CN107715146A - 振动灭菌设备和振动灭菌方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动灭菌设备和振动灭菌方法，振动灭菌设备包括：灭菌器主体；热循环系统，热循环系统与灭菌器主体相连接以加热灭菌器主体；压力平衡系统，压力平衡系统与灭菌器主体相连接；灭菌剂回收系统，灭菌剂回收系统分别与灭菌器主体和压力平衡系统相连接以回收在灭菌器主体内反应过的灭菌剂；和控制系统，控制系统分别与灭菌器主体、热循环系统、压力平衡系统和灭菌剂回收系统相连接。该振动灭菌设备能够在低温振动条件下对物料完成灭菌，具有灭菌效果好、物料成分最大程度保留、结构简单等优点。

Description

振动灭菌设备和振动灭菌方法

技术领域

本发明涉及灭菌技术领域，更具体地，涉及一种振动灭菌设备和振动灭菌方法。

背景技术

中药材在生长、采收、加工及贮藏过程中，由于环境因素会使中药的入药部位携带不同量的微生物，在将其制成中药制剂之前要经过必要的灭菌过程，才能符合《中国药典》中对各种中药制剂的微生物限度要求，尤其是针对中药材原生药粉入药的品种。

中药材、保健食品原料、食品原料生产过程中常用的灭菌工艺为湿热灭菌及干热灭菌工艺，二者的基本原理都是通过高温使微生物蛋白质变性、失活，导致微生物死亡。然而，大多中药制剂所含的中药材种类繁多，各类药材所含的中药有效成分也不同，有些有效成分对热敏感，在高温下已发生化学结构的改变或者挥发流失，从而降低药物的疗效。并且高温条件下的灭菌工艺有可能影响药材的药性，产生用药隐患，如地黄，生地黄清热凉血而主泻，熟地黄则滋阴补血而主补。再者，湿热和干热灭菌工艺能耗较高。因此，采用湿热和干热灭菌方法在中药材灭菌生产中有较大的局限性。一些保健食品或食品原料及化学药物同样面临高温灭菌对活性成分影响大的问题，导致物料品质下降。非热灭菌技术逐渐受到重视，代表性的非热灭菌技术如辐射灭菌方法中的⁶⁰Co辐照灭菌技术。虽然⁶⁰Co辐照灭菌技术可用于热敏性中药材的灭菌，但是，将⁶⁰Co辐射灭菌应用于中药材等原料中有严格的辐射剂量要求和品种规范，有些物料品种是不宜用⁶⁰Co进行灭菌的，且辐照过程多存在超量辐照、以及成本过高等显著问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的一个方面提出了一种振动灭菌设备，该设备包括：

灭菌器主体；

热循环系统，热循环系统与灭菌器主体相连接以加热灭菌器主体；

压力平衡系统，压力平衡系统与灭菌器主体相连接；

灭菌剂回收系统，灭菌剂回收系统分别与灭菌器主体和压力平衡系统相连接,以回收在灭菌器主体内反应过的灭菌剂；和

控制系统，控制系统分别与灭菌器主体、热循环系统、压力平衡系统和灭菌剂回收系统相连接。

在本发明的一个实施例中，灭菌器主体包括：

灭菌罐，灭菌罐设置有物料入口、物料出口和灭菌剂入口，并且灭菌罐分别通过回流口与压力平衡系统相连接、通过抽真空口与灭菌剂回收系统相连接；和

振动电机，振动电机安装在灭菌罐的底部,以使灭菌罐内的待灭菌的物料振动。

在本发明的一个实施例中，灭菌罐卧式设置，并且灭菌罐的轴线与水平面的夹角在0°-15°之间。

在本发明的一个实施例中，灭菌罐立式设置，并且灭菌罐的底部有柱状凸起。

在本发明的一个实施例中，灭菌器主体还包括：

加热夹套，加热夹套包裹在灭菌罐的外侧，并且加热夹套上设置有均与热循环系统相连接的热水进口和热水出口，从而使得热循环系统中的热水通过热水进口进入加热夹套以加热灭菌罐并从热水出口流回热循环系统；和

保温层，保温层包裹在加热夹套的外侧以对加热夹套起到保温的作用。

在本发明的一个实施例中，灭菌器主体还包括设置在灭菌罐上的安全阀、测量灭菌罐的内部压力的压力计、测量灭菌罐的内部温度的温度计、用于观察灭菌罐内部物料的视灯和视镜、人孔、可拆装的过滤器以及设置在灭菌罐内部的破碎刀，其中，抽真空口通过过滤器与灭菌罐内部相连通。

在本发明的一个实施例中，人孔与过滤器的安装口为灭菌罐上的同一开口。

在本发明的一个实施例中，灭菌器主体还包括机架，机架设置在灭菌罐下侧以支撑灭菌罐，优选地，机架上设置有弹簧以起到减震的作用。

在本发明的一个实施例中，热循环系统包括：

热水锅炉，热水锅炉与热水出口相连接；和

热水循环泵，热水循环泵的一端与热水锅炉相连接、另一端与加热夹套的热水进口相连接。

在本发明的一个实施例中，灭菌剂回收系统包括：

回收溶剂储罐，该回收溶剂储罐与压力平衡系统相连接；

板式冷凝器，板式冷凝器分别与灭菌器主体、回收溶剂储罐以及外部冷凝液源相连接，用于冷凝灭菌器主体内的灭菌剂并将冷凝后的灭菌剂储存到回收溶剂储罐；和

缓冲罐，缓冲罐分别与压力平衡系统和回收溶剂储罐相连接以接收压力平衡系统中的汽化的灭菌剂并将所接收的灭菌剂进一步输送到回收溶剂储罐，并且缓冲罐与压力平衡系统之间的连接管线上设置有控制阀。

在本发明的一个实施例中，灭菌剂回收系统还包括：

水环真空泵，水环真空泵与缓冲罐相连接，并且水环真空泵与缓冲罐之间的管线上设置有朝向水环真空泵开口的单向阀；

二次分离器，二次分离器与水环真空泵相连接以接收水环真空泵抽吸的未冷凝的灭菌剂；和

换热器，换热器与外部冷凝液源相连接以降低冷凝液的温度，并且换热器分别与板式冷凝器、水环真空泵和二次分离器相连接以分别向板式冷凝器、水环真空泵和二次分离器提供冷凝液。

在本发明的一个实施例中，压力平衡系统包括：

列管式冷凝器，列管式冷凝器的一端与灭菌器主体相连接、另一端与缓冲罐相连接，列管式冷凝器通过管线与板式冷凝器相连接以从板式冷凝器接收冷凝液，并且在列管式冷凝器上设置有冷凝液出口。

在本发明的一个实施例中，全自动控制系统包括：

控制柜、触摸式显示屏和指示灯，其中触摸式显示屏和指示灯均设置在控制柜的表面，优选地，控制柜为PLC电气控制柜。

在本发明的一个实施例中，灭菌剂为60％-95％质量分数的乙醇，优选地，灭菌剂为70％-80％质量分数的乙醇。

本发明的另一方面提出了一种使用上述振动灭菌设备的振动灭菌方法，该振动灭菌方法包括：

A步骤：将待灭菌的物料加入灭菌器主体内；

B步骤：启动热循环系统以加热灭菌器主体；

C步骤：向灭菌器主体内加入灭菌剂；

D步骤：启动压力平衡系统以维持灭菌器主体内压力接近大气压；

E步骤：灭菌过程结束后，启动灭菌剂回收系统以从灭菌器主体回收灭菌剂；和

F步骤：将灭菌后的物料从灭菌器主体排出。

在本发明的一个实施例中，A步骤包括以下步骤：

A1步骤：控制系统控制水环真空泵开启以使灭菌罐内产生负压；和

A2步骤：将待灭菌的物料从物料入口吸入灭菌罐内。

在本发明的一个实施例中，吸入灭菌罐的物料的体积小于灭菌罐容量的80％。

在本发明的一个实施例中，B步骤包括以下步骤：

B1步骤：开启热水锅炉；

B2步骤：待热水锅炉中的热水达到预设温度后，开启热水循环泵以将热水泵入灭菌罐的加热夹套内对物料进行加热；和

B3步骤：启动振动电机以使物料呈抛腾状态。

在本发明的一个实施例中，预定温度在40℃-90℃之间，优选地，预定温度在60℃-80℃之间。

在本发明的一个实施例中，C步骤包括：

C1步骤：启动水环真空泵，使灭菌罐内产生负压；

C2步骤：将灭菌剂从灭菌剂入口吸入灭菌罐内，使灭菌剂与物料充分混合；和

C3步骤：关闭水环真空泵。

在本发明的一个实施例中，吸入灭菌罐的灭菌剂的总质量为灭菌罐内的物料的总质量的5％-40％，优选地，吸入灭菌罐的灭菌剂的总质量为灭菌罐内的物料的总质量的15％-30％。

在本发明的一个实施例中，灭菌剂为60％-95％质量分数的乙醇，优选地，灭菌剂为70％-80％质量分数的乙醇。

在本发明的一个实施例中，D步骤包括：

D1步骤：向列管式冷凝器通入冷凝液；和

D2步骤：灭菌罐内的汽化的灭菌剂通过回流口进入列管式冷凝器，被列管式冷凝器冷凝为液态的灭菌剂回流到灭菌罐内、没有被列管式冷凝器冷凝为液态的灭菌剂通过控制阀进入缓冲罐。

在本发明的一个实施例中，E步骤包括：

E1步骤：关闭控制阀并向板式冷凝器、水环真空泵通入冷凝水；

E2步骤：启动水环真空泵，使灭菌罐内的汽化的灭菌剂经过板式冷凝器冷凝后进入回收溶剂储罐；和

E3步骤：水环真空泵将板式冷凝器未冷凝的灭菌剂泵入二次分离器以对灭菌剂进一步回收。

在本发明的一个实施例中，F步骤包括：

F1步骤：启动破碎刀将灭菌后的物料打散；和

F2步骤：将打散后的物料从物料出口排出。

本发明提出的振动灭菌设备和振动灭菌方法具有以下技术效果：1.本发明采用机械振动的方式使待灭菌的物料与灭菌剂充分混合均匀进行灭菌，灭菌效果理想；2.低温的操作环境可以保证热敏性物料在灭菌过程物料成分得到最大程度的保留，提高产品品质；3.灭菌结束后、将物料从灭菌罐排出前用破碎刀将物料打散，使得粉体物料的最终形态优良，避免了粉体灭菌后呈块状而需要二次粉碎的问题，保证了产品品质；4.本发明的工艺流程简单，设备结构简单，制造成本低廉。

附图说明

图1示出了根据本发明一个示例性实施例的振动灭菌设备的结构示意图；

图2示出了图1中所示的振动灭菌设备的内部结构；和

图3示出了根据本发明另一个示例性实施例的振动灭菌设备的立式灭菌罐的示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的说明性、非限制性实施例，对根据本发明的振动灭菌设备和振动灭菌方法进行进一步说明。

参照图1，本发明的一个方面提出了一种振动灭菌设备，该振动灭菌设备包括灭菌器主体1、热循环系统2、压力平衡系统3、灭菌剂回收系统4和控制系统5，其中热循环系统2与灭菌器主体1相连接以加热灭菌器主体1，压力平衡系统3与灭菌器主体1相连接以维持灭菌器主体1内的压力接近大气压力，灭菌剂回收系统4分别与灭菌器主体1和压力平衡系统3相连接以回收灭菌剂，控制系统5分别与灭菌器主体1、热循环系统2、压力平衡系统3和灭菌剂回收系统4相连接以控制各组成部分的操作。在本发明的一个实施例中，所使用的灭菌剂为60％-95％质量分数的乙醇。优选地，灭菌剂为70％-80％质量分数的乙醇，在此范围内的灭菌剂的灭菌效率最优。

灭菌器主体1为该振动灭菌设备中用于灭菌的组成部分。热循环系统2与灭菌器主体1相连接，用以将灭菌器主体1内的物料加热到预定温度，该温度可以使得灭菌剂可以有效灭菌，同时不会破坏物料的结构，保证了热敏性中药粉体在灭菌过程中药效成分得到最大程度的保留、提高产品品质。压力平衡系统3分别与灭菌器主体1和灭菌剂回收系统4相连接，用于在灭菌过程中维持灭菌器主体1内的压力接近大气压，并且可以冷凝进入压力平衡系统3内的汽化的灭菌剂，使冷凝为液态的灭菌剂流回到灭菌器主体1内继续参加反应、未被冷凝的灭菌剂可以进入与压力平衡系统3连接的灭菌剂回收系统4进行回收。灭菌剂回收系统4分别与灭菌器主体1和压力平衡系统3相连接。灭菌过程中，灭菌剂回收系统4可以接收压力平衡系统3中未被冷凝的灭菌剂；灭菌完成后，灭菌剂回收系统4可以直接从灭菌器主体1回收灭菌剂。灭菌剂回收系统4可以使灭菌剂得到有效利用，节约资源，并且减少化学污染。控制系统5分别与灭菌器主体1、热循环系统2、压力平衡系统3和灭菌剂回收系统4相连接，用于对振动灭菌过程实现智能控制。

本发明提出的振动灭菌设备使用热循环系统2将灭菌器主体1加热到预定温度后使用灭菌剂进行灭菌的技术方案，低温的操作环境保证热敏性物料在灭菌过程中不会受影响，对于热敏性药粉，在灭菌过程中中药成分得到最大程度的保留，可以大幅提高产品品质。另外，该振动灭菌设备采用压力平衡系统3和灭菌剂回收系统4相结合的方式回收灭菌剂，使得灭菌剂的使用效率更高，并且减少化学污染。

参照图2，根据本发明一个示例性实施例的振动灭菌设备的灭菌器主体1包括灭菌罐101和振动电机103。

灭菌罐101上设置有物料入口107、物料出口116和灭菌剂入口106，分别用于填入物料、排出物料和填入灭菌剂。灭菌罐101通过回流口117与压力平衡系统3相连接，从而在灭菌过程中由压力平衡系统3维持灭菌罐101内的压力接近大气压力。灭菌罐101还通过抽真空口113与灭菌剂回收系统4相连接。灭菌开始前，通过抽真空口113执行抽真空操作以在灭菌罐101内形成负压环境，从而将物料、灭菌剂分别通过物料入口107和灭菌剂入口106吸入灭菌罐101内。另一方面，灭菌结束后，由灭菌剂回收系统4通过抽真空口113回收灭菌罐101内的灭菌剂，实现高效利用灭菌剂的目的。振动电机103安装在灭菌罐101外部的底部以振动灭菌罐101内的待灭菌物料。将物料加入灭菌罐101后开启振动电机103，振动电机103产生激振力使得灭菌罐101内的物料呈抛腾状态，加入灭菌剂后，灭菌剂可以与处于抛腾状态的物料充分混合，达到更好的灭菌效果。

灭菌器主体1内的振动电机103与使用热循环系统2对物料加热的技术特征相结合使得本发明提出的振动灭菌设备可以在低温环境下对物料进行有效地灭菌，可以产生品质较高的灭菌物料，并且提高了灭菌剂的使用率和灭菌效率。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，灭菌罐101为卧式设置，并且灭菌罐101的轴线与水平面的夹角在0°-15°之间。

如图3所示，在本发明的另一个实施例中，灭菌罐101为立式设置，并且灭菌罐101底部有柱状凸起120，该柱状凸起120使得物料在灭菌罐101内呈环形布料，分布更均匀。

继续参照图2，在本发明的一个实施例中，灭菌器主体1还包括加热夹套114和保温层115。

加热夹套114包裹在灭菌罐101的外侧，并且在加热夹套114上设置有均与热循环系统2相连接的热水进口118和热水出口119，从而使得热循环系统2中的热水通过热水进口118进入加热夹套114以加热灭菌罐101并从热水出口119流回到热循环系统2。保温层115包裹在加热夹套114的外侧以对加热夹套114起到保温作用。采用加热夹套114和保温层115可以对灭菌罐101进行均匀加热，并且使灭菌罐101内的温度基本保持恒定。

在本发明的一个实施例中，该振动灭菌设备的灭菌器主体1还包括设置在灭菌罐101上的安全阀110、压力计109、温度计108、视灯104和视镜112、人孔111、过滤器105以及设置在灭菌罐101内部的破碎刀(图中未示出)。压力计109用于测量灭菌罐101内的压力。安全阀110与压力计109相配合，用于防止灭菌罐101内的压力超过预定值。温度计108用于测量灭菌罐101内的温度，并且即时将测得的温度数据传送到控制系统5以调节热循环系统2对灭菌罐101的加热操作。在灭菌罐101上安装视镜112和视灯104，便于操作人员观察灭菌罐101内部情况。灭菌罐101上设置人孔111，便于操作人员清理灭菌罐101。灭菌罐101上设置的过滤器105为可拆装过滤器105，并且抽真空口113通过过滤器105与灭菌罐101的内部相连通。对灭菌罐101执行抽真空操作时，会有部分物料附着在过滤器105上，使用振动电机103使灭菌罐101内的物料振动，附着在过滤器105上的物料也会脱落下来，从而可以给过滤器105更有效的过滤面积。优选地，人孔111与过滤器105的安装口为灭菌罐101上的同一开口。另外，灭菌罐101内部还设置有破碎刀，用于灭菌结束后打散物料以从物料出口116排出，并且使得粉体物料的最终形态优良，避免了粉体湿热灭菌后物料呈块状、需要二次粉碎的问题，保证了产品品质。

在本发明的一个实施例中，灭菌器主体1还包括设置在灭菌罐101下侧用以支撑灭菌罐101的机架102。优选地，机架102上设置有弹簧(图中未示出)。启动灭菌罐101底部的振动电机103以振动灭菌罐101内物料时，该弹簧可以对灭菌罐101起到减震的作用。

继续参照图2，在本发明的一个实施例中，热循环系统2包括热水锅炉201和热水循环泵202。热水锅炉201与热水出口119相连接，热水循环泵202的一端与热水锅炉201相连接、另一端与加热夹套114的热水进口118相连接。需要对灭菌罐101进行加热时，打开热水锅炉201产生预设温度的热水，然后打开热水循环泵202将热水从热水进口118泵入加热夹套114；热水在加热夹套114内循环一周后从热水出口119排出、回到热水锅炉201，从而完成一个循环。热循环系统2与加热夹套114、保温层115相配合可以使灭菌罐101内的物料保持在较为稳定的温度范围内。

下面继续参照图2对本发明中的灭菌剂回收系统4进行说明。在本发明的一个实施例中，灭菌剂回收系统4包括回收溶剂储罐402、板式冷凝器401和缓冲罐403。板式冷凝器401与外部冷凝液源(图中未示出)相连接以获得冷凝液，并且与灭菌罐101和回收溶剂储罐402相连接，以便在灭菌结束后对灭菌罐101内的灭菌剂进行冷凝并将冷凝后的灭菌剂储存到回收溶剂储罐402，从而实现灭菌操作结束后的冷凝工作。缓冲罐403分别与压力平衡系统3和回收溶剂储罐402相连接，可以在灭菌过程中接收压力平衡系统3中的汽化的灭菌剂并将所接收的灭菌剂进一步输送到回收溶剂储罐402，从而实现灭菌操作过程中的灭菌剂回收工作。另外，在缓冲罐403与压力平衡系统3之间的连接管线上设置有控制阀408，灭菌期间控制阀408保持开启以使得压力平衡系统3中的灭菌剂进入缓冲罐403内。

进一步地，灭菌剂回收系统4还包括水环真空泵405、二次分离器407和换热器406。水环真空泵405与缓冲罐403相连接，并且水环真空泵405与缓冲罐403之间的管线上设置有朝向水环真空泵405开口的单向阀404。灭菌开始前，启动水环真空泵405，水环真空泵405通过缓冲罐403、回收溶剂储罐402、板式冷凝器401、抽真空口113以及压力平衡系统3对灭菌罐101执行抽真空操作，待灭菌罐101内呈负压状态时，将物料和灭菌剂分别从物料入口107和灭菌剂入口106吸入灭菌罐101内，灭菌操作开始后关闭水环真空泵405。另外，在灭菌操作结束后，再次启动水环真空泵405，将灭菌罐101内的汽化的灭菌剂通过抽真空口113吸入板式冷凝器401内进行冷凝。在缓冲罐403与水环真空泵405之间设置单向阀404是为了防止水环真空泵405停止工作时其中的水被回吸至缓冲罐403内，对已回收的灭菌剂造成污染。二次分离器407与水环真空泵405相连接以接收水环真空泵405抽吸的水，并对其中未冷凝的灭菌剂再次回收，完成二次回收灭菌剂的操作。换热器406与外部冷凝液源相连接以降低冷凝液的温度。换热器406又分别与板式冷凝器401、水环真空泵405和二次分离器407相连接以分别向板式冷凝器401、水环真空泵405和二次分离器407提供冷凝液。另外，板式冷凝器401与压力平衡系统3中的列管式冷凝器301相连接以进一步将冷凝液传送到列管式冷凝器301。

本发明提供的灭菌剂回收系统4能够在灭菌过程中和灭菌结束后用不同方法回收灭菌剂，使灭菌剂得到有效利用并减少化学污染。

下面继续参照图2对本发明中的压力平衡系统3进行说明。压力平衡系统3包括列管式冷凝器301，列管式冷凝器301的一端与灭菌罐101的回流口117相连接、另一端与缓冲罐403相连接。灭菌过程中，灭菌罐101中的汽化的灭菌剂通过回流口117进入压力平衡系统3中的列管式冷凝器301中，一部分灭菌剂被冷凝为液态后回流至灭菌罐101中继续参与灭菌操作、一部分未被冷凝的灭菌剂通过列管式冷凝器301与缓冲罐403之间的管线及管线上保持开启的控制阀408进入缓冲罐403，在缓冲罐403进行气液分离。列管式冷凝器301通过管线与板式冷凝器401相连接以从板式冷凝器401接收冷凝液，并且在列管式冷凝器301上设置有冷凝液出口。

在本发明的一个实施例中，全自动控制系统5包括控制柜501、触摸式显示屏502和指示灯503，其中触摸式显示屏502和指示灯503均设置在控制柜501的表面。优选地，控制柜501为PLC电气控制柜501，但本发明中的控制柜501并不限于此。

本发明的另一方面提出了一种使用上述振动灭菌设备的振动灭菌方法，下面结合图2对本发明提出的振动灭菌方法做详细说明。

根据本发明一个实施例的振动灭菌方法包括以下步骤。A步骤：将待灭菌的物料加入灭菌器主体1内以准备灭菌。B步骤：启动热循环系统2，将灭菌器主体1加热至预定温度，优选地，该预定温度在40℃-90℃之间，使得灭菌过程在低温环境下完成,更优选地，该预定温度在60℃-80℃。C步骤：向灭菌器主体1内加入灭菌剂，使得灭菌剂与物料充分混合以进行灭菌。D步骤：灭菌过程中，启动压力平衡系统3以维持所述干燥器主体1内的压力接近大气压，同时压力平衡系统3与灭菌剂回收系统4相结合可以在灭菌过程中回收少量的灭菌剂。E步骤：灭菌过程结束后，启动灭菌剂回收系统4以从灭菌器主体1回收灭菌剂。F步骤：将灭菌后的物料从灭菌器主体1排出。

本发明提供的振动灭菌方法使用热循环系统2将灭菌器主体1加热到预定温度后使用灭菌剂进行灭菌的技术方案，低温的操作环境保证了热敏性物料在灭菌过程中不会受影响，对于热敏性药粉，在灭菌过程中中药成分得到最大程度的保留，可以大幅提高产品品质。另外，该振动灭菌方法通过灭菌剂回收系统4回收灭菌剂，使得灭菌剂的使用效率更高，并且减少化学污染。

在本发明的一个实施例中，上述A步骤包括以下步骤。A1步骤：控制系统5控制水环真空泵405开启，水环真空泵405通过缓冲罐403、回收溶剂储罐402、板式冷凝器401、抽真空口113以及压力平衡系统3对灭菌罐101执行抽真空操作。A2步骤：待灭菌罐101内呈负压状态时，将物料从物料入口107吸入灭菌罐101内。优选地，吸入灭菌罐101的物料的体积小于灭菌罐101容量的80％，以便充分利用灭菌罐101空间的同时保证物料能够在抛腾的状态下与灭菌剂充分混合。

在本发明的一个实施例中，上述B步骤包括以下步骤。B1步骤：开启热水锅炉201。B2步骤：待热水锅炉201中的热水达到预设温度后，开启热水循环泵202使得热水锅炉201中的热水经由热水进口118进入灭菌罐101的加热夹套114内对物料进行加热，热水在加热夹套114内流动一周后从热水出口119流回到热水锅炉201进行循环利用。B3步骤：启动振动电机103，在灭菌罐101内产生激振力以使物料呈抛腾状态。

在本发明的一个实施例中，上述C步骤包括以下步骤。C1步骤：启动水环真空泵405，使灭菌罐101内产生负压。C2步骤：将灭菌剂从灭菌剂入口106吸入灭菌罐101内，使灭菌剂与物料充分混合。C3步骤：关闭水环真空泵405。本实施例中，灭菌剂的投入方法与物料的投入方法相同，但是本领域技术人员应当理解，灭菌剂还可以采用合适的其它任意方法。优选地，吸入灭菌罐101内的灭菌剂的总质量为灭菌罐101内的物料的总质量的5％-40％，以保证灭菌剂与物料充分反应，达到更好的灭菌效果。更优选地，吸入灭菌罐101内的灭菌剂的总质量为灭菌罐101内的物料的总质量的15％-30％。优选地，灭菌剂为，但不限于，60％-95％质量分数的乙醇。更优选地，灭菌剂为70％-80％质量分数的乙醇。

在本发明的一个实施例中，上述D步骤包括以下步骤。D1步骤：向列管式冷凝器301通入冷凝液。D2步骤：灭菌罐101内的汽化的灭菌剂通过回流口117进入列管式冷凝器301，一部分灭菌剂被冷凝为液态后回流至灭菌罐101中继续参与灭菌操作、一部分未被冷凝的灭菌剂通过列管式冷凝器301与缓冲罐403之间的管线及管线上保持开启的控制阀408进入缓冲罐403，在缓冲罐403进行气液分离。列管式冷凝器301可以在灭菌过程中使灭菌罐101内的压力维持在接近大气压力的状态，并且起到回收部分灭菌剂的效果。

在本发明的一个实施例中，上述E步骤包括以下步骤。E1步骤：灭菌结束后，关闭控制阀408以禁止灭菌剂继续进入压力平衡系统3，同时向板式冷凝器401、水环真空泵405通入冷凝水。E2步骤：启动水环真空泵405，使灭菌罐101内的汽化的灭菌剂经过板式冷凝器401冷凝后进入回收溶剂储罐402以对灭菌剂进行回收。E3步骤：水环真空泵405将板式冷凝器401未冷凝的灭菌剂泵入二次分离器407以对灭菌剂进一步回收，提高回收效果。

在本发明的一个实施例中，上述F步骤包括：F1步骤：灭菌结束后、将物料从灭菌罐101内排出前，启动破碎刀将灭菌后的物料打散；F2步骤：将打散后的物料从物料出口116排出。将物料破碎后便于从物料出口116排出，并且使得粉体物料的最终形态优良，避免了粉体湿热灭菌后物料呈块状、需要二次粉碎的问题，保证了产品品质。

尽管对本发明的典型实施例进行了说明，但是显然本领域技术人员可以理解，在不背离本发明的精神和原理的情况下可以进行改变，其范围在权利要求书以及其等同物中进行了限定。

Claims (25)

1.一种振动灭菌设备，包括：

灭菌器主体；

热循环系统，所述热循环系统与所述灭菌器主体相连接以加热所述灭菌器主体；

压力平衡系统，所述压力平衡系统与所述灭菌器主体相连接；

灭菌剂回收系统，所述灭菌剂回收系统分别与所述灭菌器主体和所述压力平衡系统相连接，以回收在所述灭菌器主体内反应过的灭菌剂；和

控制系统，所述控制系统分别与所述灭菌器主体、所述热循环系统、所述压力平衡系统和所述灭菌剂回收系统相连接。

2.根据权利要求1所述的振动灭菌设备，其中，所述灭菌器主体包括：

灭菌罐，所述灭菌罐设置有物料入口、物料出口和灭菌剂入口，并且所述灭菌罐分别通过回流口与所述压力平衡系统相连接、通过抽真空口与所述灭菌剂回收系统相连接；和

振动电机，所述振动电机安装在所述灭菌罐的底部，以使所述灭菌罐内的待灭菌的物料振动。

3.根据权利要求2所述的振动灭菌设备，其中，所述灭菌罐为卧式设置，并且所述灭菌罐的轴线与水平面的夹角在0°-15°之间。

4.根据权利要求2所述的振动灭菌设备，其中，所述灭菌罐为立式设置，并且所述灭菌罐的底部有柱状凸起。

5.根据权利要求2所述的振动灭菌设备，其中，所述灭菌器主体还包括：

加热夹套，所述加热夹套包裹在所述灭菌罐的外侧，并且所述加热夹套上设置有均与所述热循环系统相连接的热水进口和热水出口，从而使得所述热循环系统中的热水通过所述热水进口进入所述加热夹套以加热所述灭菌罐并从所述热水出口流回所述热循环系统；和

保温层，所述保温层包裹在所述加热夹套的外侧以对所述加热夹套起到保温的作用。

6.根据权利要求2所述的振动灭菌设备，其中，所述灭菌器主体还包括设置在所述灭菌罐上的安全阀、测量所述灭菌罐的内部压力的压力计、测量所述灭菌罐的内部温度的温度计、用于观察所述灭菌罐内部物料的视灯和视镜、人孔、可拆装的过滤器以及设置在所述灭菌罐内部的破碎刀，其中所述抽真空口通过所述过滤器与所述灭菌罐内部相连通。

7.根据权利要求6所述的振动灭菌设备，其中，所述人孔与所述过滤器的安装口为所述灭菌罐上的同一开口。

8.根据权利要求2所述的振动灭菌设备，其中，所述灭菌器主体还包括机架，所述机架设置在所述灭菌罐下侧以支撑所述灭菌罐，优选地，所述机架上设置有弹簧以起到减震作用。

9.根据权利要求5所述的振动灭菌设备，其中，所述热循环系统包括：

热水锅炉，所述热水锅炉与所述热水出口相连接；和

热水循环泵，所述热水循环泵的一端与所述热水锅炉相连接、另一端与所述热水进口相连接。

10.根据权利要求1所述的振动灭菌设备，其中，所述灭菌剂回收系统包括：

回收溶剂储罐，所述回收溶剂储罐与所述压力平衡系统相连接；

板式冷凝器，所述板式冷凝器分别与所述灭菌器主体、所述回收溶剂储罐以及外部冷凝液源相连接，用于冷凝所述灭菌器主体内的灭菌剂并将冷凝后的灭菌剂储存到所述回收溶剂储罐；和

缓冲罐，所述缓冲罐分别与所述压力平衡系统和所述回收溶剂储罐相连接，以接收所述压力平衡系统中的汽化的灭菌剂并将所接收的灭菌剂进一步输送到所述回收溶剂储罐，并且所述缓冲罐与所述压力平衡系统之间的连接管线上设置有控制阀。

11.根据权利要求10所述的振动灭菌设备，其中，所述灭菌剂回收系统还包括：

水环真空泵，所述水环真空泵与所述缓冲罐相连接，并且所述水环真空泵与所述缓冲罐之间的管线上设置有朝向所述水环真空泵开口的单向阀；

二次分离器，所述二次分离器与所述水环真空泵相连接以接收所述水环真空泵抽吸的未冷凝的灭菌剂；和

换热器，所述换热器与外部冷凝液源相连接以降低冷凝液的温度，并且所述换热器分别与所述板式冷凝器、所述水环真空泵和所述二次分离器相连接以分别向所述板式冷凝器、所述水环真空泵和所述二次分离器提供冷凝液。

12.根据权利要求10所述的振动灭菌设备，其中，所述压力平衡系统包括：

列管式冷凝器，所述列管式冷凝器的一端与所述灭菌器主体相连接、另一端与所述缓冲罐相连接，所述列管式冷凝器通过管线与所述板式冷凝器相连接以从所述板式冷凝器接收冷凝液，并且在所述列管式冷凝器上设置有冷凝液出口。

13.根据权利要求1所述的振动灭菌设备，其中，所述全自动控制系统包括：

控制柜、触摸式显示屏和指示灯，其中所述触摸式显示屏和所述指示灯均设置在所述控制柜的表面，优选地，所述控制柜为PLC电气控制柜。

14.根据权利要求1所述的振动灭菌设备，其中，所述灭菌剂为60％ˉ95％质量分数的乙醇，优选地，所述灭菌剂为70％ˉ80％质量分数的乙醇。

15.一种使用权利要求1-14中任意一项所述振动灭菌设备的振动灭菌方法，所述振动灭菌方法包括以下步骤：

A步骤：将待灭菌的物料加入所述灭菌器主体内；

B步骤：启动所述热循环系统以加热所述灭菌器主体；

C步骤：向所述灭菌器主体内加入灭菌剂；

D步骤：启动所述压力平衡系统以维持所述灭菌器主体内压力接近大气压；

E步骤：灭菌过程结束后，启动所述灭菌剂回收系统以从所述灭菌器主体回收灭菌剂；和

F步骤：将灭菌后的物料从所述灭菌器主体排出。

16.根据权利要求15所述的振动灭菌方法，其中，所述A步骤包括以下步骤：

A1步骤：所述控制系统控制所述水环真空泵开启以使所述灭菌罐内产生负压；和

A2步骤：将待灭菌的物料从所述物料入口吸入所述灭菌罐内。

17.根据权利要求16所述的振动灭菌方法，其中，吸入所述灭菌罐的物料的体积小于所述灭菌罐容量的80％。

18.根据权利要求15所述的振动灭菌方法，其中，所述B步骤包括以下步骤：

B1步骤：开启所述热水锅炉；

B2步骤：待所述热水锅炉中的热水达到预设温度后，开启所述热水循环泵以将热水泵入所述灭菌罐的加热夹套内对物料进行加热；和

B3步骤：启动所述振动电机以使物料呈抛腾状态。

19.根据权利要求18所述的振动灭菌方法，其中，所述预定温度在40℃ˉ90℃之间，优选地，所述预定温度在60℃ˉ80℃之间。

20.根据权利要求15所述的振动灭菌方法，其中，所述C步骤包括：

C1步骤：启动所述水环真空泵，使所述灭菌罐内产生负压；

C2步骤：将灭菌剂从所述灭菌剂入口吸入所述灭菌罐内，使灭菌剂与物料充分混合；和

C3步骤：关闭所述水环真空泵。

21.根据权利要求20所述的振动灭菌方法，其中，吸入所述灭菌罐的所述灭菌剂的总质量为所述灭菌罐内的物料的总质量的5％ˉ40％，优选地，吸入所述灭菌罐的所述灭菌剂的总质量为所述灭菌罐内的物料的总质量的15％ˉ30％。

22.根据权利要求20所述的振动灭菌方法，其中，所述灭菌剂为60％ˉ95％质量分数的乙醇，优选地，所述灭菌剂为70％ˉ80％质量分数的乙醇。

23.根据权利要求15所述的振动灭菌方法，其中，所述D步骤包括：

D1步骤：向所述列管式冷凝器通入冷凝液；和

D2步骤：所述灭菌罐内的汽化的灭菌剂通过所述回流口进入所述列管式冷凝器，被所述列管式冷凝器冷凝为液态的灭菌剂回流到所述灭菌罐内、没有被所述列管式冷凝器冷凝为液态的灭菌剂通过所述控制阀进入所述缓冲罐。

24.根据权利要求15所述的振动灭菌方法，其中，所述E步骤包括：

E1步骤：关闭所述控制阀并向所述板式冷凝器、所述水环真空泵通入冷凝水；

E2步骤：启动所述水环真空泵，使灭菌罐内的汽化的灭菌剂经过所述板式冷凝器冷凝后进入所述回收溶剂储罐；和

E3步骤：所述水环真空泵将板式冷凝器未冷凝的灭菌剂泵入所述二次分离器以对灭菌剂进一步回收。

25.根据权利要求15所述的振动灭菌方法，其中，所述F步骤包括：

F1步骤：启动所述破碎刀将灭菌后的物料打散；和

F2步骤：将打散后的物料从所述物料出口排出。