一种给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置及加氮方法与流程

本发明涉及氮气添加设备技术领域，尤其涉及一种一种给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置及加氮方法。

背景技术：

食用植物油酸败主要原因是与空气中氧气接触，使油内不饱和脂肪酸发生氧化反应，形成过氧化物经分解后，最终使油脂产生具有刺激性气味氧化产物，形成严重“哈喇味”，使油脂丧失食用价值。为延长包装食用油货架期，通常添加各种抗氧化剂，其目的是中断氧化连锁反应，阻止过氧化物形成。近年因消费者志向安全“天然品”，企业将应顺趋向添加天然抗氧化剂，但目前相应成本较高。

油脂氧化又称脂肪酸败。脂肪分解后生成游离脂肪酸，脂肪酸分为“饱和脂肪酸”和“不饱和脂肪酸”，其中不饱和脂肪酸在光线、氧气等作用下，更容易缓慢地发生氧化作用，并生成氢过氧化物，氢过氧化物又裂解为低分子的醛、酮、酸等有哈喇味的产物，这一过程称为脂肪的氧化酸败。对人体健康不好。

氮气是空气的主要成分，大约占到70%，化学性质比较惰性，食用油充氮气可以防止氧化，利于保存和保持风味。空气中游离的氮气，一向被人看作是一种懒惰的气体。它似乎对什么都不感兴趣，既不帮助燃烧，也不维持生命。氮气在常温下是一种无色无嗅的气体，熔点 -209.8℃,沸点-195.6℃。在水中的溶解度很小。氮气在极低温下会液化成白色液体甚至形成白色晶状固体。市售的氮气都盛于黑色气体瓶中保存。不能燃烧，也不支持燃烧，不易溶于水。氮气化学性质十分惰性，不易与其他物质反应。

所以，包装食用油时若通过高浓度氮气存在（充氮）以降低氧气浓度，可减少食用植物油与氧气接触，从而延缓氧化酸败，也是抗氧化重要措施。因为很多生物的生长都是需要氧气的，充入氮气后，可以排除袋中的氧气，减慢氧化作用，减少了氧气生存的基础没有了，同时，氮气是一种很不活泼的物质，在常温、常压下绝大多数物质都与它不会发生反应。

食用油装罐完毕后向瓶中充入氮气，使瓶内的空气和食用油内氧气被置换出来，使瓶内顶空残氧小于3％，然后压盖密封，这样一方面使得瓶内氧化食用油的氧气残留非常低，食用油没有可供反应的氧气源；另一方面，氮气在瓶的顶空部分形成了氮封，阻隔了氧气与食用油的接触，达到了保护食用油，防止食用油氧化的效果，同时可以避免人工抗氧化剂的使用给人体健康造成的隐患。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置及加氮方法。本发明通过在食用油瓶中添加氮气可以置换瓶中的氧气，减慢氧化作用，延长食用油的储存时间。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，包括：

固定轴、固定手柄、进气管以及进气空心轴；

星轮下板，所述星轮下板上开设有用于放置食用油瓶的半圆形开口；

设置于所述星轮下板上方，用于支撑所述加氮星轮装置控制机构的星轮支柱；

设置于所述星轮支柱上方，开设有用于放置食用油瓶的半圆形开口和所述星轮下板形状、大小均相同的星轮上板；

设置于所述星轮上板和星轮下板之间，用于触碰食用油瓶从而控制气路导通或者关闭的气动机械阀；

设置于所述气动机械阀上方用于给食用油瓶添加氮气的氮气喷嘴以及设置于所述氮气喷嘴下方用于固定和带动所述氮气喷嘴进行滑动的滑块；

设置于进气空心轴上，用于控制所述滑块带动所述氮气喷嘴进行径向运动的凸轮盘。

优选地，所述给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，其中，所述星轮下板上对称设置有用于放置食用油瓶的半圆形开口，所述开口数量为6个。

优选地，所述给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，其中，所述星轮上板上对称设置有用于放置食用油瓶的半圆形开口，所述开口数量为6个，所述星轮上板开设的6个开口和所述星轮下板上开设的6个开口上下对应，形状和大小完全相同。

优选地，所述给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，其中，所述星轮上板上设置有用于所述氮气喷嘴做直线往复运动的滑轨，所述滑块带动氮气喷嘴通过滑轨往所述星轮上板的圆心或者所述星轮上板的开口中心方向运动。

优选地，所述给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，其中，所述氮气喷嘴数量为6个，固定在所述滑块上。

优选地，所述给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，其中，设置于所述星轮上板上，在所述进气空心轴和6个所述氮气喷嘴连接的位置设置有分别给不同的氮气喷嘴输送氮气的分气套。

优选地，所述给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，其中，所述星轮上板和星轮下板在灌油机传动轴带动下作360°旋转运动。

一种给瓶装食用油添加氮气的方法，其中，所述方法包括：

步骤A，进瓶输送链上自动接收若干个食用油瓶，通过进瓶螺旋装置传送到进瓶星轮装置上；

步骤B，进瓶星轮装置将接收到的食用油瓶传送到灌油机后，灌油机将食用油添加到食用油瓶中，在食用油瓶口处预留一定的体积用来添加氮气；

步骤C，灌油机将添加完食用油的食用油瓶传送到加氮星轮装置上，所述食用油瓶固定在星轮上板和星轮下板设置的半圆形开口中，通过氮气喷嘴在食用油瓶中添加氮气；

步骤D，当氮气添加完成后，加氮星轮装置将食用油瓶传送到压盖机进行压盖密封；

步骤E，当压盖完成后，压盖机将瓶装食用油传送到出瓶星轮装置上，出瓶星轮装置将密封后瓶装食用油输出。

优选地，所述给瓶装食用油添加氮气的方法，其中，所述步骤C具体包括：

当食用油瓶灌完食用油后，在加氮星轮装置将食用油瓶传送到压盖机的过程中，通过凸轮盘控制滑块带动氮气喷嘴沿着滑轨进行径向运动到食用油瓶口上方，同时气动机械阀触碰到瓶子后控制气路导通输出氮气进行加氮工作，直到加氮完成，再进行下一个食用油瓶的加氮操作；当气动机械阀触碰不到食用油瓶时，控制气路关闭，氮气喷嘴无法喷出氮气。

优选地，所述给瓶装食用油添加氮气的方法，其中，当加氮星轮装置未处于加氮工作时，通过凸轮盘控制滑块带动氮气喷嘴由滑轨往星轮上板的圆心方向进行回缩的直线运动，直到氮气喷嘴运动到滑轨的极限位置，避免与氮气喷嘴和压盖机的压盖头碰撞。

本发明所提供的给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置及加氮方法，公开了一种给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置及加氮方法，所述装置包括固定轴、固定手柄、进气管以及进气空心轴，星轮下板，所述星轮下板上开设有用于放置食用油瓶半圆形开口；设置于所述星轮下板上方，用于支撑所述加氮星轮装置控制机构的星轮支柱；设置于所述星轮支柱上方，开设有用于放置食用油瓶半圆形开口和所述星轮下板形状、大小均相同的星轮上板；设置于所述星轮上板和星轮下板之间，用于触碰食用油瓶从而控制气路导通或者关闭的气动机械阀；设置于所述气动机械阀上方用于给食用油瓶添加氮气的氮气喷嘴以及设置于所述氮气喷嘴下方用于固定和带动所述氮气喷嘴进行滑动的滑块；设置于进气空心轴上，用于控制所述滑块带动所述氮气喷嘴进行径向运动的凸轮盘。本发明通过当食用油瓶灌完食用油后，在加氮星轮装置将食用油瓶传送到压盖机的过程中，通过凸轮盘控制滑块带动氮气喷嘴沿着滑轨进行径向运动到食用油瓶口上方，同时气动机械阀触碰到瓶子后控制气路导通输出氮气进行加氮工作，直到加氮完成；可以置换瓶中的氧气，减慢氧化作用，延长食用油的储存时间。

附图说明

图1是本发明给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置的结构示意图。

图2是本发明给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置中未处于加氮工作状态时的结构示意图。

图3是本发明给瓶装食用油添加氮气的方法的较佳实施例流程示意图。

图4是本发明给瓶装食用油添加氮气的方法完整流程中各装置的配合结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。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。

氮气是空气的主要成分，大约占到70%，化学性质比较惰性，食用油充氮气可以防止氧化，利于保存和保持风味。氮气有以下几种来源：

1.钢瓶供氮

使用钢瓶中氮气作为气源，氮气用完后可直接充气（外购）后重复使用。常用钢瓶容积为40L，装氮气量为6m³，储存氮气通常在实验室等氮气用量较少场合使用；若大量使用，需要求较多钢瓶量及储存场地、繁杂操作（连接钢瓶）、较高运输成本等。

2.液氮罐供氮

使用液态氮气作为气源，用完后可重新灌注（外购）使用。液氮容量大，单个液氮罐容量约为5m³，相当于气态氮气3215m³（在标准状态下，1m³液氮可气化为643m³氮气），适于使用量较大场合。使用时首先需通过气化（热交换器）装置，将液氮转化为气态氮方可使用，气化过程需吸收大量热量。

3.自制氮气供氮

对于使用氮气量较大场合，可通过自制氮气方法提供气源。如变压吸附碳分子筛制氮机（PSA制氮机），以压缩空气为原料，碳分子筛为吸附剂，在常温下，运用变压吸附原理，及碳分子筛对氧气及氮气不同吸附特性，分离空气中氮气和氧气，从而输出产品氮气一种制氮方法。该法设备简单，操作要求低，技术成熟，制取氮气纯度较高，是较为普遍使用方法。氮气浓度需要进行检测，氮气浓度检测一般是通过使用氧电极测量氧浓度，换算成氮气浓度方法。对于高纯度氮气，可使用氧化锆电极分析仪器，以获得较高精确度（≥99.9%）。氮气的输送一般使用金属管道。通过对高纯度氮气分析可知，在压力为6kgf/cm²、浓度为99.99%（V/V，以下同）氮气中，氧气含量约为0.005%，此时，根据道尔顿分压定律，氧气分压为：6×0.005%=0.0003kgf/cm²与此同时，一个大气压下大气中氧气分压为（以一个大气压空气中氧气含量为21%计）：1×21%=0.21kgf/cm²可看出，空气中氧气分压为氮气管道中氧气分压700倍，因此，空气中氧气向管道中渗透动力很大。输送管道最好选用不锈钢管道或高质量碳钢管道，而其它管道因材质因素易引起空气中氧气渗透到管道中，使氮气浓度发生变化，特别是高纯度氮气。同样，管道及阀门接口也应做到良好连接。

充氮，灌装好成品油剩余空间中充满氧气含量为21%空气。充氮过程就是使用高纯度氮气吹扫，替代空气过程，充氮后成品油充氮效果可用瓶内剩余空间残氧量衡量。在此过程中要注意以下几点：

（1）吹扫要包括整个瓶内剩余空间及瓶盖，否则，残留空气对残氧量影响较大。

（2）吹扫结束至压盖时间应尽可能短，否则，在此期间，空气中氧会很快渗透到瓶中，引起瓶中残氧量升高。

（3）氮气输送管道最好选用质地良好不锈钢管道或高质量碳钢管道；同时，注意管道、阀门、接头上不能有泄漏点，否则会因空气中氧气渗入而影响氮气品质。

（4）充氮时，应使用密闭或操作连贯机器充氮；人工充氮时，因操作时间间隔较大，易使空气中氧气进入充氮操作成品瓶中，特别是在压盖前一段真空期。

如图1所示，本发明提供一种给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置1，包括：

固定轴10，所述固定轴10用来支撑整个加氮星轮装置1的其他部位，固定手柄11，所述固定手柄11用来将加氮装置的工作部分和所述固定轴10进行连接；进气管12，所述进气管12用来给食用油瓶2中提供氮气的来源，即输送氮气；以及进气空心轴13，所述进气空心轴13安装固定在所述进气管12的两侧。

所述加氮星轮装置1还包括：

星轮下板14，所述星轮下板14上开设有用于放置食用油瓶2半圆形开口，所述半圆形开口用来固定食用油瓶2；

设置于所述星轮下板14上方，用于支撑所述加氮星轮装置1的控制机构的星轮支柱15，所述星轮支柱15的数量为6根，形状为圆柱体；

设置于所述星轮支柱15上方，开设有用于放置食用油瓶2半圆形开口和所述星轮下板14形状、大小均相同的星轮上板16，所述星轮下板14和星轮上板16上设置的半圆形开口配合一起来固定食用油瓶2；

设置于所述星轮上板16和星轮下板15之间，用于触碰食用油瓶2从而控制气路导通或者关闭的气动机械阀17，当所述气动机械阀17触碰到食用油瓶2时，控制气路导通，当所述气动机械阀17未触碰到食用油瓶2时，控制气路关闭；

设置于所述气动机械阀17上方用于给食用油瓶2添加氮气的氮气喷嘴18，以及设置于所述氮气喷嘴18下方用于固定和带动所述氮气喷嘴18进行滑动的滑块19，所述气动机械阀17、滑块19、氮气喷嘴18依次进行连接，通过气动机械阀17控制滑块19带动氮气喷嘴18做直线运动；

设置于进气空心轴13上，用于控制所述滑块19带动所述氮气喷嘴18进行径向运动的凸轮盘20，所述凸轮盘20的作用主要是控制所述氮气喷嘴18进行直线运动到食用油瓶2的上方，凸轮盘20的形状为椭圆形。

所述凸轮盘20属于凸轮机构中的一部分，凸轮机构一般是由凸轮盘，从动件和机架三个构件组成的高副机构，凸轮通常作连续等速转动，从动件根据使用要求设计使它获得一定规律的运动，凸轮机构能实现复杂的运动要求，广泛用于各种自动化和半自动化机械装置中。

凸轮盘可以定义为一个具有曲面或曲槽之机件，利用其摆动或回转，可以使另一组件—从动件提供预先设定的运动，从动件之路径大部限制在一个滑槽内，以获得往覆运动。在其回复的行程中，有时依靠其本身之重量，但有些机构为获得确切的动作，常以弹簧作为回复之力，有些则利用导槽，使其在特定的路径上运动。本发明便是利用了凸轮机构的这一原理来控制氮气喷嘴的直线往复运动。

较佳地，所述给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，所述星轮下板14上对称设置有用于放置食用油瓶的半圆形开口，所述开口数量为6个。

较佳地，所述给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，所述星轮上板16上对称设置有用于放置食用油瓶的半圆形开口，所述开口数量为6个，所述星轮上板16开设的6个开口和所述星轮下板14上开设的6个开口上下对应，形状和大小完全相同，星轮下板14和星轮上板16上的半圆形开口配合用来固定食用油瓶2，便于氮气喷嘴18添加氮气。

较佳地，所述给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，所述星轮上板14上设置有用于所述氮气喷嘴18做直线往复运动的滑轨21，所述滑轨21为开槽的直线形状，数量为6个，和氮气喷嘴数量一致。所述滑块19带动氮气喷嘴18通过滑轨21往所述星轮上板16的圆心或者所述星轮上板16的开口中心方向运动，当需要给食用油瓶2添加氮气的时候，氮气喷嘴18通过滑轨21往所述星轮上板16的开口中心方向运动，当不需要添加氮气的时候，氮气喷嘴18通过滑轨21往所述星轮上板16的圆心运动。

较佳地，所述给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，所述氮气喷嘴18数量为6个，固定在所述滑块19上，滑块19数量为6个，所述滑块19带着安装在其上方的氮气喷嘴18一起沿着滑轨21做直线运动。

较佳地，所述给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，设置于所述星轮上板16上，在所述进气空心轴13和6个所述氮气喷嘴18连接的位置设置有分别给不同的氮气喷嘴18输送氮气的分气套22，所述分气套22用来分别给6个氮气喷嘴18的管道提供氮气。

较佳地，所述给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，所述星轮上板16和星轮下板14在灌油机传动轴带动下作360°旋转运动，可不停的将添加好氮气的食用油瓶2输出，同时将待添加氮气的食用油瓶2输入。

当然，上述的星轮上板上的半圆形开口、星轮下板上的半圆形开口、氮气喷嘴、滑轨、滑块的数量不限于6个，本发明优选为6个，可根据机器及实际的需要来进行数量的设置，即别发明对这个部位的数量不进行限制，其他数量的设计都属于本发明同一设计。

基于上述所述的用于给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置，本发明实施例还提供了一种给瓶装食用油添加氮气的方法，进一步的进行解释说明，如图3所示，为本发明的激光雷达测距方法的流程图，该方法包括如下步骤：

S100，进瓶输送链上自动接收若干个食用油瓶，通过进瓶螺旋装置传送到进瓶星轮装置上。

如图4所示，进瓶输送链上自动接收若干个食用油瓶2，食用油瓶2通过进瓶螺旋装置100传送到进瓶星轮装置200上，所述进瓶星轮装置200上同样设置有半圆形开口，大小和形状与星轮上板16上的半圆形开口、星轮下板14上的半圆形开口相同。

S200，进瓶星轮装置将接收到的食用油瓶传送到灌油机后，灌油机将食用油添加到食用油瓶中，在食用油瓶口处预留一定的体积用来添加氮气。

如图4所示，进瓶星轮装置200将接收到的食用油瓶2传送到灌油机300后，灌油机300将食用油添加到食用油瓶2中，在食用油瓶口处预留一定的体积用来再下一步骤添加氮气。

S300，灌油机将添加完食用油的食用油瓶传送到加氮星轮装置上，所述食用油瓶固定在星轮上板和星轮下板设置的半圆形开口中，通过氮气喷嘴在食用油瓶中添加氮气。

如图4所示，当食用油瓶2灌完食用油后，在加氮星轮装置1将食用油瓶2传送到压盖机400的过程中，通过凸轮盘20控制滑块19带动氮气喷嘴18沿着滑轨21进行径向运动到食用油瓶口上方，同时气动机械阀17触碰到瓶子后控制气路导通输出氮气进行加氮工作，直到加氮完成，再进行下一个食用油瓶的加氮操作；当气动机械阀17触碰不到食用油瓶2时，控制气路关闭，氮气喷嘴无法喷出氮气。

当加氮星轮装置1未处于加氮工作时，通过凸轮盘20控制滑块19带动氮气喷嘴18由滑轨21往星轮上板16的圆心方向进行回缩的直线运动，直到氮气喷嘴18运动到滑轨21的极限位置，避免与氮气喷嘴18和压盖机400的压盖头碰撞。

S400，当氮气添加完成后，加氮星轮装置将食用油瓶传送到压盖机进行压盖密封。

如图4所示，当加氮星轮装置1给食用油瓶2中加入氮气完成后，再通过加氮星轮装置1将食用油瓶2（已加氮）传送到压盖机400进行压盖密封。

S500，当压盖完成后，压盖机将瓶装食用油传送到出瓶星轮装置上，出瓶星轮装置将密封后瓶装食用油输出。

如图4所示，当食用油瓶2（已加氮）压盖完成后，压盖机400将瓶装食用油（成品）传送到出瓶星轮装置500上，出瓶星轮装置500将密封后瓶装食用油输出。

整个加氮过程由机器全程自动化控制，无需人力来操作，简单省事，能够节省工厂的人工成本，提高效率。

综上所述，本发明公开了一种给瓶装食用油添加氮气的加氮星轮装置及加氮方法，所述装置包括固定轴、固定手柄、进气管以及进气空心轴，星轮下板，所述星轮下板上开设有用于放置食用油瓶半圆形开口；设置于所述星轮下板上方，用于支撑所述加氮星轮装置控制机构的星轮支柱；设置于所述星轮支柱上方，开设有用于放置食用油瓶半圆形开口和所述星轮下板形状、大小均相同的星轮上板；设置于所述星轮上板和星轮下板之间，用于触碰食用油瓶从而控制气路导通或者关闭的气动机械阀；设置于所述气动机械阀上方用于给食用油瓶添加氮气的氮气喷嘴以及设置于所述氮气喷嘴下方用于固定和带动所述氮气喷嘴进行滑动的滑块；设置于进气空心轴上，用于控制所述滑块带动所述氮气喷嘴进行径向运动的凸轮盘。本发明通过当食用油瓶灌完食用油后，在加氮星轮装置将食用油瓶传送到压盖机的过程中，通过凸轮盘控制滑块带动氮气喷嘴沿着滑轨进行径向运动到食用油瓶口上方，同时气动机械阀触碰到瓶子后控制气路导通输出氮气进行加氮工作，直到加氮完成；可以置换瓶中的氧气，减慢氧化作用，延长食用油的储存时间。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。