连续式高温灭菌方法及其使用的灭菌罐.pdf

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201510908178.0 (22)申请日 2015.12.10 A61L 2/04(2006.01) A23L 3/02(2006.01) A23L 3/015(2006.01) (71)申请人 诸城市安泰机械有限公司 地址 262200 山东省潍坊市诸城市兴华路东 首工业大道西侧 (72)发明人 臧德运 赵枫林 寇晓栋 刘晓光 (74)专利代理机构 潍坊正信专利事务所 37216 代理人 石誉虎 (54) 发明名称 连续式高温灭菌方法及其使用的灭菌罐 (57) 摘要 本发明公开了一种连续式高温灭菌方法及其 使用的灭菌罐， 灭菌罐的物。

2、料通道有且仅有一个 物料进出口， 通过输送装置， 物料在通道内做连续 的潜水和上浮运动， 在达到最后一级灭菌完成后， 掉头， 原路返回至物料进出口。 本发明利用物料通 道中的水位差实现大气与气体段的密封， 并通过 水位差叠加方式， 用相对小的设备高度使灭菌区 域获得相对高的压力并达到相对高的灭菌温度， 实现连续式灭菌作业。本发明公开的灭菌方法不 仅大幅度提高生产效率， 降低能耗， 还明显减少人 工使用量， 本发明公开的灭菌罐结构紧凑， 便于自 动化控制， 而且节省设备占用空间， 可广泛应用于 食品、 药品等物料的高温灭菌。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)。

3、发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 105497927 A 2016.04.20 CN 105497927 A 1.一种灭菌罐， 其特征在于， 包括： 罐体， 所述罐体内设有上下弯折的物料通道， 所述物料通道至少有一个下部弯， 所述物 料通道有且仅有一个与大气相通的物料进出口； 每一个下部弯一侧的物料通道为水浴段， 另一侧为气体段， 所述水浴段靠近所述物料 进出口， 所述气体段远离所述物料进出口， 从所述物料进出口开始的第一级水浴段与所述 物料进出口相通； 所述罐体上设有向各级水浴段注水的通水口和向各级气体段通气的通气口。 2.如权利要求1所述的灭菌罐， 其特征在于， 所。

4、述罐体是整体式的。 3.如权利要求1所述的灭菌罐， 其特征在于， 所述罐体是单体式的。 4.如权利要求3所述的灭菌罐， 其特征在于， 所述罐体中设有纵向隔板， 所述隔板将所 述罐体的内部空间上部隔断下部连通， 所述连通部分形成所述物料通道的下部弯。 5.如权利要求4所述的灭菌罐， 其特征在于， 所述罐体有两个或两个以上， 相邻的两个 罐体之间设有级联通道， 所述级联通道连通前一级罐体的气体段和后一级罐体的水浴段， 所述级联通道位于所述两个罐体的上部、 形成所述物料通道的上部弯。 6.如权利要求3所述的灭菌罐， 其特征在于， 所述罐体有两个或两个以上， 所述罐体中 设有纵向隔板， 所述隔板将所述。

5、罐体的内部空间下部隔断上部连通， 所述连通部分形成所 述物料通道的上部弯； 相邻的两个罐体之间设有级联通道， 所述级联通道连通前一级罐体 的水浴段和后一级罐体的气体段， 所述级联通道位于所述两个罐体的下部、 形成所述物料 通道的下部弯。 7.如权利要求6所述的灭菌罐， 其特征在于， 第一级罐体的所述物料通道仅设有水浴 段。 8.用权利要求17任一项所述的灭菌罐进行连续式高温灭菌的方法， 其特征在于， 包 括以下步骤： 1)通过所述通水口向所述物料通道的水浴段分别注入水； 2)通过所述通气口向所述物料通道的气体段分别通入气体； 3)调节所述气体的压力， 使所述水浴段中的水形成水位差， 并将所述气。

6、体段中的气体 与大气隔开形成水密封， 多级水位差压力叠加后， 使最后一级气体段的气体压力达到灭菌 温度所对应的压力； 4)将所述若干级水浴段中的水分别加热至接近其所在压力下的沸点温度， 最后一级的 所述水浴段为灭菌区域； 5)通过输送装置将物料从所述物料进出口潜水入第一级水浴段， 再从水中上浮至第一 级气体段， 然后沿所述物料通道顺序前行至最后一级， 灭菌完成后， 调头， 原路返回至所述 物料进出口。 9.如权利要求8所述的连续式高温灭菌方法， 其特征在于， 所述输送装置为带式输送装 置。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 105497927 A 2 连续式高温灭菌方法及其使用的灭菌罐。

7、 技术领域 0001 本发明涉及食品或药品的高温灭菌方法， 尤其涉及罐装或真空包装食品或药品的 灭菌方法， 本发明还涉及在该灭菌方法中使用的灭菌罐。 背景技术 0002 高温灭菌， 是指通过高温对细菌或其芽孢灭活。 细菌芽孢的高温耐受性较高， 比如 食品常规是121.1， 药品常规是134， 这些温度高于水在常压下的沸点温度， 根据安托尼 方程： ln(P)9.3876-3826.36/(T-45.47)， 这两个温度对应的绝对压力分别是0.205MPa和 0.304MPa， 因而要想通过水浴灭菌， 就必须在灭菌区域施加高压， 以提高其沸点温度。 0003 传统的做法大致有两个， 第一种方法是。

8、把被灭菌的物料装入一个带有机械密封机 构的压力容器， 然后加压并升温， 温度到达芽孢灭活温度后， 保温必要的灭菌时间， 然后降 温冷却并卸压， 达到安全温度后打开压力容器取出物料， 整个过程较长， 热能损耗较高。 而 且， 这种方法是间歇式的， 在进料和出料时， 会使用大量的人工。 0004 第二种办法是使用传送机构把物料经顺次连通的若干个升温升压室、 灭菌室和若 干个降温降压室， 虽能达到连续灭菌目的， 也省去了机械密封机构， 但设备占用空间太大， 实施困难。 发明内容 0005 本发明所要解决的一个技术问题是： 提供一种灭菌罐， 其不仅便于实现物料高温 灭菌的连续作业， 而且结构紧凑， 占。

9、用空间小， 便于实施。 0006 作为同一种构思， 本发明所要解决的另一个技术问题是： 提供一种连续式高温灭 菌方法， 其不仅能够提高工作效率， 降低整个灭菌过程的能耗， 还明显减少人工使用量。 0007 为解决上述第一个技术问题， 本发明所提供的技术方案是： 一种灭菌罐， 包括： 罐 体， 所述罐体内设有上下弯折的物料通道， 所述物料通道至少有一个下部弯， 所述物料通道 有且仅有一个与大气相通的物料进出口； 每一个下部弯一侧的物料通道为水浴段， 另一侧 为气体段， 所述水浴段靠近所述物料进出口， 所述气体段远离所述物料进出口， 从所述物料 进出口开始的第一级水浴段与所述物料进出口相通； 所述。

10、罐体上设有向各级水浴段注水的 通水口和向各级气体段通气的通气口。 0008 其中， 所述罐体是整体式的。 0009 其中， 所述罐体是单体式的。 0010 其中， 所述罐体中设有纵向隔板， 所述隔板将所述罐体的内部空间上部隔断下部 连通， 所述连通部分形成所述物料通道的下部弯。 0011 其中， 所述罐体有两个或两个以上， 相邻的两个罐体之间设有级联通道， 所述级联 通道连通前一级罐体的气体段和后一级罐体的水浴段， 所述级联通道位于所述两个罐体的 上部、 形成所述物料通道的上部弯。 0012 其中， 所述罐体有两个或两个以上， 所述罐体中设有纵向隔板， 所述隔板将所述罐 说 明 书 1/4 页。

11、 3 CN 105497927 A 3 体的内部空间下部隔断上部连通， 所述连通部分形成所述物料通道的上部弯； 相邻的两个 罐体之间设有级联通道， 所述级联通道连通前一级罐体的水浴段和后一级罐体的气体段， 所述级联通道位于所述两个罐体的下部、 形成所述物料通道的下部弯。 0013 为解决上述第二个技术问题， 本发明所提供的技术方案是： 0014 连续式高温灭菌的方法， 包括以下步骤： 0015 1)通过所述通水口向所述物料通道的水浴段分别注入水； 0016 2)通过所述通气口向所述物料通道的气体段分别通入气体； 0017 3)调节所述气体的压力， 使所述水浴段中的水形成水位差， 并将所述气体段。

12、中的 气体与大气隔开形成水密封， 多级水位差压力叠加后， 使最后一级气体段的气体压力达到 灭菌温度所对应的压力； 0018 4)将所述若干级水浴段中的水分别加热至接近其所在压力下的沸点温度， 最后一 级的所述水浴段为灭菌区域； 0019 5)通过输送装置将物料从所述物料进出口潜水入第一级水浴段， 再从水中上浮至 第一级气体段， 然后沿所述物料通道顺序前行至最后一级， 灭菌完成后， 调头， 原路返回至 所述物料进出口。 0020 采用了上述技术方案后， 本发明的有益效果是： 0021 1)由于水浴段中的水将气体段中的气体与大气隔开形成水密封， 因而革除了压力 容器的机械密封机构， 利用水位差产生。

13、的压力相互叠加得到高温下的蒸发压力， 从而在有 压力的情况下完成连续式灭菌作业， 不仅大幅度提高了生产效率， 还明显减少了人工使用 量。 0022 2)各水浴段的水温一直保持恒定温度， 最后一级水浴段一直保持灭菌温度， 因而 进料出料时没有升降温过程， 大大降低了灭菌能耗。 0023 3)由于灭菌罐只有一个物料进出口， 物料从物料进出口沿物料通道顺序前行至最 后一级， 灭菌完成后调头， 原路返回至所述物料进出口， 与传统的升温升压室、 灭菌室和降 温降压室技术相比， 可以使设备大为简化， 便于自动化控制， 减小设备占用空间。 0024 4)从进料到出料， 历经多段压差区域和温差区域， 压力和温。

14、度变化更缓， 特别适合 真空包物。 0025 5)连续性的给料方式使得单件物料工艺过程一致， 没有密闭式杀菌罐的热分布不 均匀问题， 更适合匹配自动罐装流水线。 附图说明 0026 图1是本发明灭菌罐实施例1的结构原理图； 0027 图2是本发明灭菌罐实施例2的结构原理图； 0028 图3是本发明灭菌罐实施例3的结构原理图； 0029 图中： 1-罐体， 11-通气口， 12-通水口， 13-隔板， 2-级联通道， 3-输送装置， 4-物料 进出口， A-水浴段， B-气体段， H-水位差。 具体实施方式 0030 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 说 明 书 2/4 页 4 CN 1。

15、05497927 A 4 0031 实施例1 0032 如图1所示， 一种灭菌罐， 罐体1内设有上下弯折的物料通道， 这个罐体是整体式设 计的， 即： 它可能有一个共同的底部或顶部。 所谓物料通道是指在灭菌作业时， 物料移动的 路径。 该物料通道有且仅有一个与大气相通的物料进出口4， 即物料(食品或药品等)从同一 个口进出， 关于设备的工作原理及灭菌方法将在实施例2中详细描述。 0033 图1中的物料通道的下部有三个弯(下部弯)， 上部有三个弯(上部弯)， 当然， 数量 不局限于此， 例如两个弯， 但至少要有一个下部弯， 以便至少形成一级水位差H。 每一个下部 弯一侧的物料通道为水浴段A， 另。

16、一侧为气体段B， 从图1中可以看出， 水浴段A离物料进出口 4相对较近， 气体段B离物料进出口4相对较远， 而且从所述物料进出口4开始的第一级水浴 段A与物料进出口4相通。 0034 罐体1上设有向各级水浴段A分别注水的通水口12和向各级气体段B分别通气的通 气口11， 使用时， 通水口12通过各种阀与水源连接， 通气口11通过气压检测装置和气压控制 装置与气源连接， 使用补气或放气的方式来控制各气体段B的压力。 每个水密封段A都设有 一个加热装置， 根据不同的压力控制为不同的温度区域。 0035 实施例2 0036 该实施例是重点描述的例子。 0037 如图2所示， 与实施例1不同， 罐体1。

17、是单体设计的， 它与整体式结构相比， 可以模块 化制造和安装， 便于实现产品的系列化， 从而可更容易地满足客户需求并降低成本。 0038 罐体1中设有纵向隔板13， 隔板13将罐体1内部空间的上部隔断下部连通， 其连通 部分形成物料通道的下部弯。 0039 本实施例示出了三个罐体的组合形式， 相邻的两个罐体之间设有级联通道2， 级联 通道2连通前一级罐体的气体段B和后一级罐体的水浴段A， 级联通道2位于所述两个罐体的 上部、 形成物料通道的上部弯。 罐体的数量可以根据需要来确定， 可先确定灭菌温度(例如 121.1或134)， 然后根据安托尼方程确定对应的绝对压力， 进而确定总的水位差， 最后。

18、 根据使用空间确定罐体的数量， 即水位差叠加的级数。 0040 需要说明的是， 除了上述不同外， 本实施例与实施例1的结构基本相同， 通气口和 通水口是必须的， 但为了突出本发明的主要部分， 这部分内容没有表示在图2中。 0041 为了清楚的揭示本发明的灭菌方法， 图2中示出了物料的输送装置3， 输送装置3从 物料进出口4沿物料通道弯折布置， 在实际应用时， 它可以是一条往复循环的输送带或输送 链， 以便于在物料通道的上部弯或下部弯等需要拐弯处转向。 0042 灭菌方法如下： 0043 1)通过通水口12向物料通道的水浴段A分别注入水。 0044 2)通过通气口11向物料通道的气体段B分别通入。

19、气体， 该气体是水蒸气， 也可以是 氮气等， 氮气的膨胀系数低， 其压力受温度的影响小， 便于控制， 但与水蒸气相比， 成本会高 一些。 0045 3)调节气体的压力， 使物料通道中的水形成水位差H， 并将气体段B中的气体与大 气隔开形成水密封。 多级水位差压力叠加后， 使最后一级气体段B的气体压力达到灭菌温度 所对应的压力， 也即从物料进出口4开始， 各级气体段B的气压是逐渐升高的， 直至达到灭菌 温度对应的压力。 说 明 书 3/4 页 5 CN 105497927 A 5 0046 4)将三级水浴段中的水分别加热至接近其所在压力下的沸点温度， 也即从物料进 出口4开始， 各级水浴段A的温。

20、度是逐渐升高的， 直至达到灭菌温度， 最后一级的水浴段A是 灭菌区域， 物料在此区域完成灭菌。 0047 5)通过输送装置3将物料从物料进出口4潜水入第一级水浴段A至第一个下部弯， 再从水中上浮至第一级气体段B， 然后沿物料通道顺序前行至最后一级， 灭菌完成后调头， 原路返回至物料进出口4。 0048 实施例3 0049 如图3所示， 实施例3与实施例2的结构基本相同， 都是单体式结构， 不同之处在于， 隔板13将罐体1的内部空间下部隔断上部连通， 连通部分形成物料通道的上部弯。 相邻的两 个罐体之间设有级联通道2， 级联通道2连通前一级罐体的水浴段A和后一级罐体的气体段 B， 级联通道2位于。

21、两个罐体1的下部、 形成物料通道的下部弯。 这种结构使得物料可以从罐 体1的下部喂入， 因而便于操作。 从图3中也可以看出， 第一级罐体1的气体段B对形成水位差 H来说， 是无用的， 因而可以去掉， 仅保留水浴段A即可。 0050 本发明不局限于上述实施例， 其核心思想体现在以下两个方面： 0051 一、 用物料通道中的水位差实现大气与气体段的密封， 并通过水位差叠加方式， 用 相对小的设备高度、 使灭菌区域获得相对高的压力、 达到相对高的灭菌温度， 实现连续式灭 菌作业。 0052 二、 物料通道有且仅有一个物料进出口， 物料通过输送装置在物料通道内做连续 的潜水和上浮运动， 并在达到最后一级灭菌完成后， 掉头， 原路返回至物料进出口， 设备结 构大为简化， 便于自动化控制， 而且节省占用空间。 0053 本发明可广泛应用于食品、 药品等物料的高温灭菌， 一切包含上述思想、 结构和方 法的实施， 必将落入本发明的保护范围之内。 说 明 书 4/4 页 6 CN 105497927 A 6 图1 图2 说 明 书 附 图 1/2 页 7 CN 105497927 A 7 图3 说 明 书 附 图 2/2 页 8 CN 105497927 A 8 。