CN101732739B - 一种蒸汽灭菌装置 - Google Patents

Abstract

一种蒸汽灭菌装置，包括灭菌仓和冷却仓，在所述灭菌仓和所述冷却仓上分别设置有灭菌仓进料口、灭菌仓出料口、冷却仓进料口和冷却仓出料口，所述冷却仓进料口和所述灭菌仓出料口相连接，所述灭菌仓内设置有旋转搅拌器，所述灭菌仓上设置有气体排放口；在所述灭菌仓上设有热风进风口，所述热风进风口设置有第一支路进风口和第二支路进风口，所述第一支路进风口通过气动阀门与第一热风引风机连接，所述第二支路进风口通过蓄能式蒸汽换热器分别和第二热风引风机以及蒸汽发生器相连接。本发明解决了现有技术中的蒸汽灭菌装置不预热或预热不彻底，容易产生冷凝水的问题，特别适用于中药原料、食品、调料类及其他原料的灭菌装置。

Description

一种蒸汽灭菌装置

技术领域

本发明涉及一种灭菌装置，具体地说是一种用于中药原料、食品调料及其他类似原料领域的蒸汽灭菌装置。

背景技术

灭菌技术属于微生物学基本技术，其通过采用理化手段将培养基、发酵设备或其他目标物中所有微生物的营养细胞及其芽胞(或孢子)杀灭或去除，从而达到无菌的目的。灭菌技术是培养基、发酵设备或其他目标物获得纯培养的必要条件，是食品工业和医药领域(尤其是中药生产领域)中保证食品以及药品安全性必不可少的技术。

灭菌技术的彻底与否，取决于灭菌时间和灭菌剂强度这两个参数。根据灭菌剂的不同，灭菌技术主要分为化学试剂灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌和过滤除菌等。在实际应用中，会根据待灭菌物种类的不同，相应地去选择适宜的灭菌方法。

目前，在国内，中药和食品调料领域中较为常用的灭菌方法有三种，包括：第一、钴60辐照式灭菌，其原理是利用高能电磁波作用于细菌体上从而产生生物学效应，来抑制或杀灭细菌、病毒、真菌和寄生虫等，但是由于该技术领域对辐照灭菌后药品和食品的安全性仍存在一定的质疑，所以目前此方法已经被一些国家和地区取消使用；第二、环氧乙烷灭菌，利用环氧乙烷作为灭菌剂可以有效杀死物料表面的细菌，但是此方法灭菌后物料表面会残留有灭菌剂，灭菌剂的残留对物料的后续使用和食用有安全隐患，而清除这些残留物后得到的废液又会给环境带来污染；第三、流通蒸汽灭菌法，该技术通常用于医疗器械和食品餐具的灭菌，在有效实现灭菌目的的同时，其必须要用较长时间的加热，且经过上述较长时间灭菌处理后，其极易引起处理后产品的颜色、香味和有效成分发生变化，影响产品的品质和价值，同样也会存在安全隐患。

为了解决上述技术问题，中国专利文献CN1135721A中公开了一种灭菌方法及灭菌装置，其用加热的水蒸汽或过热水蒸汽对加入了原料的密闭结构灭菌容器内部作瞬间的加热加压，然后释放该加压状态，并立即急速减压至真空状态；其后，将该经过灭菌处理的原料不断地移入具密闭结构的真空冷却干燥器内，进行真空冷却干燥得到所需要的灭菌后的产物。在该现有技术中，其采用高温高压蒸汽或高压过热蒸汽进行瞬间灭菌，有效地节约了加热灭菌的时间，从而保证了原料的品质；但是由于该现有技术中在对原料进行高温高压蒸汽或者高压过热蒸汽进行加温灭菌前，事先没有对装有待加热至高温原料的密闭灭菌容器进行预热处理，直接就将高温高压蒸汽或者高压过热蒸汽通过装有原料的密闭灭菌容器中，这样高温高压蒸汽或者高压过热蒸汽在遭遇温度较低的密闭灭菌容器后，容易使得该蒸汽温度急剧下降而出现冷凝的情况，从而导致原料受潮结块，影响了产品的性状。

此外，该现有技术中在对原料进行加热加压灭菌处理后，要急速减压至真空状态，之后对经灭菌后的原料进行冷却干燥，正是由于上述对于真空环境的要求，相应地在灭菌装置中就需要添加设置真空泵和真空罐等，这样就加大了整个灭菌装置的复杂度，也增加了设备的制造成本；而且在加热加压灭菌处理后增设急速减压至真空状态的缓冲程序，这样在整体上使得使用高温高压蒸汽或者高压过热蒸汽进行灭菌处理的时间加长，从而可能影响灭菌处理后的产品的品质和价值，使得产品的颜色、香味和有效成分发生变化或者破坏。

为了解决上述现有技术中提到的没有对装有待加热至高温原料的密闭灭菌容器进行预热处理的问题，在中国专利文献CN1028956C中给出了解决途径。该专利公开了一种用于生植物产品的灭菌设备，其是将原料放入一个有夹套的容器里进行消毒，并向其中注入烹饪用蒸汽进行灭菌。在该现有技术中，灭菌设备设置有夹套，通过向所述夹套的夹层中通入加热蒸汽，从而通过加热蒸汽实现对灭菌设备的腔体进行预热。上述技术虽然可以实现对灭菌设备的预热，但是当把经加热后的蒸汽通入常温的罐体中时，高温蒸汽与常温罐体瞬间接触，从而很容易聚集冷凝成水，并残留在罐体夹套中，进而导致对残留有冷凝水的夹套部分的腔体预热不均匀和不彻底，使得腔体内局部区域(即对应夹套内聚集冷凝水的部分)温度低，那么在高温蒸汽进入腔体后，该局部区域内高温蒸汽温度下降冷凝，原料进入该腔体后会随之产生蒸汽冷凝浸湿物料的情形，增加了整个过程的能耗。

发明内容

为此，本发明所要解决的第一个技术问题是现有技术中的蒸汽灭菌装置采用灭菌腔体外带夹套对所述灭菌腔体进行灭菌前预热处理，很容易由于高温蒸汽和常温罐体的瞬间接触而产生冷凝水，从而导致对灭菌腔体预热不均匀和预热不彻底，使得腔体内局部区域的温度低；那么在高温蒸汽进入腔体后，会由于局部低温而出现温度降低冷凝的情形，从而在原料进入腔体后被浸湿受潮，从而提供一种可以在灭菌处理前对装置进行均匀且充分的预热处理、且原料进入灭菌环境后不会出现受潮影响灭菌后产品性状的蒸汽灭菌装置。

本发明所要解决的第二个技术问题是现有技术中的蒸汽灭菌装置在加压高温灭菌后，在对经灭菌后的原料进行冷却干燥前增设急速减压至真空状态的缓冲程序，这样在整体上使得蒸汽灭菌处理的时间加长，对灭菌处理后产品的品质和价值产生了影响；此外，因为要减压至真空状态，所以相应地必须设置真空泵和真空罐等，从而增加了设备的制造成本，进而提供一种灭菌效率高、灭菌时间短、设备成本低廉且能够充分保证灭菌后产品品质和价值的蒸汽灭菌设备。为解决上述技术问题，本发明提供了一种蒸汽灭菌装置，包括灭菌仓和冷却仓，在所述灭菌仓和所述冷却仓上分别设置有灭菌仓进料口、灭菌仓出料口、冷却仓进料口和冷却仓出料口，所述冷却仓进料口和所述灭菌仓出料口相连接，所述灭菌仓的上部设置有气体排放口，所述灭菌仓为立式结构，其内部设置有旋转搅拌器；

在所述灭菌仓上设有热风进风口，所述热风进风口设置有第一支路进风口和第二支路进风口，所述第一支路进风口通过气动阀门与第一热风引风机连接，所述第二支路进风口通过蓄能式蒸汽换热器分别和第二热风引风机以及蒸汽发生器相连接。

所述第一支路进风口和所述第二支路进风口通过热风风箱和所述热风进风口相连接。

在所述灭菌仓内且位于所述气体排放口处设置与所述灭菌仓内壁连接的滤网，在所述灭菌仓外部且高于所述滤网的位置或者和所述滤网同样高度处设置有对所述滤网进行反吹的脉冲装置，所述脉冲装置与所述灭菌仓内部相连通。

所述滤网沿所述灭菌仓内壁设置一圈。

所述气体排放口设置在所述灭菌仓外部且高于所述旋转搅拌器的叶片，与所述气体排放口连接设置有与所述灭菌仓内部相通的气动球阀。

所述气动球阀为三通球阀，其中一个通路与蒸汽回收器相连接，所述蒸汽回收器与所述蒸汽发生器相连接，另一通路与热风蓄热器相连接，所述热风蓄热器与所述第一热风引风机相连接。

所述旋转搅拌器上和所述滤网相同高度处装有刮板，所述刮板和所述滤网相接触。

在所述灭菌仓进料口设置有进料斗，所述进料斗和所述灭菌仓进料口通过进料口气动阀相连接。

所述灭菌仓出料口和所述冷却仓进料口通过出料口气动阀相连接。

所述灭菌仓外部设置有灭菌仓外壳，从而形成灭菌仓夹层，在所述夹层内填充有保温介质。

所述冷却仓为带有冷却夹层的腔体，在所述冷却仓外部还设置有与所述冷却仓内部连通的冷却风进风风箱，所述冷却夹层内设有冷却介质。

所述冷却风进风风箱和冷却仓相连通的位置设有滤网。

所述冷却仓内设置有螺旋搅拌输送器，沿所述螺旋搅拌输送器的输送方向且位于所述冷却仓的上方设置有收尘器。

在所述收尘器内横向设置有与所述收尘器内壁连接的滤网，在所述收尘器外部且高于所述滤网的位置设置有对所述滤网进行反吹的脉冲装置，所述脉冲装置与所述收尘器内部相连通。

在所述收尘器的顶端设置有冷却气体排放气动阀，所述冷却气体排放气动阀与通风引风机相连接。

在所述冷却仓出料口设置收料斗，所述收料斗和所述冷却仓出料口通过成品出料口气动阀相连接。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，

(1)本发明所述的蒸汽灭菌装置，设置了预热处理系统，在其灭菌仓上设有两路热风进风口，第一支路进风口通过气动阀门与第一热风引风机连接，用于对灭菌仓进行预热处理，当灭菌仓达到一定温度时，将待灭菌的物料加入灭菌仓内，然后继续使用第一支路进风口对物料进行短时预热；上述预热方式，首先对灭菌仓进行单独预热，可以使灭菌仓预热均匀彻底，加入物料后，再对物料进行预热，这样就实现对灭菌仓和物料的整体预热，且预热均匀，在后续过热灭菌蒸汽进入灭菌仓之后，也不会出现过热蒸汽冷凝的现象，保证了待灭菌的物料不会受潮，也保证了物料的品质；有效地避免了现有技术中采用灭菌腔体外带夹套对所述灭菌腔体进行灭菌前预热处理，很容易由于高温蒸汽和常温罐体的瞬间接触而产生冷凝水，从而导致灭菌腔体预热不均匀和预热不彻底，那么在高温蒸汽进入腔体后，会由于局部低温而出现温度降低冷凝的情形，从而在原料进入腔体后被浸湿受潮的问题。

此外，本发明所述的蒸汽灭菌装置中还设置灭菌仓第二支路进风口，其通过蓄能式蒸汽换热器分别和第二热风引风机以及蒸汽发生器相连接，所述蓄能式蒸汽换热器用于产生过热蒸汽，通过使用过热蒸汽来对物料进行灭菌，第二热风引风机的设置一方面可以使用该热风引风机对蓄能式蒸汽换热器进行预热，另一方面，可以使用该热风引风机加快蓄能式蒸汽换热器中过热蒸汽的快速输出，保证了灭菌设备的灭菌时间短，进一步确保物料不会变色，其有效成分不会丧失或发生改变，灭菌安全有效；

在上述基础上本发明所述的蒸汽灭菌装置的灭菌仓内还设置有旋转搅拌器，旋转搅拌器在不断旋转的过程中，其旋转叶片把物料向上输送，上方的物料又从灭菌仓四周自由落下，使固体物料和高温或过热蒸汽充分混合，缩短了灭菌时间，保证了物料的灭菌效果，也保证了灭菌产物的品质。

此外，本发明所述的蒸汽灭菌装置结构简单，成本低廉。

(2)本发明所述的蒸汽灭菌装置，灭菌仓内部设有滤网，滤网设置于气体排放口处，滤网孔径的大小根据灭菌物料的粒径大小而设置，在灭菌排气过程中，可以把被排气气流带走的物料隔离于滤网内侧，即朝向所述旋转搅拌器的一侧，从而避免了物料随排气气流排出灭菌仓而造成灭菌物料的大量损耗；当灭菌结束后，通过设置的脉冲装置对其进行反吹，使物料又回到灭菌仓，减小了物料在灭菌过程中的损耗。

此外，在旋转搅拌器上设置刮板，所述刮板和滤网相接触，从而在刮板随旋转搅拌器一起转动的过程中，把附着在滤网上的大量物料刮落下来回到灭菌仓，从而同样减小了物料在灭菌过程中的损耗。

(3)本发明所述的蒸汽灭菌装置，在灭菌仓外部设置有与灭菌仓气体排放口相连接、且与灭菌仓内部相通的气动阀门，一个通路与蒸汽回收器相连，从而可以回收灭菌时使用过的热蒸汽，一个通路通过热风蓄热器和第一引风机相连，可以将热空气进行循环利用，从而使用该热源去对灭菌仓进行预热，有效地实现了热蒸汽和热空气的循环利用，节约了能源，降低了生产成本。

(4)本发明所述的蒸汽灭菌装置，灭菌仓外部设有灭菌仓外壳，在其形成的夹层中填充有保温介质，可以减小灭菌仓向外部散热，减少了热能损耗，节约了成本。

(5)本发明所述的蒸汽灭菌装置，冷却仓内设置有螺旋搅拌输送器，用于对仓内的物料进行搅拌，使物料来回翻转，可以加快物料的冷却速度。

(6)本发明所述的蒸汽灭菌装置，在所述冷却仓的下方的冷却风进风风箱和冷却仓相连通的位置设置滤网，保证了物料在所述冷却仓输送的过程中物料不落入冷却进风风箱内，同时冷却风能够穿过滤网进入到所述冷却仓内对物料进行充分冷却。

(7)本发明所述的蒸汽灭菌装置，在所述冷却仓的上方设置收尘器，收尘器内设有与灭菌仓内作用相同的滤网和脉冲装置，使气体和粉末状物料可以更好的分离，减小了物料在冷却过程中造成的损耗；

(8)本发明所述的蒸汽灭菌装置，收尘器的顶端设有用于冷却气体排放的气动阀门，且此气动阀门与通风引风机相连接，一方面可以排除冷却仓内部经热交换后升温的气体，加速仓内冷却风的流通，进而加速物料冷却；另一方面可同时排出冷却仓内的气体避免出现冷凝现象；

(9)本发明所述的蒸汽灭菌装置中冷却仓为带有冷却夹层的腔体，通过夹层内循环通过冷却介质进行不断冷却，不会对仓内物料造成损失，冷却安全，效果好；此外，在所述冷却仓外部还设置有冷却风进风风箱，可以对冷却仓内部的经灭菌后的物料进行风冷却，节约能耗。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明所述的蒸汽灭菌装置的示意图；

图2、图3和图4是本发明所述的蒸汽灭菌装置可变换的实施方式的示意图。

图中附图标记表示为：1-第一热风引风机，2-蒸汽发生器，3-蒸汽回收器，4-热风蓄热器，5-灭菌仓外壳，6-灭菌仓，7-旋转搅拌器，8-进料口气动阀，9-进料斗，10、17-脉冲装置，11、18、27-滤网，12、29-电动机，13-气动三通球阀，15-冷却仓，16-冷却气体排放气动阀，19-收尘器，20-螺旋搅拌输送器，22-成品出料口气动阀，23-通风引风机，24-收料斗，25-冷却风进风风箱，26-出料口气动阀，30-蓄能式蒸汽换热器，31-第二热风引风机，32-气动阀门，33-气体排放口，51-灭菌仓进料口，52-灭菌仓出料口，53-冷却仓进料口，54-冷却仓出料口，35-热风风箱，36-热风进风口，37-第二支路进风口，38-第一支路进风口，28-刮板。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据以下具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

图1给出了本发明所述的蒸汽灭菌装置的示意图，从图中可以看到所述蒸汽灭菌装置包括灭菌仓6和冷却仓15；在所述灭菌仓6上设置有灭菌仓进料口51和灭菌仓出料口52，在其内部还设置有旋转搅拌器7，所述旋转搅拌器7的驱动可选择使用任何动力源，本实施例中选择使用电动机12进行驱动；通过所述旋转搅拌器7上叶片的旋转搅拌，实现待灭菌物料在灭菌过程中被不断地搅拌扬起向上输送；在灭菌仓6上还设有热风进风口36，所述热风进风口36设置有第一支路进风口38和第二支路进风口37，所述第一支路进风口38通过气动阀门32与第一热风引风机1连接，所述第二支路进风口37通过蓄能式蒸汽换热器30分别和第二热风引风机31以及蒸汽发生器2相连接。其中，与第一支路进风口相连接的气动阀门32可以选择气动滑板阀。在灭菌仓6上还设置有气体排放口33，所述气体排放口33设置于所述灭菌仓6外部，在本实施例中其位于所述灭菌仓6的上部，即高于所述旋转搅拌器7的叶片的位置，通过所述气体排放口33的开关实现对灭菌仓6内部热蒸汽以及热空气的排放。正是由于设置气体排放口的目的是排放气体，所以一般为了在排放气体过程中尽可能地减少对物料的影响，所以一般要将其设置于灭菌仓6的上部，以免影响位于灭菌仓6下部存放的物料。

在所述冷却仓15上设置冷却仓进料口53和冷却仓出料口54，所述冷却仓进料口53和所述灭菌仓出料口52相连接，实现所述灭菌后的物料由灭菌仓6到冷却仓15的转移；在本实施例中，所述冷却仓15的设置为具有冷却功能的冷却仓，通过冷却仓15本身所具有的低温实现对灭菌物料的冷却。

本实施例中的蒸汽灭菌装置工作时，首先需要打开气体排放口33，同时打开所述第一热风引风机1以及气动阀门32对灭菌仓6进行预热，同时打开所述第二热风引风机31对蓄能式蒸汽换热器30进行预热；当灭菌仓6温度到达设定温度(即高温蒸汽或者过热蒸汽进入灭菌仓6后也不会出现冷凝现象的温度)后，将待灭菌的物料加入到灭菌仓6内，继续使用第一热风引风机1对加入到灭菌仓6内的物料进行短时预热，预热后关闭所述气动阀门以及气体排放口33。此时，通过所述第二热风引风机31的预热，蓄能式蒸汽换热器30内的温度已经达到了适宜的工作温度，之后打开蒸汽发生器2，将蒸汽发生器2产生的蒸汽通入所述蓄能式蒸汽换热器30内，从而得到过热蒸汽，过热蒸汽通过热风进风口36进入所述灭菌仓6内，同时开启旋转搅拌器7，旋转搅拌器7上的叶片开始转动，随着其转动，添加到灭菌仓6内部的待灭菌的物料随着叶片的旋转向上输送，物料被输送到上方后又从灭菌仓6两侧自由落下，在物料被旋转输送至上方并落下的过程中，其处于过热蒸汽的环境中，使得固体物料和过热蒸汽充分混合，从而实现了对待灭菌物料的灭菌处理。灭菌处理完成后，打开气体排放口33，将灭菌仓6内部的热空气以及热蒸汽进行排放。

上述步骤完成后即进入物料冷却阶段，即将经所述灭菌仓6灭菌后的物料送入冷却仓15内，对经灭菌后的物料进行冷却，冷却后从所述冷却仓出料口54排出。

作为可以变换的实施方式，如图2所示，在上述所述蒸汽灭菌装置的基础上，还可以使用热风风箱35实现第一支路进风口38以及第二支路进风口37与热风进风口36的连接。热风风箱35的设置可以有效地避免了灭菌仓6内待灭菌的物料在旋转搅拌灭菌的同时通过较短的进风口管路进入气动阀门32以及蓄能式蒸汽换热器30内，容易影响气动阀门32以及蓄能式蒸汽换热器30的工作。蒸汽灭菌装置工作时，所述第一热风引风机1和所述蓄能式蒸汽换热器30提供的热源经过所述热风风箱35从热风进风口36进入所述灭菌仓6内。

实施例2

本实施例所述的蒸汽灭菌装置如图3所示，其在灭菌仓6上设置有和灭菌仓6形成夹层的灭菌仓外壳5，在所述夹层内填充保温介质，从而可以尽可能地减少灭菌仓在高温灭菌的过程中和外部的能量交换，从而降低了高温的散失，降低了能耗。并且在灭菌仓进料口51处进一步设置了进料斗9，所述进料斗9和灭菌仓进料口51通过进料口气动阀8相连接，从而便于物料的添加。同样地，也可在灭菌仓出料口52和所述冷却仓进料口53之间设置出料口气动阀26，控制经灭菌后的物料由灭菌仓转移至冷却仓；在所述冷却仓出料口54处设置收料斗24，所述收料斗24和所述冷却仓出料口54通过成品出料口气动阀22相连接，上述设置方式见图3。

本实施例中的蒸汽灭菌装置还可在上述基础上，在所述灭菌仓6内部且位于所述气体排放口33处进一步设置滤网11，所述滤网11与所述灭菌仓6的内壁连接，在所述灭菌仓6外部且等于或者高于所述滤网11的位置(本实施例中设置为高于所述滤网的位置)设置有用于对所述滤网11进行反吹的脉冲装置10，所述脉冲装置10与所述灭菌仓6内部通过气体排放口33相连通。该设置考虑到了在对待灭菌的物料进行灭菌处理程序结束后，热蒸汽和热空气经由气体排放口33排出时，容易将部分物料随气流排出灭菌仓6，造成了物料的损耗，通过设置孔径适宜的滤网11，从而将部分物料在随热蒸汽和热空气流动的过程中，将该物料吸附在滤网11的表面，此处所述的表面当然是指朝向灭菌仓旋转搅拌器7一侧的表面。之后再通过设置在所述滤网11上部的脉冲装置10对所述滤网11进行反吹，从而将附着在其表面上的物料吹落并进入灭菌仓6内，重新和物料混合。

需要说明的是，对于所述脉冲装置10的位置设定，其可以是高于或者等于所述滤网11的位置，无论选择上述哪种位置设置都是为了能够实现所述脉冲装置10对所述滤网11的吹扫即可。

在上述设置中，需要重点说明的是，其中滤网11的孔径设置主要还是要看待灭菌物料的粒径分布，根据其物料中粒径分布情况来选择适宜孔径的滤网11，从而实现对容易随气流进行流动的粒径物料的拦截吸附，尽可能地减少物料在灭菌过程中的损耗。

作为可以变换的实施方式，在本实施例所述的蒸汽灭菌装置中，还可以在所述气体排放口33处连接设置与所述灭菌仓6内部相通的气动球阀；本实施例中所述气体排放口33设置在所述灭菌仓6外部且位于所述旋转搅拌器7和滤网11的上方，这样可以尽可能地减少气体排放口33在排放热蒸汽和热空气时对物料的影响，减少了随气流排出的物料，物料损耗小。经灭菌程序后排放的气体除热蒸汽外还包括热空气，对于本发明所述的蒸汽灭菌装置而言上述热源是很宝贵的能源，为了实现上述热源的回收利用，本实施例中选择设置所述气动球阀为气动三通球阀13，其中一个通路与蒸汽回收器3相连接，所述蒸汽回收器3与所述蒸汽发生器2相连接，将由灭菌仓6排除的热蒸汽重新返回至蒸汽发生器2中，对其进行再利用；另一通路与热风蓄热器4相连接，所述热风蓄热器4与所述第一热风引风机1相连接，从而将气体排放口33排出的热空气进行回收，以供第一热风引风机1后续对灭菌仓6进行预热时使用。

其中，所述的蒸汽回收器3可以选择是指为热交换式蒸汽回收器。

实施例3

图4示出了蒸汽灭菌装置的另一实施例。

与实施例2中的蒸汽灭菌装置相比，本实施例所述蒸汽灭菌装置中，所述滤网11的设置可以不仅仅只在所述灭菌仓6内部对应所述气体排放口33的位置处，为了避免气流从气体排放口33流出时导致物料在所述灭菌仓6该位置处的密集分散情况，本实施例中在所述气体排放口33所在位置处沿所述灭菌仓6内部设置一圈滤网11，从而可以将经所述气体排放口33排出的气流中携带的物料或者在搅拌灭菌过程中随气流流动而可能附着在所述灭菌仓6内壁上的物料尽可能地收集在所述滤网11上，减少其损耗。为了更好地实现对上述收集到的物料的回收，本实施例中所述的蒸汽灭菌装置，除在实施例2中设置的脉冲装置10的基础上，还在所述旋转搅拌器7上与所述滤网11相同高度处设置刮板28，所述刮板28和所述滤网11相接触，从而在旋转搅拌器搅拌过程中，也可以将附着在所述滤网11上的物料即时刮下，使其回到灭菌仓6内部。

此外，本实施例中所述的冷却仓15设置为带有冷却夹层的腔体，所述冷却夹层内设有冷却介质；此外，还可在上述基础上再在所述冷却仓15外部连通设置冷却风进风风箱25，从而利用冷却介质以及冷却风对灭菌后的物料进行冷却，在所述冷却风风箱25与冷却仓的连接处设有滤网27，所述滤网27可以有效阻止较小的颗粒装物料进入冷却风风箱25。

为了进一步提高经灭菌后的物料在冷却仓15内部的充分输送冷却，故在本实施例所述的蒸汽灭菌装置的冷却仓15内设置螺旋搅拌输送器20，沿所述螺旋搅拌输送器20的输送方向且位于所述冷却仓15的上方设置收尘器19，其中收尘器19的设置只要可以实现对较小粒径颗粒物料的收集即可。

本实施例中为了更好地提高收尘器19的工作效率，在所述收尘器19内横向设置与所述收尘器19内壁连接的滤网18，在所述收尘器19外部且高于所述滤网18的位置设置有脉冲装置17，所述脉冲装置17与所述收尘器19内部相连通，此处设置滤网以及脉冲装置17的作用同前述。

此外，本实施例所述的蒸汽灭菌装置还在所述收尘器19的顶端设置有冷却气体排放气动阀16，所述冷却气体排放气动阀16与离心式通风引风机23相连接；从而在通风引风机23的作用下实现了所述冷却仓15内部的冷却空气充分流通，将升温后的空气及时排出，加速待灭菌后物料的冷却。

本实施例中所述的蒸汽灭菌装置，其工作过程如下：

首先需要打开气体排放口33设置的气动三通球阀13，同时打开所述第一热风引风机1以及气动阀门32对灭菌仓6进行预热，同时打开所述第二热风引风机31对蓄能式蒸汽换热器30进行预热；当灭菌仓6温度到达设定温度(即高温蒸汽或者过热蒸汽进入灭菌仓6后也不会出现冷凝现象的温度)后，将进料口气动阀8打开将放置于进料斗9内待灭菌的物料加入到灭菌仓6内，继续使用第一热风引风机1对加入到灭菌仓6内的物料进行短时预热，预热后关闭所述气动阀门以及气体排放口33。此时，通过所述第二热风引风机31的预热，蓄能式蒸汽换热器30内的温度已经达到了适宜的工作温度，之后打开蒸汽发生器，将蒸汽发生器产生的蒸汽通入所述蓄能式蒸汽换热器30内，从而得到高温或过热蒸汽，高温或过热蒸汽通过热风进风口36进入所述灭菌仓6内，同时开启旋转搅拌器7，旋转搅拌器7上的叶片开始转动，随着其转动，添加到灭菌仓6内部的待灭菌的物料随着叶片的旋转向上输送，物料被输送到上方后又从灭菌仓6两侧自由落下，在物料被旋转输送至上方并落下的过程中，其处于高温或过热蒸汽的环境中，使得固体物料和高温或过热蒸汽充分混合，从而实现了对待灭菌物料的灭菌处理。灭菌处理完成后，打开气体排放口33的气动三通球阀13，将灭菌仓6内部的热空气以及热蒸汽进行排放，其中热蒸汽经气动三通球阀13流入蒸汽回收器3，再经蒸汽回收器3进入蒸汽发生器2中进行回收再利用，热空气则经气动三通球阀13排入热风蓄热器4中，再经热风蓄热器4与第一热风引风机1相连接，从而将气体排放口33排出的热空气进行回收，以供第一热风引风机1后续对灭菌仓6进行预热时使用。

在对灭菌仓6内部的热蒸汽和热空气进行排空时，会携带部分物料向气动三通球阀13流动，当上述携带粒径较小物料的热蒸汽和热空气流动到滤网11处，由于滤网11的孔径设置是根据待灭菌的物料的粒径进行设置的，其对孔径的设置是为了避免粒径较小的物料通过该滤网11而进行的；这样随着热蒸汽和热空气流经滤网11的颗粒较小的物料就会被滤网11拦截而附着在其表面(朝向所述旋转搅拌器7的一侧)，这时开启脉冲装置10，对滤网11进行反吹，将附着在滤网11表面的物料吹入灭菌仓6内。当然，在对物料进行蒸汽灭菌的过程中或者进行排气时，随着旋转搅拌器7的旋转，会有部分物料随着气流在所述灭菌仓6内进行流动，这样也就会有少量的物料在蒸汽灭菌过程中就附着在所述滤网11上，这时设置在所述旋转搅拌器7上的刮板28就会随着旋转搅拌器7的搅拌而一起运动，从而将所述滤网11上的物料刮落，使得该部分物料落入所述灭菌仓内和原物料混合。

在对上述滤网11进行反吹的同时，打开气动阀门，利用第一热风引风机1对灭菌仓6内部经灭菌后的物料进行干燥处理。

上述步骤完成后即进入物料冷却阶段，打开出料口气动阀26将经所述灭菌仓6灭菌且干燥后的物料送入冷却仓15内，向所述冷却仓15冷却夹层中注入冷却介质，并经与所述冷却仓15内部连通的冷却风进风风箱25向所述冷却仓15内部注入冷却风；此时，再开启冷却仓15内部的螺旋搅拌输送器，其驱动能为电动机29；打开冷却气体排放气动阀16，以及与所述冷却气体排放气动阀16相连接的通风引风机，所述的通风引风机为离心式通风引风机23。经灭菌后的物料在螺旋搅拌输送器的搅拌作用下，对冷却仓15内的物料进行搅拌，使物料来回翻转，加之通风引风机的作用使得冷却风在冷却仓15内形成随着物料输送方向的冷却气流，从而在整体上加快了物料的冷却速度，在对物料输送的同时对物料进行冷却；此外，通风引风机在对冷却仓15内部气体进行引风作用时，物料会随着冷却空气的流动而进入收尘器19，此时冷却空气的流动排出会将经灭菌后冷却的物料中的粒径较小的颗粒携带排出，其经滤网18时，会残留在滤网18表面，之后开启脉冲装置17对滤网18进行反吹，将残留在滤网17表面的物料吹入冷却仓15内。上述经灭菌后的物料被冷却完全后，打开成品出料口气动阀22，经上述冷却后的物料从所述冷却仓出料口54排出进入收料斗24。

在上述实施例1、2、3中，所述的气动阀都可以选用气动滑板阀。

预热灭菌装置原理说明

使用本发明所述的蒸汽灭菌装置，使得待灭菌的物料在经第一热风引风机提供的热风进行短时预热后，将整个物料颗粒从外至内分成了四个区，依次为：加热区、渗透区、平衡区以及核心区；其中，所述加热区位于颗粒表面，其温度达到110～135℃，渗透区为紧靠所述加热区的区域，其温度达到60～110℃，平衡区为紧靠所述渗透区的区域，其温度达到20～60℃，所述颗粒的最内层即为核心区，其温度还是物料的初始温度仅为10～20℃。

预热后采用高温蒸汽或者过热蒸汽对待灭菌的物料进行高温灭菌处理，热蒸汽温度和物料表面加热区的温度差不大，所以不会出现热蒸汽在表面加热区冷凝的情况(现有技术中就会出现这样的问题)；这样物料表面加热区的温度继续升高，由于物料灭菌时间仅有几秒或者几十秒的时间，那么附着在物料加热区的热蒸汽还没来得及冷凝就已经被由热风引风机提供的热风带走，从而不会出现热蒸汽冷凝导致物料受潮影响品质的问题。

也正是由于使用本发明所述的蒸汽灭菌装置进行的蒸汽灭菌不会在物料表面出现冷凝问题，所以高温蒸汽或者过热蒸汽进入灭菌仓后，可以直接对物料进行高温灭菌，热量通过加热区，由渗透区渗透进入物料颗粒，所以达到充分灭菌目的的时间很短。对待灭菌物料的性状和品质是很大的保证。

但是现有技术中不采用预热的蒸汽灭菌方法，其在高温蒸汽或者过热蒸汽进入灭菌仓后，必然会由于物料表面温度和蒸汽温度差较大，出现冷凝水层，这样高温蒸汽还需要在对该冷凝水层进行加热蒸发后才可以对物料进行真正的高温灭菌，所以在整体上加长了灭菌的时间；此外，冷凝水层的出现也容易导致在高温环境下，药物等物料的有效成分随冷凝水而溶出，从而使得物料颜色等性状以及其品质发生变化。

另外，从冷却过程来看，本发明所述的蒸汽灭菌装置采用了预热方式，对物料进行短时预热后，使得物料颗粒的核心区保持为物料的原本温度10-20℃，上述物料在经灭菌后进入冷却仓，由于经灭菌后的物料由外至内如前所述的温度梯度变化，保证了物料颗粒中的核心区的低温，通过自然的向外吸热，从而将处于物料颗粒加热区的热量经由所述渗透区和平衡区到达所述核心区，在利用冷却仓冷却环境对物料进行冷却的同时，也实现物料颗粒的自我冷却。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (16)

1.一种蒸汽灭菌装置，包括灭菌仓和冷却仓，在所述灭菌仓和所述冷却仓上分别设置有灭菌仓进料口、灭菌仓出料口、冷却仓进料口和冷却仓出料口，所述冷却仓进料口和所述灭菌仓出料口相连接，所述灭菌仓的上部设置有气体排放口，其特征在于：

所述灭菌仓为立式结构，其内部设置有旋转搅拌器；

在所述灭菌仓上设有热风进风口，所述热风进风口设置有第一支路进风口和第二支路进风口，所述第一支路进风口通过气动阀门与第一热风引风机连接，所述第二支路进风口通过蓄能式蒸汽换热器分别和第二热风引风机以及蒸汽发生器相连接。

2.根据权利要求1所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于：所述第一支路进风口和所述第二支路进风口通过热风风箱和所述热风进风口相连接。

3.根据权利要求1所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于：在所述灭菌仓内且位于所述气体排放口处设置与所述灭菌仓内壁连接的滤网，在所述灭菌仓外部且高于所述滤网的位置或者和所述滤网同样高度处设置有对所述滤网进行反吹的脉冲装置，所述脉冲装置与所述灭菌仓内部相连通。

4.根据权利要求3所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于：所述滤网沿所述灭菌仓内壁设置一圈。

5.根据权利要求1或2或3所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于：所述气体排放口设置在所述灭菌仓外部且高于所述旋转搅拌器的叶片，与所述气体排放口连接设置有与所述灭菌仓内部相通的气动球阀。

6.根据权利要求5所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，所述气动球阀为三通球阀，其中一个通路与蒸汽回收器相连接，所述蒸汽回收器与所述蒸汽发生器相连接，另一通路与热风蓄热器相连接，所述热风蓄热器与所述第一热风引风机相连接。

7.根据权利要求3或4或6所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，在所述旋转搅拌器上和所述滤网相同高度处装有刮板，所述刮板和所述滤网相接触。

8.根据权利要求1或2或3所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，在所述灭菌仓进料口设置有进料斗，所述进料斗和所述灭菌仓进料口通过进料口气动阀相连接。

9.根据权利要求8所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，所述灭菌仓出料口和所述冷却仓进料口通过出料口气动阀相连接。

10.根据权利要求1或9所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，所述灭菌仓外部设置有灭菌仓外壳，从而形成灭菌仓夹层，在所述夹层内填充有保温介质。

11.根据权利要求1或2或3或6所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，所述冷却仓为带有冷却夹层的腔体，在所述冷却仓外部还设置有与所述冷却仓内部连通的冷却风进风风箱，所述冷却夹层内设有冷却介质。

12.根据权利要求11所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，所述冷却风进风风箱和冷却仓相连通的位置设有滤网。

13.根据权利要求1或2或3或6或12所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，所述冷却仓内设置有螺旋搅拌输送器，沿所述螺旋搅拌输送器的输送方向且位于所述冷却仓的上方设置有收尘器。

14.根据权利要求13所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，在所述收尘器内横向设置有与所述收尘器内壁连接的滤网，在所述收尘器外部且高于所述滤网的位置设置有对所述滤网进行反吹的脉冲装置，所述脉冲装置与所述收尘器内部相连通。

15.根据权利要求14所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，在所述收尘器的顶端设置有冷却气体排放气动阀，所述冷却气体排放气动阀与通风引风机相连接。

16.根据权利要求1或2或3或6或15所述的蒸汽灭菌装置，其特征在于，在所述冷却仓出料口设置收料斗，所述收料斗和所述冷却仓出料口通过成品出料口气动阀相连接。

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