流體物品高壓殺菌均質機的製作方法

2023-07-05 19:50:26

專利名稱：流體物品高壓殺菌均質機的製作方法
技術領域：
本發明屬於物品加工技術，涉及ー種流體物品高壓殺菌均質機，用於飲食品、藥品、油品、化妝、化工等流體物品殺菌或/和均質，特別是物料室溫處理。
背景技術：
現有的飲食品、藥品、油品、化妝、化工等流體物品的加工中多採用加熱殺菌裝置，如巴氏殺菌、加熱壓等エ藝，其耗能高，設備複雜重大，還破壞原料的熱敏成分，降低了成品品質和風味，又另用均質機作均質處通。已出現有進步的流體物品聞壓殺菌或/和均質的裝置，如申請號201120417282. 7《流體物品高壓殺菌均質裝置》、申請號201120533982. 2《流體物品高壓殺菌均質裝置的降溫噴射室》。然其缺點有I)偏心軸、傳動杆與活塞連杆鉸接機構使得活塞往復行程固定，加壓腔內物料所受壓縮比不變，而當物料壓縮性變化(例如含氣體，啟動期)又要達到一定目標高壓，或者目標高壓變化，需要相應變化活塞往復行程和壓縮比，此機構就不行；2)活塞連杆靠密封件伸出加壓腔受カ往復運動，密封件承受物料高壓和滑動摩擦，易損壞導致物料洩漏且壓カ降低；3)對物料無磁化殺菌和益生作用；4)出料管串接的加壓腔出料單向閥是壓敏的，較複雜；5)活塞有連杆及所接傳動件，不能依自軸轉動，對所通過的物料剪切磨削作用少，殺菌均質效果欠佳；6)為阻止細菌隨活塞連杆進入加壓腔中物料，須套接柔性密封套，也易損；7)通過噴射室的冷媒不接觸加壓腔及所接管路，為物料降溫作用差；8)活塞連杆及驅動機構複雜，加壓腔與噴射室和動カ等互分離，運動件多，活塞與連杆結合處及各杆軸鉸接處都易損，噪音震動大，可靠性差，壽命短。這些缺點使前述現有高壓殺菌均質裝置未實際應用。

發明內容
本發明的目的在於設計出ー種能克服上述缺點的流體物品高壓殺菌或/和均質的機器，即封閉的加壓腔內活塞無連杆，用加壓腔圓壁內電磁線圈的磁力推動活塞往復運動，在加壓腔內上下室裡對流體物品加壓，實現動態高壓多衝擠噴式殺菌和均質的單處理共良效果連續作業，加壓腔不洩漏，外殼也封閉，無菌侵入，活塞能自轉，活塞往復行程和壓縮比自適應變化，壓カ高，殺菌均質好，為物料降溫作用強，設備簡單緊湊可靠，工作壽命長，對物料又有磁化殺菌和益生作用。本發明實現了顯著進步。本發明採用以下技術方案實現上述目的流體物品高壓殺菌均質機，由至少ー個相同結構單元組成，其一単元有封閉的外殼，外殼內有活塞式加壓腔和噴射室，加壓腔內活塞圓周面與加壓腔圓壁內面間有間隙，有進料管、噴射管和出料管，進料管由外殼外部接到加壓腔內活塞以上部位，噴射管一端接加壓腔內活塞以下部位、另一端接噴射室，出料管由外殼外部接到噴射室,進料管中串接有加壓腔進料單向閥，噴射管中串接有加壓腔出料單向閥，加壓腔是封閉的，加壓腔圓壁嵌有與其同軸的電磁線圈，該電磁線圈的引出線連接驅動器，活塞無連杆，活塞能有磁力。其一単元中，可以使活塞至少其圓周面是導電材料或活塞嵌有與其同軸的短路電磁線圈或活塞有磁性材料或活塞是軸向有N和S極的永磁體；可以使活塞圓周嵌有彈性密封圈，密封圈貼靠加壓腔圓壁內面，密封圈橫截面呈平行四邊形或V形或U形或O形，看其橫截面，平行四邊形密封圈突出活塞端向加壓腔下部傾斜，V形密封圈的安置方式使其開ロ形狀向加壓腔下部張開，U或O形密封圈的圓弧部突出於活塞圓周面；可以使活塞圓周面上有多條貫通其上下兩端對稱布置的同旋向的螺旋狀凹槽；可以使噴射管中串接的加壓腔出料單向閥是壓敏單向閥，有其開閥壓力閾值；可以使驅動器的受控線連接於控制器；可以使加壓腔裝有其信號線與控制器連接的壓カ傳感器或/和進料管中串接有其受控線與控制器連接的調節閥；可以使進料管或/和出料管裝有流量傳感器，其信號線與控制器連接；可以使噴射室是螺旋管或內有噴射靶的容室；可以有冷媒進管和冷媒出管從外殼外部連接到外殼。按照本發明，由於加壓腔是封閉的，加壓腔圓壁嵌有與其同軸的電磁線圈(可以是分離的多個線圈)，該電磁線圈的引出線連接驅動器，活塞無連杆，活塞能有磁力，當驅動器送電給加壓腔壁的電磁線圈，其產生的磁力與活塞固有或產生的磁力相作用，推動活塞在加壓腔內運動，即對腔內物料施壓。因無運動件伸出加壓腔，無受摩擦的密封件，加壓腔不洩漏，密封好。外殼也封閉，無防菌柔性密封套，更無運動件把細菌帶入加壓腔。且活塞 運動僅與磁力作用和物料壓カ相關，往復行程可長可短，壓縮比可變，能自適應物料壓縮性或目標高壓的變化而將其加到目標高壓(例如600MPa)，高壓カ把微生物細菌壓縮，使液體微粒穿入細胞，破壞細胞膜壁，使微生物細菌變異，殺死微生物細菌，物料還經多次縫隙擠壓剪切摩擦脹空加壓卸壓，高壓擠噴，對物料殺菌或/和均質作用好。流體物品又在加壓腔內磁場中被磁化，反覆切割磁力線，増加了磁化殺菌和益生作用。加壓腔和噴射室等主件裝在一封閉外殼裡，僅活塞ー動件，無連杆及傳動件，結構簡單緊湊可靠，噪音震動小，工作壽命長。按照本發明，若活塞至少其圓周面是導電材料，由驅動器供電，加壓腔圓壁的電磁線圈中變化電流產生變化磁場，使活塞導電材料圓周出現電渦流環，則活塞產生的磁場磁力與該電磁線圈磁力互作用；或者是活塞裡同軸的短路電磁線圈的感生電流產生磁力與加壓腔壁電磁線圈的磁力互作用；或者是活塞裡磁性材料被磁化或是永磁體活塞的磁力與加壓腔壁電磁線圈的磁力互作用，驅使活塞運動。又驅動器的受控線連接於控制器，加壓腔裝有其信號線與控制器連接的壓カ傳感器，控制器可分多個，其間可互聯，當活塞動到加壓腔內一端其施力盡後，會受物料作用回退，壓カ傳感器可測到物料壓カ此時的加減變化，控制器便可令驅動器改變送電給加壓腔壁的某電磁線圈或改電流方向，則活塞受カ變向，活塞就能在加壓腔內往復運動，把物料吸進一室，被擠壓通過活塞與腔壁間隙到另一室(間隙小殺菌均質好)，再從噴射管中單向閥擠出噴射到噴射室卸壓出料，物料還在加壓腔兩室間擠上擠下，經多次縫隙擠壓剪切摩擦脹空，多次加壓卸壓，高壓擠噴卸壓，實現了動態高壓多衝擠噴式殺菌和均質的單處理共良效果連續作業。加壓腔圓壁若嵌多個分離的與其同軸的電磁線圈，驅動器受令於控制器對線圈逐級供電，活塞運動中可多級受力，對物料施力增強。若活塞圓周面上有多條貫通其上下兩端對稱布置的同旋向的螺旋狀凹槽(例如槽寛2mm、深O. 05mm),其槽流方向與軸線有一定空間斜角，當物料通過活塞與腔壁間隙在兩室間被擠上擠下，物料流經這些凹槽會對活塞有圓周切向力，多條對稱同旋向凹槽而產生的切向力使得活塞直行中又自轉，増加了對物料的剪切磨削，加強了殺菌和均質作用，同時有利於活塞懸浮，減少了與加壓腔壁的摩擦。本發明中，若噴射管串接的加壓腔出料閥是普通單向閥，噴射管對噴射室的噴ロ小(例如< 3_2)，因流體物料粘滯性，當活塞往復速度足夠快(由控制器可調速)，每活塞加壓周期中，物料經該單向閥的擠出量能大於其後對噴射室的噴射量能，噴射壓力和物料壓カ會累積加到目標高壓，而普通單向閥較壓敏單向閥簡單；也可以使噴射管中加壓腔出料閥是壓敏單向閥，有其開閥壓力閾值，開閥壓カ閾值也可調，此可手動調節或電/液受控調節，則更易保證和控制物料目標高壓。本發明中，進料管中可串接其受控線與控制器連接的調節閥以調節進料量；可使進料管或/和出料管裝有流量傳感器，其信號線與控制器連接；又加壓腔可有壓カ傳感器，噴射管中可有壓敏單向閥，活塞往復速度也可調，從而可控制物料流量和壓カ及多種物料混合的比例以適應生產エ藝。
可以使活塞圓周嵌有弾性密封圈，密封圈貼靠加壓腔圓壁內面，則物料須壓カ大到使密封圈縮出間隙才能通過，増加了物料在加壓腔兩室間擠出前後的壓カ差，加強了擠噴殺菌均質作用。可以使噴射室是螺旋管或內有噴射靶的容室，噴射室承接高壓物料噴射卸壓釋放能量，達到擠壓噴射式殺菌均質功能。可以有冷媒進管和冷媒出管從外部連接到封閉的外殼，冷媒全接觸其中的加壓腔、噴射室和所接管道、甚至驅動器、單向閥等，各機件可帶散熱片，傳走機內熱量，為物料降溫，保證物料室溫處理作用增強。可見本發明實現了顯著進步。


圖I是本發明一種殺菌均質機其一単元的整體結構示意圖。其中外殼、加壓腔和活塞是剖開看的。為裝配要求，外殼和加壓腔可卸端蓋，圖中未畫明。圖2是圖I中活塞嵌平行四邊形密封圈的結構示意放大圖。圖3是圖I中活塞嵌V形密封圈的結構示意放大圖。圖4是圖I中活塞嵌U形密封圈的結構示意放大圖。圖5是本發明又一種殺菌均質機其一単元的整體結構示意圖。噴射室也剖開看，內有噴射靶。外殼和加壓腔可卸端蓋，未畫明。加壓腔、噴射室及所接管道、驅動器和單向閥帶的散熱片圖中未畫。圖6是圖5中活塞的正視圖，其圓周面有四條對稱的同旋向螺旋狀凹槽。圖7是圖6中活塞的頂視圖。圖8是圖7中A部凹槽ロ的放大圖。
具體實施例方式本發明ー種殺菌均質機由4個相同結構單元組成，其一單元的具體實施方式
如附圖1、2、3和4所示。可卸端蓋的封閉的外殼I內有活塞式加壓腔2和噴射室11，加壓腔是封閉的，可卸端蓋，內有活塞4 ;活塞圓周面與加壓腔圓壁內面間有間隙(0.01mm);有2根進料管16、I根噴射管13和I根出料管5，進料管由外殼外部接到加壓腔內活塞以上部位，噴射管一端接加壓腔內活塞以下部位、另一端接噴射室，出料管由外殼外部接到噴射室；進料管中串接有加壓腔進料單向閥10，噴射管中串接有加壓腔出料壓敏單向閥12，其開閥壓力閾值受控於控制器15 ;加壓腔圓壁嵌有與其同軸的2個電磁線圈6，該電磁線圈的引出線連接驅動器14，驅動器受控線連接控制器；活塞無連杆，活塞是軸向有N和S極的永磁體；活塞圓周嵌有弾性密封圈3，密封圈貼靠加壓腔圓壁內面，密封圈橫截面呈平行四邊形或V形或U形，看其橫截面，平行四邊形密封圈突出活塞端向加壓腔下部傾斜，V形密封圈的安置方式使其開ロ形狀向加壓腔下部張開，U形密封圈的圓弧部突出於活塞圓周面(嵌O形密封圈的類似)；加壓腔裝有其信號線與控制器連接的壓カ傳感器8，進料管中串接有其受控線與控制器連接的調節閥9 ;進料管裝有流量傳感器7，其信號線與控制器連接；噴射室是螺旋管，有冷媒進管18和冷媒出管17從外殼外部連接到外殼；加壓腔內徑20mm、長400mm。用柴油和水兩進料運行結果，加壓腔內物料壓カ高達400MPa，擠噴壓力> 350MPa，工作流量10至20L/m，工作壓カ流量可控，兩物料配比及均質效果都好。本發明又一種殺菌均質機由6個相同結構單元組成，其一單元的具體實施方式
如·附圖5、6、7和8所示。活塞圓周無密封圈，活塞嵌有與其同軸的短路電磁線圈20，活塞圓周面上對稱布置4條貫通其上下兩端的同旋向的螺旋狀凹槽21 ;加壓腔圓壁嵌有與其同軸的3個電磁線圈，加壓腔裝2個壓カ傳感器；噴射管中串接的出料閥是單向閥，出料管裝有流量傳感器；有I根進料管，其上無流量傳感器和調節閥，噴射室是內有噴射靶19的容室；壓力傳感器和流量傳感器接ー控制器，驅動器接另ー控制器，兩控制器互聯，其餘同上例。用橙汁料運行結果，加壓腔內物料壓カ高達800MPa，擠噴壓力> 750MPa，工作流量15至30L/m,殺菌均質效果好，物料室溫處理，其熱敏成分保持，品質風味俱佳。
權利要求
1.流體物品高壓殺菌均質機，由至少ー個相同結構單元組成，其一單元有封閉的外殼，外殼內有活塞式加壓腔和噴射室，加壓腔內活塞圓周面與加壓腔圓壁內面間有間隙，有進料管、噴射管和出料管，進料管由外殼外部接到加壓腔內活塞以上部位，噴射管一端接加壓腔內活塞以下部位、另一端接噴射室，出料管由外殼外部接到噴射室,進料管中串接有加壓腔進料單向閥，噴射管中串接有加壓腔出料單向閥，其特徵在幹加壓腔是封閉的，加壓腔圓壁嵌有與其同軸的電磁線圈，該電磁線圈的引出線連接驅動器，活塞無連杆，活塞能有磁力。
2.根據權利要求I所述的殺菌均質機其一単元，其特徵在於活塞至少其圓周面是導電材料或活塞嵌有與其同軸的短路的電磁線圈或活塞有磁性材料或活塞是軸向有N和S極的永磁體。
3.根據權利要求I所述的殺菌均質機其一単元，其特徵在於活塞圓周嵌有弾性密封圈，密封圈貼靠加壓腔圓壁內面，密封圈橫截面呈平行四邊形或V形或U形或O形，看其橫截面，平行四邊形密封圈突出活塞端向加壓腔下部傾斜，V形密封圈的安置方式使其開ロ形狀向加壓腔下部張開，U或O形密封圈的圓弧部突出於活塞圓周面。
4.根據權利要求I所述的殺菌均質機其一単元，其特徵在於活塞圓周面上有多條貫通其上下兩端對稱布置的同旋向的螺旋狀凹槽。
5.根據權利要求I所述的殺菌均質機其一単元，其特徵在於噴射管中串接的加壓腔出料單向閥是壓敏單向閥，有其開閥壓力閾值。
6.根據權利要求I所述的殺菌均質機其一単元，其特徵在於驅動器的受控線連接於控制器。
7.根據權利要求I所述的殺菌均質機其一単元，其特徵在於加壓腔裝有其信號線與控制器連接的壓カ傳感器或/和進料管中串接有其受控線與控制器連接的調節閥。
8.根據權利要求I所述的殺菌均質機其一単元，其特徵在於進料管或/和出料管裝有流量傳感器，其信號線與控制器連接。
9.根據權利要求I所述的殺菌均質機其一単元，其特徵在於噴射室是螺旋管或內有噴射靶的容室。
10.根據權利要求I所述的殺菌均質機其一単元，其特徵在於有冷媒進管和冷媒出管從外殼外部連接到外売。
全文摘要
流體物品高壓殺菌均質機，用於飲食品藥品油品化工等流體物品的殺菌或/和均質處理。由至少一個相同結構單元組成，其一單元有封閉的外殼，外殼內有活塞式加壓腔和噴射室，有進料管、噴射管和出料管，進料管接加壓腔內活塞以上部位，噴射管一端接加壓腔內活塞以下部位、另一端接噴射室，出料管接噴射室，進料管和噴射管有單向閥，加壓腔封閉，加壓腔壁嵌有同軸的電磁線圈，其引出線連接驅動器，活塞無連杆而能有磁力，活塞受線圈磁力作用往復運動。有調節閥、壓力流量傳感器，有冷媒進出管連接到外殼。實現了物料室溫高壓多衝擠噴式殺菌均質單處理共良效果連續作業，防菌入，不洩漏，壓力流量可控，設備簡單可靠。
文檔編號A61L2/02GK102688720SQ20121019199
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月8日 優先權日2012年6月8日
發明者方茂奎 申請人:四川可士可果業股份有限公司