CN112850616A - 一种无菌灌装装置及无菌碳酸化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了无菌灌装装置及无菌碳酸化系统，无菌灌装装置包括无菌操作台和灌装阀，无菌操作台内具有无菌正压室，灌装阀设于无菌正压室内；无菌碳酸化系统包括碳酸化罐、与碳酸化罐连接的用于输送二氧化碳气体的二氧化碳输送单元、与碳酸化罐连接的用于输送待碳酸化液体的液体输送单元、与碳酸化罐连接的无菌灌装装置、以及蒸汽输送单元，蒸汽输送单元与碳酸化罐、二氧化碳输送单元、液体输送单元和无菌灌装装置连接，并能将蒸汽输送至碳酸化罐、二氧化碳输送单元、液体输送单元和无菌灌装装置，本发明通过设置无菌正压室能为灌装阀提供无菌灌装环境，通过设置蒸汽输送单元能实现敏感性饮品的碳酸化生产的问题。

Description

一种无菌灌装装置及无菌碳酸化系统

技术领域

本发明涉及碳酸化饮品灌装技术领域，尤其是一种无菌灌装装置及无菌碳酸化系统。

背景技术

二氧化碳气体溶于饮料中，形成碳酸饮品，这样的饮品带给人类不同的口味享受，极大地丰富了饮品的种类。

目前像可乐、啤酒、气泡水等产品都有成熟的碳酸化充气设备，但这些产品通常都对微生物不敏感，在充入二氧化碳后形成的碳酸也有一定的抑菌作用，所以采用的设备都不是无菌设备，通俗点讲，这些碳酸化装置只进行清洗，没有灭菌的过程。这样的非无菌设备，无法进行敏感性饮品的碳酸化生产，因为像果汁、奶制品这类产品，富含营养，极易染菌，需要设备本身及碳酸化过程始终处于无菌环境中。

另外，目前的灌装装置在敞开的空间内灌装，没有无菌的灌装环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种无菌灌装装置及无菌碳酸化系统，以解决现有灌装装置没有无菌的灌装环境、以及现有碳酸化系统无法用于敏感性饮品的碳酸化生产的问题。

为达到上述目的，本发明提出一种无菌碳酸化装置，其包括无菌操作台和灌装阀，所述无菌操作台内具有无菌正压室，所述灌装阀设于所述无菌正压室内。

如上所述的无菌灌装装置，其中，所述灌装阀能将碳酸化罐内的碳酸饮品灌装至灌装瓶内，所述灌装阀包括能与所述灌装瓶连接的连接筒、用于与所述碳酸化罐的出料口连接的进料控制管路、设于所述进料控制管路上的进料控制阀、用于与所述碳酸化罐的进出气口连接的背压回气控制管路、设于所述背压回气控制管路上的背压回气控制阀、用于对所述灌装瓶泄压的泄压控制管路、以及设于所述泄压控制管路上的泄压控制阀，所述连接筒具有能与所述灌装瓶的瓶口连接的开口端，所述进料控制管路和所述泄压控制管路分别与所述连接筒连接，所述背压回气控制管路穿过所述连接筒，并由所述连接筒的开口端伸出，所述连接筒的开口端内壁与所述背压回气控制管路的外壁之间形成环形流道；在所述连接筒的开口端与所述灌装瓶的瓶口密封连接的状态下，所述连接筒通过所述环形流道与所述灌装瓶连通，所述背压回气控制管路伸入所述灌装瓶内，并与所述灌装瓶连通，所述进料控制管路和所述泄压控制管路均通过所述连接筒和所述环形流道与所述灌装瓶连通。

如上所述的无菌灌装装置，其中，所述连接筒包括柱形筒和位于所述柱形筒下方的锥形筒，所述锥形筒的内径由所述柱形筒朝下渐缩，所述柱形筒的顶端封闭，所述锥形筒的底端为所述开口端，所述进料控制管路和所述泄压控制管路位于所述连接筒外部，并分别与所述柱形筒的侧壁连接，所述背压回气控制管路沿所述连接筒的轴向依次穿过所述柱形筒和所述锥形筒，并延伸至所述开口端下方，所述背压回气控制管路的外壁上设有伞状的分液伞，所述分液伞的外径由上至下渐扩，所述分液伞位于所述开口端下方；在所述连接筒的开口端与所述灌装瓶的瓶口密封连接、所述进料控制阀打开、所述背压回气控制阀打开且所述泄压控制阀关闭的状态下，所述碳酸化罐内的碳酸饮品依次流经所述进料控制管路、所述柱形筒、所述锥形筒、所述环形流道后沿所述背压回气控制管路的外壁向下流动再由所述分液伞引流至所述灌装瓶的内壁上。

如上所述的无菌灌装装置，其中，所述环形流道的横截面面积小于所述进料控制管路的横截面面积。

如上所述的无菌灌装装置，其中，所述无菌灌装装置还包括用于升降所述灌装瓶的升降机构，所述升降机构位于所述灌装阀下方，所述升降机构的顶部具有用于放置所述灌装瓶的放置台，所述升降机构通过带动所述灌装瓶上升使所述灌装瓶的瓶口与所述连接筒的开口端密封对接，所述升降机构通过带动所述灌装瓶下降使所述灌装瓶脱离所述连接筒。

如上所述的无菌灌装装置，其中，所述升降机构为气缸，所述气缸的进气管路上安装有减压阀和压力表，在所述连接筒的开口端与所述灌装瓶的瓶口密封对接的状态下，所述减压阀能将所述气缸的供气压力调整为与所述灌装瓶内的压力相等。

如上所述的无菌灌装装置，其中，所述无菌操作台上设有用于向所述无菌正压室内吹入空气的风机，所述风机上设有用于对所述空气除菌并过滤的过滤网。

本发明还提出一种无菌碳酸化系统，其包括碳酸化罐、与所述碳酸化罐连接的用于输送二氧化碳气体的二氧化碳输送单元、与所述碳酸化罐连接的用于输送待碳酸化液体的液体输送单元、与所述碳酸化罐连接的用于将碳酸饮品灌装至灌装瓶的上述的无菌灌装装置、以及蒸汽输送单元，所述蒸汽输送单元与所述碳酸化罐、所述二氧化碳输送单元、所述液体输送单元和所述无菌灌装装置连接，并能将蒸汽输送至所述碳酸化罐、所述二氧化碳输送单元、所述液体输送单元和所述无菌灌装装置。

如上所述的无菌碳酸化系统，其中，所述二氧化碳输送单元包括进气管路，所述进气管路的一端与气源连接，所述进气管路的另一端与所述碳酸化罐连接，所述进气管路上设有沿二氧化碳气体的流向依次设置的除菌过滤器、第一无菌阀和第二无菌阀，所述蒸汽输送单元包括与所述第二无菌阀连接的第一灭菌蒸汽管路，所述第一灭菌蒸汽管路输送的蒸汽依次流经所述第二无菌阀、所述第一无菌阀、所述除菌过滤器进行灭菌。

如上所述的无菌碳酸化系统，其中，所述液体输送单元包括进液管路，所述进液管路的一端与供液装置连接，所述进液管路的另一端与所述碳酸化罐连接，所述进液管路上设有沿液体流向依次设置的第三无菌阀和第四无菌阀，所述蒸汽输送单元包括第一屏障蒸汽管路，所述第一屏障蒸汽管路上设有第五无菌阀和第六无菌阀，位于所述第三无菌阀和所述第四无菌阀之间的一段进液管路和位于所述第五无菌阀与所述第六无菌阀之间的一段第一屏障蒸汽管路交叉连接，所述第五无菌阀和所述第六无菌阀控制所述第一屏障蒸汽管路内的蒸汽在所述第三无菌阀与所述第四无菌阀之间形成蒸汽屏障。

如上所述的无菌碳酸化系统，其中，所述进液管路的另一端设有文丘里管，所述进气管路的另一端和所述文丘里管通过一气液输送管路与所述碳酸化罐下部的进料口连接，所述进气管路输送的二氧化碳气体和所述进液管路输送的液体通过所述文丘里管混合后依次流经所述气液输送管路和所述进料口进入所述碳酸化罐。

如上所述的无菌碳酸化系统，其中，所述碳酸化罐的底部设有出料口，所述出料口通过进料管与所述无菌灌装装置的进料控制管路连接，所述进料管上设有第七无菌阀，所述第七无菌阀与所述第四无菌阀通过导通管路连接，所述气液输送管路上设有第八无菌阀；所述蒸汽输送单元还包括第二灭菌蒸汽管路，所述第二灭菌蒸汽管路与所述第八无菌阀连接，所述第二灭菌蒸汽管路输送的蒸汽依次流经所述第八无菌阀、所述文丘里管、所述第四无菌阀、所述第七无菌阀进入所述无菌灌装装置进行灭菌。

如权利要所述的无菌碳酸化系统，其中，所述蒸汽输送单元包括第三灭菌蒸汽管路，所述第三灭菌蒸汽管路与所述碳酸化罐上部的蒸汽入口连接，所述第三灭菌蒸汽管路输送的蒸汽经由所述蒸汽入口进入所述碳酸化罐内进行灭菌。

如上所述的无菌碳酸化系统，其中，所述碳酸化罐的顶部设有搅拌电机，所述搅拌电机的搅拌轴伸入所述碳酸化罐内；所述蒸汽输送单元包括第二屏障蒸汽管路，所述第二屏障蒸汽管路与所述碳酸化罐顶部的电机轴伸入处连接，所述第二屏障蒸汽管路输送的蒸汽在所述碳酸化罐与所述电机轴之间形成蒸汽屏障。

如上所述的无菌碳酸化系统，其中，所述蒸汽输送单元包括主干蒸汽管路和灭菌蒸汽总管路，所述第一灭菌蒸汽管路、所述第二灭菌蒸汽管路和所述第三灭菌蒸汽管路从所述灭菌蒸汽总管路的出口端分支形成，所述灭菌蒸汽总管路、所述第一屏障蒸汽管路和所述第二屏障蒸汽管路从所述主干蒸汽管路的出口端分支形成，所述灭菌蒸汽总管路上设有沿蒸汽流向依次设置的第九无菌阀和第十无菌阀，所述主干蒸汽管路上设有并联的第一减压阀和第二减压阀，通过所述第一减压阀控制进入所述灭菌蒸汽总管路的蒸汽的温度，通过所述第二减压阀控制进入所述第一屏障蒸汽管路和所述第二屏障蒸汽管路的蒸汽的温度。

如上所述的无菌碳酸化系统，其中，所述第一灭菌蒸汽管路上设有第一控制阀，所述第三灭菌蒸汽管路上设有第二控制阀，所述第二屏障蒸汽管路上设有第三控制阀；所述主干蒸汽管路包括并联的第一主干蒸汽管路和第二主干蒸汽管路，所述第一减压阀设于所述第一主干蒸汽管路上，所述第二减压阀设于所述第二主干蒸汽管路上，所述第一主干蒸汽管路上还设有第四控制阀，所述第二主干蒸汽管路上还设有第五控制阀。

如上所述的无菌碳酸化系统，其中，所述无菌碳酸化系统还包括清洗单元，所述清洗单元包括与CIP站连接的清洗液供给管路和连接在所述灌装阀与所述CIP站之间的清洗液回流管路，所述清洗液供给管路与位于所述第九无菌阀和所述第十无菌阀之间的一段灭菌蒸汽总管路连接；所述清洗液供给管路输送的清洗液通过依次流经所述灭菌蒸汽总管路、所述第三灭菌蒸汽管路和所述碳酸化罐的蒸汽入口进入所述碳酸化罐内，对所述碳酸化罐进行清洗，所述清洗液供给管路输送的清洗液通过依次流经所述灭菌蒸汽总管路、所述第一灭菌蒸汽管路、所述进气管路、所述气液输送管路和所述碳酸化罐的进料口进入所述碳酸化罐内，对所述碳酸化罐进行清洗，所述碳酸化罐内的清洗液通过依次流经所述碳酸化罐的出料口、所述进料管、所述无菌灌装装置和所述清洗液回流管路流回到所述CIP站。

如上所述的无菌碳酸化系统，其中，所述二氧化碳输送单元还包括补气管路和排气管路，位于所述除菌过滤器和所述第一无菌阀之间的一段进气管路上设有进气控制阀，所述补气管路的一端与位于所述进气控制阀与所述除菌过滤器之间的一段进气管路连接，所述补气管路的另一端与所述碳酸化罐上部的进出气口连接，所述补气管路上设有补气控制阀，所述排气管路的一端与所述进出气口连接，所述排气管路上设有排气控制阀，所述补气控制阀在所述碳酸化罐内的压力低于设定压力时打开，并在所述碳酸化罐内的压力高于设定压力时关闭，所述排气控制阀在所述碳酸化罐内的压力高于设定压力时打开，并在所述碳酸化罐内的压力低于设定压力时关闭。

如上所述的无菌碳酸化系统，其中，所述液体输送单元包括进液管路，所述进液管路的一端与供液装置连接，所述进液管路的另一端与所述碳酸化罐连接，所述进液管路上设有沿液体流向依次设置的第三无菌阀和第四无菌阀，所述蒸汽输送单元包括第一屏障蒸汽管路，所述第一屏障蒸汽管路上设有第五无菌阀和第六无菌阀，位于所述第三无菌阀和所述第四无菌阀之间的一段进液管路和位于所述第五无菌阀与所述第六无菌阀之间的一段第一屏障蒸汽管路交叉连接，所述第五无菌阀和所述第六无菌阀控制所述第一屏障蒸汽管路内的蒸汽在所述第三无菌阀与所述第四无菌阀之间形成蒸汽屏障。

本发明的无菌灌装装置及无菌碳酸化系统的特点和优点是：

1、本发明的无菌灌装装置，通过将灌装阀设置在无菌正压室内，能将灌装阀与外界的有菌环境隔离，为灌装阀提供无菌灌装环境；

2、本发明的无菌灌装装置，通过设置灌装阀，既能实现等压灌装(接触灌装)，也能实现压力灌装(非接触灌装)，灌装过程中不会产生冒沫；

3、本发明的无菌碳酸化系统，采用蒸汽输送单元将蒸汽输送给碳酸化罐、二氧化碳输送单元和液体输送单元，利用高温灭菌蒸汽对碳酸化罐、二氧化碳输送单元和液体输送单元进行灭菌，或利用蒸汽形成的蒸汽屏障来隔离外界的有菌环境，使设备本身及碳酸化过程处于无菌环境中，因此可以用于敏感性饮品(比如果汁、奶制品)的无菌碳酸化生产，解决了现有技术无法用于敏感性饮品的碳酸化生产的问题；

4、本发明的无菌碳酸化系统，碳酸化时二氧化碳气体和待碳酸化液体既在文丘里管处在线混合，又在碳酸化罐的内部混合，因此能实现二氧化碳气体快速溶解到待碳酸化液体中，碳酸化过程快速、稳定。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明的无菌灌装装置的灌装阀与灌装瓶配合的示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是本发明中灌装阀的一个实施例的示意图。

图4是本发明的无菌碳酸化系统的一个实施例的示意图；

主要元件标号说明：

1、碳酸化罐；

11、进料口；12、出料口；13、蒸汽入口；14、搅拌电机；15、进出气口；

150A、进水控制阀；150B、排水控制阀；

2、二氧化碳输送单元；

21、进气管路；22、除菌过滤器；23、除菌过滤器；24、气水分离过滤器；

211、第一无菌阀；212、第二无菌阀；148、蒸汽截断阀；145、排放阀；

141、二氧化碳气体控制阀；201、压缩空气控制阀；

25、补气管路；26、排气管路；210、进气控制阀；142、补气控制阀；

143、排气控制阀；144、节流阀；146、消声器；147、安全阀；

3、液体输送单元；

31、进液管路；101B、第三无菌阀；101A、第四无菌阀；32、管式换热器；

33、文丘里管；34、气液输送管路；

4、蒸汽输送单元；

41、第一灭菌蒸汽管路；

42、第一屏障蒸汽管路；101F、第五无菌阀；101G、第六无菌阀；

137A、气动阀；137B、疏水阀；138A、气动阀；138B、消声器；

43、第二灭菌蒸汽管路；

44、第三灭菌蒸汽管路；45、第二屏障蒸汽管路；46、主干蒸汽管路；

47、灭菌蒸汽总管路；171、第十无菌阀；172、第九无菌阀；301、第一减压阀；

302、第二减压阀；203、第一控制阀；204、第二控制阀；213、第三控制阀；

461、第一减压管路；462、第二减压管路；131、第四控制阀；132、第五控制阀；

5、无菌灌装装置；

51、灌装阀；511、连接筒；5111、开口端；5112、柱形筒；5113、锥形筒；

512、进料控制管路；513、无菌操作台；514、无菌正压室；

515、背压回气控制阀；516、泄压控制管路；

205、进料控制阀；206、背压回气控制管路；207、泄压控制阀；

518、环形流道；519、分液伞；

6、进料管；106、第七无菌阀；107、第八无菌阀；

7、清洗单元；71、清洗液输送管路；72、清洗液回流管路；

8、升降机构；81、放置台；

100、灌装瓶；

G1、二氧化碳气体；G2、压缩空气；G3、灭菌蒸汽；G4、屏障蒸汽；

Q1、待碳酸化液体；Q2、清洗液；Q3、碳酸饮品。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“上”和“下”、“顶”和“底”、“内”和“外”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。另外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；除非另有明确的规定和限定，“连接”应做广义理解，既包含直接连接，也包含通过另一部件间接连接。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明提供一种无菌灌装装置5，其包括无菌操作台513和灌装阀51，无菌操作台513内具有无菌正压室514，灌装阀51设于无菌正压室514内。其中无菌正压室514内的压力高于外界大气压，也就是“正压”指的是高于外界大气压的压力。

本发明通过将灌装阀51设于无菌正压室514内，能将灌装阀51与外界的有菌环境隔离，为灌装阀51提供无菌灌装环境。

在一个实施例中，灌装阀51能将碳酸化罐1内的碳酸饮品灌装至灌装瓶100内，碳酸化罐1上设有供碳酸饮品流出的出料口12和供气体进出的进出气口15，灌装阀51包括能与灌装瓶100连接的连接筒511、与碳酸化罐1的出料口12连接的进料控制管路512、设于进料控制管路512上的进料控制阀205、与碳酸化罐1的进出气口15连接的背压回气控制管路206、设于背压回气控制管路206上的背压回气控制阀515、用于对灌装瓶100泄压的泄压控制管路516、以及设于泄压控制管路516上的泄压控制阀207；连接筒511具有能与灌装瓶100的瓶口连接的开口端5111，进料控制管路512和泄压控制管路516分别与连接筒511连接，背压回气控制管路206穿过连接筒511，并由连接筒511的开口端5111伸出，连接筒511的开口端5111内壁与背压回气控制管路206的外壁之间形成环形流道518，在连接筒511的开口端5111与灌装瓶100的瓶口密封连接的状态下，连接筒511通过环形流道518与灌装瓶100连通，背压回气控制管路206伸入灌装瓶100内，并与灌装瓶100连通，进料控制管路512和泄压控制管路516均通过连接筒511和环形流道518与灌装瓶100连通。

如图2、图3、图4所示，本发明中的灌装阀51能实现等压灌装，使用时，进料控制管路512通过进料管6与碳酸化罐1的出料口12连接，背压回气控制管路206通过位于进出气口15与补气控制阀142之间的一段补气管路25与碳酸化罐1的进出气口15连接，灌装时操作如下：

先关闭进料控制阀205和泄压控制阀207，打开背压回气控制阀515，此时碳酸化罐1和灌装瓶100连通形成连通器，经过短暂时间，灌装瓶100内的压力与碳酸化罐1内的压力相等；

然后打开进料控制阀205(泄压控制阀207保持关闭，背压回气控制阀515保持打开)，碳酸化罐1内的碳酸饮品因重力作用依次流经出料口12、进料管6、进料控制管路512、连接筒511和环形流道518流入灌装瓶100内，同时灌装瓶100内排出的气体依次流经背压回气控制管路206、相连通的一段进气管路21和进出气口15进入碳酸化罐1内；

当灌装至需求液位时，先将进料控制阀205关闭，再将背压回气控制阀515关闭，这样灌装瓶100上部空间内残留的气体被封住，再打开泄压控制阀207，被封住的气体经由泄压控制阀207缓慢排放到大气中，不会引起冒沫，最终瓶内压力与大气压相等。

上述等压灌装方法主要用于可乐、汽水、啤酒等含气饮料的灌装，本发明的无菌灌装装置不仅可以实现等压灌装(接触灌装)，也可以实现压力灌装(非接触灌装)，也就是灌装瓶的瓶口与连接筒511的开口端5111不接触，连接筒511的开口端5111与外界大气连通，非接触灌装用于不含气产品(除汽水、啤酒等含气饮料之外的产品)的灌装，当进行非接触灌装时，灌装瓶位于连接筒511的开口端5111下方且二者之间具有间距，当产品黏度大，流动性差时，可以在碳酸化罐1提供背压，也就是使碳酸化罐1内的压力大于大气压，以通过罐内压力将黏度大的产品压出，实现压力灌装。

因此本发明的无菌灌装装置能实现多种样式的灌装，适应不同的产品，而现有技术的灌装设备只能实现单一的灌装形式。

如图2、图3、图4所示，在一个实施例中，连接筒511包括柱形筒5112和位于柱形筒5112下方的锥形筒5113，锥形筒5113的内径由柱形筒5112朝下渐缩，柱形筒5112的顶端封闭，锥形筒5113的底端为开口端5111，进料控制管路512和泄压控制管路516位于连接筒511外部，并分别与柱形筒5112的侧壁连接，背压回气控制管路206沿连接筒511的轴向依次穿过柱形筒5112和锥形筒5113，并延伸至开口端5111下方，背压回气控制管路206的外壁上设有伞状的分液伞519，分液伞519的外径由上至下渐扩，分液伞519位于开口端5111下方；

在连接筒511的开口端5111与灌装瓶100的瓶口密封连接、进料控制阀205打开、背压回气控制阀515打开且泄压控制阀207关闭的状态下，碳酸化罐1内的碳酸饮品Q3依次流经进料管6、进料控制管路512、柱形筒5112、锥形筒5113、环形流道518后沿背压回气控制管路206的外壁向下流动再由分液伞519引流至灌装瓶100的内壁上，从而将碳酸饮品灌装到灌装瓶100内。

本实施例中，锥形筒5113的倾斜内壁能对进入连接筒511内的碳酸饮品起到引流作用，使碳酸饮品平稳流进环形流道518内，分液伞519能将碳酸饮品引流到灌装瓶100的内壁上，使碳酸饮品顺着灌装瓶100的内壁向下流动，而不会直接落在瓶底，避免直接落下冲击产生冒沫。

如图4所示，进一步，环形流道518的横截面面积小于进料控制管路512的横截面面积，以确保碳酸饮品从进料控制管路512流到环形流道518时，将环形流道518的整个横截面填满，防止产生气泡或冒沫。

如图2、图3、图4所示，在一个实施例中，无菌灌装装置5还包括用于升降灌装瓶100的升降机构8，升降机构8位于灌装阀51下方，升降机构8的顶部具有用于放置灌装瓶100的放置台81，例如放置台81为一块平板，升降机构8通过带动灌装瓶上升使灌装瓶100的瓶口与连接筒511的开口端5111密封对接(也就是接触灌装)，升降机构8通过带动灌装瓶下降使灌装瓶100脱离连接筒511。

如图2、图3、图4所示，在一个具体实施例中，升降机构8为气缸，气缸的进气管路21上安装有减压阀和压力表，在连接筒511的开口端5111与灌装瓶的瓶口密封对接的状态下，减压阀能将气缸的供气压力调整为与灌装瓶内的压力相等，以抵消瓶内压力，从而使瓶口的密封效果得以保证，本实施例的气缸通过向灌装瓶提供供气压力，来对灌装瓶施加向上的推力，使瓶口与连接筒511的开口端5111保持密封接触，否则灌装瓶内的压力会从瓶口与连接筒511的开口端5111的接触面处泄露。

如图1、图2、图3、图4所示，在一个实施例中，无菌操作台513上设有用于向无菌正压室514内吹入空气的风机，通过风机吹入的空气维持无菌正压室514内的正压，风机上设有用于对空气除菌并过滤的过滤网，以保证无菌正压室514内的空气为洁净空气，同时无菌正压室514内还设有紫外灯，对无菌正压室514内部表面进行照射杀菌。

如图1所示，本发明还提供一种无菌碳酸化系统，其包括碳酸化罐1、与碳酸化罐1连接的用于输送二氧化碳气体G1的二氧化碳输送单元2、与碳酸化罐1连接的用于输送待碳酸化液体Q1的液体输送单元3、与碳酸化罐1连接的用于将碳酸饮品Q3灌装至灌装瓶100内的上述的无菌灌装装置5以及蒸汽输送单元4，蒸汽输送单元4与碳酸化罐1、二氧化碳输送单元2、液体输送单元3和无菌灌装装置5连接，并能将蒸汽输送至碳酸化罐1、二氧化碳输送单元2、液体输送单元3和无菌灌装装置5。

其中二氧化碳输送单元2输送的二氧化碳气体G1和液体输送单元3输送的待碳酸化液体Q1混合后形成碳酸饮品Q3，二氧化碳气体G1和待碳酸化液体Q1既可以在碳酸化罐1内混合，也可以在碳酸化罐1外混合后输送到碳酸化罐1内进行碳酸化的稳定，碳酸化罐1内形成的碳酸化稳定后的碳酸饮品Q3再通过无菌灌装装置5灌装到灌装瓶100内。

本发明中的蒸汽输送单元4能将蒸汽输送给碳酸化罐1、二氧化碳输送单元2、液体输送单元3和无菌灌装装置5，利用高温灭菌蒸汽对碳酸化罐1、二氧化碳输送单元2、液体输送单元3和无菌灌装装置5进行灭菌，或利用蒸汽形成的蒸汽屏障来隔离外界的有菌环境，使设备本身及碳酸化过程处于无菌环境中，因此可以用于敏感性饮品(比如果汁、奶制品)的无菌碳酸化生产，解决了现有技术无法用于敏感性饮品的碳酸化生产的问题。

如图1所示，在一个实施例中，二氧化碳输送单元2包括进气管路21，进气管路21的一端与气源连接，进气管路21的另一端与碳酸化罐1连接，进气管路21上设有沿二氧化碳气体G1的流向依次设置的除菌过滤器、第一无菌阀211和第二无菌阀212，其中除菌过滤器用于对二氧化碳气体G1除菌过滤，第一无菌阀211和第二无菌阀212既具有常规阀的控制功能，还能隔离外界有菌环境的作用，也就是当无菌阀动作时，阀内与外界环境是隔离的，避免外界的细菌进入阀内污染气体，由于在蒸汽灭菌后切换至生产状态时，无菌阀需要动作，此处通过设置两个无菌阀，可以避免已经通过蒸汽灭菌建立的无菌环境在阀动作时被破坏，蒸汽输送单元4包括与第二无菌阀212连接的第一灭菌蒸汽管路41，第一灭菌蒸汽管路41输送的蒸汽(即灭菌蒸汽G3)依次流经第二无菌阀212、第一无菌阀211、除菌过滤器进行灭菌，也就是第一灭菌蒸汽管路41输送的高温蒸汽流经进气管路21，并在流经进气管路21时对进气管路21、以及设于进气管路21上的第二无菌阀212、第一无菌阀211和除菌过滤器进行高温灭菌，其中除菌过滤器过滤二氧化碳气体后截留下的细菌会被高温蒸汽灭掉，以实现对除菌过滤器自身的灭菌。上述用于灭菌的高温蒸汽可以称为灭菌蒸汽，例如灭菌蒸汽的温度为130℃。

如图1所示，进一步，除菌过滤器的数量为两个，分别为除菌过滤器22和除菌过滤器23，以提高对二氧化碳气体的除菌过滤效果。但本发明并不以此为限，除菌过滤器的数量还可以是一个或更多个。

如图1所示，进一步，位于除菌过滤器22与气源之间的一段进气管路21上还设有气水分离过滤器24，以除去二氧化碳气体中的水分，为防止蒸汽灭菌时的高温蒸汽进入气水分离过滤器24内损坏气水分离过滤器24，可以在两个除菌过滤器之间设置蒸汽截断阀148，由于蒸汽截断阀148也会使蒸汽无法进入靠近气水分离过滤器24的一个除菌过滤器22内，因此需要通过将两个除菌过滤器内的滤芯交换，来实现对两个除菌过滤器的滤芯的灭菌；在碳酸化阶段，将该蒸汽截断阀148打开以接通进气管路21，使二氧化碳气体G1依次流经气水分离过滤器24、第一个除菌过滤器22、蒸汽截断阀148和第二个除菌过滤器23实现供气。例如，蒸汽截断阀148为气动阀。

如图1所示，其中，第二个除菌过滤器23下方设有排放阀145，在通入蒸汽灭菌时，第二个除菌过滤器23的温度上升，内部换热后的蒸汽会变成冷凝水，冷凝水不断通过排放阀145排出，这样系统不断升温，最终达到要求的灭菌温度要求。

如图1所示，进一步，与进气管路21连接的气源包括二氧化碳气源和压缩空气气源，通过二氧化碳气体控制阀141和压缩空气控制阀201来控制进入进气管路21内的气体种类，当二氧化碳气体控制阀141打开，压缩空气控制阀201关闭时，二氧化碳气体G1进入进气管路21内，实现进气管路21向碳酸化罐1供应二氧化碳气体，当压缩空气控制阀201打开，二氧化碳气体控制阀141关闭时，压缩空气G2进入进气管路21内，经过除菌过滤器过滤的压缩空气能进入碳酸化罐1内，对高温的碳酸化罐1进行吹扫降温，同时将冷凝水排出。

如图1所示，在一个实施例中，液体输送单元3包括进液管路31，进液管路31的一端与供液装置连接，进液管路31的另一端与碳酸化罐1连接，进液管路31上设有沿液体流向依次设置的第三无菌阀101B和第四无菌阀101A，蒸汽输送单元4包括第一屏障蒸汽管路42，第一屏障蒸汽管路42上设有第五无菌阀101F和第六无菌阀101G，位于第三无菌阀101B和第四无菌阀101A之间的一段进液管路31和位于第五无菌阀101F与第六无菌阀101G之间的一段第一屏障蒸汽管路42交叉连接，例如二者的交叉连接结构为十字形连接结构，第五无菌阀101F和第六无菌阀101G控制第一屏障蒸汽管路42内的蒸汽(可称为屏障蒸汽G4)在第三无菌阀101B与第四无菌阀101A之间形成蒸汽屏障，蒸汽屏障也可以理解为蒸汽高温环境，确保第三无菌阀101B和第四无菌阀101A动作时阀内与外界有菌环境隔离，屏障蒸汽的温度低于灭菌蒸汽的温度，例如屏障蒸汽的温度为105℃。

如图1所示，进一步，位于第三无菌阀101B与供液装置之间的一段进液管路31上还设有管式换热器32，用于冷却待碳酸化液体，使待碳酸化液体能更好更稳定的溶解二氧化碳气体。待碳酸化液体经过UHT杀菌机后进入管式换热器32进行冷却，经管式换热器32冷却后的待碳酸化液体的温度为4℃。

如图1所示，进一步，第一屏障蒸汽管路42上还设有位于第六无菌阀101G下游的气动阀137A和疏水阀137B，在向第三无菌阀101B与第四无菌阀101A提供屏障蒸汽时，将气动阀137A打开，以使蒸汽中的冷凝水经由末端的疏水阀137B排出，通过实时排水使屏障蒸汽温度保持稳定。

如图1所示，进一步，第一屏障蒸汽管路42上还设有位于第六无菌阀101G下游的气动阀138A和消声器138B，在第一屏障蒸汽管路42升温时，间歇开启气动阀138A，对管路进行吹扫，将系统内的冷凝水吹出，确保升温速度均匀，消声器138B用于在排气时减少噪音。

在一个实施例中，进液管路31的另一端设有文丘里管33，进气管路21的另一端和文丘里管33通过一气液输送管路34与碳酸化罐1下部的进料口11连接，进气管路21输送的二氧化碳气体和进液管路31输送的液体通过文丘里管33混合(即碳酸化)后依次流经气液输送管路34和进料口11进入碳酸化罐1，再在碳酸化罐1内实现碳酸化的稳定。

碳酸化罐1的底部设有出料口12，出料口12通过进料管6与无菌灌装装置5连接，进料管6上设有第七无菌阀106，第七无菌阀106与第四无菌阀101A通过导通管路连接，气液输送管路34上设有第八无菌阀107；蒸汽输送单元4还包括第二灭菌蒸汽管路43，第二灭菌蒸汽管路43与第八无菌阀107连接，第二灭菌蒸汽管路43输送的高温灭菌蒸汽依次流经第八无菌阀107、文丘里管33、第四无菌阀101A、第七无菌阀106进入无菌灌装装置5进行灭菌，也就是第二灭菌蒸汽管路43输送的高温蒸汽对所流经的气液输送管路34、导通管路、进料管6、第八无菌阀107、文丘里管33、第四无菌阀101A、第七无菌阀106和无菌灌装装置5进行高温灭菌。

如图1所示，在一个实施例中，蒸汽输送单元4包括第三灭菌蒸汽管路44，第三灭菌蒸汽管路44与碳酸化罐1上部的蒸汽入口13连接，第三灭菌蒸汽管路44输送的蒸汽经由蒸汽入口13进入碳酸化罐1内，对碳酸化罐1进行灭菌。

如图1所示，在一个实施例中，碳酸化罐1的顶部设有搅拌电机14，搅拌电机14的搅拌轴伸入碳酸化罐1内，蒸汽输送单元4包括第二屏障蒸汽管路45，第二屏障蒸汽管路45与碳酸化罐1顶部的电机轴伸入处连接，第二屏障蒸汽管路45输送的蒸汽在碳酸化罐1与电机轴之间形成蒸汽屏障，也就是第二屏障蒸汽管路45输送的屏障蒸汽在碳酸化罐1与电机轴的交界处形成蒸汽屏障，防止外界的细菌从碳酸化罐1与电机轴的交界处进入碳酸化罐1内部。

如图1所示，在一个实施例中，蒸汽输送单元4包括主干蒸汽管路46和灭菌蒸汽总管路47，第一灭菌蒸汽管路41、第二灭菌蒸汽管路43和第三灭菌蒸汽管路44从灭菌蒸汽总管路47的出口端分支形成，灭菌蒸汽总管路47、第一屏障蒸汽管路42和第二屏障蒸汽管路45从主干蒸汽管路46的出口端分支形成，灭菌蒸汽总管路47上设有沿蒸汽流向依次设置的第九无菌阀172和第十无菌阀171，主干蒸汽管路46上设有并联的第一减压阀301和第二减压阀302，通过第一减压阀301控制进入灭菌蒸汽总管路47的蒸汽的温度(例如控制在130℃左右)，通过第二减压阀302控制进入第一屏障蒸汽管路42和第二屏障蒸汽管路45的蒸汽的温度(例如控制在105℃左右)。

如图1所示，在一个实施例中，第一灭菌蒸汽管路41上设有第一控制阀203，以控制第一灭菌蒸汽管路41的通断，第三灭菌蒸汽管路44上设有第二控制阀204，以控制第三灭菌蒸汽管路44的通断，第二屏障蒸汽管路45上设有第三控制阀213，以控制第二屏障蒸汽管路45的通断；

主干蒸汽管路46包括并联的第一减压管路461和第二减压管路462，第一减压阀301设于第一减压管路461上，第二减压阀302设于第二减压管路462上，第一减压管路461上还设有第四控制阀131，以控制第一减压管路461的通断，第二减压管路462上还设有第五控制阀132，以控制第二减压管路462的通断。

如图1所示，在一个实施例中，无菌碳酸化系统还包括清洗单元7，清洗单元7包括与CIP站(原位清洗站或原位清洗系统)连接的清洗液输送管路71和连接在灌装阀51与CIP站之间的清洗液回流管路72，清洗液输送管路71与位于第九无菌阀172和第十无菌阀171之间的一段灭菌蒸汽总管路47连接，清洗液输送管路71输送的清洗液通过依次流经灭菌蒸汽总管路47、第三灭菌蒸汽管路44和碳酸化罐1的蒸汽入口13进入碳酸化罐1内，对碳酸化罐1进行清洗，清洗液输送管路71输送的清洗液Q2通过依次流经灭菌蒸汽总管路47、第一灭菌蒸汽管路41、进气管路21、气液输送管路34和碳酸化罐1的进料口11进入碳酸化罐1内，对碳酸化罐1进行清洗，碳酸化罐1内的清洗液Q2通过依次流经碳酸化罐1的出料口12、进料管6、无菌灌装装置5和清洗液回流管路72流回到CIP站。

如图1所示，在一个实施例中，二氧化碳输送单元2还包括补气管路25和排气管路26，位于除菌过滤器23和第一无菌阀211之间的一段进气管路21上设有进气控制阀210，补气管路25的一端与位于进气控制阀210与除菌过滤器23之间的一段进气管路21连接，补气管路25的另一端与碳酸化罐1上部的进出气口15连接，补气管路25上设有补气控制阀142，排气管路26的一端与进出气口15连接，排气管路26上设有排气控制阀143，补气控制阀142在碳酸化罐1内的压力低于设定压力时打开，并在碳酸化罐1内的压力高于设定压力时关闭，排气控制阀143在碳酸化罐1内的压力高于设定压力时打开，并在碳酸化罐1内的压力低于设定压力时关闭，实现碳酸化罐1内设定压力的平衡和稳定。

具体是，碳酸化罐1内设有压力反馈传感器，压力反馈传感器能将碳酸化罐1内的压力反馈给补气控制阀142和排气控制阀143，当碳酸化罐1内压力低于设定压力时，排气控制阀143关闭，补气控制阀142打开，二氧化碳气体G1依次流经气水分离过滤器24、除菌过滤器22、除菌过滤器23、补气控制阀142、进出气口15进入碳酸化罐1内，对碳酸化罐1进行补气，实现碳酸化的稳定，确保二氧化碳气体G1在碳酸化罐1内产品中的溶解稳定；当碳酸化罐1内压力高于设定压力时，补气控制阀142关闭，排气控制阀143打开，碳酸化罐1内多余的二氧化碳气体依次流经进出气口15、排气控制阀143排出碳酸化罐1外，以免碳酸化罐1内压力高于设定压力。

进一步，排气管路26上还设有节流阀144，节流阀144内具有孔板，起到限流作用，防止排气控制阀143开启时，碳酸化罐1内的压力突然降低。

进一步，排气管路26的末端还设有消声器146，在排气控制阀143开启后排气时，消声器146起到减小噪音的效果。

进一步，碳酸化罐1外还设有与进出气口15通过管路连接的安全阀147，安全阀147的作用是防止罐内超压破损，当罐内压力超过安全值时，安全阀147打开，对碳酸化罐1起到降压作用。

如图1所示，在一个实施例中，碳酸化罐1包括罐体、包覆(或包裹)在罐体外的用于冷却水循环的夹套、以及包覆(或包裹)在冷却水夹层外的保温层，其中罐体采用带夹层的罐体，使罐的内部可承压高达6公斤，夹套内具有冷却水，冷却水能在夹套内循环，通过冷却水的循环实现罐体降温，从而使碳酸化罐1内的碳酸化饮品降温，其中的保温层可以是石棉保温层。

进一步，碳酸化罐1外还设有与夹套连接的两条软水管路，两条软水管路上分别设有进水控制阀150A和排水控制阀150B，碳酸化罐1在由灭菌蒸汽高温灭菌后，罐内温度在130℃，经过压缩空气吹扫降温后，温度降低至60℃左右，为进一步降温，打开进水控制阀150A，将常温(20℃)的软水(冷却水)通入碳酸化罐1的夹套中，通过软水使罐内温度降至常温，冷却之后，夹套中的软水通过排水控制阀150B排出，直到夹套内的水排空。

如图1所示，现将本发明的无菌碳酸化系统使用时的几种流路总结如下：

(1)当向碳酸化罐1内通入二氧化碳气体进行碳酸化的稳定时，二氧化碳气体G1的流动路径为：二氧化碳气体G1依次通过二氧化碳气体控制阀141→除菌过滤器22→除菌过滤器23→补气控制阀142→进出气口15进入碳酸化罐1内；

(2)当灭菌蒸汽对除菌过滤器22、23灭菌时，灭菌蒸汽G3的流动路径为：灭菌蒸汽G3依次通过过滤器→第一减压阀301→第四控制阀131→单向阀132→第九无菌阀172→第十无菌阀171→第一控制阀203→第二无菌阀212→第一无菌阀211→进气控制阀210进入除菌过滤器23，对除菌过滤器23的滤芯灭菌后，将除菌过滤器22的滤芯与除菌过滤器23的滤芯交换，以对除菌过滤器22的滤芯灭菌；

(3)当灭菌蒸汽对碳酸化罐1灭菌时，灭菌蒸汽G3的流动路径为：灭菌蒸汽G3依次通过过滤器→第一减压阀301→第四控制阀131→单向阀132→第九无菌阀172→第十无菌阀171→第二控制阀204→蒸汽入口13进入碳酸化罐1内；

(4)当对第四无菌阀101A和第三无菌阀101B提供蒸汽屏障时，屏障蒸汽G4的流动路径为：屏障蒸汽G4依次通过过滤器→第二减压阀302→第五控制阀132→单向阀132进入第五无菌阀101F和第六无菌阀101G，以在第四无菌阀101A和第三无菌阀101B之间形成蒸汽屏障，确保第四无菌阀101A和第三无菌阀101B动作时，外界有菌环境被蒸汽屏障隔离；

(5)当对电机杆和碳酸化罐1的交界处提供蒸汽屏障时，屏障蒸汽G4的流动路径为：

屏障蒸汽G4依次通过过滤器→第二减压阀302→第五控制阀132→单向阀132→第三控制阀213→电机杆与碳酸化罐1的交界处，以在电机杆与碳酸化罐1的交界处形成蒸汽屏障，外界有菌环境被蒸汽屏障隔离；

(6)当二氧化碳气体G1和待碳酸化液体Q1在线混合时，二氧化碳气体G1和待碳酸化液体Q1的流动路径为：

二氧化碳气体G1依次通过二氧化碳气体控制阀141→除菌过滤器22→除菌过滤器23→进气控制阀210→第一无菌阀211→第二无菌阀212进入文丘里管33，待碳酸化液体Q1依次通过管式换热器32→第三无菌阀101B→第四无菌阀101A进入文丘里管33，然后二氧化碳气体G1和待碳酸化液体Q1在文丘里管33处进行混合；

(7)当二氧化碳气体G1与待碳酸化液体Q1在碳酸化罐1内混合时，二氧化碳气体G1和待碳酸化液体Q1的流动路径为：二氧化碳气体G1依次通过二氧化碳气体控制阀141→除菌过滤器22→除菌过滤器23→补气控制阀142→进出气口15进入碳酸化罐1内，待碳酸化液体Q1依次通过管式换热器32→第三无菌阀101B→第四无菌阀101A→文丘里管33→进料口11进入碳酸化罐1内，然后二氧化碳气体G1和待碳酸化液体Q1在碳酸化罐1内混合；

(8)当清洗碳酸化罐1时，清洗液Q2的流动路径为：

第一条路径：清洗液Q2依次通过无菌阀170→第十无菌阀171→第二控制阀204→蒸汽入口13进入碳酸化罐1内，对碳酸化罐1进行清洗；

第二条路径：清洗液Q2依次通过无菌阀170→第十无菌阀171→第一控制阀203→第二无菌阀212→文丘里管33→进料口11进入碳酸化罐1内，对碳酸化罐1进行清洗；

(9)当清洗无菌灌装装置5时，清洗液Q2的流动路径为：

通过上面第(8)点中的两条路径进入碳酸化罐1内的清洗液Q2依次通过出料口12→第七无菌阀106→进料控制阀205进入无菌灌装装置5，再通过回流泵M1这条管路打回CIP站；

(10)当对无菌灌装装置5灭菌时，先在灌装阀51的下部(此时灌装瓶已脱离灌装阀)安装一个CIP假杯，将灌装阀51封闭形成闭合管路，再通入灭菌蒸汽G3，灭菌蒸汽G3的流动路径为：灭菌蒸汽G3依次通过过滤器→第一减压阀301→第四控制阀131→单向阀132→第九无菌阀172→第九无菌阀171→第八无菌阀107→文丘里管33→第四无菌阀101A→第七无菌阀106→进料控制阀205→无菌灌装装置5→泄压控制阀207，对无菌灌装装置5灭菌；

(11)当对高温碳酸化罐1进行吹扫降温时，压缩空气G2的流动路径为：压缩空气G2依次通过压缩空气控制阀201→除菌过滤器22→除菌过滤器23→补气控制阀142→进出气口15进入碳酸化罐1内，对高温碳酸化罐1进行吹扫降温。

本发明的无菌碳酸化系统的特点和优点包括：

1、通过设置蒸汽输送单元，可以实现灭菌蒸汽对碳酸化罐、无菌碳酸化系统的管路、各条管路上的阀门的高温灭菌，屏障蒸汽将外界有菌环境隔离开，从而使本发明的无菌碳酸化系统可以用于果汁、奶制品等敏感产品的碳酸化；

2、由于二氧化碳气体和待碳酸化液体既在文丘里管处在线混合，又在碳酸化罐的内部混合，因此能实现二氧化碳气体快速溶解到待碳酸化液体中，碳酸化过程快速、稳定；

3、通过设置灌装阀，既能实现等压灌装(接触灌装)，也能实现压力灌装(非接触灌装)，灌装过程中不会产生冒沫。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (19)

1.一种无菌灌装装置，其特征在于，所述无菌灌装装置包括无菌操作台和灌装阀，所述无菌操作台内具有无菌正压室，所述灌装阀设于所述无菌正压室内。

2.如权利要求1所述的无菌灌装装置，其特征在于，所述灌装阀能将碳酸化罐内的碳酸饮品灌装至灌装瓶内，所述灌装阀包括能与所述灌装瓶连接的连接筒、用于与所述碳酸化罐的出料口连接的进料控制管路、设于所述进料控制管路上的进料控制阀、用于与所述碳酸化罐的进出气口连接的背压回气控制管路、设于所述背压回气控制管路上的背压回气控制阀、用于对所述灌装瓶泄压的泄压控制管路、以及设于所述泄压控制管路上的泄压控制阀，所述连接筒具有能与所述灌装瓶的瓶口连接的开口端，所述进料控制管路和所述泄压控制管路分别与所述连接筒连接，所述背压回气控制管路穿过所述连接筒，并由所述连接筒的开口端伸出，所述连接筒的开口端内壁与所述背压回气控制管路的外壁之间形成环形流道；

在所述连接筒的开口端与所述灌装瓶的瓶口密封连接的状态下，所述连接筒通过所述环形流道与所述灌装瓶连通，所述背压回气控制管路伸入所述灌装瓶内，并与所述灌装瓶连通，所述进料控制管路和所述泄压控制管路均通过所述连接筒和所述环形流道与所述灌装瓶连通。

3.如权利要求2所述的无菌灌装装置，其特征在于，所述连接筒包括柱形筒和位于所述柱形筒下方的锥形筒，所述锥形筒的内径由所述柱形筒朝下渐缩，所述柱形筒的顶端封闭，所述锥形筒的底端为所述开口端，所述进料控制管路和所述泄压控制管路位于所述连接筒外部，并分别与所述柱形筒的侧壁连接，所述背压回气控制管路沿所述连接筒的轴向依次穿过所述柱形筒和所述锥形筒，并延伸至所述开口端下方，所述背压回气控制管路的外壁上设有伞状的分液伞，所述分液伞的外径由上至下渐扩，所述分液伞位于所述开口端下方；

在所述连接筒的开口端与所述灌装瓶的瓶口密封连接、所述进料控制阀打开、所述背压回气控制阀打开且所述泄压控制阀关闭的状态下，所述碳酸化罐内的碳酸饮品依次流经所述进料控制管路、所述柱形筒、所述锥形筒、所述环形流道后沿所述背压回气控制管路的外壁向下流动再由所述分液伞引流至所述灌装瓶的内壁上。

4.如权利要求3所述的无菌灌装装置，其特征在于，所述环形流道的横截面面积小于所述进料控制管路的横截面面积。

5.如权利要求2至4任一项所述的无菌灌装装置，其特征在于，所述无菌灌装装置还包括用于升降所述灌装瓶的升降机构，所述升降机构位于所述灌装阀下方，所述升降机构的顶部具有用于放置所述灌装瓶的放置台，所述升降机构通过带动所述灌装瓶上升使所述灌装瓶的瓶口与所述连接筒的开口端密封对接，所述升降机构通过带动所述灌装瓶下降使所述灌装瓶脱离所述连接筒。

6.如权利要求5所述的无菌灌装装置，其特征在于，所述升降机构为气缸，所述气缸的进气管路上安装有减压阀和压力表，在所述连接筒的开口端与所述灌装瓶的瓶口密封对接的状态下，所述减压阀能将所述气缸的供气压力调整为与所述灌装瓶内的压力相等。

7.如权利要求1至4任一项所述的无菌灌装装置，其特征在于，所述无菌操作台上设有用于向所述无菌正压室内吹入空气的风机，所述风机上设有用于对所述空气除菌并过滤的过滤网。

8.一种无菌碳酸化系统，其特征在于，所述无菌碳酸化系统包括碳酸化罐、与所述碳酸化罐连接的用于输送二氧化碳气体的二氧化碳输送单元、与所述碳酸化罐连接的用于输送待碳酸化液体的液体输送单元、与所述碳酸化罐连接的用于将碳酸饮品灌装至灌装瓶的权利要求1至7任一项所述的无菌灌装装置、以及蒸汽输送单元，所述蒸汽输送单元与所述碳酸化罐、所述二氧化碳输送单元、所述液体输送单元和所述无菌灌装装置连接，并能将蒸汽输送至所述碳酸化罐、所述二氧化碳输送单元、所述液体输送单元和所述无菌灌装装置。

9.如权利要求8所述的无菌碳酸化系统，其特征在于，所述二氧化碳输送单元包括进气管路，所述进气管路的一端与气源连接，所述进气管路的另一端与所述碳酸化罐连接，所述进气管路上设有沿二氧化碳气体的流向依次设置的除菌过滤器、第一无菌阀和第二无菌阀，所述蒸汽输送单元包括与所述第二无菌阀连接的第一灭菌蒸汽管路，所述第一灭菌蒸汽管路输送的蒸汽依次流经所述第二无菌阀、所述第一无菌阀、所述除菌过滤器进行灭菌。

10.如权利要求9所述的无菌碳酸化系统，其特征在于，所述液体输送单元包括进液管路，所述进液管路的一端与供液装置连接，所述进液管路的另一端与所述碳酸化罐连接，所述进液管路上设有沿液体流向依次设置的第三无菌阀和第四无菌阀，所述蒸汽输送单元包括第一屏障蒸汽管路，所述第一屏障蒸汽管路上设有第五无菌阀和第六无菌阀，位于所述第三无菌阀和所述第四无菌阀之间的一段进液管路和位于所述第五无菌阀与所述第六无菌阀之间的一段第一屏障蒸汽管路交叉连接，所述第五无菌阀和所述第六无菌阀控制所述第一屏障蒸汽管路内的蒸汽在所述第三无菌阀与所述第四无菌阀之间形成蒸汽屏障。

11.如权利要求10所述的无菌碳酸化系统，其特征在于，所述进液管路的另一端设有文丘里管，所述进气管路的另一端和所述文丘里管通过一气液输送管路与所述碳酸化罐下部的进料口连接，所述进气管路输送的二氧化碳气体和所述进液管路输送的液体通过所述文丘里管混合后依次流经所述气液输送管路和所述进料口进入所述碳酸化罐。

12.如权利要求11所述的无菌碳酸化系统，其特征在于，所述碳酸化罐的底部设有出料口，所述出料口通过进料管与所述无菌灌装装置的进料控制管路连接，所述进料管上设有第七无菌阀，所述第七无菌阀与所述第四无菌阀通过导通管路连接，所述气液输送管路上设有第八无菌阀；

所述蒸汽输送单元还包括第二灭菌蒸汽管路，所述第二灭菌蒸汽管路与所述第八无菌阀连接，所述第二灭菌蒸汽管路输送的蒸汽依次流经所述第八无菌阀、所述文丘里管、所述第四无菌阀、所述第七无菌阀进入所述无菌灌装装置进行灭菌。

13.如权利要求12所述的无菌碳酸化系统，其特征在于，所述蒸汽输送单元包括第三灭菌蒸汽管路，所述第三灭菌蒸汽管路与所述碳酸化罐上部的蒸汽入口连接，所述第三灭菌蒸汽管路输送的蒸汽经由所述蒸汽入口进入所述碳酸化罐内进行灭菌。

14.如权利要求13所述的无菌碳酸化系统，其特征在于，所述碳酸化罐的顶部设有搅拌电机，所述搅拌电机的搅拌轴伸入所述碳酸化罐内；

所述蒸汽输送单元包括第二屏障蒸汽管路，所述第二屏障蒸汽管路与所述碳酸化罐顶部的电机轴伸入处连接，所述第二屏障蒸汽管路输送的蒸汽在所述碳酸化罐与所述电机轴之间形成蒸汽屏障。

15.如权利要求14所述的无菌碳酸化系统，其特征在于，所述蒸汽输送单元包括主干蒸汽管路和灭菌蒸汽总管路，所述第一灭菌蒸汽管路、所述第二灭菌蒸汽管路和所述第三灭菌蒸汽管路从所述灭菌蒸汽总管路的出口端分支形成，所述灭菌蒸汽总管路、所述第一屏障蒸汽管路和所述第二屏障蒸汽管路从所述主干蒸汽管路的出口端分支形成，所述灭菌蒸汽总管路上设有沿蒸汽流向依次设置的第九无菌阀和第十无菌阀，所述主干蒸汽管路上设有并联的第一减压阀和第二减压阀，通过所述第一减压阀控制进入所述灭菌蒸汽总管路的蒸汽的温度，通过所述第二减压阀控制进入所述第一屏障蒸汽管路和所述第二屏障蒸汽管路的蒸汽的温度。

16.如权利要求15所述的无菌碳酸化系统，其特征在于，所述第一灭菌蒸汽管路上设有第一控制阀，所述第三灭菌蒸汽管路上设有第二控制阀，所述第二屏障蒸汽管路上设有第三控制阀；

所述主干蒸汽管路包括并联的第一主干蒸汽管路和第二主干蒸汽管路，所述第一减压阀设于所述第一主干蒸汽管路上，所述第二减压阀设于所述第二主干蒸汽管路上，所述第一主干蒸汽管路上还设有第四控制阀，所述第二主干蒸汽管路上还设有第五控制阀。

17.如权利要求15所述的无菌碳酸化系统，其特征在于，所述无菌碳酸化系统还包括清洗单元，所述清洗单元包括与CIP站连接的清洗液供给管路和连接在所述灌装阀与所述CIP站之间的清洗液回流管路，所述清洗液供给管路与位于所述第九无菌阀和所述第十无菌阀之间的一段灭菌蒸汽总管路连接；

所述清洗液供给管路输送的清洗液通过依次流经所述灭菌蒸汽总管路、所述第三灭菌蒸汽管路和所述碳酸化罐的蒸汽入口进入所述碳酸化罐内，对所述碳酸化罐进行清洗，所述清洗液供给管路输送的清洗液通过依次流经所述灭菌蒸汽总管路、所述第一灭菌蒸汽管路、所述进气管路、所述气液输送管路和所述碳酸化罐的进料口进入所述碳酸化罐内，对所述碳酸化罐进行清洗，所述碳酸化罐内的清洗液通过依次流经所述碳酸化罐的出料口、所述进料管、所述无菌灌装装置和所述清洗液回流管路流回到所述CIP站。

18.如权利要求10所述的无菌碳酸化系统，其特征在于，所述二氧化碳输送单元还包括补气管路和排气管路，位于所述除菌过滤器和所述第一无菌阀之间的一段进气管路上设有进气控制阀，所述补气管路的一端与位于所述进气控制阀与所述除菌过滤器之间的一段进气管路连接，所述补气管路的另一端与所述碳酸化罐上部的进出气口连接，所述补气管路上设有补气控制阀，所述排气管路的一端与所述进出气口连接，所述排气管路上设有排气控制阀，所述补气控制阀在所述碳酸化罐内的压力低于设定压力时打开，并在所述碳酸化罐内的压力高于设定压力时关闭，所述排气控制阀在所述碳酸化罐内的压力高于设定压力时打开，并在所述碳酸化罐内的压力低于设定压力时关闭。

19.如权利要求8或9所述的无菌碳酸化系统，其特征在于，所述液体输送单元包括进液管路，所述进液管路的一端与供液装置连接，所述进液管路的另一端与所述碳酸化罐连接，所述进液管路上设有沿液体流向依次设置的第三无菌阀和第四无菌阀，所述蒸汽输送单元包括第一屏障蒸汽管路，所述第一屏障蒸汽管路上设有第五无菌阀和第六无菌阀，位于所述第三无菌阀和所述第四无菌阀之间的一段进液管路和位于所述第五无菌阀与所述第六无菌阀之间的一段第一屏障蒸汽管路交叉连接，所述第五无菌阀和所述第六无菌阀控制所述第一屏障蒸汽管路内的蒸汽在所述第三无菌阀与所述第四无菌阀之间形成蒸汽屏障。

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