CN113387314B - 一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于pet瓶坯杀菌的装置和方法 - Google Patents

一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于pet瓶坯杀菌的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置和方法，该装置包括化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ、脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ和传送机构，瓶坯通过传送机构依次经过化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ向瓶坯内外表面喷淋低浓度杀菌剂以形成一层杀菌剂薄膜以进行预杀菌；过渡段Ⅱ将瓶坯由化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；在脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，低强度脉冲强光多次闪烁激活附在瓶坯1表面的化学杀菌剂并直接杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物。本发明能够减少化学杀菌剂的使用，降低所需脉冲强光辐照的强度，具有杀菌效率高、结构简单、不易残留、不易导致瓶坯辐照变性的优点。

Description

一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置和 方法
技术领域
本发明属于液体饮料无菌灌装领域，尤其涉及一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置和方法。
背景技术
现有液体饮料无菌灌装生产线上，通常需对瓶坯或者瓶子进行灭菌，从而保证产品的安全性。现有的杀菌方式主要有化学杀菌法和物理杀菌法。化学杀菌法通常采用一定浓度的液态杀菌剂(如过氧化氢、过氧乙酸等)浸泡或者采用加热蒸发或热空气负载的杀菌剂喷淋的方式，对包装容器进行杀菌。例如，中国专利CN201410812997.0公开了一种瓶胚杀菌装置，该装置利用一定浓度的H2O2溶液与无菌低压气体混合加热形成蒸汽，通过罩式喷头将高温H2O2蒸汽喷射到瓶坯表面，杀菌罩顶端设计有抽风装置，蒸汽经风机排出；这种杀菌方法通常需要较高浓度的H2O2以确保杀菌的有效性，并且需加热汽化以及蒸汽抽出步骤，所需能耗很大；除此之外，液态H2O2容易沉积到瓶坯底部，不能被完全抽取，造成瓶坯内杀菌剂残留，排放时也难以确保废液完全分解，对环境有潜在的危害。物理杀菌法，例如电子束辐照，近年来也被应用于食品包装的杀菌，但电子束设备的生产和使用成本都很高。例如，中国专利CN201620745351.X公开了一种采用脉冲强光对PET空瓶灭菌的装置，通过脉冲强光的发射和反射系统对通过传送机构传送至灌装区之前的PET空瓶进行消毒灭菌；但由于脉冲强光的穿透性较弱，光照强度随距离增大而下降明显，难以确保瓶子底部的杀菌效果；而若采用高强度的脉冲强光还可能导致包装材料的物理性能(机械性能、颜色等)和化学性质(聚合物交联/降解)发生改变。另外，使用辐照杀菌时，由于瓶坯颈部螺纹的存在会产生遮蔽效应，限制了辐照杀菌的效果。
综上所述，如何将低浓度的化学杀菌剂和低强度的脉冲强光进行耦合，以实现对瓶坯内外表面高效、彻底的杀菌，同时避免化学杀菌剂残留，克服使用过高强度脉冲强光辐照对瓶坯材料的影响，已经成为亟需解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，包括化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ、脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ以及传送机构，其特征在于，瓶坯1通过所述传送机构的输送依次经过化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，其中，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ向瓶坯1的内外表面喷淋低浓度化学杀菌剂以形成一层杀菌剂薄膜，对瓶坯1上附着的微生物进行预杀菌；所述过渡段Ⅱ用于将瓶坯1由化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；在脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，通过低强度脉冲强光的多次闪烁激活附着在瓶坯1上的化学杀菌剂并直接杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物。
优选的，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ包括第一旋转传送盘4、杀菌剂雾化喷淋装置6、雾化器导杆7、雾化器升降槽8、储液箱9和第一驱动设备10，所述雾化器导杆7与储液箱9的内部相连通，所述杀菌剂雾化喷淋装置6与所述雾化器导杆7的下端相连，所述杀菌剂雾化喷淋装置6包括内喷雾杆19和外喷雾罩20，外喷雾罩20环绕设置在内喷雾杆19的周围，所述内喷雾杆19的外表面和外喷雾罩20的内表面均开设有均匀分布的雾化喷嘴21；第一驱动设备10由支承装置25a固定支承，雾化器升降槽8开设在储液箱9的外表面，所述雾化器导杆7的上端滑动于雾化器升降槽8中并沿着雾化器升降槽8移动，第一驱动设备10驱动轴的转动，带动雾化器导杆7和第一旋转传送盘4做同步同轴转动；
脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ包括第二旋转传送盘12、U型脉冲灯管升降槽13、第二驱动设备14、双环形脉冲灯管15、U型脉冲灯管16和U型脉冲灯管导杆17，U型脉冲灯管16与U型脉冲灯管导杆17的下端相连，第二驱动设备14由支承装置25c固定支承，U型脉冲灯管导杆17的上端滑动于U型脉冲灯管升降槽13中并沿着U型脉冲灯管升降槽13移动，第二驱动设备14驱动轴的转动，带动U型脉冲灯管导杆17和第二旋转传送盘12做同轴同步转动；
过渡段Ⅱ包括过渡旋转传送盘11和第三驱动设备，第三驱动设备由支承装置25b固定支承，所述第三驱动设备驱动轴的转动，带动过渡旋转传送盘11顺时针或逆时针转动以将瓶坯1送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；
传送机构包括传送导轨3、进坯理坯机2和出坯机18，所述传送导轨3包括底部传送带和两条侧方固定带，所述传送导轨3用于使瓶坯1在杀菌段保持瓶口垂直朝上的状态传送，所述进坯理坯机2与第一旋转传送盘4相连，所述进坯理坯机2用于使瓶坯1按照均匀的间隔送入化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ；所述出坯机18与第二旋转传送盘12相连，所述出坯机18用于将完成消毒的瓶坯1送入下一处理段。
优选的，传送导轨3的固定带至少在预杀菌段Ⅰ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ中间部分均开设有通孔，使固定带与瓶坯外表面1b接触面积尽可能小，以实现对瓶坯外表面1b全面地杀菌。
优选的，过渡旋转传送盘11、第一旋转传送盘4和第二旋转传送盘12的侧面均等间距开设有与瓶坯1外形相配的卡坯槽5。
优选的，杀菌剂雾化喷淋装置6与第一旋转传送盘4上的卡坯槽5一一对应，且相邻杀菌剂雾化喷淋装置6之间的弧长与第一旋转传送盘4上相邻卡坯槽5之间的弧长相同；雾化器导杆7沿着雾化器升降槽8移动，带动杀菌剂雾化喷淋装置6在水平方向做圆周运动的同时在垂直方向上下运动，雾化器导杆7向下运动带动杀菌剂雾化喷淋装置6下端的内喷雾杆19逐步伸入瓶坯1内部，外喷雾罩20逐渐罩住瓶坯1外部，当雾化器导杆7下降到最低点时，内喷雾杆19靠近瓶坯1的底部，外喷雾罩20罩住至少包含瓶颈螺纹23部分的瓶坯外表面1b。
优选的，U型脉冲灯管16与第二旋转传送盘12上的卡坯槽5一一对应，且相邻U型脉冲灯管16之间的弧长与第二旋转传送盘12上相邻卡坯槽5之间的弧长相同；U型脉冲灯管导杆17沿着U型脉冲灯管升降槽13移动，带动U型脉冲灯管16在水平方向做圆周运动的同时在垂直方向上下运动，U型脉冲灯管导杆17向下运动带动U型脉冲灯管16逐步伸入瓶坯1内部。
优选的，所述双环形脉冲灯管15沿着位于脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ的固定带部分设置，其中，所述固定的双环形脉冲灯管15的上环灯管均靠近瓶坯外表面1b的瓶颈螺纹23，所述双环形脉冲灯管15的下环灯管均绕着固定带的通孔设置。
一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的方法，包括以下步骤：
瓶坯1经由进坯理坯机2按照一定的间隔被送入第一旋转传送盘4上的卡坯槽5中，在第一驱动设备10的驱动下，第一旋转传送盘4带动瓶坯1移动，位于瓶坯1正上方的雾化器导杆7转动的同时开始逐渐下降，当雾化器导杆7下降到最低点时，储液箱9内杀菌剂经由雾化喷嘴21喷出，在瓶坯内表面1a以及至少包含瓶颈螺纹23部分的瓶坯外表面1b形成一层杀菌剂薄膜，随后随着雾化器导杆7的上升，内喷雾杆19和外喷雾罩20逐步整体离开瓶坯1；
经过预杀菌的瓶坯1沿着传送导轨3进入过渡旋转传送盘11，在第三驱动设备的驱动下，过渡旋转传送盘11带动瓶坯1再次进入传送导轨3并被送入第二旋转传送盘12上的卡坯槽5中，在第二驱动设备14的驱动下，第二旋转传送盘12带动瓶坯1移动，位于瓶坯1正上方的U型脉冲灯管导杆17转动的同时开始逐渐下降，当U型脉冲灯管导杆17下降到最低点时，U型脉冲灯管16和外部的双环形脉冲灯管15同时闪烁多次，使瓶坯内表面1a和瓶坯外表面1b覆盖的杀菌剂活化，并杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物；杀菌完成后，随着U型脉冲灯管导杆17的上升，U型脉冲灯管16整体离开瓶坯1，瓶坯1经由出坯机18输送至下一处理段。
优选的，储液箱9中化学杀菌剂的种类包括但不限于过氧化氢、过氧乙酸或者次氯酸钠，其浓度为50～2500ppm。
优选地，所述U型脉冲灯管和双环形脉冲灯管15发射的脉冲强光波长范围为200～1100nm，每秒发射脉冲数为1～3个；所述U型脉冲灯管和双环形脉冲灯管15发射的脉冲强光的强度通过控制其闪烁次数来确定，所述U型脉冲灯管16和外部的双环形脉冲灯管15的闪烁次数为1～7次。
优选地，所述脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ外设有用于屏蔽脉冲强光的脉冲强光屏蔽罩；过渡旋转传送盘11根据处理负载量调节转动方向，以防止瓶坯1在传送导轨3上阻塞。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明提供一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置和方法，该装置将低浓度雾化杀菌剂喷淋到瓶坯内表面和至少包含颈部螺纹的瓶坯外表面，对瓶坯进行预杀菌，钝化附着的微生物，再通过全方位低强度的脉冲强光辐照，激活化学杀菌剂，并在活化的化学杀菌剂和脉冲强光辐照的共同作用下实现彻底杀菌，所需化学杀菌剂浓度低，脉冲强光强度弱，避免了高浓度化学杀菌剂的残留和高强度脉冲强光辐照对瓶坯材料性质的破坏，杀菌效率高，运行成本低。
附图说明
附图1为本发明的化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ的结构示意图；
附图2为本发明的脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ的结构示意图；
附图3为本发明的雾化器导杆下降到最低处时杀菌剂雾化喷淋装置与瓶坯的结构示意图；
附图4为本发明的U型脉冲灯管导杆下降到最低处时U型脉冲灯管与瓶坯的结构示意图；
附图5为本发明的整体结构示意图；
附图6为本发明的整体结构俯视图。
图中附图标记：
1-瓶坯；1a-瓶坯内表面；1b-瓶坯外表面；2-进坯理坯机；3-传送导轨；4-第一旋转传送盘；5-卡坯槽；6-杀菌剂雾化喷淋装置；7-雾化器导杆；8-雾化器升降槽；9-储液箱；10-第一驱动设备；11-过渡旋转传送盘；12-第二旋转传送盘；13-U型脉冲灯管升降槽；14-第二驱动设备；15-双环形脉冲灯管；16-U型脉冲灯管；17-U型脉冲灯管导杆；18-出坯机；19-内喷雾杆；20-外喷雾罩；21-雾化喷嘴；22-脉冲强光灯管；23-瓶颈螺纹；24-脉冲强光屏蔽罩；25a-支承装置Ⅰ；25b-支承装置Ⅱ；25c-支承装置Ⅲ；Ⅰ-化学杀菌剂预杀菌段；Ⅱ-过渡段；Ⅲ-脉冲强光辐照杀菌段。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，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。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的一个宽泛实施例中，一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，包括化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ、脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ和传送机构，其特征在于，瓶坯1通过所述传送机构的输送依次经过化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，其中，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ向瓶坯1的内外表面喷淋低浓度化学杀菌剂以形成一层杀菌剂薄膜，对瓶坯1上附着的微生物进行预杀菌；所述过渡段Ⅱ用于将瓶坯1由化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；在脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，通过低强度脉冲强光的多次闪烁激活附着在瓶坯1上的化学杀菌剂并直接杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物。
优选的，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ包括第一旋转传送盘4、杀菌剂雾化喷淋装置6、雾化器导杆7、雾化器升降槽8、储液箱9和第一驱动设备10，所述雾化器导杆7与储液箱9的内部相连通，所述杀菌剂雾化喷淋装置6与所述雾化器导杆7的下端相连，所述杀菌剂雾化喷淋装置6包括内喷雾杆19和外喷雾罩20，外喷雾罩20环绕设置在内喷雾杆19的周围，所述内喷雾杆19的外表面和外喷雾罩20的内表面均开设有均匀分布的雾化喷嘴21；第一驱动设备10由支承装置25a固定支承，雾化器升降槽8开设在储液箱9的外表面，所述雾化器导杆7的上端滑动于雾化器升降槽8中并沿着雾化器升降槽8移动，第一驱动设备10驱动轴的转动，带动雾化器导杆7和第一旋转传送盘4做同步同轴转动；
脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ包括第二旋转传送盘12、U型脉冲灯管升降槽13、第二驱动设备14、双环形脉冲灯管15、U型脉冲灯管16和U型脉冲灯管导杆17，U型脉冲灯管16与U型脉冲灯管导杆17的下端相连，第二驱动设备14由支承装置25c固定支承，U型脉冲灯管导杆17的上端滑动于U型脉冲灯管升降槽13中并沿着U型脉冲灯管升降槽13移动，第二驱动设备14驱动轴的转动，带动U型脉冲灯管导杆17和第二旋转传送盘12做同轴同步转动；
过渡段Ⅱ包括过渡旋转传送盘11和第三驱动设备，第三驱动设备由支承装置25b固定支承，所述第三驱动设备驱动轴的转动，带动过渡旋转传送盘11顺时针或逆时针转动以将瓶坯1送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；
传送机构包括传送导轨3、进坯理坯机2和出坯机18，所述传送导轨3包括底部传送带和两条侧方固定带，所述传送导轨3用于使瓶坯1在杀菌段保持瓶口垂直朝上的状态传送；所述进坯理坯机2与第一旋转传送盘4相连，所述进坯理坯机2用于使瓶坯1按照均匀的间隔送入化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ；所述出坯机18与第二旋转传送盘12相连，所述出坯机18用于将完成消毒的瓶坯1送入下一处理段；
优选的，传送导轨3的固定带至少在预杀菌段Ⅰ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ中间部分均开设有通孔，使固定带与瓶坯外表面1b接触面积尽可能小，以实现对瓶坯外表面1b全面地杀菌。
优选的，过渡旋转传送盘11、第一旋转传送盘4和第二旋转传送盘12的侧面均等间距开设有与瓶坯1外形相配的卡坯槽5。
优选的，杀菌剂雾化喷淋装置6与第一旋转传送盘4上的卡坯槽5一一对应，且相邻杀菌剂雾化喷淋装置6之间的弧长与第一旋转传送盘4上相邻卡坯槽5之间的弧长相同；雾化器导杆7沿着雾化器升降槽8移动，带动杀菌剂雾化喷淋装置6在水平方向做圆周运动的同时在垂直方向上下运动，雾化器导杆7向下运动带动杀菌剂雾化喷淋装置6下端的内喷雾杆19逐步伸入瓶坯1内部，外喷雾罩20逐渐罩住瓶坯1外部，当雾化器导杆7下降到最低点时，内喷雾杆19靠近瓶坯1的底部，外喷雾罩20罩住至少包含瓶颈螺纹23部分的瓶坯外表面1b。
优选的，U型脉冲灯管16与第二旋转传送盘12上的卡坯槽5一一对应，且相邻U型脉冲灯管16之间的弧长与第二旋转传送盘12上相邻卡坯槽5之间的弧长相同；U型脉冲灯管导杆17沿着U型脉冲灯管升降槽13移动，带动U型脉冲灯管16在水平方向做圆周运动的同时在垂直方向上下运动，U型脉冲灯管导杆17向下运动带动U型脉冲灯管16逐步伸入瓶坯1内部。
优选的，所述双环形脉冲灯管15沿着位于脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ的固定带部分设置，其中，所述固定的双环形脉冲灯管15的上环灯管均靠近瓶坯外表面1b的瓶颈螺纹23，所述双环形脉冲灯管15的下环灯管均绕着固定带的通孔设置。
一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的方法，包括以下步骤：
瓶坯1经由进坯理坯机2按照一定的间隔被送入第一旋转传送盘4上的卡坯槽5中，在第一驱动设备10的驱动下，第一旋转传送盘4带动瓶坯1移动，位于瓶坯1正上方的雾化器导杆7转动的同时开始逐渐下降，当雾化器导杆7下降到最低点时，储液箱9内杀菌剂经由雾化喷嘴21喷出，在瓶坯内表面1a以及至少包含瓶颈螺纹23部分的瓶坯外表面1b形成一层杀菌剂薄膜，随后随着雾化器导杆7的上升，内喷雾杆19和外喷雾罩20逐步整体离开瓶坯1；
经过预杀菌的瓶坯1沿着传送导轨3进入过渡旋转传送盘11，在第三驱动设备的驱动下，过渡旋转传送盘11带动瓶坯1再次进入传送导轨3并被送入第二旋转传送盘12上的卡坯槽5中，在第二驱动设备14的驱动下，第二旋转传送盘12带动瓶坯1移动，位于瓶坯1正上方的U型脉冲灯管导杆17转动的同时开始逐渐下降，当U型脉冲灯管导杆17下降到最低点时，U型脉冲灯管16和外部的双环形脉冲灯管15同时闪烁多次，使瓶坯内表面1a和瓶坯外表面1b覆盖的杀菌剂活化，并杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物；杀菌完成后，随着U型脉冲灯管导杆17的上升，U型脉冲灯管16整体离开瓶坯1，瓶坯1经由出坯机18输送至下一处理段。
优选的，储液箱9中化学杀菌剂的种类包括但不限于过氧化氢、过氧乙酸或者次氯酸钠，其浓度为50～2500ppm。
优选地，所述U型脉冲灯管和双环形脉冲灯管15发射的脉冲强光波长范围为200～1100nm，每秒发射脉冲数为1～3个；所述U型脉冲灯管和双环形脉冲灯管15发射的脉冲强光的强度通过控制其闪烁次数来确定，所述U型脉冲灯管16和外部的双环形脉冲灯管15的闪烁次数为1～7次。
优选地，所述脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ外设有用于屏蔽脉冲强光的脉冲强光屏蔽罩；过渡旋转传送盘11根据处理负载量调节转动方向，以防止瓶坯1在传送导轨3上阻塞。
下面结合附图，列举本发明的优选实施例，对本发明作进一步的详细说明。
参见图1-6所示，一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，用于为瓶坯1杀菌，该杀菌装置包括与雾化器导杆7下端相连的杀菌剂雾化喷淋装置6，雾化器导杆7与储液箱9内部相连通，雾化器导杆7沿着设置在储液箱9外部的雾化器升降槽8移动，带动杀菌剂雾化喷淋装置6在水平方向上圆周运动同时在垂直方向上上下运动，杀菌剂雾化喷淋装置6与第一旋转传送盘4上的卡坯槽5一一对应，当雾化器导杆7向下运动时，杀菌剂雾化喷淋装置6下端的内喷雾杆19伸入瓶坯1内部，外喷雾罩20罩住至少包含瓶颈螺纹23的瓶坯外表面1b，并通过雾化喷嘴21将储液箱9中的低浓度化学杀菌剂分别喷淋到瓶坯内表面1a和至少包含瓶颈螺纹23的瓶坯外表面1b。
一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌装置，还包括与U型脉冲灯管导杆17下端相连的U型脉冲灯管16和固定的双环形脉冲灯管15，U型脉冲灯管导杆17沿着U型脉冲灯管升降槽13移动，带动U型脉冲灯管16在水平方向上圆周运动的同时在垂直方向上上下运动，U型脉冲灯管16与第二旋转传送盘12上的卡坯槽5一一对应，当U型脉冲灯管导杆17向下运动时，U型脉冲灯管16伸入瓶坯1内部；固定的双环形脉冲灯管15的上环灯管靠近瓶坯外表面1b的瓶颈螺纹，所述双环形脉冲灯管15的下环灯管均绕着固定带的通孔设置。
一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌装置，还包括传送导轨3、第一驱动设备10、第一旋转传送盘4、过渡旋转传送盘11、第二驱动设备14、第二旋转传送盘12，传送导轨3用于使瓶坯1在杀菌段保持瓶口垂直朝上的状态传送，包括底部传送带和固定带；第一旋转传送盘4、过渡旋转传送盘11和第二旋转传送盘12上设有等距离分布的卡坯槽5；第一驱动设备10由支承装置25a固定支承，第一驱动设备10驱动轴的旋转，带动雾化器导杆7沿着雾化器升降槽8转动，同时带动第一旋转传送盘4转动；第二驱动设备14由支承装置25c固定支承，第二驱动设备14驱动轴的旋转，带动U型脉冲灯管导杆17沿着U型脉冲灯管升降槽13转动，同时带动第二旋转传送盘12转动。
一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌装置，还包括进坯理坯机2和出坯机18，进坯理坯机2用于使瓶坯按照一定的均匀的间隔送入杀菌阶段；出坯机18用于将瓶坯按照要求送入下一处理阶段。
一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌装置的工作过程如下：
如图6所示，瓶坯1依次经过化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ以及脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ。
瓶坯1经由进坯理坯机2按照一定的间隔被送入第一旋转传送盘4的卡坯槽5，卡坯槽5与杀菌剂雾化喷淋装置6一一对应，第一驱动设备10驱动轴的旋转，带动第一旋转传送盘4转动，并带动雾化器导杆7沿着雾化器升降槽8移动，瓶坯1和雾化器导杆7在水平方向上的移动是同步的，瓶坯1进入第一旋转传送盘4后，雾化器导杆7逐渐下降，内喷雾杆19逐渐伸入瓶坯内部，外喷雾罩20逐渐罩住瓶坯外部，当雾化器导杆7下降到最低点时，内喷雾杆19靠近瓶坯1的底部，外喷雾罩20罩住至少包含瓶颈螺纹23部分的瓶坯外表面1b，此时储液箱9内浓度为50～2500ppm的杀菌剂过氧化氢(H2O2)经由雾化喷嘴21喷出，在瓶坯内表面1a以及至少包含瓶颈螺纹23部分的瓶坯外表面1b形成一层杀菌剂薄膜，随后随着雾化器导杆7的上升，杀菌剂雾化喷淋装置6整体离开瓶坯1；瓶坯1沿着传送导轨3进入过渡旋转传送盘11，过渡旋转传送盘11可以根据处理负载量调节转动方向，防止瓶坯在传送导轨上阻塞；随后瓶坯1被送入第二旋转传送盘12的卡坯槽5，卡坯槽5与U型脉冲灯管16一一对应，第二驱动设备14驱动轴的转动，带动第二旋转传送盘12转动，并带动U型脉冲灯管导杆17沿着U型脉冲灯管升降槽13移动，瓶坯1和U型脉冲灯管导杆17在水平方向上的移动是同步的，瓶坯1进入第二旋转传送盘12后，U型脉冲灯管导杆17逐渐下降，U型脉冲灯管16逐渐伸入瓶坯内部，同时U型脉冲灯管16和外部的双环形脉冲灯管15闪烁一定的次数(1～7次)，使瓶坯内表面1a和瓶坯外表面1b覆盖的杀菌剂活化，促进过氧化氢(H2O2)分解为水(H2O)和氧气(O2)，并杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物；杀菌完成后，随着U型脉冲灯管导杆17的上升，U型脉冲灯管16整体离开瓶坯1，瓶坯1经由出坯机18输送至下一处理段。
为了进一步对本发明进行说明，将瓶坯分别经过试验1-3和对比试验1-5的处理，根据杀菌效率对数值，比较不同杀菌方式对瓶坯的杀菌效果，结果见表1。
表1不同处理方式的杀菌效果
Figure GDA0003676157850000091
由表1可知，经本发明的化学杀菌剂耦合脉冲强光杀菌的瓶坯1，仅需采用低浓度常温化学杀菌剂和低强度脉冲强光辐照处理即可实现对瓶坯1有效地杀菌，杀菌效果与对照例采用低浓度高温化学杀菌剂、高浓度常温化学杀菌剂和高强度脉冲强光辐照处理相比更好，说明该化学杀菌剂耦合脉冲强光杀菌对瓶坯杀菌的方法，能够减少化学杀菌剂的使用，降低所需脉冲强光辐照的强度，具有杀菌效率高、结构简单、不易残留、不易导致瓶坯材料辐照变性的优点。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，包括化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ、脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ和传送机构，其特征在于，瓶坯(1)通过所述传送机构的输送依次经过化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，其中，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ向瓶坯(1)的内外表面喷淋低浓度化学杀菌剂以形成一层杀菌剂薄膜，对瓶坯(1)上附着的微生物进行预杀菌；所述过渡段Ⅱ用于将瓶坯(1)由化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；在脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，通过低强度脉冲强光的多次闪烁激活附着在瓶坯(1)上的化学杀菌剂并直接杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物；
化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ包括第一旋转传送盘(4)、杀菌剂雾化喷淋装置(6)、雾化器导杆(7)、雾化器升降槽(8)、储液箱(9)和第一驱动设备(10)，所述雾化器导杆(7)与储液箱(9)的内部相连通，所述杀菌剂雾化喷淋装置(6)与所述雾化器导杆(7)的下端相连，所述杀菌剂雾化喷淋装置(6)包括内喷雾杆(19)和外喷雾罩(20)，外喷雾罩(20)环绕设置在内喷雾杆(19)的周围，所述内喷雾杆(19)的外表面和外喷雾罩(20)的内表面均开设有均匀分布的雾化喷嘴(21)；第一驱动设备(10)由支承装置Ⅰ(25a)固定支承，雾化器升降槽(8)开设在储液箱(9)的外表面，所述雾化器导杆(7)的上端滑动于雾化器升降槽(8)中并沿着雾化器升降槽(8)移动，第一驱动设备(10)驱动轴的转动，带动雾化器导杆(7)和第一旋转传送盘(4)做同步同轴转动；
脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ包括第二旋转传送盘(12)、U型脉冲灯管升降槽(13)、第二驱动设备(14)、双环形脉冲灯管(15)、U型脉冲灯管(16)和U型脉冲灯管导杆(17)，U型脉冲灯管(16)与U型脉冲灯管导杆(17)的下端相连，第二驱动设备(14)由支承装置Ⅲ(25c)固定支承，U型脉冲灯管导杆(17)的上端滑动于U型脉冲灯管升降槽(13)中并沿着U型脉冲灯管升降槽(13)移动，第二驱动设备(14)驱动轴的转动，带动U型脉冲灯管导杆(17)和第二旋转传送盘(12)做同轴同步转动；
过渡段Ⅱ包括过渡旋转传送盘(11)和第三驱动设备，第三驱动设备由支承装置Ⅱ(25b)固定支承，所述第三驱动设备驱动轴的转动，带动过渡旋转传送盘(11)顺时针或逆时针转动以将瓶坯(1)送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；
传送机构包括传送导轨(3)、进坯理坯机(2)和出坯机(18)，所述传送导轨(3)包括底部传送带和两条侧方固定带，所述传送导轨(3)用于使瓶坯(1)在杀菌段保持瓶口垂直朝上的状态传送，所述进坯理坯机(2)与第一旋转传送盘(4)相连，所述进坯理坯机(2)用于使瓶坯(1)按照均匀的间隔送入化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ；所述出坯机(18)与第二旋转传送盘(12)相连，所述出坯机(18)用于将完成消毒的瓶坯(1)送入下一处理段；
储液箱(9)中化学杀菌剂的种类包括但不限于过氧化氢、过氧乙酸或者次氯酸钠，其浓度为50～2500ppm。
2.根据权利要求1所述的一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，其特征在于，过渡旋转传送盘(11)、第一旋转传送盘(4)和第二旋转传送盘(12)的侧面均等间距开设有与瓶坯(1)外形相配的卡坯槽(5)；传送导轨(3)的固定带至少在预杀菌段Ⅰ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ中间部分存在方形通孔，使固定带与瓶坯外表面(1b)接触面积足够小，以实现对瓶坯外表面(1b)全面地杀菌。
3.根据权利要求2所述的一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，其特征在于，杀菌剂雾化喷淋装置(6)与第一旋转传送盘(4)上的卡坯槽(5)一一对应，且相邻杀菌剂雾化喷淋装置(6)之间的弧长与第一旋转传送盘(4)上相邻卡坯槽(5)之间的弧长相同；雾化器导杆(7)沿着雾化器升降槽(8)移动，带动杀菌剂雾化喷淋装置(6)在水平方向做圆周运动的同时在垂直方向上下运动，雾化器导杆(7)向下运动带动杀菌剂雾化喷淋装置(6)下端的内喷雾杆(19)逐步伸入瓶坯(1)内部，外喷雾罩(20)逐渐罩住瓶坯(1)外部，当雾化器导杆(7)下降到最低点时，内喷雾杆(19)靠近瓶坯(1)的底部，外喷雾罩(20)罩住至少包含瓶颈螺纹(23)部分的瓶坯外表面(1b)。
4.根据权利要求2所述的一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，其特征在于，U型脉冲灯管(16)与第二旋转传送盘(12)上的卡坯槽(5)一一对应，且相邻U型脉冲灯管(16)之间的弧长与第二旋转传送盘(12)上相邻卡坯槽(5)之间的弧长相同；U型脉冲灯管导杆(17)沿着U型脉冲灯管升降槽(13)移动，带动U型脉冲灯管(16)在水平方向做圆周运动的同时在垂直方向上下运动，U型脉冲灯管导杆(17)向下运动带动U型脉冲灯管(16)逐步伸入瓶坯(1)内部。
5.根据权利要求4所述的一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，其特征在于，所述双环型脉冲灯管(15)沿着位于脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ的固定带部分设置，其中，所述固定的双环形脉冲灯管(15)的上环灯管靠近瓶坯外表面(1b)的瓶颈螺纹(23)，所述双环型脉冲灯管的下环灯管位于传送导轨(3)的固定带之间。
6.一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的方法，包括以下步骤：
瓶坯(1)经由进坯理坯机(2)按照一定的间隔被送入第一旋转传送盘(4)上的卡坯槽(5)中，在第一驱动设备(10)的驱动下，第一旋转传送盘(4)带动瓶坯(1)移动，位于瓶坯(1)正上方的雾化器导杆(7)转动的同时开始逐渐下降，当雾化器导杆(7)下降到最低点时，储液箱(9)内杀菌剂经由雾化喷嘴(21)喷出，在瓶坯内表面(1a)以及至少包含瓶颈螺纹(23)部分的瓶坯外表面(1b)形成一层杀菌剂薄膜，随后随着雾化器导杆(7)的上升，内喷雾杆(19)和外喷雾罩(20)逐步整体离开瓶坯(1)；
经过预杀菌的瓶坯(1)沿着传送导轨(3)进入过渡旋转传送盘(11)，在第三驱动设备的驱动下，过渡旋转传送盘(11)带动瓶坯(1)再次进入传送导轨(3)并被送入第二旋转传送盘(12)上的卡坯槽(5)中，在第二驱动设备(14)的驱动下，第二旋转传送盘(12)带动瓶坯(1)移动，位于瓶坯(1)正上方的U型脉冲灯管导杆(17)转动的同时开始逐渐下降，当U型脉冲灯管导杆(17)下降到最低点时，U型脉冲灯管(16)和外部的双环形脉冲灯管(15)同时闪烁多次，使瓶坯内表面(1a)和瓶坯外表面(1b)覆盖的杀菌剂活化，并杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物；杀菌完成后，随着U型脉冲灯管导杆(17)的上升，U型脉冲灯管(16)整体离开瓶坯(1)，瓶坯(1)经由出坯机(18)输送至下一处理段。
7.根据权利要求6所述的一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的方法，其特征在于，所述U型脉冲灯管和双环型脉冲灯管发射的脉冲强光波长范围为200～1100nm，每秒发射脉冲数为1～3个；所述U型脉冲灯管和双环型脉冲灯管发射的脉冲强光的强度通过控制其闪烁次数来确定，所述U型脉冲灯管(16)和外部的双环形脉冲灯管(15)的闪烁次数为1～7次。
8.根据权利要求6所述的一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的方法，其特征在于，所述脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ外设有用于屏蔽脉冲强光的脉冲强光屏蔽罩；过渡旋转传送盘(11)根据处理负载量调节转动方向，以防止瓶坯(1)在传送导轨(3)上阻塞。
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