CN214969544U - 一种电子束灭菌系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子束灭菌系统，包括屏蔽壳体，所述屏蔽壳体内设有空气过滤装置、气体灭菌装置、物料输送装置以及抽排装置，所述屏蔽壳体于所述物料输送装置的两端分别设有进料门和出料门，所述物料输送装置上设有电子束灭菌工位，所述电子束灭菌工位位于所述进料门和出料门之间，所述物料输送装置的两端均与所述电子束灭菌工位之间具有高差。本实用新型具有结构简单、成本低、生产效率高等优点。

Description

一种电子束灭菌系统

技术领域

本实用新型涉及食品、药品包装设备，尤其涉及一种电子束灭菌系统。

背景技术

电子束灭菌法是辐射灭菌法之一，是指将物品置于适宜的电子发射器发送的电子束中进行电离辐射而达到杀灭微生物的方法。医疗器械、容器、生产辅助用品、不受辐射破坏的原料药及成品等均可采用辐射灭菌。

由于辐射消毒具有灭菌彻底，无污染、无残留，不需加热，穿透力强，加工时不需要打开产品包装，操作简单快捷，可连续作业，易于过程控制，消毒灭菌后的产品在密封状态下可长期保存等优点，《中国药典》2020版已明确将辐射灭菌法纳入常用的灭菌方法之一。

现阶段的电子束灭菌设备由于价格昂贵、结构复杂等特点，难以被广泛使用。专利文献(CN111278470A)公开了一种表面净化装置及操作方法，通过采用2个周向壁和锁定腔室、2个提升旋转装置并将传输方式改成上下迷宫式传输，从而屏蔽电子束产生的X射线向外逃逸，其结构非常复杂，并且将传输装置分成了多段，同时包含多种运动机构，可靠性低。专利文献(CN104335290B)公开了一种电子线照射装置，虽然采用了3台小尺寸电子束发射器，从而降低成本，且灭菌效果较好。但是需要将待灭菌的物料旋转4次，每次旋转90°，并通过传输机构将物料在电子束发射器之间来回穿过4次，加工效率非常的低，不能用于高速生产。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低、生产效率高的电子束辐射灭菌系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种电子束灭菌系统，包括屏蔽壳体，所述屏蔽壳体内设有空气过滤装置、气体灭菌装置、物料输送装置以及抽排装置，所述屏蔽壳体于所述物料输送装置的两端分别设有进料门和出料门，所述物料输送装置上设有电子束灭菌工位，所述电子束灭菌工位位于所述进料门和出料门之间，所述物料输送装置的两端均与所述电子束灭菌工位之间具有高差。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述空气过滤装置位于物料输送装置靠近进料门的一端的上方，所述气体灭菌装置位于物料输送装置靠近出料门的一端的上方，所述抽排装置位于所述空气过滤装置与所述气体灭菌装置之间。

所述物料输送装置的下方设有驱动及电气控制区，所述驱动及电气控制区与所述物料输送装置之间设有隔板。

所述物料输送装置包括依次布置的进料机构、进料升降机构、灭菌输送机构、出料升降机构及出料机构，所述空气过滤装置位于所述进料机构的上方，所述抽排装置位于所述进料升降机构的上方，所述电子束灭菌工位设于所述灭菌输送机构上，所述气体灭菌装置位于所述出料升降机构及出料机构的上方。

若所述进料机构、进料升降机构、灭菌输送机构、出料升降机构及出料机构所在区域的气压分别为P₁、P₂、P₃、P₄和P₅，则P₁＞P₂，P₃＞P₂且P₃＜P₄＜P₅。

所述电子束灭菌工位设有安装支架，所述安装支架上设有物料通道及用于对物料通道上的物料进行灭菌的电子束发射器，所述灭菌输送机构包括用于托住物料裙边的滚轮组件，所述滚轮组件设于所述物料通道的两侧。

所述安装支架上设有导向轮，所述导向轮配设有导轨。

所述进料升降机构包括升降平台、设于升降平台上的输送辊筒、以及用于驱动升降平台升降的驱动组件，所述升降平台配设有升降导轨。

所述进料升降机构包括升降平台、设于升降平台上的输送驱动件、以及用于驱动升降平台升降的驱动组件，所述输送驱动件上设有用于夹持物料裙边的夹爪。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型公开的电子束灭菌系统，在屏蔽壳体内设有空气过滤装置、气体灭菌装置及抽排装置，空气过滤装置用于对新空气进行过滤，新空气被过滤、净化之后才能进入屏蔽壳体内部，保证系统内部无菌环境；气体灭菌装置在系统进行电子束灭菌之前产生灭菌气体杀灭屏蔽壳体内部的微生物，保证系统内部无菌环境，从而保证物料经过辐射灭菌之后不会被微生物重新污染；抽排装置用于排出系统内部气体；屏蔽壳体上与物料输送装置两端对应的位置分别设有进料门和出料门，进料门打开，待灭菌物料从进料门进入屏蔽壳体内部，然后进料门关闭，物料输送装置将待灭菌物料输送至电子束灭菌工位进行辐射灭菌，完成灭菌之后，物料输送装置将物料输送至出料门处，出料门打开，物料从出料门输出，可以实现连续生产，提高生产效率；由于物料输送装置的两端均与电子束灭菌工位之间具有高差，在进料门、出料门打开时，有利于防止X射线从门洞处直接射出。

附图说明

图1是本实用新型电子束辐射灭菌系统的立体结构示意图。

图2是本实用新型电子束辐射灭菌系统内部的主视结构示意图。

图3是本实用新型中的物料输送装置的立体结构示意图。

图4是本实用新型中的灭菌工位的立体结构示意图。

图5是本实用新型中的灭菌输送机构的立体结构示意图。

图6是本实用新型中的进料升降机构或出料升降机构的第一种实施例的结构示意图。

图7是本实用新型中的进料升降机构或出料升降机构的第二种实施例的结构示意图。

图8是本实用新型中的灭菌工位第二种实施例的立体结构示意图。

图中各标号表示：1、屏蔽壳体；11、进料门；12、出料门；13、驱动及电气控制区；14、隔板；15、新风进风口；16、出风口；2、空气过滤装置；3、气体灭菌装置；31、灭菌气体进气口；32、灭菌气体出气口；4、物料输送装置；41、进料机构；42、进料升降机构；421、升降平台；422、输送辊筒；423、驱动组件；424、升降导轨；425、输送驱动件；426、夹爪；43、灭菌输送机构；44、出料升降机构；45、出料机构；5、电子束灭菌工位；51、安装支架；52、物料通道；53、电子束发射器；55、导向轮；56、导轨；6、抽排装置；7、巢盒；71、巢盒裙边。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一

图1至图6示出了本实用新型电子束灭菌系统的一种实施例，本实施例的电子束灭菌系统，包括屏蔽壳体1，屏蔽壳体1内设有空气过滤装置2(例如H14级高效微生物过滤装置等)、气体灭菌装置3(例如过氧化氢气体灭菌装置等)、物料输送装置4(例如滚轮输送装置、辊筒输送装置等)以及抽排装置6(例如排风机等)，屏蔽壳体1于物料输送装置4的两端分别设有进料门11和出料门12(参见图2，进料门11设于屏蔽壳体1左侧，出料门12设于屏蔽壳体1右侧)，物料输送装置4上设有电子束灭菌工位5，电子束灭菌工位5位于进料门11和出料门12之间，物料输送装置4的两端均与电子束灭菌工位5之间具有高差，具体为进料机构41、出料机构45的高度低于电子束灭菌工位5的高度，进料门11与进料机构41配合动作，出料机构45与出料门12配合动作。当然在其他实施例中，也可将进料机构41、出料机构45的高度设置为大于电子束灭菌工位5的高度，同样可以防止X射线从门洞位置直接射出。不足之处在于，由于进料机构41、出料机构45的高度较高，不利于与上下游设备对接。

该电子束灭菌系统，在屏蔽壳体1内设有空气过滤装置2、气体灭菌装置3及抽排装置6，空气过滤装置2用于对新空气进行过滤，新空气被过滤、净化之后才能进入屏蔽壳体1内部，保证系统内部无菌环境；气体灭菌装置3在系统进行电子束灭菌生产之前产生灭菌气体杀灭屏蔽壳体1内部的微生物，保证系统内部无菌环境，从而保证物料(例如巢盒7等)经过辐射灭菌之后不会被微生物重新污染；抽排装置6用于排出系统内部气体；屏蔽壳体1上与物料输送装置4两端对应的位置分别设有进料门11和出料门12，进料门11打开，待灭菌物料从进料门11进入屏蔽壳体1内部，然后进料门11关闭，物料输送装置4将待灭菌物料输送至电子束灭菌工位5进行辐射灭菌，完成灭菌之后，物料输送装置4将物料输送至出料门12处，出料门12打开，物料从出料门12输出，可以实现连续生产，提高生产效率；由于物料输送装置4的两端均与电子束灭菌工位5之间具有高差，在进料门11、出料门12打开时，有利于防止X射线从门洞处直接射出。

进一步地，本实施例中，空气过滤装置2位于物料输送装置4靠近进料门11的一端的上方，气体灭菌装置3位于物料输送装置4靠近出料门12的一端的上方，抽排装置6位于空气过滤装置2与气体灭菌装置3之间，结构紧凑、布局合理，可以充分利用屏蔽壳体1内部的空间。

更进一步地，本实施例中，物料输送装置4的下方设有驱动及电气控制区13，驱动及电气控制区13与物料输送装置4之间设有隔板14。可将驱动部件及电气控制部件放置在驱动及电气控制区13，并通过隔板14隔开，既可以防止驱动部件和电气元器件产生的油污、颗粒污染隔板14上方的区域，也可以防止不耐过氧化氢等灭菌气体和电子束辐射的元器件被损坏。

作为优选的实施例，物料输送装置4包括依次布置的进料机构41、进料升降机构42、灭菌输送机构43、出料升降机构44及出料机构45，空气过滤装置2位于进料机构41的上方，抽排装置6位于进料升降机构42的上方，电子束灭菌工位5设于灭菌输送机构43上，气体灭菌装置3位于出料升降机构44及出料机构45的上方。气体灭菌装置3在系统进行电子束灭菌生产之前产生灭菌气体杀灭屏蔽壳体1内部的微生物，完成气体灭菌之后，气体灭菌装置3停止工作，系统开始进行电子束灭菌过程。进料门11打开，巢盒7通过进料门11传输至进料机构41上，进料机构41通过进料升降机构42将巢盒7提升灭菌输送机构43，由灭菌输送机构43将巢盒7传输经过电子束灭菌工位5，在电子束灭菌工位5完成电子束辐射灭菌，完成辐射灭菌之后，巢盒7由灭菌输送机构43传输至出料升降机构44，出料升降机构44带动巢盒7下降至出料机构45，出料门12打开，由出料机构45带动巢盒7通过出料门12，巢盒7出料后，出料门12关闭。

作为优选的实施例，若进料机构41、进料升降机构42、灭菌输送机构43、出料升降机构44及出料机构45所在区域的气压分别为P₁、P₂、P₃、P₄和P₅，则P₁＞P₂，P₃＞P₂且P₃＜P₄＜P₅。本实施例中，P₁为+10pa，P₂为-10pa，P₃为+10pa，P₄为+15pa，P₅为+20pa，可在每个区域上应安装压力传感器，监测各区域之间的压差，当压差超出设定范围后，系统及时报警。该种气压布置，使得屏蔽壳体1两端进料口、出料口的压力大于屏蔽壳体1内部的压力，从而防止屏蔽壳体1内部产生的臭氧(过氧化氢气体和电子束辐照会产生臭氧)从进料口、出料口泄漏(参见图2，气体的流向为从高压区流向低压区，具体为从左右两端指向进料升降机构42所在的区域。可将灭菌气体进气口31作为进风口(在气体灭菌装置3工作时，灭菌气体从灭菌气体进气口31进入，从灭菌气体出气口32排出)，新风分别通过新风进风口15和灭菌气体进气口31进入屏蔽壳体1内部，从而在屏蔽壳体1左右两端形成高压区，抽排装置6通过出风口16将气体排出形成低压区)；进料升降机构42所在的区域压力最小，有利于臭氧全部被抽走；并且出料机构45所在区域的压力最大，使得出料机构45所在区域的气体流向进料升降机构42所在的区域，避免被污染的气体通过出料口进入到下游。

进一步地，本实施例中，电子束灭菌工位5设有安装支架51，安装支架51上设有物料通道52及用于对物料通道52上的物料进行灭菌的电子束发射器53，灭菌输送机构43包括用于托住物料裙边(具体为巢盒裙边71)的滚轮组件，滚轮组件设于物料通道52的两侧。由于电子束在空气中很快衰减，如果电子束发射器53发射窗口到巢盒7表面的距离太远，电子束到达巢盒7表面时能量衰减过多会导致灭菌剂量过小而无法有效灭菌。所以电子束发射器53到巢盒7表面的距离必须足够小，这就导致电子束灭菌工位5的传输空间非常有限，灭菌输送机构43的设计难度较物料输送装置4其余各段要大。本实施例中，电子束发射器53共两个，上下相对布置在灭菌输送机构43的两侧。当巢盒7采用底部支撑进行传输时，巢盒7顶面到上侧的电子束发射器53的距离能保证足够小，但是巢盒7底部因为有辊筒支撑，所以距离下侧电子束发射器53较远，为了减小巢盒7底部到下侧电子束发射器53的距离，物料输送装置4其余各段仍采用辊筒输送，也即对巢盒7底部进行支撑；电子束灭菌工位5的对应的灭菌输送机构43采用滚轮组件传输，对巢盒裙边71支撑，从而减小底部电子束发射器53到巢盒7底部的距离，使巢盒7上下表面电子束照射距离基本接近，保证了上下表面灭菌效果的一致性。其中滚轮组件例如可以采用电机驱动，各个滚轮之间采用链条传动，实现同步运转。

进一步地，本实施例中，安装支架51上设有导向轮55，导向轮55配设有导轨56。通过导向轮55和导轨56可以带动安装支架51及其上的电子束发射器53整体移动，方便拆装及检修维护。

作为优选的实施例，进料升降机构42包括升降平台421、设于升降平台421上的输送辊筒422、以及用于驱动升降平台421升降的驱动组件423，升降平台421配设有升降导轨424。其中，驱动组件423例如可以是丝杆螺母副、气缸等，输送辊筒422在低位时可与进料机构41对接，实现巢盒7转移至输送辊筒422上，驱动组件423带动升降平台421、输送辊筒422整体上升时，输送辊筒422可与灭菌输送机构43对接，将巢盒7转移至灭菌输送机构43上；升降导轨424为升降平台421的升降运动提供导向动作，保证升降动作平稳、顺畅。出料升降机构44可与进料升降机构42采用相同的结构，不再赘述。

实施例二

图7示出了本实用新型电子束灭菌系统的另一种实施例，本实施例的电子束灭菌系统与实施例一基本相同，不同之处在于：本实施例中，进料升降机构42包括升降平台421、设于升降平台421上的输送驱动件425、以及用于驱动升降平台421升降的驱动组件423，输送驱动件425上设有用于夹持物料裙边(具体为巢盒裙边71)的夹爪426。驱动组件423例如可以是丝杆螺母副、气缸等，输送驱动件425例如可以是气缸等，配合夹爪426能够实现巢盒在进料机构41、进料升降机构42、灭菌输送机构43之间的转移；具体而言，当输送驱动件425位于低位时，夹爪426夹持固定住进料机构41上巢盒7的巢盒裙边71，然后驱动组件423带动升降平台421、输送驱动件425整体上升，上升至高位后，输送驱动件425通过夹爪426将巢盒7转移至灭菌输送机构43，然后夹爪426松开、复位，结构简单、可靠。

实施例三

图8示出了本实用新型电子束灭菌系统的另一种实施例，本实施例的电子束灭菌系统与实施例一基本相同，不同之处在于：本实施例中，电子束发射器53共三个，三个电子束发射器53围绕灭菌输送机构43呈品字型布置，对于巢盒7侧面的灭菌效果较实施例一好。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种电子束灭菌系统，包括屏蔽壳体(1)，其特征在于：所述屏蔽壳体(1)内设有空气过滤装置(2)、气体灭菌装置(3)、物料输送装置(4)以及抽排装置(6)，所述屏蔽壳体(1)于所述物料输送装置(4)的两端分别设有进料门(11)和出料门(12)，所述物料输送装置(4)上设有电子束灭菌工位(5)，所述电子束灭菌工位(5)位于所述进料门(11)和出料门(12)之间，所述物料输送装置(4)的两端均与所述电子束灭菌工位(5)之间具有高差。

2.根据权利要求1所述的电子束灭菌系统，其特征在于：所述空气过滤装置(2)位于物料输送装置(4)靠近进料门(11)的一端的上方，所述气体灭菌装置(3)位于物料输送装置(4)靠近出料门(12)的一端的上方，所述抽排装置(6)位于所述空气过滤装置(2)与所述气体灭菌装置(3)之间。

3.根据权利要求2所述的电子束灭菌系统，其特征在于：所述物料输送装置(4)的下方设有驱动及电气控制区(13)，所述驱动及电气控制区(13)与所述物料输送装置(4)之间设有隔板(14)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子束灭菌系统，其特征在于：所述物料输送装置(4)包括依次布置的进料机构(41)、进料升降机构(42)、灭菌输送机构(43)、出料升降机构(44)及出料机构(45)，所述空气过滤装置(2)位于所述进料机构(41)的上方，所述抽排装置(6)位于所述进料升降机构(42)的上方，所述电子束灭菌工位(5)设于所述灭菌输送机构(43)上，所述气体灭菌装置(3)位于所述出料升降机构(44)及出料机构(45)的上方。

5.根据权利要求4所述的电子束灭菌系统，其特征在于：若所述进料机构(41)、进料升降机构(42)、灭菌输送机构(43)、出料升降机构(44)及出料机构(45)所在区域的气压分别为P₁、P₂、P₃、P₄和P₅，则P₁＞P₂，P₃＞P₂且P₃＜P₄＜P₅。

6.根据权利要求4所述的电子束灭菌系统，其特征在于：所述电子束灭菌工位(5)设有安装支架(51)，所述安装支架(51)上设有物料通道(52)及用于对物料通道(52)上的物料进行灭菌的电子束发射器(53)，所述灭菌输送机构(43)包括用于托住物料裙边的滚轮组件，所述滚轮组件设于所述物料通道(52)的两侧。

7.根据权利要求6所述的电子束灭菌系统，其特征在于：所述安装支架(51)上设有导向轮(55)，所述导向轮(55)配设有导轨(56)。

8.根据权利要求4所述的电子束灭菌系统，其特征在于：所述进料升降机构(42)包括升降平台(421)、设于升降平台(421)上的输送辊筒(422)、以及用于驱动升降平台(421)升降的驱动组件(423)，所述升降平台(421)配设有升降导轨(424)。

9.根据权利要求4所述的电子束灭菌系统，其特征在于：所述进料升降机构(42)包括升降平台(421)、设于升降平台(421)上的输送驱动件(425)、以及用于驱动升降平台(421)升降的驱动组件(423)，所述输送驱动件(425)上设有用于夹持物料裙边的夹爪(426)。

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