[发明专利]一种超高压连续灭菌装置系统及灭菌工艺

摘要

本发明涉及一种食品和生物机械领域，特别是一种超高压连续灭菌装置系统及灭菌工艺。该装置系统由施压液体源、加压子系统、连续灭菌子系统构成；连续灭菌子系统由料仓、连续灭菌筒体、轴向承力体、装仓端锁紧装置、卸仓端锁紧装置、装仓液压缸、卸仓液压缸、机架构成；每个料仓在装仓端锁紧装置、卸仓端锁紧装置、装仓液压缸、卸仓液压缸作用下，沿轴向在连续灭菌筒体内腔依次连续经过排气充液段、逐级升压段、灭菌段、逐级降压段，以及回液充气段；本发明装置系统具有自动化程度强、安全性高、灭菌工艺流程合理、绿色节能、工艺性优异、灭菌效果优良，实现了超高压连续灭菌。

主权项

1.一种超高压连续灭菌装置系统，其特征为由施压液体源、加压子系统、连续灭菌子系统构成；所述的施压液体源由施压液体储罐、换热器、充液泵、补液阀、供液阀、排空阀、加液阀、温控表组成；施压液体源各组成的连接关系为：补液阀入口为施压液体源的补充入口，补液阀出口通过管子与施压液体储罐入口相连接，施压液体储罐装有用于排空施压液体储罐中残液的排空阀，施压液体储罐出口通过管子与供液阀入口相连接，供液阀出口通过管子与换热器入口相连接，换热器出口安装温控表，控制换热器换热温度；采用两个标准管件或预制件三通进行连接；第1个三通的第1个接口连接换热器出口，第2个接口为与加压子系统入口相连接的施压液体源的加压出口，第3个接口连接加液阀入口；第2个三通的第1个接口连接加液阀出口，第2个接口为与连续灭菌子系统的回泵出口相连接的施压液体源的回泵入口，第3个接口与充液泵入口相连接，充液泵的出口为与连续灭菌子系统充液入口相连接的施压液体源的充液出口；所述的加压子系统由第1级升压的第1级加压泵、第1级蓄能器、第1级溢流阀、第1级单向阀、第1级压力表，第2级升压的第2级加压泵、第2级蓄能器、第2级溢流阀、第2级单向阀、第2级压力表，……，第N级升压的第N级加压泵、第N级蓄能器、第N级溢流阀、第N级单向阀、第N级压力表，以及灭菌级加压的灭菌级加压泵、灭菌级蓄能器、灭菌级溢流阀、灭菌级单向阀、灭菌级压力表组成；N为连续灭菌子系统的逐级升压或逐级降压的级数，其数值取决于灭菌压力和密封结构的密封能力；加压子系统各组成的连接关系为：采用N+1个标准管件或预制件三通，N+1个标准管件或预制件四通，以及1个标准管件或预制件N+2通，进行连接；N+1个三通的第1个接口分别与第1级加压泵、第2级加压泵、……、第N级加压泵及灭菌级加压泵的进口相连接；N+1个三通的第2个接口分别与所对应的第1级单向阀、第2级单向阀、……、第N级单向阀及灭菌级单向阀的出口相连接；N+1个三通的第3个接口分别与N+2通的N+1个接口对应连接；N+2通的第N+2个接口为加压子系统的施压液体入口；N+1个四通的第1个接口分别与第1级加压泵、第2级加压泵、……、第N级加压泵及灭菌级加压泵的出口对应连接；N+1个四通的第2个接口分别与第1级蓄能器、第2级蓄能器、……、第N级蓄能器及灭菌级蓄能器的进出口对应连接；N+1个四通的第3个接口分别与第1级溢流阀、第2级溢流阀、……、第N级溢流阀及灭菌级溢流阀的入口对应连接；N+1个四通的第四个接口分别构成加压子系统的第1级升压、第2级升压、……、第N级升压及灭菌级加压所对应的施压液体出口；第1级溢流阀的出口与第1级单向阀的入口、第2级溢流阀的出口与第2级单向阀的入口、……、第N级溢流阀的出口与第N级单向阀的入口及灭菌级溢流阀的出口与灭菌级单向阀的入口分别经管子对应连接在一起；在第1级蓄能器、第2级蓄能器、……、第N级蓄能器及灭菌级蓄能器上分别对应安装在与其压力范围相匹配的第1级压力表、第2级压力表、……、第N级压力表及灭菌级压力表；所述的连续灭菌子系统由料仓、连续灭菌筒体、装仓端锁紧装置、卸仓端锁紧装置、装仓液压缸、卸仓液压缸、轴向承力体及装仓端轴向承力体端部和卸仓端轴向承力体端部、排气阀、回充阀、回泵阀、充液阀、充气阀、第1级升压单向阀、第2级升压单向阀、……、第N级升压单向阀、灭菌级加压单向阀、机架、回液压力表、密封圈组成；其中：料仓为带底的圆筒状结构，靠近仓底的位置设置施压液体出、入口，仓口位置设置施压液体出口，料仓圆筒外圆的仓底位置，设置与装仓端锁紧装置或卸仓端锁紧装置的剖分式卡箍快开结构相匹配的卡槽，卡槽两侧和仓口的筒壁外圆设置密封槽；连续灭菌筒体为圆筒结构，内腔沿轴向分为排气充液段、级数为N的逐级升压段、灭菌段、级数为N的逐级降压段，以及回液充气段共四个工作段；连续灭菌筒体内腔装满料仓，排气充液段、每级逐级升压段、每级逐级降压段和回液充气段内装入1个料仓，灭菌段装入n个料仓，n≥1，为待灭菌物总灭菌时间除以料仓装卸周期后的收尾圆整数；对应于所装入料仓的施压液体出入孔，和施压液体出口位置的连续灭菌筒体排气充液段筒壁上，分别设置施压液体加入口和排气口；对应于所装入料仓的施压液体出入口位置的连续灭菌筒体每级逐级升压段筒壁上，分别设置施压液体出入口；对应于所装入的每个料仓的施压液体出入口位置的连续灭菌筒体灭菌段筒壁上，分别设置有施压液体出入口；对应于所装入料仓的施压液体出入口位置的连续灭菌筒体每级逐级降压段筒壁上，设置施压液体出入口；对应所装入料仓的施压液体出入口和施压液体出口位置的连续灭菌筒体回液充气段筒壁上，分别设置施压液体回流口和充气口；装仓端锁紧装置，或卸仓端锁紧装置由剖分式卡箍和液压或电力驱动机构构成；轴向承力体为柱结构或者圆筒结构，柱结构的柱体轴线与轴向承力体的轴线平行，圆筒结构的圆筒轴线与轴向承力体的轴线重合；当轴向承力体为圆筒结构时，轴向承力体的筒体上对应于连续灭菌筒体上的施压液体加入口、施压液体出入口、排气口、施压液体回流口和充气口位置开有连接管穿过孔；轴向承力体两端的装仓端轴向承力体端部，和卸仓端轴向承力体端部分别设置圆环凸缘，与装仓端锁紧装置和卸仓端锁紧装置的剖分式卡箍快开结构相对应匹配；连续灭菌子系统各组成的连接关系为：固定安装轴向承力体、连续灭菌筒体、装仓液压缸和卸仓液压缸于机架上，使装仓液压缸、卸仓液压缸、轴向承力体、连续灭菌筒体相互同轴，且装仓液压缸和卸仓液压缸分别位于连续灭菌筒体两端，轴向承力体位于连续灭菌筒体外圆侧；采用2个标准管件或预制件三通进行连接；第1个三通的第1个接口与排气充液段连续灭菌筒体壁上的施压液体加入口相连接，第1个三通的第2个接口与充液阀出口相连接，充液阀入口为连续灭菌子系统的充液入口，第1个三通的第3个接口与回充阀出口相连接；第2个三通的第1个接口通过管子与回流充气段的施压液体回流口相连接，连接管子上接有回液压力表，第2个三通的第2个接口与回泵阀入口相连接，回泵阀出口构成连续灭菌子系统的回泵出口，第2个三通的第3个接口与回充阀入口相连接；排气充液段连续灭菌筒体壁上的排气口经管子连接排气阀出口后与施压液体收集装置相连接；回流充气段的充气口通过管子连接充气阀出口，充气阀入口通向大气；采用N个标准管件或预制件三通进行连接；N个三通的第1个接口分别与第1级、第2级、…….、第N级逐级升压段的连续灭菌筒体壁上的施压液体出入口相对应连接，N个三通的第2个接口分别与第1级、第2级、…….、第N级逐级降压段的连续灭菌筒体壁上的施压液体出入口相对应连接，N个三通的第3个接口与分别与第1级升压单向阀、第2级升压单向阀、…….、第N级升压单向阀的出口相对应连接；第1级升压单向阀、第2级升压单向阀、……、第N级升压单向阀的入口构成连续灭菌子系统的第1级升压、第2级升压、……、第N级升压的施压液体入口；采用1个标准管件或预制件n+1通进行连接；n+1通的第1个接口与灭菌段连续灭菌筒体壁上的第1个施压液体出入口相连接，第2个接口与灭菌段连续灭菌筒体壁上的第2个施压液体出入口相连接，……，第n个接口与灭菌段连续灭菌筒体壁上的第n个施压液体出入口相连接，第n+1个接口与灭菌级加压单向阀的出口相连接，灭菌级加压单向阀的入口构成连续灭菌子系统的灭菌级升压的施压液体入口。所述的连续灭菌筒体的圆筒结构，由密封内筒和承压外筒，或者密封内筒、减压剖分块和承压外筒构成；承压外筒由单层筒体，或者多层套合筒体，或者多层包扎筒体，或者多层缠绕筒体，或者绕丝筒体构成；上述各个构件之间的连接关系为：施压液体源的加压出口，通过管子与加压子系统的施压液体入口相连接；施压液体源的充液出口，通过管子与连续灭菌子系统的充液入口相连接；连续灭菌子系统的回泵出口，经管子与施压液体源的回泵入口相连接；加压子系统的第1级升压、第2级升压、……、第N级升压及灭菌级加压的施压液体出口，经管子对应与连续灭菌子系统的第1级升压、第2级升压、……、第N级升压及灭菌级加压的施压液体入口相连接。