CN103609660A - 过热蒸汽灭菌设备及过热蒸汽灭菌方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过热蒸汽灭菌设备，包括一个内部可容纳需要灭菌的物料的灭菌容器和一个向该灭菌容器供应蒸汽的蒸汽发生装置，所述蒸汽发生装置为过热蒸汽发生器（1），所述过热蒸汽发生器（1）包括一个产生饱和蒸汽的蒸汽发生器（2）和一个将饱和蒸汽加热成过热蒸汽的蒸汽加热器（3），所述过热蒸汽对所述灭菌容器中的物料进行直接加热灭菌。本发明还公开了一种过热蒸汽灭菌方法，包含以下步骤：（1）加工准备步骤；（2）加工釜进料步骤；（3）过热蒸汽灭菌步骤；（4）出料步骤；（5）重复（2）-（4）的步骤。本发明过热蒸汽灭菌设备及过热蒸汽灭菌方法，可以实现对食品粉体颗粒的快速、高效灭菌，减少步骤，节省成本。

Description

过热蒸汽灭菌设备及过热蒸汽灭菌方法

技术领域

本发明涉及一种过热蒸汽灭菌设备，包括一个内部可容纳需要灭菌的物料的灭菌容器和一个向该灭菌容器供应蒸汽的蒸汽发生装置。

本发明还涉及一种过热蒸汽灭菌方法，包括向加工釜送入过热蒸汽进行高温灭菌的步骤。

背景技术

对于食品粉体颗粒的杀菌目前有加热杀菌、药剂杀菌、紫外线杀菌、微波杀菌、放射线辐照杀菌等，由于出口产品的进口国对杀菌方法有各种限制，所以加热杀菌是目前出口食品粉体颗粒的主流杀菌方式。目前的加热灭菌设备主要包括一个内部可容纳需要灭菌的物料的灭菌容器和一个向该灭菌容器供应蒸汽的蒸汽发生装置。加热杀菌法有干热和湿热杀菌法两种。干热杀菌方式是利用高温空气或蒸汽间接加热进行杀菌处理；湿热杀菌方式是利用饱和水蒸气进行直接杀菌处理。两者之间有着明显的不同效果，有实验表明在灭菌的过程中干热方式灭菌所需要的时间要比湿热方式灭菌所需要的时间要多出几百倍。但是湿热方式灭菌粉体或颗粒食品时由于水份的增加和结块现象，杀菌后必须进行再干燥和粉碎作业。对于那些吸水性强容易吸水的物品还会吸附在设备的管道内部，造成管道堵塞，影响正常的生产运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种过热蒸汽灭菌设备及过热蒸汽灭菌方法，可以实现对食品粉体颗粒的快速、高效灭菌，减少步骤，节省成本。

为解决上述技术问题，本发明的过热蒸汽灭菌设备，包括一个内部可容纳需要灭菌的物料的灭菌容器和一个向该灭菌容器供应蒸汽的蒸汽发生装置，该蒸汽发生装置为过热蒸汽发生器，该过热蒸汽发生器包括一个产生饱和蒸汽的蒸汽发生器和一个将饱和蒸汽加热成过热蒸汽的蒸汽加热器，该过热蒸汽对该灭菌容器中的物料进行直接加热灭菌。

作为本发明的改进，该灭菌容器为加工釜，该加工釜的上部设置有一个进料口，该加工釜的下部设置有一个出料口，该加工釜上还设置有一个过热蒸汽进口。

作为本发明的改进，该加工釜上还设置有一个搅拌器，用于搅拌加工釜中的物料；该加工釜的外壁设置有保温系统，可以使加工釜保持适当的温度；该进料口上设置有一个进料阀，该出料口上设置有一个出料阀，该过热蒸汽进口上设置有一个蒸汽阀。

作为本发明的改进，该加工釜设置有压力传感器和温度传感器，该压力传感器的信号用于控制蒸汽阀的打开或关闭，该加工釜上还设置有压力表和温度表。

作为本发明的改进，该搅拌器为磁力搅拌器，该磁力搅拌器包括搅拌电机、第一磁力盘、第二磁力盘、搅拌轴和设置在该搅拌轴上的搅拌桨叶，该搅拌电机的机轴与该第一磁力盘固定连接，该第二磁力盘与该搅拌轴固定连接，该第一磁力盘与该第二磁力盘间隔一定距离，在磁力搅拌器工作时，该搅拌电机带动第一磁力盘转动，由第一磁力盘通过强磁力带动第二磁力盘转动，从而带动该搅拌桨叶转动。

作为本发明的改进，该过热蒸汽灭菌设备还包括一个储存物料的储存器和一个送料装置，该送料装置可以将该储存器中的物料输送到该加工釜的进料口中。

作为本发明的改进，该储存器为料斗，该送料装置为用电机驱动的螺杆送料机，该料斗的出口在该螺杆送料机的进口的上方，该料斗下方设置有一个用电机驱动的振动器，可以振动料斗使该料斗中的物料顺利落入该螺杆送料机的进口，该进料口上设置有一个进料斗，该螺杆送料机的出口在该进料斗的上方，送料时物料可以落入该进料斗中。

作为本发明的改进，该磁力搅拌器设置于该加工釜的中部，该过热蒸汽进口与该磁力搅拌器对称布置，该搅拌电机为可变速电机，该螺杆送料机的驱动电机为定量电机，该搅拌桨叶为弯曲的S型搅拌桨叶，该进料阀、出料阀、蒸汽阀均为气动阀门，该保温系统为用饱和蒸汽加热的保温管组。

作为本发明的改进，该过热蒸汽灭菌设备由一个PLC进行控制，该PLC可以控制定量电机驱动器，该定量电机驱动器用于驱动并控制螺杆送料机的定量电机的转数，该PLC还可以控制送料变频器，该送料变频器用于驱动并控制振动器的振动频率，该PLC还可以控制搅拌变频器，该搅拌变频器用于驱动并控制该磁力搅拌器的搅拌电机的转速，该PLC可以对加工釜的压力、搅拌速度、进料数量、振动频率进行参数设定，对该过热蒸汽灭菌设备正常运行进行自动控制。

为解决上述技术问题，本发明的过热蒸汽灭菌方法，包含以下步骤：

（1）开启过热蒸汽发生器和加工釜的保温系统；

（2）关闭加工釜的出料阀，打开加工釜的进料阀，启动定量电机驱动螺杆送料机将设定量的需灭菌物料送入加工釜中；

（3）关闭加工釜的进料阀，启动磁力搅拌器搅拌物料，打开蒸汽阀向加工釜送入过热蒸汽发生器产生的过热蒸汽，加工釜压力达到设定值后关闭蒸汽阀，物料按设定时间进行高温灭菌；

（4）灭菌结束后，关闭磁力搅拌器，打开加工釜的出料阀，排出加工釜中的过热蒸汽和物料；

（5）重复（2）-（4）的步骤。

在投入被杀菌物料的加工釜内充入并保持一定压力的过热蒸汽，同时搅拌物料使物料和过热蒸汽充分混合，这样物料就被瞬间加热到很高的温度，细菌在这个过程中被杀灭，在到达一定的保压时间后，物料除去水份后被放出，不会出现结块现象，杀菌后物料也不必进行再干燥和粉碎作业，减少加工步骤。由于高温灭菌时间短，可以把被灭菌物料的有效成分的损失控制在较小限度内。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明过热蒸汽灭菌设备的一种实施方式的示意图。

图2为图1所示过热蒸汽灭菌设备中加工釜的剖视图。

图3为本发明过热蒸汽灭菌方法的流程图。

其中：1、过热蒸汽发生器；2、蒸汽发生器；3、蒸汽加热器；4、加工釜；5、进料口；6、进料阀；7、出料口；8、出料阀；9、过热蒸汽进口；10、蒸汽阀；11、料斗；12、螺杆送料机；13、振动器；14、进料斗；15、磁力搅拌器；16、搅拌电机；17、第一磁力盘；18、第二磁力盘；19、搅拌轴；20、搅拌桨叶；21、压力传感器；22、温度传感器；23、压力表；24、温度表；25、定量电机；26、保温系统；27、PLC；28、定量电机驱动器；29、送料变频器；30、搅拌变频器；31、触摸屏；32、电气控制柜。

具体实施方式

如图1至图2所示，过热蒸汽灭菌设备包括一个内部可容纳需要灭菌的物料的加工釜4和一个向该加工釜4供应过热蒸汽的过热蒸汽发生器1，该过热蒸汽发生器1包括一个产生饱和蒸汽的蒸汽发生器2和一个将饱和蒸汽加热成过热蒸汽的蒸汽加热器3，该过热蒸汽对该加工釜4中的物料进行直接加热灭菌。该加工釜4的上部设置有一个进料口5，该进料口5上设置有一个进料阀6，该加工釜4的下部设置有一个出料口7，该出料口7上设置有一个出料阀8，该加工釜4的中部还设置有一个过热蒸汽进口9，该过热蒸汽进口9上设置有一个蒸汽阀10。该进料阀6、出料阀8、蒸汽阀10均为气动阀门，该蒸汽阀10的入口与该过热蒸汽发生器1的出口用过热蒸汽输送管相连接。该加工釜4的中部上还设置有一个磁力搅拌器15，用于搅拌加工釜4中的物料，该磁力搅拌器15与过热蒸汽进口9对称布置。该磁力搅拌器15包括可变速的搅拌电机16、第一磁力盘17、第二磁力盘18、搅拌轴19和设置在该搅拌轴19上的弯曲成S型的搅拌桨叶20，该搅拌电机16的机轴与该第一磁力盘17固定连接，该第二磁力盘18与该搅拌轴19固定连接，该第一磁力盘17与该第二磁力盘18间隔一定距离。在磁力搅拌器15工作时，该搅拌电机16带动第一磁力盘17转动，由第一磁力盘17通过强磁力带动第二磁力盘18转动，从而带动该搅拌桨叶20转动。

该加工釜4上设置有压力传感器21和温度传感器22，该压力传感器21的信号用于控制蒸汽阀10的打开或关闭，该加工釜4上还设置有压力表23和温度表24。压力传感器可以监控加工釜4内的过热蒸汽的压力参数，以保证灭菌工作的正常进行。该加工釜4的外壁设置有保温系统26，可以使加工釜4保持适当的温度，该保温系统26为用饱和蒸汽加热的保温管组。

该过热蒸汽灭菌设备还包括一个储存物料的料斗11和一个用步进的定量电机25驱动的螺杆送料机12，该螺杆送料机12可以将该料斗11的物料输送到该加工釜4的进料口5中。该料斗11的出口在该螺杆送料机12的进口的上方，该料斗11下方设置有一个用电机驱动的振动器13，可以振动料斗11使该料斗11中的物料顺利落入该螺杆送料机12的进口，该进料口5上设置有一个进料斗14，该螺杆送料机12的出口在该进料斗14的上方，送料时物料可以落入该进料斗12中。

该过热蒸汽灭菌设备由一个带触摸屏31的PLC27进行控制，该PLC27可以控制定量电机驱动器28，该定量电机驱动器28用于驱动并控制螺杆送料机12的定量电机25的转数，该PLC27还可以控制送料变频器29，该送料变频器29用于驱动并控制振动器13的振动频率，该PLC27还可以控制搅拌变频器30，该搅拌变频器30用于驱动并控制该磁力搅拌器15的搅拌电机16的转速，该PLC27可以通过触摸屏31对加工釜4的压力、搅拌速度、进料数量、振动频率进行参数设定，对该过热蒸汽灭菌设备正常运行进行自动控制。该PLC27、定量电机驱动器28、送料变频器29、搅拌变频器30均安装在电气控制柜32中。

过热蒸汽灭菌设备可以对脱水蔬菜、茶叶、香辛料、中药材等的粉/粒状原料进行杀菌处理。利用过热蒸汽，大肠菌群，一般细菌和耐热型细菌在较短时间内（3～5秒钟）就可以被杀灭。由于高温灭菌时间短，可以把被灭菌物料的有效成分的损失控制在较小限度内。采用磁力搅拌实现搅拌动作，隔离搅拌转动部件对温度场的影响，在工作过程中，搅拌转动部件的温升仅略高于室温；同时使加工釜4内的无菌工作环境与外界的隔离。

如图3所示，过热蒸汽灭菌设备灭菌的工作流程主要内容如下：

（1）系统初始化：开启过热蒸汽发生器和加工釜的保温系统；系统有水、送料仓有料，吹扫气压正常，加工釜内部温度正常；加工釜无压力，釜内无料，保温系统正常；

（2）送料：关闭加工釜的出料阀，打开加工釜的进料阀，启动定量电机驱动螺杆送料机将设定量的需灭菌物料送入加工釜中；

（3）加工：关闭加工釜的进料阀，启动磁力搅拌器搅拌物料，打开蒸汽阀向加工釜送入过热蒸汽发生器产生的过热蒸汽，加工釜压力达到设定值后关闭蒸汽阀，物料按设定时间进行高温灭菌；

（4）出料：灭菌结束后，关闭磁力搅拌器，打开加工釜的出料阀，排出加工釜中的过热蒸汽和物料；

（5）重复上述（2）-（4）的步骤，进行间歇式自动处理。

需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不应将其理解为对本发明技术方案的限定，任何采用本发明实质发明内容而仅作局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种过热蒸汽灭菌设备，包括一个内部可容纳需要灭菌的物料的灭菌容器和一个向该灭菌容器供应蒸汽的蒸汽发生装置，其特征在于：所述蒸汽发生装置为过热蒸汽发生器（1），所述过热蒸汽发生器（1）包括一个产生饱和蒸汽的蒸汽发生器（2）和一个将饱和蒸汽加热成过热蒸汽的蒸汽加热器（3），所述过热蒸汽对所述灭菌容器中的物料进行直接加热灭菌。

2.根据权利要求1所述的过热蒸汽灭菌设备，其特征在于：所述灭菌容器为加工釜（4），所述加工釜（4）的上部设置有一个进料口（5），该加工釜（4）的下部设置有一个出料口（7），该加工釜（4）上还设置有一个过热蒸汽进口（9）。

3.根据权利要求2所述的过热蒸汽灭菌设备，其特征在于：所述加工釜（4）上还设置有一个搅拌器，用于搅拌加工釜（4）中的物料；所述加工釜（4）的外壁设置有保温系统（26），可以使加工釜（4）保持适当的温度；所述进料口（5）上设置有一个进料阀（6），所述出料口（7）上设置有一个出料阀（8），所述过热蒸汽进口（9）上设置有一个蒸汽阀（10）。

4.根据权利要求3所述的过热蒸汽灭菌设备，其特征在于：所述加工釜（4）上设置有压力传感器（21）和温度传感器（22），所述压力传感器（21）的信号用于控制蒸汽阀（10）的打开或关闭，该加工釜（4）上还设置有压力表（23）和温度表（24）。

5.根据权利要求3或4所述的过热蒸汽灭菌设备，其特征在于：所述搅拌器为磁力搅拌器（15），所述磁力搅拌器（15）包括搅拌电机（16）、第一磁力盘（17）、第二磁力盘（18）、搅拌轴（19）和设置在所述搅拌轴（19）上的搅拌桨叶（20），所述搅拌电机（16）的机轴与所述第一磁力盘（17）固定连接，所述第二磁力盘（18）与该搅拌轴（19）固定连接，该第一磁力盘（17）与该第二磁力盘（18）间隔一定距离，在磁力搅拌器（15）工作时，该搅拌电机（16）带动第一磁力盘（17）转动，由第一磁力盘（17）通过强磁力带动第二磁力盘（18）转动，从而带动所述搅拌桨叶（20）转动。

6.根据权利要求5所述的过热蒸汽灭菌设备，其特征在于：所述过热蒸汽灭菌设备还包括一个储存物料的储存器和一个送料装置，所述送料装置可以将所述储存器中的物料输送到所述加工釜（4）的进料口（5）中。

7.根据权利要求6所述的过热蒸汽灭菌设备，其特征在于：所述储存器为料斗（11），所述送料装置为用电机驱动的螺杆送料机（12），所述料斗（11）的出口在所述螺杆送料机（12）的进口的上方，该料斗（11）下方设置有一个用电机驱动的振动器（13），可以振动料斗（11）使该料斗（11）中的物料顺利落入该螺杆送料机（12）的进口，所述进料口（5）上设置有一个进料斗（14），所述螺杆送料机（12）的出口在所述进料斗（14）的上方，送料时物料可以落入该进料斗（12）中。

8.根据权利要求7所述的过热蒸汽灭菌设备，其特征在于：所述磁力搅拌器（15）设置于所述加工釜（4）的中部，所述过热蒸汽进口（9）与该磁力搅拌器（15）对称布置，所述搅拌电机（16）为可变速电机，所述螺杆送料机（12）的驱动电机为定量电机（25），所述搅拌桨叶（20）为弯曲的S型搅拌桨叶，所述进料阀（6）、出料阀（8）、蒸汽阀（10）均为气动阀门，所述保温系统（26）为用饱和蒸汽加热的保温管组。

9.根据权利要求8所述的过热蒸汽灭菌设备，其特征在于：所述过热蒸汽灭菌设备由一个PLC（27）进行控制，所述PLC（27）可以控制定量电机驱动器（28），所述定量电机驱动器（28）用于驱动并控制螺杆送料机（12）的定量电机（25）的转数，该PLC（27）还可以控制送料变频器（29），所述送料变频器（29）用于驱动并控制振动器（13）的振动频率，该PLC（27）还可以控制搅拌变频器（30），所述搅拌变频器（30）用于驱动并控制所述磁力搅拌器（15）的搅拌电机（16）的转速，该PLC（27）可以对加工釜（4）的压力、搅拌速度、进料数量、振动频率进行参数设定，对所述过热蒸汽灭菌设备正常运行进行自动控制。

10.一种根据权利要求1至9任何一项所述的过热蒸汽灭菌方法，包含以下步骤：

（1）开启过热蒸汽发生器和加工釜的保温系统；

（2）关闭加工釜的出料阀，打开加工釜的进料阀，启动定量电机驱动螺杆送料机将设定量的需灭菌物料送入加工釜中；

（3）关闭加工釜的进料阀，启动磁力搅拌器搅拌物料，打开蒸汽阀向加工釜送入过热蒸汽发生器产生的过热蒸汽，加工釜压力达到设定值后关闭蒸汽阀，物料按设定时间进行高温灭菌；

（4）灭菌结束后，关闭磁力搅拌器，打开加工釜的出料阀，排出加工釜中的过热蒸汽和物料；

（5）重复（2）-（4）的步骤。

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