CN104028129A - 一种干酪素生产自动溶解装置以及自动溶解的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及干酪素生产自动溶解装置及自动溶解方法。它包括自动配碱装置、自动进料装置以及自动溶解装置。自动配碱***由自动控制部分、自动执行部分组成，通过预先设定的固体碱重量和溶碱罐液位高低，通过电讯号传输至PLC控制模块，完成自动、连续配碱操作。自动进料***由自动控制和固液混合两部分组成，其中控制部分和配碱***相似；混合通过缸内搅拌使固体物料悬浮保持均匀。自动溶解***包括监测部分、控制部分、执行部分，***分由pH电极反馈电讯号至PLC控制模块，控制***发出电讯号至执行部分，进碱阀门打开加入少量碱液，从而控制溶解pH，最终提高生产效率，稳定酪蛋白产品质量。

Description

一种干酪素生产自动溶解装置以及自动溶解的方法

技术领域

本发明涉及干酪素生产以及酪蛋白溶解提纯和生物制品加工生产领域，具体的说是生产干酪素自动配碱、自动进料以及自动溶解装置及方法。

背景技术

干酪素工艺中的关键工序之一是溶解工段。溶解工艺控制的好坏直接影响干酪素产品的质量，尤其对粘度、蛋白质含量、拉丝度、回收率等指标影响较大。目前的溶解工艺一般采用夹层缸进行溶解，夹层一般通蒸汽，设备具有投资大、占地面积大、生产效率低、能耗高、难控制、批间差异大、产品质量不稳定等缺点，致使干酪素溶解工艺已成为现代干酪素生产工艺中的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动配碱装置及方法，以解决现有技术采用人工配碱造成劳动力浪费以及片碱对操作人员的皮肤和呼吸***伤害的问题。

本发明的第二个目的是提供一种工序简单、自动化程度高的自动进料装置及方法，解决现有进料过程中人工搬运造成劳动强度大、严重浪费劳动力以及溶解浓度不稳定造成的产品质量下降或不稳定的问题。

本发明的第三个目的是提供一种自动管道溶解的装置及方法，以解决现有技术采用的人工加碱溶解过程中存在的pH控制差异大、温度控制不稳定导致蛋白质在高温、高pH条件下变性以及由于过度溶解造成的产品色泽差的问题。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：1、将传统的人工-间歇式生产 方式提升为自动-连续化生产模式，有效的提高了劳动生产效率，保证人员健康；2、本发明涉及的装置运行后，可以稳定产品质量、减少设备投资、降低设备能耗、提高自动化控制水平，节省水电和人力资源；3、对实现曲拉干酪素生产技术的创新与改进、提高干酪素产业升级发展的关键性技术，具有技术开发和行业推广应用的重要意义。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明自动管道溶解装置的结构示意图；

图2为本发明自动配碱装置的结构示意图；

图3为本发明自动进料装置的结构示意图；

图4为本发明实施例工艺流程图。

标号说明：片碱槽(1)，螺旋进料器(2)，重量称(3)，水缸(4)，电磁阀(5)，PLC自动控制模块(6)，搅拌器(7)，溶碱罐(8)，碱式液位仪(9)，电磁阀(10)，碱罐(11)，碱式液位仪(12)，变频碱泵(13)，物料槽(14)，重量称(15)，分配器(16)，热水缸(17)，电磁阀(18)，搅拌器(19)，电磁阀(20)，搅拌器(21)，混料缸(22)，混料缸(23)，液位仪(24)，液位仪(25)，电磁阀(26)，电磁阀(27)，变频物料泵(28)，静态混合器(29)，PLC自动控制模块(30)，pH电极(31)，特制溶解管道(32)，热水箱(33)，pH电极(34)，pH电极(35)，碱液入口(36)，电磁阀(37)，碱液入口(38)，电磁阀(39)，PLC自动控制模块***(40)，二次溶解管道(41)，单向阀(42)。

具体实施方式

自动配碱装置，包括片碱槽(1)，螺旋进料器(2)，重量称(3)，水缸 (4)，电磁阀(5)，PLC自动控制模块(6)，搅拌器(7)，溶碱罐(8)，碱式液位仪(9)，电磁阀(10)，碱罐(11)，碱式液位仪(12)；其特征在于所述螺旋推进器(2)将片碱稳定的输送至重量称(3)上，之间的协调由PLC自动控制***(6)完成；所述溶碱罐(8)和碱罐(11)罐壁上安装有碱式液位计，液位计信号输送至PLC自动控制模块(6)完成自动控制。

使用时，预先设置好需要的碱液浓度以及碱罐液位变化范围的上下限值，其次设置好配碱后的碱液浓度为7～7.5％，碱液浓度依据自动加入恒定片碱量后加入定量水完成动态溶碱过程；自动配碱过程为：片碱槽1内的片碱经螺旋送料器2输送至重量称3上，达到设定重量后反馈信号至PLC***6，根据设定程序重量称将片碱投入溶碱罐8内，同时，PLC***执行加水程序，电磁阀5打开将水槽4内的水放入进入溶解罐8内，当液位达到液位计9设定值后，停止加水，PLC***6控制搅拌器7开始搅拌加速片碱溶解，5min后停止，静置2min后电磁阀10打开，溶解好的碱液进入碱罐11内，当液位达到液位计12的设定值后关闭电磁阀10，PLC***6自动控制配碱操作。

生产干酪素自动进料装置，包括混料缸(22)，其特征在于：它还包括物料槽(14)，重量称(15)，分配器(16)，热水缸(17)，电磁阀(18)，搅拌器(19)，电磁阀(20)，所述物料槽(14)中微小颗粒物料经由分配器进入重量称(15)，定量后进入混料缸(22)或混料缸(23)，所述热水缸(17)与电磁阀(18)和电磁阀(20)相连，所述搅拌器(21)和搅拌器(19)分别安装在混料缸(22)和混料缸(23)缸上部，所述液位仪(24)和液位仪(25)安装在混料缸(22)和混料缸(23)缸壁上，所述电磁阀(26)和电磁阀(27)通过自动控制模块(30)控制完成混料缸(22)和混料缸(23)的交互连续放料。

使用时，预先设置好需要的料液浓度以及物料混合罐液位变化范围的上下限值，设定自动进料料液浓度为5～5.5％，料液浓度依据自动加入恒定物料量后加入定量热水完成动态混合过程；自动进料过程为：物料槽14中的70-80目粉碎经重量称15称量后由分配器16进入混料缸22，同时电磁阀20关闭，电磁阀18打开将热水罐17内的40-45℃的热水注入混料缸22内，达到液位计24设定值后，电磁阀18关闭，搅拌器19开始搅拌，5min后电磁阀27，电磁阀26打开放出混合物料，经变频物料泵28后进入静态混合器29和经变频碱泵13泵送的碱液混合；与此同时重量称15称量物料后经分配器16将物料经管道送入混料缸23，电磁阀18关闭，电磁阀20打开将热水罐17内的40-45℃的热水注入混料缸23内，达到液位计25设定值后，电磁阀20关闭，搅拌器21开始搅拌，等待液位仪24达到最低液位时，电磁阀26关闭，电磁阀27打开放料，经变频物料泵28静茹静态混合器29和经变频碱泵13泵送的碱液混合，上述自动进料过程由PLC***30控制。

生产干酪素自动溶解的装置，包括静态混合器(29)，所述静态混合器连接有变频物料泵(28)和变频碱泵(13)，所述特制溶解管道(32)包括pH电极(31)，热水箱(33)，pH电极(34)，pH电极(35)，其特征在于：所述pH电极(31)连接在静态混合器后，所述pH电极(34)和pH电极(35)分别接入特制溶解管道(32)1/3和2/3处，所述特制溶解管道置于热水箱(33)内，可以保持恒定的溶解温度，所述pH电极(34)后连接有碱液入口(36)、pH电极(35)前连接有碱液入口碱液入口(38)，在所述碱液入口(36)前连接有电磁阀(37)，在所述碱液入口(38)前连接有电磁阀(39)，所述特制溶解管道后连接有二次溶解管道(41)和单向阀(42)，管道上的pH电极与PLC自动控制模块(40)相连。

使用时，预先设置好需要的溶解料液的pH值以及自动管道溶解过程中变化范围的上下限值，然后设定物料与碱液混合后pH值为10～10.5％，温度为53～55℃，物料与碱的流量依据pH值的动态变化通过变频泵自动调节控制。自动管道溶解过程：物料和碱液经过静态混合器29后的pH值被安装在管道的pH电极31监测，信号经过PLC***40反馈至变频碱泵13，调节其转速达到调节碱液和混合物料pH的目的，使混合后物料的pH稳定在9.5-10.0之间，碱液和物料混合后进入安装在恒温水箱33内的特制的溶解管道32内进行自动管道溶解，安装在特制管道上的电极34和电极35在线监测管道溶解过程中的pH变化，通过PLC***40控制电磁阀37和电磁阀39的开启与关闭，使碱液在点36和点38处进入管道内达到自动调节溶解pH的目的，从而使物料在恒定的溶解温度和溶解pH的条件下快速溶解，实现干酪素生产的溶解工段自动化生产，自动管道溶解通过PLC***40控制。

若物料溶解不彻底，将不能通过单向阀43而经过二次溶解管道42再次溶解，多次试验研究显示此时物料已完全溶解，料液将进入离心脱脂工段。

实施例1：自动管道溶解生产干酪素

本实施例是利用本发明的自动配碱装置和自动管道溶解装置生产干酪素的方法。具体步骤如下：

1、试验材料

原辅料：70目曲拉(100Kg)、亚硫酸钠(0.45Kg)、亚硫酸氢钠(0.5Kg)、焦亚硫酸钠(0.8Kg)、盐酸(37％)、氢氧化钠(食品级片碱)、水。

2、试验方法

(1)试验流程

实施例工艺流程图见说明书附图4。

(2)技术要点

溶解 自动配件装置配碱、自动进料装置进料以及自动管道溶解。

过滤 过双层纱布除去料液中的杂质。

离心 将滤液进行离心脱脂，除去脂肪以及杂质，进料温度保持在50～55℃之间。

点酸脱脂后调整料液温度至40℃，加入保险粉、亚硫酸钠和焦亚硫酸钠，用波美度为4.5的稀盐酸进行酪蛋白的沉淀，调节料液pH至4.4-4.6，使酪蛋白充分沉淀，整个加酸时间控制在10-15min。

排乳清将上清液排出，尽量小心避免沉淀被排出。

洗涤用30-35℃，湿酪素量的1倍体积温水清洗2次。

脱水板框压滤挤压脱水，压到用手捏时不出水，揉碎后可成为散颗粒状为宜。

造粒用20目筛网进行物料造粒。

干燥将造粒的物料在负压沸腾式流化床上干燥，至34℃出料(要求水分≤12％)。

(3)检测

检测产品的理化指标是否合格(以企业标准为依据)。

对照实例：现有传统溶解方法生产干酪素

与实施例1不同处是试验流程中配碱、进料和溶解方法不同，此对照实例在将物料先投入溶解缸内加水，然后加入亚硫酸钠、亚硫酸钠以及焦亚硫 酸钠后打开碱管道缓慢加碱进行。而实施例1采用自动配碱、自动进料以及自动溶解。此对照实例除添加亚硫酸钠、亚硫酸钠以及焦亚硫酸钠辅料外，其它材料仪器、原辅料、试验方法与实施例1相同。

实施例1和对照实例产品理化指标检测结果见下表一。

表一 产品理化指标检测结果

由表一可以看出，采用本发明自动配碱、自动进料、自动管道溶解装置及其方法生产出的样品具有更好的蛋白特性，与对照实例传统溶解方法生产的产品相比，不仅蛋白含量高，水分、灰分、脂肪低而黏度，而且产品色泽较好，主要是由于在溶解过程中料液在高温、高pH条件下处于密闭的管道内，物料基本不发生褐变反应，蛋白变性程度低，达到了更高的产品质量标准。

Claims (8)

1.一种生产干酪素自动溶解装置，其特征包括：自动配碱装置、自动进料装置、自动溶解装置。

2.一种自动配碱装置，包括片碱槽(1)，螺旋进料器(2)，重量称(3)，水缸(4)，电磁阀(5)，PLC自动控制模块(6)，搅拌器(7)，溶碱罐(8)，碱式液位仪(9)，电磁阀(10)，碱罐(11)，碱式液位仪(12)；其特征在于所述螺旋推进器(2)将片碱稳定的输送至重量称(3)上，之间的协调由PLC自动控制***(6)完成；所述溶碱罐(8)和碱罐(11)罐壁上安装有碱式液位计，液位计信号输送至PLC自动控制模块(6)完成自动控制。

3.根据权利要求2所述的自动配碱装置，其特征在于：所述螺旋进料器为竖式螺旋进料机，安装在片碱槽上方。

4.一种自动配碱方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)预先设置好需要的碱液浓度以及碱罐液位变化范围的上下限值；

(2)自动配碱后的碱液浓度为7～7.5％，碱液浓度依据自动加入恒定片碱量后加入定量水完成动态溶碱过程；

(3)自动配碱过程为：片碱槽1内的片碱经螺旋送料器2输送至重量称3上，达到设定重量后反馈信号至PLC***6，根据设定程序重量称将片碱投入溶碱罐8内，同时，PLC***执行加水程序，电磁阀5打开将水槽4内的水放入进入溶解罐8内，当液位达到液位计9设定值后，停止加水，PLC***6控制搅拌器7开始搅拌加速片碱溶解，5min后停止，静置2min后电磁阀10打开，溶解好的碱液进入碱罐11内，当液位达到液位计12的设定值后关闭电磁阀10，PLC***6自动控制配碱操作。

5.一种生产干酪素自动进料装置，包括混料缸(22)，其特征在于：它 还包括物料槽(14)，重量称(15)，分配器(16)，热水缸(17)，电磁阀(18)，搅拌器(19)，电磁阀(20)，所述物料槽(14)中微小颗粒物料经由分配器进入重量称(15)，定量后进入混料缸(22)或混料缸(23)，所述热水缸(17)与电磁阀(18)和电磁阀(20)相连，所述搅拌器(21)和搅拌器(19)分别安装在混料缸(22)和混料缸(23)缸上部，所述液位仪(24)和液位仪(25)安装在混料缸(22)和混料缸(23)缸壁上，所述电磁阀(26)和电磁阀(27)通过自动控制模块(30)控制完成混料缸(22)和混料缸(23)的交互连续放料。

6.一种生产干酪素自动进料的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)预先设置好需要的料液浓度以及物料混合罐液位变化范围的上下限值；

(2)自动进料料液浓度为5～5.5％，料液浓度依据自动加入恒定物料量后加入定量热水完成动态混合过程；

(3)自动进料过程为：物料槽14中的70-80目粉碎经重量称15称量后由分配器16进入混料缸22，同时电磁阀20关闭，电磁阀18打开将热水罐17内的40-45℃的热水注入混料缸22内，达到液位计24设定值后，电磁阀18关闭，搅拌器19开始搅拌，5min后电磁阀27，电磁阀26打开放出混合物料，经变频物料泵28后进入静态混合器29和经变频碱泵13泵送的碱液混合；与此同时重量称15称量物料后经分配器16将物料经管道送入混料缸23，电磁阀18关闭，电磁阀20打开将热水罐17内的40-45℃的热水注入混料缸23内，达到液位计25设定值后，电磁阀20关闭，搅拌器21开始搅拌，等待液位仪24达到最低液位时，电磁阀26关闭，电磁阀27打开放料，经变频物料泵28静茹静态混合器29和经变频碱泵13泵送的碱液混合，上述自动进 料过程由PLC***30控制。

7.一种生产干酪素自动溶解的装置，包括静态混合器(29)，所述静态混合器连接有变频物料泵(28)和变频碱泵(13)，所述特制溶解管道(32)包括pH电极(31)，热水箱(33)，pH电极(34)，pH电极(35)，其特征在于：所述pH电极(31)连接在静态混合器后，所述pH电极(34)和pH电极(35)分别接入特制溶解管道(32)1/3和2/3处，所述特制溶解管道置于热水箱(33)内，可以保持恒定的溶解温度，所述pH电极(34)后连接有碱液入口(36)、pH电极(35)前连接有碱液入口碱液入口(38)，在所述碱液入口(36)前连接有电磁阀(37)，在所述碱液入口(38)前连接有电磁阀(39)，所述特制溶解管道后连接有二次溶解管道(41)和单向阀(42)，管道上的pH电极与PLC自动控制模块(40)相连。

8.一种生产干酪素自动溶解方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)预先设置好需要的溶解料液的pH值以及自动管道溶解过程中变化范围的上下限值；

(2)自动溶解***中物料与碱液混合后pH值为10～10.5％，温度为53～55℃，物料与碱的流量依据pH值的动态变化通过变频泵自动调节控制；

(3)自动管道溶解过程：物料和碱液经过静态混合器29后的pH值被安装在管道的pH电极31监测，信号经过PLC***40反馈至变频碱泵13，调节其转速达到调节碱液和混合物料pH的目的，使混合后物料的pH稳定在9.5-10.0之间，碱液和物料混合后进入安装在恒温水箱33内的特制的溶解管道32内进行自动管道溶解，安装在特制管道上的电极34和电极35在线监测管道溶解过程中的pH变化，通过PLC***40控制电磁阀37和电磁阀39的开启与关闭，使碱液在点36和点38处进入管道内达到自动调节溶解pH的 目的，从而使物料在恒定的溶解温度和溶解pH的条件下快速溶解，实现干酪素生产的溶解工段自动化生产，自动管道溶解通过PLC***40控制。

若物料溶解不彻底，将不能通过单向阀42而经过二次溶解管道41再次溶解，多次试验研究显示此时物料已完全溶解，料液将进入离心脱脂工段。