CN113456854A - 气态杀菌剂耦合紫外线对纸铝塑卷材的杀菌装置和方法 - Google Patents
气态杀菌剂耦合紫外线对纸铝塑卷材的杀菌装置和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了属于化学与物理的复合杀菌技术领域的一种气态杀菌剂耦合紫外线对纸铝塑卷材的杀菌装置和方法。该对纸铝塑复合卷材的杀菌装置由预杀菌段(Ⅰ)、辐照段(Ⅱ)和无菌热空气段(Ⅲ)串联组成；其中，预杀菌段Ⅰ通过无菌热空气负载的化学杀菌剂钝化纸铝塑复合卷材表面的微生物，实现对纸铝塑复合卷材的预杀菌；辐照段Ⅱ通过紫外辐照活化化学杀菌剂，并在化学杀菌剂和紫外辐照的协同作用下实现对纸铝塑复合卷材的彻底杀菌；无菌热空气段Ⅲ用于清除纸铝塑复合卷材上残留化学杀菌剂。本发明所需化学杀菌剂浓度低，杀菌过程完成后几乎没有化学杀菌剂的残留，紫外辐照促使化学杀菌剂充分活化，提升杀菌效率和效果。
Description
技术领域
本发明属于化学与物理的复合杀菌技术领域，特别涉及一种气态杀菌剂耦合紫外线对纸铝塑卷材的杀菌装置和方法。
背景技术
许多可灌装的食品(果汁、UHT牛奶等)均采用纸铝塑复合材料进行包装。纸铝塑复合包装材料通常由单层或多层塑料、铝箔和层压纸板类材料构成。纸板为包装提供坚韧度，塑料起到了防止液体溢漏的作用，铝箔能够阻挡光线和氧气的进入，从而保持了产品的高品质和长货架期。
在全自动包装机上，包装是通过包装片材的机械折叠形成的，而包装片材是由连续的包装材料卷或带裁切而成。对于传统的填充密封型无菌包装机而言，将复合包装材料卷从一卷轴上退绕下来，并通过一个杀菌装置，例如浸泡在装有化学杀菌剂(如过氧化氢水溶液)的浴槽中进行杀菌，为了保证杀菌处理的快速、有效，化学杀菌剂必须保持在约70℃的高温状态。然而，这种方法需要消耗大量化学杀菌剂，增大了化学杀菌剂残留在包装材料表面的风险。专利CN 101224308A公开了一种用于对纸铝塑复合包装材料杀菌的装置和方法，先将包装材料片通过装有过氧化氢溶液的浴槽，再引入无菌热空气加热室中，气化并活化附着在包装材料表面的过氧化氢溶液薄膜，实现杀菌消毒的目的。但这种方法并不能有效地减少化学杀菌剂的消耗量。
发明内容
本发明的目的是提供一种气态杀菌剂耦合紫外线对纸铝塑卷材的杀菌装置和方法，其特征在于，所述对纸铝塑复合卷材的杀菌装置由预杀菌段Ⅰ、辐照段Ⅱ和无菌热空气段Ⅲ串联组成；
所述预杀菌段Ⅰ是在预杀菌室4上方固定辊轴2，预杀菌室4顶面设置预杀菌室入口3、底面设置预杀菌室出口7，与出入口平行的相对两个侧面上固定气体喷嘴5；化学杀菌剂浓度探测器6固定在预杀菌室4底面上；
所述辐照段Ⅱ的辐照室9布置在预杀菌室4下面，其顶面、底面错位设置辐照室入口8、辐照室出口14，在辐照室9内中下部或中上部平行出入口错位固定下传送辊10和上传送辐照室出口14辊11；第一排紫外灯管12竖直排列在下传送辊10上面，第二排紫外灯管13竖直排列在上传送辊11下面；
所述无菌热空气段Ⅲ的无菌热空气室16布置在辐照室出口14下面，其顶面、底面设置无菌热空气室入口15和无菌热空气室出口18；无菌热空气喷嘴17分两排竖直排列在出入口连接线两边，正对着纸铝塑复合卷材两面；纸铝塑复合卷材1从辊轴2从上至下依次穿过预杀菌室4、辐照室9和无菌热空气室16的出入口。
所述辐照室入口正对预杀菌室出口7，辐照室出口14正对无菌热空气室入口15。
一种气态杀菌剂耦合紫外线对纸铝塑卷材的杀菌的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.在预杀菌段Ⅰ，卷轴2旋转传送纸铝塑复合卷材1，经由预杀菌室入口3进入预杀菌室4中，通过气体喷嘴5向纸铝塑复合卷材1的两面喷射无菌热空气负载的气态化学杀菌剂，化学杀菌剂作用钝化纸铝塑复合卷材1表面的微生物，实现对纸铝塑复合卷材1的预杀菌；气态化学杀菌剂的浓度为100-2000ppm；
步骤2.辐照段Ⅱ，从预杀菌室4传送出的纸铝塑复合卷材1，经由辐照室入口8进入辐照室9中，纸铝塑复合卷材1在下传送辊10、上传送辊11转动的带动下运动，下传送辊10、上传送辊11起引导辊的导向作用，使纸铝塑复合卷材1在辐照室9内经过多个U型路径运动，并接受第一排紫外灯管12、第二排紫外灯管13的辐照，紫外辐照的作用是提供活化化学杀菌剂所需的能量，激活化学杀菌剂，以及通过紫外辐照直接杀灭微生物；在化学杀菌剂和紫外线辐照的协同作用下实现对纸铝塑复合卷材1的彻底杀菌；
步骤3.随后在无菌热空气段Ⅲ，纸铝塑复合卷材1经由无菌热空气室入口15进入无菌热空气室16，无菌热空气室16上方和下方的无菌热空气喷嘴17向纸铝塑复合卷材1表面喷无菌热空气，用于除去纸铝塑复合卷材1表面残余的化学杀菌剂。
所述预杀菌室4内气态化学杀菌剂当浓度过大时，气体喷嘴5喷射流量调节减小；当气态化学杀菌剂浓度过小时，气体喷嘴5喷射流量调节加大。
所述气体喷嘴5喷射的无菌热空气负载的化学杀菌剂为过氧化氢、过氧乙酸或者次氯酸钠。
所述预杀菌段Ⅰ和无菌热空气段Ⅲ涉及的无菌热空气温度为50-80℃。
本发明的有益效果是
本发明将无菌热空气负载的气态化学杀菌剂喷射到纸铝塑复合卷材表面，以钝化表面的微生物，再通过紫外线辐照活化化学杀菌剂，在化学杀菌剂和紫外线辐照的协同作用下实现对纸铝塑卷材全面彻底的杀菌，再通过无菌热空气除去表面残余的化学杀菌剂。本发明所需化学杀菌剂浓度低，杀菌过程完成后几乎没有化学杀菌剂的残留，紫外辐照促使化学杀菌剂充分活化，提升杀菌效率和效果。
附图说明
图1为纸铝塑复合卷材杀菌装置的立体结构示意图。
图2为图1的A-A平面结构示意图。
图3为图2的B-B平面结构示意图。
图4为无菌热空气室C-C平面结构示意图。
图中附图标记为：
1-纸铝塑复合卷材，2-辊轴，3-预杀菌室入口，4-预杀菌室，5-气体喷嘴，6-化学杀菌剂浓度探测器，7-预杀菌室出口，8-辐照室入口，9-辐照室，10、11-传送辊，12、13-紫外灯管，14-辐照室出口，15-无菌热空气室入口，16-无菌热空气室，17-无菌热空气喷嘴，18-无菌热空气室出口，Ⅰ-预杀菌段，Ⅱ-辐照段，Ⅲ-无菌热空气段。
具体实施方式
本发明提供一种气态杀菌剂耦合紫外线对纸铝塑卷材的杀菌装置和方法。下面结合附图对本发明予以进一步说明。
图1所示为对纸铝塑复合卷材的杀菌装置立体结构示意图。图中所示气态杀菌剂耦合紫外线对纸铝塑卷材的杀菌装置由预杀菌段Ⅰ、辐照段Ⅱ和无菌热空气段Ⅲ串联组成；所述预杀菌段Ⅰ是在预杀菌室4上方固定辊轴2，预杀菌室4顶面设置预杀菌室入口3、底面设置预杀菌室出口7，与出入口平行的相对两个侧面上固定气体喷嘴5；化学杀菌剂浓度探测器6固定在预杀菌室4底面上(如图2所示)；
如图3所示，所述辐照段Ⅱ的辐照室9布置在预杀菌室4下面，其顶面、底面错位设置辐照室入口8、辐照室出口14，在辐照室9内中下部或中上部平行出入口错位固定下传送辊10和上传送辐照室出口14辊11；第一排紫外灯管12竖直排列在下传送辊10上面，第二排紫外灯管13竖直排列在上传送辊11下面；其中，辐照室入口正对预杀菌室出口7，辐照室出口14正对无菌热空气室入口15。
如图4所示，所述无菌热空气段Ⅲ的无菌热空气室16布置在辐照室出口14下面，其顶面、底面设置无菌热空气室入口15和无菌热空气室出口18；无菌热空气喷嘴17分两排竖直排列在出入口连接线两边，正对着纸铝塑复合卷材两面；纸铝塑复合卷材1从辊轴2从上至下依次穿过预杀菌室4、辐照室9和无菌热空气室16的出入口。
一种气态杀菌剂耦合紫外线对纸铝塑卷材的杀菌方法，包括以下步骤：
步骤1.在预杀菌段Ⅰ，卷轴2旋转传送纸铝塑复合卷材1，经由预杀菌室入口3进入预杀菌室4中，气体喷嘴5将无菌热空气负载的气态化学杀菌剂过氧化氢、过氧乙酸或者次氯酸钠向纸铝塑复合卷材1的两面喷射，化学杀菌剂作用钝化纸铝塑复合卷材1表面的微生物，实现对纸铝塑复合卷材1的预杀菌；气态化学杀菌剂的浓度为100-2000ppm。
步骤2.辐照段Ⅱ，从预杀菌室4传送出的纸铝塑复合卷材1，经由辐照室入口8进入辐照室9中，纸铝塑复合卷材1在下传送辊10、上传送辊11转动的带动下运动，下传送辊10、上传送辊11起引导辊的导向作用，使纸铝塑复合卷材1在辐照室9内经过多个U型路径运动，并接受第一排紫外灯管12、第二排紫外灯管13的辐照，紫外辐照的作用是提供活化化学杀菌剂所需的能量，激活化学杀菌剂，以及通过紫外辐照直接杀灭微生物；在化学杀菌剂和紫外线辐照的协同作用下实现对纸铝塑复合卷材1的彻底杀菌；
步骤3.随后在无菌热空气段Ⅲ，纸铝塑复合卷材1经由无菌热空气室入口15进入无菌热空气室16，无菌热空气室16上方和下方的无菌热空气喷嘴17向纸铝塑复合卷材1表面喷无菌热空气，用于除去纸铝塑复合卷材1表面残余的化学杀菌剂。所述预杀菌段Ⅰ和无菌热空气段Ⅲ涉及的无菌热空气温度为50-80℃。
所述预杀菌室4内气态化学杀菌剂当浓度过大时，气体喷嘴5喷射流量调节减小；当气态化学杀菌剂浓度过小时，气体喷嘴5喷射流量调节加大。
Claims (5)
1.一种气态杀菌剂耦合紫外线对纸铝塑卷材的杀菌装置，所述对纸铝塑复合卷材的杀菌装置由预杀菌段(Ⅰ)、辐照段(Ⅱ)和无菌热空气段(Ⅲ)串联组成；其特征在于，所述预杀菌段(Ⅰ)是在预杀菌室(4)上方固定辊轴(2)，预杀菌室(4)顶面设置预杀菌室入口(3)、底面设置预杀菌室出口(7)，与出入口平行的相对两个侧面上固定气体喷嘴(5)；化学杀菌剂浓度探测器(6)固定在预杀菌室(4)底面上；
所述辐照段(Ⅱ)的辐照室(9)布置在预杀菌室(4)下面，其顶面、底面错位设置辐照室入口(8)、辐照室出口(14)，在辐照室(9)内中下部或中上部平行出入口错位固定下传送辊(10)和上传送辊(11)；辐照室出口(14)第一排紫外灯管(12)竖直排列在下传送辊(10)上面，第二排紫外灯管(13)竖直排列在上传送辊(11)下面；
所述无菌热空气段(Ⅲ)的无菌热空气室(16)布置在辐照室出口(14)下面，其顶面、底面设置无菌热空气室入口(15)和无菌热空气室出口(18)；无菌热空气喷嘴(17)分两排竖直排列在出入口连接线两边，正对着纸铝塑复合卷材两面；纸铝塑复合卷材(1)从辊轴(2)从上至下依次穿过预杀菌室(4)、辐照室(9)和无菌热空气室(16)的出入口。
2.根据权利要求1所述气态杀菌剂耦合紫外线对纸铝塑卷材的杀菌装置，其特征在于，所述辐照室入口正对预杀菌室出口(7)，辐照室出口(14)正对无菌热空气室入口(15)。
3.一种气态杀菌剂耦合紫外线对纸铝塑卷材的杀菌方法，其特征在于，气态化学杀菌剂耦合紫外线辐照对纸铝塑复合卷材杀菌过程包括以下步骤：
步骤1.在预杀菌段(Ⅰ)，卷轴(2)旋转传送纸铝塑复合卷材(1)，经由预杀菌室入口(3)进入预杀菌室(4)中，通过气体喷嘴(5)向纸铝塑复合卷材(1)的两面喷射无菌热空气负载的气态化学杀菌剂，化学杀菌剂作用钝化纸铝塑复合卷材(1)表面的微生物，实现对纸铝塑复合卷材(1)的预杀菌；气态化学杀菌剂的浓度为100-2000ppm；
步骤2.辐照段(Ⅱ)，从预杀菌室(4)传送出的纸铝塑复合卷材(1)，经由辐照室入口(8)进入辐照室(9)中，纸铝塑复合卷材(1)在下传送辊(10)、上传送辊(11)转动的带动下运动，下传送辊(10)、上传送辊(11)起引导辊的导向作用，使纸铝塑复合卷材(1)在辐照室(9)内经过多个U型路径运动，并接受第一排紫外灯管(12)、第二排紫外灯管(13)的辐照，紫外辐照的作用是提供活化化学杀菌剂所需的能量，激活化学杀菌剂，以及通过紫外辐照直接杀灭微生物；在化学杀菌剂和紫外线辐照的协同作用下实现对纸铝塑复合卷材(1)的彻底杀菌；
步骤3.随后在无菌热空气段(Ⅲ)，纸铝塑复合卷材(1)经由无菌热空气室入口(15)进入无菌热空气室(16)，无菌热空气室(16)上方和下方的无菌热空气喷嘴(17)向纸铝塑复合卷材(1)表面喷无菌热空气，用于除去纸铝塑复合卷材(1)表面残余的化学杀菌剂；
所述预杀菌室(4内气态化学杀菌剂当浓度过大时，气体喷嘴(5)喷射流量调节减小；当气态化学杀菌剂浓度过小时，气体喷嘴(5)喷射流量调节加大。
4.根据权利要求3所述气态化学耦合紫外线对纸铝塑复合卷材的杀菌的方法，其特征在于，所述气体喷嘴5喷射的无菌热空气负载的化学杀菌剂为过氧化氢、过氧乙酸或者次氯酸钠。
5.根据权利要求3所述气态化学耦合紫外线对纸铝塑复合卷材的杀菌的方法，其特征在于，所述预杀菌段Ⅰ和无菌热空气段Ⅲ涉及的无菌热空气温度为50-80℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211001 |
|
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