本發(fā)明涉及食品機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種酸奶發(fā)酵罐。

背景技術(shù)：

在酸奶的生產(chǎn)加工過程中，發(fā)酵罐是一種必不可少的設(shè)備。現(xiàn)有的酸奶發(fā)酵罐根據(jù)其容積大小，在罐內(nèi)不同高度設(shè)計(jì)一組或兩組攪拌槳，用于將發(fā)酵好的凝固狀的酸奶攪拌成均勻細(xì)膩的粘稠狀液體。發(fā)酵罐罐底采用底部頂角為120°～150°的椎體結(jié)構(gòu)，底部罐壁與水平夾角為15°～30°，罐底椎體部分的高度與罐體主體(柱型罐體)高度比約為1:4～1:5，罐體內(nèi)部攪拌系統(tǒng)通常為兩片或三片槳葉的槳式攪拌，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于生產(chǎn)粘度在400mpa·s以下的液體或半流動(dòng)、低粘度發(fā)酵乳制品。

高乳固體含量或者排乳清式濃縮酸奶的粘度都會(huì)高于400mpa·s，使用普通發(fā)酵罐需要攪拌較長(zhǎng)的時(shí)間才能將其攪拌均勻。尤其當(dāng)在該類酸奶在發(fā)酵后添加果汁、果醬、香精或其他輔料時(shí)，則需要更長(zhǎng)的攪拌時(shí)間來使其攪拌均勻。在長(zhǎng)時(shí)間的攪拌過程中，酸奶的質(zhì)構(gòu)破壞嚴(yán)重，在攪拌過程中，空氣被不斷旋轉(zhuǎn)的攪拌槳葉帶入到酸奶中，使產(chǎn)品中產(chǎn)生大量泡沫和氣體，口感較差，酸奶表面呈氣孔狀，組織狀態(tài)不佳，物料的粘度損失較大；同時(shí)，隨著攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)，能耗相應(yīng)增加。此外，在貼近發(fā)酵罐罐壁、罐底部等遠(yuǎn)離槳葉范圍的區(qū)域，未經(jīng)攪拌的酸奶會(huì)以凝塊的形式大量粘附在罐壁結(jié)構(gòu)上，一方面導(dǎo)致物料的產(chǎn)出率會(huì)下降，另一方面，酸奶凝塊的大量粘附導(dǎo)致cip清洗效率降低，時(shí)間延長(zhǎng)，容易引發(fā)因清洗不徹底而導(dǎo)致微生物污染的質(zhì)量問題。

因此，為避免生產(chǎn)高粘度酸奶時(shí)普通發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)缺陷，有必要通過改進(jìn)其結(jié)構(gòu)，克服普通發(fā)酵罐在實(shí)際生產(chǎn)中帶來的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種酸奶發(fā)酵罐，使零件之間可以實(shí)現(xiàn)自由旋轉(zhuǎn)，并能夠保持在旋轉(zhuǎn)過程中的任意位置。

達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，

一種酸奶發(fā)酵罐，包括罐體、攪拌裝置、cip清洗裝置、電機(jī)傳動(dòng)裝置，電機(jī)傳動(dòng)裝置安裝在罐體頂部，罐體底部設(shè)置為錐形底，錐形頂角為30°～90°，攪拌裝置包括分別安裝在罐體內(nèi)的傳動(dòng)軸上的框式攪拌機(jī)構(gòu)和槳葉攪拌機(jī)構(gòu)，cip清洗裝置安裝在罐體的內(nèi)壁上。

在罐體上還設(shè)置有帶視燈的人孔、接種口、進(jìn)料口、無菌氣孔進(jìn)管、冷熱水進(jìn)出口、無菌取樣閥、透氣帽、透氣帽排水管、靜壓式液位計(jì)、溫度計(jì)和底部支撐腳等部件，裝配組合成功能完整的酸奶發(fā)酵罐。本發(fā)明的技術(shù)方案將發(fā)酵罐罐體的底部的錐形底的頂角設(shè)計(jì)為30°～90°，以及特別設(shè)計(jì)了與攪拌裝置位置結(jié)構(gòu)配套的cip系統(tǒng)，可以顯著減少酸奶的粘度損失，并能提高了清洗時(shí)的效率。啟動(dòng)攪拌裝置后，框式攪拌機(jī)構(gòu)和槳葉攪拌機(jī)構(gòu)兩部分同時(shí)運(yùn)行，以發(fā)酵罐中心線為軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)頻率可通過電機(jī)傳動(dòng)裝置調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，罐體底部椎體的高度占罐體整體的1/3～1/2。提高罐體的錐形底的高度占比，通過錐形底的攪拌裝置保證錐形底內(nèi)物質(zhì)的攪拌效果。

進(jìn)一步地，罐體包括套裝固定的內(nèi)壁和外壁，內(nèi)壁和外壁之間設(shè)置為中空的夾層。夾層間隔約為15～30cm，中空的夾層用于安裝盤管和保溫層等裝置。

進(jìn)一步地，夾層內(nèi)盤繞有盤管。盤管中間可通過冷水、熱水進(jìn)行冷熱交換。

進(jìn)一步地，外壁內(nèi)側(cè)還附著有保溫層。保溫層的材料可為聚酯發(fā)泡或者巖棉或其他保溫材質(zhì)。

進(jìn)一步地，框式攪拌機(jī)構(gòu)具有攪拌框，攪拌裝框環(huán)繞于發(fā)酵罐內(nèi)壁周圍，攪拌框外周與罐體內(nèi)壁距離為2～8cm，攪拌框分成三部分，上部分與中間部分的第一攪拌框和第二攪拌框的縱截面呈矩形，左右兩邊呈h型，h型水平方向設(shè)置有平行的柵格，左走兩端對(duì)稱設(shè)計(jì)。下部分的第三攪拌框根據(jù)發(fā)酵罐的形狀發(fā)生改變，其縱截面形狀呈倒三角，結(jié)構(gòu)同第一攪拌框和第二攪拌框，通過柵格固定在發(fā)酵罐中心線的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。當(dāng)開啟攪拌時(shí)，以發(fā)酵罐中心線為軸線，框式攪拌機(jī)構(gòu)可以在不同位置形成橫向攪拌，并且對(duì)于貼近發(fā)酵罐內(nèi)壁上的酸奶凝塊有類似刮板的作用，在旋轉(zhuǎn)過程中不斷刮下酸奶凝塊，此外，攪拌框的h型結(jié)構(gòu)可以把酸奶凝塊刮下破乳，有效提高了攪拌效果。

其水平設(shè)置有平行的柵格。柵格水平排布，以發(fā)酵罐中心線為軸心，左右對(duì)稱分布，兩柵格之間的距離為8～25cm。框式攪拌機(jī)構(gòu)可以在不同位置形成橫向攪拌，并且對(duì)于貼近罐壁位置的酸奶凝塊有很好的攪拌效果。

進(jìn)一步地，槳葉攪拌機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在罐體中部的第一槳葉和設(shè)置在錐形底內(nèi)的第二槳葉。槳葉結(jié)構(gòu)形狀為螺旋槳狀，呈下壓式。在啟動(dòng)攪拌后，槳葉對(duì)物料具有下壓的作用，同時(shí)物料在第一槳葉和/或第二槳葉、第一槳葉和第二槳葉和/或發(fā)酵罐周圍的內(nèi)壁、第一槳葉和/或發(fā)酵罐頂部、第二槳葉和/或發(fā)酵罐底部之間的空間內(nèi)形成小范圍的湍流擾動(dòng)，起到攪拌均勻的作用。

進(jìn)一步地，cip清洗裝置包括第一噴淋頭、第二噴淋頭和第三噴淋頭，第一噴淋頭設(shè)置在罐體頂部的內(nèi)壁上，出口高于框式攪拌機(jī)構(gòu)頂部，第二噴淋頭設(shè)置在罐體中部的內(nèi)壁上，出口位于第一槳葉底部，第三噴淋頭設(shè)置在錐形底內(nèi)，出口位于第二槳葉的底部。cip清洗裝置進(jìn)行清洗工作時(shí)，罐體頂部位置的第一噴淋頭可以自上而下清洗垂直區(qū)域內(nèi)的攪拌裝置及發(fā)酵罐內(nèi)壁，位于第一槳葉底部的第二噴淋頭在水平位置對(duì)槳葉攪拌機(jī)構(gòu)重點(diǎn)清洗，位于第二槳葉底部的第三噴淋頭自上而下對(duì)錐形底的罐壁與底層的攪拌裝置重點(diǎn)清洗。cip清洗時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)攪拌裝置，清洗液在攪拌框和攪拌槳共同的旋轉(zhuǎn)力的作用下，不斷噴淋到各個(gè)結(jié)構(gòu)表面，進(jìn)一步提高清洗效果。

進(jìn)一步地，罐體底部的錐形底頂角為60°。本發(fā)明的頂角呈銳角的錐形底使得發(fā)酵罐在清理和清洗時(shí)提高了效率，減少大面積高粘度酸奶附著在罐體內(nèi)壁的情況；同時(shí)在清洗時(shí)，通過罐體內(nèi)多角度的設(shè)置的cip裝置的噴淋頭，提高了清洗效率。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)的有益效果在于：

克服了傳統(tǒng)發(fā)酵罐在攪拌高粘度酸奶時(shí)粘度損失較大、口感和組織狀態(tài)差的缺陷，使產(chǎn)品在灌裝前保持較高的粘度，在保質(zhì)期內(nèi)粘度較高，減少析水、乳蛋白沉淀、氣泡等質(zhì)量缺陷，提升酸奶的品質(zhì)；同時(shí)縮短攪拌時(shí)間，減少用電能耗；提高cip清洗效果和清洗效率，可以有效降低發(fā)酵罐污染帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、罐體；11、內(nèi)壁；12、外壁；13、夾層；14、盤管；15、保溫層；2、攪拌裝置；21、框式攪拌裝置；211、攪拌框；212、柵格；22、槳葉攪拌裝置；221、第一槳葉；222、第二槳葉；3、cip清洗裝置；31、第一噴淋頭；32、第二噴淋頭；33、第三噴淋頭；4、電機(jī)傳動(dòng)裝置；41、傳動(dòng)軸；5、錐形底；6、人孔；7、無菌取樣閥；8、透氣帽；9、支撐腳。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述一種酸奶發(fā)酵罐的具體實(shí)施方式，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。

如圖1所示一種酸奶發(fā)酵罐，包括罐體1、攪拌裝置2、cip清洗裝置3、電機(jī)傳動(dòng)裝置4，電機(jī)傳動(dòng)裝置4安裝在罐體1頂部，罐體1底部設(shè)置為錐形底5，錐形頂角為30°～90°，優(yōu)選地設(shè)計(jì)為60°。罐體1底部的錐形底5的高度占罐體1整體的1/3～1/2。

罐體1包括套裝固定的內(nèi)壁11和外壁12，內(nèi)壁11和外壁12之間設(shè)置為中空的夾層13。夾層13間隔約為15～30cm，夾層13內(nèi)盤繞有盤管14，盤管14中間可通過冷、熱水進(jìn)行冷熱交換；外壁12內(nèi)側(cè)壁的夾層13內(nèi)還附著有保溫層15，保溫層15的材料可為聚酯發(fā)泡或者巖棉或其他具有保溫功能的材料。

攪拌裝置2安裝在罐體1內(nèi)的傳動(dòng)軸41上，傳動(dòng)軸41與電機(jī)傳動(dòng)裝置4連接；攪拌裝置2包括分別安裝在傳動(dòng)軸41上的框式攪拌機(jī)構(gòu)21和槳葉攪拌機(jī)構(gòu)22，框式攪拌機(jī)構(gòu)21和槳葉攪拌機(jī)構(gòu)22通過傳動(dòng)軸41與電機(jī)傳動(dòng)裝置4連接，由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)攪拌過程?？蚴綌嚢铏C(jī)構(gòu)21具有與罐體1內(nèi)壁平行的攪拌框211，攪拌框211與罐體1內(nèi)壁距離為2～8cm，攪拌框211通過柵格212與傳動(dòng)軸41固定。攪拌框211環(huán)繞于發(fā)酵罐體1內(nèi)壁周圍，柵格212以發(fā)酵罐中心線即傳動(dòng)軸41為軸心，左右對(duì)稱分布，兩柵格212之間的距離為8～25cm?？蚴綌嚢铏C(jī)構(gòu)21可以在不同位置形成橫向攪拌，并且對(duì)于貼近罐壁位置的酸奶凝塊有很好的攪拌效果。槳葉攪拌機(jī)構(gòu)22包括設(shè)置在罐體1中部的第一槳葉221和設(shè)置在錐形底5內(nèi)的第二槳葉222。槳葉結(jié)構(gòu)形狀為螺旋槳狀，呈下壓式。在啟動(dòng)攪拌后，槳葉對(duì)物料具有下壓的作用了，同時(shí)物料在第一槳葉221和/或第二槳葉222、第一槳葉221和第二槳葉222和/或發(fā)酵罐體1周圍的內(nèi)壁、第一槳葉221和/或發(fā)酵罐體1頂部、第二槳葉222和/或發(fā)酵罐體1底部之間的空間內(nèi)形成小范圍的湍流擾動(dòng)，起到攪拌均勻的作用。啟動(dòng)攪拌裝置2后，框式攪拌機(jī)構(gòu)21和槳葉攪拌機(jī)構(gòu)22同時(shí)運(yùn)行，以發(fā)酵罐的傳動(dòng)軸41為軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)頻率可通過電機(jī)傳動(dòng)裝置調(diào)節(jié)。

cip清洗裝置3包括三組噴淋頭，分別安裝在罐體1的頂部、中部和底部的內(nèi)壁上，具體包括第一噴淋頭31、第二噴淋頭32和第三噴淋頭33，第一噴淋頭31設(shè)置在罐體1頂部的內(nèi)壁上，出口高于框式攪拌裝置21的頂部，第二噴淋頭32設(shè)置在罐體1中部的內(nèi)壁上，出口位于第一槳葉221底部，第三噴淋頭33設(shè)置在錐形底5內(nèi)，出口位于第二槳葉222的底部。cip清洗裝置3進(jìn)行清洗工作時(shí)，罐體1頂部位置的第一噴淋頭21可以自上而下清洗垂直區(qū)域內(nèi)的攪拌裝置2及發(fā)酵罐體1內(nèi)壁，位于第一槳葉221底部的第二噴淋頭32在水平位置對(duì)槳葉攪拌機(jī)構(gòu)22重點(diǎn)清洗，位于第二槳葉222底部的第三噴淋頭33自上而下對(duì)錐形底5的罐壁與底層的攪拌裝置2重點(diǎn)清洗。

在罐體1上還設(shè)置有帶視燈的人孔6、接種口、進(jìn)料口、無菌氣孔進(jìn)管、冷熱水進(jìn)出口、無菌取樣閥7、透氣帽8、透氣帽排水管、靜壓式液位計(jì)、溫度計(jì)和底部支撐腳9等部件，裝配組合成功能完整的酸奶發(fā)酵罐。將發(fā)酵罐罐體1的底部的錐形底5的頂角設(shè)計(jì)為30°～90°，提高了清洗時(shí)的效率。

本發(fā)明克服了傳統(tǒng)發(fā)酵罐在攪拌高粘度酸奶時(shí)粘度損失較大、口感和組織狀態(tài)差的缺陷，使產(chǎn)品在灌裝前保持較高的粘度，在保質(zhì)期內(nèi)粘度較高，減少析水、乳蛋白沉淀、氣泡等質(zhì)量缺陷，提升酸奶的品質(zhì)；同時(shí)縮短攪拌時(shí)間，減少用電能耗；提高cip清洗效果和清洗效率，可以有效降低發(fā)酵罐污染帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施方式僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。