用于固态物料的搅拌加热设备以及搅拌加热方法与流程

本技术涉及物料搅拌与溶解，尤其涉及一种用于固态物料的搅拌加热设备以及搅拌加热方法。

背景技术：

1、在物料加工处理过程中，通常会将通过冷链运输过来的固态物料进行加热解冻，并且需要使同一批物料全部解冻成液体状态并混合均匀后才能做进一步的加工处理。如果仅有部分物料被加热成液态而另一部分仍为固态，则会导致液态物料中的物质成分或者含量与固态物料存在差别，从而影响后续的加工质量。这类固态物料的加热通常都是低温加热，使其在较低的温度完成解冻，过高的加热会破坏物料的内部分子结构或者会导致最终生产加工出来的物料的质量受到影响。

2、传统的加热方法通常是让固态物料自然解冻，但这种自然解冻的速度和效率较低。随着生产效率要求的提高，出现了专门的加热设备。然而现有的加热设备在进行固态物料加热过程中，通常是在加热腔室内，采用叶片对物料进行搅拌，并通过叶片加热或者中空的釜壁内的热水对物料进行加热，以提高加热的均匀性。

3、虽然采用搅拌叶片可以使加热腔室内的物料形成流动而提高了物料加热的效率和均匀性。但在实际作业过程中，仍然存在如下情况：处于腔室内靠近换热介质部分的物料（即靠近釜组件的釜壁处的物料）已经成液态且其温度已经达甚至超过了要求温度，但是部分固态物料由于其密度小，仍然悬浮于腔室内物料的上部而难以被充分加热解冻。尤其是当需要在较短的时间内完成物料的完全解冻时，需要采用更高温度的换热介质来进行加热，这样还会导致物料在解冻排出时，由于釜壁与腔室内其他地方温差较大，会导致部分残留在釜壁上的物料失温过快而在釜壁上形成结晶，给釜壁清洁增加了难度。因此，现有的物料加热方式以及加热设备仍然有待改进。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种用于固态物料的搅拌加热设备以及用于固态物料的搅拌加热方法，以使得固态物料可以在较短时间和较低温度下被完全解冻。

2、本技术第一方面，提供了一种用于固态物料的搅拌加热设备，所述搅拌加热设备包括：釜组件、第一管道组件、过滤组件和控制组件；

3、所述釜组件包括搅拌电机、搅拌轴、连接在所述搅拌轴上的搅拌叶片、进料口、搅拌入口、第一连通口、第二连通口、釜壁和套设在所述釜壁上的夹层，所述釜壁与所述夹层形成了用于流经第一换热介质的夹层空间，所述搅拌轴从所述搅拌入口延伸至由所述釜壁形成的搅拌室内，所述搅拌电机用于驱动所述搅拌叶片旋转，所述第一换热介质用于对处于搅拌室内的物料进行加热；

4、所述第一管道组件包括第一驱动泵以及连通所述第一连通口和所述第二连通口的第一管道主体，所述第一驱动泵用于驱动物料在所述搅拌室和所述管道主体形成的第一管道空间内流动，物料在所述第一管道空间内流动时，被第二换热介质加热，所述第二换热介质的温度高于所述第一换热介质的温度；

5、所述过滤组件包括过滤器驱动电机以及可拆卸地设置在所述第一连通口处的第一过滤器，所述过滤器驱动电机用于驱动所述第一过滤器在工作状态和非工作状态下切换，当所述第一过滤器处于工作状态时，用于拦截固态物料在所述搅拌室内的流动，使被拦截的尺寸超过第一过滤器的滤网孔径的固态物料从所述第一连通口进入所述第一管道空间，当所述第一过滤器处于非工作状态时，所述固态物料在所述搅拌室内正常流动；

6、所述控制组件用于控制所述搅拌叶片的搅拌速度、第一过滤器的工作状态、物料在所述第一管道空间内的第一流速。

7、进一步的，所述过滤组件包括设置在所述搅拌轴上的第二过滤器，所述过滤器驱动电机还用于驱动所述第二过滤器在工作状态和非工作状态下切换，当所述第二过滤器处于工作状态时沿重力方向转动，从而将处于搅拌室内的固态物料引导至所述第一连通口；

8、所述过滤器驱动电机还用于驱动所述第二过滤器在搅拌轴的延伸方向移动，使所述第二过滤器所处高度与所述搅拌室内的物料液位高度相匹配。

9、进一步的，所述釜组件还包括物料回流口，所述第一管道主体还开设有物料分流口，所述第一管道组件还包括第一管道分体，所述第一管道分体的一端连接所述物料分流口，另一端连接所述物料回流口；

10、所述过滤组件还包括设置在所述物料分流口处的第三过滤器，所述第三过滤器用于将处于所述第一管道空间内的液态物料过滤至所述第一管道分体形成的回流空间内，并从所述物料回流口流回所述搅拌室；

11、所述过滤器驱动电机还用于驱动所述第三过滤器振动，从而使附着在所述第三过滤器上的固态物料脱落，所述第三过滤器上的网孔尺寸小于第一过滤器上的网孔尺寸。

12、进一步的，所述第一管道主体包括管道第一主体和管道第二主体，所述管道第一主体和所述管道第二主体通过管道分叉口连通，所述过滤组件还包括设置在所述管道分叉口处的第四过滤器，所述第四过滤器上的网孔尺寸大于第一过滤器上的网孔尺寸，用于将处于所述管道第一主体内的超过第四过滤器上的网孔尺寸的固态物料引导至所述管道第二主体内。

13、进一步的，所述搅拌加热设备还包括碎冰组件、第二管道组件、蒸汽发生器和换热器组件。

14、进一步的，所述碎冰组件用于对固态物料进行碎冰处理，并将碎冰处理后的物料通过进料口导入到所述釜组件内。

15、进一步的，所述第二管道组件包括第二驱动泵以及与所述夹层空间连通的第二管道主体，所述第二驱动泵用于驱动第一换热介质在所述夹层空间和所述第二管道主体形成的第二管道空间内流动。

16、进一步的，所述换热器组件包括设置在所述第一管道主体上的第一换热器和设置在所述第二管道主体上的第二换热器，所述第一换热器用于对物料进行加热，所述第二换热器用于对所述第一换热介质进行加热；所述蒸汽发生器用于生成第二换热介质，并将所述第二换热介质引导至所述第一换热器和所述第二换热器，从而对物料和第一换热介质进行加热。

17、进一步的，所述控制组件还用于控制所述第一换热介质在所述第二管道空间内的第二流速、所述第二换热介质在所述第一换热器内的第三流速、所述第二换热介质在所述第二换热器内的第四流速。

18、进一步的，所述搅拌加热设备还包括传感器组件，所述传感器组件包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、重量传感器、流量传感器中的一种或多种。

19、进一步的，所述传感器组件包括第一温度传感器、第二温度传感器、重量传感器、流量传感器中的一种或多种，所述第一温度传感器处于所述搅拌室的底部和第一管道空间内，用于测量物料的第一温度，所述第二温度传感器设置于所述夹层空间内，用于测量所述第一换热介质的第二温度，所述重量传感器处于所述搅拌室的底部，用于测量物料的重量，所述流量传感器处于所述第一管道空间内，用于测量物料在所述第一管道空间内的流动速度。

20、本技术第二方面，提供了一种用于固态物料的搅拌加热方法，所述搅拌加热方法应用于本技术任一项中所述的搅拌加热设备，所述搅拌加热方法包括：

21、获取待解冻的物料的基础信息；

22、将待解冻的物料进行碎冰，并将碎冰后的物料通过进料口投入至釜组件的搅拌室内；

23、获取碎冰后的物料的初始温度、第一换热介质的第一实时温度、第二换热介质的第二实时温度；

24、根据所述基础信息、初始温度、第一实时温度、第二实时温度，控制搅拌叶片对处于搅拌室内的物料进行搅拌，并使所述第一换热介质对所述搅拌室内的物料进行加热；

25、当搅拌时长达到第一时长，或所述物料在所述搅拌室内的第三实时温度达到流动温度阈值时，打开第一连通口和第二连通口，控制所述第一过滤器从所述非工作状态切换至工作状态，使物料在所述搅拌室和所述第一管道空间内流动，并控制所述第二换热介质对所述物料进行加热；

26、当所述第三实时温度达到目标温度，和/或所述物料的加热时长达到目标加热时长时，将所述物料排出。

27、进一步的，所述搅拌加热方法还包括：当搅拌时长达到第二时长时，激活第一管道分体和第三过滤器，将液态物料从物料回流口流回所述搅拌室，所述第二时长大于所述第一时长。

28、进一步的，所述搅拌加热方法还包括：当搅拌时长达到第三时长时，激活所述第二过滤器，使处于搅拌室内的物料在所述第一过滤器和所述第二过滤器的引导下流入所述第一管道空间，所述第三时长大于所述第一时长。

29、进一步的，所述根据所述基础信息、初始温度、第一实时温度、第二实时温度，控制搅拌叶片对处于搅拌室内的物料进行搅拌，包括：

30、在搅拌时长小于第一时长之前，控制所述搅拌叶片按照所述第一搅拌速度对所述物料进行搅拌；

31、在搅拌时长处于第一时长和第五时长期间，控制所述搅拌叶片按照所述第二搅拌速度对所述物料进行搅拌，所述第二搅拌速度大于所述第一搅拌速度，所述第五时长大于所述第一时长；

32、在搅拌时长大于第五时长时，控制所述搅拌叶片按照所述第三搅拌速度对所述物料进行搅拌，并关闭第一连通口和第二连通口。

33、进一步的，所述使物料在所述搅拌室和所述第一管道空间内流动，包括：

34、当物料在第一管道空间内的流动持续时长小于第四时长时，控制所述物料以第一流动速度在所述第一管道空间内流动；

35、当所述流动持续时长达到第四时长时，控制所述物料以第二流动速度在所述第一管道空间内流动，所述第二流动速度大于所述第一流动速度。

36、与现有技术相比，本技术用于固态物料的搅拌加热设备以及固态物料的搅拌加热方法的有益效果包括：

37、1、通过增设管道组件，一方面增加了热交换接触面积，可以使物料在管道内加热，另一方面，还使得物料可以在搅拌室与的管道形成的第一管道空间之间流动，增加了物料的流动性，使得加热更加均匀，且通过让物料在第一管道空间内的流动方向与第二换热介质在第一换热器内的流动方向相反，进一步提高了热交换效率。

38、2、通过增设过滤器组件，使得流动到过滤器附近处的固态物料被聚集，并从第一连通口引导至第一管道空间内，处于第一管道空间内的固态物料与液态物料之间的第二比例则要高于搅拌室内的固态物料与液态物料之间的第一比例。再结合通过第二换热介质直接与第一管道空间内的物料进行加热，使得处于第一管道空间内的固态物料被加热成液态回流至搅拌室内，这样，处于第一管道空间内的固态物料可以更快速地被加热成液态物料，进一步提高了物料的加热效率。

39、3、通过增设管道组件，使得即使在短时间需要完成物料加热解冻的情况下，在夹套空间内的第一换热介质的温度也不需要设置过高，使得在排出物料时，物料的温度与第一换热介质的温差（或者釜壁的温差）较小，避免或者减少了在釜壁上形成的结晶，使得后续对釜壁或搅拌室的清洁更加方便。