一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器。本发明专利技术中，设备在低温高压的环境下，果汁中二氧化碳的溶解度会上升，干冰同时起到了制造高压、降温和将果汁碳酸化的作用。这就是“一碳多用”的由来。这样做不仅提升了果汁碳酸化的效率，高频率使用了碳分子，实现低碳生产，给具有一定规模的清宫御膳品牌做了碳中和的管理与未来规划。设备的低流速设计与布局给予了果汁和二氧化碳充分反应的足够时间与空间，在低温高压的环境下实现制备碳酸浓度最高的果汁。这样做是为了最大程度地提升气泡饮料气泡含量，同时不丢失清宫御膳古法杨梅汁的独家特色口味。本发明专利技术适用于各种果汁饮料的碳酸化，增加了使用时的便利性。增加了使用时的便利性。增加了使用时的便利性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器


[0001]本专利技术属于饮料制备
，具体为一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器。

技术介绍

[0002]气泡水是一种比较健康的饮料，人们对充气饮料的认可度也越来越高。为了满足口感的需求，制备气泡水气泡水机的混合箱内应保持较低的温度，通过控制温度保持在4摄氏度和压强保持在0.5兆帕(MPA)，我们能够实现碳酸的最大浓度提升，从而使制备的气泡水具有更好的口感。传统的气泡水机一般包括水箱和混合箱，水箱或混合箱中的一个上设置冷却器，以使气泡水保持较低的温度。但是缺乏一个中央处理系统对缸内的气压缺乏掌控，缸内温度没有一个准确的显示，虽然说在制冷技术有了一定的提升，但是对于碳酸的浓度还是有很大的提升空间。
[0003]例如，公告号为CN116236934A的中国专利申请公开了一种气泡水机，包括:净水供给组件、冷却罐、气液混合组件和二氧化碳供给组件；其中，所述冷却罐包括罐体、冷媒管道和冷却盘管，所述冷媒管道和冷却盘管位于所述罐体内，所述罐体上具有连通罐体内腔的第一冷却入口和第一冷却出口，所述冷却盘管的两端分别凸出到罐体的上端以形成第二冷却入口和第二冷却出口；所述净水供给组件与所述第一冷却入口通过管道连接，所述第一冷却出口通过管道连接到所述气液混合组件的输入端，所述气液混合组件的输出端通过管道连接到所述第二冷却入口，所述二氧化碳供给组与所述气液混合组件通过管道连接，所述第二冷却出口向外输出气泡水。
[0004]但是现有技术中，制作气泡水的设备较为传统，气泡水的生成及冷却装置对冷却罐的结构以及冷却水路关注度较高，设置单一的冷却罐即可形成两个冷却回路，以实现在混合之前进入到冷却罐中对净水进行第一次冷却，在净水与二氧化碳混合后再次进入到冷却罐中进行第二次冷却。在与二氧化碳混合前的净水足够冷却能够确保二氧化碳与净水混合的质量，经过混合流程后的气泡水再次进入到冷却罐中进行二次冷却，能够确保最终输出的气泡水的温度足够低，且独立的两个冷却水路不会因为二次冷却而显著降低气泡水的生成效率，如果在制作过程中需要花费的时间长，可能会因为缸的压力，低温环境，会影响气泡水的质量，影响口感。若严重影响生产效率的话，且会造成资源浪费。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器，所述用于碳酸化果汁的高压低温制备器包括罐体、压强、温度、PH传感器组件，二氧化碳供给组件，干冰输入冷却组件，气液混合组件，碳酸饮料输出组件、泄压控制组件、果汁输入组件。
[0007]在一优选的实施方式中，所述气液混合组件包括罐体、碳酸发生室，所述干冰输入论却组件包括干冰输入通道、干冰升华室和果汁输入管道于所述罐体下。
[0008]在一优选的实施方式中，所述果汁输入通道与所述压强、温度、PH传感器组件，所述碳酸饮料输出组件，所述泄压控制组件置于同一通道上，经过完全反应流出罐体。
[0009]在一优选的实施方式中，所述所述罐体内部排列有实时CO2传质元件。
[0010]在一优选的实施方式中，所述所述泄压控制组件置于所述罐体的上端，泄压组件包括泄压控制器、泄压舱、泄压阀。
[0011]在一优选的实施方式中，所述所述冷媒管道的冷媒入口和冷媒出口分别设置在所述罐体的底部，所述冷媒管道的主体位于所述罐体的气液混合舱底；所述冷媒管道位于所述罐体的部分绕所述罐体的中心盘旋形成多层结构。
[0012]在一优选的实施方式中，所述高压低温制备器的温度控制算法为：
[0013]采用闭环控制算法来调节设备温度；根据设定温度和实际温度之间的差异，通过PID(比例
‑
积分
‑
微分)控制算法来调整冷却系统的运行，以保持温度在稳定的4摄氏度；
[0014]闭环控制算法中的PID控制器可以表示为以下公式：
[0015]输出值＝Kp*偏差+Ki*积分+Kd*微分
[0016]其中，输出值是控制器输出的结果，它用于调整冷却系统的运行；Kp是比例系数，用于调整输出值与温度偏差之间的比例关系；Ki是积分系数，用于调整输出值对温度偏差的积分响应，以消除静态误差；Kd是微分系数，用于调整输出值对温度变化率的微分响应，以提高系统的稳定性和响应速度；偏差是设定温度与实际温度之间的差异；积分是偏差的累积值，用于消除持续存在的系统偏差；微分是偏差变化率的衡量，用于预测系统的响应趋势；请注意，Kp、Ki、Kd的具体数值需要通过实验或调整来确定，以使控制系统达到最佳性能。
[0017]在一优选的实施方式中，所述高压低温制备器的压强控制算法：
[0018]使用反馈控制算法来控制设备的压强；通过与设定压强进行比较，根据差异调整压力控制阀门的开度，以维持设定的0.5兆帕的压强；我们设备采用的压强控制算法是一种反馈控制算法，可以表示为以下公式：
[0019]输出＝Kp*误差
[0020]其中，输出是控制器的输出值，用于调整压力控制阀门的开度；Kp是比例系数，它确定输出与压强误差之间的比例关系；误差是设定压强与实际压强之间的差异；该算法根据设定压强与实际压强的差异调整控制阀门的开度；比例系数决定了调整的幅度大小；通过持续监测和比较压强数值，该算法确保压强保持在所设定的0.5兆帕；需要注意的是，具体的Kp值需要通过校准和测试来确定，以实现精确的压强控制；比例系数的选择取决于系统的特性和所期望的控制性能。
[0021]在一优选的实施方式中，所述制备果汁的方法包括以下步骤：
[0022]S1:干冰供给：在设备中提供干冰，干冰升华时吸收热量，创造低温环境；
[0023]S2:果汁供给：将待碳酸化的果汁输入设备；
[0024]S3:压力控制：使用压强检测器和控制阀，确保设备内的压力保持在设定的高压水平(0.5MPA)；
[0025]S4:传质原件：采用黄金螺旋结构排列的传质原件，用于将二氧化碳与果汁充分接触；这些传质原件的设计和布置旨在最大化果汁与二氧化碳之间的传质效果；
[0026]S5:温度控制：通过温度检测器和控制装置，确保设备内的温度保持在设定的低温
水平(例如4摄氏度)；这有助于控制反应速率和碳酸浓度；
[0027]S6:碳酸化反应：在低温高压环境下，二氧化碳溶解到果汁中，引发碳酸化反应；由于设备的优化设计和控制，碳酸化反应能够以更高的速率进行，并且达到更高的碳酸浓度；
[0028]S7:输出产品：碳酸化完成后的果汁经过处理后，可从设备中取出，作为最终产品。
[0029]在一优选的实施方式中，所述CPU根据传感器反馈的压力和温度数据进行计算，并根据预设的设定值和控制算法来调整CO2注入、升华、压强和温度控制模块的参数和操作；CPU使用实时数据进行计算和反馈控制，确保设备的稳定运行和所需的果汁碳酸化效果。
[0030]综上所述，由于采用了上述技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器，其特征在于：所述用于碳酸化果汁的高压低温制备器包括罐体、压强、温度、PH传感器组件，二氧化碳供给组件，干冰输入冷却组件，气液混合组件，碳酸饮料输出组件、泄压控制组件、果汁输入组件。2.如权利要求1所述的一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器，其特征在于：所述气液混合组件包括罐体、碳酸发生室，所述干冰输入论却组件包括干冰输入通道、干冰升华室和果汁输入管道于所述罐体下。3.如权利要求1所述的一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器，其特征在于：所述果汁输入通道与所述压强、温度、PH传感器组件，所述碳酸饮料输出组件，所述泄压控制组件置于同一通道上，经过完全反应流出罐体。4.如权利要求1所述的一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器，其特征在于：所述所述罐体内部排列有实时CO2传质元件。5.如权利要求1所述的一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器，其特征在于：所述所述泄压控制组件置于所述罐体的上端，泄压组件包括泄压控制器、泄压舱、泄压阀。6.如权利要求1所述的一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器，其特征在于：所述所述冷媒管道的冷媒入口和冷媒出口分别设置在所述罐体的底部，所述冷媒管道的主体位于所述罐体的气液混合舱底；所述冷媒管道位于所述罐体的部分绕所述罐体的中心黄金螺旋排列盘旋形成多层结构。7.如权利要求1所述的一种用于碳酸化果汁的高压低温制备器，其特征在于：所述高压低温制备器的温度控制算法为：采用闭环控制算法来调节设备温度；根据设定温度和实际温度之间的差异，通过PID(比例
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积分
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微分)控制算法来调整冷却系统的运行，以保持温度在稳定的4摄氏度；闭环控制算法中的PID控制器可以表示为以下公式：输出值＝Kp*偏差+Ki*积分+Kd*微分其中，输出值是控制器输出的结果，它用于调整冷却系统的运行；Kp是比例系数，用于调整输出值与温度偏差之间的比例关系；Ki是积分系数，用于调整输出值对温度偏差的积分响应，以消除静态误差；Kd是微分系数，用于调整输出值对温度变化率的微分响应，以提高系统的稳定性和响应速度；偏差是设定温度与实际温度之间的差异；积分是偏差的累积值，用于消除持续存在的系统偏差；微分是偏差变化率的衡量，用于预测系统的响应趋势；请注意，Kp、K...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘远踏，罗国萍，吴雨雪，梁越，吴文君，严泽宇，
申请(专利权)人：贵州民族大学人文科技学院，
类型：发明
国别省市：