CN106742368A - 一种瓶类包装容器的无菌包装生产线灭菌设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种瓶类包装容器的无菌包装生产线灭菌设备，包括升降机架，以及安装于升降机架上的旋转式等离子体射流机，该旋转式等离子体射流机产生等离子体，并通过具有斜孔的喷嘴对瓶类包装容器进行旋转斜侧喷射灭菌。本发明的喷嘴安装在等离子体喷射机头的旋转外壳上，随着旋转外壳做高速旋转，喷射嘴距离待灭菌包装容器表面1~20mm，等离子体扫描路径为一圈环形区域，并通过升降机架沿竖直方向上下移动以扫描瓶体的不同深度，这样可以完整的对瓶体的内部不同区域进行等离子体灭菌。

Description

一种瓶类包装容器的无菌包装生产线灭菌设备

技术领域

本发明涉及包装设备技术领域，具体涉及一种用于瓶类包装容器的无菌包装生产线灭菌设备。

背景技术

物品由于在生产、包装、运输、储存过程中不断受到各种微生物的污染，而使得物品带有种类繁多的微生物。虽然可以运用化学药剂、气调、高温、低温等灭菌技术进行杀菌。然而仅仅进行杀菌是不够的，因为许多物品不可能随时保存在杀菌环境中，特别是某些食品，所以，无菌包装技术被广泛地应用到食品包装中。所谓无菌包装技术是在被包装物、包装容器或材料、包装辅助器材无菌的情况下，在无菌的环境中进行充填和封合的一种包装技术。无菌包装的主要优点是在保证无菌的条件下能最大限度地保留食品中原有的营养成分和风味，减少损失。

无菌包装包括了物料、容器、生产系统的无菌操作,对于物料要力求最小的热损伤,才能保证原料的天然色泽风味,适宜选择高成本投入的无菌包装线;容器的灭菌要选用对产品无不良影响的快捷灭菌方式,且安全无毒;生产系统的无菌维持、检测是保证无菌灌装连续运行的关键。因此无菌包装技术包括了设备、人力、技术的综合投入和协同配合。

目前食品无菌包装生产线上的食品包装容器采用的是过氧化氢和热蒸汽法灭菌，其弊端非常明显，过氧化氢的残留与二次污染是需要解决的首要问题。

金属罐、盖的杀菌采用在容器内外加热45s,使容器温度达到221～232℃,罐盖用过热蒸汽加热75～90s,使其温度达到289～325℃。热蒸汽加热法一是仅凭加热消毒，消毒能力十分有限，诸如芽孢杆菌等部分菌体无法短时间内被300℃以下的温度灭杀。二是罐体残余温度对待包装食品的影响也很大，高温会引起灌装食品损坏腐败变质，这样的无菌生产线在灌装过程中就造成了变质。三是大面积高温会引起罐体热变形。

发明内容

为解决上述无菌包装生产线的问题，本发明提供一种瓶类包装容器的无菌包装生产线灭菌设备，在保证被包装物、材料和环境无菌的前提下，提供彻底灭菌的无菌容器，而且不会引起食品变质和罐体热变形。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种瓶类包装容器的无菌包装生产线灭菌设备，包括升降机架，以及安装于升降机架上的旋转式等离子体射流机，该旋转式等离子体射流机产生等离子体，并通过具有斜孔的喷嘴对瓶类包装容器进行旋转斜侧喷射灭菌。

进一步地，所述旋转式等离子体射流机包括等离子体喷射机头和等离子体发生电源，该等离子体喷射机头通过底板固定在升降机架上，等离子体发生电源的一极通过高压线缆连接等离子体喷射机头，另一极连接底板并接地。

所述等离子体喷射机头包括与喷嘴依次同轴连接的旋转外壳、后轴和后筒体，所述底板上设置有用于驱动等离子体喷射机头自转的旋转机构，所述后轴上套设有用于连接旋转机构的旋转套筒。

所述旋转机构包括与底板连接的安装座，以及置于安装座内依次传动连接的电机、小皮带轮和大皮带轮，该大皮带轮与所述旋转套筒传动连接。

所述喷嘴、旋转外壳和后轴围成一个腔体，所述旋转外壳内侧设置有第一台阶环面，该第一台阶环面与后轴的端面之间压紧有第一绝缘筒和第二绝缘筒，该第二绝缘筒内压紧有进气栅，所述进气栅连接有内电极，该进气栅将腔体分成左、右气室，所述内电极置于左气室内，并与喷嘴端口之间形成放电区域，所述内电极通过内置的铜电极与等离子体发生电源连接。

所述进气栅的圆周边上轴向开设有多个螺旋通孔，该螺旋通孔用于连通左、右气室。

所述后筒体后部安装有后盖，该后盖上开设有第一圆孔和第二圆孔，该第一圆孔用于通过高压线缆并气密封，第二圆孔用于安装进气管道。

所述喷嘴的前端开设有对称分布的小孔。

由以上技术方案可知，本发明的喷嘴安装在等离子体喷射机头的旋转外壳上，随着旋转外壳做高速旋转，喷射嘴距离待灭菌包装容器表面1~20mm，等离子体扫描路径为一圈环形区域，并通过升降机架沿竖直方向上下移动以扫描瓶体的不同深度，这样可以完整的对瓶体的内部不同区域进行等离子体灭菌；在食品、药品包装生产线上引入等离子体技术，彻底灭菌，可以无差别的灭杀所有病菌，包括蒸汽无法灭杀的芽孢杆菌等耐高温菌类；不会因残余温度引起被包装物品腐败变质，也不会因高温引起包装变形。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中旋转式等离子体射流机的结构示意图，除去了等离子体发生电源；

图3为本发明的使用状态图。

图中：10、升降机架，20、旋转式等离子体射流机，30、喷嘴，31、斜孔，40、等离子体喷射机头，41、旋转外壳，411、第一台阶环面，42、后轴，43、后筒体，431、后盖，432、第一圆孔，433、第二圆孔，44、旋转套筒，45、腔体，46、第一绝缘筒，47、第二绝缘筒，48、进气栅，49、内电极，491、铜电极，50、等离子体发生电源，51、高压线缆，60、底板，70、旋转机构，71、安装座，72、电机，73、小皮带轮，74、大皮带轮，80、瓶类包装容器，91、流水线传送带，92、固定夹具。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

本发明在无菌包装生产线上引入等离子体灭菌技术，将其应用于包装容器的灭菌，主要适用于奶瓶等较深的容器，采用可升级的旋转斜侧喷射。

如图1所示，所述无菌包装生产线灭菌设备包括升降机架10，以及安装于升降机架上的旋转式等离子体射流机20，升降机架带动旋转式等离子体射流机进行上下移动。所述旋转式等离子体射流机包括等离子体喷射机头40和等离子体发生电源50，该等离子体喷射机头通过底板60固定在升降机架上，等离子体发生电源的一极通过高压线缆51连接等离子体喷射机头，另一极连接底板并接地。

如图2所示，所述等离子体喷射机头40包括依次同轴连接的喷嘴30、旋转外壳41、后轴42和后筒体43，所述底板60上设置有用于驱动等离子体喷射机头自转的旋转机构70，所述后轴42上套设有用于连接旋转机构的旋转套筒44，该旋转套筒的内部有一对轴承和衬环，其中轴承固定在后轴上。

所述旋转机构70包括与底板连接的安装座71，以及置于安装座内依次传动连接的电机72、小皮带轮73和大皮带轮74，该大皮带轮与所述旋转套筒44传动连接，实现等离子体喷射机头的自转。

所述喷嘴30、旋转外壳41和后轴42围成一个腔体45，所述旋转外壳内侧设置有第一台阶环面411，该第一台阶环面与后轴的端面之间压紧有第一绝缘筒46和第二绝缘筒47，该第二绝缘筒内压紧有进气栅48，进气栅中开设有内螺纹，并安装有内电极49，两个绝缘筒用于隔绝接地的外壳与内电极。

所述进气栅49将腔体分成左、右气室，其中内电极和放电区域置于左气室内，内电极内置有铜电极，通过高压线缆51与等离子体发生电源50连接。所述进气栅49的圆周边上轴向开设有多个螺旋通孔，该螺旋通孔用于连通左、右气室，气流从进气栅右部进入左部时，会产生旋转气流的效应。

所述后筒体43后部安装有后盖431，该后盖上开设有第一圆孔432和第二圆孔433，该第一圆孔用于通过高压线缆51并气密封，第二圆孔用于安装进气管道。

所述喷嘴30上开设有斜孔31，该斜孔将旋转式等离子体射流机产生等离子体喷出，对瓶类包装容器进行旋转斜侧喷射灭菌。

所述喷嘴30上可以根据实际情况设计不同角度的斜孔，产生不同角度的等离子体射流，满足多种瓶体结构的内部灭菌。喷嘴采用螺纹结构与旋转外壳安装，方便更换，易于加工。所述喷嘴的前端开设有对称分布的小孔，起到高速旋转动平衡的作用。内电极49前端与喷嘴内端最近距离为3~20mm，此部分形成了放电区域，等离子体最先在这里产生。内电极前端与旋转外壳内端在通入交流电后产生等离子体，经高速气体吹出喷嘴上的斜孔，使等离子体喷射到工作区域，其中旋转外壳接地电极。

喷嘴的内径为1~5mm，工作时由高速气体将放电空间产生的一些活性成分、激发态粒子、甚至荷电粒子导出放电空间区域，使其喷射至工作区域。喷嘴内喷出大量的电子、离子、活性粒子和包含气体分子在内的中性粒子，也即包含等离子体与高速气体的混合物，等离子体对被处理表面进行灭菌。高速气体同时也起到对被处理表面清洁、干燥的作用，在喷嘴内部的高速气体还可以进一步抑制放电过程中可能产生的放电通道过于集中的问题，有利于等离子体的稳定性和均匀性。

图3示出了本发明的使用状态图，待灭菌的瓶类包装容器80由固定夹具92批量固定在流水线传送带91上，运动到等离子体喷射机头40下部后停止运动，升降机架10动作，带动等离子体喷射机头沿竖直方向上下移动以扫描灭菌瓶体的不同深度，达到全面灭菌的目标。

喷嘴30安装在等离子体喷射机头的旋转外壳41上，随着旋转外壳做高速旋转，喷嘴距离待灭菌包装容器表面1~20mm，等离子体扫描路径为一圈环形区域。等离子体喷射机头40上下移动以扫描瓶体的不同深度，这样可以完整的对瓶体的内部不同区域进行等离子体灭菌。等离子体喷射机头喷射出环形的等离子体，旋转速度为100~2000转/分钟，等离子体喷射机头上下移动扫描喷射的速度为0.02~10m/s。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种瓶类包装容器的无菌包装生产线灭菌设备，其特征在于，包括升降机架(10)，以及安装于升降机架上的旋转式等离子体射流机(20)，该旋转式等离子体射流机产生等离子体，并通过具有斜孔(31)的喷嘴(30)对瓶类包装容器进行旋转斜侧喷射灭菌。

2.根据权利要求1所述的无菌包装生产线灭菌设备，其特征在于，所述旋转式等离子体射流机(20)包括等离子体喷射机头(40)和等离子体发生电源(50)，该等离子体喷射机头通过底板(60)固定在升降机架上，等离子体发生电源的一极通过高压线缆(51)连接等离子体喷射机头，另一极连接底板并接地。

3.根据权利要求1或2所述的无菌包装生产线灭菌设备，其特征在于，所述等离子体喷射机头(40)包括与喷嘴(30)依次同轴连接的旋转外壳(41)、后轴(42)和后筒体(43)，所述底板(60)上设置有用于驱动等离子体喷射机头自转的旋转机构(70)，所述后轴上套设有用于连接旋转机构的旋转套筒(44)。

4.根据权利要求3所述的无菌包装生产线灭菌设备，其特征在于，所述旋转机构(70)包括与底板连接的安装座(71)，以及置于安装座内依次传动连接的电机(72)、小皮带轮(73)和大皮带轮(74)，该大皮带轮与所述旋转套筒(44)传动连接。

5.根据权利要求3所述的无菌包装生产线灭菌设备，其特征在于，所述喷嘴(30)、旋转外壳(41)和后轴(42)围成一个腔体(45)，所述旋转外壳内侧设置有第一台阶环面(411)，该第一台阶环面与后轴的端面之间压紧有第一绝缘筒(46)和第二绝缘筒(47)，该第二绝缘筒内压紧有进气栅(48)，所述进气栅连接有内电极(49)，该进气栅将腔体分成左、右气室，所述内电极置于左气室内，并与喷嘴端口之间形成放电区域，所述内电极通过内置的铜电极(491)与等离子体发生电源(50)连接。

6.根据权利要求5所述的无菌包装生产线灭菌设备，其特征在于，所述进气栅(48)的圆周边上轴向开设有多个螺旋通孔，该螺旋通孔用于连通左、右气室。

7.根据权利要求3所述的无菌包装生产线灭菌设备，其特征在于，所述后筒体(43)的后部安装有后盖(431)，该后盖上开设有第一圆孔(432)和第二圆孔(433)，该第一圆孔用于通过高压线缆(51)并气密封，第二圆孔用于安装进气管道。

8.根据权利要求1所述的无菌包装生产线灭菌设备，其特征在于，所述喷嘴(30)的前端开设有对称分布的小孔。