CN101843910B - 循环流化床紫外灭菌机及其用于粉体物料的紫外灭菌方法 - Google Patents
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Abstract
循环流化床紫外灭菌机及其用于粉体物料的紫外灭菌方法，属流化床技术及紫外灭菌领域。本灭菌机对现有沸腾干燥机作如下改进：将流化床外的前排风主管分为前、后排风主管，其间增设了内置筛板网的筛板网箱；增设了对筛网的反吹装置以防止筛网堵塞；在流化床外增设了循环装置使粉体循环回流化床腔体；增设了气力输送卸料装置；在流化床腔体内增设了紫外灭菌装置。粉体物料的紫外灭菌方法包括灭菌机初始状态的调整和启动、加料、灭菌、气力输送卸料、系统清洁等步骤，本发明克服了现有沸腾干燥机筛网面积较小、网孔较大，流化床腔体内无灭菌装置，因而只适用于毫米级物料的干燥，不能用于粉体物料灭菌的状况，适用于对粉体物料进行紫外灭菌。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉体物料灭菌的方法和设备，具体涉及一种循环流化床内流化态粉体物料紫外灭菌的方法和设备。属于紫外灭菌技术领域，流化床技术领域，气力输送工程技术领域，粉体工程技术领域。
背景技术
紫外灭菌是一种常用的灭菌方法，但紫外光线仅能杀灭直接照射到的微生物，因而一般只用在物体表面、气体和水体处理中。
对粉体状物料，如采用紫外线灭菌的方法，因紫外线仅能对表面的粉体进行灭菌，而不能杀灭表层以下物料的细菌，因而灭菌效果不好，不均匀，如欲杀灭表层以下物料的细菌，必须搅动物料，但粉体物料的重量太轻，易随风飞扬、被风吹走。而为使粉体物料获得最好的灭菌效果，同时又不会因粉体的重量太轻而随风飞扬、被风吹走造成损失，理想的方法是使此类物料在密闭的紫外线环境下处于流化态进行灭菌。而目前尚没有对粉体物料进行紫外灭菌的设备。
对于小颗粒物料，目前使用“沸腾干燥机”对其进行干燥处理，该设备在适当调整风速的情况下，可使物料处于流化态，并用热风对物料进行干燥处理。该机的基本结构见图1，包括：
由进风口1、总调风闸板2、空气过滤器3、空气加热器4、流化床底腔体6、流化床进风口10组成的进风系统；其中，总调风闸板2用于调节进风量、风速和流化床内的压力，空气过滤器3用于净化进入流化床内的空气，空气加热器4用于加热空气；流化床进风口10连接流化床主体和进风系统。
由金属孔板7、流化床主腔体16、流化床壳体17、卸料口80组成的流化床主体，这是干燥机的主要部分，是物料经高速气流作用形成流化态并被干燥的场所，流化床壳体17下部通过金属孔板7与流化床进风口10相连，金属孔板7也称为布风板，其上密布小孔，以使空气通过时形成高速气流，卸料口80用于卸料。
由加料电机12、减速机13、加料蝶阀14、加料机15、布料器8、布料机构9组成的加料系统；加料系统担负向干燥机加料的任务。其中，减速机13有两根输出轴，一根驱动加料机15，另一根驱动布料机构9。加料机15料斗下部装有加料蝶阀14，既可以调节加料速度，也为了防止料斗中无料时空气漏入。布料机构9的驱动轴穿过流化床进风口10伸入其腔体内，通过一对伞型齿轮驱动布料器8，布料器8的转动使物料均匀分布在金属孔板7上并起到搅动物料的作用。
由筛网20、前排风主管18、主风机34、消音器33和排放管42组成的排风系统；排风系统是干燥机的动力系统。消音器33的作用是降低风机的噪音，筛网20用以拦住物料使其不被气流带走；排放管42是气流的排出通道。
现有沸腾干燥机还有仪表系统：包括热电偶，风速、压力测量仪表等元器件。
现有的沸腾干燥机的工作原理是：在主风机34的作用下，流化床内形成负压，空气加热器4将来自进风口1并经空气过滤器3净化后的空气加热，热风通过金属孔板7后形成高速气流，使加料机15加入流化床内的物料形成流化态，流化态的物料与热风充分接触，进行快速的热和水分交换，物料被加热并得以干燥，蒸发出的水分随气流经排风系统排走，筛网20拦住物料使其不被气流带走，物料干燥好后由卸料口80排出机外。
现有沸腾干燥机中，拦住物料使其不被气流带走的筛网20一般设置在流化床壳体17与前排风主管18的接口处，该筛网面积大小与前排风主管18断面相同，因前排风主管18断面面积不大，故筛网面积也不大。筛网20的孔径一般大于300微米，故仅适用于处理粒径0.3毫米以上的毫米级颗粒状物料。对于粒径为300微米以下的粉体物料的加工，特别是微米级粉体物料的干燥加工，筛网20的孔径必须小于所需加工物料的最小粒径，否则物料会被气流带走。在流化场中，重力对300微米以下粒径物料运动的影响与气流的影响相比小得多，物料在气流的作用下主要是向筛网方向运动，而现有的常规沸腾干燥机没有防止筛网堵塞和堵塞以后对其进行疏通的装置，筛网20的孔径太小时，大于筛网孔径的物料会在气流的作用下堆积在筛网20上并堵塞筛网，使排风不畅甚至不能排风而使干燥机无法正常作业。因此现有沸腾干燥机不能用于粒径小于300微米的粉体物料的加工。并且，该设备由于没有安装灭菌装置，故只能用于干燥，而不能用于灭菌。
发明内容
本发明的目的是通过对现有沸腾干燥机进行改进，使其成为能够用于粉体物料紫外灭菌处理的循环流化床。本发明的另外一个目的，是提供一种用该设备对粉体物料进行紫外灭菌的方法。
为实现本发明的第一个目的所采取的技术措施是这样的：在现有沸腾干燥机的基础上作了如下改进：(1)、在流化床外增设了筛板网箱19，并将筛网20置于其中；(2)、增设了由反吹阀26、反吹风管27、反吹风调节闸板29、振荡阀30组成的反吹装置；(3)、在流化床外增设了由循环风管23、循环风调节闸板24、循环风机25组成的循环装置；(4)、在原排风系统中前排风主管18、主风机34、消音器33和排放管42的基础上增设卸料风管35、卸料蝶阀36、排料支管39、排料蝶阀40、物料收集器41、排放蝶阀43，共同组成气力输送卸料装置，并取消现有流化床干燥机的卸料口80；(5)、将流化床壳体分为流化床上壳体17和流化床下壳体11两部分；取消干燥机进风系统中的空气加热器4；将现有干燥机中的前排风主管18分为前排风主管18和后排风主管31，在排放管42上增加排放蝶阀43。(6)、在流化床腔体内增设了紫外灭菌装置。
所增设的装置的结构及其与现有沸腾干燥机各部分之间的连接关系如下：
所述的筛板网箱19是一个六面体的箱体，该筛板网箱19设置并固定在前排风主管18与后排风主管31的中间，筛板网箱19上端面密闭，箱体左侧板上部有一进风孔62与前排风主管18的出口端相连，右侧板的上部有一反吹风孔63与反吹风管27的出口端相连，右侧板的下部有一出风孔64与后排风主管31的进口端相连，下端面板左侧的中部有一循环风孔65与循环风管相连；前后两侧板46与箱体其它四块板间密封连接并可折卸；所述的置于筛板网箱19内的筛网20，将筛板网箱19分隔为左右两部分，筛网20上端向前排风主管18一侧倾斜，其下端位于循环风孔65右边，其四周与筛板网箱19箱体内部成既固定密封，又可拆卸的连接方式。
所述的反吹装置的振荡阀30安装于后排风主管31上靠近筛板网箱19的一端，其进口端与筛板网箱19的出风孔64相接；所述的反吹风管27的出风口与筛板网箱19的反吹风孔63相接，进风口设在进风系统内空气过滤器3之后，反吹阀26、反吹风调节闸板29自反吹风孔63起，依次安装在反吹风管27的中间；
所述的循环装置的循环风管23的进风口与筛板网箱19的循环风孔65相连接，出风口穿过流化床下壳体11，伸入到流化床主腔体16内；循环风调节闸板24和循环风机25自循环风孔65起，依次安装在循环风管23的中部；
所述气力输送卸料装置的卸料风管35的进口端连接在循环风管23上，且位于循环风调节闸板24与循环风孔65之间，出口端连接在后排风主管31上，且位于振荡阀30与主风机34的中间；所述卸料蝶阀36安装在卸料风管35的中部；所述的排料支管39通过三通由排放管42分出，其上装有排料蝶阀40，物料收集器41安装在排料支管39的末端，并可以拆卸。
在增加了上述装置后，沸腾干燥机变成了循环流化床，循环流化床是一种流化态的物料随气流一起循环的流化床。
所述的紫外灭菌装置包括紫外灯管阵列支撑板22和紫外灯管阵列21，紫外灯管阵列支撑板22设在流化床上壳体17和流化床下壳体11之间，并与流化床上壳体17和流化床下壳体11密封连接，紫外灯管阵列支撑板22上安装有紫外灭菌灯管阵列21并固定有电源线和灯管插座，紫外灭菌灯管阵列21由金属管制成的支架和紫外灯管组成。
循环流化床中增加了紫外灭菌装置后，成了循环流化床紫外灭菌机。
为实现本发明的第一个目的，本设备的筛板网箱进一步优选采用双筛板网箱系统。所述的双筛板筛箱系统的筛板网箱由两个结构相同而对称的支路并联组成，一个支路包括筛板网箱19，反吹阀26，振荡阀30，筛板网箱19中的筛网20，另一个支路包括另一个筛板网箱56，另一个反吹阀57，另一个振荡阀55，另一个筛板网箱56中的另一个筛板网70。其连接关系为：前排风主管18的出口端通过进风三通58同时与筛板网箱19的进风孔和另一个筛板网箱56的进风孔相连；后排风主管31的进口端通过排风三通60同时与振荡阀30和另一个振荡阀55的出口相连接；反吹风管27的出口端通过反吹风三通59同时与反吹阀26和另一个反吹阀57的进口端相连接；循环风管23的进口端通过循环风三通61同时与筛板网箱19的循环风孔、另一个筛板网箱56的循环风孔连接；振荡阀30的进口与筛板网箱19的出风孔相连；另一个振荡阀55的进口与另一个筛板网箱56的出风孔相连；反吹阀26的出口与筛板网箱19的反吹风孔相连；另一个反吹阀57的出口与另一个筛板网箱56的反吹风孔相连。卸料风管的出口端连接在后排风主管31上振荡阀30与主风机34的中间，排风三通60之后。
本设备中，还可在前排风主管18、循环风管23和筛板网箱内筛板网前的空间中安装紫外灭菌灯管阵列，以进一步增强灭菌效果。为了保证反吹效果，可在反吹风管上加装反吹风机。为增强筛板网的耐冲击强度，筛板网用两层大孔的筛网内夹小孔筛网或滤布制成，大孔的筛网用于增强小孔筛网或滤布抵抗变形的能力，小孔筛网或滤布是拦住物料使其不被气流带走的筛网。
本循环流化床紫外灭菌机在现有沸腾干燥机上所增加装置的工作原理是：
所增加的筛板网箱，因设置在流化床外，可增大其空间几何尺寸而增大筛板网的面积，因而增大了筛网有效通径，筛板网箱配合反吹装置、循环装置彻底的解决了筛板网的堵塞问题，因此可采用细微孔径即高目数的筛网作为拦住物料不使其随气流溢出的筛网，使循环流化床能够用于粉体物料的加工，该装置将流化床技术能够处理的物料扩展到粉体物料的范围。
反吹装置的作用是清除堆积在筛板网上堵塞筛板网的物料。正常作业时，绝大部分空气进入流化床主腔体16内，使物料形成流化态；少部分空气经反吹风管27进入筛板网箱形成对筛板网的反吹作用，该反吹作用可以清除堆积在筛板网上堵塞筛板网的物料，因而反吹装置实际上是筛板网的疏通装置，反吹装置极大的减少了筛板网的堵塞，保证了流化床处理粉体物料时的正常作业。
循环装置的作用是将气流所携带的物料以及反吹风从筛板网上吹落的物料重新送回流化床主腔体内，循环装置实际上是防止筛板网堵塞的装置。循环装置进一步保证了筛板网的通畅。循环装置还带来两个有益之处，一是前排风主管18、循环风管23和筛板网前的筛板网箱容积空间，实际上成了流化床主腔体的一部分，等于扩大了流化床的腔体，提高了流化床的加工能力；二是循环风机提高了流化床主腔体内的风速，强化了物料颗粒的随机运动，对于紫外灭菌来说，均化了物料颗粒以及物料颗粒的不同表面接近紫外灯管的概率，提高了循环流化床紫外灭菌机的灭菌效果。
进入筛板网箱的气流分做两股排出，一股穿过筛板网，通过振荡阀后经后排风主管31、主风机34、消音器33、排放管42排出，这是使物料形成流化态的气流，筛板网将物料拦住使其不被气流带走；另一股气流在循环风机25的作用下携带流化态的物料经循环风管23进入流化床主腔体内重复循环灭菌。
气力输送卸料装置的原理是气力输送。卸料时，打开排料蝶阀40、关闭排放蝶阀43，打开卸料蝶阀36，关闭振荡阀，由主风机34经卸料风管35抽取流态化的物料，物料由物料收集器41收集。
紫外灭菌灯管阵列21装在流化床主腔体内，流化态的物料在高速气流和循环风机的作用下多次循环，随机重复接近紫外灯管表面，物料上的细菌被紫外线杀灭，从面达到灭菌的效果。
实现本发明的另一个目的，即采用循环流化床紫外灭菌机进行灭菌的方法依次包括以下步骤：
A、灭菌机初始状态的调整和启动：根据粉体物料粒径的大小，装好筛孔能拦住物料使其不能被气流带走的筛网20；然后关闭卸料蝶阀36、加料蝶阀14、排料蝶阀40；全开总调风闸板2、排放蝶阀43、反吹风调节闸板29、循环风调节闸板24；装好物料收集器41；启动主风机34、循环风机25，启动振荡阀30、反吹阀26，并调整和控制振荡阀30与反吹阀26的开闭状态始终相反；启动紫外灭菌灯管阵列21；此时在主风机34的作用下，流化床主腔体16内形成负压，紫外灭菌灯管阵列21处于工作状态；
B、加料。启动加料机15和布料机构9，打开加料蝶阀14，将所要加工的物料经加料机15加入流化床主腔体16中，调整加料蝶阀14的开度，控制物料的投放速度，使物料在金属孔板7上的堆积厚度不超过布料器8的高度。加完料后关闭加料蝶阀14，以防空气漏入；
C、灭菌：调节总调风闸板2、反吹风调节闸板29和循环风调节闸板24的开度，以控制干燥机内的压力、风速、风量，控制反吹风和循环风的风速、风量，控制物料不在筛网20上堆集和堵塞筛孔；物料在转动的布料器8的搅拌和高速气流的作用下形成流化态，流化态的物料在流化床主腔体16内被紫外灭菌灯管阵列21灭菌，进入筛板网箱内的物料，则在反吹风装置和循环风机25的作用下，回到沸腾干燥机的主腔体内16被紫外灭菌灯管阵列21再次重复灭菌，经多次循环，物料上的细菌被紫外线杀灭；
D、卸料：打开排料蝶阀40，关闭排放蝶阀43，开启卸料蝶阀36，关闭振荡阀，流化态的物料在主风机34的作用下经卸料风管35、后排风主管31、主风机34、消音器33、排放管42和排料支管39进入物料收集器41而被收集。
E、系统清洁与停机：物料排放完后，关闭排料蝶阀，全开其它所有闸板和蝶阀，在高速气流的吹扫作用下清洁设备；系统清洁完后，关闭所有的阀门闸板和风机停机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、在现有沸腾干燥机基础上增加的筛板网箱、反吹装置、循环装置彻底解决了筛网的堵塞问题，使沸腾干燥机成为了循环流化床，使流化床技术能够加工的物料扩展到了粉体物料的范围。且筛板网箱设在流化床外，筛网的更换很方便。
2、在循环流化床主腔体内增加的紫外灭菌装置，使紫外灭菌法能够进行灭菌处理的物料扩展到了小颗粒物料和粉体物料的范围，从而扩大了紫外灭菌法的运用范围，物料在流化态下被紫外灭菌，避免了通常紫外灭菌方法只能对物料表层灭菌的弊病，灭菌效果好。物料在流化床主腔体内被紫外灭菌，不会再被污染。
3、循环装置使前排风主管18、循环风管23和筛网20前的筛板网箱容积空间，成了流化床主腔体的一部分，等于扩大了流化床腔体，提高了流化床的加工能力；循环风机提高了流化床主腔体内的风速，强化了物料颗粒的随机运动，对于紫外灭菌来说，均化了物料颗粒以及物料颗粒的不同表面接近紫外灯管的频率，提高了循环流化床紫外灭菌机的灭菌效果。
4、气力输送卸料避免了物料飞扬造成的浪费及对生产环境和所加工产品的污染，也降低了劳动强度。
附图说明
图1是现有流化床干燥机的基本结构示意图；
图2是本发明的循环流化床紫外灭菌机的结构示意图；附图中括号内的标记为采用双筛板网箱结构时另一支路的标记号。
图3是单个筛板网箱的结构示意图；
图4-图6是双筛板网箱系统结构示意图。
图中各附图标记为：1-进风口；2-总调风闸板；3-空气过滤器；6-流化床底腔体；7-金属孔板；8-布料器；9-布料机构；10-流化床进风口；11-流化床下壳体；12-加料电机；13-减速机；14-加料蝶阀；15-加料机；16-流化床主腔体；17-流化床上壳体；18-前排风主管；19-筛板网箱；20-筛网；21-紫外灭菌灯管阵列；22-紫外灯管支撑板；23-循环风管；24-循环风调节闸板；25-循环风机；26-反吹阀；27-反吹风管；29-反吹风调节闸板；30-振荡阀；31-后排风主管；33-消音器；34-主风机；35-卸料风管；36-卸料蝶阀；39-排料支管；40-排料蝶阀；41-物料收集器；42-排放管；43-排放蝶阀；46-筛板网箱侧板；47-侧板上的观察窗；55-另一支路的振荡阀；56-另一支路的筛板网箱；57-另一支路的反吹阀；58-进风三通；59-反吹风三通；60-排风三通；61-循环风三通；62-进风孔；63-反吹风孔；64-出风孔；63-循环风孔；70-另一个筛板网；80-卸料口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对循环流化床紫外灭菌机和使用本设备用于松花粉的灭菌对本发明作进一步的说明，但实施例并不构成对本发明的限制。
实施例1，循环流化床紫外灭菌机由以下几部分构成，其中筛板网箱采用双筛板网箱结构，见图2和图4-图6：
1)、进风系统：进风系统的功能是为灭菌机提供符合要求的空气，进风系统由进风口1、总调风闸板2、空气过滤器3、流化床底腔体6、流化床进风口10组成，总调风闸板2用于调节进风量、风速和灭菌机内的压力；空气过滤器3用于净化进入灭菌机内的空气；流化床进风口10连接流化床和进风系统。
2)、流化床主体：包括流化床主腔体16、流化床下壳体11、流化床上壳体17、金属孔板7。流化床主腔体16是物料形成流化态并进行灭菌的场所；流化床下壳体11下部通过金属孔板7与流化床进风口10相连，上部与紫外灯管阵列支撑板22连接，紫外灯管支撑板22的上部与流化床上壳体17相连；循环风管23的出风口穿过流化床下壳体11伸入流化床主腔体16内，加料机15也穿过该壳体进行加料；金属孔板7也称为布风板，是一块金属板，其上密布小孔，以使空气通过时形成高速气流。
3)、加料系统：加料系统担负向灭菌机加料的任务，由加料电机12、减速机13、加料机15、布料机构9组成，减速机7有两根输出轴，一根驱动加料机15，另一根驱动布料机构9。加料机15料斗下部装有加料蝶阀14，既可以调节加料速度，也为了防止料斗中无料时空气漏入。布料机构9驱动轴穿过流化床进风口10伸入其腔体内，通过一对伞型齿轮驱动布料器8，布料器8由金属条焊接在轴套上而成，布料器8由装在金属孔板7上的轴承支撑，布料器8的转动使物料均匀分布在金属孔板7上并起到搅动物料的作用。
4)、排风系统：排风系统由前排风主管18、后排风主管31、主风机34、消音器33、排放管42及排放蝶阀43组成，是循环流化床的动力系统。前排风主管18进口端接在流化床壳体17上，出口端与双箱网箱系统的进风三通58相连；后排风主管31进口端与双筛板网箱系统的排风三通60相连，出口端接在主风机34的进风口上；排放管42接在排风系统的末端，其上装有排放蝶阀43。
5)、筛板网箱：单个筛板网箱的结构见附图3，双筛板网箱的连接关系见附图4-6，筛板网箱是为实现循环流化床能够用于粉体物料的加工而对沸腾干燥机的筛网20所作的改进，目的是增大筛网的面积，并为循环装置和反吹装置的设置创造空间条件。
单个的筛板网箱19是一个六面体的箱体，其内部由筛网20分隔为左右两部分，箱体左侧板上部有一孔与前排风主管18的出口端相连，称作进风孔62，右侧板的上部有一孔与反吹风管27的出口端相连，称作反吹风孔63，右侧板的下部有一孔与后排风主管31的进口端相连称作出风孔64，上端面密闭，下端面上筛网20靠进风口62一侧有一孔与循环风管相连，称作循环风孔65；前后两侧板46与箱体其它四块板间密封连接并可折卸；筛网20用两层大孔的筛网内夹小孔筛网或滤布制成，小孔筛网或滤布是拦住物料使其不被气流带走的筛网，大孔筛网用于增强小孔筛网或滤布抵抗变形的能力；筛网20安装在筛板网箱19内部并向前排风主管18一侧倾斜，筛网20可拆卸，其四周与筛板网箱箱体固定密封。有多种筛网孔径的筛板网以供选择，用于加工不同粒径的物料。
本实施例采用双筛板网箱系统，该系统包括进风三通58、反吹风三通59、排风三通60、循环风三通61之间的部分。
双筛板筛箱系统的筛板网箱由两个结构相同而对称的支路并联组成，一个支路包括筛板网箱19，反吹阀26，振荡阀30，筛板网箱19中的筛网20，另一个支路包括另一个筛板网箱56，另一个反吹阀57，另一个振荡阀55，另一个筛板网箱56中的另一个筛板网70。其连接关系为：前排风主管18的出口端通过进风三通58同时与筛板网箱19的进风孔和另一个筛板网箱56的进风孔相连；后排风主管31的进口端通过排风三通60同时与振荡阀30和另一个振荡阀55的出口相连接；反吹风管27的出口端通过反吹风三通59同时与反吹阀26和另一个反吹阀57的进口端相连接；循环风管23的进口端通过循环风三通61同时与筛板网箱19的循环风孔、另一个筛板网箱56的循环风孔连接；振荡阀30的进口与筛板网箱19的出风孔相连；另一个振荡阀55的进口与另一个筛板网箱56的出风孔相连；反吹阀26的出口与筛板网箱19的反吹风孔相连；另一个反吹阀57的出口与另一个筛板网箱56的反吹风孔相连。卸料风管的出口端连接在后排风主管31上振荡阀30与主风机34的中间，排风三通60之后。
筛板网用两层大孔的筛网内夹小孔筛网或滤布制成，大孔的筛网用于增强小孔筛网或滤布抵抗变形的能力，小孔筛网或滤布是拦住物料使其不被气流带走的筛网，其筛网孔径的大小根据所加工物料的粒径确定。筛板网安装在筛板网箱内部并其上端向前排风主管18一侧倾斜，筛板网的四周与筛板网箱固定密封。有多种网孔的筛板网以供选择，用于加工不同粒径的物料。
6)、循环装置：由循环风管23、循环风管调节闸板24、循环风机25组成，其功能是改善筛板网的堵塞。循环风管23的进口与双筛板网箱的循环风三通65相接，出口穿过流化床下壳体11，伸入流化床主腔体16内，循环风管调节闸板24可对循环风量进行调节。
7)、反吹装置：反吹装置是筛板网的疏通装置，由两反吹阀26、57，两振荡阀30、55，反吹风管27，反吹风调节闸板29组成。反吹风管出口与双筛板网箱系统的反吹风三通59相接，进口设在进风系统中空气过滤器3之后。
8)、气力输送卸料装置：本工艺方法采用的是气力输送卸料方式，卸料装置由卸料风管35、卸料蝶阀36、排料支管39、排料蝶阀40、物料收集器41及排风系统的前排风主管18、后排风主管31、主风机34、消音器33、排放管42及排放蝶阀43组成。卸料风管35进口端通过三通接在循环风管23上，出口与后排风主管31相连，并位于排风三通60之后。中间装有卸料蝶阀36；排料支管39分别通过三通由排放管42分出，其上装有排料蝶阀40。物料收集器41装在排料支管39的末端
9)、灭菌装置：灭菌装置是本发明用于灭菌的装置，包括紫外灭菌灯管阵列21和紫外灯管支撑板22；紫外灯管阵列支撑板22设在流化床上壳体17和流化床下壳体11之间，用于安装紫外灯管阵列21，紫外灭菌灯管阵列21是一个总成，由金属管制成的支架和紫外灯管组成。
10)、仪表系统：本沸腾循环灭菌机内安装有热电偶，风速、压力测量仪表等元器件，以控制各部分的工作。
实施例2，用实施例1的循环流化床紫外灭菌机对松花粉原料灭菌处理。
松花粉是松树所开的花的花粉，是一种药食两用的珍贵原料资源。松花粉体轻易飞扬，流动性好，常态下不结快，以单个细胞的形式存在。在显微镜下观察，松花粉细胞表面光滑，全长60-120微米，体宽50-60微米，体高30-50微米，呈扁椭圆形，属于微米级粉体物料。现有技术中，松花粉的灭菌一般是成品生产出来后，用辐照灭菌法灭菌，业内一般不对松花粉原料进行灭菌处理。但是松花粉在生长、采收和加工过程中，不可避免的会被微生物所污染，微生物的存在，降低了松花粉的卫生学指标，缩短了储存期限，有些微生物如黄曲霉菌的存在，还会使松花粉产生毒素。因此，松花松在原料加工阶段就进行灭菌处理是非常必要的，但是松花松的干燥和灭菌温度只宜在45℃的温度下进行，高温灭菌法会破坏松花粉的功效成分，化学灭菌法会污染松花粉，采用本发明的循环紫外灭菌机和本发明的方法，不影响松花粉的营养学指标，不污染松花粉。
对松花粉的处理按如下步骤进行：
A、灭菌机初始状态的调整和启动：装好350目的筛网板，确保卸料蝶阀36、加料蝶阀14、排料蝶阀40关闭；全开总调风闸板2、反吹风调节闸板29、循环风调节闸板24、排放蝶阀43；装好物料收集器41；启动主风机34、循环风机25；启动振荡阀30、振荡阀55、反吹阀26、反吹阀57，并调整和控制同一支路中振荡阀与反吹阀的开闭状态始终相反；启动紫外灭菌灯管阵列；此时在主风机的作用下，灭菌机内形成负压；
B、加料、启动加料机15和布料机构9，打开加料蝶阀14，将待加工的松花粉经加料机15加入流化床主腔体16中，调整加料蝶阀14的开度，控制物料的投放速度，使物料在金属孔板7上的堆积厚度不超过布料器8的高度。加完料后关闭加料蝶阀14，以防空气漏入。
C、灭菌：调节总调风闸板2、反吹风调节闸板29和循环风调节闸板24的开度，以控制干燥机内的压力、风速、风量，控制反吹风和循环风的风速、风量，控制物料不在筛网20上堆集和堵塞筛孔；物料在转动的布料器8的搅动和高速气流的作用下形成流化态，筛网20、筛板网70将物料拦住，使其不随气流溢出机外，流化态的物料在高速气流和循环风机的作用下，随机的重复接近紫外灯管表面，被紫外线杀灭，循环风机25将气流所携带的物料以及反吹风从筛板网上吹落的物料重新送回流化床主腔体16内继续灭菌，经过多次循环灭菌，直到物料上的细菌群落总数降到300个/克以下。
D、卸料：依次打开排料蝶阀40，关闭排放蝶阀43，打开卸料蝶阀36，关闭振荡阀30、振荡阀55，流化床内的物料在主风机34的作用下经卸料风管35、后排风主管31，主风机34，消音器33和排料支管39进入物料收集器41而被收集。
E、系统清洁与停机：物料排放完后，关闭排料蝶阀，全开其它所有闸板和蝶阀，在高速气流的吹扫作用下清洁设备。系统清洁完后，关闭所有的阀门闸板和风机停机。
Claims (9)
1.循环流化床紫外灭菌机，包括由进风口(1)、总调风闸板(2)、空气过滤器(3)、流化床底腔体(6)、流化床进风口(10)组成的进风系统；由金属孔板(7)、流化床主腔体(16)、流化床壳体(17)组成的流化床主体；由加料电机(12)、减速机(13)、加料蝶阀(14)、加料机(15)、布料器(8)、布料机构(9)组成的加料系统；由筛网(20)、前排风主管(18)、主风机(34)、消音器(33)和排放管(42)组成的排风系统；由风速测量仪、压力测量仪组成的仪表系统；其特征在于：本循环流化床紫外灭菌机在现有沸腾干燥机的基础上作了如下改进：在流化床外增设了筛板网箱(19)，并将筛网(20)置于其中；增设了由反吹阀(26)、反吹风管(27)、反吹风调节闸板(29)、振荡阀(30)组成的反吹装置；在流化床外增设了由循环风管(23)、循环风调节闸板(24)、循环风机(25)组成的循环装置；在原排风系统中前排风主管(18)、主风机(34)、消音器(33)和排放管(42)的基础上增设卸料风管(35)、卸料蝶阀(36)、排料支管(39)、排料蝶阀(40)、物料收集器(41)、排放蝶阀(43)，共同组成气力输送卸料装置；取消现有流化床干燥机的卸料口(80)；将流化床壳体分为流化床上壳体(17)和流化床下壳体(11)两部分；取消干燥机进风系统中的空气加热器(4)；将现有干燥机中的前排风主管(18)分为前排风主管(18)和后排风主管(31)，在排放管(42)上增加排放蝶阀(43)；在流化床腔体内增设了由紫外灯管阵列支撑板(22)和紫外灭菌灯管阵列(21)组成的紫外灭菌装置；
所增设的装置的结构及其与现有沸腾干燥机各部分之间的连接关系如下：
所述的筛板网箱(19)是一个六面体的箱体，该筛板网箱(19)设置并固定在前排风主管(18)与后排风主管(31)的中间，筛板网箱(19)上端面密闭，箱体左侧板上部有一进风孔(62)与前排风主管(18)的出口端相连，右侧板的上部有一反吹风孔(63)与反吹风管(27)的出口端相连，右侧板的下部有一出风孔(64)与后排风主管(31)的进口端相连，下端面板左侧的中部有一循环风孔(65)与循环风管相连，前后两侧板(46)与箱体其它四块板间密封连接并可折卸；所述筛网(20)安装在筛板网箱(19)内部并将筛板网箱(19)分隔为左右两部分，筛网(20)上端向前排风主管(18)一侧倾斜，其下端位于循环风孔(65)右边，其四周与筛板网箱(19)箱体内部成既固定密封，又可拆卸的连接方式；
所述的反吹装置的振荡阀(30)安装于后排风主管(31)上靠近筛板网箱(19)的一端，其进口端与筛板网箱(19)的出风孔(64)相接；所述的反吹风管(27)的出风口与筛板网箱(19)的反吹风孔(63)相接，进风口设在进风系统内空气过滤器(3)之后，反吹阀(26)、反吹风调节闸板(29)自反吹风孔(63)起，依次安装在反吹风管(27)的中间；
所述循环装置的循环风管(23)的进风口与筛板网箱(19)的循环风孔(65)相连接，出风口穿过流化床下壳体(11)，伸入到流化床主腔体(16)内；循环风调节闸板(24)和循环风机(25)自循环风孔(65)起，依次安装在循环风管(23)的中部；
所述气力输送卸料装置的卸料风管(35)的进口端连接在循环风管(23)上循环风调节闸板(24)与循环风孔(65)之间，出口端连接在后排风主管(31)上振荡阀(30)与主风机(34)的中间；所述卸料蝶阀(36)安装在卸料风管(35)的中部；所述的排料支管(39)通过三通由排放管(42)分出，其上装有排料蝶阀(40)，物料收集器(41)安装在排料支管(39)的末端，并可拆卸；
所述的紫外灭菌装置的紫外灯管阵列支撑板(22)设在流化床上壳体(17)和流化床下壳体(11)之间，并与流化床上壳体(17)和流化床下壳体(11)密封连接，紫外灯管阵列支撑板(22)上安装有紫外灭菌灯管阵列(21)并固定有电源线和灯管插座，紫外灭菌灯管阵列(21)由金属管制成的支架和紫外灯管组成。
2.根据权利要求1所述的循环流化床紫外灭菌机，其特征在于：所述筛板网箱为双筛板筛箱系统：由两个结构相同而对称的支路并联组成，一个支路包括筛板网箱(19)、反吹阀(26)、振荡阀(30)、筛板网箱(19)中的筛网(20)，另一个支路包括另一个筛板网箱(56)、另一个反吹阀(57)、另一个振荡阀(55)、另一个筛板网箱(56)中的另一个筛板网(70)；其连接关系为：前排风主管(18)的出口端通过进风三通(58)同时与筛板网箱(19)的进风孔和另一个筛板网箱(56)的进风孔相连；后排风主管(31)的进口端通过排风三通(60)同时与振荡阀(30)和另一个振荡阀(55)的出口相连接；反吹风管(27)的出口端通过反吹风三通(59)同时与反吹阀(26)和另一个反吹阀(57)的进口端相连接；循环风管(23)的进口端通过循环风三通(61)同时与筛板网箱(19)的循环风孔、另一个筛板网箱(56)的循环风孔连接；振荡阀(30)的进口与筛板网箱(19)的出风孔相连；另一个振荡阀(55)的进口与另一个筛板网箱(56)的出风孔相连；反吹阀(26)的出口与筛板网箱(19)的反吹风孔相连；另一个反吹阀(57)的出口与另一个筛板网箱(56)的反吹风孔相连；卸料风管的出口端连接在后排风主管(31)上振荡阀(30)与主风机(34)之间，排风三通(60)之后。
3.根据权利要求1或2所述的循环流化床紫外灭菌机，其特征在于：在前排风主管(18)内安装紫外灭菌灯管阵列。
4.根据权利要求1或2所述的循环流化床紫外灭菌机，其特征在于：在循环风管(23)和筛板网箱内筛板网前的空间中安装紫外灭菌灯管阵列。
5.根据权利要求1所述的循环流化床紫外灭菌机，其特征在于：在反吹风管(27)上加装反吹风机。
6.根据权利要求2所述的循环流化床紫外灭菌机，其特征在于：在反吹风管(27)上加装反吹风机。
7.根据权利要求1所述的循环流化床紫外灭菌机，其特征在于：筛网(20)用两层大孔的筛网内夹小孔筛网组成。
8.根据权利要求2所述的循环流化床紫外灭菌机，其特征在于：筛网(20)用两层大孔的筛网内夹小孔筛网组成。
9.采用权利要求1所述的循环流化床紫外灭菌机，对粉体物料进行灭菌的方法依次包括以下步骤：
A、灭菌机初始状态的调整和启动：根据粉体物料粒径的大小，装好筛孔能拦住物料使其不能被气流带走的筛网(20)；然后关闭卸料蝶阀(36)、加料蝶阀(14)、排料蝶阀(40)；全开总调风闸板(2)、排放蝶阀(43)、反吹风调节闸板(29)、循环风调节闸板(24)；装好物料收集器(41)；启动主风机(34)、循环风机(25)，启动振荡阀(30)、反吹阀(26)，并调整和控制振荡阀(30)与反吹阀(26)的开闭状态始终相反；启动紫外灭菌灯管阵列(21)；此时在主风机(34)的作用下，流化床主腔体内(16)形成负压，紫外灭菌灯管阵列(21)处于工作状态；
B、加料、启动加料机(15)和布料机构(9)，打开加料蝶阀(14)，将所要加工的物料经加料机(15)加入流化床主腔体(16)中，调整加料蝶阀(14)的开度，控制物料的投放速度，使物料在金属孔板(7)上的堆积厚度不超过布料器(8)的高度；加完料后关闭加料蝶阀(14)，以防空气漏入；
C、灭菌：调节总调风闸板(2)、反吹风调节闸板(29)和循环风调节闸板(24)的开度，以控制干燥机内的压力、风速、风量，控制反吹风和循环风的风速、风量，控制物料不在筛网(20)上堆集和堵塞筛孔；物料在转动的布料器(8)的搅拌和高速气流的作用下形成流化态，流化态的物料在流化床主腔体(16)内被紫外灭菌灯管阵列(21)灭菌，进入筛板网箱内的物料，则在反吹风装置和循环风机(25)的作用下，回到沸腾干燥机的主腔体(16)内被紫外灭菌灯管阵列(21)再次重复灭菌，经多次循环，物料上的细菌被紫外线杀灭；
D、卸料：打开排料蝶阀(40)，关闭排放蝶阀(43)，开启卸料蝶阀(36)，关闭振荡阀，流化态的物料在主风机(34)的作用下经卸料风管(35)、后排风主管(31)、主风机(34)、消音器(33)、排放管(42)和排料支管(39)，进入物料收集器(41)而被收集；
E、系统清洁与停机：物料排放完后，关闭排料蝶阀(40)，全开其它所有闸板和蝶阀，在高速气流的吹扫作用下清洁设备；系统清洁完后，关闭所有的阀门闸板和风机停机。
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Patent Citations (3)
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Application publication date: 20100929 Assignee: Yunnan Guzhiji Nutriment Co., Ltd. Assignor: KUNMING TEKANG TECHNOLOGY CO., LTD. Contract record no.: 2014530000025 Denomination of invention: Circulating fluidized bed ultraviolet sterilizer and ultraviolet sterilizing method thereof for powdery materials Granted publication date: 20130109 License type: Exclusive License Record date: 20140421 |
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