一种液氮冰淇淋速冻系统装置的制作方法

本发明涉及冰淇淋的制备装置领域，尤其涉及一种液氮冰淇淋速冻系统装置。

背景技术：

冰淇淋是一种含有优质蛋白质及高糖高脂的食品，另外还含有氨基酸及钙、磷、钾、钠、氯、硫、铁等，具有调节生理机能、保持渗透压和酸碱度的功能。在人体内的消化率可达95%以上，高于肉类、脂肪类的消化率。冰淇淋是有营养价值的。富含优质蛋白质、乳糖、钙、磷、钾、钠、氯、硫、铁、氨基酸、维生素a、维生素c、维生素e等多种营养成分以及其他对人极为有益的生物活性物质，具有调节生理功能、平衡人体渗透压和酸碱度的功能。冰淇凌的主要营养成分糖和脂肪。冰淇淋中含有糖类，由牛奶中的乳糖和各种果汁、果浆中的果糖以及蔗糖组成，其中的有机酸、丹宁和各种维生素，可以给人体提供所需要的营养物质。冰淇淋所含脂肪主要来自于牛奶和鸡蛋，有较多的卵磷脂，可释放出胆碱，对增进人的记忆力有帮助。

冰淇淋的生产原理是在冷冻过程中通过不断搅打牛奶，将空气混入牛奶或类似的乳化液体中，从而冻结形成多空的半流体或固体组织形态，现有的冰淇淋的生产设备有压缩机制冷和液氮制冷两种，以常温液态奶为原料，液氮制冷设备的冰淇淋加工时间相对于压缩机制冷设备冰淇淋加工时间缩短了许多，通过将液氮和牛奶混合，利用液氮汽化过程将牛奶中的热量释放，并且氮气在牛奶的冷冻过程中混入其组织中，形成冰淇淋。

目前，液氮冰淇淋的生产装置及工艺效率提高了很多，但是在生产过程中液氮与牛奶的混合的比例不能得到更好的控制，且加入液氮的效果并不理想，很难做到液氮快速融合进入牛奶中，且牛奶搅拌的速率的控制大多是由人工控制液氮的加入量和搅拌速率，均依靠操作者的经验制出的冰淇淋，不能根据装置内的温度精确控制加入液氮的速率，进而造成液氮的浪费，冰淇淋的口味也不能得到有效的保证，反而使冰淇淋的生产质量得不到控制。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提供一种液氮冰淇淋速冻系统装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种液氮冰淇淋速冻系统装置，包括：通过输送管连接的液氮罐和加工机构，所述加工机构包括：通过箱体连接的搅拌构件和驱动装置，所述驱动装置通过连接件固定在所述箱体上；所述箱体内部同轴设置搅拌筒，所述箱体与所述搅拌筒之间形成封闭的状态真空容腔，所述搅拌筒内壁表面均匀设置若干温度传感器，且所述搅拌筒内壁表面均匀设置若干紫外线发生器，所述搅拌筒内部同轴设置搅拌构件。

所述搅拌构件包括：中空搅拌轴和设置在所述中空搅拌轴上的螺旋叶片，沿所述中空搅拌轴的轴线设置管道孔，所述螺旋叶片表面设置出气孔，所述螺旋叶片内部设置中空腔体，所述出气孔连通所述中空腔体，所述中空腔体连通所述管道孔，所述管道孔通过所述所述输送管连接所述液氮罐，所述液氮罐设置在支撑架体上。

本发明一个较佳实施例中，所述管道孔内径与所述输送管外径大小相同。

本发明一个较佳实施例中，所述输送管与液氮罐连接处设置控制阀。

本发明一个较佳实施例中，所述螺旋叶片整体直径小于所述搅拌筒内径。

本发明一个较佳实施例中，所述液氮罐倒立设置在支撑板上，所述支撑板下方设置升降柱。

本发明一个较佳实施例中，当所述升降柱完全伸长时，所述液氮罐最低端高于所述中空搅拌轴最高端。

本发明一个较佳实施例中，所述支撑板上方设置固定件，所述固定件弧形面紧贴所述液氮罐。

本发明一个较佳实施例中，所述支撑架体上设置有两个竖直导轨，两个所述竖直导轨均滑动连接所述固定件和所述支撑板。

本发明所采用的第二种技术方案为：液氮罐里的液氮通过输送管进入管道孔，所述管道孔内的液氮再经过所述中空腔体从所述出气孔处进入所述搅拌筒内，当驱动装置驱动所述搅拌轴顺时针旋转时，所述螺旋叶片带动原料上升达到搅拌效果，在输送液氮时对原料进行搅拌，能够使原料与液氮快速充分接触，实现速冻的效果；同时，箱体内的紫外线发生器提供紫外线对搅拌状态的原料进行杀菌，温度传感器实时监测箱体内温度，当温度达到设定值时，控制系统命令控制阀减小液氮输送强度；当搅拌工序完成之后，驱动装置驱动搅拌轴逆时针旋转，螺旋叶片将冷冻完成的原料推出搅拌筒。

本发明一个较佳实施例中，所述温度传感器实时传送信号至控制系统，所述控制系统能够根据箱体内温度调节所述控制阀。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

（1）本发明在中空搅拌轴上设置螺旋叶片，当驱动装置驱动搅拌轴顺时针旋转时，螺旋叶片带动原料上升达到搅拌效果，在输送液氮时对原料进行搅拌，螺旋叶片上设置若干出气孔，液氮罐内液氮通过螺旋叶片上的若干出气孔进入搅拌筒，能够保证原料与液氮快速且充分接触，实现速冻的效果；当搅拌工序完成之后，驱动装置驱动搅拌轴逆时针旋转，螺旋叶片能够将冷冻完成的原料迅速推出搅拌筒。

（2）本发明在中箱体内部同轴设置搅拌筒，箱体与搅拌筒之间形成封闭的状态真空容腔，在真空状态下，能够起到保温的效果，进而减少液氮的使用量，节约成本。在搅拌筒的筒壁上设置紫外线发生器，能够发出紫外线对原料筒内的原料进行杀菌，在搅拌的同时进行紫外线照射，保证杀菌快速且均匀，在搅拌筒的筒壁上设置温度传感器，能够实时监测原料筒内的温度，当原料筒内原料温度达到设定值时，控制系统命令控制阀减小液氮输送强度，实现对原料温度的精准控制。

（3）本发明在中液氮罐倒立设置在支撑板上，能够使液氮罐内的液氮尽可能完全利用，支撑板下方设置升降柱，当升降柱完全伸长时，液氮罐最低端高于中空搅拌轴最高端，能够使液氮罐内液氮更容易通过输送管流入搅拌筒内；支撑板上方设置固定件，固定件弧形面紧贴液氮罐，且固定件另一侧滑动连接竖直导轨，能够对液氮罐进行固定，且竖直导轨滑动连接支撑板，能够防止支撑板在升降时松动，使液氮罐在支撑板上滑落。

（4）本发明在中管道孔内径与输送管外径大小相同，能够保证输送管恰好进入管道孔，防止液氮输送时产生泄露造成浪费。搅拌筒与搅拌构件同轴，且螺旋叶片整体直径小于搅拌筒内径，能够保证搅拌构件在搅拌筒内顺利运转，且螺旋叶片使搅拌筒内原料混合更均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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中记载的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明的优选实施例的立体结构图；

图2为本发明优选实施例支撑架体的立体结构图；

图3为本发明优选实施例加工构件的立体结构图；

图4为本发明优选实施例加工机构的爆炸示意图；

图5为本发明的优选实施例搅拌构件的立体结构图。

具体地，100-搅拌构件，110-驱动装置，120-减速器，130-搅拌轴，131-管道孔，140-螺旋叶片，141-出气孔，142-中空腔体，

210-箱体，211-加料口，212-出料口，220-搅拌筒，221-温度传感器，222-紫外线发生器，230-真空容腔，

300-支撑架体，310-竖直导轨，320-控制阀，330-液氮罐，340-固定件，350-支撑板，360-升降柱，

400-输送管。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图3所示，一种液氮冰淇淋速冻系统装置，包括：通过输送管400连接的液氮罐330和加工机构，加工机构包括：通过箱体210连接的搅拌构件100和驱动装置110，可以选择电机作为驱动装置110，驱动装置110通过连接件固定在箱体210上；箱体210内部同轴设置搅拌筒220，箱体210与搅拌筒220之间形成封闭的状态真空容腔230，搅拌筒220内壁表面均匀设置若干温度传感器221，且搅拌筒220内壁表面均匀设置若干紫外线发生器222，搅拌筒220内部同轴设置搅拌构件100。

如图5所示，搅拌构件100包括：中空搅拌轴130和设置在中空搅拌轴130上的螺旋叶片140，沿中空搅拌轴130的轴线设置管道孔131，螺旋叶片140表面设置出气孔141，螺旋叶片140内部设置中空腔体142，出气孔141连通中空腔体142，中空腔体142连通管道孔131，管道孔131通过输送管400连接液氮罐330，液氮罐330设置在支撑架体300上，也可以在搅拌轴130与驱动装置110之间设置减速器120，通过减速器120控制搅拌轴130的速度，根据生产需要调节不同的搅拌速率。

本发明一个较佳实施例中，在中空搅拌轴130上设置螺旋叶片140，当驱动装置110驱动搅拌轴130顺时针旋转时，螺旋叶片140带动原料上升达到搅拌效果，在输送液氮时对原料进行搅拌，螺旋叶片140上设置若干出气孔141，液氮罐330内液氮通过螺旋叶片140上的若干出气孔141进入搅拌筒220，能够保证原料与液氮快速且充分接触，实现速冻的效果；当搅拌工序完成之后，驱动装置110驱动搅拌轴130逆时针旋转，螺旋叶片140能够将冷冻完成的原料迅速推出搅拌筒220。

本发明一个较佳实施例中，箱体210上部设置加料口211，下部设置出料口212，便于加料和出料，在箱体210内部同轴设置搅拌筒220，箱体210与搅拌筒220之间形成封闭的状态真空容腔230，在真空状态下，能够起到保温的效果，进而减少液氮的使用量，节约成本。在搅拌筒220的筒壁上设置紫外线发生器222，能够发出紫外线对原料筒内的原料进行杀菌，在搅拌的同时进行紫外线照射，保证杀菌快速且均匀，在搅拌筒220的筒壁上设置温度传感器221，能够实时监测原料筒内的温度，当原料筒内原料温度达到设定值时，控制系统命令控制阀320减小液氮输送强度，实现对原料温度的精准控制。

本发明一个较佳实施例中，液氮罐330倒立设置在支撑板350上，能够使液氮罐330内的液氮尽可能完全利用，支撑板350下方设置升降柱360，当升降柱360完全伸长时，液氮罐330最低端高于中空搅拌轴130最高端，能够使液氮罐330内液氮更容易通过输送管400流入搅拌筒220内；支撑板350上方设置固定件340，固定件340弧形面紧贴液氮罐330，且固定件340另一侧滑动连接竖直导轨310，能够对液氮罐330进行固定，且竖直导轨310滑动连接支撑板350，能够防止支撑板350在升降时松动，使液氮罐330在支撑板350上滑落。

本发明一个较佳实施例中，管道孔131内径与输送管400外径大小相同，能够保证输送管400恰好进入管道孔131，防止液氮输送时产生泄露造成浪费。搅拌筒220与搅拌构件100同轴，且螺旋叶片140整体直径小于搅拌筒220内径，能够保证搅拌构件100在搅拌筒220内顺利运转，且螺旋叶片140使搅拌筒220内原料混合更均匀。

本发明使用时，液氮罐330里的液氮通过输送管400进入管道孔131，管道孔131内的液氮再经过中空腔体142从出气孔141处进入搅拌筒220内，当驱动装置110驱动搅拌轴130顺时针旋转时，螺旋叶片140带动原料上升达到搅拌效果，在输送液氮时对原料进行搅拌，能够使原料与液氮快速充分接触，对原料进行快速冷冻；同时，箱体210内的紫外线发生器222提供紫外线对搅拌状态的原料进行杀菌，温度传感器221实时监测箱体210内温度，当温度达到设定值时，控制系统命令控制阀320减小液氮输送强度；当搅拌工序完成之后，驱动装置110驱动搅拌轴130逆时针旋转，螺旋叶片140将经过液氮冷冻完成的原料迅速推出搅拌筒220。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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