[發明專利]益生菌發酵飲品制備裝置、組分配比及其工藝方法

有效

• 申請號: 201811014062.2
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109294888B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 張蘭英
• 申請（專利權）人: 廣東葉氏藥業有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/04;C12M1/02;C12M1/00;A23L2/38
• 代理公司: 佛山市神機營專利代理事務所(普通合伙) 44765
• 代理人: 許尤慶

1.一種益生菌發酵飲品的制備裝置，其特征在于：包括發酵罐(24)，所述發酵罐(24)內部為柱形發酵攪拌腔(19)；所述發酵罐(24)上方同軸心設置有恒溫儲氣罐(62)，所述恒溫儲氣罐(62)包括同軸心的內壁體(62.2)和外壁體(62.1)；所述內壁體(62.2)和外壁體(62.1)之間形成隔熱層(59)；所述內壁體(62.2)的內部為恒溫儲氣腔(51)，所述恒溫儲氣腔(51)內設置有氣壓傳感器和溫度傳感器，所述恒溫儲氣腔(51)的內壁盤旋設置有電阻加熱絲(52)；所述發酵攪拌腔(19)內設置有溫度傳感器和液位傳感器；

還包括空氣供給管(56)，所述空氣供給管(56)的出風端連通所述恒溫儲氣腔(51)，所述空氣供給管(56)的進風端連通外部的送風機(57)的出風口；所述恒溫儲氣腔(51)與所述發酵攪拌腔(19)之間設置有頂壁隔層(19.1)；所述發酵攪拌腔(19)的頂壁隔層(19.1)上同軸心設置有滑動管導孔(22)；還包括豎向滑動導風管(16)，所述滑動導風管(16)同軸心滑動穿過所述滑動管導孔(22)，且所述滑動導風管(16)下端同軸心伸入所述發酵攪拌腔(19)中，所述滑動導風管(16)上端同軸心伸入所述恒溫儲氣腔(51)內；所述滑動導風管(16)上端同步設置有增壓鼓風機(25)，所述增壓鼓風機(25)的出風口連通所述滑動導風管(16)上端；所述增壓鼓風機(25)隨所述滑動導風管(16)在所述恒溫儲氣腔(51)內上下位移；

所述恒溫儲氣罐(62)上方還同軸心安裝有擾動葉片電機(55)，所述恒溫儲氣腔(51)的頂部壁體(62.3)中部同軸心設置轉軸穿過孔(54)，所述擾動葉片電機(55)的轉軸(58)轉動穿過所述轉軸穿過孔(54)，并伸入所述恒溫儲氣腔(51)中；

所述恒溫儲氣腔(51)頂部同軸心設置有圓盤(53)，所述圓盤(53)同軸心同步連接所述轉軸(58)，所述圓盤(53)的下側面輪廓邊緣固定懸掛設置有若干沿縱向延伸的長矩形擾動葉片(61)，各所述長矩形擾動葉片(61)沿所述述圓盤(53)軸線呈圓周陣列分布，且各所述長矩形擾動葉片(61)圍合在所述增壓鼓風機(25)四周；且各所述長矩形擾動葉片(61)均位于電阻加熱絲(52)圍合范圍內；

所述攪拌腔(19)內還同軸心設置有柱狀的沉浮攪拌體(18)，所述沉浮攪拌體(18)從上自下一體化包括上段引流錐體(1)、中段氣囊殼體(14)和下段引流錐體(10)；所述上段引流錐體(1)的錐形尖端同軸心朝上設置，所述下段引流錐體(10)的錐形尖端朝下設置，所述中段氣囊殼體(14)為圓柱形殼體結構；所述中段氣囊殼體(14)的內腔為氣囊擠壓腔(2)，所述氣囊擠壓腔(2)內設置有彈性蓄壓氣囊(3)，所述彈性蓄壓氣囊(3)的內部為空氣蓄壓腔(4)；所述中段氣囊殼體(14)的壁體呈發散狀均布有若干攪拌柱(13)，各所述攪拌柱(13)內部沿長度方向設置有導液通道(12)，各所述導液通道(12)將所述氣囊擠壓腔(2)和發酵攪拌腔(19)相互連通；

所述下段引流錐體(10)的內部為空心的出氣錐腔(6)，所述下段引流錐體(10)的錐面上呈圓周陣列均布有若干氣泡導出孔(7)，各所述氣泡導出孔(7)均連通所述下段引流錐體(10)內部的出氣錐腔(6)；

所述出氣錐腔(6)與所述氣囊擠壓腔(2)之間設置有隔板(11)，所述隔板(11)的中心部位豎向設置有連通管(8)，所述連通管(8)的下端連通所述出氣錐腔(6)，所述連通管(8)上端的進氣口(5)連通所述空氣蓄壓腔(4)的下端；

所述滑動導風管(16)下端同軸心一體化連接所述上段引流錐體(1)頂部，所述滑動導風管(16)下端的出風嘴(15)連通所述空氣蓄壓腔(4)；

所述發酵攪拌腔(19)頂端分別連通有進料管(26)和泄壓管(32)，所述泄壓管(32)末端連通外界；所述進料管(26)上設置有第一關斷閥(27)，所述泄壓管(32)上設置有氣體溢流泄壓閥(31)；所述發酵攪拌腔(19)底部連通有卸料管(29)，所述卸料管(29)上設置有第二關斷閥(30)；所述沉浮攪拌體(18)的總體積不小于所述發酵攪拌腔(19)總容積的四分之一；所述滑動導風管(16)內還設置有導通方向朝下的單向閥(21)；所述上段引流錐體(1)為實心體結構；所述連通管(8)的內部設置有流量限制閥；所述出氣錐腔(6)的下側為實心尖錐底(9)；彈性蓄壓氣囊(3)膨脹狀態下，所述沉浮攪拌體(18)會在發酵攪拌腔(19)內上浮。

2.根據權利要求1所述的一種益生菌發酵飲品的制備裝置的曝氣攪拌以及恒溫方法，其特征在于：

準備階段：啟動電阻加熱絲(52)對恒溫儲氣腔(51)內的空氣進行加熱，并配合恒溫儲氣腔(51)內的溫度傳感器維持恒溫儲氣腔(51)內的恒定溫度；與此同時配合恒溫儲氣腔(51)內的氣壓傳感器，若恒溫儲氣腔(51)處于低于外部氣壓狀態，迅速啟動送風機(57)，并向恒溫儲氣腔(51)補充空氣，維持恒溫儲氣腔(51)內的正常氣壓，補充進空氣后恒溫儲氣腔(51)內又會下降，進而通過電阻加熱絲(52)重新加熱至預定溫度，在后續過程中按上述方法持續維持恒溫儲氣腔(51)內相對的恒溫恒壓狀態；與此同時啟動擾動葉片電機(55)，進而使各個長矩形擾動葉片(61)在恒溫儲氣腔(51)中處于旋轉狀態；進而使恒溫儲氣腔(51)形成持續的擾動的旋流，進而使恒溫儲氣腔(51)內的氣體溫度處于持續均勻的狀態，保證了被增壓鼓風機(25)抽進空氣蓄壓腔(4)內的空氣始終是均勻溫度的氣體；先通過進料管(26)向發酵攪拌腔(19)內連續導入待發酵的飲品配置液和相應的好氧發酵益生菌，待發酵攪拌腔(19)內的液面超過容器四分之三時啟動第一關斷閥(27)，停止向發酵攪拌腔(19)進料；此時由于增壓鼓風機(25)處于未啟動狀態，在發酵攪拌腔(19)內的液體壓強作用下，發酵攪拌腔(19)內的發酵液通過各個攪拌柱(13)內的導液通道(12)導入到氣囊擠壓腔(2)中，并向內擠壓彈性蓄壓氣囊(3)，進而使彈性蓄壓氣囊(3)逐漸收縮，逐漸收縮的彈性蓄壓氣囊(3)將其空氣蓄壓腔(4)內的空氣通過連通管(8)擠入到出氣錐腔(6)，并通過各個氣泡導出孔(7)以氣泡的形式排出至發酵攪拌腔(19)中，由于彈性蓄壓氣囊(3)逐漸收縮變小，進而使沉浮攪拌體(18)所受浮力逐漸下降至低于自身重量，進而沉浮攪拌體(18)下沉至發酵攪拌腔(19)的腔底；

循環階段：啟動增壓鼓風機(25)，增壓鼓風機(25)迅速將恒溫儲氣腔(51)內的恒溫空氣壓入彈性蓄壓氣囊(3)內的空氣蓄壓腔(4)中，使彈性蓄壓氣囊(3)迅速膨脹，彈性蓄壓氣囊(3)向外迅速擠壓氣囊擠壓腔(2)，進而氣囊擠壓腔(2)內的發酵液受到彈性蓄壓氣囊(3)的擠壓后通過各個攪拌柱(13)內的導液通道(12)被導出至發酵攪拌腔(19)內；在彈性蓄壓氣囊(3)膨脹到充滿中段氣囊殼體(14)內腔時暫停增壓鼓風機(25)；此時由于彈性蓄壓氣囊(3)的膨脹，使沉浮攪拌體(18)所受浮力迅速提升至大于自身重力；進而沉浮攪拌體(18)開始逐漸做向上的上浮運動；

與此同時，膨脹狀態下的彈性蓄壓氣囊(3)內部空氣蓄壓腔(4)的氣體壓強大于發酵攪拌腔(19)內的壓強，因而空氣蓄壓腔(4)內的蓄壓空氣通過連通管(8)連續擠出到出氣錐腔(6)中，并且出氣錐腔(6)內的空氣通過各個氣泡導出孔(7)以氣泡的形式連續均勻擴散至發酵攪拌腔(19)中，進而將氣泡中的氧氣連續均勻溶解在發酵液中促進發酵，由于空氣蓄壓腔(4)內的蓄壓空氣逐漸被排出，進而使沉浮攪拌體(18)上浮過程中彈性蓄壓氣囊(3)開始逐漸收縮變小；隨著彈性蓄壓氣囊(3)逐漸收縮變小，進而沉浮攪拌體(18)所受浮力逐漸變小，沉浮攪拌體(18)上浮過程中發酵攪拌腔(19)內的發酵液通過各個攪拌柱(13)內的導液通道(12)重新導入到氣囊擠壓腔(2)中，隨著沉浮攪拌體(18)所受浮力逐漸下降至低于自身重量，沉浮攪拌體(18)開始由上浮狀態轉變為緩慢下沉狀態，并且逐漸重新下沉至發酵攪拌腔(19)的腔底；待沉浮攪拌體(18)下沉至發酵攪拌腔(19)的腔底時重新啟動增壓鼓風機(25)，增壓鼓風機(25)迅速將空氣壓入彈性蓄壓氣囊(3)內的空氣蓄壓腔(4)中，使彈性蓄壓氣囊(3)迅速膨脹，彈性蓄壓氣囊(3)向外迅速擠壓氣囊擠壓腔(2)，進而氣囊擠壓腔(2)內的發酵液受到彈性蓄壓氣囊(3)的擠壓后通過各個攪拌柱(13)內的導液通道(12)重新被導出至發酵攪拌腔(19)內；至此沉浮攪拌體(18)完成了上浮、下沉的一個周期；上述過程中氣體溢流泄壓閥(31)連續排出發酵攪拌腔(19)內多余的氣體，進而即時泄掉發酵攪拌腔(19)內的氣壓，維持沉浮攪拌體(18)上浮、下沉的周期攪拌運動；按照此規律，沉浮攪拌體(18)在發酵攪拌腔(19)內做周期性的反復上浮和下沉的攪拌和曝氣運動，進而使發酵攪拌腔(19)內的液體處于持續的上下竄動有效防止發生沉淀，上下反復運動的沉浮攪拌體(18)在發酵攪拌腔(19)內的曝氣更加均勻，而且由于向發酵攪拌腔(19)內曝的氣體為來自恒溫儲氣腔(51)內被加熱的恒溫氣體，氣泡中的熱量可傳遞給發酵攪拌腔(19)內的發酵液，進而該氣泡還具有維持發酵攪拌腔(19)內發酵液的恒溫功能，可以通過調節恒溫儲氣腔(51)內的氣體溫度來進行微調發酵攪拌腔(19)內的發酵液的發酵溫度，進而溶解在發酵液中的氧氣更加均勻；在沉浮攪拌體(18)上浮和下沉的過程中氣囊擠壓腔(2)內的發酵液被反復通過各個攪拌柱(13)內的導液通道(12)壓入和擠出，進一步促進發酵攪拌腔(19)內的發酵液均質化，使發酵過程更加均勻；

卸料階段：需要卸料時，啟動增壓鼓風機(25)，并維持增壓鼓風機(25)的運行狀態，進而使彈性蓄壓氣囊(3)處于持續膨脹狀態，進而使彈性蓄壓氣囊(3)膨脹到持續充滿中段氣囊殼體(14)的內腔，進而使氣囊擠壓腔(2)內的發酵液完排出至發酵攪拌腔(19)內；然后打開第二關斷閥(30)，進而發酵攪拌腔(19)內已經發酵完成的發酵液從卸料管(29排出。