技术领域
本发明涉及冷冻颗粒生产技术领域，具体地，涉及一种颗粒速冻成型系 统。
背景技术
在酸奶及乳酸菌饮料的生产过程中，高品质的发酵剂是保证产品质量的 前提。历史上，发酵剂的制备可分为四个发展阶段，即：天然发酵剂阶段、 传统液体发酵剂阶段、冷冻浓缩干燥发酵剂阶段、深冷发酵剂阶段。其中， 随着冷链运输技术的进步，及生产企业对于发酵剂品质要求的提高，使用液 氮深冷技术制备的直投式发酵剂开始逐渐的受到市场的亲睐。液氮深冷法主 要是将菌体与保护剂混溶，利用液氮为冷却介质，使菌体与液氮直接接触， 在极短的时间内使菌体冻结。液氮深冷技术的冻结速度快，产品品质好，能 耗小、安全性高，生产成本低，是一种很有前景的绿色食品冷加工技术。而 且液氮深层冷冻制得的发酵剂有发酵剂菌体存活率高、发酵速度快、发酵剂 原有的产香性能可保持等优点。
利用液氮深冷法在生产冷冻颗粒的过程中，液氮会蒸发产生氮气冷气， 目前，该产生的氮气冷气会排放至大气中，造成冷气资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种颗粒速冻成型系统，该颗粒速冻成型系统能够 充分利用资源，从而节约能耗。
为了实现上述目的，本发明提供一种颗粒速冻成型系统，所述颗粒速冻 成型系统包括冷藏设备以及用于制备冷冻颗粒的颗粒速冻成型设备，所述颗 粒速冻成型设备与所述冷藏设备之间连接有用于将所述颗粒速冻成型设备 中产生的冷气排放至所述冷藏设备中的排风装置。
优选地，所述颗粒速冻成型设备包括从上向下延伸的导流通道，还包括 能够挤出物料液滴并使所述物料液滴落至所述导流通道的物料挤出装置以 及能够对应所述导流通道排放液氮的液氮供应装置；
所述颗粒速冻成型设备还包括具有入口和出口的主机仓，所述导流通道 设置在所述主机仓内，所述物料挤出装置和所述液氮供应装置设置在所述主 机仓的所述入口处，所述排风装置设置在所述出口处。
优选地，所述物料挤出装置包括对应所述导流通道设置的多个挤料孔， 所述物料液氮供应装置包括对应所述导流通道设置的多个排液槽，多个所述 挤料孔对应于多个所述排液槽之间的空间设置。
优选地，所述导流通道为多个，多个所述挤料孔和多个所述排液槽分别 分为多组，每个所述导流通道对应一组所述挤料孔和一组所述排液槽。
优选地，所述导流通道包括由多个彼此倾斜的导流板首尾相接形成的弯 折结构。
优选地，所述导流通道设置成宽度从上至下缩小。
优选地，所述颗粒速冻成型设备还包括具有多个排液孔的排液导料板， 所述排液导料板承接在所述导流通道的底端，并倾斜向下延伸。
优选地，所述排液导料板的底端设置有收集装置，所述收集装置包括设 置在所述排液导料板底端的收集盘以及能够使得所述收集盘在水平方向来 回移动的移动机构。
优选地，所述移动机构包括连杆以及能够旋转的转盘，所述连杆的一端 铰接在所述收集盘上，另一端铰接在所述转盘的非中心位置。
优选地，所述主机仓的底部设置有液氮池，所述液氮池与所述液氮供给 装置之间设置有用于在所述液氮池与所述液氮供给装置之间形成液体循环 的液泵。
优选地，所述液氮池连通有补液装置和/或所述液氮池中设置有液位计。
优选地，所述主机仓的壳体上设置有保温层。
优选地，所述冷藏设备包括箱体，所述箱体内有多个第一隔板和多个第 二隔板，多个所述第一隔板和多个所述第二隔板间隔交错地沿所述箱体的高 度方向设置；
所述箱体具有相对的第一侧壁和第二侧壁，多个所述第一隔板的一端分 别固定在所述第一侧壁上，另一端分别与所述第二侧壁之间形成有间隙；多 个所述第二隔板的一端分别固定在所述第二侧壁上，另一端分别与所述第一 侧壁之间形成有间隙；
所述箱体上设置有用于连接所述排风装置的接口，所述接口设置在最下 面的所述第一隔板和所述第二隔板的下方。
优选地，多个所述第一隔板均垂直于所述第一侧壁，多个所述第二隔板 均垂直于所述第二侧壁。
优选地，所述箱体上设置有多个开门，每个所述开门对应所述第一隔板 和所述第二隔板分隔形成的所述箱体内的至少一个子空间。
优选地，所述箱体的底部设置有液氮槽。
优选地，所述冷藏设备还包括用于从外界抽取空气并排向所述液氮槽的 抽风装置。
优选地，所述箱体的顶部设置有排气管。
优选地，所述第一隔板和所述第二隔板分隔形成的所述箱体内的每个子 空间内分别设置有至少一层置物架。
优选地，所述箱体的底部设置有滚轮。
优选地，所述箱体的壁上设置有保温层。
本发明提供的颗粒速冻成型系统中，颗粒速冻成型设备在制备冷冻颗粒 的过程中液氮蒸发产生冷气的通过排风装置排放至冷藏设备中，相比现有技 术中直接将液氮蒸发产生的冷气排放至大气中的方式，本发明提供的颗粒速 冻成型系统能够充分利用资源，提高了液氮的利用率，从而能够降低能耗。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与 下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在 附图中：
图1为本发明的一个实施方式中提供的颗粒速冻成型系统的结构示意 图；
图2为颗粒速冻成型设备的结构示意图；
图3为物料挤出装置和液氮供应装置配合安装的结构示意图；
图4为物料挤出装置的结构示意图(从底部看)；
图5为液氮供应装置的结构示意图；
图6为第一导流板的结构示意图；
图7为第二导流板的结构示意图；
图8为第三导流板的结构示意图；
图9为排液导料板的结构示意图；
图10为冷藏设备的结构示意图。
附图标记说明
100-颗粒速冻成型设备； 1-主机仓；
11-入口； 12-出口；
13-液氮池； 14-液位计；
2-物料挤出装置； 21-挤料孔；
22-物料管路； 3-液氮供应装置；
31-排液槽； 32-液氮管路；
4-导流通道； 41-第一导流板；
42-第二导流板； 43-第三导流板；
5-排液导料板； 6-收集装置；
61-收集盘； 62-转盘；
63-连杆； 7-液泵；
8-液氮补料管； 9-排风装置；
200-冷藏设备； 201-箱体；
202-滚轮； 203-第一侧壁；
204-第二侧壁； 205-第一隔板；
206-第二隔板； 207-液氮槽；
208-接口； 209-排气管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是， 此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发 明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，本发明中使用的如“上、下、 内、外”等指示方位或位置关系的词均是基于产品在使用状态时的方位或位 置关系。
本发明提供一种颗粒速冻成型系统，如图1所示，该颗粒速冻成型系统 包括冷藏设备200以及用于制备冷冻颗粒的颗粒速冻成型设备100，颗粒速 冻成型设备100与冷藏设备200之间连接有用于将该颗粒速冻成型设备100 中产生的冷气排放至冷藏设备200中的排风装置9。
颗粒速冻成型设备100在制备冷冻颗粒的过程中，液氮会蒸发产生冷气， 本发明通过排风装置9将该冷气排放至冷藏设备200中，可充分利用该冷气 使得冷藏设备200具有冷藏效果。因此相比现有技术中直接将液氮蒸发产生 的冷气排放至大气中的方式，本发明提供的颗粒速冻成型系统能够充分利用 资源，提高液氮的利用率，从而降低能耗。
下面通过具体实施方式分别对颗粒速冻成型设备100和冷藏设备200进 行详细说明。
应注意的是，本发明的技术核心在于，颗粒速冻成型设备100产生的冷 气能够通过排风装置9排放至冷藏设置200中。因此，本发明并不限于本实 施方式中提供的颗粒速冻成型设备100和冷藏设备200，也可为其它类型的 能够产生冷气的颗粒速冻成型设备100以及能够通入冷气的冷藏设备200。
如图1和图2所示，本实施方式提供的颗粒速冻成型设备100包括从上 向下延伸的导流通道4，还包括能够挤出物料液滴并使所述物料液滴落至导 流通道4的物料挤出装置2以及能够对应导流通道4排放液氮的液氮供应装 置3。通过设置物料挤出装置2和液氮供应装置3，使物料液滴和液氮均下 落至导流通道4中并沿导流通道4同时下滑，物料液滴和液氮落至导流通道 4中时相互接触，物料液滴在下滑的过程中完成冻结，形成冷冻颗粒。
所述颗粒速冻成型设备100还包括具有入口11和出口12的主机仓1， 导流通道4设置在主机仓1内，物料挤出装置2和液氮供应装置3设置在主 机仓1的入口11处，排风装置9设置在出口12处，液氮在整个过程中以会 产生冷气，该冷气可通过排风装置9排放到冷藏设备200中。
本实施方式提供的颗粒速冻成型设备100结构简单，易于维护，成本低 且实用。而且，该设备是在物料液滴与液氮在导流通道4中一起下滑时，通 过物料液滴与液氮接触而冷冻成型的。各物料液滴在导流通道4下滑的过程 中进行冻结不容易产生粘连，因此，利用本实施方式提供的颗粒速冻成型设 备来制造冷冻颗粒，能提高颗粒的分离度，使得成品颗粒均匀，利于提高产 品质量，从而有效解决了现有技术中制造的冷冻颗粒之间容易产生粘连，影 响产品质量的问题。
其中，物料挤出装置2以及液氮供应装置3的结构如图3-图5所示，物 料挤出装置2包括对应导流通道4设置的多个挤料孔21，液体物料从物料管 路22进入到各挤料孔21，并从各个挤料孔21挤出并形成多个物料液滴，物 料液滴可自由落体下落至导流通道4上；物料液氮供应装置3包括对应导流 通道4设置的多个排液槽31，液氮从液氮管路32进入到各液氮槽31中，从 各液氮槽31中自由落体下落至导流通道4。其中，多个挤料孔21对应于多 个排液槽31之间的空间设置。
本实施方式中，优选地，导流通道4设置有多个，多个挤料孔21和多 个排液槽31分别分为多组，每个导流通道4对应一组挤料孔21和一组排液 槽31。通过将挤料孔21和排液槽31分为多组，并将各组分配给不同的导流 通道4，这样可避免较多的物料液滴落入一个导流通道4，从而能更好地分 离冷冻成型的颗粒，更好地避免各颗粒之间产生粘连。
更优选地，如图3和图5所示，多个挤料孔21分为多排，呈阵列布置， 排液槽31为并行设置的多个，每排挤料孔21对应于排液槽31之间的空间， 即每排挤料孔21与每排排液槽31间隔设置。本实施方式中每个导流通道4 对应一排挤料孔21及一个排液槽31，挤料孔21及排液槽31均沿导流通道 4的宽度方向布置。
本实施方式中，每个导流通道4包括由多个彼此倾斜的导流板首尾相接 形成的弯折结构。将导流通道4设置为弯折结构，能够增长导流通道4的长 度，使得冷冻颗粒在足够长的通道中下滑以达到完全冻结，同时还能够节省 导流通道4所占用的空间。
每个导流通道4具体是由第一导流板41、第二导流板42和第三导流板 43首尾相接形成，第一导流板41、第二导流板42和第三导流板43的结构 分别如图6、图7及图8所示。其中，第二导流板42呈上宽下窄的梯形结构， 且第二导流板42的上端与第一导流板41的下端宽度相同，第二导流板42 的下端与第三导流板43的上端宽度相同，这样，在三个导流板首尾相接后， 形成的导流通道4的宽度为从上至下缩小，导流通道4的宽度从上至下缩小 设置，是为使得液氮在导流通道4下落的过程中始终保持在一定深度，而不 会因液氮在导流通道4下滑过程中由于蒸发或泄漏等原因而逐渐变浅，从而 保证冷冻颗粒在下滑过程中始终与液氮充分接触。
当然，导流通道4的设置并不限于本实施方式中的设置，在其它实施方 式中，导流通道4也可以由二个导流板或更多个导流板构成，也不限于仅将 第二导流板42设置为梯形结构，如还可将每个导流板均设置为梯形，从而 使得导流通道4的宽度从上至下缩小。
主机仓1内还设置有排液导料板5，如图2和图9所示，该排液导料板 5具有多个排液孔，承接在导流通道4的底端，并倾斜向下延伸。液氮裹挟 着冷冻成型的颗粒沿导流通道4下滑，在落至排液导料板5，并沿排液导料 板5下滑过程中，液氮经排液导料板5的排液孔排出，从而筛选出冷冻成型 的颗粒。
排液导料板5的底端设置有收集装置6，筛选出的冷冻颗粒可沿排液导 料板5下落至收集装置6中。其中，收集装置6包括设置在排液导料板5底 端的收集盘61以及能够使得收集盘61在水平方向来回移动的移动机构，收 集盘61来回移动能够使得收集的颗粒均匀铺在收集盘61中，从而收集较多 的颗粒。
优选地，所述移动机构包括连杆63以及能够旋转的转盘62，连杆63 的一端铰接在所述收集盘61上，另一端铰接在所述转盘62的非中心位置。 在转盘62旋转过程中，带动连杆63运动，以通过连杆63的运动带动收集 盘61来回移动。本领域技术人员应该理解，能够带动收集盘61移动的移动 机构并不限于本实施方式中的连杆63和转盘62，如还可通过设置液压机构 等来驱动收集盘61来回移动。
本实施方式中，在主机仓1的底部设置有液氮池13，从排液导料板5 的排液孔排出的液氮落入到液氮池13。在液氮池13与液氮供给装置3之间 设置有液泵7，液氮池13中的液氮通过液泵7输送至液氮供给装置3，液氮 又通过液氮供给装置3下落至液氮池13中，由此液氮形成循环，这样不仅 能够提高液氮的利用率，而且液氮的循环运行，利于实现连续生产。
此外，为避免生产过程中液氮所产生的冷气的散发，在主机仓1的壳体 上设置有保温层，以减少冷气的散发。
由于生产过程中，液氮不可避免地将蒸发而损失部分的液氮，为补充损 失的液氮，液氮池13连通有补液装置(图中未示)，该补液装置通过液氮补 料管8与液氮池13连通，在液氮池13中的液位低于设定液位时，可通过补 液装置向液氮池中补入液氮。
为获取液氮池13的液位信息，可在液氮池13中设置液位计14。优选地， 液位计14可与控制装置连接，将获取的液位信息发送至控制装置，控制装 置根据获取的液位信息控制补液装置向液氮池13补液，保证液氮池的液位。
本实施方式中提供的冷藏设备200具体是用于转运成型的冷冻颗粒的转 运装置，当然并不限于为转运冷冻颗粒的转运装置，任何适应于冷藏的设备 均可。
本实施方式中，如图1所示，冷藏设备200包括箱体201，箱体201内 有多个第一隔板205和多个第二隔板206，多个第一隔板205和多个第二隔 板206间隔交错地沿所述箱体201的高度方向设置。箱体201具有相对的第 一侧壁203和第二侧壁204，多个第一隔板205的一端分别固定在第一侧壁 203上，另一端分别与第二侧壁204之间形成有间隙；多个第二隔板206的 一端分别固定在第二侧壁204上，另一端分别与第一侧壁203之间形成有间 隙。
优选地，多个第一隔板205均垂直于第一侧壁203，多个第二隔板206 均垂直于所述第二侧壁204。但并不限于此，在其它实施方式中，第一隔板 205和第二隔板206也可允许有倾斜。
本实施方式中提供的冷藏设备200中，交错设置的第一隔板205和第二 隔板206将箱体201内部分隔形成多个子空间，冷气在箱体201内部上升时， 沿第一隔板205与第二侧壁204之间的间隙以及第二隔板206与第一侧壁 203之间的间隙从一个子空间上升至另一个子空间内，因此箱体201内部的 气流流动形成Z字形气路，这样气流在各子空间内能够从第一侧壁203流动 至第二侧壁204处，从而使得冷气在箱体201的各子空间内分布较为均匀， 冷却效果较好。
其中，在箱体201上设置有连接排风装置9的接口208，接口208设置 在最下面的第一隔板205和第二隔板206的下方，通过该接口208，排风装 置9从颗粒速冻成型设备100排放的冷气直接排入箱体201内，然后从箱体 201的底部沿Z字形气路上升。
本实施方式中，还可在箱体1的底部设置液氮槽207，以通过在液氮槽 207中放置的液氮蒸发产生的氮气来对箱体201内部进行冷却。也就是说， 本实施方式中的冷藏设备200在离开颗粒速冻成型设备100时，可通过箱体 201底部的液氮进行冷却，从而保证冷藏设备200在脱离颗粒速冻成型设备 100时也能够正常运行。
为使得液氮槽207中的液氮能够蒸发产生冷气，所述冷藏设备200还包 括用于从外界抽取空气并排向所述液氮槽207的抽风装置(图中未示)，外 界的空气进入到箱体201内与液氮接触，液氮在空气的作用下蒸发。
另外，在箱体201的顶部设置有排气管209，使得箱体201内部的气流 流通。
本实施方式中，第一隔板205和第二隔板206分隔形成的所述箱体201 内的每个子空间内分别设置有至少一层置物架，当然，置物架具体需根据所 要存放的物品进行合适的设置。本实施方式中在置物架上放置从颗粒速冻成 型设备100中收集速冻颗粒的收集盘61。
实际生产中，颗粒速冻成型设备100冷冻形成冷冻颗粒，可采用收集盘 61在主机仓1的出口12处收集冷冻颗粒，该过程中颗粒速冻成型设备100 产生的冷气通过排风装置9排放到该冷藏设备200中，在冷冻颗粒收集完毕， 并将装有冷冻颗粒的收集盘61放置于冷藏设备200内之后，可断开冷藏设 备200与排风装置9的连接，并将冷藏设备200转运至下一流水作业处，进 行后续作业，例如称量包装或冻干等。当然，在断开排风装置9的连接后， 冷藏设备200自带的抽风装置运行，使得箱体201内的液氮蒸发，以使得该 冷藏设备200自身产生冷气进行冷却。
为减少冷藏设备200在开门存取物品时冷气的散发，优选地，箱体201 上设置有多个开门，每个所述开门对应第一隔板205和第二隔板206分隔形 成的箱体201内的至少一个空间。更优选地，每个所述开门对应一个所述空 间。存取物品时，只打开所需空间所对应的开门即可。
为减少冷藏设备200冷气的散发，箱体201的壁上设置有保温层。
另外，本实施方式中，在箱体201的底部设置有滚轮202，通过设置滚 轮202可方便地移动该冷藏设备200。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限 于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明 的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特 征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必 要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其 不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。