一种曲拉酪蛋白的自动化生产设备及生产工艺的制作方法

本申请涉及乳制品制备技术领域，具体而言，涉及一种曲拉酪蛋白的自动化生产设备及生产工艺。

背景技术：

酪蛋白是牛乳中重要的成分，其蛋白质含量高达92％以上，营养丰富，在医药、食品、烟草、化妆品、皮革、国防工业等行业中有着广泛的应用。

在粗放式接种发酵曲拉时，曲拉容易氧化酸败，且曲拉中杂质多，原料曲拉的差异较大，导致生产出的曲拉酪蛋白的品质不稳定，加工成本过高，利润率低，经济效益不高。

技术实现要素：

本申请提供了一种曲拉酪蛋白的自动化生产设备及生产工艺，其能够提高制备得到的曲拉酪蛋白的质量稳定性。

第一方面，本申请实施例提供一种曲拉酪蛋白的自动化生产设备，其包括投料装置、溶解装置、过滤装置、离心装置、点酸装置和控制系统。

投料装置包括料仓及自动计量机构和水罐及自动计量机构。

溶解装置包括溶解罐、碱液罐和蒸汽罐，料仓及自动计量机构和水罐及自动计量机构分别通过管道连接于溶解罐，溶解罐设置有温度探头和第一ph探头，蒸汽罐、碱液罐均通过管道连接于溶解罐，且连接蒸汽罐和溶解罐的管道中设置有第一电磁阀，连接碱液罐和溶解罐的管道中设置有第二电磁阀。

过滤装置通过管道连接于溶解罐。

离心装置包括离心机，离心机通过管道连接于过滤装置。

点酸装置包括点酸缸和弱酸罐，离心机通过管道连接于点酸缸，点酸缸设置有第二ph探头，弱酸罐通过管道连接于点酸缸，且连接点酸缸和弱酸罐的管道中设置有第三电磁阀。

料仓及自动计量机构、水罐及自动计量机构、第一ph探头、温度探头、第一电磁阀、第二ph探头、第二电磁阀和第三电磁阀均与控制系统电连接。

在上述实现过程中，本申请的曲拉酪蛋白的自动化生产设备能够实现自动化生产曲拉酪蛋白，并且通过控制系统严格控制工艺参数，包括各阶段的ph值和温度，使制得的曲拉酪蛋白质量稳定，且加工成本低，利润率较高。

在一种可能的实施方案中，曲拉酪蛋白的自动化生产设备包括压滤装置，压滤装置包括压滤机，压滤机通过管道连接于点酸缸。

在一种可能的实施方案中，曲拉酪蛋白的自动化生产设备包括造粒装置，造粒装置包括造粒机，造粒机通过传送带连接于压滤机。

在一种可能的实施方案中，曲拉酪蛋白的自动化生产设备包括干燥装置，干燥装置包括振动流化床，振动流化床通过气流输送管道连接于造粒机。

在一种可能的实施方案中，曲拉酪蛋白的自动化生产设备还包括包装装置，包装装置包括定量包装机，定量包装机通过气流输送管道连接于振动流化床，定量包装机通过输送带和码垛机将包装好的酪蛋白成品进行码垛入库。

第二方面，本申请实施例提供一种利用上述的曲拉酪蛋白的自动化生产设备的曲拉酪蛋白的生产工艺，其包括依次进行的以下步骤：

料仓及计量机构向溶解罐投入控制系统预设量的曲拉，水罐及计量机构向溶解罐投入控制系统预设量的水。

曲拉和水在溶解罐混合溶解得到第一混合液，并调节第一混合液的温度为55～60℃，ph值为8～9。

将第一混合液传送至过滤装置进行过滤。

将过滤后的第一混合液传送到离心机进行离心制得第二混合液。

将第二混合液传送到点酸缸进行点酸，调节其ph为3.8～4.6后，制得第三混合液。

在上述实现过程中，本申请通过自动化生产设备进料，使原料配比准备。并且通过温度探头和第二电磁阀严格控制第一混合液的温度，通过第一ph探头和第二电磁阀严格控制第一混合液的ph值，通过第二ph探头严格控制第二混合液的ph值，使整个曲拉酪蛋白的生产工艺严格根据生产参数控制，制得的曲拉酪蛋白质量稳定。

在一种可能的实施方案中，曲拉酪蛋白的生产工艺还包括将第二混合液依次经过压滤机压滤得到固体曲拉酪蛋白，利用造粒机对固体曲拉酪蛋白进行造粒，利用振动流化床对粒状的曲拉酪蛋白进行干燥，利用定量包装机对干燥后的曲拉酪蛋白进行包装，并码垛入库。

在一种可能的实施方案中，调节第一混合液的温度时，温度探头测量第一混合液的温度后，将测量温度传回控制系统，控制系统将反馈温度与预设温度对比后，发出指令至第一电磁阀使第一电磁阀打开，蒸汽罐的蒸汽通入到溶解罐中使第一混合液的温度升高，至温度探头的反馈温度与预设温度相同，控制系统发送指令至第一电磁阀使第一电磁阀关闭。

在上述实现过程中，本申请的控制系统通过温度探头的反馈温度调节第一电磁阀的打开和关闭进而控制第一混合液的温度。

在一种可能的实施方案中，调节第一混合液的ph时，第一ph探头测量第一混合液的ph值后，将测量ph值传回控制系统，控制系统将反馈ph值与预设ph值对比后，发出指令至第二电磁阀使第二电磁阀打开，碱液罐的碱液通入到溶解罐中使第一混合液的ph值升高，至ph探头的反馈ph值与预设ph值相同，控制系统发送指令至第二电磁阀使第二电磁阀关闭。

在上述实现过程中，本申请的控制系统通过第一ph探头的反馈ph值调节第二电磁阀的打开和关闭进而控制第一混合液的ph值。

在一种可能的实施方案中，进行点酸时，第二ph探头测量第二混合液的ph值后，将测量ph值传回控制系统，控制系统将反馈ph值与预设ph值对比后，发出指令至第三电磁阀使第三电磁阀打开，弱酸罐的酸液通入到点酸缸中使第二混合液的ph值降低，至ph探头的反馈ph值与预设ph值相同，控制系统发送指令至第三电磁阀使第三电磁阀关闭。

在上述实现过程中，本申请的控制系统通过第二ph探头的反馈ph值调节第三电磁阀的打开和关闭进而控制第二混合液的ph值。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为本申请实施例的曲拉酪蛋白的自动化生产设备的示意图；

图2为本申请实施例的曲拉酪蛋白的自动化生产设备的控制示意图。

图标：10-曲拉酪蛋白的自动化生产设备；110-料仓及自动计量机构；120-水罐及自动计量机构；210-溶解罐；211-第一ph探头；212-温度探头；220-碱液罐；230-蒸汽罐；240-第一电磁阀；250-第二电磁阀；300-过滤装置；410-离心机；510-点酸缸；511-第二ph探头；520-弱酸罐；530-第三电磁阀；600-控制系统；710-压滤机；720-造粒机；730-流化床；740-定量包装机。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参阅图1和图2，本申请实施例提供一种曲拉酪蛋白的自动化生产设备10，其包括投料装置、溶解装置、过滤装置300、离心装置、点酸装置和控制系统600。

投料装置包括料仓及自动计量机构110和水罐及自动计量机构120。

溶解装置包括溶解罐210、碱液罐220和蒸汽罐230，料仓及自动计量机构110和水罐及自动计量机构120分别通过管道连接于溶解罐210，溶解罐210设置有温度探头212和第一ph探头211，蒸汽罐230、碱液罐220均通过管道连接于溶解罐210，且连接蒸汽罐230和溶解罐210的管道中设置有第一电磁阀240，连接碱液罐220和溶解罐210的管道中设置有第二电磁阀250。

过滤装置300通过管道连接于溶解罐210。

离心装置包括离心机410，离心机410通过管道连接于过滤装置300。

点酸装置包括点酸缸510和弱酸罐520，离心机410通过管道连接于点酸缸510，点酸缸510设置有第二ph探头511，弱酸罐520通过管道连接于点酸缸510，且连接点酸缸510和弱酸罐520的管道中设置有第三电磁阀530。

料仓及自动计量机构110、水罐及自动计量机构120、第一ph探头211、温度探头212、第一电磁阀240、第二ph探头511、第二电磁阀250和第三电磁阀530均与控制系统600电连接。

先通过料仓及自动计量机构110和水罐及自动计量机构120向溶解罐210中投入预设量的曲拉和水，曲拉和水在溶解罐210中混合溶解。

温度探头212测定溶解罐210中液体的温度后，反馈给控制系统600，控制系统600将反馈后的温度与预设温度对比后，控制第一电磁阀240的打开和关闭进而控制蒸汽管的蒸汽通入到溶解罐210的量，从而控制溶解罐210中液体的温度；第一ph探头211测定溶解罐210中液体的ph值后，反馈给控制系统600，控制系统600将反馈后的ph值与预设ph值对比后，控制第二电磁阀250的打开和关闭进而控制碱液罐220的碱液通入到溶解罐210的量，从而控制溶解罐210中液体的ph值。

将溶解后的液体通过管道通入到离心机410中进行离心处理，完成离心处理后的液体通过管道进入到点酸缸510内。

第二ph探头511测定点酸缸510中液体的ph值后，反馈给控制系统600，控制系统600将反馈后的ph值与预设ph值对比后，控制第三电磁阀530的打开和关闭进而控制弱酸罐520的酸液通入到点酸缸510的量，从而控制点酸缸510中液体的ph值。

可选地，控制系统600包括plc控制系统600。

请继续参阅图1，本申请的曲拉酪蛋白的自动化生产设备10还包括压滤装置、造粒装置、干燥装置和包装装置。

压滤装置包括压滤机710，压滤机710通过管道连接于点酸缸510。造粒装置包括造粒机720，造粒机720通过传送带连接于压滤机710。干燥装置包括振动流化床730，振动流化床730通过气流输送管道连接于造粒机720。包装装置包括定量包装机740，定量包装机740通过气流输送管道连接于振动流化床730，定量包装机740通过输送带和码垛机将包装好的酪蛋白成品进行码垛入库。

完成点酸的液体通过泵打入压滤机710中完成压滤制得曲拉酪蛋白固体。将完成压滤制得的曲拉酪蛋白固体通过传送带传输到造粒机720中进行造粒制得粒状的曲拉酪蛋白。将完成造粒制得的粒状的曲拉酪蛋白通过泵打入振动流化床730中进行干燥。将干燥后的粒状的曲拉酪蛋白传输到定量包装机740进行包装，并且将包装好的曲拉酪蛋白通过输送带和码垛机进行码垛入库。

本申请还提供一种利用上述的曲拉酪蛋白的自动化生产设备10的曲拉酪蛋白的生产工艺，其包括依次进行的以下步骤：

料仓及计量机构向溶解罐210投入控制系统600预设量的曲拉，水罐及计量机构向溶解罐210投入控制系统600预设量的水。

曲拉和水在溶解罐210混合溶解得到第一混合液，并调节第一混合液的温度为55～60℃，ph值为8～9。

将第一混合液传送至过滤装置300进行过滤。

将过滤后的第一混合液传送到离心机410进行离心制得第二混合液。

将第二混合液传送到点酸缸510进行点酸，调节其ph为3.8～4.6后，制得第三混合液。

曲拉在碱液中的溶解性增大，通过加入碱液调节第一混合液的ph至8～9使曲拉的溶解性达到较大值，得到溶解有曲拉的第一混合液，不溶于的碱液的杂质通过过滤去除。再通过离心脱脂，得到较为纯净的曲拉酪蛋白溶液。再通过加入酸液调节第二混合液的ph至3.8～4.6使曲拉的溶解性降低，曲拉酪蛋白析出。

其中，曲拉和水的质量比为5:100～8:100。

曲拉在55～60℃的ph为8～9的碱液中溶解性较好，由于本申请是通过溶解去杂质，最后再析出，因此曲拉的溶解性关系到曲拉的利用率以及曲拉制备曲拉酪蛋白的产率。

在溶液温度在55～60℃以及ph为8～9时，曲拉酪蛋白的产率能够达到90～98％，曲拉酪蛋白的产率采用以下公式计算得到：

调节第一混合液的温度时，温度探头212测量第一混合液的温度后，将测量温度传回控制系统600，控制系统600将反馈温度与预设温度对比后，发出指令至第一电磁阀240使第一电磁阀240打开，蒸汽罐230的蒸汽通入到溶解罐210中使第一混合液的温度升高，至温度探头212的反馈温度与预设温度相同，控制系统600发送指令至第一电磁阀240使第一电磁阀240关闭。

需要说明的是，第一混合液的温度为55～60℃是指在曲拉溶解的过程中溶液的温度保持在55～60℃中，可以保持在55～60℃之间某一特定温度，例如55℃、58℃或60℃，也保持在55～60℃之间某一温度段，例如55～58℃、58～60℃或55～60℃。

调节第一混合液的ph时，第一ph探头211测量第一混合液的ph值后，将测量ph值传回控制系统600，控制系统600将反馈ph值与预设ph值对比后，发出指令至第二电磁阀250使第二电磁阀250打开，碱液罐220的碱液通入到溶解罐210中使第一混合液的ph值升高，至ph探头的反馈ph值与预设ph值相同，控制系统600发送指令至第二电磁阀250使第二电磁阀250关闭。

可选地，调节第一混合液的ph值为8～8.4；

可选地，调节第一混合液的ph值为8.2～8.4。

碱液罐220中的碱液的质量浓度为5～7％，碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钡溶液、硼砂溶液和氨水中的任意一种或多种。

碱液可以是质量浓度为5～7％的氢氧化钠溶液、质量浓度为5～7％的氢氧化钾溶液、质量浓度为5～7％的氢氧化钡溶液、质量浓度为5～7％的硼砂溶液或质量浓度为5～7％的氨水溶液，也可以是质量浓度为5～7％的氢氧化钠和氢氧化钾的混合溶液、质量浓度为5～7％的氢氧化钾和氢氧化钡的混合溶液或质量浓度为5～7％的氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钡的混合溶液。

需要说明的是，在本申请中，可以通过加入碱液调节第一混合液的ph至8、8.5或9，也可以调节第一混合液的ph至8.2、8.3或8.4。

离心机410的转速为6000～8000r/min。

进行点酸时，第二ph探头511测量第二混合液的ph值后，将测量ph值传回控制系统600，控制系统600将反馈ph值与预设ph值对比后，发出指令至第三电磁阀530使第三电磁阀530打开，弱酸罐520的酸液通入到点酸缸510中使第二混合液的ph值降低，至ph探头的反馈ph值与预设ph值相同，控制系统600发送指令至第三电磁阀530使第三电磁阀530关闭。

可选地，调节第二混合液的ph至3.8～4.3；

可选地，调节第二混合液的ph至3.8～4.1。

需要说明的是，在本申请中，可以通过加入酸液调节第二混合液的ph至3.8、4.2或4.6，也可以调节第二混合液的ph至4.3、4.1或4.0。

酸液的质量浓度为5～7％，酸液包括盐酸溶液、硝酸溶液、硫酸溶液、苹果酸溶液、柠檬酸溶液、醋酸溶液和乳酸溶液中任意一种或多种。

酸液可以是质量浓度为5～7％的盐酸溶液、质量浓度为5～7％的硝酸溶液、质量浓度为5～7％的硫酸溶液、质量浓度为5～7％的苹果酸溶液、质量浓度为5～7％的柠檬酸溶液、质量浓度为5～7％的醋酸溶液或质量浓度为5～7％的乳酸溶液，也可以是质量浓度为5～7％的盐酸和硝酸的混合溶液、质量浓度为5～7％的盐酸和硫酸的混合溶液、质量浓度为5～7％的苹果酸和柠檬酸的混合溶液、质量浓度为5～7％的盐酸、柠檬酸的混合溶液、质量浓度为5～7％的盐酸、硝酸和柠檬酸的混合溶液或质量浓度为5～7％的硝酸、硫酸、醋酸和乳酸的混合溶液。

可选地，酸液包括苹果酸溶液、柠檬酸溶液、醋酸溶液和乳酸溶液中任意一种或多种。

弱酸的缓冲性能更好，能够维持稳定的ph，有利于提高曲拉酪蛋白的析出，提高利用曲拉制备曲拉酪蛋白的产率。

将完成点酸的第三混合液依次经过压滤机710压滤得到含水量为40～60％的固体曲拉酪蛋白，利用造粒机720对固体曲拉酪蛋白进行造粒，利用振动流化床730对粒状的曲拉酪蛋白进行干燥，使曲拉酪蛋白的含水量为10～12％，利用定量包装机740对干燥后的曲拉酪蛋白进行包装，并码垛入库。

以下结合实施例对本申请的曲拉酪蛋白的制备方法作进一步的详细描述。

实施例1

本申请实施例提供一种利用曲拉酪蛋白的自动化生产设备10的曲拉酪蛋白的生产工艺，其包括以下步骤:

1、投料

在plc控制系统600设置120kg曲拉和2000kg水，控制系统600控制料仓及计量机构和水罐及计量机构通过管道向溶解罐210分别投入120kg曲拉和2000kg水；

2、溶解

曲拉和水在溶解罐210中混合并溶解制得第一混合液，plc控制系统600收到温度探头212的反馈温度和第一ph探头211的反馈ph值后，调节第一电磁阀240和第二电磁阀250的打开和关闭，使第一混合液的温度保持为55℃，ph至8.3，直至曲拉溶解完全；

3、纯化

将溶解的第一混合液通过管道通入到过滤装置300过滤得到滤液，并将滤液通过管道通入到离心机410中离心制得第二混合液；

4、点酸

将第二混合液通过管道通入到点酸缸510内，plc控制系统600收到第二ph探头511的反馈ph值后，调节第三电磁阀530的打开和关闭，使第二混合液的ph至3.8，制得第三混合液；

5、压滤

将第三混合液通过泵打入压滤机710中进行压滤制得曲拉酪蛋白固体，并且通过切刀将曲拉酪蛋白固体切成小块；

6、造粒

将压滤制得的曲拉酪蛋白固体通过传送带传输到造粒机720中进行造粒制得粒状的曲拉酪蛋白，粒状的曲拉酪蛋白的目数为60目；

7、干燥

将造粒制得的粒状的曲拉酪蛋白通过泵打入振动流化床730中进行干燥，曲拉酪蛋白的含水量控制在11.4％；

8、定量包装

将干燥后的粒状的曲拉酪蛋白传输到定量包装机740进行包装，并且将包装好的曲拉酪蛋白通过输送带和码垛机进行码垛入库。

综上所述，本申请实施例的一种曲拉酪蛋白的自动化生产设备10及生产工艺能够实现自动化生产曲拉酪蛋白，并且通过控制系统600严格控制工艺参数，包括各阶段的ph值和温度，使制得的曲拉酪蛋白质量稳定，且加工成本低，利润率较高。且自动化生产设备通过系统集成，实现了整个生产线的在线控制、分段控制和联动控制，以及生产线的一键启停。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。