本技术涉及食品加工设备，具体涉及一种均质机柱塞无菌冷却装置。
背景技术：
1、无菌均质机常见于呈流体的液态食品的加工制造，被广泛用于乳制品的生产。均质机内腔中设置具有直线往复活动能力的柱塞，均质机内腔又分为柱塞腔(用于柱塞及其往复推进机构的安装并提供柱塞运动行程)和产品腔(流体物料流经该腔室)，柱塞的大部分结构位于柱塞腔内，产品腔位于柱塞腔一侧，且位于柱塞前端，物料流经产品腔。在柱塞沿直线往复运动时，柱塞前端会伸入产品腔内挤压流经其中的物料(柱塞的运动方向与物料流向相互垂直)，通过挤压时的剪切和破碎作用使物料流出时得以均质化(类似乳化)。柱塞腔和产品腔之间设有密封件，柱塞活动时其外壁紧贴密封件，从而使两个腔室隔离开，防止物料流入柱塞腔中。由于柱塞在活动时跨柱塞腔和产品腔，因此其需要具备极高的卫生要求，避免污染产品，为此需要定期对柱塞及相关结构进行杀菌消毒，作业时通常停机后利用高温蒸汽吹扫柱塞所在区域。图5、图6示出了一种均质机简化结构，其中，在均质机壳体10’内设置产品腔101’和柱塞腔102’，两者相邻且相隔，两者之间设置密封件，柱塞20’位于柱塞腔102’内，其一端端部位于产品腔101’。柱塞20’工作时，其沿左右方向运动(图5至图6)，从右往左时对产品腔101’进行挤压使其中流经的物料得以均质化。柱塞20’之外还设有夹套30’，传统作业对柱塞20’的外壁杀菌时，蒸汽即通入夹套内腔301’进行吹扫，为此在夹套30’上设有供蒸汽出入的接口(图中未示出)，通过夹套30’将蒸汽的杀菌效果集中作用于柱塞20’的外壁，防止蒸汽散逸至柱塞腔102’而影响杀菌作用。
2、在日常使用时，均质机的柱塞在持续工作中会累积较多热量而无法有效散发，因此该部分结构往往长时间工作在较高温度下，易使部分结构件提前老化，影响了设备运行的稳定性，也会折损设备寿命，现有技术缺乏有效的在线降温手段。另外，作业前后会对柱塞进行杀菌处理来确保产品品质，一般以高温蒸汽(温度通常在130℃左右)吹扫柱塞外壁，此时需要使均质机停机。吹扫消杀后，蒸汽因冷凝而产生的冷凝水用于加速柱塞降温。但是在实际操作中发现，由于柱塞此时呈静止状态，易使得部分位置落在吹扫覆盖范围外；另外，吹扫过程中，高温蒸汽和冷凝水使密封件在持续高温工况下又在较短时间内降温，较大的温差变化易导致密封结构提前老化而使其受损。
3、综上所述，无菌均质机按传统方式工作和维护时，存在如下问题：
4、1)设备寿命受影响：其原因在于，均质机在工作时缺乏有效在线杀菌手段，柱塞及相关结构长时间工作在较高温度下，易使结构提前老化，影响寿命的同时也带来设备运行不稳定的隐患；
5、2)易形成杀菌盲区：其原因在于，对柱塞杀菌时需要停机，且由于停机后的均质机内柱塞呈静止状，导致部分位置不易接触到蒸汽而产生消杀盲区；
6、3)冷却效果欠佳：其原因在于，对柱塞的冷却在停机后杀菌时进行，使用的冷却水为杀菌过程的高温蒸汽冷凝后产生的冷凝水，因此无法支持在线冷却，影响了冷却效果；
7、4)易损伤密封结构：其原因在于，对于密封件而言，其温度变化曲线较陡，从受到高温蒸汽作用而至较高温度，在杀菌后受到高温蒸汽冷凝后形成的冷凝水的作用而迅速降温，且冷凝水也具有较高的渗透性，使得密封件整体受到极热至极冷的短时温度骤变，易加速密封件的结构老化，造成损伤；
8、5)节能性较弱：其原因在于，杀菌用的高温蒸汽的制备过程能耗较高。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于，提供一种均质机柱塞无菌冷却装置，解决以上技术问题。
2、本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
3、均质机柱塞无菌冷却装置，包括装置本体，所述装置本体连接均质机，为所述均质机提供杀菌用水和冷却用水，使其在开机前对柱塞外壁进行杀菌消毒，并在开机后在线对柱塞进行实时冷却，其中，
4、所述装置本体包括供水组件、供气组件、换热组件，通过所述供水组件供应软水，通过所述供气组件供应高温蒸汽，通过换热组件利用高温蒸汽对软水进行升温、杀菌、降温至生成无菌冷却水，使其满足柱塞降温条件；
5、所述换热组件包括第一换热器和第二换热器，
6、所述供气组件连通所述第一换热器的腔室，
7、所述供水组件先后通过所述第一换热器的换热管和第二换热器的腔室连接所述均质机的柱塞夹套的进水口，经过所述第一换热器的软水经由高温蒸汽加热升温至杀菌温度，
8、所述供水组件还通过所述第二换热器的换热管连接所述第一换热器的换热管，以便通过未经升温的常温软水对流经所述第二换热器腔室的已升温无菌水降温至符合柱塞冷却的温度，同时，在该过程中也使常温软水得到预热。
9、本实用新型采用基于两个换热器构建的二级换热结构，来实现对输入水体的升温和杀菌及控温，最终生成无菌冷却水，实现对工作中的均质机的柱塞的在线冷却，使结构稳定性得到提高，有效延长设备寿命。
10、较佳地是，所述第一换热器和所述第二换热器均具有内腔和设置于内腔中的换热管，其中，换热器内腔具有腔室进口和腔室出口，换热管具有管进口和管出口；
11、所述第一换热器与所述第二换热器的连接结构按如下设置：
12、所述第一换热器的换热管的管进口通过第一截止阀连接所述供水组件，
13、所述第一换热器的换热管的管出口连接所述第二换热器的腔室进口，
14、所述第一换热器的腔室进口连接所述供气组件，
15、所述第一换热器的腔室出口排地，
16、所述第二换热器的换热管的管进口通过第二截止阀连接所述供水组件，
17、所述第二换热器的换热管的管出口连接所述第一换热器的换热管的管进口，
18、所述第二换热器的腔室出口连接所述均质机的柱塞夹套的进水接口；
19、所述第一换热器的管出口与所述第二换热器的腔室进口之间的管路段设有第一温度传感器，通过所述第一温度传感器检测经所述第一换热器升温后的水体温度，以便确定是否达到杀菌温度。
20、较佳地是，所述装置本体包括排水组件，所述排水组件连接所述均质机的柱塞夹套的出水接口。
21、较佳地是，所述排水组件包括第一排水管和第三截止阀(实际为手动排地阀)，所述第三截止阀(实际为手动排地阀)设置于所述第一排水管上；
22、所述第一排水管的一端连接所述柱塞夹套的出水接口、另一端排地。
23、本实用新型通过设置第一排水管和第三截止阀构建第一排地路径，其作用在于，在装置本体运作于第二工况时，对在线冷却过程中产生的冷却水废水实现排放。
24、较佳地是，所述排水组件包括第二排水管、疏水阀和第四截止阀，所述疏水阀和所述第四截止阀设置于所述第二排水管上；
25、所述第二排水管的一端连接所述柱塞夹套的出水接口、另一端排地。
26、本实用新型通过设置第二排水管、疏水阀和第四截止阀构建第二排地路径，对含有水蒸气的小流量废水进行排放。
27、较佳地是，所述排水组件包括第二温度传感器，用于检测流经所述第一排水管的废水的温度，从而判断其是否满足杀菌条件，当满足杀菌条件时，则从第一排水管排放，否则从第二排水管排放，
28、所述第二温度传感器设置于所述第一排水管上，且位于所述第二排水管与所述第一排水管的相连位置和所述均质机之间。
29、较佳地是，所述装置本体包括一辅助冷却组件，用于对均质机的柱塞夹套的外壁进行冷却，从而间接使柱塞也得到进一步冷却，
30、所述辅助冷却组件具有一循环水进口和一循环水出口，所述循环水进口连接所述排水组件，所述循环水出口连接所述均质机。
31、本实用新型通过设置辅助冷却组件，对冷却水废水进行回用，使柱塞夹套的内外均通过装置本体得以主动降温冷却。
32、较佳地是，所述辅助冷却组件包括辅助冷却导管和第五截止阀，通过所述辅助冷却导管将参与柱塞冷却后产生的无菌冷却水废水导向柱塞腔内对柱塞夹套外壁进行冷却，通过第五截止阀控制所述辅助冷却导管的流量；
33、所述第五截止阀设置于所述辅助冷却导管上；
34、所述辅助冷却导管的一端连接所述排水组件、另一端连接所述均质机的柱塞腔。
35、较佳地是，所述供水组件包括供水管和设置其上的流量计、第七截止阀、第一压力表、第二压力表和第一压力调节阀，其中，
36、所述供水管的进水端通过所述第七截止阀连接软水源、出水端通过所述流量计连接所述换热组件的进水端(即，第一换热器的换热管的管进口)，
37、所述第一压力调节阀位于所述第一压力表和所述第二压力表之间，以便实时监测调节前后的供水压力。
38、较佳地是，所述供气组件包括供气管和设置其上的第八截止阀、第二压力调节阀和第三压力表，
39、所述供气管的进气端通过所述第八截止阀连接蒸汽源、出气端连接所述换热组件的进气端(即，第一换热器的腔室进口)；
40、所述第二压力调节阀位于所述第八截止阀和所述第三压力表之间。
41、有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型提供了一种集杀菌、冷却功能为一体的无菌均质机柱塞冷却装置，使杀菌和冷却得以接续进行，两个工况无缝连接，具有如下优点：
42、1)杀菌较彻底：由均质机停机后进行蒸汽吹扫改为均质机开机前由高温水体进行杀菌处理并配合接续的均质机开机，可消除消杀盲区；
43、2)提高设备运行安全性，相对延长设备部件使用寿命：在开机前的杀菌阶段也即相当于同时对柱塞及相关结构进行预热，杀菌完成后即开机运行后在线实时对柱塞及相关结构进行降温冷却，确保柱塞区域无菌化的情况下又可持续对其进行冷却，稳定设备工况，密封件和相关活动部件的寿命均可得到延长；
44、3)能源利用率高，节能性较好：经两级换热结构对高温杀菌水体进行降温过程中即完成后续无菌冷却水制备所用水体的预热，从而实现热能回收，相比较传统杀菌方式而言对高温蒸汽的热能进行了更充分利用，再者，排水阶段也对废水按需进行再次利用来对柱塞相关结构进行辅助降温，充分利用废水的再用价值，整体节能性较高。
1.均质机柱塞无菌冷却装置，包括装置本体，所述装置本体连接均质机，其特征在于，所述装置本体包括供水组件、供气组件、换热组件，
2.根据权利要求1所述的均质机柱塞无菌冷却装置，其特征在于，所述第一换热器和所述第二换热器均具有内腔和设置于内腔中的换热管，其中，换热器内腔具有腔室进口和腔室出口，换热管具有管进口和管出口；
3.根据权利要求1所述的均质机柱塞无菌冷却装置，其特征在于，所述装置本体包括排水组件，所述排水组件连接所述均质机的柱塞夹套的出水接口。
4.根据权利要求3所述的均质机柱塞无菌冷却装置，其特征在于，所述排水组件包括第一排水管和第三截止阀，所述第三截止阀设置于所述第一排水管上；
5.根据权利要求4所述的均质机柱塞无菌冷却装置，其特征在于，所述排水组件包括第二排水管、疏水阀和第四截止阀，所述疏水阀和所述第四截止阀设置于所述第二排水管上；
6.根据权利要求5所述的均质机柱塞无菌冷却装置，其特征在于，所述排水组件包括第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于所述第一排水管上，且位于所述第二排水管与所述第一排水管的相连位置和所述均质机之间。
7.根据权利要求3所述的均质机柱塞无菌冷却装置，其特征在于，所述装置本体包括一辅助冷却组件，所述辅助冷却组件具有一循环水进口和一循环水出口，所述循环水进口连接所述排水组件，所述循环水出口连接所述均质机。
8.根据权利要求7所述的均质机柱塞无菌冷却装置，其特征在于，所述辅助冷却组件包括辅助冷却导管和第五截止阀，所述第五截止阀设置于所述辅助冷却导管上；
9.根据权利要求1至8任一项所述的均质机柱塞无菌冷却装置，其特征在于，所述供水组件包括供水管和设置其上的流量计、第七截止阀、第一压力表、第二压力表和第一压力调节阀，其中，
10.根据权利要求1至8任一项所述的均质机柱塞无菌冷却装置，其特征在于，所述供气组件包括供气管和设置其上的第八截止阀、第二压力调节阀和第三压力表，
