CN103394106B - 蒸汽消毒器及消毒工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蒸汽消毒器及消毒工艺，具体涉及一种负压低温蒸汽消毒器及消毒工艺，蒸汽消毒器包括夹层、内室，内室由前门、后门及夹层围成的空间组成，夹层内设有蒸汽通道，夹层通过管路连接夹层进汽系统，内室通过管路连接内室回空系统，夹层与内室通过管路连通，且该管路上设有第一气动控制阀，内室通过管路连接内室抽真空疏水系统，夹层通过管路连接夹层抽真空疏水系统。蒸汽消毒工艺包括1)抽真空；2)夹层进汽；3)升温；4)消毒。本发明实现了对畏热物品的低温蒸汽消毒；通过设置内室抽真空疏水系统，能够有效地将消毒过程形成的冷凝水排出，保证了内室蒸汽的质量和温度的均匀性。

Description

蒸汽消毒器及消毒工艺

技术领域

本发明涉及一种蒸汽消毒器及消毒工艺，具体涉及一种负压低温蒸汽消毒器及消毒工艺，属于蒸汽消毒技术领域。

背景技术

采用蒸汽进行消毒灭菌由来已久，依次经历了煮沸时代、原始压力蒸汽消毒时代、重力置换下排气消毒时代、预真空压力蒸汽灭菌器时代、脉动真空压力蒸汽灭菌器时代。以上所有类型设备均采用100℃以上高温蒸汽进行消毒灭菌，这就限制了蒸汽消毒灭菌在畏热物品如纺织物、毛料、塑料、橡胶等物品上的应用。如专利号CN102423495A公开了一种脉动蒸汽灭菌工艺及其蒸汽灭菌器，该灭菌工艺包括抽真空、预热、灭菌及真空干燥等步骤；所述蒸汽灭菌器包括蒸汽灭菌盒、阀组、空气过滤器、蒸汽发生器、真空泵和自动控制系统。该专利技术消毒温度均在100℃以上，显然无法满足对畏热物品进行蒸汽消毒的需要。实际上根据饱和水蒸气Antoine公式：

ln(P)=9.3876-3826.36/(T-45.47)

其中P：水蒸气绝对压力单位MPa，T：水蒸气绝对温度单位K

而T的试用范围为290K～500K，即17℃～227℃。因此在低于100℃范围内饱和蒸汽依然适用于Antoine公式。可以通过控制蒸汽压力的相对压力为一定负压，保证蒸汽温度的稳定。

根据Antoine公式，当饱和蒸汽温度低于100℃时，饱和蒸汽相对压力为负压，即低于大气压，而常规的真空消毒灭菌器及消毒灭菌工艺无法实现负压低温消毒。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种蒸汽消毒器及消毒工艺，使蒸汽消毒温度低于100℃，实现畏热物品的蒸汽消毒。

本发明所述的蒸汽消毒器，包括夹层、内室，内室由前门、后门及夹层围成的空间组成，夹层内设有蒸汽通道，夹层通过管路连接夹层进汽系统，内室通过管路连接内室回空系统，夹层与内室通过管路连通，且该管路上设有第一气动控制阀，内室通过管路连接内室抽真空疏水系统，夹层通过管路连接夹层抽真空疏水系统；

夹层进汽系统包括进汽过滤器、蒸汽气动控制阀，进汽过滤器通过管路连接蒸汽气动控制阀，蒸汽气动控制阀通过管路连接夹层；

内室回空系统包括空气过滤器、进气气动控制阀，空气过滤器通过管路连接进气气动控制阀，进气气动控制阀通过管路连接内室；

内室抽真空疏水系统由内室抽真空系统、内室疏水系统组成，内室抽真空系统包括抽气气动控制阀，抽气气动控制阀通过管路分别连接内室、真空泵系统，内室疏水系统包括疏水气动控制阀，疏水气动控制阀通过管路分别连接内室、真空泵系统；

夹层抽真空疏水系统包括第三气动控制阀，第三气动控制阀通过管路分别连接夹层、真空泵系统。

通过设置内室抽真空疏水系统使内室压力能够维持在负压状态，保证内室消毒温度低于100℃，以实现对畏热物品的蒸汽消毒，通过设置夹层抽真空疏水系统使夹层压力能够维持在负压状态，避免夹层温度过高影响内室温度。

所述的真空泵系统包括水环式真空泵，水环式真空泵通过管路连接进水过滤器，该管路上设置第二电磁阀；水环式真空泵入口通过管路连接换热器壳程出口，水环式真空泵出口通过管路连接总排口；换热器壳程入口通过管路分别连接抽气气动控制阀、疏水气动控制阀、第三气动控制阀；换热器管程入口通过管路连接进水过滤器，管路上设置第一电磁阀，换热器管程出口通过管路连接总排口。内室抽真空系统、内室疏水系统、夹层抽真空疏水系统共用一个水环真空泵，节省了成本；通过设置换热器，使抽出的饱和蒸汽及冷凝水经换热降低温度后排出，避免高温损坏排水管道。

所述的进水过滤器通过管路连接总排口，管路上设置第三电磁阀，当总排口水温过高时，打开第三电磁阀通入冷却水，避免水温过高损坏管道。

所述的第三气动控制阀通过管路连接总排口，管路上设置第二气动控制阀，打开第二气动控制阀使冷凝水直接排入总排口。

本发明还提供一种蒸汽消毒工艺，依次包括如下步骤：

1）抽真空：对夹层、内室抽真空，使其相对压力达到-90KPa；

2）夹层进汽：向夹层内充入饱和蒸汽，同时对夹层进行抽真空疏水，使夹层压力稳定在预定压力-55KPa～8KPa，内室充入空气使其压力达到大气压；

3）升温：内室抽真空至相对压力-90KPa，由夹层向内室充入饱和蒸汽，同时内室疏水系统进行疏水，内室压力缓慢上升，温度同时上升，当温度达到预定值时，转入消毒阶段；

4）消毒：向内室间歇充入饱和蒸汽，维持内室蒸汽压力在-65KPa～-2KPa，温度在75℃～100℃，维持6min～90min，常规后处理。步骤3和步骤4可重复进行。

所述的步骤2中内室压力达到大气压后，进行脉动排空。

所述的脉动排空由内室抽真空至相对压力-90KPa、夹层向内室充入饱和蒸汽至相对压力-65KPa～-2KPa组成一个循环，重复该循环1～5次。

所述的步骤4内室蒸汽相对压力为-55KPa～-50KPa，温度为80℃～82℃，维持50min。

所述的消毒阶段夹层蒸汽压力大于内室蒸汽压力，其压力差小于10KPa。

所述的脉动排空循环次数为4次。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本发明实现了对畏热物品的低温蒸汽消毒；通过设置内室抽真空疏水系统，能够有效地将消毒过程形成的冷凝水排出，保证了内室蒸汽的质量和温度的均匀性；通过设置夹层抽真空疏水系统，能够有效地将夹层中负压状态下的冷凝水排出，保证了夹层饱和蒸汽质量；通过脉动方式消毒及排空内室空气，保证消毒蒸汽质量，消毒效果好；消毒阶段夹层与内室蒸汽压力差值小，防止因消毒内室进蒸汽速度过快导致消毒内室温度冲高的危险；温度控制稳定，消毒阶段内室温度误差控制在1.5℃以内。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是消毒室结构示意图。

图中：1、内室；2、夹层；3、第一气动控制阀；4、安全阀；5、进气气动控制阀；6、蒸汽气动控制阀；7、蒸汽减压阀；8、进汽过滤器；9、空气过滤器；10、止回阀；11、换热器；12、第一电磁阀；13、第二电磁阀；14、进水过滤器；15、第三电磁阀；16、水环式真空泵；17、第二气动控制阀；18、抽气气动控制阀；19、疏水气动控制阀；20、第三气动控制阀；21、过滤器；22、夹层温度传感器；23、内室温度传感器；24、压力传感器；25、真空压力表；26、夹层安全阀；27、前门；28、后门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

实施例1：

如图1、图2所示，本发明消毒室包括前门27、后门28、夹层2，三者围成的空间组成内室1，夹层2内设有蒸汽通道，夹层2通过管路分别连接夹层进汽系统、夹层抽真空疏水系统，内室1通过管路分别连接内室回空系统、内室抽真空疏水系统，夹层2上设有夹层安全阀26，夹层2、内室1分别安装压力传感器24、真空压力表25，以检测夹层2、内室1内的压力。

内室进气系统包括第一气动控制阀3，第一气动控制阀3通过管路分别连接夹层2、内室1。

夹层进汽系统包括进汽过滤器8、蒸汽气动控制阀6，进汽过滤器8通过管路连接蒸汽气动控制阀6，蒸汽气动控制阀6通过管路连接夹层2，进汽过滤器8与蒸汽气动控制阀6之间设置蒸汽减压阀7。

内室回空系统包括空气过滤器9、进气气动控制阀5，空气过滤器9通过管路连接进气气动控制阀5，进气气动控制阀5通过管路连接内室1，该管路上安装有安全阀4。

内室抽真空疏水系统由内室抽真空系统、内室疏水系统组成，内室抽真空系统包括抽气气动控制阀18，抽气气动控制阀18通过管路分别连接内室1、真空泵系统，内室疏水系统包括疏水气动控制阀19，疏水气动控制阀19通过管路分别连接过滤器21、止回阀10，过滤器21通过管路连接内室1，该管路上设有内室温度传感器23，止回阀10通过管路连接真空泵系统。

夹层抽真空疏水系统包括第三气动控制阀20，第三气动控制阀20通过管路分别连接过滤器21、止回阀10，过滤器21通过管路连接夹层2，该管路上设有夹层温度传感器22，止回阀10通过管路连接真空泵系统。

真空泵系统包括水环式真空泵16，水环式真空泵16通过管路连接进水过滤器14，该管路上设置第二电磁阀13、止回阀10；水环式真空泵16入口通过管路连接换热器11壳程出口，水环式真空泵16出口通过管路连接总排口，管路上设止回阀10；换热器11壳程入口通过管路连接止回阀10，止回阀10通过管路分别连接抽气气动控制阀18、疏水气动控制阀19、第三气动控制阀20；换热器11管程入口通过管路连接进水过滤器14，管路上设置第一电磁阀12，换热器11管程出口通过管路连接总排口。进水过滤器14通过管路连接总排口，管路上设置第三电磁阀15。第三气动控制阀20通过管路连接总排口，管路上设置第二气动控制阀17。

工作过程如下80℃消毒程序：

a、抽真空：打开第一气动控制阀3，接通夹层2、内室1，开启水环式真空泵16，同时打开第一电磁阀12给水环式真空泵16供水，打开第二电磁阀13给换热器11供冷却水，打开抽气气动控制阀18、第三气动控制阀20对夹层2、内室1抽真空，使其相对压力达到-90KPa。

b、夹层进汽：步骤a中相对压力达到预定值后，关闭第一气动控制阀3，关闭抽气气动控制阀18，第三气动控制阀20切换为间歇工作模式直至结束，打开蒸汽气动控制阀6，向夹层2内通入饱和蒸汽，使夹层压力达到预定压力-45KPa，打开进气气动控制阀5向内室1内通入空气，至内室1压力达到大气压力，关闭进气气动控制阀5。第三电磁阀15由此阶段至结束可根据实际情况间歇工作，以向总排口注入冷却水。

c、准备就绪：第一气动控制阀3切换为间歇工作模式，保证夹层2内蒸汽压力稳定在预定压力值，打开前门27，装入消毒负载，关闭前门27。

d、脉动排空：打开抽气气动控制阀18，将内室1抽真空至相对压力-90KPa，关闭抽气气动控制阀18，打开第一气动控制阀3，由夹层2向内室1充入饱和蒸汽至内室1相对压力-55KPa，关闭第一气动控制阀3，完成一个循环。重复该循环4次，将内室1冷残留空气充分排出，保证后续步骤饱和蒸汽质量。

e、升温：打开抽气气动控制阀18，将内室1抽真空至相对压力-90KPa，关闭抽气气动控制阀18，打开第一气动控制阀3，由夹层2向内室1充入饱和蒸汽，同时使疏水气动控制阀19保持间歇工作，内室1压力缓慢上升，温度同时上升，当温度达到预定值时，转入消毒阶段。

f、消毒：第一气动控制阀3切换为间歇工作，向内室1间歇充入饱和蒸汽，维持内室蒸汽压力稳定在-55KPa～-50KPa，温度在80℃～82℃，维持50min，保持夹层2蒸汽压力大于内室1蒸汽压力，其压力差小于10KPa，消毒温度控制误差在1.5℃以内。

g、干燥：关闭第一气动控制阀3、疏水气动控制阀19，打开抽气气动控制阀18，加速内室残留水汽挥发，将内室进行充分干燥，干燥时间15min。

h、回空：关闭抽气气动控制阀18，打开进气气动控制阀5使内室压力回至大气压力。

i、结束：关闭进气气动控制阀5，打开前门27将消毒负载取出，消毒程序结束，准备进入下一个循环程序。

实施例275℃消毒程序：

工作过程b夹层进汽阶段，夹层压力达到预定压力-55KPa;

工作过程d脉动排空阶段，由夹层2向内室1充入饱和蒸汽至内室1相对压力-65KPa，循环次数3次；

工作过程f消毒阶段，蒸汽相对压力为-65KPa～-60KPa，温度为75℃～77℃，维持90min，其余同实施例1。

实施例385℃消毒程序：

工作过程b夹层进汽阶段，夹层压力达到预定压力-33KPa;

工作过程d脉动排空阶段，由夹层2向内室1充入饱和蒸汽至内室1相对压力-43KPa，循环次数5次；

工作过程f消毒阶段，蒸汽相对压力为-43KPa～-38KPa，温度为85℃～87℃，维持30min，其余同实施例1。

实施例4100℃消毒程序：

工作过程b夹层进汽阶段，夹层压力达到预定压力8KPa;

工作过程d脉动排空阶段，由夹层2向内室1充入饱和蒸汽至内室1相对压力-2KPa，循环次数1次；

工作过程f消毒阶段，蒸汽相对压力为-2KPa～3KPa，温度为100℃～102℃，维持6min，其余同实施例1。

Claims (6)

1.一种蒸汽消毒工艺，其特征在于：依次包括如下步骤：

1)抽真空：对夹层(2)、内室(1)抽真空，使其相对压力达到-90KPa；

2)夹层进汽：向夹层(2)内充入饱和蒸汽，同时对夹层(2)进行抽真空疏水，使夹层压力稳定在预定压力-55KPa～8KPa，内室充入空气使其压力达到大气压；

3)升温：内室(1)抽真空至相对压力-90KPa，由夹层(2)向内室(1)充入饱和蒸汽，同时内室疏水系统进行疏水，内室(1)压力缓慢上升，温度同时上升，当温度达到预定值时，转入消毒阶段；

4)消毒：向内室(1)间歇充入饱和蒸汽，维持内室蒸汽压力在-65KPa～-2KPa，温度在75℃～100℃，维持6min～90min，常规后处理。

2.根据权利要求1所述的蒸汽消毒工艺，其特征在于：所述的步骤2中内室(1)压力达到大气压后，进行脉动排空。

3.根据权利要求2所述的蒸汽消毒工艺，其特征在于：所述的脉动排空由内室(1)抽真空至相对压力-90KPa、夹层(2)向内室(1)充入饱和蒸汽至相对压力-65KPa～-2KPa组成一个循环，重复该循环1～5次。

4.根据权利要求1所述的蒸汽消毒工艺，其特征在于：所述的步骤4内室(1)蒸汽相对压力为-55KPa～-50KPa，温度为80℃～82℃，维持50min。

5.根据权利要求1或4所述的蒸汽消毒工艺，其特征在于：所述的消毒阶段夹层(2)蒸汽压力大于内室(1)蒸汽压力，其压力差小于10KPa。

6.根据权利要求3所述的蒸汽消毒工艺，其特征在于：所述的脉动排空循环次数为4次。