CN2264590Y - 全自动杀菌釜的机械组成结构 - Google Patents
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Abstract
一种全自动杀菌釜的机械组成结构，主要是通过主控制器接收分别安装在杀菌釜和热水桶上的压力、温度、水位的感测器反馈回来的各种信号，来控制分别设于杀菌釜上的加温、加压、泄压、排水等装置及与热水桶连接的注水装置，使杀菌釜内的温度及压力受到适当控制，以便对药品、食品及其他制品以玻璃瓶装、塑料瓶装、铝箔袋或杀菌软袋等物品可确实进行杀菌及冷却，又不会造成外包装结构因热胀冷缩而产生变形或破坏。
Description
本实用新型涉及一种全自动杀茵釜，特别是涉及一种针对药品、食品及相应物品以玻璃瓶、塑料瓶、铝箔袋或杀菌软袋包装，在不致造成外包装结构变形或破坏的状态下进行杀菌工作的装置的机械结构。
现在，有些药品及食品，为延长保存期限，在制造过程中进行高温处理，即大多以蒸汽杀菌为主，完成后，在一定时间内直接冷却至符合保存的温度。如此杀菌方式，虽可降低包装内的药品及食品细菌的含量，避免细菌的繁殖而延长保存期限。但是，这种杀菌过程所需的自动化设备相当缺乏，使杀菌及冷却质量无法获得精确稳定的控制。目前，传统的杀菌冷却方式是将高温杀菌完成的物品以自然冷却方式使之冷却，因其过程较长，有的厂商用电风扇吹冷，或用热水桶、冷水桶逐次交替浸泡冷却。这样，除了使用杀菌设备外，另外还需要冷却过程的设备，不但所占空间过大，而且时间过长，耗时费力；且在杀菌冷却过程中更会造成杀菌不完全或冷却不确实，造成该产品的提早腐化，难以实现上述延长保存期限的目的。
本实用新型的目的是提供一种全自动杀菌釜的机械组成结构，该装置辅以可收集杀菌釜和热水桶上各种感测器的数据的主控制器，从而控制各个杀菌釜及热水桶上的注水装置及加温加压装置，再配合泄压、排水等机构使杀菌釜内的环境可以实现全自动控制而达到确实整体杀菌、冷却及不致破坏外包装的高温杀菌处理效果。
本实用新型是这样实现的：它的主要设备包括有：杀菌釜、热水桶、设于杀菌釜与热水桶之间的注水装置，其特征在于：还包括有：设于杀菌釜及热水桶的多个感测器、设于杀菌釜上以配合控制装置控制杀菌釜内环境变化的加温加压装置以及相关的泄压、排水装置，以及与各个注水装置、感测器、加温加压装置及相关的泄压、排水装置连接控制、可自动进行排气、杀菌和冷却三道程序的主控制器。
上述杀菌釜为一般杀菌装置的桶体，内可供包装有食品或药品的包装物制品置入其中，以进行杀菌作业，在其杀菌釜桶身上分别设有泄气栓、排气阀、安全阀、大小排水阀、小排泄阀以及大、小泄压阀，并另外外接相关的感测器及加温加压装置。
上述热水桶也为一般的桶体结构，其可供水容置于其间，而其桶身上，在桶身顶部设有一个供高水位时将多余水泄出的溢水管，还设有桶蒸汽阀连接具有蒸汽源开关的蒸汽源，并外接一个补水阀，与具有水源开关阀的水源连接，在桶身底部另外设有手动排水阀，且另与注水装置连接至杀菌釜，桶身上适当位置处另设有感测器。
其中，注水装置主要用管道连通杀菌釜与热水桶，并配合设置水泵、小水阀和大水阀，以随时为主控制器控制流进杀菌釜的热水流量。
上述多个感测器包括有：装置在热水桶上的桶温感测器(TH3)及水位感测器，以及装置在杀菌釜上釜压感测器(SN1)、釜温感测器(TH1)、瓶温感测器(TH2)以及水位感测器。
连接杀菌釜的加温加压装置，主要具有连接一个连通具有水泵贮气槽的杀菌加压阀以及与同时为蒸汽比例阀及手动阀控制输入杀菌釜蒸汽量的蒸汽源，而该蒸汽源至上述比例阀与手动阀之前另外设有蒸汽开关阀，在与杀菌釜连接处同时设有大、小加压阀，控制输入杀菌釜空气气压以提高杀菌釜的压力。
其中，主控制器相对上述各个感测器分别设置有釜压控制器(PS1)、釜温控制器(TC1)、瓶温控制器(TC2)、桶温控制器(TC3)，各个控制器与主控制器中心的程序控制器相连，该程序控制器还与两个水位感测器、两个计时器相连及对其进行控制；该程序控制器内还设有可存储记忆相关过程数据的数据存储区和温度数据存储区，用于记录杀菌过程中釜内温度情况；该程序控制器还与各个阀组相连接，以控制各装置及阀组的操作。
本实用新型的优点是：1、确保包装体的外形完整：杀菌操作可在包装体外部保持一定的温度和压力，以抵抗内部受热膨胀的压力，达到保护外包装的功能，使外包装不会有任何变形或破坏。2、冷却作业迅速：由于是在同一设备中进行自动循环方式的冷却，自然可以加快冷却作业的速度，更不会有使包装体容器因冷却作业的实施而发生破坏及变形的现象。3、保证包装体内物品的杀菌效果：在杀菌和冷却过程中，均无包装破坏或变形的现象，使包装体内的物品受污染的机会减少；而且杀菌、冷却连续完成，可将冷却时序循至最短的时间内完成，其包装体内物品即使含有细菌，也不会有太多的时间繁殖，可确保避免造成其中物品的提早腐败。下面结合附图具体介绍本实用新型。
图1是本实用新型平面配置示意图。
图2是本实用新型主控制器与杀菌釜、热水桶间控制装置示意图。
图3是本实用新型控制流程图。
图4是本实用新型整体杀菌流程示意图。
图5是本实用新型的第一种实施例控制流程示意图。
图6是本实用新型的第二种实施例控制流程示意图。
参阅图1、图2，本实用新型主要设备包括有：杀菌釜10、热水桶20、设于杀菌釜10与热水桶20之间的注水装置30，设于杀菌釜10及热水桶20的多个感测器40、设于杀菌釜10上以配合控制装置控制杀菌釜10内环境变化的加温加压装置50以及相关的泄压、排水装置，以及与各个注水装置30、感测器40、加温加压装置50及相关的泄压、排水装置连接控制、可自动进行排气70、杀菌80和冷却90三道程序的主控制器60。参见图3及图4。
上述杀菌釜10为一般杀菌装置的桶体，且应经有关部门检查合格，内可供包装有食品或药品的包装物制品置入其中，以进行杀菌作业，其外形结构与常规设备相同，故不另赘述。在其杀菌釜桶身上分别设有泄气栓11、排气阀12、安全阀13、大小排水阀14、15、小排泄阀16以及大、小泄压阀17、18，并另外外接相关的感测器40及加温加压装置50。
上述热水桶20也为一般的桶体结构，其可供水容置于其间，而其桶身上，在桶身顶部设有一个供高水位时将多余水泄出的溢水管21，还设有桶蒸汽阀22连接具有蒸汽源开关220的蒸汽源221，并外接一个补水阀23，与具有水源开关阀230的水源231连接，在桶身底部另外设有手动排水阀24，且另与注水装置30连接至杀菌釜10，桶身上适当位置处另设有感测器40。
其中，流水装置30主要用管道连通杀菌釜10与热水桶20，并配合设置水泵31、小水阀32和大水阀33，以随时为主控制器60控制流进杀菌釜10的热水流量。
而上述多个感测器40包括有：装置在热水桶20上的桶温感测器41(TH3)及水位感测器43，以及装置在杀菌釜10上釜压感测器43(SN1)、釜温感测器44(TH1)、瓶温感测器45(TH2)以及水位感测器46等。
连接杀菌釜10的加温加压装置50，主要具有连接一个连通具有水泵510贮气槽511的杀菌加压阀51以及与同时为蒸汽比例阀52及手动阀53控制输入杀菌釜10蒸汽量的蒸汽源54，而该蒸汽源54至上述比例阀与手动阀53之前另外设有蒸汽开关阀540，在与杀菌釜10连接处同时设有大、小加压阀55、56，控制输入杀菌釜10空气气压以提高杀菌釜10的压力。
通过上述设备，配合主控制器60的程序控制，执行不同的控制流程，就可实现杀菌的整个作业流程。而其中，主控制器60相对上述各个感测器40分别设置有釜压控制器61(PS1)、釜温控制器62(TC1)、瓶温控制器63(TC2)、桶温控制器64(TC3)，各个控制器与主控制器60中心的程序控制器65相连，该程序控制器65还与两个水位感测器42、46两个计时器66、67相连及对其进行控制；该程序控制器内还设有可存储记忆相关过程数据的数据存储区和温度数据存储区，以备突然停电时，自动记忆相关处理程序，以便来电后，将相关数换反馈后重新进行后续程序以及用于记录杀菌过程中釜内温度情况；该程序控制器65还与各个阀组相连接，以控制各装置及阀组的操作。
本实用新型的基本流程是如图4所示的排气70，杀菌80，冷却90等三大步骤。但其控制过程可以针对不同的包装物品分为两套不同的实施方式。
参见图5所示的第一种实施例，是通过杀菌釜10饱和压力控制变化以改变温度的变化值，使包装置物品在杀菌釜10内以恒压温环境下，保持高精度作业而实现杀菌的目的。首先将内含有包装物品、药品的包装物放入杀菌釜10并予以紧锁，然后就可以进行杀菌操作；只是这次杀菌冷却操作之前，应先完成准备热水的作业。该准备热水的作业包括：
自动补水76：打开补水阀23，补充冷水至热水桶20到达水位感测器42至EL2-A的水位高度并持续加水；
加热77：打开桶蒸汽阀22，将蒸汽导入热水桶20内加热桶内的水；
停止补水78：当水位感测器42感测热水桶20内的水位到达设定的高度EL2-B时，关闭补水阀，停止补水。
到达设定温度79：当加热到达桶温设定值TC3-SE1(如80℃)后关闭桶蒸汽阀22，停止加热，以供整个杀菌作业的备用。
当使用者启动杀菌的全自动按钮时，就开始依排气70、杀菌80、冷却90三大步骤进行。其中：
排气计时70：同时开启计时器66(T1)、杀菌釜10的排气阀12、泄气栓11、蒸汽比例阀52，在排气的同时进行下一步骤；
升温71：引入高温蒸汽以加热杀菌釜10；
感测压力72；升温的同时杀菌釜10的压力也在升高，经釜压感测器43(SN1)将釜压传至釜压控制器61(PS1)，经主控制器60的程序控制器65控制蒸汽比例阀52的开启与关闭，使杀菌釜10内的饱和蒸汽压保持稳定；
保持第一段饱和蒸汽压73：即该杀菌釜10内的饱和蒸汽压力在其釜压控制器61(PS1)的设定值(SE1)内；
计时完成74：时间到达，关闭计时器66(T1)，完成计时；
完成排气75：计时过程中，可将杀菌釜10内部及包装物品上的冷空气、水分排出，而整体排气70过程，该杀菌釜10内均保持一定的饱和蒸汽压力，直至排气计时器66(T1)计时完成；
杀菌80：先行关闭排气阀12；
升温升压81：杀菌釜10内的饱和蒸汽压力及温高随着升高，同时主控制器60内的饱和蒸汽压力设定值自动转换为第二段设定值(SE2)；
保持第二段饱和蒸汽压力82：该杀菌釜10内的饱和蒸汽压力到达釜压控制器61(PS1)所设计的第二段设定值(SE2)，同时饱和蒸汽温度也在相同对比的温度上，依附件所示的饱和水蒸汽温度压力对照表，例如：压力在1.06kg/cm2，温度则为121℃；
控制比例阀83：籍釜压控制器61(PS1)通过主控制器60控制蒸汽比例阀52，使杀菌釜10内的压力保持在设定值(SE2，约±0.005kg/cm2)一定的精确范围内；
到达设定瓶温84：放置在杀菌釜10中的包装物样品101上的瓶温感测器45(TH2)传回该瓶温，至瓶温控制器63(TC2)到达设定值(SE1)，例如：121℃；
计时85：待到达设定瓶温84，就开始启动计时器67(T2)；
完成杀菌86：杀菌釜10内的压力及温度都保持一定，至杀菌计时85完成；
冷却90：关闭蒸汽比例阀52及泄气栓11，以使杀菌釜10内形成一个封闭的形态；
加压91：依自动控制方式平衡压力，在不同的时间开启大、小加压阀55、56，加入空气以平衡整体压力，并使杀菌釜10内的压力大于杀菌时的压力(如+0.2kg/cm2)，而后停止；
注水92：启动注水装置30的水泵31以及平衡开启大、小水阀33、32，使热水桶20对杀菌釜10内自动调节注入热水，使杀菌釜10内的温度降低，而该热水的温度较上述各作业温度都低，以达到降温的目的。而杀菌釜10的压力由于降温作用而下降，主控制器随时进行加压操作，使冷却作业初期，杀菌釜10内仍保持在恒压状态，以确保包装物不会因内热外冷的影响而变形或破坏；而当水位增加，杀菌釜10内部的压力开始增加时，就可以：
泄压93：平衡开启大、小泄压阀17、18，自动将杀菌釜10内过高的压力泄掉；
排水94：当水位到达水位感测器46的高水位设定值EL1-A时，开排水阀14、15进行排水，该水位可依不同制品类别需要予以调整改变；
停止注水95：当水位到达水位感测器46的超高水位设定值EL1-B时，暂停大、小水阀32、33，以停止水注入杀菌釜内，而当水位低于超高水位设定值后，再继续注水；
到达设定瓶温96：当包装物的样品101瓶温到达第二段设定的温度(即该样品包装不致变形成破坏的温度差时)，瓶温感测器45(TH2)传回该瓶温，至瓶温控制器63(TC2)到达设定值(SE2)，例如：100℃；
加冷水入热水桶97：开补水阀23，将冷水填入热水桶20内；使热水桶20内的温度降低；
而杀菌釜(10)仍重复上述各冷却90的后续流程，使制品逐渐降温；
快速降温98：杀菌釜10仍然重复上述各冷却90的后续流程，使整体降温速度增加；
到达设定温度99：瓶温感测器45(TH2)传回其瓶温，至瓶温控制器63(TC3)已到达冷却完成程度设定值(SE3)，杀菌釜10，热水桶20同时停止注水；
完成冷却901：其设定值SE3即为冷却温度。
这样在冷却降温过程中，是一个逐渐降温状况下循环进行至冷却完成，包装体及内装食品及药品保持在一个平缓的降温曲线下降温，同时整体的压力也随温度下降而逐渐降低，可确保在降温过程中不会有包装变形或破坏的现象。
第二种实施例如图6所示：利用控制杀菌釜10内的温度，并另外加入一个空气压力，使包装体的包装不致受热膨胀或冷却收缩变形；其中，籍由热水桶20内补充水量及加温过程，以及杀菌80后的冷却90过程与图5的程序相同，本实施例流程最大的不同在于排气70与杀菌80，其中：
排气计时70：即同时开启计时器66(T1)、杀菌釜10的排气阀12，泄气栓11，蒸汽比例阀52，在排气的同时进行以下步骤；
升温71：引入高温蒸汽以加热杀菌釜10；
感测温度720：升渐经釜温感测器44(TH1)将釜温传至釜温控制器62(TC1)，经主控制器60的程序控制器65控制蒸汽比例阀52的开放与关闭，使杀菌釜10内的排气温度保持稳定；
保持第一段温度设定值730：控制杀菌釜10内的温度在釜温控制器62(TC1)的设定值SE1内；
计时完成74：待时间到达，关闭计时器66(T1)，完成计时；
完成排气75：计时过程中，可将杀菌釜10内部及包装制品上的冷空气、水分排出，而整个排气70过程、杀菌釜10内均保持一定的温度值；
杀菌80：先行关闭排气阀12；
升温升压81：开启杀菌加压阀51，引入少量空气，与杀菌釜10内的蒸汽混合至杀菌10内的空气压力大于该温度的饱和蒸汽压力值(例：+0.5kg/cm2的范围)，杀菌釜10内的压力及温度随着升高，同时主控制器60内的温度设定值自动转换成第二段设定值(SE2)；
保持第二段温度设定值820：即杀菌釜10内的温度到达该釜温控制器62(TC1)所设计的第二段设定值SE2；
恒压升温821：杀菌加压阀51持续开放，使釜内的压力保持在一定的范围内，而釜温则因内部温度的传导开始升温至釜温控制器62(TC1)感测到大于瓶温杀菌设定值(SE2)的设定值(SE3)；
恒压恒温822：经过一段时间的传导，待传导完全时，瓶温接近杀菌设定值后，再逐渐降低杀菌釜10的温度，至釜温控制器62(TC1)所感测的温度降至杀菌设定值(SE2)，(过程中，釜压超过设定值时，会关闭杀菌加压阀51并经小泄压阀18的开启泄压，以平衡杀菌釜10内的压力，保持恒压状态)；
到达设定瓶温84：经上述过程一段时间后，瓶温确实到达杀菌温度设定值，即瓶温控制器63(TC2)感测的温度到达杀菌设定值(SE2)后，就进行下一步骤；
计时85：待到达设定瓶温84，就开启计时器67(T2)；
完成杀菌86：计时85的同时，杀菌釜10内的温度均保持一定，至杀菌计时85完成，马上转入如图5所示的冷却90作业。
Claims (7)
1、一种全自动杀菌釜的机械组成结构，它的主要设备包括有：杀菌釜、热水桶、设于杀菌釜与热水桶之间的注水装置，其特征在于：还包括有：设于杀菌釜及热水桶的多个感测器、设于杀菌釜上以配合控制装置控制杀菌釜内环境变化的加温加压装置以及相关的泄压、排水装置，以及与各个注水装置、感测器、加温加压装置及相关的泄压、排水装置连接控制、可自动进行排气、杀菌和冷却三道程序的主控制器。
2、如权利要求1所述的全自动杀菌釜的机械组成结构，其特征在于：上述杀菌釜为一般杀菌装置的桶体，内可供包装有食品或药品的包装物制品置入其中，以进行杀菌作业，在其杀菌釜桶身上分别设有泄气栓、排气阀、安全阀、大小排水阀、小排泄阀以及大、小泄压阀，并另外外接相关的感测器及加温加压装置。
3、如权利要求1所述的全自动杀菌釜的机械组成结构，其特征在于：上述热水桶也为一般的桶体结构，其可供水容置于其间，而其桶身上，在桶身顶部设有一个供高水位时将多余水泄出的溢水管，还设有桶蒸汽阀连接具有蒸汽源开关的蒸汽源，并外接一个补水阀，与具有水源开关阀的水源连接，在桶身底部另外设有手动排水阀，且另与注水装置连接至杀菌釜，桶身上适当位置处另设有感测器。
4、如权利要求1所述的全自动杀菌釜的机械组成结构，其特征在于：其中，注水装置主要用管道连通杀菌釜与热水桶，并配合设置水泵、小水阀和大水阀，以随时为主控制器控制流进杀菌釜的热水流量。
5、如权利要求1所述的全自动杀菌釜的机械组成结构，其特征在于：上述多个感测器包括有：装置在热水桶上的桶温感测器(TH3)及水位感测器，以及装置在杀菌釜上釜压感测器(SN1)、釜温感测器(TH1)、瓶温感测器(TH2)以及水位感测器。
6、如权利要求1所述的全自动杀菌釜的机械组成结构，其特征在于：连接杀菌釜的加温加压装置，主要具有连接一个连通具有水泵贮气槽的杀菌加压阀以及与同时为蒸汽比例阀及手动阀控制输入杀菌釜蒸汽量的蒸汽源，而该蒸汽源至上述比例阀与手动阀之前另外设有蒸汽开关阀，在与杀菌釜连接处同时设有大、小加压阀，控制输入杀菌釜空气气压以提高杀菌釜的压力。
7、如权利要求1所述的全自动杀菌釜的机械组成结构，其特征在于：其中，主控制器相对上述各个感测器分别设置有釜压控制器(PS1)、釜温控制器(TC1)、瓶温控制器(TC2)、桶温控制器(TC3)，各个控制器与主控制器中心的程序控制器相连，该程序控制器还与两个水位感测器、两个计时器相连及对其进行控制；该程序控制器内还设有可存储记忆相关过程数据的数据存储区和温度数据存储区，用于记录杀菌过程中釜内温度情况；该程序控制器还与各个阀组相连接，以控制各装置及阀组的操作。
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| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |