CN209204183U - 一种无菌空气制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无菌空气制备装置，涉及除菌技术领域，解决了现有技术中介质杀菌过程复杂、时间长的技术问题。该无菌空气制备装置包括本体和气体引导组件。气体引导组件包括用于向本体内导入待处理空气和/或将处理后的空气排出的空气引导组件和用于向本体内导入蒸汽以对本体内进行杀菌和/或将用于杀菌后的蒸汽排出的蒸汽引导组件，其中，蒸汽引导组件包括位于本体下端侧面的蒸汽入口和第一蒸汽出口，以及位于本体顶端的第二蒸汽出口，以使蒸汽从蒸汽入口进入本体内杀菌后能够通过第一蒸汽出口和第二蒸汽出口同时排出本体。在气体引导组件的引导下，无需切换蒸汽入口便能形成不同方向的蒸汽流，实现对本体内任意角落杀菌，简化杀菌操作。

Description

一种无菌空气制备装置

技术领域

本实用新型涉及除菌装置技术领域，尤其涉及一种无菌空气制备装置。

背景技术

生物发酵行业中，由于发酵微生物生长和/或繁殖的需要，在发酵过程中，需要向发酵装置中注入空气。为了避免向发酵装置中引入空气中混杂着的微生物和尘埃等杂质，一般需要对通入的空气进行无菌处理。

无菌空气的制备包括辐射杀菌、加热杀菌、化学药物杀菌以及静电吸附和介质过滤等方法。其中，介质过滤除菌操作方便、除菌速度快且经济成本低，成为生物发酵行业最为常见的除菌方法。现有技术中过滤介质蒸汽杀菌分为两次进行，第一次过滤介质杀菌，先从空气入口向无菌空气制备装置内部注入蒸汽，待杀菌结束后，再打开空气出口放出蒸汽；第二次从空气出口向无菌空气制备装置内部注入蒸汽，待杀菌结束后，打开空气入口放出蒸汽。虽然现有技术中过滤介质杀菌能够达到相应的杀菌要求，但是至少存在以下不足：

1、现有技术中对过滤介质杀菌需要切换蒸汽入口，操作复杂且效率较低，并且需要两次杀菌，所需时间长；

2、现有技术中的无菌空气制备设备的净化、除菌单元设备较多，购置成本高且不适合小批量制备无菌空气。

实用新型内容

本实用新型提出一种无菌空气制备装置，解决了现有技术中介质杀菌过程复杂、杀菌时间长的技术问题。本实用新型优选技术方案所能够达到诸多有益技术效果，具体见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种无菌空气制备装置，包括本体和气体引导组件。气体引导组件包括空气引导组件和蒸汽引导组件，其中，空气引导组件用于向本体内导入待处理空气和/或用于将处理后的空气排出本体，蒸汽引导组件用于向本体内导入蒸汽以对本体内进行杀菌，和/或将用于杀菌后的蒸汽排出本体，并且，蒸汽引导组件包括位于所本体下端侧面的蒸汽入口和第一蒸汽出口，以及位于本体顶端的第二蒸汽出口，以使蒸汽能够通过蒸汽入口进入本体，并通过第一蒸汽出口和第二蒸汽出口同时排出本体。

进一步的，本体包括除湿部和过滤部，其中，除湿部位于本体底端，过滤部位于本体中部，空气引导组件包含空气导入管和空气导出管，其中，空气导入管位于除湿部的侧面并与除湿部连通，蒸汽导入管和第一蒸汽导出管设置于空气导入管上并与空气导入管连通，空气导出管位于本体的顶端并与本体连通，第二蒸汽导出管设置于空气导出管上并与空气导出管连通，并且除湿部与过滤部连通，过滤部与本体的顶部连通，以使待处理空气能够从除湿部进入，并经过滤部过滤后，从本体的顶部流出。

进一步的，空气导入管的一端连接空气压缩机，空气导入管的另一端沿着除湿部内壁水平横截面的切线方向与除湿部连通，蒸汽导入管的一端与空气导入管连通，蒸汽导入管的另一端与蒸汽发生装置和/或系统连接。

进一步的，空气导入管上设置有第一控制阀和第一压力计，空气导出管上设置有第二控制阀，并且，第一控制阀位于空气压缩机和第一蒸汽导出管之间，第一压力计位于蒸汽导入管和第一蒸汽导出管之间。

进一步的，本体还设置有第二压力计，并且第二压力计位于本体的顶部。

进一步的，过滤部包含有吸附段、加热段和除菌段，其中，吸附段位于靠近除湿部的一端，除菌段位于远离除湿部的一端，加热段位于吸附段和除菌段之间。

进一步的，吸附段包含有活性炭层，并且活性炭层的形状与吸附段对应的本体内部空间匹配，以使空气和/或蒸汽经过活性炭层后才能穿过吸附段。

进一步的，加热段包含有加热装置，并且，加热装置与吸附段和除菌段之间存在空腔，以防止加热装置上的热量直接传递至吸附段和/或除菌段。

进一步的，除菌段包含有预滤层和精滤层，其中，预滤层位于靠近加热段的一端，精滤层位于远离加热段的一端，并且，预滤层和精滤层与除菌段对应的本体内部空间匹配，以使空气和/或蒸汽经过预滤层和精滤层后才能穿过除菌段。

进一步的，吸附段、加热段和除菌段还包括支撑花板，并且，活性炭层、加热段、预滤层、精滤层通过支撑花板固定和/或隔离。

本实用新型提供的无菌空气制备装置至少具有如下有益技术效果：

本实用新型无菌空气制备装置中，空气和/或蒸汽能够通过气体引导组件到达本体内部各个部位，以使蒸汽能够对本体内部空间进行全方面的杀菌。具体的，蒸汽引导组件中的蒸汽入口和第一蒸汽出口所本体下端侧面，第二蒸汽出口位于所述本体顶端，使得用于介质杀菌的蒸汽在杀菌后能够从本体下端和顶部流出，从而在本体内部形成流向本体下端和流向本体顶部的两个不同方向的蒸汽流，使得蒸汽能够充分对本体内部各部位以及空气入口和空气出口进行杀菌。因此，蒸汽在蒸汽引导组件的引导下无需切换蒸汽进入本体的入口也能够实现不同流向的蒸汽流对本体内部的过滤介质进行杀菌。

另一方面，杀菌后的蒸汽从本体的顶部和底部流出，使得本体内部形成向顶部和底部流向的蒸汽流，有效避免了单一流向的蒸汽流对过滤部单一方向的冲击，使得过滤部的在蒸汽排放时受力更加均衡，防止过滤部因蒸汽流冲击而发生变形。

此外，本实用新型优选技术方案还可以产生如下技术效果：

1、本实用新型优选技术方案的无菌空气制备装置，空气入口沿着除湿部内壁水平横截面的切线方向与除湿部连接，使得进入本体内的空气或蒸汽能够在除湿段做水平面的圆周运动，从而使得空气中凝结的水滴和/或油滴能够在离心力的作用下与空气分离；

2、本实用新型优选技术方案的无菌空气制备装置，第一蒸汽出口位于第一控制阀靠近蒸汽入口的一端，第二蒸汽出口位于第二控制阀靠近本体的一端，使得杀菌后的蒸汽能够流经第一控制阀与除湿段之间的空气入口和/或第二控制阀与本体之间的空气出口，从而实现对空气入口和/或空气出口中与本体连通部分的杀菌；

3、本实用新型优选技术方案的无菌空气制备装置，活性炭层能够吸收空气中残留的小水滴和/或小油滴，以及过滤掉空气中的部分杂质和/或细菌；

4、本实用新型优选技术方案的无菌空气制备装置，加热装置通过对进入加热段中的空气加热，使得空气中的湿度降低，能够有效提高供空气过滤速率。

5、本实用新型优选技术方案的无菌空气制备装置，加热装置与吸附段和除菌段之间存在空腔，能够有效防止加热装置上的热量直接传递到吸附段和除菌段，避免吸附段和除菌段因为受热而被破坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型无菌空气制备装置一种优选实施方式的剖面图；

图2是本实用新型除湿部一种优选实施方式的俯视图；

图3是本实用新型支撑花板一种优选实施方式的俯视图。

图中1-除湿部；2-过滤部；21-吸附段；211-活性炭层；22-加热段；23-除菌段；231-预滤层；232-精滤层；241-支撑花板；3-气体引导组件；31-空气引导组件；32-蒸汽引导组件；311-空气入口；312-第一控制阀；313-空气出口；314-第二控制阀；321-蒸汽入口；322-第一蒸汽出口；323-第二蒸汽出口；324-第三蒸汽出口；4-第一压力计；5-第二压力计。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

参照图1，一种无菌空气制备装置的包括本体和气体引导组件3，其特征在于，气体引导组件3包括空气引导组件31和蒸汽引导组件32，其中，空气引导组件31用于向本体内导入待处理空气和/或用于将处理后的空气排出本体，蒸汽引导组件32用于向本体内导入蒸汽以对本体内进行杀菌，和/或将用于杀菌后的蒸汽排出本体，并且，蒸汽引导组件32包括位于所本体下端侧面的蒸汽入口321和第一蒸汽出口322，以及位于本体顶端的第二蒸汽出口323，以使蒸汽能够通过蒸汽入口321进入本体，并通过第一蒸汽出口322和第二蒸汽出口323同时排出本体。

优选的，当蒸汽杀菌结束后，同时打开第一蒸汽出口322和第二蒸汽出口323，使得蒸汽能够同时从除湿部1和本体的顶端同时排除，从而在本体内部形成向除湿部1和/或本体顶端运动的蒸汽流。由于除湿部1位于本体底端，所以在本体内至少形成两股流向相反的蒸汽流。

本体内形成的两股相反的蒸汽流与现有技术相比，等同于现有技术中先后从空气入口和空气出口注入蒸汽形成的不同方向的蒸汽流。因此，气体引流组件3的设置不仅避免了在过滤介质杀菌过程中对蒸汽入口的切换，还使得本体内部能够同时形成两个相反方向的蒸汽流，实现了两个方向的蒸汽流同时对过滤介质进行杀菌，从而缩短了蒸汽流的杀菌时间。

另一方面，两个方向相反的蒸汽流同时冲击在本体内过滤介质上能有效降低过滤介质杀菌时蒸汽流对过滤介质的冲击力，避免过滤介质因为受到单一方向的力而发生形变或破裂。

参照图1和图2，其特征在于，本体包括除湿部1和过滤部2，其中，除湿部1位于本体底端，过滤部2位于本体中部，空气引导组件31包含空气导入管311和空气导出管313，其中，空气导入管311位于除湿部1的侧面并与除湿部1连通，蒸汽导入管321和第一蒸汽导出管322设置于空气导入管311上并与空气导入管311连通，空气导出管313位于本体的顶端并与本体连通，第二蒸汽导出管323设置于空气导出管313上并与空气导出管313连通，并且除湿部1与过滤部2连通，过滤部2与本体的顶部连通，以使待处理空气能够从除湿部1进入，并经过滤部2过滤后，从本体的顶部流出。

作为本实用新型一种优选的实施方式，所述除湿部1内部包含有为圆柱形空间，并且空气入口311的一端与沿着该圆柱形空间内壁切线方向与除湿部1连通。圆柱形空间使得通过空气入口311进入的空气能在除湿部中做水平面的圆周运动。

参照图1，空气导入管311的一端连接空气压缩机，空气导入管311管的另一端沿着除湿部1内壁水平横截面的切线方向与除湿部1连通，蒸汽导入管321的一端与空气导入管311连通，蒸汽导入管321的另一端与蒸汽发生装置和/或系统连接。

具体的，空气压缩机在空气压缩过程中不仅能够增加空气所处空间的压强，还能够使得空气在被压缩的过程中产生高温，从而利用高温高压对空气进行杀菌。经过压缩后的空气进入空气入口311进入除湿部1中。空气在经过空气入口311的过程中与外界进行热交换，故在压缩阶段气化的并混合在空气中的水分和/或油分开始凝结为水滴和/或油滴。

作为本实用新型一种优选的实施方式，空气压缩机和空气入口311之间还可以设置冷凝装置，以加快从空气压缩机流出空气降温的速度。优选的，冷凝装置可以为放置的冷却液中的管道，还可以是增加空气入口311的长度。

当温度在空气入口311的导向下进入除湿部1时，由于空气入口311沿着除湿部1内壁水平横截面的切线方向与除湿部1连接，故进入除湿部1中空气会在惯性和除湿部1内壁的作用下做圆周运动，从而使得空气中的凝结的水滴和/或油滴会在离心力的作用下与空气分离，并沿着除湿部1内壁流下。

优选的，在除湿部1靠近地面的一端设置有排污阀，以使分离出的液体和/或固态杂质能够从排污阀流出无菌空气制备装置。

再次参照图1，空气导入管311上设置有第一控制阀312和第一压力计4，空气导出管313上设置有第二控制阀314，并且，第一控制阀312位于空气压缩机和第一蒸汽导出管322之间，第一压力计4位于蒸汽导入管321和第一蒸汽导出管322之间。第一压力计4能够监测空气入口311处内部空间的压力值，得到空气和/或蒸汽导入压力值。

作为本实用新型一种优选的实施方式，本体还设置有第二压力计5，并且第二压力计5位于本体的顶部。第二压力计5能够监测空气出口313和/或本体顶部内部空间的压力值，即空气和/或蒸汽排出压力值。

作为本实用新型一种优选的实施方式，本体顶部还设置有第三蒸汽出口324。

作为本实用新型一种优选的实施方式，第一蒸汽出口322、第二蒸汽出口323以及第三蒸汽出口324中包含有控制阀。

具体的，本实用新型所述无菌空气制备装置介质杀菌的操作如下：

首先，关闭第一控制阀312、第二控制阀314、第一蒸汽出口322、第二蒸汽出口323以及第三蒸汽出口324中的控制阀，打开蒸汽入口321以使用于杀菌的蒸汽能够充满无菌空气制备装置内部空间。当本体内部空间达到预设的压力值时，关闭蒸汽入口321，以使蒸汽能够停留在本体内部空间，达到对本体内部空间极其内部相关部件杀菌的目的。

当蒸汽在本体内部停留时间达到预定值时，同时打开第一蒸汽出口322、第二蒸汽出口323，以使本体内部水蒸气能够在大气压的作用下从第一蒸汽出口322、第二蒸汽出口323喷出，从而在本体内部形成向本体底部和本体顶部的蒸汽流。第一蒸汽出口322位于第一控制阀312靠近蒸汽入口321的一端，第二蒸汽出口323位于第二控制阀314靠近本体的一端，使得蒸汽流能够对空气出口313和空气入口311进行充分的杀菌。解决了现有技术中空气入口311和/或空气出口313因为内部空间较小，高温蒸汽进入空气入口311和/或空气出口313会与外界热传递速度快，导致蒸汽对空气入口311和/或空气出口313的杀菌效果差的技术问题。为了提高蒸汽排放速率，优选的，打开第三蒸汽出口324和/或排污阀。

作为本实用新型一种优选的实施方式，在对本体内部过滤介质进行杀菌时，优选的蒸汽的压力范围为0.1MP～0.12MP，蒸汽杀菌时间为30min～323min。

当本体内部的蒸汽排除后，关闭第一蒸汽出口322、第二蒸汽出口323、第三蒸汽出口324以及蒸汽入口321和排污阀，打开空气入口311和空气出口313。

再次参照图1，过滤部2包含有吸附段21、加热段22和除菌段23，其中，吸附段21位于靠近除湿部1的一端，除菌段23位于远离除湿部1的一端，加热段22位于吸附段21和除菌段23之间。

再次参照图1，吸附段21包含有活性炭层211，并且活性炭层211的形状与吸附段21对应的本体内部空间匹配，以使空气和/或蒸汽经过活性炭层211后才能穿过吸附段21。优选的，活性炭层211包含有高为100～200mm，直径为1mm～3mm的活性炭柱。

具体的，当空气经过除湿部1后，虽然空气中凝结的水滴和/或油滴在离心力的作用下与空气分离，但是空气中仍然存在部分气态的水和/或油。吸附段21中的活性炭层211具有很强的吸附能力，不仅能够除去空气中给的异味，还能够吸附空气中的气态和/或液体的水分、油分。经过吸附段21后，空气中的水分和油分均能够得到有效的减少，不仅有利于得到干燥的无菌空气，而且还能够有效提高过滤部2过滤除菌的速度。

再次参照图1，加热段22包含有加热装置221，并且，加热装置221与吸附段21和除菌段23之间存在空腔，以防止加热装置221上的热量直接传递至吸附段21和/或除菌段23。

经过吸附段21后的空气，虽然水分和/或油分得到有效的降低，但是空气的湿度仍然在当前温度下任然较高。加热段22通过对空气进行加热，进一步降低空气的湿度，提高空气经过过滤部2的速度。优选的，通过加热装置211加热使得空气经过加热段22后湿度不高于70％。具体的，通过调节加热装置211，使经过加热段22的空气温度达到40℃～50℃，从而使经过加热段22后的空气湿度不高于70％。

作为本实用新型一种优选的实施方式，加热装置211包含有U形管，并且U形管均匀排列在加热段22中部，构成加热段中部的加热层，以使经过加热段22的空气能够被加热装置211均匀的加热。优选的，加热装置211设置为陶瓷电加热管。

再次参照图1，除菌段23包含有预滤层231和精滤层232，其中，预滤层231位于靠近加热段22的一端，精滤层232位于远离加热段22的一端，并且，预滤层231和精滤层232与除菌段23对应的本体内部空间匹配，以使空气和/或蒸汽经过预滤层231和精滤层232后才能穿过除菌段23。

除菌段23中预虑层231和精滤层232使得除菌段23对细菌进行进一步分段过滤。优选的，预虑层231可以设置为50mm～150mm厚的玻璃纤维毡。50mm～150mm厚的玻璃纤维毡能够过滤除去空气中绝大部分的细菌和尘埃粒子。优选的，精滤层232为双层复合超细玻璃纤维纸。

参照图1和图3，吸附段21、加热段22和除菌段23还包括支撑花板241，并且，活性炭层211、加热段22、预滤层231、精滤层232通过支撑花板241固定和/或隔离。优选的，支撑花板241上包含有通孔，并且通过均匀分布在支撑花板241上，以使空气能够顺畅地通过支撑花板241。优选的，支撑花板241上通孔的直径范围为：4mm～6mm。

作为本实用新型一种优选的实施方式，支撑花板241好包含有滤网，并且，滤网的目数为40～50目。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无菌空气制备装置，包括本体和气体引导组件(3)，其特征在于，所述气体引导组件(3)包括空气引导组件(31)和蒸汽引导组件(32)，其中，所述空气引导组件(31)用于向所述本体内导入待处理空气和/或用于将处理后的空气排出所述本体，所述蒸汽引导组件(32)用于向所述本体内导入蒸汽以对所述本体内进行杀菌，和/或将用于杀菌后的蒸汽排出所述本体，并且，

所述蒸汽引导组件(32)包括位于所本体下端侧面的蒸汽导入管(321)和第一蒸汽导出管(322)，以及位于所述本体顶端的第二蒸汽导出管(323)，以使蒸汽能够通过所述蒸汽导入管(321)进入所述本体，并通过所述第一蒸汽导出管(322)和所述第二蒸汽导出管(323)同时排出所述本体。

2.根据权利要求1所述的无菌空气制备装置，其特征在于，所述本体包括除湿部(1)和过滤部(2)，其中，所述除湿部(1)位于所述本体底端，所述过滤部(2)位于所述本体中部，

所述空气引导组件(31)包含空气导入管(311)和空气导出管(313)，其中，所述空气导入管(311)位于所述除湿部(1)的侧面并与所述除湿部(1)连通，所述蒸汽导入管(321)和所述第一蒸汽导出管(322)设置于所述空气导入管(311)上并与所述空气导入管(311)连通，

所述空气导出管(313)位于所述本体的顶端并与所述本体连通，所述第二蒸汽导出管(323)设置于所述空气导出管(313)上并与所述空气导出管(313)连通，

并且所述除湿部(1)与所述过滤部(2)连通，所述过滤部(2)与所述本体的顶部连通，以使待处理空气能够从所述除湿部(1)进入，并经所述过滤部(2)过滤后，从所述本体的顶部流出。

3.根据权利要求2所述的无菌空气制备装置，其特征在于，所述空气导入管(311)的一端连接空气压缩机，所述空气导入管(311)管的另一端沿着所述除湿部(1)内壁水平横截面的切线方向与所述除湿部(1)连通，蒸汽导入管(321)的一端与所述空气导入管(311)连通，所述蒸汽导入管(321)的另一端与蒸汽发生装置和/或系统连接。

4.根据权利要求3所述的无菌空气制备装置，其特征在于，所述空气导入管(311)上设置有第一控制阀(312)和第一压力计(4)，所述空气导出管(313)上设置有第二控制阀(314)，并且，所述第一控制阀(312)位于空气压缩机和所述第一蒸汽导出管(322)之间，所述第一压力计(4)位于所述蒸汽导入管(321)和所述第一蒸汽导出管(322)之间。

5.根据权利要求4所述的无菌空气制备装置，其特征在于，所述本体还设置有第二压力计(5)，并且所述第二压力计(5)位于所述本体的顶部。

6.根据权利要求2至5之一所述的无菌空气制备装置，其特征在于，所述过滤部(2)包含有吸附段(21)、加热段(22)和除菌段(23)，其中，所述吸附段(21)位于靠近所述除湿部(1)的一端，所述除菌段(23)位于远离所述除湿部(1)的一端，所述加热段(22)位于所述吸附段(21)和所述除菌段(23)之间。

7.根据权利要求6所述的无菌空气制备装置，其特征在于，所述吸附段(21)包含有活性炭层(211)，并且所述活性炭层(211)的形状与所述吸附段(21)对应的所述本体内部空间匹配，以使空气和/或蒸汽经过所述活性炭层(211)后才能穿过所述吸附段(21)。

8.根据权利要求7所述的无菌空气制备装置，其特征在于，所述加热段(22)包含有加热装置(221)，并且，所述加热装置(221)与所述吸附段(21)和所述除菌段(23)之间存在空腔，以防止所述加热装置(221)上的热量直接传递至所述吸附段(21)和/或所述除菌段(23)。

9.根据权利要求8所述的无菌空气制备装置，其特征在于，所述除菌段(23)包含有预滤层(231)和精滤层(232)，其中，所述预滤层(231)位于靠近所述加热段(22)的一端，所述精滤层(232)位于远离所述加热段(22)的一端，并且，

所述预滤层(231)和所述精滤层(232)与所述除菌段(23)对应的所述本体内部空间匹配，以使空气和/或蒸汽经过所述预滤层(231)和所述精滤层(232)后才能穿过所述除菌段(23)。

10.根据权利要求9所述的无菌空气制备装置，其特征在于，所述吸附段(21)、所述加热段(22)和所述除菌段(23)还包括支撑花板(241)，并且，所述活性炭层(211)、所述加热段(22)、所述预滤层(231)、所述精滤层(232)通过所述支撑花板(241)固定和/或隔离。