CN108452329B - 一种固态物料灭菌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种固态物料灭菌装置，所述的装置包括灭菌模块和与灭菌模块连接的干燥冷却模块，所述的灭菌模块包括热介质加热单元和灭菌主机，该装置采用可控湿度的空气作为灭菌介质，所述的灭菌主机包括含有螺旋推进器和刮板的旋转桶体；所述的热介质加热单元根据固体物料的实际情况控制进入灭菌主机空气的水分含量和温度，所述的固体物料进入灭菌主机后通过螺旋推进器和刮板与空气混合均匀，灭菌结束后的固体物料送至干燥冷却模块进行冷却和干燥。与现有技术相比，本发明具有大大降底干燥冷却的成本、设备成本降低、与饱和蒸汽灭菌效果相当、灭菌舱体采用双层保温和物料与灭菌介质热交换效果好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种灭菌装置，尤其是涉及一种固态物料灭菌装置。
背景技术
目前，在粮油行业、调味品行业、中药材行业等所使用的原材料，都存在微生物严重超标，解决这个问题的手段大多是采用辐射、微波或是高温蒸汽。辐射、微波处理毒残留大，对处理的物料营养物质损伤大，而且效率低；高温蒸汽处理又大大地增加了物料的含水，造成去除物料含水的负担。
中国专利CN102634454B公开了一种固态快速灭菌微生物反应器及其控制方法，该专利的技术方案是：罐体中的固态物料在搅拌的过种中通入蒸汽或冷空气，底部采用蒸汽、冷空气发射装置，同时上部采用抽真空装置，使蒸汽或冷空气充分地穿透物料。该方法虽然通过加快气体与物料的混合速度来缩短灭菌和冷却时间，却在设备上增加了成本，且由于蒸汽的加入，使装置仍然存在脱水负担。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种固态物料灭菌装置。针对现有对固态物料灭菌的方法，本发明采用电加热把含有一定量水分的空气加热到140℃--160℃作为杀菌介质，和物料顺流进行热交换，对物料进行灭菌。灭菌后的物料含水率大大降低，仅仅只增加1-2个百分点，大大降低干燥冷却的成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种固态物料灭菌装置，所述的装置包括灭菌模块和与灭菌模块连接的干燥冷却模块，所述的灭菌模块包括热介质加热单元和灭菌主机，该装置采用可控湿度的空气作为灭菌介质，所述的灭菌主机包括含有螺旋推进器和刮板的旋转桶体；
所述的热介质加热单元根据固体物料的实际情况控制进入灭菌主机空气的水分含量和温度，所述的固体物料进入灭菌主机后通过螺旋推进器和刮板与空气混合均匀，灭菌结束后的固体物料送至干燥冷却模块进行冷却和干燥。
所述的灭菌主机还包括灭菌舱体、与螺旋推进器轴线连接的进料减速电机和与刮板旋转轴线连接的旋转桶体减速电机，所述的灭菌舱体套设在所述的旋转桶体外，所述的灭菌舱体的一端设有灭菌进料口和灭菌进气口，所述的灭菌舱体的另一端设有灭菌出料口和灭菌排气口。
所述的灭菌舱体工作时内压为常压。
所述的灭菌舱体包括主机外桶体和主机内桶体，所述的主机外桶体套设在主机内桶体外，所述的主机外桶体和主机内桶体中间设置保温材料。
所述的热介质加热单元包括蒸汽阀组、蒸汽流量计、电加热器、温度传感器、第一罗茨风机、第一旋风分离器和空气管道，所述的蒸汽阀组通过空气管道依次连接蒸汽流量计、电加热器、温度传感器和灭菌进气口，所述的灭菌排气口通过空气管道依次连接第一旋风分离器、第一罗茨风机和蒸汽阀组，所述蒸汽流量计控制进入灭菌主机的空气湿度，电加热器控制空气温度在140～160℃。
所述的干燥冷却模块包括依次连接的干燥冷风提供单元、干燥冷却主机和干燥冷却尾气排放单元，所述的干燥冷却主机设有冷却进料口、冷却出料口、冷却进气口和冷却排气口，其中所述的冷却进料口连接灭菌主机的灭菌出料口。
所述的干燥冷风提供单元包括冰水机、板式换热器、第二罗茨风机及送风管道，所述的板式换热器分别连接冰水机的出口和入口构成冷源回路，所述的板式换热器还通过送风管道分别连接第二罗茨风机出口和干燥冷却主机的冷却进气口。
所述的干燥冷却尾气排放单元包括与冷却排气口依次连接的第二旋风分离器和第三罗茨风机。
所述的刮板为3°刮板，即刮板与刮板旋转轴线间的夹角为3°。
进料量控制在2～4M3/h，调节旋转桶体减速机频率控制杀菌时间在90s～180s。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)利用含有一定水分的空气对物料杀进行灭菌，灭菌后的物料含水率大大降低，仅仅只增加1-2个百分点，大大降底干燥冷却的成本；
2)灭菌时，灭菌舱体内为常压，降低了对舱体的强度要求，设备成本降低；
3)该固态物料灭菌装置在大大减少成本的前提下，最终灭菌效果均符合国家对相关行业的要求，与饱和蒸汽灭菌效果相当；
4)本装置灭菌舱体采用双层保温，保温效果好，防止热量散失；
5)杀菌舱体3°刮板和螺旋体的设置使得物料能够运行通畅，并保证物料与灭菌介质的充分接触，提高热交换效果，保证灭菌时间。
附图说明
图1为本发明一种固态物料灭菌装置流程示意图；
图2为本发明灭菌主机示意图；
图3为本发明灭菌主机剖视图；
其中，1、热介质加热单元；2、灭菌主机；3、干燥冷风提供单元；4、干燥冷却主机；5、干燥冷却尾气排放单元；6、进料减速电机；7、灭菌进料口；8、灭菌进气口；9、主机外桶体；10、主机内桶体；11、旋转桶体；11-1、螺旋推进器；11-2、刮板；12、灭菌排气口；13、旋转桶体减速电机；14、灭菌出料口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
所述的固态物料灭菌装置包括灭菌模块和与灭菌模块连接的干燥冷却模块，所述的灭菌模块包括灭菌主机2和热介质加热单元1，所述的灭菌装置采用含有一定水分的空气作为灭菌介质，热介质加热单元1控制进入灭菌主机2的空气的湿度和温度，相比于现有技术中直接采用饱和蒸汽作为灭菌介质，固体物料灭菌后的水分含量增加量大幅减少，后期干燥冷却成本大大降低。同时灭菌主机的灭菌舱体工作时内压为常压，降低了对设备的耐压强度要求，降低了设备成本。所述的灭菌舱体内设有含螺旋推进器和3°刮板的旋转桶体，使固体物料均匀受热的同时对杀菌时间可控。采用顺流热交换形式，确保物料运行通畅。
具体设置为：
如图1所述为一种固态物料灭菌装置示意图，所述的固态物料灭菌装置包括灭菌模块和与灭菌模块连接的干燥冷却模块，所述的灭菌模块包括灭菌主机2和热介质加热单元1，所述的干燥冷却模块包括依次连接的干燥冷风提供单元3、干燥冷却主机4和干燥冷却尾气排放单元5，干燥冷却主机4的冷却进料口连接灭菌主机2的灭菌出料口。
所述的热介质加热单元1包括蒸汽阀组、蒸汽流量计、电加热器、温度传感器、第一罗茨风机、第一旋风分离器和空气管道，所述的蒸汽阀组通过空气管道依次连接蒸汽流量计、电加热器、温度传感器和灭菌舱体的灭菌进气口，灭菌舱体的灭菌排气口通过空气管道依次连接第一旋风分离器、第一罗茨风机后，返回至蒸汽阀组，循环利用。本装置能够提供可控湿度、可控流量和可控温度的热空气作为热交换介质，确保系统对不同物料及不同细菌可任意设定温度、流量及湿度，以满足杀菌工艺要求。
所述的灭菌主机的示意图如图2所示，所述的灭菌主机包括灭菌舱体和旋转桶体11，所述的灭菌舱体包括主机外桶体9和主机内桶体10，所述的主机外桶体9和主机内桶体10为固定部件，之间为保温材料，灭菌主机的剖面图如图3所示，所述的旋转桶体由螺旋推进器11-1和3°刮板11-2组成，旋转桶体11的螺旋推进器11-1连接进料减速电机6，同时灭菌舱体的一端设有灭菌进料口7，进料减速电机配合螺旋推进器控制给料速度，使进料量控制在2-4M3/h范围内，所述的3°刮板为与刮板旋转轴线夹角为3°的刮板，所述的3°刮板轴线连接旋转桶体减速电机，旋转桶体减速电机13控制物料杀菌时间调整杀菌时间在90s～180s。所述的灭菌舱体还设有灭菌出料口14、灭菌进气口8和灭菌排气口12。
所述的干燥冷风提供单元3包括冰水机、板式换热器、第二罗茨风机及送风管道，所述的板式换热器的冷源入口和冷源出口分别连接冰水机的出口和入口，所述的板式换热器的热源入口和热源出口通过送风管道分别连接第二罗茨风机出口和干燥冷却主机的冷却进气口。
所述的干燥冷却主机4设有冷却进料口、冷却出料口、冷却进气口和冷却排气口，其中所述的冷却进料口连接灭菌主机的灭菌出料口。
所述的干燥冷却尾气排放单元5包括与冷却排气口依次连接的第二旋风分离器和第三罗茨风机。
具体原理为：
所述的固态物料灭菌装置利用从灭菌进料口放入固体物料，通过热介质加热单元送入温度、流量和湿度适宜的空气作为灭菌介质，固态物料通过螺旋推进器迅速推到3°刮板的位置，然后由3°刮板将物料刮到上部抛下，让物料均匀连续在桶体内上下运行，均匀充满旋转桶体，保证物料与热交换介质充分接触，有利于固态物料受热均匀，杀菌效果可靠；由于热交换介质与固态物料采用顺流热交换形式，同时旋转桶体采用3°刮板，可以保证固态物料在旋转桶体受热时间。杀完菌的固态物料通过出料口进入干燥冷却机主机，通过干燥冷风提供系统进行热交换，将杀菌好的固态物料增加的水分去除，同时将温度降到40℃以下；热交换介质通过排气口进入热介质加热系统循环使用。
本机采用全新的设计，主要技术点表现在四个方面：
杀菌介质采用一定湿度的空气，通过电加热，使之温度在140℃--160℃，作为杀菌物料的热交换介质。
杀菌舱体采用双层保温，半密闭舱体，舱体内压为常压。
热价换采用顺流模式，即物料走向与热交换介质走向一致，确保物料运行通畅。
物料在杀菌舱体的运行采用带3°刮板的旋转桶体，旋转桶体在旋转过程中，带动物料向上向前运动，保证物料与热交换介质充分接触，提高热交换效果，同时保证物料在旋转桶体杀菌的时间。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种固态物料灭菌装置， 所述的装置包括灭菌模块和与灭菌模块连接的干燥冷却模块，所述的灭菌模块包括热介质加热单元和灭菌主机，其特征在于，该装置采用可控湿度的空气作为灭菌介质，所述的灭菌主机包括含有螺旋推进器和刮板的旋转桶体；
所述的热介质加热单元根据固体物料的实际情况控制进入灭菌主机空气的水分含量和温度，所述的固体物料进入灭菌主机后通过螺旋推进器和刮板与空气混合均匀，灭菌结束后的固体物料送至干燥冷却模块进行冷却和干燥；
所述的灭菌主机还包括灭菌舱体、与螺旋推进器轴线连接的进料减速电机和与刮板旋转轴线连接的旋转桶体减速电机，所述的灭菌舱体套设在所述的旋转桶体外，所述的灭菌舱体的一端设有灭菌进料口和灭菌进气口，所述的灭菌舱体的另一端设有灭菌出料口和灭菌排气口；
所述的热介质加热单元包括蒸汽阀组、蒸汽流量计、电加热器、温度传感器、第一罗茨风机、第一旋风分离器和空气管道，所述的蒸汽阀组通过空气管道依次连接蒸汽流量计、电加热器、温度传感器和灭菌进气口，所述的灭菌排气口通过空气管道依次连接第一旋风分离器、第一罗茨风机和蒸汽阀组，所述蒸汽流量计控制进入灭菌主机的空气湿度，电加热器控制空气温度在140~160℃；
所述的干燥冷却模块包括依次连接的干燥冷风提供单元、干燥冷却主机和干燥冷却尾气排放单元，所述的干燥冷却主机设有冷却进料口、冷却出料口、冷却进气口和冷却排气口，其中所述的冷却进料口连接灭菌主机的灭菌出料口；
所述的干燥冷风提供单元包括冰水机、板式换热器、第二罗茨风机及送风管道，所述的板式换热器分别连接冰水机的出口和入口构成冷源回路，所述的板式换热器还通过送风管道分别连接第二罗茨风机出口和干燥冷却主机的冷却进气口。
2.根据权利要求1所述的一种固态物料灭菌装置，其特征在于，所述的灭菌舱体工作时内压为常压。
3.根据权利要求1所述的一种固态物料灭菌装置，其特征在于，所述的灭菌舱体包括主机外桶体和主机内桶体，所述的主机外桶体套设在主机内桶体外，所述的主机外桶体和主机内桶体中间设置保温材料。
4.根据权利要求1所述的一种固态物料灭菌装置，其特征在于，所述的干燥冷却尾气排放单元包括与冷却排气口依次连接的第二旋风分离器和第三罗茨风机。
5.根据权利要求1所述的一种固态物料灭菌装置，其特征在于，所述的刮板为3°刮板，即刮板与刮板旋转轴线间的夹角为3°。
6.根据权利要求1所述的一种固态物料灭菌装置，其特征在于，进料量控制在2~4M3/h，调节旋转桶体减速机频率控制杀菌时间在90s~180s。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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