一種食品加工裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種食品加工設(shè)備和采用該設(shè)備的食品加工方法，所述食品加工裝置包括超高壓滅菌裝置，所述超高壓滅菌裝置包括臥式的承力框架、高壓缸體、堵頭、呈分離的兩部分結(jié)構(gòu)的傳力擋塊和半圓柱形擋塊，其中，所述承力框架由水切割制成的多層板材并列構(gòu)成，所述承力框架具有軸向兩端的內(nèi)側(cè)呈弧形結(jié)構(gòu)且外側(cè)呈內(nèi)角為120°至140°折線形結(jié)構(gòu)的承力座。所述半圓柱形擋塊與所述承力框架浮動連接，在向高壓缸體施加壓力時，半圓柱形擋塊緊密貼合在承力座內(nèi)側(cè)。本發(fā)明提供的設(shè)備和方法安全、可靠，可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。
【專利說明】
一種食品加工裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及超高壓領(lǐng)域，尤其涉及一種采用超高壓滅菌技術(shù)的食品加工設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超高壓滅菌技術(shù)是在密閉的超高壓環(huán)境中，以水或油作為介質(zhì)對軟包裝的物料施以100?100MPa的壓力以破壞菌體蛋白中的非共價鍵，使蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)破壞，從而導致蛋白質(zhì)凝固及酶失活，從而殺死物料中幾乎所有的細菌、霉菌和酵母菌。由于超高壓滅菌不會像高溫殺菌那樣造成營養(yǎng)成分破壞和風味變化，因此，超高壓滅菌技術(shù)在食品滅菌方面有廣泛的應(yīng)用。目前的超高壓設(shè)備正處于起步階段，其穩(wěn)定性、安全性和實用性都有待提尚O
[0003]中國專利(公告號為CN2165851Y)公開了一種超高壓殺菌裝置。該裝置由超高壓容器、增壓機構(gòu)及液壓裝置組成。液壓裝置產(chǎn)生的高壓流體通過管道輸入到增壓機構(gòu)的活塞孔段，從增壓機構(gòu)的活塞孔輸出的超高壓流體通過管道進入超高壓容器殺菌腔中，對帶菌物品進行殺菌處理。該超高壓殺菌裝置雖然具有拆卸方便、承受強度高、壓力可調(diào)等優(yōu)勢，但是，該超高壓殺菌裝置至少還存在如下缺陷:(I)活塞與殺菌腔通過管路連接，增加了對管路耐壓能力的要求；(2)殺菌腔需要額外設(shè)置密封環(huán)進行密封；(3)超高壓滅菌過程中需要的壓力高達幾百兆帕，如此大的壓力將產(chǎn)生巨大的反向推力，而該超高壓殺菌裝置并不具備承受該反向推力的框架，使得該超高壓殺菌裝置容易形變，存在巨大的安全隱患；(4)超高壓容器為立式放置，放、取物料均不方便，并且超高壓設(shè)備異常笨重，立式結(jié)構(gòu)限制了其體積和容量，無法應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)，而且，立式放置的超高壓容器并不穩(wěn)固，存在巨大的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供了一種食品加工設(shè)備，所述食品加工裝置包括超高壓滅菌裝置，其中所述超高壓滅菌裝置包括臥式的承力框架和高壓缸體，以及堵頭、半圓柱形擋塊和用于在堵頭和半圓柱形擋塊之間傳力壓力的呈兩部分結(jié)構(gòu)的傳力擋塊。在進行超高壓滅菌過程時，所述放置有待滅菌物料的高壓缸體通過堵頭、傳力擋塊和半圓柱形擋塊被穩(wěn)定在承力框架中，增壓機構(gòu)通過與堵頭連接的液壓挺桿向高壓缸體內(nèi)部注射增壓介質(zhì)，逐漸增加高壓缸體內(nèi)部的壓力至超高壓狀態(tài)，高壓缸體內(nèi)的超高壓力依次通過堵頭、傳力擋塊和半圓柱形擋塊分散傳遞給承力框架。
[0005]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述承力框架由多層板材并列構(gòu)成。所述承力框架具有軸向兩端呈弧形結(jié)構(gòu)的承力座。由于承力框架在受力時會發(fā)生形變，如果形變過大容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。對于整體實心式的承力框架，一旦某一位置產(chǎn)生應(yīng)力集中，達到極限，鋼板裂開，承力框架的抗張強度將會急劇下降，大大降低了其安全性。而多層板材可以分散受力，即使某一層板材發(fā)生應(yīng)力開裂，其他層板材仍具有較高的抗張強度，不會對整體框架造成過大的影響，起到緩沖作用。因此多層板材式承力框架的具有更高的安全性。
[0006]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述承力框架具有軸向兩端內(nèi)側(cè)呈弧形結(jié)構(gòu)且外側(cè)呈折線形結(jié)構(gòu)的承力座。所述承力座外側(cè)的折線形是由長方形的各層板材沿角度一致的切線切去四角后形成的。
[0007]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述折線形的內(nèi)角為120°至140°。
[0008]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述切線的延長線彼此相交后圍成平行四邊形。
[0009]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述切線的中心與承力座內(nèi)側(cè)圓弧圓心的連線垂直于該切線。所述切線的延長線彼此相交后圍成正方形。
[0010]所述承力座外側(cè)的折線形結(jié)構(gòu)一方面由于接近圓形，相比于內(nèi)角為90°的方形結(jié)構(gòu)，可較好地分散受力，大大減弱承力框架在受力時產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，另一方面，相比于圓形，折線形結(jié)構(gòu)的外表面積更大，可以承受更大的形變，因此也使承力框架能夠在安全范圍內(nèi)承受更大的力，從而使超高壓滅菌裝置能夠提供更高的超高壓力。
[0011]特別是在所述切線的中心與承力座內(nèi)側(cè)圓弧圓心的連線垂直于該切線時，折線的各個邊受力相等，可更好地分散半圓柱形底座傳遞過來的超高壓力。半圓柱形底座平面?zhèn)仁艿降牧νㄟ^圓弧面均勻分散地傳遞給承力座，再通過承力座內(nèi)側(cè)的圓弧面與外側(cè)對稱結(jié)構(gòu)的外側(cè)的折線面結(jié)合均勻穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換成承力框架上下邊的橫向拉力。因此承力框架的穩(wěn)定性和承力能力更好。
[0012]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述承力框架框型的外側(cè)邊長寬比為2?4:1，優(yōu)選為2.5?3:1;所述承力框架的框型內(nèi)側(cè)用于容納高壓缸體、傳力擋塊和半圓柱形擋塊，其內(nèi)側(cè)邊的長寬比為4?7:1。所述承力框架的框型內(nèi)側(cè)的寬與框體的厚度之比為4?1:1。所述承力座的內(nèi)側(cè)圓弧半徑與該圓弧圓心至承力座外側(cè)最近點的長度之比為1:1.5?3。
[0013]承力框架框型內(nèi)側(cè)的長寬比越大，可容納圓柱狀高壓缸體的長寬比越大，那么堵頭的表面積越小，內(nèi)部液體壓強朝各個方向是相等的，大部分壓力被高壓缸體承受，堵頭承受的就會壓力越小，傳遞給承力框架的壓力也就越小，對承力框架的利用率就不高，同時相同外表面積的高壓缸體的容量也就越小，因此超高壓滅菌裝置的利用率就不高。但是反之，承力框架框型內(nèi)側(cè)的長寬比越小，相同外表面積的高壓缸體的容量也就越大，承力框架受到的力也越大，對承力框架的性能要求也就越高。因此需要根據(jù)實際情況，比如框架的厚度和材質(zhì)，對承力框架內(nèi)側(cè)邊的長寬比作出合適的選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，承力框架內(nèi)側(cè)邊的長寬比為5?6:1，更優(yōu)選的，承力框架內(nèi)側(cè)邊的長寬比為6:1，既能夠使高壓缸體具有較大的容量，也能在安全范圍內(nèi)更大程度地發(fā)揮承力框架的性能。
[0014]在承力框架內(nèi)側(cè)的長寬比一定的情況下，承力框架的厚度將是影響其承受超高壓能力的主要因素，特別是半圓柱形擋塊承受的超高壓力會通過弧形或者拱形的承力座分散并傳遞給承力框架水平方向的長側(cè)邊，承力座處受到的力將會最大。因此承力座處的框體厚度也對承力框架的整體性能起著重要的影響。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，承力座的內(nèi)側(cè)圓弧半徑與該圓弧圓心至承力座外側(cè)最近點(即承力座處的框體厚度最小處)的長度之比為1: 1.5?2.5，更優(yōu)選的該比例為1:2。此時即能在安全范圍內(nèi)更大程度地發(fā)揮承力框架的性能，又能容納更大容量的高壓缸體，充分提高超高壓滅菌裝置的利用率。
[0015]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述承力框架由至少兩組板材構(gòu)成，每組板材由至少六層鋼板并列構(gòu)成，其中各層鋼板之間的相互接觸面積大于其相對面面積的80%。相比于整體實心結(jié)構(gòu)的承力框架，片狀鋼板組裝形成的多層結(jié)構(gòu)，能夠更好地分散受力，形變范圍更大，穩(wěn)定性和安全性更好，而且能夠節(jié)約材料、降低成本。
[0016]板材的組數(shù)量越多，越不容易調(diào)整其位置，由于承力框架要用于超高壓力，稍有偏差就會使不同板材組受到的力產(chǎn)生很大的區(qū)別，使得設(shè)備安全性和穩(wěn)定性降低。板材的層數(shù)越多，安裝要求越高，設(shè)備的制造成本也越高，而板材的層數(shù)越少，則對承力框架承受力的分散性越差，安全性越低。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，采用兩組分別為6層結(jié)構(gòu)的板材，構(gòu)造簡單，成本低，安裝維護方便，設(shè)備的穩(wěn)定性也更好。
[0017]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述多層板材的組裝是在堆疊的鋼板層受力最大時，且各層之間的相互接觸面積大于其相對面面積的80%，進行固定連接。由于鋼板的受力越大，形變越大，而多層板材的堆疊可以相互阻礙變形。通過在形變最大時控制各層板材之間的接觸面積，可以對使得板材之間相互限位，防止形變過大，且在此時進行固定連接，及時泄力后再次施力，仍能保持較好的接觸。從而使得承力框架具有較好的穩(wěn)定性。
[0018]兩組板材之間的間距與每組板材厚度之比為I?3:1，優(yōu)選為1.5?2.5:1，通過橫向的短鋼板和/或定位柱固定連接。板材總體厚度越小，兩組間間距越大，則承力框架承受超高壓力的性能越差，板材厚度越大則對承力框架的利用率越低，設(shè)備成本越高。因此采用I?3:1，更優(yōu)選的2:1的板材間距與厚度比可在安全范圍內(nèi)更大程度地發(fā)揮承力框架的性能，節(jié)約成本。
[0019]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述鋼板通過水切加工工藝制成。水切割屬于冷態(tài)切害J，無熱變形，切割面質(zhì)量好，特別是沒有明顯的熱效應(yīng)，相比于其他有熱效應(yīng)的切割工藝，切割面缺陷少，因此使得鋼板的抗張能力更好，可承受更大的力和更大的形變。
[0020]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述堵頭連接在液壓挺桿上，液壓挺桿通過兩組板材之間的空隙前后移動以控制改變堵頭的位置。
[0021]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，半圓柱形擋塊與承力框架浮動連接，通過承力框架上的定位擋片和定位擋條定位在承力座處。在未向高壓缸體施加壓力時，半圓柱形擋塊的圓柱面與承力座內(nèi)側(cè)自然倚靠接觸;在向高壓缸體施加壓力時，半圓柱形擋塊緊密貼合在承力座內(nèi)側(cè)，將其承受的壓力均勻傳遞給承力座。
[0022]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，傳力擋塊呈分離的兩部分結(jié)構(gòu)，其相接觸面上各設(shè)置有一個半圓柱形槽，傳力擋塊的兩部分靠攏相貼后形成與液壓挺桿尺寸相匹配的通孔。在液壓挺桿推動堵頭連接至高壓缸體后，傳力擋塊的兩部分通過橫向傳送機構(gòu)從兩側(cè)面相向移動至半圓柱形擋塊和堵頭之間，相互緊密貼合在一起，并將液壓挺桿包裹在其形成的通孔中。在超高壓殺菌過程完成后，傳力擋塊的兩部分通過橫向傳送機構(gòu)背向移動至承力框架的兩側(cè)，液壓挺桿帶動堵頭與高壓缸體分開，進入傳力擋塊的兩部分之間的空間，即，傳力擋塊在進行超高壓殺菌過程時所處的位置。由于液壓挺桿需要帶動堵頭前后移動以釋放高壓缸體，方便高壓缸體移動，因此在堵頭與高壓缸體連接時，液壓挺桿會有一段處于懸空狀態(tài)，其細長的結(jié)構(gòu)難以承受在超高壓狀態(tài)下的超高壓力，很容易發(fā)生變形甚至彎折。通過設(shè)置傳力擋塊，可將堵頭受到的壓力傳遞給傳力擋塊，再由傳力擋塊傳遞給半圓柱形擋塊，這樣液壓挺桿受到的壓力會大大減?。涣硗庥捎趥髁鯄K形成的通孔包裹了液壓挺桿，起到限位作用，防止液壓挺桿產(chǎn)生較大的形變，從而對液壓挺桿起到保護作用，使超高壓滅菌裝置更加安全穩(wěn)定。
[0023]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述超高壓滅菌裝置還包括用于放置待滅菌食品的物料筐。
[0024]其中所述高壓缸體在施壓位置進行超高壓滅菌過程，在預備位置進行裝料或卸料過程，通過第一橫向傳送機構(gòu)在施壓位置和預備位置之間循環(huán)往復移動。所述物料筐通過第一縱向傳送機構(gòu)移入和/或移出所述高壓缸體，并通過第二橫向傳送機構(gòu)從卸料處移至裝料處。傳力擋塊的兩部分通過第三橫向傳送機構(gòu)在承力框架內(nèi)與承力框架外側(cè)之間往復運動，從而分開或閉合。
[0025]第一縱向傳送機構(gòu)與第二橫向傳送機構(gòu)的連接處設(shè)置至少一個裝料處和至少一個卸料處。
[0026]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，高壓滅菌單元包括至少一個堵頭，所述裝料單元包括至少兩個高壓缸體和至少三個物料筐，其中一個高壓缸體在施壓位置進行超高壓滅菌過程時，另一個高壓缸體在預備位置進行裝載和/或卸載物料筐，至少有一個物料筐在裝料處和/或卸料處進行裝料和/或卸料。
[0027]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述增壓介質(zhì)為去離子水，所述食品加工設(shè)備為真空包裝且至少有一部分包裝材料為可變形的軟質(zhì)材料和/或彈性材料。
[0028]本發(fā)明還提供了一種采用前述食品加工設(shè)備進行食品加工的方法，所述方法包括以下步驟；
[0029]a、裝料過程:所述食品在生產(chǎn)處理和密封包裝后在裝料處裝入物料筐中，所述物料筐通過第一縱向傳送機構(gòu)移入位于預備位置的高壓缸體中；
[0030]b、超高壓滅菌過程:已裝料的高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至施壓位置，堵頭與高壓缸體密封連接，并向高壓缸體內(nèi)部注入增壓介質(zhì)使高壓缸體內(nèi)部達到超高壓狀態(tài)，保持一段時間后泄去壓力并排空高壓缸體內(nèi)部的增壓介質(zhì)；
[0031]在同一時間段內(nèi)，另一高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至另一預備位置進行卸料過程和裝料過程，至少有一個物料筐在裝料處進行裝料和/或在卸料處進行卸料；
[0032]c、卸料過程:堵頭與高壓缸體分離，高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至預備位置，物料筐通過第一縱向傳送機構(gòu)移出高壓缸體至卸料處，卸除已滅菌的物料后，空的物料筐通過第二橫向傳送機構(gòu)移至裝料處進行裝料過程；
[0033]在同一時間段內(nèi)，另一高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至施壓位置進行超高壓滅菌過程。
[0034]本發(fā)明通過采用內(nèi)側(cè)圓弧形與外側(cè)折線形相結(jié)合的承力座使得承力框架具有更優(yōu)異的承受超高壓力的性能。通過水切工藝制成的多層鋼板并列構(gòu)成，相比于整體成型的實心結(jié)構(gòu)框架，能夠更好地分散受力，穩(wěn)定性和安全性更好，可適應(yīng)超高壓滅菌裝置更高的壓力，而且能夠節(jié)約材料、降低成本。通過在受力最大時組合多層鋼板，且使相鄰層間的有足夠的接觸面，相互限位，保證了鋼板層的不會發(fā)生過大的翹曲變形，防止應(yīng)力集中，提高了承力框架的安全性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明超高壓處理設(shè)備的剖視圖；
[0036]圖2是本發(fā)明超高壓滅菌裝置的俯視圖；和
[0037]圖3是本發(fā)明超高壓處理設(shè)備第二堵頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]附圖標記列表
[0039]101:承力框架215:第二圓柱銷
[0040]102:超高壓缸體216:液壓挺桿[0041 ] 103a:第一堵頭217:液壓缸
[0042]103b:第二堵頭218:彈簧墊圈
[0043]104a:第一半圓柱形擋塊219:液壓缸固定板
[0044]104b:第二半圓柱形擋塊220:液壓缸固定座
[0045]105a:第一傳力擋塊221:介質(zhì)輸入管路
[0046]105b:第二傳力擋塊222: U圈
[0047]106:承力座223:密封圈隔板
[0048]106a:承力座的弧形部分301:第一橫向傳送機構(gòu)
[0049]201:堵頭固定座302:第三橫向傳送機構(gòu)
[0050]202:滑動導軌401:施壓位置[0051 ] 203:第一內(nèi)六角圓柱頭螺釘402:右預備位置
[0052]204:堵頭滑塊403:左預備位置
[0053]205:堵頭滑動座501:定位擋塊
[0054]206:堵頭聯(lián)架502:定位擋片
[0055]207:堵頭503:定位柱
[0056]208:三角墊圈504:定位孔
[0057]209:介質(zhì)管道口A:框體內(nèi)側(cè)的寬
[0058]210:濾網(wǎng)壓蓋B:框體的厚度
[0059]211:濾網(wǎng)C:框體外側(cè)的長
[0060]212:第一圓柱銷D:框體外側(cè)的寬[0061 ] 213:第二內(nèi)六角圓柱頭螺釘E:框體內(nèi)側(cè)的長
[0062]214:堵頭后連接法蘭G:兩組板材之間的間距
[0063]F:板材厚度
[0064]α:折線形的內(nèi)角
【具體實施方式】
[0065]下面結(jié)合附圖進行詳細說明。
[0066]本發(fā)明所指的超高壓是指用10MPa及以上的靜水壓力在常溫下或較低溫度下對物品進行處理，從而達到滅菌、改變物品的某些理化反應(yīng)速度的效果。
[0067]實施例1
[0068]圖1是本發(fā)明超高壓滅菌裝置的剖視圖，其包括承力框架101、高壓缸體102、堵頭103a和103b、半圓柱形擋塊104a和104b和傳力擋塊105a和105b。其中承力框架101的兩端還包括內(nèi)側(cè)呈半圓弧形、外側(cè)呈折線形的承力座106。承力框架101為臥式結(jié)構(gòu)，豎直方向上，其框體內(nèi)側(cè)的寬A與框體的厚度B之比為2?1:1，優(yōu)選為1.5:1。另外其框體內(nèi)側(cè)的長E與框體內(nèi)側(cè)的寬A比為4.5:1，框體外側(cè)的長C與框體外側(cè)的寬D比為3: I，承力座106外側(cè)折線形的內(nèi)角α為135°，承力座106的內(nèi)側(cè)圓弧半徑與該圓弧圓心至承力座外側(cè)最近點的長度之比為 1:2。
[0069]堵頭103a和103b與液壓挺桿和連接。半圓柱形擋塊104a和104b上具有供液壓挺桿和通過的通孔。液壓挺桿和推動堵頭103a和103b前后移動，完成堵頭與高壓缸體的連接和分離，并且增壓機構(gòu)通過液壓挺桿和堵頭上的通孔向高壓缸體內(nèi)部注射增壓介質(zhì)，使高壓缸體內(nèi)部壓力升高至超高壓狀態(tài)。其中增壓介質(zhì)采用去離子水。
[0070]每一個傳力擋塊105a和105b均由分離的兩部分構(gòu)成，其中在兩部分的接觸面上分別對應(yīng)設(shè)置由半圓柱形槽，閉合后形成和容納液壓挺桿的圓柱形槽。在進行超高壓滅菌過程時，兩部分閉合形成整體，置于堵頭與半圓柱形擋塊之間，以將堵頭承受的超高壓力傳遞給半圓柱形擋塊。加壓完成后，傳力擋塊的兩部分分開，分別移向承力架的兩側(cè)，以騰出空間供堵頭向半圓柱形擋塊移動，從而釋放高壓缸體。
[0071]半圓柱形擋塊104a和104b浮動支撐承力座106處，在未受力時僅僅是自然倚靠在承力座106，在受到傳力擋塊傳遞來的壓力時，半圓柱形擋塊104a和104b與承力座的內(nèi)側(cè)面緊密接觸，將力均勻分散地傳遞給承力框架。為防止半圓柱形擋塊滑移，承力座內(nèi)側(cè)框體中與半圓柱形擋塊的母線平行設(shè)置有定位擋塊501，內(nèi)側(cè)框體水平方向上的外邊緣設(shè)置有定位擋片502。
[0072]圖2是本發(fā)明超高壓滅菌裝置的俯視圖。承力框架101由兩組各六層水切割形成的鋼板并列組成。每組鋼板的各層通過銷釘焊接以保證其穩(wěn)固性。兩組鋼板之間通過定位柱503固定連接。兩組鋼板之間縫隙的寬度與各組鋼板厚度之比為2.5:1。增壓機構(gòu)設(shè)置在承力框架的外側(cè)，液壓挺桿和通過兩組鋼板之間縫隙進入承力框架101內(nèi)部，以連接增壓機構(gòu)和堵頭103a和103b。
[0073]其中，兩組板材之間的間距G與每組板材厚度F之比為2:1。
[0074]鋼板層的組裝是在受力最大時進行固定連接的。各層鋼板之間的相互接觸面積大于其相對面面積的80%。
[0075]鋼板層組裝工藝:首先在不受力的情況下，將已切割好的多層鋼板堆疊好，通過螺栓定位并預緊;在承力座的位置放置半圓塊，通過調(diào)節(jié)桿連接兩個半圓塊并逐步調(diào)節(jié)其長度，向兩個半圓塊施加壓力，直至調(diào)節(jié)桿不再變化為止(相當于模擬承力框架在超高壓狀態(tài)時的受力情況)；松開調(diào)節(jié)桿，并調(diào)整鋼板層，使各層均勻接觸且接觸面積不小于80% ;再次安裝調(diào)節(jié)桿施加壓力至最大，逐個地將螺栓替換成銷釘并焊接牢固；直至所有螺釘替換完后，松開調(diào)節(jié)桿，去除半圓塊。組裝好的兩組鋼板層之間通過在框架的邊緣焊接短鋼板和/或通過螺栓連接的定位柱固定連接，以構(gòu)成承力框架。
[0076]通過在受力最大時固定連接，可以保證承力框架在超高壓狀態(tài)時，各層鋼板能夠良好接觸，相互限位，防止由于發(fā)生較大的翹曲或變形而產(chǎn)生應(yīng)力集中，進而影響其承受超尚壓的能力。
[0077]實施例2
[0078]本發(fā)明提供了一種超高壓處理設(shè)備。如圖1所示，超高壓處理設(shè)備至少包括承力框架101、超高壓缸體102以及第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b。超高壓缸體102臥式放置于承力框架101內(nèi)。第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b用于直接或間接連接承力框架101與超高壓缸體102。承力框架101通過水切加工工藝形成有足以容納超高壓缸體102的承力座106。承力座106的軸向兩端具有弧形結(jié)構(gòu)。第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b與承力框架101采用浮動支撐的連接方式。即第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b與承力框架101貼合但并不固定連接。超高壓缸體102產(chǎn)生的反向推力通過第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b傳遞至承力框架101。本發(fā)明的第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b與承力框架101采用浮動支撐的連接方式，在承力框架101因受力變形的情況下，第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b與承力框架101保持相對位移，從而使得第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b與承力框架101之間仍能有較大的接觸面積。另一方面，本發(fā)明通過設(shè)置承力框架101，將超高壓缸體102置于承力框架101內(nèi)，可用于承受超高壓缸體102產(chǎn)生的巨大反向推力，使得超高壓處理設(shè)備不易出現(xiàn)安全隱患，并且，本發(fā)明的超高壓缸體102為臥式放置，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的立式放置，具有放、取物料方便和安全性更高的優(yōu)勢。
[0079]本發(fā)明的另一方面還提供了一種超高壓處理設(shè)備的制備工藝。該制備工藝包括如下步驟:
[0080]由至少兩組鋼板組成承力框架101。每組鋼板是由3?8片合金鋼板疊加而成。每片合金鋼板通過水切加工工藝形成有能夠容納超高壓缸體102的承力座106。承力座106的軸向兩端具有弧形結(jié)構(gòu)。由內(nèi)層不銹鋼簡體和多層鋼體制成套筒結(jié)構(gòu)以形成超高壓缸體本體。第一堵頭103a和第二堵頭103b對稱設(shè)置于超高壓缸體本體的兩端并用于密封超高壓缸體本體。通過水切工藝將第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b切割成具有弧形結(jié)構(gòu)的立方體。第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b具有弧形結(jié)構(gòu)的面與承力座的弧形部分106a相匹配。
[0081]將超高壓缸體102臥式放置于承力框架101的承力座106內(nèi)。將第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b設(shè)置于承力框架101的軸向兩端。第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b具有弧形結(jié)構(gòu)的面與承力座的弧形部分106a以浮動支撐的方式連接以使超高壓缸體102產(chǎn)生的反向推力通過第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b傳遞至承力框架101。
[0082]實施例3
[0083]再次參見圖1，超高壓處理設(shè)備至少包括承力框架101、超高壓缸體102以及第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b。下面具體介紹各部分的結(jié)構(gòu)。
[0084]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，承力框架101由至少兩組鋼板組成。兩組鋼板彼此間隔開，采用連接機構(gòu)相對定位，從而在兩組鋼板之間形成縱向貫通的縫隙。每組鋼板由3?8片合金鋼板疊加而成。優(yōu)選地，每組鋼板由6片合金鋼板疊加而成。每片合金鋼板通過水切加工工藝形成有能夠容納超高壓缸體102的承力座106。本發(fā)明的承力框架101由3?8片合金鋼板疊加而成的至少兩組鋼板組成，相比于整體實心結(jié)構(gòu)，由單個鋼板組裝形成的結(jié)構(gòu)能夠承受更大的壓力，并且還可節(jié)約材料、降低成本。通過水切加工工藝形成的承力座106光滑無毛邊，有助于第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b與承力框架101彼此貼入口 ο
[0085]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b設(shè)置于承力框架101的軸向兩端。第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b為具有弧形結(jié)構(gòu)的立方體。第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b具有弧形結(jié)構(gòu)的面為與承力座的弧形部分106a相匹配的結(jié)構(gòu)。第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b的弧形結(jié)構(gòu)與承力座的弧形部分106a相匹配以使第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b與承力框架101實現(xiàn)面面接觸。本發(fā)明的第一半圓柱形擋塊和第二半圓柱形擋塊具有與承力座的弧形部分106a相匹配的結(jié)構(gòu)，使得二者緊密貼合，能夠?qū)崿F(xiàn)面面接觸。另一方面，本發(fā)明將承力框架101放置第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b的部位設(shè)置為弧形結(jié)構(gòu)，可使承力框架101受力均勻，并且在承受較大作用力時不易變形，使得承力框架101能夠承受更大的壓力。優(yōu)選地，在裝配第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b之前，對第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b與承力框架101接觸的部位進行打磨，使得二者緊密貼合，以面接觸方式工作。
[0086]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，承力座106為橢圓形。第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b為半圓柱體。第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b具有弧形結(jié)構(gòu)的面與橢圓形承力座的弧形部分106a相匹配。第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b的結(jié)構(gòu)不限于半圓柱體，也可以是至少有面為弧形結(jié)構(gòu)的立方體，如球形。第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b具有弧面結(jié)構(gòu)的面與承力框架101接觸。承力座106也不限于橢圓形。承力框架101與第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b接觸的部位相應(yīng)地為與第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b的弧面相匹配的結(jié)構(gòu)。具有弧面結(jié)構(gòu)的第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b可均勾傳遞超高壓缸體102工作的軸向力至承力框架101，并消除超高壓缸體102工作時可能產(chǎn)生的非軸向力，有效保證超高壓缸體102不產(chǎn)生設(shè)計所不允許的形變。
[0087]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，超高壓缸體102至少包括超高壓缸體本體和與超高壓缸體本體可拆卸連接的第一堵頭103a和第二堵頭103b。第一堵頭103a和第二堵頭103b用于密封超高壓缸體本體的兩端。第一堵頭103a和第二堵頭103b中具有介質(zhì)輸入管路221。通過第一堵頭103a和第二堵頭103b的介質(zhì)輸入管路221向超高壓缸體本體輸入超高壓介質(zhì)以建立超高壓環(huán)境。本發(fā)明的第一堵頭103a和第二堵頭103b不僅可用于密封超高壓缸體本體的兩端，還可通過第一堵頭103a和第二堵頭103b內(nèi)的介質(zhì)輸入管路221向超高壓缸體102中注入超高壓介質(zhì)。
[0088]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，超高壓缸體本體是由內(nèi)層不銹鋼簡體和多層鋼體制成的套筒結(jié)構(gòu)。超高壓缸體本體呈圓筒狀以使其在超高壓狀態(tài)時受力均勻。超高壓缸體本體的內(nèi)層直徑為200?400mm。超高壓缸體本體的內(nèi)層長度為1800?2600mm。超高壓缸體102的簡體結(jié)構(gòu)可承受系統(tǒng)工作的超高壓周向力。超高壓缸體102用于放置待處理物料。超高壓缸體102內(nèi)形成超高壓環(huán)境，將待處理物料放入超高壓缸體102中，待處理物料在超高壓環(huán)境下完成處理過程。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，超高壓處理設(shè)備包括至少兩組超高壓缸體本體。至少兩組超高壓缸體本體通過移動機構(gòu)交替移入和/或移出承力框架101，以使至少兩組超高壓缸體本體交替進行超高壓處理準備過程和超高壓處理過程。至少兩組超高壓缸體本體使得超高壓處理設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化處理工藝。兩組超高壓缸體本體共用第一堵頭103a和第二堵頭103b。至少兩組超高壓缸體本體其一在工作時可置于承力框架101內(nèi)；另一缸體本體則移出承力框架101，并且兩端敞開，便于裝卸超高壓處理物。本發(fā)明的超高壓處理設(shè)備采用至少兩組超高壓缸體本體實現(xiàn)連續(xù)化處理工藝，可以節(jié)約超高壓處理時間，提高超高壓處理效率。
[0089]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，第一堵頭103a和第二堵頭103b對稱設(shè)置于處于超高壓處理位置的超高壓缸體本體的兩端。第一堵頭103a和第二堵頭103b具有相同的結(jié)構(gòu)。第一堵頭103a和第二堵頭103b通過液壓挺桿216推動堵頭207移動并使堵頭207部分插入超高壓缸體本體的兩端以實現(xiàn)超高壓缸體本體的密封。液壓挺桿216嵌套于液壓缸217中。液壓挺桿216相對于液壓缸217能夠進行伸縮移動。第一堵頭103a和第二堵頭103b還具有三角墊圈208、U圈222和密封圈隔板223。三角墊圈208、U圈222和密封圈隔板223套接于堵頭207上并與堵頭207的外表面相貼合。三角墊圈208、U圈222和密封圈隔板223用于密封堵頭207與超高壓缸體本體。三角墊圈208、U圈222和密封圈隔板223可提高堵頭207與缸體本體之間連接的穩(wěn)定性和密封的可靠性。
[0090]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，第一堵頭103a與第一半圓柱形擋塊104a之間設(shè)置有第一傳力擋塊105a。第二堵頭103b與第二半圓柱形擋塊104b之間設(shè)置有第二傳力擋塊105b。第一傳力擋塊105a和第二傳力擋塊105b分別用于在第一堵頭103a和第一半圓柱形擋塊104a、第二堵頭103b和第二半圓柱形擋塊104b之間建立傳力連接。優(yōu)選地，第一傳力擋塊105a與第一堵頭103a相互接觸的面為形狀相匹配的平面結(jié)構(gòu)。第一傳力擋塊105a與第一半圓柱形擋塊104a相互接觸的面也為形狀相匹配的平面結(jié)構(gòu)。同樣地，第二傳力擋塊105b與第二堵頭103b相互接觸的面為形狀相匹配的平面結(jié)構(gòu)。第二傳力擋塊105b與第二半圓柱形擋塊104b相互接觸的面也為形狀相匹配的平面結(jié)構(gòu)。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，超高壓缸體102內(nèi)產(chǎn)生的反向推力是通過如下方式傳遞給承力框架101的:超高壓缸體102內(nèi)產(chǎn)生的反向推力通過第一堵頭103a和第二堵頭103b傳遞至第一傳力擋塊105a和第二傳力擋塊105b。第一傳力擋塊105a和第二傳力擋塊105b將反向推力傳遞至第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b，再由第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b將反向推力傳遞至承力框架101。
[0091 ] 實施例4
[0092]本實施例是對實施例3的進一步改進，僅對改進的部分進行說明。
[0093]第一堵頭103a和第二堵頭103b具有相同的結(jié)構(gòu)。圖3示出了本發(fā)明超高壓處理設(shè)備第二堵頭103b的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，第二堵頭103b包括用于支撐第二堵頭103b的堵頭固定座201。設(shè)置于堵頭固定座201上并用于實現(xiàn)堵頭207移動的滑動導軌202。用于連接滑動導軌202和堵頭固定座201的第一內(nèi)六角圓柱頭螺釘203。用于實現(xiàn)滑動導軌202與堵頭滑動座205滑動連接的堵頭滑塊204。用于支撐堵頭207的堵頭滑動座205。設(shè)置于堵頭207與堵頭滑動座205之間的堵頭聯(lián)架206。堵頭聯(lián)架206用于連接堵頭207與堵頭滑動座205。用于密封超高壓缸體本體的堵頭207。用于提高堵頭207與超高壓缸體本體之間連接穩(wěn)定性和密封可靠性的三角墊圈208、U圈222和密封圈隔板223。用于向超高壓缸體本體內(nèi)注入超高壓介質(zhì)的介質(zhì)管道口 209。用于將濾網(wǎng)211固定于堵頭207上的濾網(wǎng)壓蓋210。用于過濾由介質(zhì)輸入管路221注入的超高壓介質(zhì)的濾網(wǎng)211。用于實現(xiàn)堵頭207固定連接于堵頭聯(lián)架206上的第一圓柱銷212。用于實現(xiàn)堵頭207與堵頭后連接法蘭214連接的第二內(nèi)六角圓柱頭螺釘213。用于實現(xiàn)堵頭207和液壓挺桿216連接的堵頭后連接法蘭214。用于實現(xiàn)堵頭后連接法蘭214與液壓挺桿216連接的第二圓柱銷215。用于推動堵頭207移動的液壓挺桿216。用于推動液壓挺桿216移動的液壓缸217。用于固定液壓缸217的彈簧墊圈218。用于固定彈簧墊圈218的液壓缸固定板219。用于支撐和固定液壓缸固定板219的液壓缸固定座220。用于向超高壓缸體本體內(nèi)輸入超高壓介質(zhì)的介質(zhì)輸入管路221。
[0094]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，堵頭固定座201通過螺釘固定于承力框架101上?；瑒訉к?02通過第一內(nèi)六角圓柱頭螺釘203固定于堵頭固定座201之上并用于實現(xiàn)堵頭207沿特定軌道滑動。堵頭滑塊204與滑動導軌202滑動連接。堵頭滑塊204用于支撐堵頭滑動座205，并使堵頭滑動座205可沿滑動導軌202滑動。堵頭滑動座205通過螺釘固定于堵頭滑塊204之上。堵頭聯(lián)架206通過銷釘固定于堵頭滑動座205之上。用于實現(xiàn)封閉超高壓缸體本體的堵頭207通過第一圓柱銷212和螺釘固定于堵頭聯(lián)架206之上。用于保證堵頭207與超高壓缸體本體密封性的三角墊圈208、U圈222和密封圈隔板223套接與堵頭207之上并與堵頭207的外表面相貼合。用于過濾由介質(zhì)輸入管路221注入超高壓缸體本體的超高壓介質(zhì)的濾網(wǎng)211經(jīng)濾網(wǎng)壓蓋210固定于介質(zhì)管道口 209。用于實現(xiàn)堵頭207和液壓挺桿216相連的堵頭后連接法蘭214通過第二內(nèi)六角圓柱頭螺釘213與堵頭207相連。第二圓柱銷215位于堵頭后連接法蘭214上。用于推動堵頭207的液壓挺桿216與堵頭后連接法蘭214相連。用于推動液壓挺桿216的液壓缸217套接于液壓挺桿216，實現(xiàn)液壓挺桿216相對于液壓缸217可進行伸縮。液壓缸217經(jīng)由彈簧墊圈218固定于液壓缸固定板219。液壓缸固定板219經(jīng)由螺釘固定于液壓缸固定座220。超高壓介質(zhì)通過介質(zhì)輸入管路221注入超高壓缸體本體，以使超高壓缸體102內(nèi)形成超高壓環(huán)境。
[0095]以第二堵頭單元103b的移動為例。在第二堵頭單元103b向超高壓缸體本體內(nèi)移動過程中，液壓挺桿216至液壓缸217中伸出，經(jīng)由堵頭后連接法蘭214推動堵頭207沿著滑動導軌202部分插入超高壓缸體本體內(nèi)。當堵頭207進入超高壓缸體本體內(nèi)時，實現(xiàn)超高壓缸體102水密閉。當堵頭207觸發(fā)超高壓缸體102內(nèi)液位開關(guān)時，液壓挺桿216停止伸長。超高壓介質(zhì)經(jīng)由水路單元、介質(zhì)輸入管路221、濾網(wǎng)211和介質(zhì)管道口 209大流量注入超高壓缸體102內(nèi)。當超高壓缸體102內(nèi)超高壓介質(zhì)觸發(fā)溢水水流開關(guān)時，停止超高壓介質(zhì)注入。超高壓介質(zhì)注入完成后，液壓挺桿216進一步伸長，經(jīng)由堵頭后連接法蘭214推動堵頭207沿著滑動導軌202伸入超高壓缸體本體并完成高壓密封。當超高壓缸體102完成高壓密封后，第二傳力擋塊105b進入工位。第二傳力擋塊105b用于傳遞超高壓缸體102作用于堵頭207上的反向推力至第二半圓柱形擋塊104b，再由第二半圓柱形擋塊104b將該作用力傳遞至承力框架101。液壓缸217套接于液壓挺桿216，實現(xiàn)了液壓挺桿216相對于液壓缸217可進行伸縮運動，同時，用于傳遞超高壓缸體102作用于堵頭207上的反向推力至承力框架101的第二半圓柱形擋塊104b置于第二堵頭103b與承力框架101之間，避免了由液壓挺桿216承擔超高壓缸體102的反向推力，保護了第二堵頭103b的液壓傳動機構(gòu)，增加了液壓傳動機構(gòu)使用壽命。
[0096]本發(fā)明的第一堵頭103a和第二堵頭103b不僅可用于密封超高壓缸體的兩端，還可通過第一堵頭103a和第二堵頭103b內(nèi)的介質(zhì)輸入管路221向超高壓缸體中注入超高壓介質(zhì)，使超高壓缸體102內(nèi)形成超高壓環(huán)境。本發(fā)明的第一堵頭103a和第二堵頭103b可通過液壓挺桿216推動堵頭207沿滑動導軌202移動而移動。
[0097]實施例5
[0098]本發(fā)明超高壓處理設(shè)備的工作原理為:待處理物品放入超高壓缸體內(nèi)后，堵頭推進到工作位置和超高壓缸體形成密閉的容腔。增壓時，控制系統(tǒng)首先啟動主油栗，同時關(guān)閉自動泄壓閥，然后由低壓注水栗向容器內(nèi)大流量充水，當容器內(nèi)充滿水后，啟動超高壓源系統(tǒng)工作進行增壓。當壓力傳感器檢測到超高壓缸體內(nèi)壓力達到預設(shè)值后，超高壓源系統(tǒng)停止增壓，進入容器保壓階段。保壓計時器開始計時，達到預設(shè)時間后，保壓計時器停止計時。在保壓階段，若壓力泄漏到補壓設(shè)定值時，超高壓源系統(tǒng)自動啟動進行補壓，補壓到壓力設(shè)定值停止。保壓階段結(jié)束后自動泄壓。泄壓時，由控制系統(tǒng)打開自動泄壓閥，壓力通過高壓管路泄掉。下面具體說明本發(fā)明超高壓處理設(shè)備的增壓、保壓和泄壓過程。
[0099]當超高壓處理設(shè)備在初始狀態(tài)時，由人工將待處理物品裝填至超高壓缸體102的其中一個超高壓缸體本體。人工放料完成后，超高壓缸體102在伺服電機的帶動下移動至工作位。超高壓缸體102移進工作位步驟完成后，超高壓缸體定位銷插入超高壓缸體102和承力框架101的定位孔，實現(xiàn)準確定位，同時使第一堵頭103a和第二堵頭103b的中軸線與超高壓缸體102的中軸線精準對齊。第一堵頭103a和第二堵頭103b進入超高壓缸體本體內(nèi)進行水密封。當?shù)谝欢骂^103a和第二堵頭103b觸發(fā)液位開關(guān)時，停止推進，準備進行大流量超高壓介質(zhì)注入。通過介質(zhì)輸入管路221向超高壓缸體102內(nèi)注入超高壓介質(zhì)，當超高壓缸體102上面安裝的溢水水流開關(guān)動作時，停止超高壓介質(zhì)注入。超高壓介質(zhì)注入完成后第一堵頭103a和第二堵頭103b進一步深入超高壓缸體102內(nèi)腔，進行高壓密封。完成超高壓缸體102增壓。當超高壓缸體102完成高壓密封后，第一傳力擋塊105a和第二傳力擋塊105b進入工位。第一傳力擋塊105a和第二傳力擋塊105b用于傳遞超高壓缸體102作用于第一堵頭103a和第二堵頭103b上的反向推力至第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b，再由第一半圓柱形擋塊104a和第二半圓柱形擋塊104b將該作用力傳遞至承力框架101。
[0100]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，向超高壓缸體102內(nèi)注入的超高壓介質(zhì)為去離子軟化純水。所用去離子軟化純水的pH為7?8。超高壓介質(zhì)過酸或過堿都會對設(shè)備造成損壞。所用去離子軟化純水需保持一個較小的溶解度。因為在超高壓下溶解物，如碳酸鈣會趨于沉淀，沉淀會對閥、密封圈、超高壓管路及超高壓缸體造成損壞。優(yōu)選地，所用所用去離子軟化純水為蒸餾的或通用的去離子水，并且在使用前進行水質(zhì)的常規(guī)檢測。
[0101]當超高壓缸體102內(nèi)壓力達到超高壓缸體102壓力設(shè)定閾值，第二圓柱銷215關(guān)閉堵頭內(nèi)介質(zhì)輸入管路221，超高壓缸體102進入保壓階段。
[0102]超高壓缸體102于保壓階段完成對物料的超高壓處理。待超高壓過程完成后，超高壓缸體102進入泄壓階段。第二圓柱銷215打開堵頭內(nèi)介質(zhì)輸入管路221。第一傳力擋塊105a和第二傳力擋塊105b回至初位。當?shù)谝粋髁鯄K105a和第二傳力擋塊105b回初位步驟完成后，第一堵頭103a和第二堵頭103b移出超高壓缸體102至退水位，當觸發(fā)水位開關(guān)時，第一堵頭103a和第二堵頭103b停止運動。經(jīng)第一堵頭103a和第二堵頭103b觸發(fā)水位開關(guān)后，水路單元抽空超高壓缸體102內(nèi)介質(zhì)。完成超高壓缸體102排水后，第一堵頭103a和第二堵頭103b退回至初始位置。超高壓缸體定位銷拔出至初位，超高壓缸體102解鎖。超高壓缸體102解鎖完成后，超高壓缸體102在伺服電機帶動下移動至初始位置，取出缸體內(nèi)超高壓處理物品。完成超高壓處理全過程。
[0103]實施例6
[0104]參見圖1和圖2本發(fā)明的超高壓滅菌裝置包括高壓滅菌單元、裝料單元和傳送單
J L ο
[0105]其中，所述裝料單元包括五個物料筐和兩個高壓缸體102，用于放置密封包裝后的待滅菌食品，所述高壓滅菌單元包括分別為兩個一組對稱設(shè)置的堵頭103a和103b、傳力擋塊105a和105b、半圓柱形擋塊104a和104b、承力框架101、液壓挺桿和和增壓機構(gòu)，用于通過填充和/或吸出增壓介質(zhì)對所述裝料單元內(nèi)的待滅菌食品進行增壓和/或泄壓。為保證裝置運行的快速安全，所述超高壓滅菌裝置采用階段式注水，即在高壓缸體102內(nèi)部壓力小于50MPa時，采用低壓水栗快速注水，當壓力高于50MPa時，啟動增壓機構(gòu)慢速注水。在保壓完成后采用快速泄壓的方式，并且在壓力降低至50MPa時，通過水栗快速吸出高壓缸體內(nèi)部的水。
[0106]所述傳送單元包括第一縱向傳送機構(gòu)、第一橫向傳送機構(gòu)301、第二橫向傳送機構(gòu)和第三橫向傳送機構(gòu)302 ο其中所述第一橫向傳送機構(gòu)301用以將所述高壓缸體移入和/或移出施壓位置，所述第一縱向傳送機構(gòu)用以將物料筐移入和/或移出所述高壓缸體，所述第二橫向傳送機構(gòu)用以將物料筐從卸料處移至裝料處。所述第一縱向傳送機構(gòu)和第二橫向傳送機構(gòu)圍成的單向閉合環(huán)形傳動所述物料筐的四邊形，所述四邊形的四個頂角處對稱設(shè)置有兩個裝料處和兩個卸料處。第三橫向傳送機構(gòu)302用以相向或背向移動傳力擋塊的兩部分，從而使之移入或移出承力框架內(nèi)部。
[0?07] 在施壓位置401的兩側(cè)對稱設(shè)置有左預備位置402和右預備位置403，其中一個高壓缸體置于施壓位置401時通過堵頭進行密封、增壓、保壓和泄壓過程時，另一高壓缸體則位于左預備位置402或右預備位置403進行裝載和/或卸載物料筐，其中三個物料筐分別在裝料處和/或卸料處進行裝料和/或卸料，從而使設(shè)備連續(xù)循環(huán)運作。
[0108]所述高壓缸體上設(shè)置有與其彈簧連接的定位銷，第一橫向傳送機構(gòu)上對應(yīng)施壓位置401和/或預備位置處分別設(shè)置有與定位銷尺寸相匹配的定位孔504，定位孔504中安裝有電氣元件。高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)301水平移動時，彈簧處于預壓縮狀態(tài)。在高壓缸體移動至施壓位置401時或預備位置時，定位銷被彈簧推入定位孔504中，同時觸發(fā)電氣元件發(fā)出電信號，以停止移動高壓缸體，并且使液壓挺桿和推動堵頭103a和103b向高壓缸體102移動。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，所述電信號還啟動裝料單元對位于預備位置的高壓缸體102進行卸載和裝載物料筐。
[0109]實施例7
[0110]本發(fā)明的超高壓滅菌裝置包括高壓滅菌單元和裝料單元，其中，所述裝料單元用于放置密封包裝后的待滅菌食品及在進入高壓滅菌單元前低壓下填充的增壓介質(zhì)，所述高壓滅菌單元用于通過填充和/或吸出增壓介質(zhì)對所述裝料單元內(nèi)的待滅菌食品進行增壓和/或泄壓。
[0111]所述裝料單元包括物料筐和高壓缸體，其中所述高壓缸體兩端具有能夠與所述高壓缸體側(cè)壁密封接觸的可拆卸的端蓋，所述端蓋上具有至少一個用于液體進出的閥門。所述閥門為只能單向開啟的彈性活塞，通過向所述閥門中插入尺寸匹配的剛性導管而開啟，拔出所述剛性導管后所述閥門自動閉合，從而實現(xiàn)所述高壓缸體的密封性以防止液體漏出。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，所述閥門至少有一個位于所述端蓋的底部以便于盡量完全排出增壓介質(zhì)。
[0112]高壓缸體在預備位置進行裝料過程時，先裝載物料筐，兩端蓋上端蓋，隨后注水系統(tǒng)通過剛性導管插入并開啟閥門，通過水栗在低壓下向高壓缸體內(nèi)部注水。其中至少一個剛性導管用于對高壓缸體進行排氣或抽氣。該剛性導管設(shè)置在端蓋豎直方向的頂部對應(yīng)的閥門處，在該導管中有水溢出時停止注水程序。所述低壓是相對于超高壓而言，在本實施例中，低壓可以是常壓、高于1kPa的負壓或低于1kPa的正壓。
[0113]高壓缸體在在預備位置進行卸料裝料過程時，注水系統(tǒng)的剛性導管插入并開啟端蓋上的閥門，通過水栗抽取高壓缸體內(nèi)部的水。其中至少有一個剛性導管設(shè)置在端蓋豎直方向的底部對應(yīng)的閥門處，以使高壓缸體內(nèi)部的水能完全排出。至少一個設(shè)置在端蓋豎直方向頂部的剛性導管此時對高壓缸體進行充氣使其內(nèi)部形成正壓，或僅僅是與外界大氣壓聯(lián)通形成常壓狀態(tài)。
[0114]所述高壓滅菌單元包括與所述高壓缸體兩端密封配合的堵頭，所述堵頭上具有向外凸出的與所述至少一個閥門的位置和尺寸相匹配的導液管，用以打開所述閥門對高壓缸體內(nèi)部進行增壓和/或泄壓。
[0115]實施例8
[0116]本發(fā)明還提供了一種采用實施例6所述超高壓滅菌裝置進行食品加工的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
[0117]a、裝料過程:所述食品在生產(chǎn)處理和密封包裝后在裝料處裝入物料筐中，所述物料筐通過第一縱向傳送機構(gòu)移入位于預備位置的高壓缸體中。
[0118]b、超高壓滅菌過程:已裝料的高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至施壓位置401，定位銷被推入定位孔504中，觸發(fā)定位孔504內(nèi)電器元件產(chǎn)生電信號。該電信號停止第一縱向傳送機構(gòu)的運作，并使液壓挺桿推動堵頭向高壓缸體移動。堵頭與高壓缸體密封連接后，傳力擋塊從承力框架的側(cè)面移動至半圓柱形擋塊與堵頭之間閉合，液壓挺桿被包裹在傳力擋塊兩部分形成的圓柱形通孔中。
[0119]增壓機構(gòu)通過液壓挺桿和堵頭向高壓缸體內(nèi)部注水，使高壓缸體內(nèi)部達到超高壓狀態(tài)。高壓桿體內(nèi)部的超高壓液壓通過堵頭依次傳遞給傳力擋塊、半圓形擋塊、承力座，再被分散給承力框架。
[0120]保壓一段時間后泄去壓力，通過水栗抽出高壓缸體內(nèi)部的水。
[0121]在同一時間段內(nèi)，另一高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至另一預備位置進行卸料過程和裝料過程，至少有一個物料筐在裝料處進行裝料和/或在卸料處進行卸料；
[0122]C、卸料過程:傳力擋塊的兩部分分開移向承力框架的側(cè)面，液壓挺桿帶動堵頭與高壓缸體分離，并向承力座方向移動。定位銷被推出定位孔504，高壓缸體解除固定，通過第一橫向傳送機構(gòu)移至預備位置。物料筐通過第一縱向傳送機構(gòu)移出高壓缸體至卸料處，卸除已滅菌的物料后，空的物料筐通過第二橫向傳送機構(gòu)移至裝料處進行裝料過程。
[0123]在同一時間段內(nèi)，另一高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至施壓位置401進行超高壓滅菌過程。
[0124]上述步驟如此循環(huán)進行，從而實現(xiàn)超高壓食品加工工藝的循環(huán)連續(xù)生產(chǎn)。
[0125]實施例9
[0126]本發(fā)明還提供了一種采用實施例7所述超高壓滅菌裝置進行食品加工的方法，所述方法包括以下步驟:
[0127]a、裝料過程:所述食品在生產(chǎn)處理和密封包裝后在裝料處裝入物料筐中，所述物料筐通過第一縱向傳送機構(gòu)移入位于預備位置的高壓缸體中；裝載了所述物料筐的所述高壓缸體安裝上端蓋，注液系統(tǒng)的剛性導管插入并打開閥門向所述高壓缸體內(nèi)部注入增壓介質(zhì)；
[0128]b、超高壓滅菌過程:注液系統(tǒng)與高壓缸體分離，注滿增壓介質(zhì)的高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至施壓位置401，堵頭與高壓缸體連接，并通過導液管向高壓缸體內(nèi)部注入增壓介質(zhì)使高壓缸體內(nèi)部達到超高壓狀態(tài)，保持一段時間后泄去壓力至高壓缸體內(nèi)部呈低壓狀態(tài)；
[0129]在同一時間段內(nèi)，另一高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至另一預備位置進行卸料過程和裝料過程；
[0130]C、卸料過程:堵頭與高壓缸體分離，高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至預備位置，注液系統(tǒng)通過剛性導管插入并打開閥門將高壓缸體內(nèi)部的增壓介質(zhì)抽出，取下端蓋，物料筐通過第一縱向傳送機構(gòu)移出高壓缸體至卸料處，卸除已滅菌的物料后，空的物料筐通過第二橫向傳送機構(gòu)移至裝料處進行裝料過程；
[0131]在同一時間段內(nèi)，另一高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至施壓位置401進行超高壓滅菌過程。
[0132]上述步驟如此循環(huán)進行，從而實現(xiàn)超高壓食品加工工藝的循環(huán)連續(xù)生產(chǎn)。由于超高壓滅菌裝置在施壓過程花費時間較長，而在裝料、卸料過程花費時間相對較短，通過在預備位置預先注水和抽水，一方面可縮短高壓缸體在施壓位置花費的時間，提高了生產(chǎn)效率；另一方面將低壓注水機構(gòu)與增加機構(gòu)分離，可簡化設(shè)備節(jié)約成本。
[0133]實施例10
[0134]本發(fā)明提供的超高壓處理設(shè)備可廣泛用于物品滅菌處理、病毒滅活處理、生物提取處理和/或生物制藥處理。下面以本發(fā)明提供的超高壓處理設(shè)備的應(yīng)用為例。
[0135](I)超高壓對糙米蒸煮時間的影響
[0136]使用本發(fā)明提供的超高壓處理設(shè)備，將保壓時間設(shè)定為300S，壓力范圍為200?500MPa，補壓壓力設(shè)定為10?20MPa。
[ΟΙ37]對經(jīng)過超高壓處理的糙米進行分析，超高壓對糙米的蒸煮時間作用明顯。當超高壓達到500MPa及以上的壓力時，可使糙米的蒸煮時間由34min縮短到13min。同時，超高壓處理還可降低糙米飯的硬度。
[0138](2)超高壓對海蝦中微生物的影響
[0139]使用本發(fā)明提供的超高壓處理設(shè)備，將保壓時間設(shè)定為600S，壓力范圍為300?400MPa，補壓壓力設(shè)定為10?20MPa。
[0140]對經(jīng)過超高壓處理的海蝦進行分析，超高壓對海蝦中各種微生物殺滅作用顯著。當超高壓達到400MPa及以上的壓力時，可以殺滅海蝦中99.3%的微生物。
[0141](3)超高壓處理對肉的嫩度的影響
[0142]使用本發(fā)明提供的超高壓處理設(shè)備，將保壓時間設(shè)定為600S，壓力范圍為100?600MPa，補壓壓力設(shè)定為10?20MPa。
[0143]對經(jīng)過超高壓處理的肉類進行分析，經(jīng)10MPa以上的超高壓處理，肉類的嫩滑度均有顯著提高。其機理:一是機械力作用使肌肉肌纖維內(nèi)肌動蛋白和肌球蛋白的結(jié)合解離，Z線崩解和肌纖維小片化造成肌肉剪切力下降；二是壓力處理使肌肉中內(nèi)源蛋白酶一一鈣激活酶的活性增加，加速肌肉蛋白水解，加快肌肉成熟所致。因此，超高壓處理可以降低宰后肉類的僵直程度、防止冷收縮，加速宰后成熟過程和增加肉類的嫩度。
[0144](4)超尚壓對海水魚保減品質(zhì)的影響
[0145]使用本發(fā)明提供的超高壓處理設(shè)備，將保壓時間設(shè)定為600S，壓力范圍為100?600MPa，補壓壓力設(shè)定為10?20MPa。
[0146]對經(jīng)過超高壓處理的海水魚進行分析，發(fā)現(xiàn)300MPa和400MPa處理的海鯛在貯藏過程中魚肉彈力和硬度得到有效保留，相反200MPa處理樣品在貯藏期間彈力降低，并且發(fā)現(xiàn)海鯛背部肌肉的持水能力隨著處理壓力增加而降低。利用免疫印跡分析了超高壓對結(jié)構(gòu)蛋白的影響，發(fā)現(xiàn)400MPa壓力可防止肌間線蛋白在海鯛貯藏期間的降解，可能由于壓力使肌間線蛋白降解酶失活。
[ΟΙ47] (5)超尚壓對對it!下品質(zhì)的影響
[0148]使用本發(fā)明提供的超高壓處理設(shè)備，將保壓時間設(shè)定為600S，壓力范圍為100?600MPa，補壓壓力設(shè)定為10?20MPa。
[0149]對經(jīng)過超高壓處理的對蝦進行分析，隨處理壓力和保壓時間的增大，對蝦的顏色變淡，L值明顯增大，蝦肉顏色逐漸變白，呈不透明狀，但對紅度和黃度并無明顯影響，出現(xiàn)輕微的類似蒸煮的成熟風味;其質(zhì)構(gòu)也發(fā)生了明顯的變化，硬度隨之增大，彈性先在低壓區(qū)域出現(xiàn)下降的趨勢，繼而隨著壓力的增大和保壓時間的延長彈性也增大。在壓力500MPa，保壓時間1min時，蝦肉的顯微組織結(jié)構(gòu)變化明顯，蝦肉肌纖維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的間隙變小。處理前的樣品肌肉纖維組織稀松，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)均勻，處理后肌肉纖維明顯變粗，變致密。這可能由于超高壓引起肌肉蛋白質(zhì)的變性，使得蝦肉中的肌肉纖維聚集在一起造成的。超高壓處理過的對蝦的結(jié)構(gòu)的空間間隙明顯因受壓而擠在一起，而且其基本框架也相對于熱加工的更粗，這跟超高壓過程中的蛋白質(zhì)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成有關(guān)系。
[0150]本發(fā)明的超高壓處理設(shè)備的應(yīng)用不限于此，還可用于病毒滅活、制取疫苗、處理血漿、生物提取、生物制藥以及醫(yī)療器械的消毒等。因此，本發(fā)明的超高壓處理設(shè)備可以稱作超高壓滅菌設(shè)備，還可以稱作超高壓食品殺菌設(shè)備，也可以稱作超高壓加工設(shè)備、超高壓消毒設(shè)備、超高壓生物處理設(shè)備或超高壓設(shè)備。
[0151]需要注意的是，上述具體實施例是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明公開內(nèi)容的啟發(fā)下想出各種解決方案，而這些解決方案也都屬于本發(fā)明的公開范圍并落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明說明書及其附圖均為說明性而并非構(gòu)成對權(quán)利要求的限制。本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種食品加工設(shè)備，其特征在于，所述食品加工裝置包括超高壓滅菌裝置，所述超高壓滅菌裝置包括臥式的承力框架、高壓缸體、堵頭、半圓柱形擋塊和用于在堵頭和半圓柱形擋塊之間傳力壓力的呈兩部分結(jié)構(gòu)的傳力擋塊， 其中，所述承力框架由水切割制成的多層板材并列構(gòu)成，所述承力框架具有軸向兩端內(nèi)側(cè)呈弧形結(jié)構(gòu)且外側(cè)呈內(nèi)角為120°至140°折線形結(jié)構(gòu)的承力座。 所述半圓柱形擋塊與所述承力框架浮動連接，在向高壓缸體施加壓力時，半圓柱形擋塊緊密貼合在承力座內(nèi)側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品加工設(shè)備，其特征在于，所述折線形是由長方形的各層板材沿一致的切線切去四角后形成的，且所述切線的延長線彼此相交后圍成平行四邊形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品加工設(shè)備，其特征在于，所述多層板材的組裝是在對堆疊的鋼板層受力最大時進行固定連接，且各層之間的相互接觸面積大于其相對面面積的80%。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的食品加工設(shè)備，其特征在于，所述傳力擋塊的兩部分可通過水平移動分開以方便堵頭的移動或閉合置于堵頭與半圓形擋塊之間以將堵頭上的壓力傳遞給半圓形擋塊，所述傳力擋塊的兩部分的相接觸面上各設(shè)置有一個半圓柱形槽以在閉合后組成容納與堵頭連接的液壓挺桿的圓柱形通孔。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的食品加工設(shè)備，其特征在于，承力座的內(nèi)側(cè)圓弧半徑與該圓弧圓心至承力座外側(cè)最近點的長度之比為I: 1.5?3。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的食品加工設(shè)備，其特征在于，所述承力框架由至少兩組多層板材構(gòu)成，相鄰兩組板材之間的間距與每組板材厚度之比為I?3: I。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的食品加工設(shè)備，其特征在于，所述承力框架的框型外側(cè)邊長寬比為2?4:1，所述承力框架的框型內(nèi)側(cè)邊的長寬比為4?7:1。8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的食品加工設(shè)備，其特征在于，所述超高壓滅菌裝置包括至少一個堵頭、至少兩個高壓缸體和至少三個物料筐，其中一個高壓缸體在施壓位置進行超高壓滅菌過程時，另一個高壓缸體在預備位置進行裝載和/或卸載物料筐，至少有一個物料筐在裝料處和/或卸料處進行裝料和/或卸料。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的食品加工設(shè)備，其特征在于， 所述高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)在施壓位置和預備位置之間循環(huán)往復移動，所述物料筐通過第一縱向傳送機構(gòu)移入和/或移出所述高壓缸體，并通過第二橫向傳送機構(gòu)從卸料處移至裝料處； 所述第一縱向傳送機構(gòu)和所述第二橫向傳送機構(gòu)的連接處設(shè)置有至少一個裝料處和至少一個卸料處。10.—種采用前述權(quán)利要求之一所述的食品加工設(shè)備進行食品加工的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: a、裝料過程:所述食品在生產(chǎn)處理和密封包裝后在裝料處裝入物料筐中，所述物料筐通過第一縱向傳送機構(gòu)移入位于預備位置的高壓缸體中； b、超高壓滅菌過程:已裝料的高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至施壓位置，堵頭與高壓缸體密封連接，并向高壓缸體內(nèi)部注入增壓介質(zhì)使高壓缸體內(nèi)部達到超高壓狀態(tài)，保持一段時間后泄去壓力并排空高壓缸體內(nèi)部的增壓介質(zhì)； 在同一時間段內(nèi)，另一高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至另一預備位置進行卸料過程和裝料過程，至少有一個物料筐在裝料處進行裝料和/或在卸料處進行卸料； C、卸料過程:堵頭與高壓缸體分離，高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至預備位置，物料筐通過第一縱向傳送機構(gòu)移出高壓缸體至卸料處，卸除已滅菌的物料后空的物料筐通過第二橫向傳送機構(gòu)移至裝料處進行裝料過程； 在同一時間段內(nèi)，另一高壓缸體通過第一橫向傳送機構(gòu)移至施壓位置進行超高壓滅菌過程。
【文檔編號】A23L3/015GK105942133SQ201610299456
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】洪美云, 姚建松, 尹光正, 時慶
【申請人】北京速原中天科技股份公司