CN108653757A - 一种卧式低温灭菌设备和低温灭菌方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式低温灭菌设备，包括有灭菌器筒体、搅拌系统、真空系统、溶剂喷洒系统、进料系统、热水循环系统、出料系统、清洗系统、控制系统，所述灭菌器筒体通过与所述搅拌系统连接，所述的真空系统与灭菌器筒体连通，所述溶剂喷洒系统与灭菌器筒体相连接，所述进料系统与灭菌器筒体相连接；所述热水循环系统与灭菌器筒体相连接；所述出料系统与所述灭菌器筒体相连接；所述清洗系统与灭菌器筒体相连接；所述控制系统控制前述各部件系统。本发明能够在低温混合条件下对物料完成灭菌，具有灭菌效果好，生产效率高，适合大批量生产；可实现均匀、稳定、全面的灭菌加工；同时，最大程度保留物料成分。

Description

一种卧式低温灭菌设备和低温灭菌方法

技术领域

本发明涉及一种卧式低温灭菌设备，尤其适用于中药各类丸剂，片剂、粉末等。适用于制药、食品、饲料等行业的颗粒状粉末状物料的灭菌技术领域。适用于短条状、颗粒状、粉末状、球状等物料的灭菌技术领域。

背景技术

灭菌设备主要适用于制药、食品、粮食等行业的粉状、颗粒状物料的灭菌作业。目前国内经常使用的灭菌方式有高温灭菌法，然而各类药材中有些中药成分对热敏感。在高温下易发生药性改变或者挥发流失，从而降低药物的疗效。另外，有代表性的非热灭菌技术如辐射灭菌方法中的Co60辐照灭菌技术，存在超量辐照以及成本过高等明显问题。有些物料品种同样不宜用Co60进行灭菌的。而微波灭菌法可造成中药物性变化大，且有微波泄漏，有损健康，近期不符制药法则的趋势明显。所以破坏药物成分、安全性低、成本高等缺点限制了这些设备的使用。因此，解决物料灭菌过程中的灭菌效果不稳定、安全性差以及设备使用成本高的问题就显得极为重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种卧式低温灭菌设备及低温灭菌方法。

本发明通过下述技术方案来实现。

一种卧式低温灭菌设备，包括有灭菌器筒体、搅拌系统、真空系统、溶剂喷洒系统、进料系统、热水循环系统、出料系统、清洗系统、控制系统，所述灭菌器筒体通过与所述搅拌系统连接，所述的真空系统与灭菌器筒体连通，所述溶剂喷洒系统与灭菌器筒体相连接，所述进料系统与灭菌器筒体相连接；所述热水循环系统与灭菌器筒体相连接；所述出料系统与所述灭菌器筒体相连接；所述清洗系统与灭菌器筒体相连接；所述控制系统控制前述各部件系统的所有用电设备、电动阀门、气动阀门、电磁阀门。

作为优选技术方案，所述灭菌器筒体还包括设置在所述灭菌器筒体上的安全阀、用于灭菌器筒体内部压力测量的压力计、用于灭菌器筒体内部温度测量的温度计、用于实时观察所述灭菌器筒体内部物料的视灯、活接视镜与出料仓的视镜。

作为优选技术方案，所述搅拌系统包括有中空搅拌器、搅拌电机、减速机、轴承座、联轴器，轴承座安装在灭菌器筒体，中空搅拌器通过轴承座固定并机械密封，中空搅拌器通过联轴器连接减速机，减速机通过联轴器连接搅拌电机，中空搅拌器连通热水循环系统，中空搅拌器包括有中空大桨叶、中空小桨叶、中空连接横梁、中空连接直梁、中空旋转主轴；中空大桨叶向内螺旋让物料由外朝内搅拌混合运动；中空小桨叶向外螺旋让物料由内朝外搅拌混合运动；中空连接横梁分别连接外侧的中空大桨叶、内侧的中空小桨叶；中空连接直梁分别连接外侧的中空大桨叶、内侧的中空小桨叶；中空旋转主轴则分别连接中空连接横梁、中空连接直梁；所述中空旋转主轴与中空大桨叶、中空小桨叶、中空连接横梁、中空连接直梁的中空通道相连通形成热水循环通道；中空旋转主轴两端则连接传动机构。中空旋转主轴的两端通过旋转接头连接热水循环系统的热水循环管路，一端作为进水口，另一端作为出水口。

作为优选技术方案，真空系统包括有真空罐、电磁阀、换热器、溶剂回收罐、真空泵，真空罐通过抽真空口与灭菌器筒体连通，并在抽真空口设有电磁阀，真空罐通过管道连接换热器，换热器通过管道连接溶剂回收罐，溶剂回收罐通过管道连接真空泵。真空系统用于将所述灭菌器筒体内冷凝后的灭菌溶剂储存到所述溶剂回收罐里，溶剂回收罐内设有脉冲除尘布袋过滤器，脉冲除尘布袋过滤器作用是过滤回收溶剂中的药粉。

作为优选技术方案，溶剂喷洒系统包括有喷洒接头、喷淋头、储液罐、溶剂泵。储液罐连接溶剂泵，溶剂泵通过管道和喷洒接头连接喷淋头，喷淋头位于灭菌器筒体顶部内。

作为优选技术方案，热水循环系统包括有热水夹层、热水循环泵、储水筒、热水发生器，所述热水夹层包住灭菌器筒体，以加热灭菌器筒体；热水发生器连接储水筒，储水筒通过热水循环管道连接热水循环泵，热水循环泵通过热水循环管道连通热水夹层和中空搅拌器，构成热水循环管路。

作为优选技术方案，进料系统包括有进料接头、进料控制阀门、喂料机。喂料机连接进料接头，进料接头与灭菌器筒体相连接，并在进料接头处设置进料控制阀门，便于自动喂料。

作为优选技术方案，出料系统包括有出料气缸、支架、出料转动轴、出料盖、出料仓。出料仓通过支架固定，出料仓设有视镜，出料仓与灭菌器筒体相连接，并设有出料盖和密封圈，出料盖通过出料气缸驱动，气缸带动出料盖开启或关闭实现自动出料，出料仓内设有出料转动轴。

作为优选技术方案，清洗系统包括有清洗管、清洗喷嘴、净水管路。多个清洗喷嘴分别位于灭菌器筒体内部与出料口。各清洗喷嘴安装在清洗管上，清洗管连接净水管路。

作为优选技术方案，控制系统包括有PLC、扩展模块、工控触摸一体机。以便实现所有过程变量的在线监控与电机阀门等控制。控制系统控制出料气缸、出料转动轴的驱动电机、进料控制阀门、喂料机、热水循环泵、溶剂泵、搅拌电机、真空系统的电磁阀和真空泵、安全阀、压力计、温度计。

基于上述卧式低温灭菌设备的低温灭菌方法，其顺序控制步骤如下

1、启动搅拌、加热：开启热水循环系统加热灭菌器筒体；启动搅拌系统开始进行充分搅拌混合转动，

2、进料：通过进料系统从灭菌器筒体的上部进料口加入待灭菌物料；

3、灭菌：通过喷淋头向灭菌器筒体里喷洒灭菌溶剂；

4、抽真空：启动真空系统以保持所述灭菌器筒体内压力；

5、干燥：当筒体内温度达到干燥温度设定值后，停止真空泵，开启排气阀门，干燥设定的时间；

6、出料：启动出料系统，出料盖开到位后，从灭菌器筒体的底部出料；

7、清洗：启动清洗系统，打开清洗水入口开关阀，清洗系统对灭菌器筒体内部与出料口进行清洗。

本发明的有益效果是：本发明的卧式低温灭菌设备，从设备的顶端进料口加入待灭菌物料，搅拌器不停地搅拌混合物料与灭菌溶剂，热水循环系统使灭菌器筒体保持恒温，此温度可以使得灭菌剂可以有效灭菌，同时不会破坏物料的成分结构，真空系统使灭菌过程中可保持灭菌器筒体内的压力接近大气压，既可以使冷凝为液态的灭菌溶剂流回到灭菌器筒体内继续参加反应，未冷凝为液态的灭菌溶剂则进入回收管路进行回收。同时让物料与热温之间进行充分的穿热和传质后，热效率极高，提高了干燥效率。灭菌器筒体活接视镜能及时观察物料的干燥及灭菌状况，且灭菌器筒体内设有清洗系统进一步方便了清理与清洗，使设备符合GMP生产要求。此外，相比于传统的低温灭菌设备，该设备引进了温度检测传感器，结合机械自动化控制技术，能够在温度传感器检测到数据超过(低于)预设温度范围后，立即调节热水发生器的功率从而降低(升高)筒体温度。

附图说明

图1为本发明的结构半剖视图。

图2为本发明中的灭菌器筒体结构视图。

图3是本发明中的中空搅拌器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，卧式低温灭菌设备，包括有灭菌器筒体1、搅拌系统2、真空系统3、溶剂喷洒系统4、进料系统5、热水循环系统6、出料系统7、清洗系统8、控制系统9等。

所述灭菌器筒体1通过联轴器与所述搅拌系统2连接，外部装有搅拌电机及减速机等传动机构，搅拌电机连接减速机，减速机驱动搅拌系统2。所述的真空系统3通过抽真空口与灭菌器筒体连通。所述溶剂喷洒系统4的喷淋头设置在灭菌器筒体顶部内。所述进料系统5的进料接头与灭菌器筒体相连接。所述热水循环系统6的热水夹层包住灭菌器筒体1，以便加热灭菌器筒体1；所述出料系统7的出料盖与所述灭菌器筒体1相连接。通过出料气缸带动出料盖开启或关闭实现自动出料。所述清洗系统8包括多个清洗喷嘴，多个清洗喷嘴分别位于灭菌器筒体1内部与出料口。所述控制系统9有电气控制柜。以便实现所有过程变量的在线监控与电机阀门等控制。

如图2所示，灭菌器筒体1还包括设置在所述灭菌器筒体上的安全阀10、用于灭菌器筒体内部压力测量的压力计11、用于灭菌器筒体内部温度测量的温度计12、用于实时观察所述灭菌器筒体内部物料的视灯13、活接视镜14与出料仓的视镜15。

所述搅拌系统2包括有中空搅拌器、搅拌电机、减速机、机械密封、轴承座、联轴器等。轴承座安装在灭菌器筒体1，中空搅拌器通过轴承座固定并机械密封，中空搅拌器通过联轴器连接减速机，减速机通过联轴器连接搅拌电机，中空搅拌器连通热水循环系统6。

中空搅拌器的结构如图3所示，中空搅拌器包括有中空大桨叶201、中空小桨叶202、中空连接横梁203、中空连接直梁204、中空旋转主轴205等。中空大桨叶201采用焊接方式连接，向内螺旋让物料由外朝内搅拌混合运动。中空小桨叶202向外螺旋让物料由内朝外搅拌混合运动。中空连接横梁203分别连接外侧的中空大桨叶201、内侧的中空小桨叶202。中空连接直梁204分别连接外侧的中空大桨叶201、内侧的中空小桨叶202。中空旋转主轴205则分别连接中空连接横梁203、中空连接直梁204；所述中空旋转主轴205与中空大桨叶201、中空小桨叶202、中空连接横梁203、中空连接直梁204的中空通道相连通形成热水循环通道。中空连接横梁203、中空连接直梁204不但起到支撑固定中空大桨叶201、中空小桨叶202的作用，还起到使中空大桨叶201、中空小桨叶202与中空旋转主轴205连通，构成热水循环通道的作用。中空旋转主轴205两端则连接传动机构。中空旋转主轴205的两端通过旋转接头连接热水循环系统6的热水循环管路，一端作为进水口，另一端作为出水口。这种结构的中空搅拌器搅拌均匀，采用中空大桨叶201、中空小桨叶202，并且二者相反螺旋的方式，可使物料搅拌温度更均匀。

真空系统3包括有真空罐31、电磁阀32、换热器33、溶剂回收罐34、真空泵35，真空罐31通过抽真空口与灭菌器筒体1连通，并在抽真空口设有电磁阀32，真空罐31通过管道连接换热器33，换热器33通过管道连接溶剂回收罐34，溶剂回收罐34通过管道连接真空泵35。真空系统用于将所述灭菌器筒体内冷凝后的灭菌溶剂储存到所述溶剂回收罐里，溶剂回收罐34内设有脉冲除尘布袋过滤器，脉冲除尘布袋过滤器作用是过滤回收溶剂中的药粉。

溶剂喷洒系统4包括有喷洒接头、喷淋头、储液罐、溶剂泵。储液罐连接溶剂泵，溶剂泵通过管道和喷洒接头连接喷淋头，喷淋头位于灭菌器筒体顶部内。

热水循环系统6包括有热水夹层、热水循环泵、储水筒、热水发生器，所述热水夹层包住灭菌器筒体，以加热灭菌器筒体；热水发生器连接储水筒，储水筒通过热水循环管道连接热水循环泵，热水循环泵通过热水循环管道连通热水夹层和中空搅拌器，构成热水循环管路。

进料系统5包括有进料接头、进料控制阀门、喂料机。喂料机连接进料接头，进料接头与灭菌器筒体相连接，并在进料接头处设置进料控制阀门，便于自动喂料。

出料系统7包括有出料气缸、支架、出料转动轴、出料盖、出料仓。出料仓通过支架固定，出料仓设有视镜15，出料仓与灭菌器筒体相连接，并设有出料盖和密封圈，出料盖通过出料气缸驱动，气缸带动出料盖开启或关闭实现自动出料，出料仓内设有出料转动轴。

清洗系统8包括有清洗管、清洗喷嘴、净水管路。多个清洗喷嘴分别位于灭菌器筒体内部与出料口。各清洗喷嘴安装在清洗管上，清洗管连接净水管路。

控制系统9包括有PLC、扩展模块、工控触摸一体机。以便实现所有过程变量的在线监控与电机阀门等控制。控制系统9控制出料气缸、出料转动轴的驱动电机、进料控制阀门、喂料机、热水循环泵、溶剂泵、搅拌电机、真空系统3的电磁阀32和真空泵35、安全阀10、压力计11、温度计12。

通过本发明的灭菌设备进行干燥灭菌的流程如下：启动搅拌系统2，中空搅拌器不停地搅拌混合转动，开启热水循环系统6使灭菌器筒体1保持设定温度，随后从设备的顶部进料口加入待灭菌物料，通过喷淋头向灭菌器筒体1里喷洒灭菌溶剂；中空搅拌器将物料与灭菌溶剂充分搅拌混合旋转。真空系统3使灭菌过程中可保持灭菌器筒体1内的压力接近大气压，能节省及回收灭菌溶剂。同时让物料与热温之间进行充分的穿热与传质后，热效率极高，从而增加了干燥效果。灭菌完成后出料盖开到位，从灭菌器筒体的底部出料；打开清洗水入口开关阀，清洗系统8对灭菌器筒体内部与出料口分别进行清洗。灭菌器筒体的活接视镜14能及时观察物料的干燥及灭菌状况，出料仓的视镜15能及时观察出料状况，且灭菌器筒体内与出料仓设有清洗系统8，进一步方便了清理与清洗。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种卧式低温灭菌设备，其特征是：包括有灭菌器筒体、搅拌系统、真空系统、溶剂喷洒系统、进料系统、热水循环系统、出料系统、清洗系统、控制系统；所述灭菌器筒体通过与所述搅拌系统连接，所述的真空系统与灭菌器筒体连通，所述溶剂喷洒系统与灭菌器筒体相连接，所述进料系统与灭菌器筒体相连接；所述热水循环系统与灭菌器筒体相连接；所述出料系统与所述灭菌器筒体相连接；所述清洗系统与灭菌器筒体相连接；所述控制系统控制前述各部件系统的所有用电设备、电动阀门、气动阀门、电磁阀门。

2.根据权利要求1所述的卧式低温灭菌设备，其特征是：所述灭菌器筒体还包括设置在所述灭菌器筒体上的安全阀、用于灭菌器筒体内部压力测量的压力计、用于灭菌器筒体内部温度测量的温度计、用于实时观察所述灭菌器筒体内部物料的视灯、活接视镜与出料仓的视镜。

3.根据权利要求1和2所述的卧式低温灭菌设备，其特征是：所述搅拌系统包括有中空搅拌器、搅拌电机、减速机、轴承座、联轴器，轴承座安装在灭菌器筒体，中空搅拌器通过轴承座固定并机械密封，中空搅拌器通过联轴器连接减速机，减速机通过联轴器连接搅拌电机，中空搅拌器连通热水循环系统，中空搅拌器包括有中空大桨叶、中空小桨叶、中空连接横梁、中空连接直梁、中空旋转主轴；中空大桨叶向内螺旋让物料由外朝内搅拌混合运动；中空小桨叶向外螺旋让物料由内朝外搅拌混合运动；中空连接横梁分别连接外侧的中空大桨叶、内侧的中空小桨叶；中空连接直梁分别连接外侧的中空大桨叶、内侧的中空小桨叶；中空旋转主轴则分别连接中空连接横梁、中空连接直梁；所述中空旋转主轴与中空大桨叶、中空小桨叶、中空连接横梁、中空连接直梁的中空通道相连通形成热水循环通道；中空旋转主轴两端则连接传动机构。中空旋转主轴的两端通过旋转接头连接热水循环系统的热水循环管路，一端作为进水口，另一端作为出水口。

4.根据权利要求1所述的卧式低温灭菌设备，其特征是：所述真空系统包括有真空罐、电磁阀、换热器、溶剂回收罐、真空泵，真空罐通过抽真空口与灭菌器筒体连通，并在抽真空口设有电磁阀，真空罐通过管道连接换热器，换热器通过管道连接溶剂回收罐，溶剂回收罐通过管道连接真空泵。

5.根据权利要求1所述的卧式低温灭菌设备，其特征是：所述溶剂喷洒系统包括有喷洒接头、喷淋头、储液罐、溶剂泵，储液罐连接溶剂泵，溶剂泵通过管道和喷洒接头连接喷淋头，喷淋头位于灭菌器筒体顶部内。

6.根据权利要求1所述的卧式低温灭菌设备，其特征是：所述热水循环系统包括有热水夹层、热水循环泵、储水筒、热水发生器，所述热水夹层包住灭菌器筒体，以加热灭菌器筒体；热水发生器连接储水筒，储水筒通过热水循环管道连接热水循环泵，热水循环泵通过热水循环管道连通热水夹层和中空搅拌器，构成热水循环管路。

7.根据权利要求1所述的卧式低温灭菌设备，其特征是：所述进料系统包括有进料接头、进料控制阀门、喂料机，喂料机连接进料接头，进料接头与灭菌器筒体相连接，并在进料接头处设置进料控制阀门；所述出料系统包括有出料气缸、支架、出料转动轴、出料盖、出料仓，出料仓通过支架固定，出料仓与灭菌器筒体相连接，并设有出料盖和密封圈，出料盖通过出料气缸驱动，出料仓内设有出料转动轴。

8.根据权利要求1所述的卧式低温灭菌设备，其特征是：清洗系统包括有清洗管、清洗喷嘴、净水管路。多个清洗喷嘴分别位于灭菌器筒体内部与出料口。各清洗喷嘴安装在清洗管上，清洗管连接净水管路。

9.根据权利要求1所述的卧式低温灭菌设备，其特征是：控制系统包括有PLC、扩展模块、工控触摸一体机，以便实现所有过程变量的在线监控与电机阀门等控制，控制系统控制出料气缸、出料转动轴的驱动电机、进料控制阀门、喂料机、热水循环泵、溶剂泵、搅拌电机、真空系统的电磁阀和真空泵、安全阀、压力计、温度计。

10.一种基于权利要求1-9任意一项所述卧式低温灭菌设备的低温灭菌方法，其特征是步骤如下：

1、启动搅拌、加热：开启热水循环系统加热灭菌器筒体；启动搅拌系统开始进行充分搅拌混合转动；

2、进料：通过进料系统从灭菌器筒体的上部进料口加入待灭菌物料；

3、灭菌：通过喷淋头向灭菌器筒体里喷洒灭菌溶剂；

4、抽真空：启动真空系统以保持所述灭菌器筒体内压力；

5、干燥：当筒体内温度达到干燥温度设定值后，停止真空泵，开启排气阀门，干燥设定的时间；

6、出料：启动出料系统，出料盖开到位后，从灭菌器筒体的底部出料；

7、清洗：启动清洗系统，打开清洗水入口开关阀，清洗系统对灭菌器筒体内部与出料口进行清洗。