多功能自動化混比機的研發(fā)及應(yīng)用

潘冬梅

經(jīng)過30 多年快速發(fā)展，我國軟飲料行業(yè)形成了產(chǎn)品種類繁多，品牌數(shù)目龐大的體系。近年來，隨著居民消費觀念的轉(zhuǎn)變，飲料消費差異化和個性化趨勢明顯，各飲料生產(chǎn)商紛紛加快了新品的研發(fā)及推送力度。中辰輕機始終緊跟市場腳步，潛心研發(fā)適應(yīng)飲料企業(yè)新產(chǎn)品、新工藝、新流程的混比設(shè)備，助力飲料企業(yè)為消費者提供多元化、個性化飲品。

1.常規(guī)混比機工藝及原理

常規(guī)碳酸型軟飲料包括：糖、水、CO2 及其他微量組分等三大組分。常規(guī)的生產(chǎn)工藝流程為，預(yù)制糖漿送至混比機糖漿配比單元；食品級潔凈水送至混比機水處理單元；食品級CO2 氣體送至混比機飲料碳酸化單元。然后由混比機對上述三組分按預(yù)設(shè)的配方比例精確配比，生產(chǎn)出符合研發(fā)配方的飲品。

中辰輕機研發(fā)的全自動常規(guī)碳酸飲料混比機，主要包括脫氧功能模塊M1、糖、水配比功能模塊M2、冷卻降溫功能模塊M3、飲料CO2 碳酸化功能模塊M4，緩沖穩(wěn)定單元M5 及整機控制中心PLC 操控系統(tǒng)M6 模塊等，見圖1。

圖 1. 混比簡化流程示意圖

圖 2.新型混比機簡化流程示意圖

然而，上述固定的工藝流程模式已不能滿足飲料企業(yè)產(chǎn)品多樣化生產(chǎn)的需求。為了適應(yīng)飲料企業(yè)在產(chǎn)品種類、口味和工藝方面的不斷創(chuàng)新，公司研發(fā)多功能自動化混比機成功推向市場。

2.多功能混比機工藝流程及原理

2.1 可同時適用UHT 生產(chǎn)工藝流程型混比機

常規(guī)的混比機處理糖、水、CO2 三項介質(zhì)的模式為：預(yù)制糖漿先與水進行配比，接著對兩項混合后的物料進行冷卻，然后再對其進行CO2 碳酸化處理，最后將合格的產(chǎn)品進行穩(wěn)定及緩存。而對于某些新類飲品，因口味或貨架期原因需在上述混比過程中加入UHT 殺菌這一工藝。即：糖、水兩項介質(zhì)首先完成配比并形成初配半成品物料，該半成品物料在進行CO2 碳酸化前需先進行UHT 殺菌工藝處理，殺菌完畢再進行碳酸化等處理并最終形成合格產(chǎn)品。

圖3. 獨立碳化功能型混比機示意流程圖。

常規(guī)混比機已經(jīng)滿足不了該生產(chǎn)工藝要求。運行時，調(diào)配糖漿與水的配比是在密閉管線中完成，這種密閉性為離心泵的正常運行提供了條件，并進一步為調(diào)配糖漿與水的精確配比提供了可能性，所以，并入UHT 生產(chǎn)工藝流程后的混比機必須要在混比端與UHT 端之間重建相對穩(wěn)定的恒壓系統(tǒng)，確保調(diào)配糖漿與水的精確配比。另外，對于流量計型混比機，碳酸化過程的精準、定量實現(xiàn)，離不開精確的計量數(shù)據(jù)，既包括產(chǎn)品料液的計量數(shù)據(jù)，也包括CO2 氣體的計量數(shù)據(jù)，并入UHT 生產(chǎn)工藝流程的的混比機，也需要重新精確計量料液，為后續(xù)CO2 的精確添加提供保障。

為適應(yīng)該工藝要求并沿襲一貫的智能化、自動化、精準化設(shè)計理念，中辰輕機推出了適用UHT 工藝的混比機，見圖2。

圖4. 具有獨立脫氧功能型混比機示意流程圖

在原M1、M2 與M3 模塊之間并入了UHT 殺菌工藝模塊M7。在預(yù)調(diào)配糖漿與水按預(yù)設(shè)比例完成配比后，半成品物料進入M7 之UHT 殺菌模塊，完成殺菌后的半成品物料再重新進入混比機完成降溫及碳化工作。為確保整個混比過程的精準性，與并入的UHT 殺菌工藝模塊M7 的全部連接的PID 組成部分充分考慮了壓力、流量等可能的變化因素，并配置相應(yīng)的穩(wěn)壓及流量測量等流程元件，確保半成品物料進出UHT 模塊時整個混比系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

同時，為滿足客戶產(chǎn)品多樣性及工藝流程的差異性要求及滿足客戶常規(guī)產(chǎn)品生產(chǎn)及UHT 產(chǎn)品生產(chǎn)的快速轉(zhuǎn)換要求，中辰混比機對整臺設(shè)備的兩種工藝流程之間做了自動物理阻隔并配置相應(yīng)的轉(zhuǎn)換管站，使每種工藝流程形成各自獨立的控制程序，實現(xiàn)常規(guī)配比工藝與帶有UHT 工藝之間的快捷、自動切換。

2.2 具有獨立碳化功能型混比機

碳酸飲料因其特有的殺口感及清涼作用而備受消費者喜愛，對于果汁型或果味型飲料，飲用過程中當CO2氣體逸出時，還能夠帶出飲品中的香味，有助于突出飲品的風(fēng)味特征。所以乳味、果味等風(fēng)味型飲料，被越來越多的飲料生產(chǎn)碳酸化。相應(yīng)，具有獨立碳化功能的混合機需求也隨之增加。中辰輕機研發(fā)的具有獨立碳化功能型混比機，見圖3。

通過程序和物理阻隔對糖、水配比功能模塊M2、部分功能進行屏蔽，不同特性果味飲料根據(jù)脫氧功能模塊M1 需要，可以在通道1、2 之間切換。通道1 物料通過噴嘴霧化進入脫氧罐，vacuum-p 真空泵負壓實現(xiàn)脫氧功能；通道2 物料直接進入變身為過程緩存罐的脫氧罐，vacuum-p 真空泵關(guān)閉。物料然后經(jīng)模塊M3 冷卻降溫與CO2 在模塊M4 實現(xiàn)碳化功能，實現(xiàn)果味飲料有碳化飲料剎口感的作用。

2.3 具有獨立脫氧型功能混比機

依據(jù)飲料生產(chǎn)企業(yè)配方飲品的特點及前處理具體工藝，當飲料經(jīng)過混比機脫氧模塊M1 時，生產(chǎn)者可選擇通道1 啟用，其中vacuum-p 真空泵打開以實現(xiàn)脫氧功能。中辰輕機研發(fā)具有獨立脫氧功能型混比機，見圖4。

通過程序和物理阻隔屏蔽糖、水配比功能模塊M2、飲料CO2 碳酸化功能模塊M4，設(shè)備實現(xiàn)獨立脫氧型功。

2.4 常規(guī)工藝型功能混比機

多功能混比機屏蔽多余功能就可以實現(xiàn)常規(guī)工藝。依據(jù)客戶產(chǎn)品多樣化生產(chǎn)需要，通過物理管線切換與內(nèi)置多種產(chǎn)品工藝程序的配合，使得整機可實現(xiàn)四種工作流程模式，實現(xiàn)一機多用功能。

中辰輕機多功能自動化混比機已被健力寶、元氣森林、上海維他、百威啤酒等國內(nèi)外諸多飲品企業(yè)使用，在多種產(chǎn)品工藝之間的快速切換取得良好市場效果。