一种灭菌设备的制作方法
【专利摘要】一种灭菌设备，包括灭菌光源，所述灭菌光源为灭菌灯管，所述的一种灭菌设备设有一容器，所述容器由透明材料组成，所述容器为柱体，所述容器设有进料口、出料口；在所述容器的外侧设有一连接灭菌灯管的支架，所述的支架由三部分组成：第一部分为与所述柱体容器的轴线平行设置的撑杆，第二部分为设于支架一端的中心轴，所述中心轴轴线与所述柱体容器轴线重合，第三部分为连杆，所述连杆将所述撑杆与所述中心轴固定连接；所述的中心轴可在驱动装置(未标出)驱动下转动，所述的灭菌灯管与所述的撑杆连接，支架可在驱动装置驱动下随所述中心轴转动，所述灭菌灯管可绕所述的容器做匀速圆周运动。
【专利说明】一种灭菌设备
【技术领域】
[0001] 本专利属于灭菌领域，具体涉及一种光灭菌设备。
【背景技术】
[0002]光灭菌属于非热灭菌范畴，在生物、医药、化工、食品类领域被广泛应用。由于光灭菌主要依赖于光对物体表面的照射作用完成灭菌，而照射于物体表面的光线对物体的穿透力依赖于物体的性质，对一般固体物体而言，光的穿透力较弱，因此，光灭菌大多应用于大块物体表面的灭菌处理。近年来，将光灭菌应用于各种性质的物料灭菌也逐渐得到推广与应用，具体涉及块状物料灭菌、颗粒物料灭菌与液体物料灭菌，对于后两者的光灭菌，目前存在许多问题。
[0003]现有技术中，光对固体颗粒状物料的灭菌采用的形式及存在的问题如下:
[0004]其一，设置的灭菌光源直接对堆积的颗粒物料照射灭菌。采用该类方法灭菌，照射光只能对堆积物料表层部分颗粒实施照射灭菌，对堆积物料内部颗粒无法实施灭菌处理。
[0005]其二，将固体颗粒在光照射场中分散并且流化，从而使得固体颗粒流动或者悬浮于灭菌光的照射区域，颗粒被光照射灭菌。该法避免了以上颗粒料因堆积而导致部分物料无法被光照射灭菌的问题，采用该方法，待灭菌颗粒物料在灭菌室流化，并悬浮于光照射场，颗粒在流动中不断交换位置，起到不断翻动的作用，由此，颗粒各部分都有机会被光照射灭菌。但是，采用该方法，悬浮中的颗粒运动状态与许多因素有关，其可控性、可靠性、重复性很难达到，因此，对于要求高的灭菌过程需要改进。
[0006]其三，用于颗粒灭菌的光灭菌设备在工业应用中，对于特殊物料如粘性大、湿物料等的灭菌，其上料、送料、下料困难，附加设施及工艺复杂，因此，这导致设备的工业制造成本闻。
[0007]其四，光灭菌所用光源对灭菌物料的照射作用存在不均匀，原因主要是:将光源看做一个点光源，对距离该点光源的灭菌物料而言，由于物料的各个部分距离该点光源的距离不一样，光对物料的灭菌作用强度也不一样。
[0008]现有技术中，光对液体物料的灭菌应用最多，目前存在的问题是:
[0009]其一，与对固体颗粒物料灭菌一样，光灭菌所用光源对灭菌物料的照射作用存在不均匀现象。
[0010]其二,光对含有固体颗粒的混合溶液的照射存在盲区，原因是:由于悬浮于混合溶液里的颗粒的遮拦作用，光只能照射并作用于外层的混合层，光对固液混合体的内部灭菌存在盲区，一些表层物料会遮挡光线穿透，从而无法对内部部分混合溶液实施光照射灭菌。
[0011]基于以上分析，本发明公开了一种灭菌设备，该设备主要用于固体颗粒及液体的灭菌处理，该设备适合于各种性质物料、各种颗粒物料灭菌，尤其适合具有一定透明性质的物料料的灭菌处理。本发明可以有效地避免上述方法所存在的问题，并且具有如下的性倉泛:
[0012]I)该装置采用了旋转光源装置，从而形成均匀光，均匀光对灭菌物料照射均匀；[0013]2)该装置通过将物料置于由容器壁与螺旋结构形成的夹层，从而可以有效地控制待灭菌物料的厚度，并使得物料受光灭菌处理均匀、稳定，从而物料灭菌结果可靠，重复性好;
[0014]3)对于固体颗粒、粘性物料而言，采用该装置，可使得置于由容器壁与螺旋结构形成的夹层的各种性质物料(尤其是夹层间隔空间较小)的上料、下料变得异常简便、可控，且结构简单，对上下料难以处理的物料，该装置尤其具有优越性能；
[0015]4)该装置采用螺旋流体通道及螺旋结构技术手段，从而增加了该设备对物料内、外的翻动作用，并使得物料可处于灭菌室内各个不同位置，接受光照几率均等，从而达到灭菌的均匀性，灭菌效果好。避免了颗粒内部物料无法受光照射灭菌的缺陷。 [0016]5)该装置易于实现工业化控制，适合工业化作业。
[0017]6)该装置结构简单，工业成本低；
【发明内容】
[0018]本发明的目的在于采用一种灭菌设备实现对物料的光灭菌处理，其目的在于使得设备达到灭菌效果好、灭菌效果可靠、物料内外灭菌均匀、物料上料、下料简便易行等，并且该灭菌设备易于工业控制，制造成本低。
[0019]为了实现以上所述的发明目的，本发明所采用的技术方案为:一种灭菌设备，包括灭菌光源，所述灭菌光源为灭菌灯管，所述的一种灭菌设备设有一容器，所述容器由透明材料组成，所述容器为柱体，所述容器设有进料口、出料口 ；在所述容器的外侧设有一连接灭菌灯管的支架，所述的支架由三部分组成:第一部分为与所述柱体容器在物料流动方向的轴线平行设置的撑杆，第二部分为设于支架一端的中心轴，所述中心轴轴线与所述柱体容器轴线重合，第三部分为连杆，所述连杆将所述撑杆与所述中心轴固定连接；所述的中心轴与一驱动装置(未标出)连接，并可在驱动装置驱动下转动，所述的灭菌灯管与所述的撑杆连接，支架可在驱动装置驱动下随所述中心轴转动，所述灭菌灯管可绕所述的容器做匀速圆周运动。待灭菌的物料由进料口进入容器后，开启灭菌灯管，开启驱动装置，灭菌灯管绕容器作旋转圆周运动，形成均匀光照的旋转光，灭菌光通过透明容器壁均匀照射作用于物料层，并对物料实施灭菌处理，待灭菌结束后，物料通过出料口排出。
[0020]本发明进一步的改进在于，所述容器为圆筒容器，旋转光源对圆通容器内的物料灭菌更均匀；
[0021]本发明进一步的改进在于，所述容器为圆筒容器内设有螺旋结构，所述螺旋结构由一圆柱体与设置于圆柱体表面的螺旋构件组成；
[0022]本发明进一步的改进在于，所述容器为圆筒容器内的螺旋结构设有一中心轴一，所述中心轴一由驱动装置驱动。采用该装置，物料翻动、上料、下料简单；
[0023]本发明进一步的改进在于，所述螺旋结构由透明材料组成。
[0024]本发明进一步的改进在于，所述螺旋结构的中心轴一由透明材料组成
[0025]本发明进一步改进在于，所述灭菌光源为脉冲强光光源。
[0026]本发明进一步改进在于，所述支架设有至少一根撑杆，撑杆间相互平行设置。
[0027]本发明进一步改进在于，所述的撑杆在撑杆延伸方向形成的轴线与所述容器在物料流动方向的轴线平行且，每一撑杆在撑杆延伸方向形成的轴线与所述容器在物料流动方向的轴线距离相等。
[0028]本发明的另一结构为:一种灭菌设备，包括灭菌光源，所述灭菌光源为灭菌灯管，所述的一种灭菌设备设有一容器，所述容器由透明材料组成，所述容器为圆筒容器，所述圆筒容器设有进料口、出料口 ；在所述圆筒容器的外侧同轴设有一外圆筒，外圆筒的内壁沿周向设有灭菌灯管，所述外圆筒的外侧设有环形支架，所述环形支架的环形面与外圆筒的接触面可以相互滑动移动，亦即，外圆筒可以在环形支架支撑下转动，所述外圆筒外侧还设有齿轮，驱动装置G(未标出)可通过齿轮驱动外圆筒做匀速转动。外圆筒的转动带动设于外圆筒内壁灭菌灯管的转动，形成旋转光源，从而对物料灭菌。
[0029]本发明进一步的改进在于，所述容器为圆筒容器内设有螺旋结构，所述螺旋结构由一圆柱体与设置于圆柱体表面的螺旋构件组成；
[0030]本发明进一步的改进在于，所述容器为圆筒容器内的螺旋结构设有一中心轴一，所述中心轴一由驱动装置驱动。采用该装置，物料翻动、上料、下料简单；
[0031]有益效果:由于采用由旋转光源、螺旋结构与透明圆筒容器组成的光灭菌设备，设备灭菌效果好，具体地可表现为以下几个方面:
[0032]I)该装置采用了旋转光源装置，从而形成均匀光，均匀光对灭菌物料照射均匀；
[0033]2)该装置通过将物料置于由容器壁与螺旋结构形成的夹层，从而可以有效地控制待灭菌物料的厚度，并使得物料受光灭菌处理均匀、稳定，从而物料灭菌结果可靠，重复性好； [0034]3)对于固体颗粒、粘性物料而言，采用该装置，可使得置于由容器壁与螺旋结构形成的夹层的各种性质物料(尤其是夹层间隔空间较小)的上料、下料变得异常简便、可控，且结构简单，对上下料难以处理的物料，该装置尤其具有优越性能；
[0035]4)该装置采用螺旋流体通道及螺旋结构技术手段，从而增加了该设备对物料内、外的翻动作用，并使得物料可处于灭菌室内各个不同位置，接受光照几率均等，从而达到灭菌的均匀性，灭菌效果好。避免了颗粒内部物料无法受光照射灭菌的缺陷。
[0036]5)该装置易于实现工业化控制，适合工业化作业。
[0037]6)该装置结构简单，工业成本低；
[0038]7)该装置易于形成密闭空间，同时，由于圆筒容器与螺旋结构所形成的空间的备表面无死角，易于清洗，尤其适合CIP在线处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1为一种灭菌设备原理图一
[0040]图2为图1的CCl截面图
[0041]图3为一种灭菌设备原理图二
[0042]图4为螺旋结构与圆筒容器器壁形成的夹层空间示意图
[0043]图5为图3的AAl截面图
[0044]图6为一种灭菌设备原理图三
[0045]图7为图6的BBl截面图
[0046]图8为一种灭菌设备原理图四
[0047]图9为图8所示的外圆筒示意图[0048]图10为图8所示的圆筒容器示意图
[0049]图11为图8的端视图
[0050]其中:1、圆筒容器，2、进料口，3出料口，4灭菌灯管，5、螺旋结构，6、管脚，7、夹层空间，8、右支架，9、左支架，10、中心轴一，11、脉冲强光灯管，12、支架，13、中心轴，14、撑杆，15、连杆，16、柱体容器，17、外圆筒，18、环形支架，19、齿轮
【具体实施方式】
[0051]图1为一种灭菌设备原理图一，一种灭菌设备，包括灭菌光源，所述灭菌光源为灭菌灯管4，所述的一种灭菌设备设有一容器，所述的容器可以为多种形状，本例所述容器为柱体容器16，所述柱体容器16由透明材料组成，所述柱体容器16的CCl处截面示意图如图2所示，本例中，所述柱体容器16截面为四边形，实际截面也可以采用其他多边形。所述柱体容器16设有进料口 2、出料口 3 ;在所述柱体容器16的外侧设有一连接灭菌灯管4的支架12，所述的支架12由三部分组成:第一部分为与所述柱体容器16在物料流动方向的轴线平行设置的撑杆14，第二部分为设于支架12—端的中心轴13，所述中心轴13轴线与所述柱体容器16在物料流动方向的轴线重合，第三部分为连杆15，所述连杆15将所述撑杆14与所述中心轴13固定 连接；所述的中心轴13与一驱动装置E连接(未标出)，并可在驱动装置E (未标出)驱动下转动，所述的灭菌灯管4通过管脚6与所述的撑杆14连接，支架
12可在驱动装置驱动下随所述中心轴13转动，所述灭菌灯管4可绕所述的容器16做圆周匀速运动，形成对所述容器照射灭菌的旋转光源。
[0052]待灭菌的物料由进料口 2进入柱体容器16后，开启灭菌灯管4，开启驱动装置E，灭菌灯管4绕柱体容器16作旋转圆周运动，控制支架12作圆周运动的稳定转动，就可以保证光对容器内物料照射的均匀性，以下各例皆同，对此不再赘述。同时，所述支架设有至少一根撑杆，所述的撑杆在撑杆延伸方向形成的轴线与所述容器在物料流动方向的轴线平行，每一撑杆在撑杆延伸方向形成的轴线与所述容器在物料流动方向的轴线距离相等。灭菌光通过透明容器16壁均匀照射作用于物料层，并对物料实施灭菌处理，待灭菌结束后，物料通过出料口 3排出。
[0053]图3为一种灭菌设备原理图二，一种灭菌设备，包括灭菌光源，灭菌光源为灭菌灯管4，与如图1所述的一种灭菌设备原理图一不同的是:本例灭菌设备的容器为由透明材料制成的圆筒容器1，所述圆筒容器I设有进料口 2、出料口 3，所述圆筒容器I还设有螺旋结构5。其他结构与图1所述灭菌设备结构相同，具体地，在所述圆筒容器I的外侧设有一连接灭菌灯管4的支架12，所述的支架12由三部分组成:第一部分为与所述圆筒容器I在物料流动方向的轴线平行设置的撑杆14，第二部分为设于支架12—端的中心轴13，所述中心轴13轴线与所述圆筒容器I轴线重合，第三部分为连杆15，所述连杆15将所述撑杆14与所述中心轴13固定连接；所述的中心轴13与一驱动装置E连接(未标出)，并可在驱动装置E(未标出)驱动下转动，所述的灭菌灯管4通过管脚6与所述的撑杆14连接，优选地，所述两灭菌灯管4对称分布，如图5所示为图3的AAl处截面图，本例中，灭菌光为紫外光。支架12可在驱动装置E驱动下随所述中心轴13转动，所述灭菌灯管4可绕所述的圆筒容器I做匀速圆周运动。
[0054]设备工作时，待灭菌的物料由进料口 2进入圆筒容器I后，由螺旋结构5均匀地将物料装入螺旋结构5与圆筒容器I器壁所构成的夹层空间7，亦即灭菌室，所述灭菌室结构如图4所示，该设备可通过螺旋结构对物料实施翻动，物料在螺旋通道不断翻动、混合，圆筒容器I内各部分物料位置不断改变，利于圆筒容器I内各部分物料的灭菌。随后，开启驱动装置E，支架随中心轴13转动，从而带动灭菌灯管4绕容器I作旋转匀速圆周运动，然后，开启灭菌灯管4灭菌，灭菌光通过透明圆筒容器I器壁照射作用于物料层，这样，均匀光照与混合充分的物料使得灭菌效果好。待灭菌结束后，物料通过螺旋结构置5从出料口 3排出。为了增强光的灭菌效果，所述螺旋结构5采用透明材料制成，以下各例皆同，不再赘述。本结构适合液体或固液混合物料的灭菌，尤其适合固液混合物料的灭菌。
[0055]图6为一种灭菌设备原理图三,所述的灭菌设备,与如图3所述的一种灭菌设备原理图二所不同的是:本例灭菌光源采用脉冲强光灯管U，而所述的螺旋结构5则还设有一中心轴一 10。具体地，在本例中，灭菌灯管11为脉冲强光光源灯管，其电源由形成脉冲强光的驱动电源动力单元、控制单元提供(未标出)，优选地，所述四个灭菌灯管11对称分布，如图7所示。而螺旋结构5则还设有中心轴一 10，具体地，所述灭菌设备包括由透明材料制成的圆筒容器1，所述圆筒容器I设有进料口 2、出料口 3，在所述圆筒容器I设有螺旋结构5，所述的圆筒容器I内的螺旋结构5设有中心轴一 10，所述中心轴一 10支承于右支架8、左支架9，所述螺旋结构5通过所述中心轴一 10与驱动装(未标出)置F连接。
[0056]除了以上结构，所述灭菌设备的其他结构与如图3所述的一种灭菌设备结构相同，具体地，在所述圆筒容器I的外侧设有一连接灭菌灯管11的支架12，所述的支架12由三部分组成:第一部分为与所述圆筒容器I在物料流动方向的轴线平行设置的撑杆14，本例中，撑杆14为四根平行的撑杆，为了保证光源的均匀照射，所述撑杆14轴线与圆筒容器I轴线平行，并且所有撑杆14的轴线到圆筒容器I轴线距离相等，且沿圆筒容器I周向均等排列。第二部分为设于支架12 —端的中心轴13，所述中心轴13轴线与所述圆筒容器I在物料流动方向的轴线重合，第三部分为连杆15，所述连杆15将所述撑杆14与所述中心轴
13固定连接；所述的中心轴13可在驱动装置E(未标出)驱动下转动，所述的灭菌灯管11通过管脚6与所述的撑杆14连接，支架12可在驱动装置E驱动下随所述中心轴13转动，所述灭菌灯管11可绕所述的圆筒容器I做匀速圆周运动。
[0057]设备工作时，待灭菌的物料由进料口 2进入圆筒容器I后，开启螺旋驱动装置F，螺旋结构5在中心轴一 10的作用下转动，并可输送物料，物料均匀地装入螺旋结构5与圆筒容器I器壁所构成的夹层空间7，亦即灭菌室，如图4所示，并同时可通过螺旋结构对物料实施翻动，随后，开启驱动装置E，灭菌灯管11绕圆筒容器I作旋转圆周运动，开启灭菌灯管11灭菌，灭菌光通过透明圆筒容器I器壁照射作用于物料层，并对物料实施灭菌处理。待灭菌结束后，物料通过螺旋结构置5从出料口 3排出。为了增强光的灭菌效果，所述螺旋结构
5、中心轴一 10可采用透明材料制成。本结构由于采用驱动装置F对螺旋驱动，物料上料、输送、下料简便，适合各种物料的灭菌，包括颗粒、液体或固液混合物料的灭菌。
[0058]为了实现螺 旋结构5对物料的不断翻动作用，所述螺旋结构5的内部或者中心轴一 10内可加设物料流动通道，在此，所述出料口 3可设置于进料口 2的同侧，由此可方便地在进料口 2、出料口 3间形成循环回路。
[0059]图8为一种灭菌设备原理图四，图9、图10、图11为灭菌设备图8的分解图。为了说明清楚，图8的结构原理图分解为:图9所示的外圆筒17、图10所示的设于外圆筒17内带有螺旋结构5的圆筒容器1，图11所示的是图8的端视图。所述的一种灭菌设备设有一容器，所述容器由透明材料组成，所述容器为圆筒容器1，所述圆筒容器I设有进料口 2、出料口 3 ;所述的圆筒容器I内设有螺旋结构5，所述螺旋结构5则还设有中心轴一 10，所述中心轴一 10支承于右支架8、左支架9，所述螺旋结构5通过所述中心轴一 10与驱动装(未标出)置F连接，如图10所示。在所述圆筒容器I的外侧同轴设有一外圆筒17，外圆筒17的内壁沿周向设有灭菌灯管4，如图11所示，所述外圆筒17的外侧设有环形支架18，所述环形支架18的环形面与外圆筒17的接触面可以相互滑动移动，亦即，外圆筒17可以在环形支架18支撑下转动，所述外圆筒17外侧还设有齿轮19，驱动装置G(未标出)可通过齿轮19驱动外圆筒17做匀速转动。外圆筒17的转动带动设于外圆筒17内壁灭菌灯管4的转动，形成旋转光源，照射外圆筒内的圆筒容器I物料灭菌，如图9、图11所示。
[0060]设备工作时，待灭菌的物料由进料口 2进入圆筒容器I后，开启螺旋驱动装置F，螺旋结构5在中心轴一 10的作用下转动，并可输送物料，物料均匀地装入螺旋结构5与圆筒容器I器壁所构成的夹层空间7，亦即灭菌室，如图4所示，并同时可通过螺旋结构对物料实施翻动，随后，开启驱动装置G，外圆筒17带动灭菌灯管4绕圆筒容器I作旋转圆周运动，开启灭菌灯管4灭菌，灭菌光通过 透明圆筒容器I器壁照射作用于物料层，并对物料实施灭菌处理。待灭菌结束后，物料通过螺旋结构置5从出料口 3排出。为了增强光的灭菌效果，所述螺旋结构5、中心轴一 10可采用透明材料制成。本结构由于采用驱动装置F对螺旋驱动，物料上料、输送、下料简便，适合各种物料的灭菌，包括颗粒、液体或固液混合物料的灭菌。同时，为了增强螺旋结构5对物料的翻动作用，物料灭菌处理过程可以设置为多个设备的串联连接，或者在所述的进料口 2、出料口 3间形成循环回路。
[0061]以上所述的，是根据本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化，例如串联多个螺旋结构5与圆筒容器I组成的灭菌设备，对物料实施连续灭菌等。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化，皆落入本发明的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的技术内容为本领域技术人员的公知常识。
【权利要求】
1.一种灭菌设备，包括灭菌灯管，其特征在于，所述的一种灭菌设备设有一容器，所述容器由透明材料组成，所述容器为柱体，所述容器设有进料口、出料口 ；在所述容器的外侧设有一连接灭菌灯管的支架，所述的支架由三部分组成:第一部分为与所述容器的在物料流动方向的轴线平行设置的撑杆，第二部分为设于支架一端的中心轴，所述中心轴轴线与所述容器在物料流动方向的轴线重合，第三部分为连杆，所述连杆将所述撑杆与所述中心轴固定连接；所述的中心轴与一驱动装置连接，并可在驱动装置驱动下转动，所述的灭菌灯管与所述的撑杆连接，支架可在驱动装置驱动下随所述中心轴转动，所述灭菌灯管可在所述支架带动下绕所述的容器做匀速圆周运动，形成对所述容器照射灭菌的旋转光源。
2.根据权利要求1所述的一种灭菌设备，其特征在于，所述容器为一圆筒容器，所述圆筒容器截面为圆形。
3.根据权利要求2所述的一种灭菌设备，其特征在于，所述的圆筒容器内设有螺旋结构，所述圆筒容器器壁与所述螺旋结构间形成物料灭菌室。
4.根据权利要求3所述的一种灭菌设备，其特征在于，所述的螺旋结构设有中心轴一，所述的螺旋结构通过所述中心轴一与一驱动装置连接，并可在驱动装置驱动下绕中心轴一转动。
5.根据权利要求3或4所述的一种灭菌设备，其特征在于，所述螺旋结构由透明材料组成。
6.根据权利要求4所述的一种灭菌设备，其特征在于，所述中心轴一由透明材料组成。
7.根据权利要求1所述的一种灭菌设备，其特征在于，所述灭菌灯管为脉冲强光灭菌灯管。
8.根据权利要求1所述的一种灭菌设备，其特征在于，所述支架设有至少一根撑杆，撑杆间相互平行设置。
9.根据权利要求1或8所述的一种灭菌设备，其特征在于，所述的撑杆在撑杆延伸方向形成的轴线与所述容器在物料流动方向的轴线平行且，每一撑杆在撑杆延伸方向形成的轴线与所述容器在物料流动方向的轴线距离相等。
10.一种灭菌设备，包括灭菌灯管，其特征在于，所述的一种灭菌设备设有一容器，所述容器由透明材料组成，所述容器为圆筒容器，所述圆筒容器设有进料口、出料口，所述圆筒容器具有权利3-4的任一结构；在所述圆筒容器的外侧同轴设有一外圆筒，外圆筒的内壁沿周向设有灭菌灯管，所述外圆筒的外侧设有环形支架，所述环形支架的环形面与外圆筒的接触面可以相互滑动移动，所述外圆筒外侧还设有齿轮，驱动装置可通过齿轮驱动外圆筒转动，外圆筒可以在环形支架支撑下匀速转动；所述外圆筒转动带动设于外圆筒内壁灭菌灯管的转动，形成旋转光源，照射圆筒容器内的物料灭菌。
【文档编号】A61L2/10GK103961730SQ201410195541
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】刘东升 申请人:刘东升