CN105961607A - 一种奶油生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种奶油生产线，包括加料称重***，原料存储***、香料添加***、剩料清理***；在配料缸与老化缸之间设有第一真空***和第二真空***，在老化缸与灌装机之间设有第三真空***；三个真空***各自包括真空泵、辅助缸、吸料目标缸，辅助缸与吸料目标缸的缸口之间通过辅助管路连接，吸料目标缸的缸口还与待抽吸的原料残留管路连接；真空泵与辅助缸连接；第一真空***中的吸料目标缸为配料缸，将对应的原料残留管路前半段中的原料吸回配料缸中；第二真空***中的吸料目标缸为老化缸，将对应的原料残留管路后半段中的原料吸回老化缸中；第三真空***中的吸料目标缸也为老化缸，将对应的原料残留管路种的原料吸回老化缸中。
Description
技术领域
本发明涉及一种奶油自动生产线，属于奶油生产线技术领域。
背景技术
奶油生产线的生产步骤包括原理储存、配料、巴士杀菌、均质、老化、内包装(灌装)、外包装、堆垛等。
现有的奶油生产线，在粉料的加料过程中，需要进行加料质量的计量，现有技术中，对于粉料的加料，一般采用称重装置进行称重，当粉料从原料存储仓自上而下落入称重装置内时，会产生冲力，这种冲力对于质量计量产生了误差，这种误差被称为动误差(称重装置本身的误差是静误差)，现有的奶油生产线加料称重***中，称重装置的动误差比较明显，对加料精度的控制不利；此外，现有的奶油生产中，对于油料、糖浆类等液体料的加料一般采用质量流量计，质量的精度控制也不高，对于产品质量的控制不利；
在原料存储的工序中，粉料的品种众多，粉料的加装一般依靠人工分配的方式进行加料输送，往往会出现加错料的情况，给奶油生产造成了较大的损失，而且对产品质量的控制不利。在粉料与液料进行混合的预混工序中，需要添加香精香料，香精香料有液态、胶态、粉态三种，现有技术所采用的加料方式是分别手动称重，然后手动加入预混罐中，预混罐混合后再加入配料罐中进行配料。由于是手动称重，所以香料添加比较麻烦，而且精度控制较差，而且粉料采用同一称重装置，称重装置难免有残留香料，容易发生串味，对奶油产品的质量造成了不利的影响；
现有的奶油生产，根据食品安全的相关规定，不可以是24小时不间断生产，各个班次之间会有较长的时间间隔。因而，当一个班次结束后，位于配料缸与老化缸之间，以及位于老化缸与灌装机之间的管路内，会残留奶油原料，由于管路一般是不具备控温功能的，因此管路内的原料无法安全地保存到下一个班次，现有技术采用的方式均是在上一个班次结束后或下一个班次开始前，将各个管路中的奶油原料当作废料泄放掉，同时还需要对特定的范围内进行在线清洗、消毒。不但导致浪费、造成环境污染，还间接增加了生产成本及污水处理的压力。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种奶油生产线，包括加料称重***：所述加料称重***包括粉料加料称重装置、液料加料称重装置；所述粉料加料称重装置包括粉料储存罐3、螺旋推进机构2、称重小车1、变频电机4；所述螺旋推进机构2起始端水平固定设置在粉料储存罐3的下部，变频电机1与螺旋推进机构2同轴设置，用于驱动螺旋推进机构2；所述螺旋推进机构2末端的下部与称重小车1的进料口能够配合对接；所述称重小车1能够在水平轨道上移动，与轨道上方对应的一排粉料储存罐3相配合对接；所述称重小车1与变频电机4的PLC控制器信号连接，变频电机4根据称重信号逐级减速，直至称重小车达到目标重量后停止转动；所述液料加料称重装置包括相互连接的液料储存罐、管道式质量流量计；所述液料储存罐内带有蒸汽隔套式加热装置，使液料粘度在出料时保持恒定；所述管道式质量流量计的管路末端设置电磁截止阀，所述电磁截止阀的开启和关闭分别控制液料加料的运行和停止；还包括原料存储***、香料添加***：所述原料存储***包括多个存储区域，每个存储区域具有10-20个原料存储罐；所述每个存储区域设有各自的第一扫码装置，每个存储罐设有各自的第二扫码装置，每个待进料的粉料存储袋上设有记录产品种类、生产日期、重量的条形码；粉料存储袋进入存储区域前，需通过第一扫码装置识别所述条形码，验证通过后方可进入；粉料存储袋向原料存储罐内加料前，需通过第二扫码装置识别所述条形码，二次验证通过后，方可加料；所述香料添加***多个香料添加单元，每个香料添加单元各自设有依次连接的步进偏心泵、混合腔、输送管，所述输送管的末端位于预混缸的上部，液态香料、经溶解的粉态香料、或经稀释的胶态香料通过各自的步进偏心泵定量的添加在所述预混缸内；还包括剩料清理***：所述奶油生产线包括依次连接的配料缸、老化缸、灌装机；在所述配料缸与老化缸之间设有第一真空***和第二真空***，在老化缸与灌装机之间设有第三真空***；三个真空***各自包括真空泵、辅助缸E2、吸料目标缸E1，所述辅助缸E2与吸料目标缸E1的缸口之间通过辅助管路连接，所述吸料目标缸E1的缸口还与待抽吸的原料残留管路连接；所述真空泵与辅助缸E2连接，使辅助缸E2内产生稳定的负压，该负压使所述原料残留管路内的奶油原料在重力的作用下落入吸料目标缸E1内，而不会进入辅助管路内；第一真空***中的吸料目标缸E1为配料缸，将对应的原料残留管路前半段中的原料吸回配料缸中；第二真空***中的吸料目标缸E1为老化缸，将对应的原料残留管路后半段中的原料吸回老化缸中；第三真空***中的吸料目标缸E1也为老化缸，将对应的原料残留管路种的原料吸回老化缸中。
进一步的，所述液料加料称重装置还包括称重模块、用于粉料和液料混合的预混缸，所述称重模块设置在预混缸的下方并对预混缸内的物料进行称重；所述称重模块与管道式质量流量计信号连接，对于管道式质量流量计测得的数据进行PID修正，直至获取最后修正的目标质量数据，所述电磁截止阀关闭。
进一步的，粉料出料时：变频电机4先保持恒定高速，当接近计量点前，变频电机4逐渐减速，输送速度逐渐减慢直至达到计量点时停止；液料出料时：管道式流量计实时记录出料质量，称重模块进行实施称重，并对管道式流量计的检测数据进行实时PID修正，直至PID修正后的质量数据达到计量点时，电磁截止阀接收称重模块反馈的关闭信号并关闭。
更进一步的，所述液料、粉料依次交替出料，出料落入预混缸内，所述称重模块在对管道式流量计的检测数据进行实时PID修正前，先减去已落入预混缸内粉料的质量。
进一步的，所述原料存储***根据所述条形码记录的生产日期、重量信息监控粉料在原料存储罐2中的实时重量及保质期。
进一步的，所述步进偏心泵的排量的倍数是液态香料添加量。
进一步的，所述第二、第三真空***共用一个真空泵，共用一个辅助缸E2，共用一个老化缸；而待抽吸的原料残留管路不同，并通过阀门进行切换。
进一步的，所述奶油生产线剩料清理***还包括冷却水***，所述冷却水***通过管路和外部动力在真空泵与辅助缸E2之间形成循环，对辅助缸E2及真空泵进行降温。
进一步的，所述冷却水***包括控温蓄水池，所述控温蓄水池的出水口与进水管路连接；进水管路、辅助缸E2内的冷却管路、回水管路依次连接；回水管路与控温蓄水池的回水口连接；所述进水管路上依次设有第一阀门V8、视镜FI40、过滤器B2、实时流量计V12、第二阀门V9、循环泵PI1。
本发明的有益效果在于：
针对原料存储***、香料添加***：
1)通过设置螺旋推进机构、变频电机，并通过PLC控制螺旋推进机构的推进速度逐级递减，最大程度地降低粉料自上而下落入称重装置造成的动误差，提高了粉料计量的精度。
2)称重小车为轨道移动的形式，能够与多个粉料储存罐进行对接，设计巧妙，工作效率高。
3)采用称重模块对管道式质量流量计的实施数据进行PID修正，获得更加精确的液料出料的质量数据。液料加料的精度更高。
4)液料、粉料依次交替出料，出料落入预混缸内，所述称重模块在对管道式流量计的检测数据进行实时PID修正前，先减去已落入预混缸内粉料的质量，既达到了混合均匀的效果，又达到了液料加料精确计量的目的，设计巧妙。
5)将各种计量后原料自动送到预混缸进行混合，预混缸本身也带有计量复合功能，使生产过程中的计量安全性进一步得到加强。
6)整个加料称重***控制按照特定的程序执行与过程记录,也避免了行业内普遍采用人工操作方式所带来的种种弊端.使产品的安全性、追溯性更加有了保证。
针对原料存储***、香料添加***：
1)存储区域及单个原料存储罐均设有扫码装置，通过两次扫码监控，防止加料出错，提高产品质量。
2)通过条形码记录的生产日期、重量信息监控粉料在原料存储罐中的实时重量及保质期，自动化监控，更可靠。
3)采用步进偏心泵、混合腔、输送管进行香料添加，香料通过溶解稀释全部转化为液态，采用定排量的步进偏心泵进行加料，更方便；同时保证香料添加量更精确，提高产品质量，同时避免使用称重装置，避免了香料串味。
针对剩料清理***：
1)奶油生产换班时，无需对管路中的原来的物料进行泄放，避免了浪费，保护了环境。
2)避免每个班次都需要在特定的范围内进行在线清洗、消毒，减轻了工作量，提高了工作效率。
3)辅助缸与真空泵相配合提供了稳定的负压，并利用重力的作用，使原料不会吸入泵中，也不会吸入辅助缸及辅助管路内，设计巧妙。
4)辅助缸上部通过辅助管路与吸料目标缸的入口连通，设计合理。
5)设置三个真空***，第一真空***针对配料缸与均质缸之间的管路的前半段；第二真空***针对配料缸与均质缸之间的管路的后半段；第三真空***针对老化缸与灌装机之间的管路，配置优化，考虑周到。
6)将第二、第三真空***共用相同的老化缸，辅助缸，对资源充分整合，集约性高，节约成本，提高效率。
7)采用循环水冷却***，同时对辅助缸及真空泵实施冷却，确保真空泵和辅助缸的合理温度，冷却***的工作效率高。
8)循环水冷却***内设置第一阀门V8、视镜FI40、过滤器B2、实时流量计V12、第二阀门V9、循环泵PI1，水循环控制更方便，可监控性佳，可靠性高。
附图说明
图1是奶油生产线的主要工艺流程示意图。
图2是奶油生产线加料称重***中，粉体储存、计量工艺立面图。
图3是与图2对应的，粉体储存、计量工艺立面图中，称重小车、螺旋推进机构、粉料存储罐等部件的连接结构图。
图4是香料添加***的工艺流程图。
图5是图4的局部放大图。
图6是图4的局部放大图。
图7是图4的局部放大图。
图8是图4的局部放大图。
图9是奶油生产线剩料清理***中，其中一个真空***的结构示意图。
图10上图9上部的局部放大图。
图11是图9下部的局部放大图。
图中，1.称重小车，2.螺旋推进机构，3.粉料存储罐，4.变频电机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
首先针对加料称重***：
参见图1-图3，加料称重***，包括粉料加料称重装置、液料加料称重装置；所述粉料加料称重装置包括粉料储存罐3、螺旋推进机构2、称重小车1、变频电机4；所述螺旋推进机构2起始端水平固定设置在粉料储存罐3的下部，变频电机1与螺旋推进机构2同轴设置，用于驱动螺旋推进机构2；所述螺旋推进机构2末端的下部与称重小车1的进料口能够配合对接；所述称重小车1能够在水平轨道上移动，与轨道上方对应的一排粉料储存罐3相配合对接；所述称重小车1与变频电机4的PLC控制器信号连接，变频电机4根据称重信号逐级减速，直至称重小车达到目标重量后停止转动；所述液料加料称重装置包括相互连接的液料储存罐、管道式质量流量计；所述液料储存罐内带有蒸汽隔套式加热装置，使液料粘度在出料时保持恒定；所述管道式质量流量计的管路末端设置电磁截止阀，所述电磁截止阀的开启和关闭分别控制液料加料的运行和停止。
所述液料加料称重装置还包括称重模块、用于粉料和液料混合的预混缸，所述称重模块设置在预混缸的下方并对预混缸内的物料进行称重；所述称重模块与管道式质量流量计信号连接，对于管道式质量流量计测得的数据进行PID修正，直至获取最后修正的目标质量数据，所述电磁截止阀关闭。
粉料出料时：变频电机4先保持恒定高速，当接近计量点前，变频电机4逐渐减速，输送速度逐渐减慢直至达到计量点时停止；液料出料时：管道式流量计实时记录出料质量，称重模块进行实施称重，并对管道式流量计的检测数据进行实时PID修正，直至PID修正后的质量数据达到计量点时，电磁截止阀接收称重模块反馈的关闭信号并关闭。
所述液料、粉料依次交替出料，出料落入预混缸内，所述称重模块在对管道式流量计的检测数据进行实时PID修正前，先减去已落入预混缸内粉料的质量。
粉料采用电子+机械的称重***，把电子称集成到PLC中，作为PLC的功能模块，可以按已存在***中的程序来完成称量的过程，也可以按照一定许可的条件下，对秤的程序做适当的修改。通过PLC程序把电子称无缝集成到PLC自动控制***中，可以完成各种不同的称重控制，解决了常规电子称仪表控制不能与PLC控制兼容的缺点。再加上变频控制螺旋进料机机构,通过设定的加料曲线,进一步减少了粉料出料过程中料的脉冲对计量精度的影响，也就是说粉体出料速度先保持高速恒定，当要接近计量点前输送速度逐渐变慢，减少对计量元件的冲击，提高了计量精度。
对油料、糖浆类原料的计量是采用管道式质量流量计+称重模块相结合的复合模式,质量流量计对物料进行计量,称重模块对流量计计量的物料进行计量复合检查,使得物料的计量在***上做到双重保险。储存罐内还带有蒸气隔套式加热装置，使储存物料粘度在出料时保持恒定，使计量精度能完全吻合生产高品质产品的要求。
将各种计量后原料自动送到预混缸进行混合，预混缸本身也带有计量复合功能，使生产过程中的计量安全性进一步得到加强。
整个***控制按照特定的程序执行与过程记录,也避免了行业内普遍采用人工操作方式所带来的种种弊端.使产品的安全性、追溯性更加有了保证。
第二针对原料存储***、香料添加***：
参见图4-图8，奶油生产线原料存储、香料添加***，包括原料存储***、香料添加***；所述原料存储***包括多个存储区域，每个存储区域具有10-20个原料存储罐2；所述每个存储区域设有各自的第一扫码装置，每个存储罐设有各自的第二扫码装置，每个待进料的粉料存储袋上设有记录产品种类、生产日期、重量的条形码；粉料存储袋进入存储区域前，需通过第一扫码装置识别所述条形码，验证通过后方可进入；粉料存储袋向原料存储罐2内加料前，需通过第二扫码装置识别所述条形码，二次验证通过后，方可加料；所述香料添加***多个香料添加单元，每个香料添加单元各自设有依次连接的步进偏心泵、混合腔、输送管，所述输送管的末端位于预混缸的上部，液态香料、经溶解的粉态香料、或经稀释的胶态香料通过各自的步进偏心泵定量的添加在所述预混缸内。
所述原料存储***根据所述条形码记录的生产日期、重量信息监控粉料在原料存储罐2中的实时重量及保质期。
所述步进偏心泵的排量的倍数是液态香料添加量。
所述混合腔用于粉态香料的溶解、液态/胶态香料的稀释。
所述预混缸内设有无级调节的加温装置及搅拌叶片。
最后针对剩料清理***：
参见图9-图11，奶油生产线包括依次连接的配料缸、老化缸、灌装机；在所述配料缸与老化缸之间设有第一真空***和第二真空***，在老化缸与灌装机之间设有第三真空***；三个真空***各自包括真空泵、辅助缸E2、吸料目标缸E1，所述辅助缸E2与吸料目标缸E1的缸口之间通过辅助管路连接，所述吸料目标缸E1的缸口还与待抽吸的原料残留管路连接；所述真空泵与辅助缸E2连接，使辅助缸E2内产生稳定的负压，该负压使所述原料残留管路内的奶油原料在重力的作用下落入吸料目标缸E1内，而不会进入辅助管路内；第一真空***中的吸料目标缸E1为配料缸，将对应的原料残留管路前半段中的原料吸回配料缸中；第二真空***中的吸料目标缸E1为老化缸，将对应的原料残留管路后半段中的原料吸回老化缸中；第三真空***中的吸料目标缸E1也为老化缸，将对应的原料残留管路种的原料吸回老化缸中。
所述第二、第三真空***共用一个真空泵，共用一个辅助缸E2，共用一个老化缸；而待抽吸的原料残留管路不同，并通过阀门进行切换。
参见图11，所述奶油生产线剩料清理***还包括冷却水***，所述冷却水***通过管路和外部动力在真空泵与辅助缸E2之间形成循环，对辅助缸E2及真空泵进行降温。
参见图11，所述冷却水***包括控温蓄水池，所述控温蓄水池的出水口与进水管路连接；进水管路、辅助缸E2内的冷却管路、回水管路依次连接；回水管路与控温蓄水池的回水口连接；所述进水管路上依次设有第一阀门V8、视镜FI40、过滤器B2、实时流量计V12、第二阀门V9、循环泵PI1。
参见图10，所述辅助管路与辅助缸E2上部的侧壁连接，并呈水平状。
当奶油生产线换班的时候，三个真空***开启工作，将各个原料残留管路中残留的奶油原料抽吸进入相应的吸料目标缸E1内，从而避免了原料泄放的浪费，保护了环境；同时也避免每个班次都需要在特定的范围内进行在线清洗、消毒，减轻了工作量，提高了工作效率。辅助缸的作用是与真空泵相配合提供了稳定的负压，不会使原料吸入泵中，也不会吸入辅助缸及辅助管路内。
以上是本发明的优选实施方式，本领域的普通技术人员可以进行合理的变换，这种变换也应当与本发明权利要求书所要求的保护范围等同界定。
Claims (9)
1.一种奶油生产线，其特征在于：
包括加料称重***：所述加料称重***包括粉料加料称重装置、液料加料称重装置；所述粉料加料称重装置包括粉料储存罐(3)、螺旋推进机构(2)、称重小车(1)、变频电机(4)；所述螺旋推进机构(2)起始端水平固定设置在粉料储存罐(3)的下部，变频电机(1)与螺旋推进机构(2)同轴设置，用于驱动螺旋推进机构(2)；所述螺旋推进机构(2)末端的下部与称重小车(1)的进料口能够配合对接；所述称重小车(1)能够在水平轨道上移动，与轨道上方对应的一排粉料储存罐(3)相配合对接；所述称重小车(1)与变频电机(4)的PLC控制器信号连接，变频电机(4)根据称重信号逐级减速，直至称重小车达到目标重量后停止转动；所述液料加料称重装置包括相互连接的液料储存罐、管道式质量流量计；所述液料储存罐内带有蒸汽隔套式加热装置，使液料粘度在出料时保持恒定；所述管道式质量流量计的管路末端设置电磁截止阀，所述电磁截止阀的开启和关闭分别控制液料加料的运行和停止；
还包括原料存储***、香料添加***：所述原料存储***包括多个存储区域，每个存储区域具有10-20个原料存储罐；所述每个存储区域设有各自的第一扫码装置，每个存储罐设有各自的第二扫码装置，每个待进料的粉料存储袋上设有记录产品种类、生产日期、重量的条形码；粉料存储袋进入存储区域前，需通过第一扫码装置识别所述条形码，验证通过后方可进入；粉料存储袋向原料存储罐内加料前，需通过第二扫码装置识别所述条形码，二次验证通过后，方可加料；所述香料添加***多个香料添加单元，每个香料添加单元各自设有依次连接的步进偏心泵、混合腔、输送管，所述输送管的末端位于预混缸的上部，液态香料、经溶解的粉态香料、或经稀释的胶态香料通过各自的步进偏心泵定量的添加在所述预混缸内；
还包括剩料清理***：所述奶油生产线包括依次连接的配料缸、老化缸、灌装机；在所述配料缸与老化缸之间设有第一真空***和第二真空***，在老化缸与灌装机之间设有第三真空***；三个真空***各自包括真空泵、辅助缸(E2)、吸料目标缸(E1)，所述辅助缸(E2)与吸料目标缸(E1)的缸口之间通过辅助管路连接，所述吸料目标缸(E1)的缸口还与待抽吸的原料残留管路连接；所述真空泵与辅助缸(E2)连接，使辅助缸(E2)内产生稳定的负压，该负压使所述原料残留管路内的奶油原料在重力的作用下落入吸料目标缸(E1)内，而不会进入辅助管路内；第一真空***中的吸料目标缸(E1)为配料缸，将对应的原料残留管路前半段中的原料吸回配料缸中；第二真空***中的吸料目标缸(E1)为老化缸，将对应的原料残留管路后半段中的原料吸回老化缸中；第三真空***中的吸料目标缸(E1)也为老化缸，将对应的原料残留管路种的原料吸回老化缸中。
2.如权利要求1所述的奶油生产线，其特征在于：所述液料加料称重装置还包括称重模块、用于粉料和液料混合的预混缸，所述称重模块设置在预混缸的下方并对预混缸内的物料进行称重；所述称重模块与管道式质量流量计信号连接，对于管道式质量流量计测得的数据进行PID修正，直至获取最后修正的目标质量数据，所述电磁截止阀关闭。
3.一种权利要求1所述的奶油生产线，其特征在于：
粉料出料时：变频电机(4)先保持恒定高速，当接近计量点前，变频电机(4)逐渐减速，输送速度逐渐减慢直至达到计量点时停止；
液料出料时：管道式流量计实时记录出料质量，称重模块进行实施称重，并对管道式流量计的检测数据进行实时PID修正，直至PID修正后的质量数据达到计量点时，电磁截止阀接收称重模块反馈的关闭信号并关闭。
4.如权利要求3所述的奶油生产线，其特征在于：所述液料、粉料依次交替出料，出料落入预混缸内，所述称重模块在对管道式流量计的检测数据进行实时PID修正前，先减去已落入预混缸内粉料的质量。
5.如权利要求1所述的奶油生产线，其特征在于：所述原料存储***根据所述条形码记录的生产日期、重量信息监控粉料在原料存储罐(2)中的实时重量及保质期。
6.如权利要求1所述的奶油生产线，其特征在于：所述步进偏心泵的排量的倍数是液态香料添加量。
7.如权利要求1所述的奶油生产线，其特征在于：所述第二、第三真空***共用一个真空泵，共用一个辅助缸(E2)，共用一个老化缸；而待抽吸的原料残留管路不同，并通过阀门进行切换。
8.如权利要求1所述的奶油生产线，其特征在于：所述奶油生产线剩料清理***还包括冷却水***，所述冷却水***通过管路和外部动力在真空泵与辅助缸(E2)之间形成循环，对辅助缸(E2)及真空泵进行降温。
9.如权利要求1所述的奶油生产线，其特征在于：
所述冷却水***包括控温蓄水池，所述控温蓄水池的出水口与进水管路连接；进水管路、辅助缸(E2)内的冷却管路、回水管路依次连接；回水管路与控温蓄水池的回水口连接；
所述进水管路上依次设有第一阀门(V8)、视镜(FI40)、过滤器(B2)、实时流量计(V12)、第二阀门(V9)、循环泵(PI1)。
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