本发明涉及一种瞬时对中药食品粉末进行灭菌的系统，尤其是在加工药品和食品的过程中，对粉末进行瞬时定量灭菌的系统，属于一种药品加工中的专用灭菌设备。
背景技术：
当前，如何对药品和食品制剂生产质量控制已成为实现中药现代化的瓶颈问题，以药品为例，卫生指标的控制是确保药品粉末入药制剂质量的关键问题之一。为此，多年来国内众多专家致力于中药灭菌技术这一课题的研究，以寻找杀菌彻底、药效无损失或损失最低，不产生毒素或未知物，造价低、操作方便、适合连续化生产的中药灭菌方法。为此，寻找一种有效控制原生药粉染菌量的技术，对确保中药制剂的质量，加快中药制剂走向国际化十分必要。
在药品和食品加工中，普遍采用的是蒸汽灭菌，按照灭菌温度来分，包括低高温长时灭菌法，亚高温短时灭菌法和超高温瞬间灭菌法，其中：低高温长时灭菌法的灭菌温度为121℃，蒸汽压力为1.4kg/c㎡,灭菌时间为30min。亚高温短时灭菌法的灭菌温度为132℃，蒸汽压力为3.2kg/c㎡,灭菌时间为5min。这些灭菌方式，由于高温持续时间较长，加工中对药品和食品的质量品质破坏较大，对于药品甚至可能影响其药效。对超高温瞬间灭菌法，其对药品和食品的质量品质破坏相对较小，但是其工艺要求比较高，且每个阶段都有阶段性指标，以奶制品为例，首先将牛奶在15-20min内迅速加热到80℃，继后迅速将温度提高至140-150℃，约5s，然后在15-20s内将牛奶迅速冷却至室温。此方法在六十年代成功用于牛奶的灭菌。灭菌后的牛奶在经无菌包装系统后，在室温条件下，不加任何的防腐剂保鲜能达半年以上。由于加热时间极短，它除了杀灭所有细菌外，牛奶的原色；原味；营养素都保留下来。
随着科技的发展，人们对过热蒸气有了新的认识，仅仅从理论上建立的一种超高迅速加热迅速降温可以大大减小对被加工品质量品质的损失，这种理论不能为实践中针对每个技术环节中可能遇到的技术问题提供解决方案或给予必要的技术启示。
技术实现要素：
本发明的目的在于：针对目前药品和食品生产中在解决蒸汽灭菌时存在的问题，并将过热蒸气引人粉末灭菌，构建适宜于定量瞬间高温灭菌，快速降温分离的灭菌系统。
本发明的目的是这样实现的：一种对药品食品粉末瞬时定量灭菌的系统，其特征在于，包括物料仓、定量储料罐、瞬时过热蒸气灭菌装置、冷却分离卸料装置、高压冷风系统、负压排放高压反冲系统，其中：
物料仓包括下部为倒锥形缩口的斗形不锈钢料斗，该料斗的顶部还上配有不锈钢盖板，不锈钢盖板中央装有电机，该料斗的中央配有所述电机驱动的螺旋推料器，出料口位于该料斗的底部；
定量储料罐的顶部通过缩口与所述料斗的出料口之间通过不锈钢电动阀对接，下部为倒锥形缩口，定量储料罐的出料口位于锥形缩口的低端，该出料口上配有不锈钢电动阀。
瞬时过热蒸气灭菌装置包括密封腔体和过热蒸气发生装置，密封腔体的顶部设有进料口和两个交替工作的负压抽气口，进料口与定量储料罐的出料口对接，负压抽气口上配有粉末精密过滤器；密封腔体的底部一端设有无菌高压冷干气输入口，另一端设有排放口；密封腔体中配有含中空通道的搅拌桨，中空通道的壁上设有向周边喷射的过热蒸气喷气口搅拌桨的每个桨叶上都设有与中空通道沟通的过热蒸气喷气口，搅拌桨中空通道的入口端与过热蒸气发生装置的输出端通过旋转接头对接；
冷却分离卸料装置，包括冷却通道和粉末分离器，冷却通道为夹层管道，其起始端为无菌高压冷干气输入口，封闭的夹层管道设有保温外管，夹层管道中的夹层为冷媒通道，与冷媒通道沟通的冷媒进口和冷媒出口分别位于夹层管道的两端，夹层管道起始端设有一个与管道内腔沟通的集料口，集料口与瞬时过热蒸气灭菌装置的排放口对接，冷却通道的排放口位于夹层管道的末端；粉末分离器为立式塔体，立式塔体的上方为柱形筒体下方为倒锥形筒体，粉料入口位于柱形筒体的上部，两个交替工作的负压抽气口位于立式塔体的顶部，负压抽气口对应的塔体内设有粉末精密过滤器，卸料口位于倒锥形筒体的底部，卸料口上配有卸料阀；冷却通道的排放口通过管道与粉末分离器的粉料入口对接；
高压冷风系统包括高压风源、气体冷干机和压缩空气无菌过滤器，它们依次串接后通过电动三通阀分别与冷却通道的无菌高压冷干气输入口和瞬时过热蒸气灭菌装置中密封腔体的无菌高压冷干气输入口对接；
负压排放高压反冲系统包括负压排气风机、高压无菌储气罐和反冲阀，一个负压排气风机通过电动三通阀分别与瞬时过热蒸气灭菌装置中密封腔体的两个交替工作的负压抽气口对接，另一个负压排气风机通过电动三通阀分别与冷却分离卸料装置中粉末分离器的两个交替工作的负压抽气口对接；高压无菌储气罐输出端通过管路同时与两组中交替工作的四个负压抽气口的对接，形成四条并列的反冲支路，每个反冲支路上都设有反冲阀，对于同一负压抽气口，只有停止负压抽气工况时，反冲阀才开启。
在本发明中，瞬时过热蒸气灭菌装置的密封腔体上方设有两个对称的进料口，两个进料口通过倒“Y”形三通与定量储料罐的出料口对接。
在本发明中，所述的瞬时过热蒸气灭菌装置中密封腔体的无菌高压冷干气输入口和排放口上均设有气控活塞阀。
在本发明中，搅拌桨周边的密封腔体为夹层结构，夹层与过热蒸气发生装置的输出端沟通，夹层的内壁上设有均匀分布的指向密封腔体中心的过热蒸气喷气口。
在本发明中，沿搅拌桨周边的密封腔体内壁上设有排管，排管与过热蒸气发生装置的输出端沟通，排管上设有均匀分布的指向密封腔体中心的过热蒸气喷气口。
在本发明中，根据权利要求1-6之一所述的对药品食品粉末瞬时定量灭菌的系统，其特征在于，各过热蒸气喷气口上喷射的过热蒸气为130-250℃，过热蒸气的喷射时间为5~120s；粉末精密过滤器中设有至少两层叠加的滤网，滤网的孔眼为1~20µm；所述的高压风源为高压风机或空压机；所述的反冲阀为电磁阀、或电动阀或气控阀；所述的卸料阀为手动卸料阀或电动卸料阀或气控卸料阀；高压无菌储气罐与定量储料罐的顶部设有独立的加压支路，加压支路上配有电磁阀，高压无菌储气罐的补气口端部还设有压缩空气无菌过滤器。
在本发明中，所述的中空的搅拌桨通过轴承水平支撑于密封腔体内的底部，，或通过轴承垂直竖立在密封腔体内的中央。
在本发明中，冷媒通道中的冷媒为低温冷却水，或低温冷却空气，或氟利昂制冷剂，或氨制冷剂。
本发明的优点在于：由于物料仓与瞬时过热蒸气灭菌装置之间设置了定量储料罐，可以确保瞬时过气灭热蒸菌装置定量进料，尤其是高压无菌储气罐与定量储料罐的顶部设有独立的加压支路，加压支路上配有电磁阀，可以确保定量储料罐全部快速进入过热蒸气灭菌装置。由于瞬时过热蒸气灭菌装置有两个对称的进料口，两个进料口通过倒“Y”形三通与定量储料罐的出料口对接，粉料将被均匀撒入密封腔体，有利于瞬间加热。由于密封腔体中设有含中空通道的搅拌桨，搅拌桨的中空通道壁和每个桨叶上都设有过热蒸气喷气口，尤其是搅拌桨周边的密封腔体内壁也设有过热蒸气喷气口，它们都与过热蒸气发生装置的输出端对接，在搅拌中通过它们共同对粉末瞬间加热快速灭菌。由于瞬时过气灭热蒸菌装置下部设有密封腔体的底部一端设有无菌高压冷干气输入口，另一端设有排放口，可以借助无菌高压冷干气将灭菌后的粉末从排放口吹出。由于冷却通道为夹层管道，夹层管道中的夹层为冷媒通道，同时夹层管道一端为无菌高压冷干气输入口，进入冷却通道的粉料一方面通过冷媒冷却，另一方面无菌高压冷干气也可以协助降温。由于过气灭热蒸菌装置的密封腔体和冷却分离卸料装置的粉末分离器都设有交替工作的负压抽气口，可以通过它们降低密封腔体或粉末分离器内的压力，大大减小粉末在设备中的运动阻力。由于交替工作的负压抽气口都配置了粉末精密过滤器，可以有效阻止粉末随空气被排出，特别是在负压抽气口中设置了反冲支路，可以有效防止粉末精密过滤器堵塞。由于物料仓、定量储料罐和粉末分离器的下部都采用了倒锥形缩口结构，可以防止粉料沉积。本发明的灭菌温度可以根据不同药品食品的加工要求在130-250℃之间调节，灭菌时间可以在5~120s之间调节。本发明结构紧凑，维护方便。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图中：1、物料仓，2、调速电机，3、不锈钢盖板，4、螺旋推料器，5、不锈钢电动阀，6、定量储料罐，7、不锈钢电动阀，8、倒“Y”形三通，9、粉末精密过滤器，10、密封腔体，11、电机安装座，12、进料口，13、负压抽气口，14、中空通道，15、搅拌桨，16、过热蒸气喷气口，17、可调速电机，18、联轴器，19、旋转接头，20、蒸汽进口，21、过热蒸气发生装置，22、输出端，23、气动活塞阀，24、排放口，25、无菌高压冷干气输入口，26、高压风源，27、气体冷干机，28、压缩空气无菌过滤器，29、电动三通阀，30、负压排气风机，31、电动三通阀，32、集料口，33、排放口，34、无菌高压冷干气输入口，35、保温外管，36、冷媒通道，37、冷却通道，38、冷媒进口，39、冷媒出口，40、压缩空气无菌过滤器，41、高压无菌储气罐，42、粉末分离器，43、粉末精密过滤器，44、负压抽气口，45、电动三通阀，46、负压排气风机，47、反冲阀，48、电磁阀，49、粉料入口，50、卸料口。
具体实施方式
附图非限制性的公开了本发明实施例的具体结构，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
由图1可见，本发明包括物料仓1、定量储料罐6、瞬时过热蒸气灭菌装置、冷却分离卸料装置、高压冷风系统、负压排放高压反冲系统，其中：
物料仓1包括下部为倒锥形缩口的斗形不锈钢料斗，该料斗的顶部还上配有不锈钢盖板3，不锈钢盖板3中央装有调速电机2，该料斗的中央设有螺旋推料器4，螺旋推料器4由调速电机2驱动。出料口位于该料斗的底部。
定量储料罐6的顶部通过缩口与所述料斗的出料口之间通过不锈钢电动阀5对接，下部为倒锥形缩口，定量储料罐6的出料口位于锥形缩口的低端，该出料口上配有不锈钢电动阀7。
瞬时过热蒸气灭菌装置包括密封腔体10和过热蒸气发生装置21，密封腔体10的顶部设有进料口12和两个交替工作的负压抽气口13，进料口12与定量储料罐6的出料口对接，负压抽气口13上配有粉末精密过滤器9；密封腔体10的底部一端设有无菌高压冷干气输入口25，另一端设有排放口24；密封腔体10中配有含中空通道14的搅拌桨15，中空14的壁上设有向周边喷射的过热蒸气喷气口16，搅拌桨15的每个桨叶上都设有与中空通道14沟通的过热蒸气喷气口16，搅拌桨15的中空通道14入口端与过热蒸气发生装置21的输出端22通过旋转接头19对接。
冷却分离卸料装置，包括冷却通道37和粉末分离器42，冷却通道37为夹层管道，其起始端为无菌高压冷干气输入口34，封闭的夹层管道设有保温外35管，夹层管道中的夹层为冷媒通道36，与冷媒通道34沟通的冷媒进口38和冷媒出口39分别位于夹层管道的两端，夹层管道起始端设有一个与管道内腔沟通的集料口32，集料口32与瞬时过热蒸气灭菌装置的排放口24对接，冷却通道37的排放口33位于夹层管道的末端；粉末分离器42为立式塔体，立式塔体的上方为柱形筒体下方为倒锥形筒体，粉料入口49位于柱形筒体的上部，两个交替工作的负压抽气口44位于立式塔体的顶部，负压抽气口44对应的塔体内设有粉末精密过滤器43，卸料口50位于倒锥形筒体的底部，卸料口50上配有卸料阀；冷却通道37的排放口33通过管道与粉末分离器的粉料入口49对接。
高压冷风系统包括高压风源26、气体冷干机27和压缩空气无菌过滤器28，它们依次串接后通过电动三通阀29分别与冷却通道的无菌高压冷干气输入口34和瞬时过热蒸气灭菌装置中密封腔体的无菌高压冷干气输入口25对接。
负压排放高压反冲系统包括负压排气风机、高压无菌储气罐41和反冲阀47，一个负压排气风机30通过电动三通阀31分别与瞬时过热蒸气灭菌装置中密封腔体10的两个交替工作的负压抽气口13对接，另一个负压排气风机46通过电动三通阀45分别与冷却分离卸料装置中粉末分离器42的两个交替工作的负压抽气口44对接；高压无菌储气罐41与定量储料罐6的顶部设有独立的加压支路，加压支路上配有电磁阀48，高压无菌储气罐41输出端通过管路同时与两组中交替工作的四个负压抽气口13和44的对接，形成四条并列的反冲支路，每个反冲支路上都设有反冲阀47，对于同一负压抽气口，只有停止负压抽气工况时，反冲阀47才开启。
在本实施例中，瞬时过热蒸气灭菌装置的密封腔体10上方设有两个对称的进料口12，两个进料口12通过倒“Y”形三通8与定量储料罐6的出料口对接。所述的瞬时过热蒸气灭菌装置中密封腔体10下方的的无菌高压冷干气输入口34和排放口33上均设有气控活塞阀23。含有中空通道14的搅拌桨15通过轴承水平支撑于密封腔体10内的底部，驱动搅拌桨15的调速电机17安装在电机安装座11上，并通过联轴器18与含有中空通道14的搅拌桨15的轴对接。高压无菌储气罐41的补气口端部还设有压缩空气无菌过滤器40。
具体实施时，粉末精密过滤器9和43中设有至少两层叠加的滤网，滤网的孔眼为1~20µm；所述的高压风源可以是高压风机或空压机。所述的反冲阀47为电磁阀；所述的卸料阀50为手动卸料阀或电动卸料阀。冷媒通道36中的冷媒可以选择低温冷却水，或低温冷却空气，或氟利昂制冷剂，或氨制冷剂。
具体实施时，搅拌桨15周边的密封腔体10为夹层结构，夹层与过热蒸气发生装置21的输出端22沟通，夹层的内壁上设有均匀分布的指向密封腔体中心的过热蒸气喷气口16。或沿搅拌桨15周边的密封腔体10内壁上设有排管，排管与过热蒸气发生装置21的输出端22沟通，排管上设有均匀分布的指向密封腔体10中心的过热蒸气喷气口16。
具体实施时，含有中空通道14的搅拌桨15通过轴承通过轴承垂直竖立在密封腔体10内的中央。
工作中的灭菌过程是：物料仓1里装满粉料，调速电机2带动螺旋推料器4，同时打开不锈钢电动阀5，螺旋推料器4旋转把粉料推进定量储料罐6里，当达到预设量时，螺旋推料器4停止工作，同时关闭不锈钢电动阀5，打开不锈钢电动阀7和电磁阀48，利用压缩空气把定量储料罐6里的粉料快速通过倒“Y”形三通8吹进密封腔体10里，然后关闭电磁阀和不锈钢电动阀7。此时，蒸汽通过蒸汽进口20进入过热蒸气发生装置21继续加热，产生高温130-250℃（可以根据粉末的性质设定具体温度）的过热蒸气，通过输出端22与旋转接头19与搅拌桨15的中空通道14的进气口连接（包括），在可调速电机17的驱动下，由中空通道14壁上搅拌桨15桨叶上的过热蒸气喷气口16在高速旋转的同时向密封腔体10注入过热蒸气（密封腔体10设有夹层或排管时，夹层内壁或排管的热蒸气喷气口16同时喷射），喷射时间为5~120s（可以根据粉末的性质设定具体时间），使粉末和过热蒸气充分的接触。期间，可调速电机2带动螺旋推料器4，再一次为定量储料罐6加料。喷射结束后，启动负压排气风机30，由电动三通阀31选择控制过热蒸气通过两个交替工作的负压抽气口13不断的排出，为了防止粉末随气体排出，负压抽气口13的粉末精密过滤器9可以有效阻止的粉末排出。防止粉末精密过滤器9堵塞，在停止工作的负压抽气口13的支路上可以脉动启动反冲阀47粉末精密过滤器9进行反冲。
工作中的冷却过程是：灭菌过程结束后，过热蒸气已经停止输入，两端的气动活塞阀23同时打开，启动高压风源26，高压气流进入气体冷干机27内冷却干燥之后由压缩空气无菌过滤器28进行无菌过滤，此时电动三通阀29选择与密封腔体10的无菌高压冷干气输入口25沟通，无菌的高压冷干气由无菌高压冷干气输入口25对已灭菌的粉末进行吹扫，通过排放口24由集料口32进入物料冷却通道37进行快速冷却，密封腔体10的粉料排尽后，两端的气动活塞阀关闭，电动三通阀29选择与冷却管道37的无菌高压冷干气输入口34沟通，无菌的高压冷干气由无菌高压冷干气输入口34进入冷却管道37对粉末进行冷却和吹扫，由于冷却通道37为夹层结构，夹层为冷媒通道36，冷媒通道36外还设有保温外管35，进入冷媒通道36的冷媒能够迅速对进入冷却管道37的粉末冷却，而无菌高压冷干气的吹扫不仅能够将粉末排出冷却通道37，也有利于粉末在移动中降温。期间，可以再次打开不锈钢电动阀7和电磁阀48，利用压缩空气把定量储料罐6里的粉料快速通过倒“Y”形三通8吹进密封腔体10里，进行下一批次的灭菌。冷却过程结束后，可以根据工艺流程的排序，或选择关闭高压风源26等待下一批次的粉料，或直接对下一批次的粉料进行冷却。
工作中的分离卸料过程是：由冷却通道37进入粉末分离器42的粉末伴随有较高压力的无菌高压冷干气，必须对粉末分离器42进行降压，此时可以启动负压排气风机46，由电动三通阀45选择控制高压力的无菌高压冷干气通过两个交替工作的负压抽气口44不断的排出，为了防止粉末随气体排出，负压抽气口44的粉末精密过滤器43可以有效阻止的粉末排出。防止粉末精密过滤器9堵塞，在停止工作的负压抽气口44的支路上可以脉动启动反冲阀47粉末精密过滤器43进行反冲。当粉末分离器42内的压力恢复到常压，且灭菌冷却后的粉末在重力的作用下已经沉积于粉末分离器42的下方，此时可以开启卸料阀，将冷却后的无菌粉末排出，结束整个工作过程。
在本发明的实践中，每个桨叶的过热蒸气喷气口16上喷射的过热蒸气可以在130-250℃范围内调节，过热蒸气喷气口16的过热蒸气喷射时间可以在5~120s范围内调节。