CN104258435A - 真空充氮熏蒸消毒设备及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空充氮熏蒸消毒设备及其方法，它包括制氮机组、调湿器、真空泵、盘热式加热器、三合一进样器、消毒箱和环流风机，所述制氮机组与调湿器连接，所述调湿器和真空泵通过第一管道与三合一进样器连接，所述盘热式加热器通过第二管道与三合一进样器连接，所述三合一进样器还与环流风机连接，所述环流风机再与消毒箱连接，所述盘热式加热器还与消毒箱连接，所述三合一进样器内设置固液熏蒸剂推杆，所述固液熏蒸剂推杆与位于三合一进样器上的管路堵头连接。本发明的一种真空充氮熏蒸消毒设备及其方法，既能提高氮气杀虫效率、有效杀菌，又能提高熏蒸消毒效率、降低熏蒸剂用量、避免化学熏蒸剂对人体和环境的危害。
Description
技术领域
本发明涉及有机质地文物消毒技术领域，具体涉及一种真空充氮熏蒸消毒设备及其方法。
背景技术
脆弱有机质地文物是受自然降解和环境虫害侵蚀老化状况最为严重的一类文物。文物中常见的虫害涉及到鞘翅目、等翅目、缨翅目等9个目，29个科，数十种之多；常见霉菌有曲霉属、木霉属、青霉属等几百种。2005年“全国馆藏文物腐蚀损失调查”结果显示：竹木漆器重度及濒危腐蚀率高达48.68％、中度腐蚀率达21.11％；纺织品文物重度以上腐蚀率达20.83％、中度腐蚀率达30.25％；纸质文物重度以上腐蚀率达19.16％、中度腐蚀率达35.02％。目前广泛应用于文物消毒的杀虫灭菌方法主要有物理防治法和化学防治法。最为常用的杀虫灭菌方法主要有充气(二氧化碳、氮气)降氧物理防治法以及采用环氧乙烷等熏蒸剂的化学熏蒸防治法。真空充氮消毒杀菌设备是对文物、档案等物品进行充气杀虫的主要设备，不仅能杀灭各种害虫,而且对文物无不良影响，又不污染环境，对人体无害，是一种安全、可靠的方法。但氮气杀虫时间长，且不同昆虫对高纯度氮气(非氮气含量≤0.2％)的耐受力差异显著。化学熏蒸杀虫灭菌的主要设备，利用环氧乙烷、溴甲烷、硫酰氟等高效熏蒸剂杀虫灭菌。例如环氧乙烷的熏蒸灭菌在38～50℃下进行，用药量一般为5～30g/m3(以纯环氧乙烷计)，密闭熏蒸时间2～24小时；熏蒸完成后，需经历多次气体置换操作使熏蒸设备内环氧乙烷残留达到规定要求，才可开启设备取出文物或档案物品。由于环氧乙烷等熏蒸剂具有一定的毒性，高浓度熏蒸剂的排放或残留对人体和环境而言都是一种潜在的威胁。
现有技术存在以下不足：
(1)不能控制杀虫灭菌过程中的温度，导致杀虫时间长、效率低；(2)不能环流熏蒸和低氧熏蒸。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种杀虫、杀菌效果好的真空充氮熏蒸消毒设备及其方法。
考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：
一种真空充氮熏蒸消毒设备，它包括制氮机组、调湿器、真空泵、盘热式加热器、三合一进样器、消毒箱和环流风机，所述制氮机组与调湿器连接，所述调湿器和真空泵通过第一管道与三合一进样器连接，所述盘热式加热器通过第二管道与三合一进样器连接，所述三合一进样器还与环流风机连接，所述环流风机再与消毒箱连接，所述盘热式加热器还与消毒箱连接，所述三合一进样器内设置固液熏蒸剂推杆，所述固液熏蒸剂推杆与位于三合一进样器上的管路堵头连接。
为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：
根据本发明的一个实施方案，所述三合一进样器与环流风机之间连接有尾气处理设备。
根据本发明的另一个实施方案，所述环流风机与消毒箱之间设置截止阀。
根据本发明的另一个实施方案，所述消毒箱上部设置安全阀。
根据本发明的另一个实施方案，所述制氮机组还与控制柜内的控制装置连接。
根据本发明的另一个实施方案，所述消毒箱内设置传感器，所述传感器也与控制柜内的控制装置连接。
本发明还可以是：
根据本发明的另一个实施方案，所述消毒箱侧壁设置分布式进风口。
根据本发明的另一个实施方案，一种真空充氮熏蒸消毒的方法，它包括真空充氮消毒，其真空充氮消毒的步骤如下：
第一步、通过真空泵和制氮机组进行多次反复抽真空和充氮气，并在充氮气的过程中利用调湿器调湿，直到消毒箱内氧气浓度低于0.2％，并且压力小于85kPa；
第二步、启动环流风机，依次调节消毒箱内温度和湿度，温度调控范围20～50℃，湿度调控范围30％～80％RH，达到该温度和湿度后，停止调控，开始通过制氮机组充氮消毒；
第三步、消毒过程中，消毒箱内温度、湿度、氮气含量自动调控，并使温度位于范围20～50℃，湿度位于范围30％～80％RH；
第四步、到达设定的消毒时间后，开启安全阀，缓慢置换消毒箱内的氮气，直到消毒箱内外氧气浓度不低于18％，内外无明显压力差时，方可开门取出物品。
根据本发明的另一个实施方案，一种真空充氮熏蒸消毒的方法，它包括熏蒸消毒，其熏蒸消毒的步骤如下：
第一步、启动环流风机，依次调节消毒箱内温度和湿度，使温度控制范围20～50℃和湿度控制范围30％～80％RH；
第二步、通过三合一进样器导入熏蒸剂，开始熏蒸消毒；
第三步、熏蒸消毒过程中，自动调控消毒箱内温度和湿度并稳定在温度范围20～50℃和湿度范围30％～80％RH内；熏蒸过程中可通过真空锁定功能，补加熏蒸剂；
第四步、到达设定的消毒时间后，通过真空泵和安全阀，进行抽真空和充空气的方式，缓慢置换消毒箱内的气体，直到消毒箱内外氧气浓度不低于18％、内外无明显压力差且熏蒸剂残留达标后，方可开门取出物品，抽真空排出的熏蒸废气经尾气处理设备处理达标后排放。
根据本发明的另一个实施方案，一种真空充氮熏蒸消毒的方法，它包括真空充氮熏蒸消毒，其真空充氮熏蒸消毒的步骤如下：
第一步、通过真空泵和制氮机组进行多次反复抽真空和充氮气，并在充氮气的过程中利用调湿器调湿，直到消毒箱内氧气浓度低于0.2％，并且压力小于85kPa；
第二步、启动环流风机，依次调节消毒箱内温度和湿度，温度调控范围20～50℃，湿度调控范围30％～80％RH，达到该温度和湿度后，停止调控，开始通过制氮机组充氮消毒；
第三步、通过三合一进样器导入熏蒸剂，开始熏蒸消毒；
第四步、熏蒸消毒过程中，自动调控消毒箱内温度、湿度和氮气含量并稳定在设定值；熏蒸过程中可通过真空锁定功能，补加熏蒸剂；
第五步、到达设定的消毒时间后，通过抽真空-充空气的方式，缓慢置换消毒箱内的气氛，直到消毒箱内外氧气浓度不低于18％、内外无明显压力差且熏蒸剂残留达标后，方可开门取出物品，抽真空排出的熏蒸废气经处理达标后排放。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：
本发明的一种真空充氮熏蒸消毒设备及其方法，既能提高氮气杀虫效率、有效杀菌，又能提高熏蒸消毒、降低熏蒸剂用量、避免化学熏蒸剂对人体和环境的危害，具体地：
(1)设备具备真空充氮消毒灭菌功能、真空熏蒸消毒杀菌功能和真空充氮-熏蒸消毒功能，三种功能可以独立使用，也可以同时使用；
(2)采用模块化设计，利于功能升级或客户自定义配置；
(3)采用环流熏蒸，可以大大降低熏蒸剂用量，提高熏蒸效率；
(4)具备真空锁定功能，方便添加或更换熏蒸剂；
(5)整个消毒和灭菌过程可采用自动化控制系统、专用终端计算机自动监测与远程控制。系统界面选用中文人机界面触摸屏方式，界面显示内容丰富且直观形象，能够显示系统状态变量的实时显示和监控，如具有故障信息查询、运行数据记录、参数查询及设置、系统自诊断等；
(6)熏蒸剂可采用蒜素类消毒剂、氮气/中药气相防霉剂复合消毒剂，避免化学熏蒸制剂对人体和环境的危害；
(7)尾气排放通过尾气处理吸收装置，环保安全排放。
附图说明
为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。
图1示出了根据本发明一个实施例的真空充氮熏蒸消毒设备结构示意图。
图2示出了根据本发明另一个实施例的熏蒸气体进气示意图。
图3示出了根据本发明另一个实施例的三合一进样器示意图。
其中，附图中的附图标记所对应的名称为：
1－控制柜，2－制氮机组，3－调湿器，4－真空泵，5－盘热式加热器，6－三合一进样器，7－消毒箱，8－环流风机，9－尾气处理设备，10－安全阀，11－传感器，12－第一管道，13－第二管道，14－截止阀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1～图3所示，一种真空充氮熏蒸消毒设备，它包括制氮机组2、调湿器3、真空泵4、盘热式加热器5、三合一进样器6、消毒箱7和环流风机8，所述制氮机组2与调湿器3连接，所述调湿器3和真空泵4都通过第一管道12与三合一进样器6连接，所述盘热式加热器5通过第二管道13与三合一进样器6连接，所述三合一进样器6还与环流风机8连接，所述环流风机8再与消毒箱7连接，所述盘热式加热器5还与消毒箱7连接，所述三合一进样器6内设置固液熏蒸剂推杆6-1，所述固液熏蒸剂推杆6-1与位于三合一进样器6上的管路堵头6-2连接。所述三合一进样器6与环流风机8之间连接有尾气处理设备9。
所述环流风机8与消毒箱7之间设置截止阀14。
所述消毒箱7上部设置安全阀10。
所述制氮机组2还与控制柜1内的控制装置连接。
所述消毒箱7内设置传感器11，所述传感器11也与控制柜1内的控制装置连接。
如图2所示，所述消毒箱7侧壁设置分布式进风口7-1。
另一方面，本发明涉及的真空充氮熏蒸消毒一体化消毒箱可由不锈钢消毒箱主体和附属设备构成。
三合一进样器6可以具有真空锁定功能，在不改变消毒箱7内状态(即不开消毒箱箱门)下的情况下，加入或补加固体、液体或气体熏蒸剂。
本发明涉及的氮气调湿系统包含两个关键设备制氮机和调湿器3。所涉及的制氮机可采用分子筛空分法(PSA)，氮气纯度可达99.99％—99.999％，氮气流量0.5m3/h至5m3/h。本发明所涉及的调湿器3可采用超声波型加湿器，其优点是，加湿强度大，加湿均匀，加湿效率高；节能、省电，耗电仅为电热加湿器的1/15至1/10。
本实施例所涉及的环流风机8及其附属管路，使熏蒸消毒设备具备环流熏蒸功能，能显著提高熏蒸效率，大大降低熏蒸剂使用量。
一实施例涉及的自动化控制系统可包括两部分，分别为设备本身配套的自动化控制柜和远程终端控制系统。设备的自动化控制柜部分基于PLC或CE原理实现自动监测和控制，包括液晶触摸屏和控制柜；远程终端控制可由专用终端计算机自动监测与远程控制。自动化控制系统特点系统界面选用中文人机界面触摸屏方式，能够显示系统状态变量的实时显示和监控，如具有故障信息查询、运行数据记录、参数查询及设置、系统自诊断等。
一实施例所涉及的自动化控制系统基本原理是：通过气动阀门的自动切换，完成抽真空、充氮、调湿、调温操作，调整箱体内氧气含量、压力、湿度、温度、熏蒸剂浓度等参数，再通过调湿设备、调温设备、三合一进样器6的系统联动控制，以达到熏蒸过程参数自动控制的目的。
一种真空充氮熏蒸消毒的方法，它包括真空充氮消毒，其真空充氮消毒的步骤如下：
第一步、通过真空泵4)和制氮机组2进行多次反复抽真空和充氮气，并在充氮气的过程中利用调湿器3调湿，直到消毒箱7内氧气浓度低于0.2％，并且压力小于85kPa；反复抽真空和充氮气可加速消毒箱内气体的置换，在充氮气的过程中调湿可使熏蒸物品所处环境湿度稳定，氧气浓度低于0.2％可创造消毒箱的缺氧环境，压力小于85kPa为了避免过高压力对消毒物品的损坏。
第二步、启动环流风机8，依次调节消毒箱7内温度和湿度，温度调控范围20～50℃，湿度调控范围30％～80％RH，达到该温度和湿度后，停止调控，开始通过制氮机组2充氮消毒；在温度调控范围20～50℃和湿度调控范围30％～80％RH的条件下可提供一个稳定的熏蒸环境。
第三步、消毒过程中，消毒箱内温度、湿度、氮气含量自动调控，并使温度位于范围20～50℃，湿度位于范围30％～80％RH；
第四步、到达设定的消毒时间后，开启安全阀10，缓慢置换消毒箱7内的氮气，直到消毒箱7内外氧气浓度不低于18％，内外无明显压力差时，方可开门取出物品。通过内外氧气浓度不低于18％可保障操作人员的人身安全。
另一实施例，一种真空充氮熏蒸消毒的方法，它包括熏蒸消毒，其熏蒸消毒的步骤如下：
第一步、启动环流风机8，依次调节消毒箱7内温度和湿度，使温度控制范围20～50℃和湿度控制范围30％～80％RH；
第二步、通过三合一进样器6导入熏蒸剂，开始熏蒸消毒；
第三步、熏蒸消毒过程中，自动调控消毒箱7内温度和湿度并稳定在温度范围20～50℃和湿度范围30％～80％RH内；熏蒸过程中可通过真空锁定功能，补加熏蒸剂；真空锁定功能通过控制柜1自动化控制系统，关闭三合一进样器6的附属管路阀门和环流功能，锁定消毒箱7内状态，导入或补加熏蒸剂。
第四步、到达设定的消毒时间后，通过真空泵4和安全阀10，进行抽真空和充空气的方式，缓慢置换消毒箱7内的气氛直到消毒箱7内外氧气浓度不低于18％、内外无明显压力差且熏蒸剂残留达标后，方可开门取出物品，抽真空排出的熏蒸废气经尾气处理设备处理达标后排放。
另一实施例，一种真空充氮熏蒸消毒的方法，它包括真空充氮熏蒸消毒，其真空充氮熏蒸消毒的步骤如下：
第一步、通过真空泵4和制氮机组2进行多次反复抽真空和充氮气，并在充氮气的过程中利用调湿器3调湿，直到消毒箱内氧气浓度低于0.2％，并且压力小于85kPa；
第二步、启动环流风机8，依次调节消毒箱7内温度和湿度，温度调控范围20～50℃，湿度调控范围30％～80％RH，达到该温度和湿度后，停止调控，开始通过制氮机组2充氮消毒；
第三步、通过三合一进样器6导入熏蒸剂，开始熏蒸消毒；
第四步、熏蒸消毒过程中，自动调控消毒箱内温度、湿度和氮气含量并稳定在设定值；熏蒸过程中可通过真空锁定功能，补加熏蒸剂；
第五步、到达设定的消毒时间后，通过抽真空-充空气的方式，缓慢置换消毒箱7内的气氛，直到消毒箱7内外氧气浓度不低于18％、内外无明显压力差且熏蒸剂残留达标后，方可开门取出物品，抽真空排出的熏蒸废气经处理达标后排放。
本实施例中先采用真空充氮，再熏蒸消毒的作用是先为消毒箱创造缺氧环境，然后再导入熏蒸剂，进行富氮(低氧)熏蒸，缩短消毒时间、降低熏蒸剂用量，提高消毒效益。
综上所述，本发明涉及的一种真空充氮熏蒸消毒设备及方法，1具备真空充氮和环流熏蒸消毒灭菌的功能，真空充氮杀虫灭菌或环流熏蒸消毒灭菌能独立进行，也可同时运行。2低氧富氮条件下环流熏蒸消毒，不仅降低了熏蒸剂用量，还能缩短熏蒸消毒时间，有效降低熏蒸成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (10)
1.一种真空充氮熏蒸消毒设备，其特征在于它包括制氮机组(2)、调湿器(3)、真空泵(4)、盘热式加热器(5)、三合一进样器(6)、消毒箱(7)和环流风机(8)，所述制氮机组(2)与调湿器(3)连接，所述调湿器(3)和真空泵(4)通过第一管道(12)与三合一进样器(6)连接，所述盘热式加热器(5)通过第二管道(13)与三合一进样器(6)连接，所述三合一进样器(6)还与环流风机(8)连接，所述环流风机(8)再与消毒箱(7)连接，所述盘热式加热器(5)还与消毒箱(7)连接，所述三合一进样器(6)内设置固液熏蒸剂推杆(6-1)，所述固液熏蒸剂推杆(6-1)与位于三合一进样器(6)上的管路堵头(6-2)连接。
2.根据权利要求1所述的真空充氮熏蒸消毒设备，其特征在于所述三合一进样器(6)与环流风机(8)之间连接有尾气处理设备(9)。
3.根据权利要求1所述的真空充氮熏蒸消毒设备，其特征在于所述环流风机(8)与消毒箱(7)之间设置截止阀(14)。
4.根据权利要求1所述的真空充氮熏蒸消毒设备，其特征在于所述消毒箱(7)上部设置安全阀(10)。
5.根据权利要求1所述的真空充氮熏蒸消毒设备，其特征在于所述制氮机组(2)还与控制柜(1)内的控制装置连接。
6.根据权利要求5所述的真空充氮熏蒸消毒设备，其特征在于所述消毒箱(7)内设置传感器(11)，所述传感器(11)也与控制柜(1)内的控制装置连接。
7.根据权利要求1所述的真空充氮熏蒸消毒设备，其特征在于所述消毒箱(7)侧壁设置分布式进风口(7-1)。
8.一种应用如权利要求1所述真空充氮熏蒸消毒设备的方法，其特征在于它包括真空充氮消毒，其真空充氮消毒的步骤如下：
第一步、通过真空泵(4)和制氮机组(2)进行多次反复抽真空和充氮气，并在充氮气的过程中利用调湿器(3)调湿，直到消毒箱(7)内氧气浓度低于0.2％，并且压力小于85kPa；
第二步、启动环流风机(8)，依次调节消毒箱(7)内温度和湿度，温度调控范围20～50℃，湿度调控范围30％～80％RH，达到该温度和湿度后，停止调控，开始通过制氮机组(2)充氮消毒；
第三步、消毒过程中，消毒箱内温度、湿度、氮气含量自动调控，并使温度位于范围20～50℃，湿度位于范围30％～80％RH；
第四步、到达设定的消毒时间后，开启安全阀(10)，缓慢置换消毒箱(7)内的氮气，直到消毒箱(7)内外氧气浓度不低于18％，内外无明显压力差时，方可开门取出物品。
9.一种应用如权利要求1所述真空充氮熏蒸消毒设备的方法，其特征在于它包括熏蒸消毒，其熏蒸消毒的步骤如下：
第一步、启动环流风机(8)，依次调节消毒箱(7)内温度和湿度，使温度控制范围20～50℃和湿度控制范围30％～80％RH；
第二步、通过三合一进样器(6)导入熏蒸剂，开始熏蒸消毒；
第三步、熏蒸消毒过程中，自动调控消毒箱(7)内温度和湿度并稳定在温度范围20～50℃和湿度范围30％～80％RH内；熏蒸过程中可通过真空锁定功能，补加熏蒸剂；
第四步、到达设定的消毒时间后，通过真空泵(4)和安全阀(10)，进行抽真空和充空气的方式，缓慢置换消毒箱(7)内的气氛，直到消毒箱(7)内外氧气浓度不低于18％、内外无明显压力差且熏蒸剂残留达标后，方可开门取出物品，抽真空排出的熏蒸废气经尾气处理设备处理达标后排放。
10.一种应用如权利要求1所述真空充氮熏蒸消毒设备的方法，其特征在于它包括真空充氮熏蒸消毒，其真空充氮熏蒸消毒的步骤如下：
第一步、通过真空泵(4)和制氮机组(2)进行多次反复抽真空和充氮气，并在充氮气的过程中利用调湿器(3)调湿，直到消毒箱内氧气浓度低于0.2％，并且压力小于85kPa；
第二步、启动环流风机(8)，依次调节消毒箱(7)内温度和湿度，温度调控范围20～50℃，湿度调控范围30％～80％RH，达到该温度和湿度后，停止调控，开始通过制氮机组(2)充氮消毒；
第三步、通过三合一进样器(6)导入熏蒸剂，开始熏蒸消毒；
第四步、熏蒸消毒过程中，自动调控消毒箱内温度、湿度和氮气含量并稳定在设定值；熏蒸过程中可通过真空锁定功能，补加熏蒸剂；
第五步、到达设定的消毒时间后，通过抽真空-充空气的方式，缓慢置换消毒箱(7)内的气氛，直到消毒箱(7)内外氧气浓度不低于18％、内外无明显压力差且熏蒸剂残留达标后，方可开门取出物品，抽真空排出的熏蒸废气经处理达标后排放。
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