多功能自動化混比機的研發及應用

潘冬梅

經過30 多年快速發展，我國軟飲料行業形成了產品種類繁多，品牌數目龐大的體系。近年來，隨著居民消費觀念的轉變，飲料消費差異化和個性化趨勢明顯，各飲料生產商紛紛加快了新品的研發及推送力度。中辰輕機始終緊跟市場腳步，潛心研發適應飲料企業新產品、新工藝、新流程的混比設備，助力飲料企業為消費者提供多元化、個性化飲品。

1.常規混比機工藝及原理

常規碳酸型軟飲料包括：糖、水、CO2 及其他微量組分等三大組分。常規的生產工藝流程為，預制糖漿送至混比機糖漿配比單元；食品級潔凈水送至混比機水處理單元；食品級CO2 氣體送至混比機飲料碳酸化單元。然后由混比機對上述三組分按預設的配方比例精確配比，生產出符合研發配方的飲品。

中辰輕機研發的全自動常規碳酸飲料混比機，主要包括脫氧功能模塊M1、糖、水配比功能模塊M2、冷卻降溫功能模塊M3、飲料CO2 碳酸化功能模塊M4，緩沖穩定單元M5 及整機控制中心PLC 操控系統M6 模塊等，見圖1。

圖 1. 混比簡化流程示意圖

圖 2.新型混比機簡化流程示意圖

然而，上述固定的工藝流程模式已不能滿足飲料企業產品多樣化生產的需求。為了適應飲料企業在產品種類、口味和工藝方面的不斷創新，公司研發多功能自動化混比機成功推向市場。

2.多功能混比機工藝流程及原理

2.1 可同時適用UHT 生產工藝流程型混比機

常規的混比機處理糖、水、CO2 三項介質的模式為：預制糖漿先與水進行配比，接著對兩項混合后的物料進行冷卻，然后再對其進行CO2 碳酸化處理，最后將合格的產品進行穩定及緩存。而對于某些新類飲品，因口味或貨架期原因需在上述混比過程中加入UHT 殺菌這一工藝。即：糖、水兩項介質首先完成配比并形成初配半成品物料，該半成品物料在進行CO2 碳酸化前需先進行UHT 殺菌工藝處理，殺菌完畢再進行碳酸化等處理并最終形成合格產品。

圖3. 獨立碳化功能型混比機示意流程圖。

常規混比機已經滿足不了該生產工藝要求。運行時，調配糖漿與水的配比是在密閉管線中完成，這種密閉性為離心泵的正常運行提供了條件，并進一步為調配糖漿與水的精確配比提供了可能性，所以，并入UHT 生產工藝流程后的混比機必須要在混比端與UHT 端之間重建相對穩定的恒壓系統，確保調配糖漿與水的精確配比。另外，對于流量計型混比機，碳酸化過程的精準、定量實現，離不開精確的計量數據，既包括產品料液的計量數據，也包括CO2 氣體的計量數據，并入UHT 生產工藝流程的的混比機，也需要重新精確計量料液，為后續CO2 的精確添加提供保障。

為適應該工藝要求并沿襲一貫的智能化、自動化、精準化設計理念，中辰輕機推出了適用UHT 工藝的混比機，見圖2。

圖4. 具有獨立脫氧功能型混比機示意流程圖

在原M1、M2 與M3 模塊之間并入了UHT 殺菌工藝模塊M7。在預調配糖漿與水按預設比例完成配比后，半成品物料進入M7 之UHT 殺菌模塊，完成殺菌后的半成品物料再重新進入混比機完成降溫及碳化工作。為確保整個混比過程的精準性，與并入的UHT 殺菌工藝模塊M7 的全部連接的PID 組成部分充分考慮了壓力、流量等可能的變化因素，并配置相應的穩壓及流量測量等流程元件，確保半成品物料進出UHT 模塊時整個混比系統的穩定性。

同時，為滿足客戶產品多樣性及工藝流程的差異性要求及滿足客戶常規產品生產及UHT 產品生產的快速轉換要求，中辰混比機對整臺設備的兩種工藝流程之間做了自動物理阻隔并配置相應的轉換管站，使每種工藝流程形成各自獨立的控制程序，實現常規配比工藝與帶有UHT 工藝之間的快捷、自動切換。

2.2 具有獨立碳化功能型混比機

碳酸飲料因其特有的殺口感及清涼作用而備受消費者喜愛，對于果汁型或果味型飲料，飲用過程中當CO2氣體逸出時，還能夠帶出飲品中的香味，有助于突出飲品的風味特征。所以乳味、果味等風味型飲料，被越來越多的飲料生產碳酸化。相應，具有獨立碳化功能的混合機需求也隨之增加。中辰輕機研發的具有獨立碳化功能型混比機，見圖3。

通過程序和物理阻隔對糖、水配比功能模塊M2、部分功能進行屏蔽，不同特性果味飲料根據脫氧功能模塊M1 需要，可以在通道1、2 之間切換。通道1 物料通過噴嘴霧化進入脫氧罐，vacuum-p 真空泵負壓實現脫氧功能；通道2 物料直接進入變身為過程緩存罐的脫氧罐，vacuum-p 真空泵關閉。物料然后經模塊M3 冷卻降溫與CO2 在模塊M4 實現碳化功能，實現果味飲料有碳化飲料剎口感的作用。

2.3 具有獨立脫氧型功能混比機

依據飲料生產企業配方飲品的特點及前處理具體工藝，當飲料經過混比機脫氧模塊M1 時，生產者可選擇通道1 啟用，其中vacuum-p 真空泵打開以實現脫氧功能。中辰輕機研發具有獨立脫氧功能型混比機，見圖4。

通過程序和物理阻隔屏蔽糖、水配比功能模塊M2、飲料CO2 碳酸化功能模塊M4，設備實現獨立脫氧型功。

2.4 常規工藝型功能混比機

多功能混比機屏蔽多余功能就可以實現常規工藝。依據客戶產品多樣化生產需要，通過物理管線切換與內置多種產品工藝程序的配合，使得整機可實現四種工作流程模式，實現一機多用功能。

中辰輕機多功能自動化混比機已被健力寶、元氣森林、上海維他、百威啤酒等國內外諸多飲品企業使用，在多種產品工藝之間的快速切換取得良好市場效果。