[发明专利]一种液体悬浮类食品物料加热装置

说明书

技术领域

一种液体悬浮类食品物料加热装置，属于食品加工领域。具体涉及一种能够精确控制加热温度与保留时间的蒸汽直接接触式换热设备的热处理装置。

背景技术

例如大豆蛋白或淀粉是食品工业中的重要原材料，广泛应用于不同食品的加工中。在实际生产中大豆蛋白与淀粉的热处理多为湿热处理，即为一种液体悬浮类食品物料。该类食品物料的热处理在实现高温（120 ~ 160℃）、短时（5 ~ 60s）处理条件时，由于物料粘度高，料液本身分散均匀性差，在换热过程中食品物料的受热稳定性相对较差，物料受热温度波动幅度较大，物料受热不均匀。而且对于高温短时的热处理条件，在已知管板式加热装置中这类食品物料的升温速度相对较慢，使得例如大豆蛋白在达到热处理温度前即发生一定程度的变性，影响热改性条件的精确性；且在间壁式换热设备中，由于换热集中于壁面易使食品物料受热不均匀而引起食品物料挂壁结垢。

鉴于此，本发明利用蒸汽与食品物料直接接触混合的换热方式，提高换热效率，实现食品物料的瞬间升温。通过合理设置自动控制操作单元实现了装置运行过程中受热物料温度稳定，并在保留管路上设置背压阀提供高压环境加速蒸汽冷凝，使物料在进入停留管前蒸汽完全冷凝完成换热过程。进而解决了高温（120 ~ 160 ℃）短时（3 ~ 60s）热处理条件具体实现过程中，升温速度、受热物料温度波动、停留时间不精确对食品物料功能性质稳定带来的不利影响。

发明内容

本发明目的在于提供一种液体悬浮类食品物料加热装置，利用蒸汽和食品物料快速均匀混合，蒸汽迅速冷凝放热的换热方式提高换热速率，实现对食品物料的瞬间升温并在对应加热温度下短时保留。使得食品物料获得更好的功能性质。

本发明的技术方案：一种液体悬浮类食品物料加热装置，包括物料部、蒸汽部、加热部、停留部和闪蒸部组成；

所述物料部包括物料罐(111)、螺杆泵(112)、热电阻（113）、质量流量计(114)、三通阀(115)；用于提供恒速食品物料的物料罐(111)、物料罐(111)的放料口与螺杆泵(112)由管道连接，螺杆泵(112)的出口物料管与热电阻(113)相接加热物料，再经质量流量计(114)，连接三通阀(115)；三通阀(115)的第2个接口接通物料罐(111)，用于食品物料的回流，三通阀(115)的第3个接口接通加热器(131)；物料在带有搅拌装置的物料罐(111)中维持食品物料的均匀性，均匀物料经螺杆泵(112)加压开始输送，流经质量流量计(114)监测质量流量；物料质量流量不符合设定值时，流量监测控制回路(161)控制三通阀(115)将不符合质量流量设定值的物料转回物料罐，同时通过转速控制回路(162)作用螺杆泵转速调节装置，调节螺杆泵转速使物料质量流量满足设定值；质量流量符合设定值时三通阀(115)不转换流向，物料进入蒸汽混合加热器(131)；

所述蒸汽部包括蒸汽发生器(121)、汽水分离器(122)、Y型过滤器(123)、蒸汽调节阀(124)，它们依次连接；蒸汽调节阀(124)的另一接口与加热器(131)连接；加热器所用洁净蒸汽，由蒸汽发生器(121)提供；经汽水分离器(122)分离蒸汽中所携带的水滴，干燥蒸汽，被分离的冷凝水经疏水阀排入下水道(181)；干燥后蒸汽通过Y型过滤器(123)经蒸汽调节阀(124)调节注入加热器(131)的流量；

在物料进入加热器前，物料温度和质量流量数值经过前馈控制回路(163)进行设定公式的逻辑计算，将执行信号传递给调节阀预先调节蒸汽调节阀(124)开度；

所述加热部即为加热器(131)(参见图2)，其内部结构包括圆柱调节轴杆(211)、圆锥调节端头(212)、圆锥喷嘴(213)、蒸汽加速锥形套筒(214)；圆柱调节轴杆(211)末端连接圆锥调节端头(212)，圆锥调节端头(212)置于圆锥喷嘴(213)内，圆锥喷嘴(213)又置于锥形套筒(214)内，通过移动圆柱调节轴杆(211)改变圆锥调节端头(212)与圆锥喷嘴(213)间的间隙距离，物料(1)在螺杆泵提供的压力下被剪切雾化成小液滴；同时圆锥喷嘴(213)与锥形套筒(214)间逐渐缩小的间隙能够不断提高蒸汽(2)注入的速度，在锥形套筒(214)末端经背压阀(144)背压的高环境压力狭小舱室内剧烈湍动混合冷凝，从而使蒸汽(2)和雾化物料(1)均匀混合，在瞬间完成换热达到目的温度；