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笼式单晶冰糖结晶器
申请号	CN202410076932.8	申请日	2024-01-18	公开(公告)号	CN117757997A	公开(公告)日	2024-03-26
申请人	湖南宏泰化工生产专用设备制造有限公司;			发明人	李培学; 刘法江; 付余明;
摘要	本发明属于单晶冰糖制备领域，公开了一种笼式单晶冰糖结晶器，转笼部分沉浸在母液槽的母液中，转笼的内腔通过隔板分隔成多个腔室，在每个腔室均设置有出料绞龙，能利用驱动装置和动力缸实现自动排料。该结晶器由驱动装置提供旋转速度，实现转笼内物料与外部空气的的间歇换热，同时使蔗糖分子能够及时地补充到单晶体冰糖的表面，从而使糖液包裹的晶粒温度交替下降，糖液一直保持1.03～1.06的过饱和度，晶粒在过饱和度的推动下实现不断的结晶，形成单晶冰糖。整个冷却结晶方式无需提供真空度或者额外的蒸汽，物料只与空气交替换热，能耗低，可在72～80小时实现晶体在温度区间内的晶体均匀生长，达到所需晶体产品的粒度，生产出的单晶冰糖晶体质量高且粒度均匀。
权利要求	1.一种笼式单晶冰糖结晶器，包括母液槽、转笼、主轴和驱动装置；其特征在于：所述转笼设于主轴上并转动安装于母液槽内，所述驱动装置驱动主轴带动转笼转动，所述转笼的外壁设有若干孔径小于冰糖晶种的过液孔；所述转笼由多块隔板将其内腔分隔为多个腔室，每个腔室均设有晶种进料口，且每个腔室靠近转笼内壁处均转动设有出料绞龙，所述出料绞龙的排料端设有排料口；所述母液槽靠近排料口的一端设有与排料口间隙对接的带开合门的出料口；所述母液槽正对出料口的一端设有滑移式转轴，所述转轴的一端连接动力装置，另一端与出料绞龙插接，利用动力装置推出转轴与出料绞龙插接的同时驱动转轴带动出料绞龙转动。 2.根据权利要求1所述的笼式单晶冰糖结晶器，其特征在于：所述驱动装置的输出轴与主轴之间设有电磁离合器。 3.根据权利要求2所述的笼式单晶冰糖结晶器，其特征在于：所述动力装置包括动力缸和传动副，所述动力缸与转轴的端部转动连接，所述传动副连接所述转轴和驱动装置的输出轴，利用驱动装置驱动转轴转动。 4.根据权利要求3所述的笼式单晶冰糖结晶器，其特征在于：所述动力缸为气缸、液压缸、电动推杆、电液推杆中的一种。 5.根据权利要求3所述的笼式单晶冰糖结晶器，其特征在于：所述传动副为链传动、同步带传动、皮带传动中的一种，其包括设于驱动装置的输出轴上的主动轮、设于转轴上的从动轮和连接主动轮和从动轮的连接件。 6.根据权利要求5所述的笼式单晶冰糖结晶器，其特征在于：所述转轴与出料绞龙的插接端的端部外壁设有多个凸齿，所述出料绞龙的端部设有与所述转轴的插接端相插接的插孔，所述插孔内设有多个弧形槽。 7.根据权利要求6所述的笼式单晶冰糖结晶器，其特征在于：所述凸齿设有2个，所述弧形槽设有2个，且所述弧形槽的弧长为凸齿宽度的倍数。 8.根据权利要求5所述的笼式单晶冰糖结晶器，其特征在于：所述从动轮与母液槽的外壁通过轴承转动连接，所述转轴远离插接端的外壁设为花键轴结构，所述从动轮的内壁设为花键孔结构。 9.根据权利要求3所述的笼式单晶冰糖结晶器，其特征在于：所述转轴与动力缸的连接端的端部螺接有转动连接件，所述转动连接件的内腔中过盈装配有轴承，所述轴承的内圈与动力缸的顶杆过盈装配，所述转动连接件的内腔敞口端设有端板。 10.根据权利要求1所述的笼式单晶冰糖结晶器，其特征在于：所述母液槽采用带降温夹套的母液槽，其顶部设有母液进口，槽底设有母液出口，且所述母液槽内的母液液面保持在所述主轴的中心线位置。
说明书全文	笼式单晶冰糖结晶器技术领域 [0001] 本发明属于单晶冰糖制备领域，具体为一种笼式单晶冰糖结晶器。背景技术 [0002] 单晶冰糖是由砂糖溶解提纯后结晶而成，呈单晶体状。其制备步骤为白砂糖溶解后加入连二亚硫酸钠(白砂糖总重量的0.003％)，然后过滤，吸入结晶罐，加入晶种，开动回转式单晶冰糖结晶罐使其左右摇摆进行结晶，控制糖真空、控制温度、控制糖蜜饱和度使单晶结晶罐内晶种结晶。此时糖液为过饱和溶液，糖度为70‑73BX，温度为65℃～75℃，真空度为80kPa，加入20％粒度为2～3mm的冰糖晶种(由冰糖破碎后筛选)作为种子，结晶完成后将结晶罐内的冰糖蜜抽出，再将结晶好的冰糖从结晶罐中掏出后一般用小推车运走后倒入离心分离机甩干，烘干打包。 [0003] 上述的回转式单晶冰糖结晶罐，其顶部设有糖浆入口、底部设有母液出口，母液出口通过母液循环泵与低温浓缩罐的底部连接，物料储罐也与低温浓缩罐底部连接，低温浓缩罐底端的出料口与回转式单晶冰糖结晶器的糖浆入口连接，低温浓缩罐的顶端与真空泵、冷凝器连接。在这种结晶工艺中，需要保持罐内真空度，存在能耗较高的问题，且由于结构所限只能人工出料，生产现场卫生条件差，单条生产线需要的摇摆式结晶罐数量多，结构较复杂，制造成本高，生产操作和维修麻烦，较难实现自动化操作。发明内容 [0004] 本发明旨在解决现有回转式单晶冰糖结晶罐存在的能耗较高、结构较复杂、设备制造成本高、生产操作和维修麻烦的问题。为此，本发明提供一种能耗低、结构简单、制造成本低且生产操作简单的笼式单晶冰糖结晶器，为常压结晶设备。 [0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： [0006] 提供一种笼式单晶冰糖结晶器，包括母液槽、转笼、主轴和驱动装置；所述转笼设于主轴上并转动安装于母液槽内，所述驱动装置驱动主轴带动转笼转动，所述转笼的外壁设有若干孔径小于冰糖晶种的过液孔；所述转笼由多块隔板将其内腔分隔为多个腔室，每个腔室均设有晶种进料口，且每个腔室靠近转笼内壁处均转动设有出料绞龙，所述出料绞龙的排料端设有排料口；所述母液槽靠近排料口的一端设有与排料口间隙对接的带开合门的出料口；所述母液槽正对出料口的一端设有滑移式转轴，所述转轴的一端连接动力装置，另一端与出料绞龙插接，利用动力装置推出转轴与出料绞龙插接的同时驱动转轴带动出料绞龙转动。 [0007] 在本发明的一种较佳实施例中，所述驱动装置的输出轴与主轴之间设有电磁离合器。 [0008] 在本发明的一种较佳实施例中，所述动力装置包括动力缸和传动副，所述动力缸与转轴的端部转动连接，所述传动副连接所述转轴和驱动装置的输出轴，利用驱动装置驱动转轴转动。 [0009] 在本发明的一种较佳实施例中，所述动力缸为气缸、液压缸、电动推杆、电液推杆中的一种。 [0010] 在本发明的一种较佳实施例中，所述传动副为链传动、同步带传动、皮带传动中的一种，其包括设于驱动装置的输出轴上的主动轮、设于转轴上的从动轮和连接主动轮和从动轮的连接件。 [0011] 在本发明的一种较佳实施例中，所述转轴与出料绞龙的插接端的端部外壁设有多个凸齿，所述出料绞龙的端部设有与所述转轴的插接端相插接的插孔，所述插孔内设有多个弧形槽。 [0012] 在本发明的一种较佳实施例中，所述凸齿设有2个，所述弧形槽设有2个，且所述弧形槽的弧长为凸齿宽度的倍数。 [0013] 在本发明的一种较佳实施例中，所述从动轮与母液槽的外壁通过轴承转动连接，所述转轴远离插接端的外壁设为花键轴结构，所述从动轮的内壁设为花键孔结构。 [0014] 在本发明的一种较佳实施例中，所述转轴与动力缸的连接端的端部螺接有转动连接件，所述转动连接件的内腔中过盈装配有轴承，所述轴承的内圈与动力缸的顶杆过盈装配，所述转动连接件的内腔敞口端设有端板。 [0015] 在本发明的一种较佳实施例中，所述母液槽采用带降温夹套的母液槽，其顶部设有母液进口，槽底设有母液出口，且所述母液槽内的母液液面保持在所述主轴的中心线位置。 [0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0017] 一、本发明采用笼式常压结晶技术，使冷却结晶的过程更加温和，这是利用常压下冰糖晶种在饱和溶液中反复进出产生的温差，在晶种周围就会培养出结晶，从而使晶体慢慢长大。这种原理有效解决了以往摇摆式结晶器工艺复杂，较难控制工艺参数的问题，本发明的结晶器的结构和动力驱动更加简单、可靠，且消除了人工出料工作量大、卫生条件差、生产效率低等诸多问题，使得冰糖结晶过程中挂壁结块现象得到明显改善； [0018] 二、本发明的结晶器转笼为单一的旋转结构，转笼上布置有略小于晶种的过液孔，作为热交换通道及蔗糖溶液的流通通道，腔室之间的隔板是互相隔离的，这样的布置结构可以控制晶种反复进出溶液的次数，一台简单的减速电机就可以解决晶体在溶液中的进出速度和空气的热交换时间；另外，结晶器的转笼中设计有出料绞龙，结晶完成的晶体在打开出料口后实现自动落料。附图说明 [0019] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图， [0020] 其中： [0021] 图1是本发明提供的笼式单晶冰糖结晶器的立面结构原理图； [0022] 图2是本发明提供的转笼的剖视图； [0023] 图3是本发明提供的出料绞龙与动力装置的连接剖视图； [0024] 图4是本发明提供的出料绞龙的插孔结构图。 [0025] 附图中，各标号所代表的部件列表如下： [0026] 1—母液槽、1.0—降温夹套、1.1—母液进口、1.2—母液出口、1.3—出料口、1.4—开合门、2—转笼、2.0—过液孔、2.1—隔板、2.2—晶种进料口、2.3—排料口、3—主轴、4—驱动装置、5—出料绞龙、5.0—插孔、5.1—弧形槽、6—转轴、6.1—凸齿、7—电磁离合器、8—动力缸、9—传动副、9.1—从动轮、10—转动连接件、10.1—端板、11—轴承。具体实施方式 [0027] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。 [0029] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0030] 另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。 [0031] 实施例一 [0032] 本实施例提供一种笼式单晶冰糖结晶器，如附图1所示，包括母液槽1、转笼2、主轴3和驱动装置4，其中： [0033] 所述母液槽1优选用带降温夹套1.0的母液槽，采用这种母液槽能利用夹套内的介质维持母液槽在一个稳定的结晶温度。如附图1和附图2所示，母液槽1的顶部设有母液进口1.1，用于向母液槽内注入母液(即蔗糖溶液)，槽底设有母液出口1.2，用于出料时排出母液。 [0034] 所述转笼2设于主轴3上，主轴3的两端可转动密封的安装于母液槽1上，主轴3由驱动装置4驱动其转动，主轴转动的同时转笼也跟着转动。本实施例的驱动装置由驱动电机和减速机组成。 [0035] 优选的，如附图2所示，所述转笼2由多块隔板2.1将其内腔分隔为多个腔室，每个腔室均设有晶种进料口2.2，晶种由晶种进料口分别进入到每个腔室内。转笼2的外壁设有若干孔径小于冰糖晶种的过液孔2.0，过液孔作为热交换通道及母液的流通通道。 [0036] 优选的，如附图2所示，本实施例中母液的注入液位高度为：母液液面保持在所述主轴3的中心线位置。这种设计在转笼转动的过程中，位于转笼上方的腔室将脱离母液的液面，与外界空气直接进行热交换，只需控制驱动装置的转速即可控制晶体在母液中的进出速度和与空气热交换的时间。具体的，可在母液槽上设置液位开关，以保证母液的液位维持在一定范围以内。 [0037] 进一步的，为了解决出料问题，如附图1所示，本实施例在每个腔室靠近转笼2内壁处均转动设有出料绞龙5，所述出料绞龙5的排料端设有排料口2.3。优选的，母液槽1靠近排料口2.3的一端设有与排料口间隙对接的带开合门1.4的出料口1.3；该间隙略小于结晶后的最小冰糖的大小，防止出料时冰糖从该间隙掉落至母液槽内；开合门1.4优选为电动控制的开合门，作为自动化控制排料的前提条件。 [0038] 进一步的，为了解决出料绞龙的动力问题，如附图1所示，母液槽1正对出料口1.3的一端设有滑移式转轴6，该滑移式转轴能左右移动且能转动，所述转轴6的一端连接动力装置，另一端与出料绞龙5插接，利用动力装置推出转轴6与出料绞龙5插接的同时驱动转轴6带动出料绞龙5转动。具体的，本实施例中的动力装置包括能控制转轴左右移动的动力缸，驱动转轴转动的驱动件。 [0039] 工作原理：转笼部分沉浸在母液中，转笼由驱动装置提供旋转速度，实现转笼内物料与外部空气的的间歇换热，同时使蔗糖分子能够及时地补充到单晶体冰糖的表面，从而使糖液包裹的晶粒温度交替下降，糖液一直保持1.03～1.06的过饱和度，晶粒在过饱和度的推动下实现不断的结晶，形成单晶冰糖。 [0040] 具体实施时，将筛分好的晶种通过晶种罐运送到晶种进料口上方，依次打开各晶种进料口，将晶种放入转笼的各腔室内，晶种量是晶体量的20％～30％，开启驱动装置，保证转笼的匀速旋转，经过72～90小时的时间，整个转笼内的晶种不断长大成所需的冰糖晶体，观察晶体满足要求后，打开出料口，关闭驱动装置，利用动力装置逐一将转笼各腔室的晶体排出，完成整个结晶过程。本实施例中的冷却结晶方式无需提供真空度或者额外的蒸汽，物料只与空气交替换热，能耗低，可在72～80小时实现晶体在温度区间内的晶体均匀生长，达到所需晶体产品的粒度，生产出的单晶冰糖晶体质量高且粒度均匀。 [0041] 实施例二 [0042] 在实施例一的基础上，如附图1所示，本实施例实现驱动装置作为动力装置中的驱动件。为此，本实施例在所述驱动装置4的输出轴与主轴3之间设有电磁离合器7，可通过电磁离合器的作用实现驱动装置工作时，转笼不转动。 [0043] 优选的，本实施例中的所述动力装置包括动力缸8和传动副9，所述动力缸8与转轴6的端部转动连接，转动连接的方式，使转轴在转动时不会损坏动力缸。具体的，本实施例中的动力缸8为气缸、液压缸、电动推杆、电液推杆中的一种，本实施例可选为气缸。所述传动副9连接所述转轴6和驱动装置4的输出轴，利用驱动装置驱动转轴转动。具体的，本实施例中的所述传动副9为链传动、同步带传动、皮带传动中的一种，其包括设于驱动装置的输出轴上的主动轮、设于转轴上的从动轮和连接主动轮和从动轮9.1的连接件。本实施例可选为链传动，则主动轮为主动链轮，从动轮为从动链轮，连接件为传动链。本实施例利用驱动装置驱动转轴转动，利用动力缸驱动转轴移动，从而实现转轴在排料时控制出料绞龙转动排料。 [0044] 本实施例中的转轴6与出料绞龙5的插接驱动连接结构优选为：如附图3和附图4所示，所述转轴6与出料绞龙5的插接端的端部外壁设有多个凸齿6.1，所述出料绞龙5的端部设有与所述转轴6的插接端相插接的插孔5.0，所述插孔5.0内设有多个弧形槽5.1。优选的，所述凸齿6.1设有2个，所述弧形槽5.1设有2个，且所述弧形槽5.1的弧长为凸齿6.1宽度的倍数。这种设计能有效降低转轴插接时存在的打齿几率。 [0045] 本实施例中的转轴6与动力缸8的转动连接结构优选为：如附图3所示，转轴6与动力缸8的连接端的端部螺接有转动连接件10，所述转动连接件10的内腔中过盈装配有轴承11，所述轴承11的内圈与动力缸8的顶杆过盈装配，所述转动连接件10的内腔敞口端设有端板10.1。 [0046] 实施例三 [0047] 在实施例二的基础上，如附图3所示，本实施例将所述从动轮9.1与母液槽1的外壁通过轴承11转动连接，所述转轴6远离插接端的外壁设为花键轴结构，所述从动轮9.1的内壁设为花键孔结构。这种结构解决了转轴在左右移动时，从动轮跟随移动而与主动轮错位的问题。 [0048] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。