專利名稱：一種新型人造奶油生產系統及工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及奶油生產系統，具體指一種新型人造奶油生產系統及工藝。
背景技術：
人造奶油是以植物油脂為主要原料，經過乳化、急冷、捏合而形成的具有一定塑性固態或半固態乳化食品。人造奶油是一種油包水的乳狀物，根據不同的油脂組成和加工過程，可以生產出不同用途的人造奶油。關于人造奶油的研究，從發表的論文和專利來看，對原料的改質、配方和廣品的晶形和質量評價方面比較多，而對設備(急冷機，捏合機等)具體運行條件的研究較少，實踐證明一種質量好的人造奶油產品，除了原料和配方的選擇外，加工設備和操作條件也是非
常重要的。人造奶油的生產過程中壓力和溫度的控制對于產品的品質非常重要，現有的生產設備往往忽略了產品品質的控制。
發明內容
本發明專利針對現有技術的缺憾，提出了一種新型人造奶油生產系統，可以根據不同的需求生產不同種類的人造奶油產品，實現了人造奶油急冷過程的溫度精確控制、捏合過程的溫升控制、加工過程中的壓力控制，保證了加工過程中人造奶油的品質，解決了傳統人造奶油加工設備工藝廠粗糙，品質難以監控等問題。為了實現上述目的，本發明專利提出了如下技術方案—種新型人造奶油生產系統，包括過濾殺菌裝置、預冷裝置、急冷裝置、制冷供給裝置、捏合裝置和熱水供給裝置；所述過濾殺菌裝置包括奶油輸送泵、布袋式過濾器、第一套管式換熱器、第二套管式換熱器、第一板翅式換熱器和第二板翅式換熱器；所述奶油輸送泵通過奶油輸送管道連接布袋式過濾器，布袋式過濾器依次連接至第一套管式換熱器的管層和第二套管式換熱器的管層；所述第一板翅式換熱器的熱水循環管道與第一套管式換熱器的殼層相連；所述第二板翅式換熱器的熱水循環管道與第二套管式換熱器的殼層相連；所述預冷裝置包括暫存罐、高壓柱塞泵和盤管式換熱器，所述第二套管式換熱器的管層連接到暫存罐，暫存罐依次連接高壓柱塞泵和盤管式換熱器；所述急冷裝置包括一急冷機，盤管式換熱器的奶油輸出管道連接到急冷機，急冷機的奶油輸出管道連接到所述捏合裝置；所述制冷供給裝置包括制冷壓縮機組和第三板式換熱器，所述制冷壓縮機組的制冷劑輸出管道連接至急冷機的制冷劑輸入管道，急冷機的制冷劑輸出管道分為兩路，一路直接連接至制冷壓縮機組，另一路經第三板式換熱器再連接至制冷壓縮機組；所述捏合裝置包括一捏合機，捏合機的奶油輸出管道連接灌裝設備；所述熱水供給裝置包括一電加熱熱水器，所述電加熱熱水器的熱水輸出管道分為兩路，一路經捏合機回到電加熱熱水器，另一路經急冷機回到電加熱熱水器。所述的盤管式換熱器包括封閉的圓筒形金屬容器和安裝在其內部的螺旋狀金屬盤管，管內為奶油通道，管外為冷卻水通道；金屬盤管優選不銹鋼管；所述的急冷機是包括圓筒形管和安裝在管內的空心轉軸，所述圓筒形管的外表面呈梯齒形并安裝有冷卻夾套，所述空心轉軸上安裝有呈中心對稱的兩把刮刀，空心轉軸的軸腔內通熱水，空心轉軸與所述圓筒形管內壁的環形通道截面間距< 7_ ；所述的捏合機包括圓筒形管壁和安裝在管壁內的轉軸，所述管壁外表面呈梯齒形并安裝有可以通冷卻水或者熱水的夾套，所述轉軸上安裝有呈螺旋型均勻分布的圓棒。進一步，所述盤管式換熱器的冷水輸入管路上設置有循環水泵；進一步，所述奶油輸送泵上設置有調節奶油輸送泵轉速的變頻器；進一步，所述各循環水泵上設置有調節其轉速的變頻器；進一步，所述制冷壓縮機組設置有調節制冷壓縮機組運轉頻率的變頻器，以實現制冷功率的調節； 進一步，所述急冷機設置有驅動急冷機的驅動電機和調節該驅動電機轉速的變頻器；進一步，所述急冷機設置有背壓調節裝置，包括可調開度背壓閥和步進電機，所述步進電機調節可調開度背壓閥的開度，實現急冷機內部壓力的調節；進一步，所述捏合機設置有驅動捏合機的驅動電機和調節該驅動電機轉速的變頻器；進一步，所述捏合機設置有背壓調節裝置，包括可調開度背壓閥和步進電機，所述步進電機調節可調開度背壓閥的開度，實現捏合機內部壓力的調節；進一步，所述高壓柱塞泵設置有調節高壓柱塞泵轉速的變頻器。進一步，所述電加熱熱水器設置有調節加熱功率的可控硅調功器，通過可控硅調功器調節加熱功率使得電加熱熱水器中熱水的溫度保持在60±2°C。本發明還提供一種利用上述生產系統進行生產人造奶油的生產工藝，包括以下步驟I)過濾殺菌環節人造奶油乳液經布袋式過濾器過濾后進入第一套管式換熱器管層，與第一套管式換熱器殼層內的高溫熱水換熱，然后進入第二套管式換熱器的管層，與第二套管式換熱器殼層內的恒溫熱水換熱并保溫殺菌30± ls，殺菌結束后人造奶油乳液進 入到暫存罐；2)預冷環節暫存罐中的人造奶油乳液由高壓柱塞泵泵入盤管式換熱器，在管內流動的人造奶油乳液與管外的冷卻水換熱，實現人造奶油乳液的預冷；3)急冷環節經預冷后的人造奶油乳液進入到急冷機，制冷壓縮機組的制冷劑進入急冷機的冷卻夾套將人造奶油乳液急速冷卻，電加熱熱水器的熱水進入急冷機的空心轉軸防止人造奶油乳液凍結在空心轉軸上；4)捏合環節人造奶油乳液經急冷后進入捏合機，在捏合機內經攪拌后送至灌裝設備；捏合過程中，第三板翅式換熱器中的冷卻水進入捏合機的夾套；停機時，電加熱熱水器的熱水進入夾套。本發明的新型人造奶油生產系統中設置了過濾殺菌環節，保證了物料的品質；設置了預冷系統，降低了進入急冷機前物料的溫度，保證了物料進入急冷機的冷卻效果；在急冷機中設置了軸內熱水循環，避免了物料凍結在軸上，在捏合機中設置溫升控制環節，消除了結晶熱和機械熱對捏合過程品質的影響；此外在急冷機和捏合機的物料出口處分別設置了背壓調節裝置，實現了急冷和捏合過程中的壓力調節；本發明可以實現人造奶油生產過程中溫度、壓力、溫升控制等，解決了傳統人造奶油加工設備工藝粗糙，品質難以監控等問題，保證了人造奶油的品質。
圖I是本發明的新型的人造奶油生產系統的總體配置結構示意圖，圖中箭頭所示 方向為管道中氣體或液體流動方向。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。如圖I所示，本發明的新型人造奶油生產系統，包括過濾殺菌裝置、預冷裝置、急冷裝置、制冷供給裝置、捏合裝置和熱水供給裝置過濾殺菌裝置包括布袋式過濾器I，第一板翅式換熱器2，第二板翅式換熱器3，第一套管式換熱器4和第二套管式換熱器5，奶油輸送泵BI通過奶油輸出管路連接布袋式過濾器I，奶油輸送泵BI上設置有調節奶油輸送泵BI轉速的變頻器Pl ;蒸汽輸入管道分別經可調開度蒸汽閥Kl和可調開度蒸汽閥K2連接到第一板翅式換熱器2和第二板翅式換熱器3的蒸汽輸入端，第一板翅式換熱器2和第二板翅式換熱器3的蒸汽輸出管道分別經蒸汽疏水閥Zl和蒸汽疏水閥Z2而相互連接；第一板翅式換熱器2的熱水輸出管道經溫度傳感器Wl和循環水泵B2連接到第一套管式換熱器4的熱水輸入管道，第一套管式換熱器4的熱水輸出管道連接到第一板翅式換熱器2的熱水輸入管道；第一套管式換熱器4的奶油輸出管道經渦輪流量計LI和溫度傳感器W2連接至第二套管式換熱器5 ;循環水泵B2上設有調節其轉速的變頻器P2 ;溫度傳感器W2用來監測被第一套管式換熱器加熱后的人造奶油乳液的溫度；溫度傳感器Wl用來監測出第一板翅式換熱器的熱水的溫度；第二板翅式換熱器3的熱水輸出管道經溫度傳感器W3連接到第二套管式換熱器5的熱水輸入管道，第二套管式換熱器5的熱水輸出管道經一循環水泵B3連接到第二板翅式換熱器3的熱水輸入管道；循環水泵B3上設置有調節其轉速的變頻器P3 ;溫度傳感器W3用來監測出第二板翅式換熱器的熱水的溫度；預冷裝置包括暫存罐6、高壓柱塞泵7和盤管式換熱器8，第二套管式換熱器5的奶油輸出管路連接到暫存罐6，暫存罐6的奶油輸出管路經手動截止閥SI連接到高壓柱塞泵7，高壓柱塞泵7的奶油輸出管路經壓力傳感器Yl、渦輪流量計L2和溫度傳感器W4連接到盤管式換熱器8的奶油輸入管道；高壓柱塞泵7上設置有調節高壓柱塞泵7轉速的變頻器P8 ;溫度傳感器W4用來監測進盤管式換熱器時人造奶油乳液的溫度；急冷裝置包括急冷機9，盤管式換熱器8的奶油輸出管道經溫度傳感器W5連接到急冷機9，急冷機9的奶油輸出管道經溫度傳感器W6、壓力傳感器Y2和可調開度背壓閥Fl連接到捏合裝置12 ;盤管式換熱器8的冷水輸入管路上設置有循環水泵B4 ;急冷機9上設置有驅動急冷機的驅動電機Ml和調節該驅動電機轉速的變頻器P4 ;可調開度背壓閥Fl與步進電機M2相連，步進電機M2調節可調開度背壓閥Fl的開度，實現急冷機9內部壓力的調節；溫度傳感器W5和溫度傳感器W6分別用來監測進出急冷機的人造奶油乳液的溫度；
制冷供給裝置包括制冷壓縮機組10和第三板翅式換熱器11，制冷壓縮機組10的制冷劑輸出管道連接到急冷機9的制冷劑輸入管道，急冷機9的制冷劑輸出管道分為兩路，一路經電磁閥Dl直接返回到制冷壓縮機組10 ;另一路經電磁閥D2進入到第三板翅式換熱器11制冷劑管路進口，第三板翅式換熱器11的制冷劑管路出口經電磁閥D3最終也返回到制冷壓縮機組；制冷壓縮機組10設置有調節制冷壓縮機組運轉頻率的變頻器P5，以實現制冷功率的調節；第三板翅式換熱器11的水管路出口經電磁閥D4、循環水 泵B5和渦輪流量計L3連接到捏合機12的水管路進口，捏合機的水管路出口經溫度傳感器W7和電磁閥D5返回到第三板翅式換熱器；捏合裝置包括捏合機12，捏合機12的奶油輸出管道經溫度傳感器W8、壓力傳感器Y3和可調開度背壓閥F2輸出連接灌裝設備；捏合機上設置有驅動捏合機的驅動電機M3和調節該驅動電機轉速的變頻器P6 ;可調開度背壓閥F2連接步進電機M4，步進電機M4調節可調開度背壓閥F2的開度，實現捏合機內部壓力的調節；溫度傳感器W8用來監測出捏合機的人造奶油乳液的溫度；溫度傳感器W7用來監測溫升抑制過程中出捏合機的冷卻水的溫度；熱水供給裝置包括電加熱熱水器13，電加熱熱水器13的熱水輸出管道經循環水泵B6和溫度傳感器W9分為兩個支路，一個支路經電磁閥D6和渦輪流量計L3連接到捏合機12的水管路進口，捏合機的水管路出口經電磁閥D7和溫度傳感器WlO連接到電加熱熱水器的回水管道；另一支路經渦輪流量計L4連接到急冷機的熱水管路進口，急冷機的熱水管路出口經溫度傳感器WlO連接到電加熱熱水器的回水管道，電加熱熱水器設置有調節加熱功率的可控硅調功器G1，通過可控硅調功器調節加熱功率使得電加熱熱水器中熱水的溫度保持在60±21;循環水泵86上設有調節其轉速的變頻器P7 ;溫度傳感器W9和溫度傳感器WlO分別用來監測進出電加熱熱水器的熱水的溫度。利用上述奶油生產系統生產人造奶油I)過濾殺菌環節第一套管式換熱器殼層的高溫熱水在第一板翅式換熱器中被高溫蒸汽加熱，加熱后的高溫熱水的溫度維持在120±1°C，人造奶油乳液經布袋式過濾器過濾后進入第一套管式換熱器管層，與第一套管式換熱器殼層內的高溫熱水換熱升溫至85±0.5°C，然后進入第二套管式換熱器的管層，第二套管式換熱器殼層的高溫熱水在第二板翅式換熱器中被高溫蒸汽加熱，加熱后的高溫熱水的溫度維持在86 ± O. 5 °C，進入第二套管式換熱器管層的人造奶油乳液與第二套管式換熱器殼層內的恒溫熱水換熱而保證人造奶油乳液在第二套管式換熱器管層內處于不低于84. 5°C的保溫狀態，人造奶油乳液流過第二套管式換熱器管層的時間為30±ls，殺菌結束后人造奶油乳液進入到暫存罐；2)預冷環節暫存罐中的人造奶油乳液經手動截止閥進入高壓柱塞泵，高壓柱塞泵將人造奶油乳液泵入盤管式換熱器，盤管式換熱器的管外是冷卻水，人造奶油乳液在盤管式換熱器的管內流動，被管外的冷卻水冷卻降溫，實現人造奶油乳液的預冷；3)急冷環節經預冷后的人造奶油乳液進入到急冷機，制冷壓縮機組的制冷劑進入急冷機的冷卻夾套將人造奶油乳液急速冷卻，電加熱熱水器的熱水進入急冷機的空心轉軸防止人造奶油乳液凍結在空心轉軸上；4)捏合環節人造奶油乳液經急冷后進入捏合機，在捏合機內經充分攪拌后送至灌裝設備；捏合過程中，第三板翅式換熱器中的冷卻水進入捏合機的夾套；冷卻水的主要作用是抑制捏合過程中的溫升，捏合過程中的溫升會影響人造奶油的品質，溫升主要來源于物料在急冷機內急速降溫，在捏合機內完善結晶而產生熱和物料在捏合機內被攪拌和擠壓所產生的機械熱，通過捏合機的攪拌和打碎作用將熱量釋放出，并通過捏合機管外夾套內的冷卻水將熱量帶走，保證了人造奶油的產品質量；捏合機在緊急停機時應該立即將夾套內的冷卻水切換為來自電加熱熱水器的熱水，保證緊急停機時人造奶油不凍結在捏合機內部。
上述實施例應理解為僅用于說明本發明而不用于限制本發明的保護范圍。在閱讀了本發明記載的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發明權利要求所限定的范圍。
權利要求
1.ー種新型人造奶油生產系統，其特征在于，包括過濾殺菌裝置、預冷裝置、急冷裝置、制冷供給裝置、捏合裝置和熱水供給裝置； 所述過濾殺菌裝置包括奶油輸送泵、布袋式過濾器、第一套管式換熱器、第二套管式換熱器、第一板翅式換熱器和第二板翅式換熱器；所述奶油輸送泵通過奶油輸送管道連接布袋式過濾器，布袋式過濾器依次連接至第一套管式換熱器的管層和第二套管式換熱器的管層；所述第一板翅式換熱器的熱水循環管道與第一套管式換熱器的殼層相連；所述第二板翅式換熱器的熱水循環管道與第二套管式換熱器的殼層相連； 所述預冷裝置包括暫存罐、高壓柱塞泵和盤管式換熱器，所述第二套管式換熱器的管層連接到暫存罐，暫存罐依次連接高壓柱塞泵和盤管式換熱器； 所述急冷裝置包括一急冷機，盤管式換熱器的奶油輸出管道連接到急冷機，急冷機的奶油輸出管道連接到所述捏合裝置； 所述制冷供給裝置包括制冷壓縮機組和第三板式換熱器，所述制冷壓縮機組的制冷劑輸出管道連接至急冷機的制冷劑輸入管道，急冷機的制冷劑輸出管道分為兩路，一路直接連接至制冷壓縮機組，另一路經第三板式換熱器再連接至制冷壓縮機組； 所述捏合裝置包括ー捏合機，捏合機的奶油輸出管道連接灌裝設備； 所述熱水供給裝置包括ー電加熱熱水器，所述電加熱熱水器的熱水輸出管道分為兩路，一路經捏合機回到電加熱熱水器，另一路經急冷機回到電加熱熱水器。
2.權利要求I所述的新型人造奶油生產系統，其特征在于，所述的急冷機是包括圓筒形管和安裝在管內的空心轉軸，所述圓筒形管的外表面呈梯齒形并安裝有冷卻夾套，所述空心轉軸上安裝有呈中心対稱的兩把刮刀，空心轉軸的軸腔內通熱水，空心轉軸與所述圓筒形管內壁的環形通道截面間距≤7mm。
3.權利要求I所述的新型人造奶油生產系統，其特征在于，所述的捏合機包括圓筒形管壁和安裝在管壁內的轉軸，所述管壁外表面呈梯齒形并安裝有可以通冷卻水或者熱水的夾套，所述轉軸上安裝有呈螺旋型均勻分布的圓棒。
4.權利要求I所述的新型人造奶油生產系統，其特征在于，所述急冷機設置有背壓調節裝置，包括可調開度背壓閥和步進電機，所述步進電機調節可調開度背壓閥的開度，實現急冷機內部壓カ的調節。
5.權利要求I所述的新型人造奶油生產系統，其特征在于，所述捏合機設置有驅動捏合機的驅動電機和調節該驅動電機轉速的變頻器。
6.權利要求I所述的新型人造奶油生產系統，其特征在于，所述捏合機設置有背壓調節裝置，包括可調開度背壓閥和步進電機，所述步進電機調節可調開度背壓閥的開度，實現捏合機內部壓カ的調節。
7.權利要求I所述的新型人造奶油生產系統，其特征在于，所述高壓柱塞泵設置有調節高壓柱塞泵轉速的變頻器。
8.權利要求I所述的新型人造奶油生產系統，其特征在于，所述電加熱熱水器設置有調節加熱功率的可控硅調功器，通過可控硅調功器調節加熱功率使得電加熱熱水器中熱水的溫度保持在60±2で。
9.ー種新型人造奶油生產エ藝，其特征在于，包括以下步驟 I)過濾殺菌環節人造奶油乳液經布袋式過濾器過濾后進入第一套管式換熱器管層，與第一套管式換熱器殼層內的高溫熱水換熱，然后進入第二套管式換熱器的管層，與第二套管式換熱器殼層內的恒溫熱水換熱并保溫殺菌30± ls，殺菌結束后人造奶油乳液進入到暫存罐； 2)預冷環節暫存罐中的人造奶油乳液由高壓柱塞泵泵入盤管式換熱器，在管內流動的人造奶油乳液與管外的冷卻水換熱； 3)急冷環節經預冷 后的人造奶油乳液進入到急冷機，制冷壓縮機組的制冷劑進入急冷機的冷卻夾套將人造奶油乳液急速冷卻，電加熱熱水器的熱水進入急冷機的空心轉軸； 4)捏合環節人造奶油乳液經急冷后進入捏合機，在捏合機內經攪拌后送至灌裝設備；捏合過程中，第三板翅式換熱器中的冷卻水進入捏合機的夾套；停機時，電加熱熱水器的熱水進入夾套。
全文摘要
本發明公開了一種新型人造奶油生產系統，包括過濾殺菌裝置、預冷裝置、急冷裝置、制冷供給裝置、捏合裝置和熱水供給裝置。本發明人造奶油生產系統中設置了過濾殺菌環節，保證了物料的品質；設置了預冷系統，降低了進入急冷機前物料的溫度，保證了物料進入急冷機的冷卻效果；在急冷機中設置了軸內熱水循環，避免了物料凍結在軸上，在捏合機中設置溫升控制環節，消除了結晶熱和機械熱對捏合過程品質的影響；此外在急冷機和捏合機的物料出口處分別設置了背壓調節裝置，實現了急冷和捏合過程中的壓力調節；本發明可以實現人造奶油生產過程中溫度、壓力、溫升控制等，解決了傳統人造奶油加工設備工藝粗糙，品質難以監控等問題，保證了人造奶油的品質。
文檔編號A23D7/02GK102630763SQ20121012440
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月25日 優先權日2012年4月25日
發明者倪錦, 張敬峰, 顧錦鴻 申請人:中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所