專利名稱：一種隔膜內筋超高壓食品加工裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于食品加工裝備領域，具體涉及超高壓食品加工設備，特別是一種隔膜內筋超高壓食品加工裝置。
背景技術：
目前，消費者越來越關注食品是否新鮮、健康、安全以及便利。消費者更加喜歡購買含天然成分、無防腐劑、美味且保質期長的食品。這種傾向已導致食品加工中的新工藝、新技術、新裝備的開發。在食品工業，熱處理的作用是鈍化酶、滅菌，但這一傳統加工方法會使食品的口感、風味變差、色澤變壞和營養價值下降。如維生素含量的降低。超高壓技術同樣具有滅菌、鈍化酶的作用，但對于食品的口感、色澤和營養價值不會有不良影響，是一種新型食品加工技術。中國專利申請號為02290930. 3公開的“食品超高壓滅菌保鮮用等靜壓機”是一種 食品超高壓滅菌保鮮用等靜壓機，加壓油缸和工作油缸都置于承力框架之內，并處于同一垂直軸線上；加壓油缸與框架上梁的下端面相固定，工作缸放置在可移動的滑板上，滑板與框架下梁上端面相依；加壓油缸內有活塞，活塞下連接活塞桿，它們的面積比為K，活塞桿的直徑與工作缸內徑相同，加壓油缸的上部有上油孔和加壓油缸的下部有下油孔。該實用新型取消了原等靜壓機橡膠隔套，并使油水無混合之虞，完全滿足食品衛生的要求。主缸實際直徑就是有效直徑，可顯著降低造價。工作缸無超高壓管路，不僅簡化結構，而且確保了設備和人身安全。中國專利申請號為96101183. I公開的“食品高壓滅菌方法及其裝置”公開了一種食品高壓滅菌的方法和裝置。其方法是將真空除氣密封后的包裝物料在室溫高壓容器中
3O O MP a以上靜壓力下保壓I秒至3 O分鐘后卸壓，壓力介質為癸二酸二辛酯。其裝置由高強度鋼制作的單層筒體、密封元件、固定框架等構成的高壓容器部分和升壓系統組成。將高壓容器的筒體自增強處理后其強度和使用壽命更高。用該方法處理的食品既可長期貯存又保持了營養成分和天然風味。該方法和裝置可用于食品、飲料、醫藥品等的滅菌處理。中國專利申請號為200810148105. 6公開的“全自動高溫高壓殺菌機”屬于包裝食品的殺菌設備，目的解決現有聞溫聞壓殺菌機存在的不能連續全自動殺菌操作及生廣效率低、人工成本高的問題，包括用于容納被殺菌物并通過高溫高壓蒸汽對被殺菌物進行殺菌的殺菌釜，所述殺菌釜的輸入端連接有能夠在殺菌釜與外界之間進行往復壓力平衡的輸入過渡艙，殺菌釜的輸出端連接有能夠在殺菌釜與外界之間進行往復壓力平衡的輸出過渡艙，殺菌釜內位于其輸入端與輸出端之間設置有輸送帶；所述殺菌機還包括自動控制裝置，上述輸入過渡艙、輸出過渡艙的艙門控制部件及輸送帶的控制部件均與自動控制裝置具有電連接，并受自動控制裝置的控制。該發明適于袋裝食品的高溫高壓殺菌，可大幅提高生產效率、降低人工成本。中國專利申請號為200920222183. 6公開的“一種食品微波高壓殺菌裝置”是一種食品微波高壓殺菌裝置，是在殺菌罐內安裝微波發生裝置、轉動殺菌籃。將用高溫蒸煮袋真空密封的食品放入轉動殺菌籃內，關閉殺菌罐門。通入壓縮空氣加壓，然后打開微波裝置，根據食物大小合理選擇微波照射時間，均勻照射食品，達到商業無菌。
上述專利技術雖能有效地進行超高壓食品加工，也有不足之處。第一，由于壓力很聞，超聞壓裝備的制造成本非常昂貴，導致超聞壓食品的價格很聞。第~■，超聞壓裝備封頭與筒體連接處的應力非常大，故超高壓裝備的容量和產量較小，導致超高壓新型食品的產業化和商業化較困難。第三，超高壓裝備屬于超高壓容器，其密封要求很高，故操作復雜，亦影響產量和產能。

發明內容
本發明的目的是為克服上述不足而提供一種隔膜內筋超高壓新型食品加工裝置，本發明的目的可以通過下述技術方案來達到。一種隔膜內筋超高壓食品加工裝置，包括工作室筒體、工作室封頭、油壓室、超高壓油泵、儲油室所組成。其技術要點在于該裝置的工作室筒體(3)的左端是圓柱形殼體，右端是圓錐形殼體。在圓柱形殼體中部上方設置進料筒(7);在圓柱形殼體中部下方設置有排料筒(18);進液管(10)和排液管(16)分別設置在圓柱形殼體的上方和下方。在工作室筒體設置壓力表(9)。工作室筒體(3)左端筒體法蘭(19)與封頭法蘭(22)聯接；工作室筒體(3 )右端的錐殼法蘭(13 )與油壓室法蘭(32 )聯接。隔膜片(33 )外緣夾在錐殼法蘭(13 )與油壓室法蘭(32)之間，中部的隔膜套(34)固定在螺紋套筒(28)上。內筋(I)穿過工作室封頭(2)、工作室筒體(3)與油壓室(4)上的螺紋套筒(28)聯接。油壓室殼體上設置有油壓表(25)、螺紋套筒(28)、進油管(26)、卸油管(30)。儲油室(6)與卸油管(30)連接，與超高壓油泵(5)連接。超高壓油泵(5)與進油管(26)連接、與儲油室(6)連接。該裝置工作室筒體的結構是工作室筒體的左端是圓柱形的殼體，右端是圓錐形殼體。圓柱形殼體長度I1與圓錐形殼體高度12之比值在3 8之間；圓錐形殼體母線與底邊的夾角Θ值在40° 70°之間；圓柱形殼體直SD1與進料筒直徑Cl1之比在3 6之間；圓柱形殼體直徑D1與排料筒直徑d2之比在2 5之間；圓柱形殼體的長度I1與直徑D1之比值在I 6之間。在圓柱形殼體的上部設置有壓力表(9)、進液管(10)，進液管(10)上設置有進液管閥(11);在圓柱形殼體的下部設置有排液管(16)，排液管上設置有排液管閥門(15)。該裝置的油壓室的結構是油壓室殼體(24)上設置有油壓表(25)、進油管(26)、卸油管(30)。螺紋套筒(28)設置在油壓室中部的油壓室加強塊(29)上。螺紋套筒(28)內加工有內螺紋。隔膜(23)的隔膜套(34)由隔膜固定環(35)固定在螺紋套筒(28)上。隔膜片的外邊緣由工作室筒體的錐殼法蘭(13)與油壓室法蘭(32)固定，隔膜片的直徑仏與隔膜套直徑d3的比值在5 20之間；隔膜套直徑d3與隔膜套高度h2的比值在I 5之間。該裝置工作室封頭結構是工作室封頭殼體(20)是旋轉拋物面，它的直徑D1與高度4的比值在5 10之間。本發明所具有的優點是I.利用隔膜將油壓室與工作室隔開，可以實現工作室壓力大小、壓力穩定持續時間和泄壓幅度、泄壓速度等參數的在線控制和調節，擴大了使用范圍。
2.利用內筋將工作室筒體、工作室封頭和油壓室連成一體,可以大幅度減小工作室筒體、工作室封頭、油壓室相互聯接處連接件的應力值，從而降低該裝置的制造成本，并擴大裝置工作室的容積，增加處理量，降低生產成本。圖I是本發明的結構示意 2是本發明的筒體結構示意3是本發明的封頭結構示意4是本發明的油壓室結構示意5是本發明的隔膜結構示意6是本發明的內筋結構示意圖附圖
的圖面說明I.內筋；2.封頭；3.工作室筒體；4.油壓室；5.超高壓油泵；6.儲油室；
7.進料筒；8.進料筒蓋；9.壓力管；10.進液管；11.進液管閥；12.工作室殼體；13.錐殼法蘭；14.工作室錐殼；15.排液管閥；16.排液管；17.排料筒蓋；18.排料筒；19.筒體法蘭；20.工作室封頭殼體；21.封頭加強塊；22.封頭法蘭；23.隔膜；24.油壓室殼體；25.油壓表；26.進油管；27.進油管閥；28.螺紋套筒；29.油壓室殼體；30.卸油管；31.卸油管閥；32.油壓室法蘭；33.隔膜片；34.隔膜套；35.固定環組件
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。實施例參見附圖I、圖2、圖3、圖4、圖5，本發明由工作室筒體、工作室封頭、油壓室、儲油室、超高壓油泵所組成。工作室筒體與工作室封頭之間，通過封頭殼體法蘭與筒體法蘭聯接，工作室筒體的錐殼法蘭與油壓室法蘭聯接；內筋螺紋擰入螺紋套筒內；內筋頭固定在工作室封頭殼體上。工作室封頭、工作室筒體、油壓室構成一個整體。隔膜的隔膜片固定在工作室筒體的錐殼法蘭與油壓室法蘭之間，隔膜的隔膜套用隔膜固定環固定在螺紋套筒上。隔膜與工作室封頭、工作室筒體構成本發明的工作室。隔膜與油壓室殼體構成本發明的油壓室。該裝置工作室筒體的結構是工作室筒體由圓柱形殼體和圓錐形殼體構成。圓柱形殼體中部上方設置有壓力表、進料筒；圓柱形殼體中部下方設置有排料筒；進料筒、排料筒上分別設置有進料筒蓋和排料筒蓋。用于真空包裝的物料，如辣椒醬、果醬等。物料從進料筒進入裝置內。完成加工后，從排料筒排出。在筒體上部還設置有進液管，進液管上設置有進液管閥；在筒體下部還設置有排液管，排液管上設置有排液閥。當裝置用于真空包裝的物料時，水從進液管進入裝置內，作為超高壓食品加工工藝的媒介。完成加工工藝后，水從排液管排出。當裝置用于可流動的物料時，如果汁、蔬菜汁、牛奶等，可流動的物料從進液管進入裝置內，完成加工工藝后，可流動物料從排液管排出。該裝置油壓室的結構是油壓室殼體上部設置有油壓表、進油管，進油管上設置有進油管閥。油壓室殼體下部設置有卸油管，卸油管上設置有卸油管閥。油壓室殼體加強塊上設置有螺紋套筒。隔膜中部的隔膜套用環固定在螺紋套筒上。隔膜片被夾在油壓室法蘭與筒體的錐殼法蘭之間。本發明的工作過程是對于真空包裝的物料，如真空包裝的辣椒醬，完成設備工作準備后，將物料從裝置的進料筒投入裝置的工作室內，待投料裝滿工作室后，將進料蓋關閉，打開進液管閥，自來水從進液管進入裝置的工作室內，待裝置的工作室充滿水后，關閉進液管閥。此時，真空包裝的物料完全被水浸泡，承受靜水壓力，在水壓作用下，隔膜片的凸面朝油壓室。工作室的容積達到最大值。再開啟超高壓油泵，開啟進油管閥，油料經進油管進入油壓室內。在超高壓油泵油壓的作用下，油壓室和工作室內的壓力均同步增加。隨著工作室內壓力的增加，真空包裝內的物料亦承受相同的靜水壓力，并隨工作室壓力增加而同步增加。真空包裝內物料在超高壓力作用下，其密度增加，體積變小。所以，隔膜片將凸面向工作室。當壓力表指示的壓力值達到工藝要求后，超高壓油泵停機，工作室升壓過程完成。當工作室內壓力在某一允許范圍內持續保持時，稱為穩壓過程。在這一過程中，若由于工作室內物料體積壓縮，壓力下降，并超過允許范圍下限時，超高壓油泵將自動啟動，使工作室內壓力增加，當壓力達到工藝要求后，超高壓油泵停機，……，直至穩壓過程達到工藝要求時間，工作室壓力穩定保持的穩壓過程完成。然后再進行泄壓過程。通過調節油壓室上卸油管閥的開度，可以 調節和控制油料經卸油管卸入儲油室內的速度、流量，完成調節和控制油壓室內的卸油量，從而實現工作室內壓力的泄壓速度、泄壓幅度、泄壓時間等工藝參數的調節與控制。當壓力表指示壓力值為自來水壓力時，工作室泄壓過程完成。再開啟排液管上排液管閥，工作室內的水從排液管排出。待水排盡后，打開排料筒蓋，完成升壓、穩壓和泄壓過程處理的物料從排料筒排出。對于具有流動性的可流動物料，待完成設備工作準備后，先將裝置的進料筒和排料筒關閉，再開啟裝置的進液管閥，讓可流動物料(如果汁、蔬菜汁、奶)，從進液管進入工作室中，當可流動物料充滿整個工作室，關閉進液閥，再啟動超高壓油泵，開啟進油管閥，油料經進油管進入油壓室，油壓室壓力經隔膜傳遞到工作室。工作室內可流動物料承受油壓室油料相同的壓力。工作室重復前述升壓、穩壓和泄壓三個工藝過程。當工作室內可流動物料完成泄壓工藝過程后，開啟排液管閥，可流動物料從排液管排出。應用實例I軟包裝榨菜的超高壓殺菌工藝。完成設備生產準備工作后，將真空包裝榨菜絲產品，從裝置的進料筒投入工作室內。待工作室裝滿后，將進料筒蓋關閉，再啟動進液管閥，自來水從進液管進入工作室內，待自來水裝滿工作室，使工作室內的軟包裝榨菜完全浸泡在自來水中，承受靜水壓力。從壓力表讀出工作室壓力等于自來水表壓力時，關閉進液管閥，再開啟超高壓油泵，開啟進油管閥，油料經進油管進入油壓室內。油料繼續進入油壓室，油壓室內的壓力不斷升高，油壓表指示的壓力值不斷增加。油壓室內的壓力經隔膜傳遞到工作室內。工作室內的軟包裝榨菜所承受的靜水壓力與油壓室內壓力相同。壓力表上壓力讀數與油壓表上壓力讀數也相同。當壓力表上壓力讀數達到300MPa時，超高壓油泵停止工作，并保持工作室壓力在290 300MPa，保持壓力穩定時間15min。再開啟卸油管閥，快速泄壓到自來水壓力，泄壓過程2 4s。再開啟排液管閥，將工作室內的自來水從排液管排出。待工作室內的自來水排盡后，開啟排料筒蓋，將軟包裝榨菜從裝置的工作室內取出，從而完成軟包裝榨菜的超高壓殺菌工藝。
應用實例2草莓汁的超高壓殺菌工藝。完成設備生產準備工作后，開啟裝置的進液管閥，經預處理的草莓汁從進液管進入裝置的工作室內，觀察壓力表數據，待壓力表顯示數據表明草莓汁充滿裝置的工作室后，關閉進液管閥。再開啟超高壓油泵，開啟進液管閥，油料經油管進入油壓室內，……，超高壓油泵繼續工作，油壓室內油壓不斷上升，油壓室內油料的壓力通過隔膜傳遞到工作室中，工作室內的草莓汁承受與油壓室油料相同的壓力。當壓力表數據指示為280MPa時，超高壓油泵停止工作，并保持工作室內壓力在270 280MPa之間，保持穩壓時間10 min，再開啟卸油管閥，控制卸油管閥門開度，控制泄壓過程 5 10s。當工作室壓力表指示為常壓時，開啟排液管閥，將完成升壓、穩壓和泄壓過程的草莓汁從工作室排出，從而完成草莓汁的超高壓殺菌工藝。
權利要求
1.一種隔膜內筋超高壓食品加工裝置，特征在于該裝置的工作室筒體(3)的左端是圓柱形殼體，右端是圓錐形殼體。隔膜片(33)外緣夾在錐殼法蘭(13)與油壓室法蘭(32)之間，中部的隔膜套(34)固定在螺紋套筒(28)上；內筋(I)穿過工作室封頭(2)、工作室筒體(3)與油壓室(4)中的螺紋套筒(28)聯接。
2.根據權利要求I所述的一種隔膜內筋超高壓新型食品加工裝置，其特征在于所述的工作室筒體(3)的圓柱形殼體長度I1與圓錐形殼體高度I2之比值在3 8之間；圓錐形殼體母線與底邊的夾角Θ值在40° 70°之間；圓柱形殼體直SD1與進料筒直徑Cl1之比在3 6之間；圓柱形殼體直徑D1與排料筒直徑d2之比在2 5之間；圓柱形殼體的長度I1與直徑D1之比值在I 6之間。
3.根據權利要求I所述的一種隔膜內筋超高壓新型食品加工裝置，其特征在于所述的螺紋套筒(28)設置在油壓室中部的油壓室加強塊(29)上，螺紋套筒(28)有內螺紋；隔膜(23)的隔膜套(34)由隔膜固定環組件(35)固定在螺紋套筒(28)上，隔膜片的外邊緣由工作室筒體的錐殼法蘭(13)與油壓室法蘭(32)固定，隔膜片的直徑D2與隔膜套直徑d3的比值在5 20之間；隔膜套直徑d3與隔膜套高度h2的比值在I 5之間。
4.根據權利要求I所述的一種隔膜內筋超高壓新型食品加工裝置，其特征在于所述的工作室封頭殼體(20)是旋轉拋物面，它的直徑D1與高度Ii1的比值在5 10之間。
全文摘要
一種隔膜內筋超高壓食品加工裝置，其技術特點在于該裝置的工作室筒體(3)的左端是圓柱形殼體，右端是圓錐形殼體，在圓柱形殼體中部上方設置進料筒(7)；在圓柱形殼體中部下方設置有排料筒(18)；進液管(10)和排液管(16)分別設置在圓柱形殼體的上方和下方，工作室筒體(3)左端筒體法蘭(19)與封頭法蘭(22)聯接；工作室筒體(3)右端的錐殼法蘭(13)與油壓室法蘭(32)聯接。隔膜片(33)外緣夾在錐殼法蘭(13)與油壓室法蘭(32)之間，中部的隔膜套(34)固定在螺紋套筒(28)上；內筋(1)穿過工作室封頭(2)、工作室筒體(3)與油壓室(4)上的螺紋套筒(28)聯接。本發明具有結構簡單、易于制造、方便操作和維護，加壓食品保鮮效果好等優點。
文檔編號A23L3/015GK102860563SQ20121037490
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者劉啟覺, 王繼煥 申請人:武漢工業學院