過熱蒸汽滅菌設(shè)備及過熱蒸汽滅菌方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種過熱蒸汽滅菌設(shè)備，包括一個內(nèi)部可容納需要滅菌的物料的滅菌容器和一個向該滅菌容器供應(yīng)蒸汽的蒸汽發(fā)生裝置，所述蒸汽發(fā)生裝置為過熱蒸汽發(fā)生器（1），所述過熱蒸汽發(fā)生器（1）包括一個產(chǎn)生飽和蒸汽的蒸汽發(fā)生器（2）和一個將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽的蒸汽加熱器（3），所述過熱蒸汽對所述滅菌容器中的物料進行直接加熱滅菌。本發(fā)明還公開了一種過熱蒸汽滅菌方法，包含以下步驟：（1）加工準(zhǔn)備步驟；（2）加工釜進料步驟；（3）過熱蒸汽滅菌步驟；（4）出料步驟；（5）重復(fù)（2）-（4）的步驟。本發(fā)明過熱蒸汽滅菌設(shè)備及過熱蒸汽滅菌方法，可以實現(xiàn)對食品粉體顆粒的快速、高效滅菌，減少步驟，節(jié)省成本。
【專利說明】過熱蒸汽滅菌設(shè)備及過熱蒸汽滅菌方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種過熱蒸汽滅菌設(shè)備，包括一個內(nèi)部可容納需要滅菌的物料的滅菌容器和一個向該滅菌容器供應(yīng)蒸汽的蒸汽發(fā)生裝置。
[0002]本發(fā)明還涉及一種過熱蒸汽滅菌方法，包括向加工釜送入過熱蒸汽進行高溫滅菌的步驟。
【背景技術(shù)】
[0003]對于食品粉體顆粒的殺菌目如有加熱殺菌、藥劑殺菌、紫外線殺菌、微波殺菌、放射線輻照殺菌等，由于出口產(chǎn)品的進口國對殺菌方法有各種限制，所以加熱殺菌是目前出口食品粉體顆粒的主流殺菌方式。目前的加熱滅菌設(shè)備主要包括一個內(nèi)部可容納需要滅菌的物料的滅菌容器和一個向該滅菌容器供應(yīng)蒸汽的蒸汽發(fā)生裝置。加熱殺菌法有干熱和濕熱殺菌法兩種。干熱殺菌方式是利用高溫空氣或蒸汽間接加熱進行殺菌處理；濕熱殺菌方式是利用飽和水蒸氣進行直接殺菌處理。兩者之間有著明顯的不同效果，有實驗表明在滅菌的過程中干熱方式滅菌所需要的時間要比濕熱方式滅菌所需要的時間要多出幾百倍。但是濕熱方式滅菌粉體或顆粒食品時由于水份的增加和結(jié)塊現(xiàn)象，殺菌后必須進行再干燥和粉碎作業(yè)。對于那些吸水性強容易吸水的物品還會吸附在設(shè)備的管道內(nèi)部，造成管道堵塞，影響正常的生產(chǎn)運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種過熱蒸汽滅菌設(shè)備及過熱蒸汽滅菌方法，可以實現(xiàn)對食品粉體顆粒的快速、高效滅菌，減少步驟，節(jié)省成本。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的過熱蒸汽滅菌設(shè)備，包括一個內(nèi)部可容納需要滅菌的物料的滅菌容器和一個向該滅菌容器供應(yīng)蒸汽的蒸汽發(fā)生裝置，該蒸汽發(fā)生裝置為過熱蒸汽發(fā)生器，該過熱蒸汽發(fā)生器包括一個產(chǎn)生飽和蒸汽的蒸汽發(fā)生器和一個將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽的蒸汽加熱器，該過熱蒸汽對該滅菌容器中的物料進行直接加熱滅菌。
[0006]作為本發(fā)明的改進，該滅菌容器為加工釜，該加工釜的上部設(shè)置有一個進料口，該加工釜的下部設(shè)置有一個出料口，該加工釜上還設(shè)置有一個過熱蒸汽進口。
[0007]作為本發(fā)明的改進，該加工釜上還設(shè)置有一個攪拌器，用于攪拌加工釜中的物料；該加工釜的外壁設(shè)置有保溫系統(tǒng)，可以使加工釜保持適當(dāng)?shù)臏囟龋辉撨M料口上設(shè)置有一個進料閥，該出料口上設(shè)置有一個出料閥，該過熱蒸汽進口上設(shè)置有一個蒸汽閥。
[0008]作為本發(fā)明的改進，該加工釜設(shè)置有壓力傳感器和溫度傳感器，該壓力傳感器的信號用于控制蒸汽閥的打開或關(guān)閉，該加工釜上還設(shè)置有壓力表和溫度表。
[0009]作為本發(fā)明的改進，該攪拌器為磁力攪拌器，該磁力攪拌器包括攪拌電機、第一磁力盤、第二磁力盤、攪拌軸和設(shè)置在該攪拌軸上的攪拌槳葉，該攪拌電機的機軸與該第一磁力盤固定連接，該第二磁力盤與該攪拌軸固定連接，該第一磁力盤與該第二磁力盤間隔一定距離，在磁力攪拌器工作時，該攪拌電機帶動第一磁力盤轉(zhuǎn)動，由第一磁力盤通過強磁力帶動第二磁力盤轉(zhuǎn)動，從而帶動該攪拌槳葉轉(zhuǎn)動。
[0010]作為本發(fā)明的改進，該過熱蒸汽滅菌設(shè)備還包括一個儲存物料的儲存器和一個送料裝置，該送料裝置可以將該儲存器中的物料輸送到該加工釜的進料口中。
[0011]作為本發(fā)明的改進，該儲存器為料斗，該送料裝置為用電機驅(qū)動的螺桿送料機，該料斗的出口在該螺桿送料機的進口的上方，該料斗下方設(shè)置有一個用電機驅(qū)動的振動器，可以振動料斗使該料斗中的物料順利落入該螺桿送料機的進口，該進料口上設(shè)置有一個進料斗，該螺桿送料機的出口在該進料斗的上方，送料時物料可以落入該進料斗中。
[0012]作為本發(fā)明的改進，該磁力攪拌器設(shè)置于該加工釜的中部，該過熱蒸汽進口與該磁力攪拌器對稱布置，該攪拌電機為可變速電機，該螺桿送料機的驅(qū)動電機為定量電機，該攪拌槳葉為彎曲的S型攪拌槳葉，該進料閥、出料閥、蒸汽閥均為氣動閥門，該保溫系統(tǒng)為用飽和蒸汽加熱的保溫管組。
[0013]作為本發(fā)明的改進，該過熱蒸汽滅菌設(shè)備由一個PLC進行控制，該PLC可以控制定量電機驅(qū)動器，該定量電機驅(qū)動器用于驅(qū)動并控制螺桿送料機的定量電機的轉(zhuǎn)數(shù)，該PLC還可以控制送料變頻器，該送料變頻器用于驅(qū)動并控制振動器的振動頻率，該PLC還可以控制攪拌變頻器，該攪拌變頻器用于驅(qū)動并控制該磁力攪拌器的攪拌電機的轉(zhuǎn)速，該PLC可以對加工釜的壓力、攪拌速度、進料數(shù)量、振動頻率進行參數(shù)設(shè)定，對該過熱蒸汽滅菌設(shè)備正常運行進行自動控制。
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的過熱蒸汽滅菌方法，包含以下步驟:
[0015](I)開啟過熱蒸汽發(fā)生器和加工釜的保溫系統(tǒng)；
[0016](2)關(guān)閉加工釜的出料閥，打開加工釜的進料閥，啟動定量電機驅(qū)動螺桿送料機將設(shè)定量的需滅菌物料送入加工釜中；
[0017](3)關(guān)閉加工釜的進料閥，啟動磁力攪拌器攪拌物料，打開蒸汽閥向加工釜送入過熱蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的過熱蒸汽，加工釜壓力達到設(shè)定值后關(guān)閉蒸汽閥，物料按設(shè)定時間進行高溫滅菌；
[0018](4)滅菌結(jié)束后，關(guān)閉磁力攪拌器，打開加工釜的出料閥，排出加工釜中的過熱蒸汽和物料；
[0019](5)重復(fù)(2)- (4)的步驟。
[0020]在投入被殺菌物料的加工釜內(nèi)充入并保持一定壓力的過熱蒸汽，同時攪拌物料使物料和過熱蒸汽充分混合，這樣物料就被瞬間加熱到很高的溫度，細菌在這個過程中被殺滅，在到達一定的保壓時間后，物料除去水份后被放出，不會出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，殺菌后物料也不必進行再干燥和粉碎作業(yè)，減少加工步驟。由于高溫滅菌時間短，可以把被滅菌物料的有效成分的損失控制在較小限度內(nèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0022]圖1為本發(fā)明過熱蒸汽滅菌設(shè)備的一種實施方式的示意圖。
[0023]圖2為圖1所示過熱蒸汽滅菌設(shè)備中加工釜的剖視圖。
[0024]圖3為本發(fā)明過熱蒸汽滅菌方法的流程圖。
[0025]其中:1、過熱蒸汽發(fā)生器；2、蒸汽發(fā)生器；3、蒸汽加熱器；4、加工釜；5、進料口 ；6、進料閥；7、出料口 ；8、出料閥；9、過熱蒸汽進口 ； 10、蒸汽閥；11、料斗；12、螺桿送料機；
13、振動器；14、進料斗；15、磁力攪拌器；16、攪拌電機；17、第一磁力盤；18、第二磁力盤；19、攪拌軸；20、攪拌槳葉；21、壓力傳感器；22、溫度傳感器；23、壓力表；24、溫度表；25、定量電機；26、保溫系統(tǒng)；27、PLC ;28、定量電機驅(qū)動器；29、送料變頻器；30、攪拌變頻器；31、觸摸屏；32、電氣控制柜。
【具體實施方式】
[0026]如圖1至圖2所示，過熱蒸汽滅菌設(shè)備包括一個內(nèi)部可容納需要滅菌的物料的加工釜4和一個向該加工釜4供應(yīng)過熱蒸汽的過熱蒸汽發(fā)生器1，該過熱蒸汽發(fā)生器I包括一個產(chǎn)生飽和蒸汽的蒸汽發(fā)生器2和一個將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽的蒸汽加熱器3，該過熱蒸汽對該加工釜4中的物料進行直接加熱滅菌。該加工釜4的上部設(shè)置有一個進料口5，該進料口 5上設(shè)置有一個進料閥6，該加工釜4的下部設(shè)置有一個出料口 7，該出料口 7上設(shè)置有一個出料閥8，該加工釜4的中部還設(shè)置有一個過熱蒸汽進口 9，該過熱蒸汽進口9上設(shè)置有一個蒸汽閥10。該進料閥6、出料閥8、蒸汽閥10均為氣動閥門，該蒸汽閥10的入口與該過熱蒸汽發(fā)生器I的出口用過熱蒸汽輸送管相連接。該加工釜4的中部上還設(shè)置有一個磁力攪拌器15，用于攪拌加工釜4中的物料，該磁力攪拌器15與過熱蒸汽進口 9對稱布置。該磁力攪拌器15包括可變速的攪拌電機16、第一磁力盤17、第二磁力盤18、攪拌軸19和設(shè)置在該攪拌軸19上的彎曲成S型的攪拌槳葉20，該攪拌電機16的機軸與該第一磁力盤17固定連接，該第二磁力盤18與該攪拌軸19固定連接，該第一磁力盤17與該第二磁力盤18間隔一定距離。在磁力攪拌器15工作時,該攪拌電機16帶動第一磁力盤17轉(zhuǎn)動，由第一磁力盤17通過強磁力帶動第二磁力盤18轉(zhuǎn)動,從而帶動該攪拌槳葉20轉(zhuǎn)動。
[0027]該加工釜4上設(shè)置有壓力傳感器21和溫度傳感器22，該壓力傳感器21的信號用于控制蒸汽閥10的打開或關(guān)閉，該加工釜4上還設(shè)置有壓力表23和溫度表24。壓力傳感器可以監(jiān)控加工釜4內(nèi)的過熱蒸汽的壓力參數(shù)，以保證滅菌工作的正常進行。該加工釜4的外壁設(shè)置有保溫系統(tǒng)26，可以使加工釜4保持適當(dāng)?shù)臏囟龋摫叵到y(tǒng)26為用飽和蒸汽加熱的保溫管組。
[0028]該過熱蒸汽滅菌設(shè)備還包括一個儲存物料的料斗11和一個用步進的定量電機25驅(qū)動的螺桿送料機12，該螺桿送料機12可以將該料斗11的物料輸送到該加工釜4的進料口 5中。該料斗11的出口在該螺桿送料機12的進口的上方，該料斗11下方設(shè)置有一個用電機驅(qū)動的振動器13，可以振動料斗11使該料斗11中的物料順利落入該螺桿送料機12的進口，該進料口 5上設(shè)置有一個進料斗14，該螺桿送料機12的出口在該進料斗14的上方，送料時物料可以落入該進料斗12中。
[0029]該過熱蒸汽滅菌設(shè)備由一個帶觸摸屏31的PLC27進行控制，該PLC27可以控制定量電機驅(qū)動器28，該定量電機驅(qū)動器28用于驅(qū)動并控制螺桿送料機12的定量電機25的轉(zhuǎn)數(shù)，該PLC27還可以控制送料變頻器29，該送料變頻器29用于驅(qū)動并控制振動器13的振動頻率，該PLC27還可以控制攪拌變頻器30，該攪拌變頻器30用于驅(qū)動并控制該磁力攪拌器15的攪拌電機16的轉(zhuǎn)速，該PLC27可以通過觸摸屏31對加工釜4的壓力、攪拌速度、進料數(shù)量、振動頻率進行參數(shù)設(shè)定，對該過熱蒸汽滅菌設(shè)備正常運行進行自動控制。該PLC27、定量電機驅(qū)動器28、送料變頻器29、攪拌變頻器30均安裝在電氣控制柜32中。[0030]過熱蒸汽滅菌設(shè)備可以對脫水蔬菜、茶葉、香辛料、中藥材等的粉/粒狀原料進行殺菌處理。利用過熱蒸汽，大腸菌群，一般細菌和耐熱型細菌在較短時間內(nèi)(3?5秒鐘)就可以被殺滅。由于高溫滅菌時間短，可以把被滅菌物料的有效成分的損失控制在較小限度內(nèi)。采用磁力攪拌實現(xiàn)攪拌動作，隔離攪拌轉(zhuǎn)動部件對溫度場的影響，在工作過程中，攪拌轉(zhuǎn)動部件的溫升僅略高于室溫；同時使加工釜4內(nèi)的無菌工作環(huán)境與外界的隔離。
[0031]如圖3所示，過熱蒸汽滅菌設(shè)備滅菌的工作流程主要內(nèi)容如下:
[0032](I)系統(tǒng)初始化:開啟過熱蒸汽發(fā)生器和加工釜的保溫系統(tǒng)；系統(tǒng)有水、送料倉有料，吹掃氣壓正常，加工釜內(nèi)部溫度正常；加工釜無壓力，釜內(nèi)無料，保溫系統(tǒng)正常；
[0033](2)送料:關(guān)閉加工釜的出料閥，打開加工釜的進料閥，啟動定量電機驅(qū)動螺桿送料機將設(shè)定量的需滅菌物料送入加工釜中；
[0034](3)加工:關(guān)閉加工釜的進料閥，啟動磁力攪拌器攪拌物料，打開蒸汽閥向加工釜送入過熱蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的過熱蒸汽，加工釜壓力達到設(shè)定值后關(guān)閉蒸汽閥，物料按設(shè)定時間進行高溫滅菌；
[0035](4)出料:滅菌結(jié)束后，關(guān)閉磁力攪拌器，打開加工釜的出料閥，排出加工釜中的過熱蒸汽和物料；
[0036](5)重復(fù)上述(2)- (4)的步驟，進行間歇式自動處理。
[0037]需要注意的是，【具體實施方式】僅僅是對本發(fā)明技術(shù)方案的解釋和說明，不應(yīng)將其理解為對本發(fā)明技術(shù)方案的限定，任何采用本發(fā)明實質(zhì)
【發(fā)明內(nèi)容】
而僅作局部改變的，仍應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種過熱蒸汽滅菌設(shè)備，包括一個內(nèi)部可容納需要滅菌的物料的滅菌容器和一個向該滅菌容器供應(yīng)蒸汽的蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于:所述蒸汽發(fā)生裝置為過熱蒸汽發(fā)生器(I )，所述過熱蒸汽發(fā)生器(I)包括一個產(chǎn)生飽和蒸汽的蒸汽發(fā)生器(2)和一個將飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽的蒸汽加熱器(3)，所述過熱蒸汽對所述滅菌容器中的物料進行直接加熱滅菌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過熱蒸汽滅菌設(shè)備，其特征在于:所述滅菌容器為加工釜(4)，所述加工釜(4)的上部設(shè)置有一個進料口(5)，該加工釜(4)的下部設(shè)置有一個出料口(7)，該加工釜(4)上還設(shè)置有一個過熱蒸汽進口(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過熱蒸汽滅菌設(shè)備，其特征在于:所述加工釜(4)上還設(shè)置有一個攪拌器，用于攪拌加工釜(4)中的物料；所述加工釜(4)的外壁設(shè)置有保溫系統(tǒng)(26)，可以使加工釜(4)保持適當(dāng)?shù)臏囟?；所述進料口(5)上設(shè)置有一個進料閥(6)，所述出料口(7 )上設(shè)置有一個出料閥(8 )，所述過熱蒸汽進口( 9 )上設(shè)置有一個蒸汽閥(10 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過熱蒸汽滅菌設(shè)備，其特征在于:所述加工釜(4)上設(shè)置有壓力傳感器(21)和溫度傳感器(22)，所述壓力傳感器(21)的信號用于控制蒸汽閥(10)的打開或關(guān)閉，該加工釜(4)上還設(shè)置有壓力表(23)和溫度表(24)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的過熱蒸汽滅菌設(shè)備，其特征在于:所述攪拌器為磁力攪拌器(15)，所述磁力攪拌器(15)包括攪拌電機(16)、第一磁力盤(17)、第二磁力盤(18)、攪拌軸(19)和設(shè)置在所述攪拌軸(19)上的攪拌槳葉(20)，所述攪拌電機(16)的機軸與所述第一磁力盤(17)固定連接,所述第二磁力盤(18)與`該攪拌軸(19)固定連接,該第一磁力盤(17)與該第二磁力盤(18)間隔一定距離，在磁力攪拌器(15)工作時，該攪拌電機(16)帶動第一磁力盤(17)轉(zhuǎn)動，由第一磁力盤(17)通過強磁力帶動第二磁力盤(18)轉(zhuǎn)動,從而帶動所述攪拌槳葉(20)轉(zhuǎn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過熱蒸汽滅菌設(shè)備，其特征在于:所述過熱蒸汽滅菌設(shè)備還包括一個儲存物料的儲存器和一個送料裝置，所述送料裝置可以將所述儲存器中的物料輸送到所述加工釜(4)的進料口(5)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的過熱蒸汽滅菌設(shè)備，其特征在于:所述儲存器為料斗(11)，所述送料裝置為用電機驅(qū)動的螺桿送料機(12)，所述料斗(11)的出口在所述螺桿送料機(12)的進口的上方，該料斗(11)下方設(shè)置有一個用電機驅(qū)動的振動器(13)，可以振動料斗(11)使該料斗(11)中的物料順利落入該螺桿送料機(12)的進口，所述進料口(5)上設(shè)置有一個進料斗(14)，所述螺桿送料機(12)的出口在所述進料斗(14)的上方，送料時物料可以落入該進料斗(12)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過熱蒸汽滅菌設(shè)備，其特征在于:所述磁力攪拌器(15)設(shè)置于所述加工釜(4)的中部，所述過熱蒸汽進口(9)與該磁力攪拌器(15)對稱布置，所述攪拌電機(16)為可變速電機，所述螺桿送料機(12)的驅(qū)動電機為定量電機(25)，所述攪拌槳葉(20)為彎曲的S型攪拌槳葉，所述進料閥(6)、出料閥(8)、蒸汽閥(10)均為氣動閥門，所述保溫系統(tǒng)(26)為用飽和蒸汽加熱的保溫管組。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過熱蒸汽滅菌設(shè)備，其特征在于:所述過熱蒸汽滅菌設(shè)備由一個PLC (27)進行控制，所述PLC (27)可以控制定量電機驅(qū)動器(28)，所述定量電機驅(qū)動器(28)用于驅(qū)動并控制螺桿送料機(12)的定量電機(25)的轉(zhuǎn)數(shù)，該PLC (27)還可以控制送料變頻器(29)，所述送料變頻器(29)用于驅(qū)動并控制振動器(13)的振動頻率，該PLC(27)還可以控制攪拌變頻器(30)，所述攪拌變頻器(30)用于驅(qū)動并控制所述磁力攪拌器(15)的攪拌電機(16)的轉(zhuǎn)速，該PLC (27)可以對加工釜(4)的壓力、攪拌速度、進料數(shù)量、振動頻率進行參數(shù)設(shè)定，對所述過熱蒸汽滅菌設(shè)備正常運行進行自動控制。
10. 一種根據(jù)權(quán)利要求1至9任何一項所述的過熱蒸汽滅菌方法，包含以下步驟: (O開啟過熱蒸汽發(fā)生器和加工釜的保溫系統(tǒng)； (2)關(guān)閉加工釜的出料閥，打開加工釜的進料閥，啟動定量電機驅(qū)動螺桿送料機將設(shè)定量的需滅菌物料送入加工釜中； (3)關(guān)閉加工釜的進料閥，啟動磁力攪拌器攪拌物料，打開蒸汽閥向加工釜送入過熱蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的過熱蒸汽，加工釜壓力達到設(shè)定值后關(guān)閉蒸汽閥，物料按設(shè)定時間進行高溫滅菌； (4)滅菌結(jié)束后，關(guān)閉磁力攪拌器，打開加工釜的出料閥，排出加工釜中的過熱蒸汽和物料； (5)重復(fù)(2)- (4)的步驟。
【文檔編號】A23B7/005GK103609660SQ201310585599
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】梅彪, 高放 申請人:梅彪, 高放