[實用新型]飲料滅菌裝置

有效

• 申請號: 201420693505.6
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN204245082U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 朱軍偉;杭鋒;王欽博;穆海菠;王國驕
• 申請（專利權）人: 光明乳業股份有限公司
• 主分類號: A23L2/46
• 分類號: A23L2/46
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 朱水平;楊東明

技術領域

本實用新型涉及滅菌裝置，特別涉及一種飲料滅菌裝置。

背景技術

在食品的各種加工流程中，滅菌是最關鍵的環節之一，滅菌裝置質量的優劣會直接影響生產后食品的衛生等級。隨著人民生活水平的提高，對飲料滅菌的要求也相應提高，現有的要求是既不能大量破壞飲料中的維生素、蛋白質、益生菌等營養元素含量，又要保證滅菌的徹底性，使得飲料中的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、李斯特桿菌等對人體有害的菌落總數在一定時間得到有效控制。

飲料的物理滅菌技術主要有加熱滅菌、加壓滅菌、微波和紫外線滅菌等，而加熱滅菌技術由于設備構造簡單、便于維護、成本低廉等優點得到了較廣泛的運用。常規的加熱滅菌方式又分為巴氏殺菌、高溫短時滅菌和超高溫瞬時滅菌，三種滅菌的溫度要求分別為60℃～100℃、100℃～150℃和150℃以上，因此不同種類的飲料有適合各自不同的加熱滅菌方式。

隨著能源危機的日益加重，國內外都制定了相應的規范以推進節能技術的發展，而加熱滅菌中由于管道的加熱和泵的運用均需大量的能量消耗，因此具有較大的節能潛能。目前，飲料的各種加熱滅菌裝置大都不能符合節能和滅菌徹底的雙重要求，中國專利(ZL?2011?2?0031027.9)提出了一種節能的加熱滅菌裝置，該裝置將冷卻管中的一部分裝于加熱管內部，將滅菌后高溫飲料待冷卻的熱量用于飲料滅菌開始的預熱段中，同時預熱段的冷量也可對冷卻段進行預冷，起到雙重節能作用。但是這樣的方案的缺陷在于：一方面，熱轉換效率低下節能效果有限、自動化程度低、不便于維修；另一方面，由于飲料以及冷卻水等流體的流速控制上無法量化，使得整個裝置的應用面較窄(飲料只能在加熱、保溫和冷卻管內提供0.4m/s的流速)且更新等成本高。

現有技術(ZL?201120031027.9)由于沒有變頻功能，飲料只能在加熱、保溫和冷卻管內提供0.4m/s的流速；且加熱段蒸汽出口排出的廢氣一般直接排入大氣中，對環境造成了污染。按照最初設計，該裝置用來加熱牛奶進行巴士滅菌，加熱1kg牛奶大約需吸收1.25×10⁵J熱量，為此需要蒸汽攝入的熱量約為1.08×10⁶J，蒸汽熱量的利用率僅為8.64％，計算參數見下表所示：

因此有必要提出另一種裝置以解決此類問題。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術能量轉換效率低下且基于流速導致應用面窄且成本較高的缺陷，提供一種能量轉換效率更高、成本較低且適用面更廣的飲料滅菌裝置。

本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種飲料滅菌裝置，其包括有一加熱箱、一冷卻箱、一保溫箱和一物料輸送管道，所述物料輸送管道的一端與上游的進料裝置連通，另一端延伸的依次穿過所述加熱箱、所述保溫箱和所述冷卻箱與下游的物料灌裝機連通，其特點在于，所述飲料滅菌裝置還包括有至少一變頻流量泵，所述變頻流量泵設置于所述保溫箱與所述冷卻箱之間的所述物料輸送管道內；

所述物料輸送管道的外管壁在所述保溫箱和所述加熱箱內延伸設置有若干導熱肋片。

此處，為了增強物料輸送管道的熱交換效率，在其位于加熱箱和保溫箱內的外管壁上設置了導熱肋片。由于物料加熱通常都采用的高溫蒸汽而冷卻時則使用水等液體，若在冷卻箱內設置導熱肋片則會對水流產生阻滯力使得能耗反而增加。因此導熱肋片僅設置于保溫箱和加熱箱內。

另外，變頻流量泵的設置區間是本申請的申請人通過合理假設并反復試驗驗證后才得出的。通常為了改變流速而采用的變頻流量泵設置于輸送管路的兩端，理論上在輸送管路的任何一處設置足夠大功率的變頻流量泵都可以完美的達到控制整個輸送管路的流速的目的。但是飲料的輸送與純水等低粘質或者無粘質的液體輸送時在管路中的流體狀態存在較大差異。

隨著流體的溫度變高，分子間熱運動會越來越劇烈，同時范德華力作用增大。而范德華力對物質的沸點、熔點、氣化熱、熔化熱、溶解度、表面張力、粘度等物理化學性質有決定性的影響。

一般液體黏度隨溫度升高而降低，因為隨著溫度升高液體分子間的締合結構被破壞。有些液態的物質會是先黏度降低，過一個最高點后黏度再升高。

本申請中，由于飲料中大部分含糖、奶粉或者麥芽糖以及各類淀粉，這種混合物在保溫室中進行巴氏殺菌(60～100℃)后，會順著物料輸送管道進入冷卻箱，這時物料(即飲料)溫度驟降，經實驗研究表明物料的粘滯程度會達到最高，因此在冷卻箱與保溫箱之間設置變頻流量泵最為合理。如果設置于冷卻箱的下游，則會因物料阻滯的發生而導致變頻流量泵工作效率低下。