一种具有过热自隔离功能的奶酪生产用灭菌设备

本发明涉及奶酪生产灭菌设备，具体为一种具有过热自隔离功能的奶酪生产用灭菌设备。背景技术：1、奶酪是一种固态乳制品，由乳在发酵剂与凝乳酶作用下发生凝固并经成熟而制成，奶酪的营养价值非常高，含有丰富的蛋白质、钙、磷、维生素等营养物质。奶酪的生产是一个复杂的过程，涉及多个步骤，且每个步骤都对最终产品的质量有重要影响，其中，消毒是里面至关重要的步骤，主要是为了杀灭牛奶中的有害细菌，确保奶酪的质量和安全性。目前，主要的牛奶消毒方法是巴氏杀菌法。2、随着奶酪制品越来越受到青睐，市面上也随之出现了很多基于巴氏杀菌法的杀菌设备，这些设备虽然可以达到一定的杀菌目的，但也存在很多问题。在生产中，有时会出现设备故障或生产人员操作失误导致杀菌温度过高的情况，此时，牛奶中的有益菌群会因为温度过高而失去活性，造成牛奶营养含量的损失，对生产商造成大量损失，即使通过紧急按钮关闭设备，但也不能及时将牛奶与热源隔离，且影响下一步生产的进行；对于容积较大的生产设备，由于内部容积大，容易产生加热不均匀的问题，致使局部温度过高，破坏部分牛奶中的有益菌群；随着杀菌设备的长时间运行，桶壁上会残留很多奶渍和其他物质难以清除；由于利用巴氏杀菌的原理，导致奶酪原材料进行控温时，温度控制效率较低而影响生产效率。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种具有过热自隔离功能的奶酪生产用灭菌设备，以解决上述背景技术中提出的问题。2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有过热自隔离功能的奶酪生产用灭菌设备包括基座，基座上安装有固定水箱，固定水箱上安装有控制器，基座上安装有支撑架，支撑架上安装有温控桶，温控桶内安装有原料桶，原料桶内安装有搅拌装置，搅拌装置底部连接有变速驱动装置，变速驱动装置用于驱动搅拌装置并控制搅拌装置的转速，温控桶用于控制奶酪原料的温度以及进行过热隔离，搅拌装置用于使奶酪原料受热均匀并对原料桶进行清洗。3、控制器内安装有控制系统，控制系统用于控制整个灭菌设备的运行。固定水箱内设有冷水箱、热水箱及水泵，冷水箱水温控制在牛奶保鲜所需的低温状态，热水箱水温控制在巴氏杀菌所需的高温状态，冷水箱通过管道分别与螺旋空心管和箱体连接，热水箱通过管道分别与螺旋空心管和箱体连接。4、温控桶包括外桶壁，外桶壁底端安装有桶底，桶底通过支撑架安装在基座上，外桶壁上滑动安装有限位柱，限位柱之间滑动安装有移动水箱，外桶壁内安装有滑动环，移动水箱与滑动环滑动连接，滑动环上活动连接有原料桶，桶底上转动安装有转动台，转动台与原料桶通过螺纹连接，搅拌装置底端与桶底连接，桶底上安装有第一电机，第一电机输出轴上安装有齿轮，齿轮与转动台啮合传动，变速驱动装置与桶底连接，外桶壁顶端安装有限位顶盖。5、外桶壁上设有排水管，常规状态下，固定装置与原料桶卡接，原料桶上设有顶盖，用于加料和观察内部情况，原料桶内壁和中心轴之间设有温度传感器，用于将桶内牛奶的温度变化传递给控制系统，原料桶侧面设有排水孔，排水孔与排水管对应且均设有电阀门，排水孔与排水管连接处设有密封连接件，当原料桶需要排放时，控制系统将原料桶排水孔旋转至排水管处，使两者对接，从而打开电阀门开始排放。常规状态下原料桶底部与滑动环上表面接触，箱体与原料桶外表面接触并传热。6、将用于奶酪生产的牛奶原料倒入原料桶内，此时刚经过降温处理的牛奶处于低温状态，控制系统开启固定水箱，固定水箱通过水泵将热水送入螺旋空心管和箱体内，一部分热水沿着螺旋空心管的管壁螺旋流动给原料桶内的牛奶加热，另一部分热水沿着箱体内部满布的管道流动，使整个箱体表面产生高温对原料桶内的牛奶加热。7、搅拌装置包括螺旋空心管、轴承连接环和伸缩喷洗装置，伸缩喷洗装置一端与螺旋空心管内部连通，伸缩喷洗装置另一端安装有刮板，伸缩喷洗装置上安装有搅拌叶，螺旋空心管通过轴承连接环转动连接有伸缩管，伸缩管安装在桶底上，螺旋空心管上安装有变速驱动装置，原料桶底端和顶端分别设有第一密封轴承和第二密封轴承，螺旋空心管通过第一密封轴承和第二密封轴承与原料桶转动连接。8、螺旋空心管顶端和底端安装有电阀门，第一密封轴承和第二密封轴承均为轴承结构，且第一密封轴承和第二密封轴承与空心螺纹管和原料桶的连接处均设有防水密封圈，伸缩管用于在螺旋空心管随原料桶向上运动时通过自身伸长保持与螺旋空心管的连接，轴承连接环用于使伸缩管不转的情况下，不影响上部螺旋空心管的转动。9、电磁变径环带动螺旋空心管在原料桶内快速转动，螺旋空心管上的刮板和搅拌叶转动搅拌牛奶，使牛奶受热均匀，温度传感器将牛奶温度变化转化为电信号传送至控制系统，控制系统接收到电信号后，当牛奶温度达到杀菌温度时，控制系统切断电磁环的供电，根据之前的原理，电磁变径环直径变大，弹簧变径环直径变小，从而使螺旋空心管的转速降低，缓慢搅拌。高温杀菌结束后，控制系统控制固定水箱将热水切换为冷水，冷水从螺旋空心管和箱体内流入，对牛奶进行降温，重复之前操作，使螺旋空心管快速转动，让牛奶快速降温，快速变化的温度将牛奶中的有害细菌进一步杀灭，将降温后的牛奶排出，实现奶酪牛奶原料杀菌的目的。10、伸缩喷洗装置包括伸缩外壳，伸缩外壳与螺旋空心管内部连通，储液箱安装在螺旋空心管上，伸缩外壳和储液箱之间形成进水腔室，储液箱内滑动安装有伸缩推杆，伸缩推杆与伸缩外壳滑动连接，伸缩推杆与伸缩外壳之间安装有第三弹簧，伸缩推杆顶端滑动安装有压缩头，压缩头与伸缩推杆之间安装有第二弹簧，压缩头上设有喷水孔，压缩头上安装有刮板，伸缩外壳上安装有搅拌叶，伸缩推杆上设有泄水孔和进水槽。储液箱内注满阻尼液，防止伸缩推杆过快伸出而撞击原料桶发生损坏。11、当牛奶杀菌完毕并排出后，控制系统通过固定水箱向螺旋空心管内注水，同时，将螺旋空心管底部的电阀门关闭，使螺旋空心管内的水只进不出，水从螺旋空心管内流入伸缩喷洗装置内，水从进水腔室流入进水槽，从而进入伸缩推杆内部，随着螺旋空心管内的水被注满，当继续朝螺旋空心管内注水时，会使管内水压增大，随着水压的增大伸缩推杆克服第三弹簧的推力使第三弹簧压缩，伸缩推杆朝原料桶方向伸长，由于伸缩推杆一端受到阻尼液的影响，伸缩推杆在阻尼液影响下缓慢均匀地伸长，当伸缩推杆带动压缩头上的刮板触碰到原料桶桶壁时，桶壁会通过刮板给压缩头一个反力，随着水压继续增大，伸缩推杆进一步伸长，从而使压缩头上的反力也随之增大，当反力大于压缩头内第二弹簧的弹力时，第二弹簧会被压缩，伸缩推杆一端在压缩头内继续滑动，使伸缩推杆端头与压缩头之间形成一个喷水腔室，水从泄水孔流入喷水腔室内，伸缩推杆的端头逐步移动，使喷水腔室的容积逐渐变大，直至喷水腔室的容积扩大至覆盖喷水孔时，高压水流从喷水孔喷出，对原料桶桶壁进行喷水清洗。12、驱动装置包括电磁变径环、皮带和第二电机，电磁变径环安装在螺旋空心管上，第二电机安装在桶底，第二电机输出轴上安装有弹簧变径环，弹簧变径环通过皮带与电磁变径环转动连接。13、弹簧变径环包括第二滚轮、第二伸缩杆和第二滚动轴，第二滚动轴安装在第二电机输出轴上，第二滚动轴底端安装有固定环，第二滚动轴顶端滑动安装有移动环，第二滚轮通过第二伸缩杆分别与固定环与移动环转动连接，固定环和移动环之间安装有第四弹簧，第二滚轮通过皮带与电磁变径环转动连接。14、第二滚动轴上设有凸块，移动环和固定环上设有凹槽，凹槽与凸块相嵌合，第四弹簧为拉力弹簧。15、电磁变径环收缩，使得皮带变松，移动环在第四弹簧的拉力下靠近固定环，使第二伸缩杆带动第二滚轮向外扩张，让弹簧变径环的直径变大以适应变松的皮带，第二电机输出轴带动弹簧变径环转动，弹簧变径环通过皮带带动电磁变径环旋转，由于弹簧变径环直径大，电磁变径环直径小，弹簧变径环转动一圈使得电磁变径环转动更多的圈数，从而使电磁变径环转速更快。16、电磁变径环包括第一滚轮、第一伸缩杆和第一滚动轴，第一滚动轴安装在螺旋空心管底端，第一滚动轴底端安装有固定环，第一滚动轴顶端滑动安装有电磁环，第一滚轮通过第一伸缩杆分别与电磁环和永磁环转动连接，第一滚轮和第二滚轮通过皮带转动连接。17、第一滚动轴上设有凸块，电磁环和永磁环上设有凹槽，凹槽与凸块相嵌合，常规状态下电磁环不通电，电磁环与永磁环吸附贴合在一起，电磁环和永磁环的距离最小，第一伸缩杆带动第一滚轮向外扩展，电磁变径环处于最大直径状态，电磁变径环最大直径状态下带动皮带使皮带扩张收紧，皮带收紧产生握裹力带动第二滚轮收紧，第二滚轮收紧带动移动环克服第四弹簧产生的压力而滑动远离固定环，使弹簧变径环处于最小直径状态。18、控制系统打开第二电机，此时由于刚开始加热，靠近原料桶桶壁和螺旋空心管处的牛奶温度较高，原料桶桶壁和螺旋空心管之间的牛奶温度依旧处在低温，控制系统给电磁环供电，电磁环产生与永磁环相同的磁场，根据同性相斥的原则，电磁环沿着第一滚动轴向上滑动，电磁环与永磁环距离变大，连接电磁环和永磁环的第一伸缩杆向内收缩，带动第一滚轮一起向内收缩，使电磁变径环的直径变小。19、限位柱包括柱体，柱体上安装有固定装置，柱体上安装有滑动柱，柱体上设有柱滑槽，柱体通过滑动柱与移动水箱滑动连接，柱体与外桶壁滑动连接。外筒臂内侧设有凸块，凸块与柱滑槽嵌合，柱体可沿着凸块方向滑动。20、控制系统对电磁块供电，电磁块将伸缩卡块吸附，使原料桶与限位柱不再卡接，控制系统打开第一电机和第二电机，第二电机带动螺旋空心管旋转，螺旋空心管带动其上的刮板清理原料桶，第一电机通过齿轮带动转动台转动，转动台带动原料桶转动，此时原料桶不受限位柱卡接影响，随着转动台一起旋转，控制系统通过电磁变径环控制螺旋空心管的转速，使螺旋空心管与原料桶之间通过差速旋转或正反旋转以配合刮板清理原料桶的桶壁，最后将清洗的污水排出，从而实现灭菌设备的多级自清洗。21、移动水箱包括箱体，箱体两侧设有斜槽，箱体底部设有滑块，滑块为倒t型，箱体底部对称设有进水口和出水口，箱体与柱体滑动连接，箱体与滑动环滑动连接。22、箱体内部满布有水管，水管用于进出冷、热水，水管两端分别与进水口和出水口连接，滑动柱在斜槽内滑动，滑动环上设有与滑块相匹配的滑槽，滑块在滑槽内滑动。23、固定装置包括伸缩卡块，伸缩卡块安装在柱体上，伸缩卡块与柱体之间安装有第一弹簧，柱体内安装有电磁块。原料桶桶壁上设有与伸缩卡块相匹配的卡槽，用于伸缩卡块通过卡槽将原料桶卡住。24、当灭菌设备中由于某些装置零件出现故障而导致牛奶受热过高时，为了防止持续的高温破坏牛奶内的有益菌群，或造成其他破坏，控制系统通过电信号判断出牛奶温度高于警戒温度时，开启第一电机，第一电机通过齿轮带动转动台旋转，此时由于原料桶与限位柱通过固定装置卡接在一起而无法转动，转动台旋转时通过螺纹使原料桶向上滑动，原料桶带动限位柱一起向上滑动，限位柱柱体上的滑动柱向上在箱体的斜槽内滑动，由于箱体底部安装有倒t型的滑块，箱体只能在滑动环上前后滑动，所以滑动柱向上运动时通过斜槽带动箱体滑动，使箱体远离原料桶并与外桶壁接触，此时原料桶四周与箱体隔离，原料桶底部与滑动环脱离，实现原料桶的过热自隔离防护，同时，控制系统控制固定水箱切断与螺旋空心管的供水，并使螺旋空心管内的热水快速排出。25、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：1、利用螺旋空心管和箱体从内外两侧同时对牛奶进行加热或降温，使牛奶加热的速度更快，大幅提升了加热杀菌的速度，同时，也让牛奶温度的变化更加迅速，使得牛奶内的有害细菌，在更快速的温度变化中失去活性。26、2、利用可移动式箱体给原料桶进行外部加热，当控制系统检测到牛奶温度超过警戒温度时，迅速通过转动台转动，使原料桶升高，让移动水箱滑离原料桶，并快速排出螺旋空心管内的热水，从而实现原料桶从内部、底部及四周的过热隔离，全方位防止奶酪原料过热发生有益菌群被破坏。27、3、利用搅拌装置上的伸缩喷洗装置通过增大水压实现对原料桶的喷水冲洗，并配合原料桶的自转和搅拌装置的转动，实现对原料桶的多级清洗，将原料桶桶壁上的奶渍及其他残留物全部冲洗干净。本装置通过搅拌装置一个结构实现了温度控制、原料搅拌、原料桶桶壁污渍刮除及高压喷水清洗等功能。28、4、利用电磁变径环和弹簧变径环实现搅拌装置的转速可调，当刚开始加热时，通过快速搅拌使牛奶快速受热，防止牛奶局部温度过高而破坏牛奶有益成分，在牛奶到达杀菌温度时，使搅拌装置匀速缓慢搅拌，使牛奶保持杀菌温度，长时间杀菌；利用搅拌装置上多组刮板和搅拌叶对牛奶搅拌，使牛奶受热均匀，同时，利用伸缩喷洗装置带动刮板外伸至原料桶桶壁处，使刮板将原料桶桶壁上的奶渍刮除，伸缩喷洗装置多角度喷出高压水流，实现对桶壁多角度喷洗，并将污渍冲走。