热组件、超高温加热组件和水冷组件，预热组件的加热温度低于超高温加热组件的加热温度且高于水冷组件的冷却温度。本实用新型通过对混合物料的预加热、超高温加热和水冷，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和第二输送管内输送的时间，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

1.一种实验室微型管式杀菌机系统，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)的出口连接有第二输送管(25)，所述第二输送管(25)盘设在所述机架(1)上，所述机架(1)上设置有与所述第二输送管(25)沿路径依次连接的预热组件、超高温加热组件和水冷组件，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且高于所述水冷组件的冷却温度。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种实验室微型管式杀菌机系统，其特征在于：所述预热组件包括设置在所述机架(1)上的第一锅炉(31)、包裹在部分所述第二输送管(25)外的第一加热管(32)、设置在所述机架(1)上且连接所述第一加热管(32)一端和所述第一锅炉(31)出口的第一热水进管(33)、设置在所述机架(1)上且连接所述第一加热管(32)另一端和所述第一锅炉(31)进口的第一热水出管(34)，所述第一锅炉(31)内的水温度低于100℃且高于60℃。

3.根据权利要求2所述的一种实验室微型管式杀菌机系统，其特征在于：所述超高温加热组件包括设置在所述机架(1)上的第二锅炉(41)、包裹在部分所述第二输送管(25)外的第二加热管(42)、设置在所述机架(1)上且连接所述第二加热管(42)一端和所述第二锅炉(41)出口的第二热水进管(43)、设置在所述机架(1)上且连接所述第二加热管(42)另一端和所述第二锅炉(41)进口的第二热水出管(44)，且所述第二锅炉(41)为高压锅炉，所述第二锅炉(41)内的水的温度高于138℃。

4.根据权利要求3所述的一种实验室微型管式杀菌机系统，其特征在于：所述第一加热管(32)外和所述第二加热管(42)外均设置有保温层(7)。

5.根据权利要求4所述的一种实验室微型管式杀菌机系统，其特征在于：所述水冷组件包括包裹在部分所述第二输送管(25)外的冷却管(51)、设置在所述机架(1)上且与所述冷却管(51)一端连接的冷水进管(52)、设置在所述机架(1)上且与所述冷却管(51)另一端连接的冷水出管(53)，所述冷水进管(52)与水源连接。

6.根据权利要求5所述的一种实验室微型管式杀菌机系统，其特征在于：被所述第一加热管(32)包裹的所述第二输送管(25)的管壁上、被所述第二加热管(42)包裹的所述第二输送管(25)的管壁上、被所述冷却管(51)包裹的所述第二输送管(25)的管壁上均设置有换热棒(8)，且所述换热棒(8)均伸至所述第二输送管(25)内。

7.根据权利要求5所述的一种实验室微型管式杀菌机系统，其特征在于：所述机架(1)上还设置有持温管(6)，从所述第二加热管(42)中出来的所述第二输送管(25)与所述持温管(6)一端连接，所述持温管(6)另一端与进入所述冷却管(51)前的所述第二输送管(25)连接，且所述持温管(6)外也设置有保温层(7)。

8.根据权利要求1所述的一种实验室微型管式杀菌机系统，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管式杀菌机系统，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管式杀菌机系统。

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管式杀菌机系统，通过对混合物料的预加热、超高温加热和水冷，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和第二输送管内输送的时间，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：

一种实验室微型管式杀菌机系统，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第二输送管，所述第二输送管盘设在所述机架上，所述机架上设置有与所述第二输送管沿路径依次连接的预热组件、超高温加热组件和水冷组件，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且高于所述水冷组件的冷却温度。

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，混合原料先经过预热组件，预热组件对混合物料进行加热，再经过超高温加热组件进行加热，将混合物料加热到138℃，可将混合物料中的细菌杀死；然后再通过水冷组件进行冷却，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、超高温加热和水冷，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和第二输送管内输送的时间，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、包裹在部分所述第二输送管外的第一加热管、设置在所述机架上且连接所述第一加热管一端和所述第一锅炉出口的第一热水进管、设置在所述机架上且连接所述第一加热管另一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第一加热管，第一加热管对被包裹的第二输送管进行加热，从而对第二输送管内的混合物料进行加热，加热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、包裹在部分所述第二输送管外的第二加热管、设置在所述机架上且连接所述第二加热管一端和所述第二锅炉出口的第二热水进管、设置在所述机架上且连接所述第二加热管另一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138℃。当混合物料达到138℃时，会基本将细菌杀死。

通过采用上述技术方案，第二锅炉将水加热到138℃以上，并将该超高温水通过第二热水进管输送到第二加热管，第二加热管对被包裹的第二输送管进行加热，从而对第二输送管内的混合物料进行加热，加热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。

优选的，所述第一加热管外和所述第二加热管外均设置有保温层。

通过采用上述技术方案，减少第一加热管和第二加热管中热水的热量损失，提高对第二输送管内的混合物料的加热效果。

优选的，所述水冷组件包括包裹在部分所述第二输送管外的冷却管、设置在所述机架上且与所述冷却管一端连接的冷水进管、设置在所述机架上且与所述冷却管另一端连接的冷水出管，所述冷水进管与水源连接。

通过采用上述技术方案，冷水经冷水进管输送到冷却管，冷却管内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。

优选的，被所述第一加热管包裹的所述第二输送管的管壁上、被所述第二加热管包裹的所述第二输送管的管壁上、被所述冷却管包裹的所述第二输送管的管壁上均设置有换热棒，且所述换热棒均伸至所述第二输送管内。

通过采用上述技术方案，增加热交换的面积，提高热交换的速度，使混合物料能更快的升温或者降温。

优选的，所述机架上还设置有持温管，从所述第二加热管中出来的所述第二输送管与所述持温管一端连接，所述持温管另一端与进入所述冷却管前的所述第二输送管连接，且所述持温管外也设置有保温层。

通过采用上述技术方案，使被加热到138℃的混合物料在持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，持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、超高温加热和水冷，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和第二输送管内输送的时间，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、通过换热棒的设置，增加热交换的面积，提高热交换的速度，使混合物料能更快的升温或者降温；

3、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），图中将进料筒剖视；

图3是本实用新型的立体结构的示意图（三）；

图4是被第一加热管包裹住的第二输送管的截面图，示出内部结构。

附图标记：1、机架；11、平板；12、支架；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；31、第一锅炉；32、第一加热管；33、第一热水进管；34、第一热水出管；41、第二锅炉；42、第二加热管；43、第二热水进管；44、第二热水出管；51、冷却管；52、冷水进管；53、冷水出管；6、持温管；7、保温层；8、换热棒。

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。

一种实验室微型管式杀菌机系统，参照图1，包括机架1，机架1远离地面一端固定设置有平板11，机架1上设置有进料筒21和物料泵22，物料泵22固定设置在平板11下表面，进料筒21固定设置在平板11上表面，且进料筒21穿过平板11与物料泵22进口通过第一输送管23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。

物料泵22的出口连接有第二输送管25，第二输送管25通过支架12固定盘设在平板11上。

参照图2和图3，机架1上设置有与第二输送管25沿路径依次连接的预热组件、超高温加热组件和水冷组件，预热组件包括第一锅炉31、第一加热管32、第一热水进管33和第一热水出管34, 第一锅炉31固定设置在平板11下方的机架1上，第一锅炉31内的水的温度在60℃-90℃范围内；第一加热管32固定包裹在部分第二输送管25外，第一加热管32内壁与第二输送管25外壁之间具有第一空腔；第一热水进管33一端与第一锅炉31出水口连接，另一端与第一加热管32一端连接，且与第一空腔连通；第一热水出管34一端与第一加热管32另一端连接，且与第一空腔连通，第一热水出管34另一端与第一锅炉31进口连接。第一锅炉31内的水流到第一加热管32内，将热量传递到第二输送管25内，对第二输送管25内的混合物料预热。

超高温加热组件包括第二锅炉41、第二加热管42、第二热水进管43和第二热水出管44, 第二锅炉41为高压锅炉，第二锅炉41固定设置在平板11下方的机架1上，第二锅炉41内的水的温度在138℃以上；第二加热管42固定包裹在部分第二输送管25外，第二加热管42内壁与第二输送管25外壁之间具有第二空腔；第二热水进管43一端与第二锅炉41出水口连接，另一端与第二加热管42一端连接，且与第二空腔连通；第二热水出管44一端与第二加热管42另一端连接，且与第二空腔连通，第二热水出管44另一端与第二锅炉41进口连接。第二锅炉41内的水流到第二加热管42内，将热量传递到第二输送管25内，对第二输送管25内的混合物料超高温加热，加热到138℃。

参照图1和图2，水冷组件包括冷却管51、冷水进管52和冷水出管53，冷却管51固定包裹在部分第二输送管25外，冷却管51内壁与第二输送管25外壁之间具有第三空腔；冷水进管52固定连接在冷却管51一端，且冷水进管52与第三空腔连通，冷水进管52另一端与自来水管连接；冷水出管53固定连接在冷却管51另一端，且冷水出管53与第三空腔连通，自来水从冷水进管52进入到冷却管51内，与第二输送管25内的混合物料热交换，将混合物料的温度降至60℃，再从冷水出管53流出，实现对混合物料的冷却。

在支架12上还固定设置有持温管6，从第二加热管42中出来的第二输送管25与持温管6一端连接，持温管6另一端与进入冷却管51前的第二输送管25连接，在第一加热管32外、第二加热管42外和持温管6外均设置有保温层7，保温层7采用橡塑保温管。混合物料在持温管6中基本能保持4秒的恒温，即从第二加热管42出来的第二输送管25到持温管6中基本维持在138℃，基本杀死混合物料中的细菌。

参照图4，在被第一加热管32包裹的第二输送管25的管壁上、被第二加热管42包裹的第二输送管25的管壁上、被冷却管51包裹的第二输送管25的管壁上均固定设置有换热棒8，换热棒8采用不锈钢制成，且换热棒8均伸至第二输送管25内。换热棒8的设置可加快热量的传导，

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，过程中先经过预热段，被加热到60℃-90℃之间；再经过超高温加热段，被加热到138℃，然后进入到持温管6保持4秒；接着经过水冷段，被冷却到60℃，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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