CN109140991A - 一种固态物料灭菌系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固态物料灭菌系统，该系统采用过热蒸汽对固态物料进行杀菌，适用于500kg固态物料杀菌，该系统包括依次连接的蒸汽阀组、杀菌模块、一级自然风干燥模块、二级冷风干燥模块和出料模块；杀菌舱体为圆锥筒状，杀菌舱体采用双层保温和全密闭设计，舱内压力为1bar，杀菌温度为140～160℃。杀菌舱体内设有旋转轴，所述的旋转轴通过轴承座连接刮板减速电机，所述的旋转轴上设有刮板。与现有技术相比，本发明具有过热蒸汽杀菌，减少灭菌时间，保证灭菌效果的同时降低灭菌后的固体物料含水率以及更有利于保证物料物性和外观颜色等优点。

Description

一种固态物料灭菌系统
技术领域
本发明涉及杀菌设备，尤其是涉及一种固态物料灭菌系统。
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CN202626181U公开了一种固态快速灭菌微生物反应器，该装置在罐体内部履带式搅拌器的底部设置圆板状的蒸汽和冷空气发射装置，真空排气口通过管道和真空控制阀连接抽真空装置，在罐体内部的蒸汽和冷空气发射装置的下部是一个气体腔，罐体的底壁上开有与气体腔相通的无菌空气进口和蒸汽进口，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，能在30分钟以内将物料由室温25℃均匀提高到121℃以上，并且能在30分钟以内由121℃以上均匀降到25℃-30℃温度，该装置灭菌时间过长，会使灭菌后的物料含水率增加，并且影响固态物料灭菌后的物性和颜色。
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系统。针对现有对固态物料灭菌的方法，我们采用电加热把1bar的饱和蒸汽加热到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，整个杀菌过程在4-10秒的时间内完成，杀菌舱保持在1bar的压力。由于采用的是过热蒸汽、杀菌时间短，灭菌后的物料含水率相对降低，只增加3个百分点左右，大大降低干燥冷却的成本；同时也保证物料杀菌后外观和物性不会发生变化。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种固态物料灭菌系统，该系统采用过热蒸汽对固态物料进行杀菌，适用于500kg固态物料杀菌，该系统包括依次连接的蒸汽阀组、电加热器、杀菌模块、一级自然风干燥模块、二级冷风干燥模块和出料模块；
所述的蒸汽阀组提供的饱和蒸汽经过电加热器加热成为过热蒸汽，过热蒸汽与固态物料一同送入杀菌模块，固态物料在杀菌模块中进行搅拌并杀菌后，依次经过一级自然风干燥模块和二级冷风干燥模块进行干燥和冷却，最后通过出料模块出料。
所述的杀菌模块包括进料口、杀菌舱体、刮板减速电机和轴承座，所述的杀菌舱体和刮板减速电机通过轴承座连接。
所述的杀菌舱体为圆锥筒状，所述的进料口连接于圆锥筒状小口径端。
所述的杀菌舱体为双层保温和全密闭舱体，杀菌舱体内压力为0～1bar，杀菌温度为140～160℃。
所述的电加热器连接于蒸汽阀组末端，所述的电加热器出口连接进料口，所述的电加热器还连接杀菌舱体内的温度传感器，所述的杀菌舱体还设有压力传感器。
所述的杀菌舱体内设有旋转轴，所述的旋转轴通过轴承座连接刮板减速电机，所述的旋转轴上设有刮板。
所述的一级自然风干燥模块包括依次连接的第一离心风机、第一旋转阀和第一旋风分离器，所述的第一旋转阀的入口连接杀菌舱体的出料口。
所述的二级冷风干燥模块包括依次连接的第二离心风机、换热器、第二旋转阀和第二旋风分离器，所述的二级冷风干燥模块还包括与换热器连接的冰水机，所述的第二旋转阀的入口连接第一旋风分离器的出口。
所述的出料模块包括相互连接的第三离心风机和第三旋转阀，所述的第三旋转阀的入口连接第二旋风分离器的出口。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)过热蒸汽杀菌，减少灭菌时间，保证灭菌效果的同时降低灭菌后的固体物料含水率；
(2)杀菌时间可调，4-10秒，在保证杀菌达到要求的前提下，调整最短杀菌时间，更有利于保证物料物性和外观颜色；
(3)杀菌参数可调，杀菌温度140℃--160℃，根据需求设置杀菌压力在0～1bar,在保证杀菌达到要求的前提下，调整最短杀菌时间，更有利于保证物料物性和外观颜色；
(4)杀菌舱体采用圆锥捅体，更有利于物料前行，保证物料先进先出。杀菌舱体为1bar的微正压舱体，这样确保杀菌热焓值，更利于杀菌彻底。
附图说明
图1为本发明整体装置按流程连接示意图；
图2为本发明蒸汽阀组与杀菌模块连接示意图。
图中1、蒸汽阀组；2、杀菌模块；3、一级自然风干燥模块；4、二级冷风干燥模块；5、出料模块；6、电加热器；7、进料斗；8、进料口；9、杀菌舱体；10、刮板；11、出料口；12、刮板减速电机；13、轴承座。
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
本发明针对现有对固态物料灭菌的方法，采用电加热把1bar的饱和蒸汽加热到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，整个杀菌过程在4-10秒的时间内完成，杀菌舱保持在1bar的压力。由于采用的是过热蒸汽、杀菌时间短，灭菌后的物料含水率相对降低，只增加3个百分点左右，大大降低干燥冷却的成本；同时也保证物料杀菌后外观和物性不会发生变化。本发明适用于500kg固态物料的杀菌过程。
1、装置结构
如图1所示，一种固态物料灭菌系统，该系统采用过热蒸汽作为杀菌物料的热交换介质，该系统包括依次连接的蒸汽阀组1、杀菌模块2、一级自然风干燥模块3、二级冷风干燥模块4和出料模块5；杀菌模块2包括进料口8、杀菌舱体9、刮板减速电机12和轴承座13，杀菌舱体9和刮板减速电机12通过轴承座13连接；杀菌舱体9为圆锥筒状，进料口8连接于圆锥筒状小口径端，进料口上设有进料斗7。杀菌舱体8内设有旋转轴，所述的旋转轴通过轴承座13连接刮板减速电机12，所述的旋转轴上设有刮板10。杀菌舱体内压力为0～1bar，杀菌温度为140～160℃。蒸汽阀组1末端连接有电加热器6，如图2，所述的电加热器6连接杀菌舱体的入口，所述的杀菌舱体设有压力传感器和温度传感器，所述的温度传感器连接至电加热器。
一级自然风干燥模块包括依次连接的第一离心风机、第一旋转阀和第一旋风分离器，第一旋转阀的入口连接杀菌舱体的出料口11；二级冷风干燥模块包括依次连接的第二离心风机、换热器、第二旋转阀和第二旋风分离器，所述的换热器还连接有冰水机，所述的第二旋转阀的入口连接第一旋风分离器的出口；出料模块包括相互连接的第三离心风机和第三旋转阀，所述的第三旋转阀的入口连接第二旋风分离器的出口。
本机采用全新的设计，主要技术点表现在四个方面：
1.1杀菌介质采用1bar的饱和蒸汽，通过电加热，使之温度在140℃--160℃，作为杀菌物料的热交换介质。
1.2杀菌舱体采用双层保温，全密闭舱体，舱体内压为1bar。进料和出料采用等压进出料方式，不影响密封舱体的压力。
1.3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。
1.4物料在杀菌舱内的运行采用带3°的刮板，当主轴旋转带动刮板一起旋转，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，同时保证物料在杀菌舱的杀菌时间。设计杀菌时间为4-10秒，可变频调节杀菌时间。
2、具体特点介绍：
2.1换热介质采用1bar的饱和蒸汽、通过电加热将蒸汽提高到启动一级风干燥系统3、启动二级冷风干燥系,4、启动出料系统5的过热蒸汽。通过杀菌舱体的压力传感器控制蒸汽阀组调节阀的流量；通过杀菌舱体的温度传感器控制电加热器功率，保证杀菌舱体压力和温度在设定值工作。
2.2杀菌过程在杀菌舱体内进行，杀菌舱体为圆锥形筒体，通过刮板的转速控制杀菌时间；通过阀组及电加热器控制杀菌热介质。
2.3进料口采用双阀门等压进料，确保杀菌舱体内环境不受进料影响。
2.4出料口采用闭风器，确保杀菌舱体内环境不受出料影响。
2.5刮板为悬臂传动系统，由减速电机、轴承座、主轴及刮板组成。减速电机可变频调速。
2.6干燥系统分两级组成，第一级为自然风干燥，第二级为冷风干燥。
2.7出料系统采用自然风输送，为确保杀菌物料不被二次污染，建议灌装间采用百级净化。
3、工作原理：
根据固态物料含菌的种类及数量，确定杀菌参数(杀菌温度及杀菌压力)，在控制柜的触摸屏上设定好杀菌温度、杀菌压力及刮板减速机12的频率；根据杀菌产量确定进料口8自动阀门开启次数，并在控制柜的触摸屏上设定好自动阀开启次数及两自动阀相关参数。
启动刮板减速电机12，启动蒸汽阀组1及电加热器6，当杀菌参数达到设定值时开始进料。启动进料装置、启动一级自然风干燥模块3、启动二级冷风干燥模块4、启动出料模块5，固态物料进入杀菌舱体9，通过刮板10的旋转，带动固态物料转动，确保固态物料与过热蒸汽充分接触，达到彻底杀菌的目的。
杀菌好的物料通过一级自然风干燥模块3、二级冷风干燥模块4、出料模块5，进入百级车间的罐装系统。
本系统通过过热蒸汽进行固态物料杀菌，保证杀菌效果的同时减少杀菌时间，使得杀菌后的固体物料含水率只增加3个百分点左右；实现杀菌时间可调，4-10秒，在保证杀菌达到要求的前提下，调整最短杀菌时间，更有利于保证物料物性和外观颜色；杀菌参数可调，杀菌温度140℃--160℃，杀菌压力0～1bar。杀菌舱体采用圆锥捅体，更有利于物料前行，保证物料先进先出。杀菌舱体为1bar的微正压舱体，这样确保杀菌热焓值，更利于杀菌彻底。
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 (9)

1.一种固态物料灭菌系统，该系统采用过热蒸汽对固态物料进行杀菌，其特征在于，该系统包括依次连接的蒸汽阀组(1)、电加热器(6)、杀菌模块(2)、一级自然风干燥模块(3)、二级冷风干燥模块(4)和出料模块(5)；
所述的蒸汽阀组提供的饱和蒸汽经过电加热器加热成为过热蒸汽，过热蒸汽与固态物料一同送入杀菌模块，固态物料在杀菌模块中进行搅拌并杀菌后，依次经过一级自然风干燥模块和二级冷风干燥模块进行干燥和冷却，最后通过出料模块出料。
2.根据权利要求1所述的一种固态物料灭菌系统，其特征在于，所述的杀菌模块包括进料口(8)、杀菌舱体(9)、刮板减速电机(12)和轴承座(13)，所述的杀菌舱体(9)和刮板减速电机(12)通过轴承座(13)连接。
3.根据权利要求2所述的一种固态物料灭菌系统，其特征在于，所述的杀菌舱体(9)为圆锥筒状，所述的进料口(8)连接于圆锥筒状小口径端。
4.根据权利要求2所述的一种固态物料灭菌系统，其特征在于，所述的杀菌舱体(9)为双层保温和全密闭舱体，杀菌舱体内压力为0～1bar，杀菌温度为140～160℃。
5.根据权利要求2所述的一种固态物料灭菌系统，其特征在于，所述的电加热器连接于蒸汽阀组(1)末端，所述的电加热器出口连接进料口，所述的电加热器还连接杀菌舱体内的温度传感器，所述的杀菌舱体还设有压力传感器。
6.根据权利要求2所述的一种固态物料灭菌系统，其特征在于，所述的杀菌舱体内设有旋转轴，所述的旋转轴通过轴承座连接刮板减速电机，所述的旋转轴上设有刮板。
7.根据权利要求2所述的一种固态物料灭菌系统，其特征在于，所述的一级自然风干燥模块(3)包括依次连接的第一离心风机、第一旋转阀和第一旋风分离器，所述的第一旋转阀的入口连接杀菌舱体的出料口。
8.根据权利要求7所述的一种固态物料灭菌系统，其特征在于，所述的二级冷风干燥模块(4)包括依次连接的第二离心风机、换热器、第二旋转阀和第二旋风分离器，所述的二级冷风干燥模块(4)还包括与换热器连接的冰水机，所述的第二旋转阀的入口连接第一旋风分离器的出口。
9.根据权利要求8所述的一种固态物料灭菌系统，其特征在于，所述的出料模块(5)包括相互连接的第三离心风机和第三旋转阀，所述的第三旋转阀的入口连接第二旋风分离器的出口。
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