水浴式灭菌器升温控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及制药行业灭菌技术领域，尤其涉及一种水浴式灭菌器升温控制系统及其控制方法，特别涉及一种水浴式灭菌器的快速升温控制。

背景技术：

灭菌器主要是通过高温凝固菌体蛋白质而使微生物死亡，对于最终灭菌产品，灭菌器的温度控制直接影响产品的质量和患者的安全。由于药品特性，部分药品对温度及其敏感，长时间暴露在高温下会导致其它有害物质的增加，从而导致患者不良反应的发生，这就要求灭菌器能够快速将待灭菌产品升温到规定的灭菌温度。

灭菌器产品的灭菌过程通常包括升温、灭菌、冷却三个阶段。目前灭菌器升温阶段控制程序采用单段温度控制，即在设定灭菌温度后程序仅按照该设定温度所确定的控制条件对灭菌器内换热介质进行升温控制，升温过程缓慢，不利于药品产品的热敏感产品的灭菌。目前现有技术中没有涉灭菌器的温度控制系统及方法，这将不利于药品产品在灭菌过程中升温阶段的快速升温控制。

技术实现要素：

针对现有技术存在不足之处，本发明的目的在于提供一种水浴式灭菌器升温控制系统及其控制方法，能够实现灭菌产品的快速升温，有利于药品产品的热敏感产品的灭菌。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种水浴式灭菌器升温控制系统，包括灭菌柜、产品、内循环管路、换热器、蒸汽热交换管、蒸汽阀门和控制器，所述灭菌柜内部盛放有循环水，产品位于灭菌柜内部并被灭菌柜内的循环水冲淋，所述灭菌柜设有用于检测循环水温度的水温探测器(水温探测器可以主体设置于灭菌柜外部，其水温探测器的探头置于灭菌柜内部的循环水中或者水温探测器的探头置于内循环管路进水端的管内)，所述产品内部插有用于检测产品温度的产品温度探测器；所述换热器内部具有腔室A和腔室B，所述内循环管路穿过换热器的腔室B，所述内循环管路两端管口分别为进水端和出水端，所述内循环管路的进水端、出水端分别与灭菌柜的内部相连通，内循环管路3的进水端31为向灭菌柜1内进行喷淋加热后的循环水，内循环管路3的出水端32为从灭菌柜1向外排放循环水以便于循环水进行循环加热。所述内循环管路的出水端处设有水泵，所述蒸汽热交换管上设有蒸汽阀门，蒸汽热交换管穿过换热器的腔室A，位于腔室A的蒸汽热交换管与位于腔室B的内循环管路通过热传导进行热交换设置；所述控制器与蒸汽阀门、水泵、产品温度探测器、水温探测器分别通过导线电连接。

一种水浴式灭菌器升温控制方法，通过所述控制器设定出产品的灭菌温度A、切换温度B以及灭菌柜中循环水的温度上限值C，所述灭菌温度A的温度值大于切换温度B的温度值，所述温度上限值C的温度值大于灭菌温度A的温度值；所述控制器控制水泵启动工作，控制器控制蒸汽阀门开启，蒸汽通过蒸汽阀门进入换热器的腔室A中并对腔室B的内循环管路中的循环水进行热交换加热，内循环管路不停地让灭菌柜中的循环水循环流通加热；其升温控制方法步骤包括如下：

S100、获取产品温度和循环水温度：所述产品温度探测器实时检测到产品的温度值H，并同时水温探测器实时检测到灭菌柜中的循环水温度值T；

S200、判断产品温度是否等于或高于所述设定的灭菌温度：所述控制器比较产品的温度值H与控制器所设定的灭菌温度A之间大小关系；

如果产品的温度值H低于所设定的灭菌温度A时，则进入步骤S300；如果产品的温度值H等于或高于所设定的灭菌温度A时，则水浴式灭菌器升温控制结束；

S300、判断产品温度是否等于或高于切换温度：所述控制器比较产品的温度值H与控制器所设定的切换温度B之间大小关系；

如果产品的温度值H低于所设定的切换温度B时，则进入步骤S400；如果产品的温度值H等于或高于所设定的切换温度B时，则进入步骤S500；

S400、判断灭菌器内循环水温度是否达到温度上限：所述控制器比较灭菌柜中的循环水温度值T与控制器所设定的温度上限值C之间大小关系；

如果灭菌柜中的循环水温度值T低于所设定的温度上限值C时，则控制器打开或增大蒸汽阀门开度，使更多蒸汽进入换热器中进而实现对换热器中的循环水快速加热；

如果灭菌柜中的循环水温度值T等于或高于所设定的温度上限值C时，则控制器减小或关闭蒸汽阀门开度，减少蒸汽进入换热器中进而实现对换热器中的循环水慢速加热；

然后进入步骤S100重新循环升温步骤；

S500、判断灭菌器内循环水温度是否达到设定灭菌温度：所述控制器比较灭菌柜中的循环水温度值T与控制器所设定的灭菌温度A之间大小关系；

如果灭菌柜中的循环水温度值T未达到所设定的灭菌温度A时，则控制器打开蒸汽阀门；

如果灭菌柜中的循环水温度值T达到所设定的灭菌温度A时，则控制器关闭蒸汽阀门；

然后进入步骤S100重新循环升温步骤。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明缩短灭菌产品的升温时间，降低了热敏感产品有害物质的增加，提高了药品稳定性，同时降低了不良反应发生几率。

(2)本发明通过蒸汽热交换管的蒸汽在换热器中对内循环管路中的循环水进行热交换加热，让循环水快速达到所需的水浴加热温度。本发明采用灭菌柜水浴加热方式对产品进行水浴加热，使得产品受热均匀、升温均衡提升，通过控制器实时检测循环水温以及产品温度，从而及时控制蒸汽阀门开启或关闭或者蒸汽阀门的开度，实现了对产品升温阶段的多阶段精准调节控制，既实现了升温多阶段精准控制，又实现了快速升温、升温均衡的目的。

附图说明

图1为本发明水浴式灭菌器升温控制系统的原理结构框图；

图2为本发明水浴式灭菌器升温控制方法的工艺流程示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－灭菌柜，11－水温探测器，2－产品，21－产品温度探测器,3－内循环管路，31－进水端,32－出水端,33－水泵，4－换热器,5－蒸汽阀门,6－控制器,7－蒸汽热交换管。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：

实施例

如图1所示，一种水浴式灭菌器升温控制系统，包括灭菌柜1、产品2、内循环管路3、换热器4、蒸汽热交换管7、蒸汽阀门5和控制器6，灭菌柜1内部盛放有循环水，产品2位于灭菌柜1内部并被灭菌柜1内的循环水冲淋，灭菌柜1设有用于检测循环水温度的水温探测器11(水温探测器11可以主体设置于灭菌柜1外部，其水温探测器11的探头置于灭菌柜1内部的循环水中或者水温探测器11的探头置于内循环管路3进水端31的管内)，产品2内部插有用于检测产品2温度的产品温度探测器21；换热器4内部具有腔室A和腔室B，内循环管路3穿过换热器4的腔室B，内循环管路3两端管口分别为进水端31和出水端32，内循环管路3的进水端31、出水端32分别与灭菌柜1的内部相连通，内循环管路3的进水端31为向灭菌柜1内进行喷淋加热后的循环水，内循环管路3的出水端32为从灭菌柜1向外排放循环水以便于循环水进行循环加热。内循环管路3的出水端32处设有水泵33，蒸汽热交换管7上设有蒸汽阀门5，蒸汽热交换管7穿过换热器4的腔室A，位于腔室A的蒸汽热交换管7与位于腔室B的内循环管路3通过热传导进行热交换设置；控制器6与蒸汽阀门5、水泵33、产品温度探测器21、水温探测器11分别通过导线电连接。本发明的循环水从腔室B的内循环管路3换热加热后从进水端31进入灭菌柜1中并对灭菌柜1中的产品2进行喷淋加热，然后循环水在水泵33的抽吸作用下从出水端32回流到腔室B的内循环管路3中再次循环加热，循环水经过内循环管路3的循环运输，使得内循环管路3中循环水在腔室B的热交流过程中得到有效地控制，为产品2升温阶段提供所需的水浴升温热量。本发明的高温蒸汽通过蒸汽阀门5进入到蒸汽热交换管7中，位于腔室A的蒸汽热交换管7中蒸汽热量与位于腔室B的内循环管路3中循环水进行热交换；只要蒸汽阀门5打开，就会源源不断的蒸汽供应以提供循环水加热所需的热量。

如图2所示，一种水浴式灭菌器升温控制方法，通过控制器6设定出产品2的灭菌温度A、切换温度B以及灭菌柜1中循环水的温度上限值C，灭菌温度A的温度值大于切换温度B的温度值，温度上限值C的温度值大于灭菌温度A的温度值；控制器6控制水泵33启动工作，控制器6控制蒸汽阀门5开启，蒸汽通过蒸汽阀门5进入换热器4的腔室A中并对腔室B的内循环管路3中的循环水进行热交换加热，内循环管路3不停地让灭菌柜1中的循环水循环流通加热；蒸汽通过蒸汽阀门5进入换热器4的腔室A中，在换热器4的腔室A中形成高温换热腔室，在换热器4的腔室B构成待加热的换热腔室，位于腔室A蒸汽热交换管7的高温蒸汽热量就会传递给位于腔室B内循环管路3的循环水中，实现对循环水的循环加热。

其升温控制方法步骤包括如下：

S100、获取产品温度和循环水温度：产品温度探测器21实时检测到产品2的温度值H，并同时水温探测器11实时检测到灭菌柜1中的循环水温度值T；

S200、判断产品温度是否等于或高于设定的灭菌温度：控制器6比较产品2的温度值H与控制器6所设定的灭菌温度A之间大小关系；

如果产品2的温度值H低于所设定的灭菌温度A时，则进入步骤S300；如果产品2的温度值H等于或高于所设定的灭菌温度A时，则水浴式灭菌器升温控制结束；

S300、判断产品温度是否等于或高于切换温度：控制器6比较产品2的温度值H与控制器6所设定的切换温度B之间大小关系；

如果产品2的温度值H低于所设定的切换温度B时，则进入步骤S400；如果产品2的温度值H等于或高于所设定的切换温度B时，则进入步骤S500；

S400、判断灭菌器内循环水温度是否达到温度上限：控制器6比较灭菌柜1中的循环水温度值T与控制器6所设定的温度上限值C之间大小关系；

如果灭菌柜1中的循环水温度值T低于所设定的温度上限值C时，则控制器6打开或增大蒸汽阀门5开度，使更多蒸汽进入换热器4中进而实现对换热器4中的循环水快速加热；

如果灭菌柜1中的循环水温度值T等于或高于所设定的温度上限值C时，则控制器6减小或关闭蒸汽阀门5开度，减少蒸汽进入换热器4中进而实现对换热器4中的循环水慢速加热；

然后进入步骤S100重新循环升温步骤；

S500、判断灭菌器内循环水温度是否达到设定灭菌温度：控制器6比较灭菌柜1中的循环水温度值T与控制器6所设定的灭菌温度A之间大小关系；

如果灭菌柜1中的循环水温度值T未达到所设定的灭菌温度A时，则控制器6打开蒸汽阀门5；

如果灭菌柜1中的循环水温度值T达到所设定的灭菌温度A时，则控制器6关闭蒸汽阀门5；

然后进入步骤S100重新循环升温步骤。

本发明在当产品2的温度值H低于控制器6所设定的切换温度B时，说明本产品2需要更快速加热，故通过步骤S400将循环水温度值T快速提高到温度上限值C，以让产品2更短时间完成升温过程。在当产品2的温度值H等于或高于控制器6所设定的切换温度B时，说明本产品2需要精细加热操作，故通过步骤S500将循环水温度值T提高到产品2需要达到的灭菌温度A，使得产品2的温度值H精准达到灭菌温度A。

利用本发明的水浴式灭菌器升温控制方法，以产品2为科伦药业AQ产品为例来详细说明本发明的水浴式灭菌器升温控制方法；其升温控制方法步骤包括如下：

通过控制器6设定出产品2的灭菌温度A、切换温度B以及灭菌柜1中循环水的温度上限值C，其中灭菌温度A为115.0℃，切换温度B为108.0℃，循环水温度上限C为118.0℃。

S100、获取产品温度和循环水温度：产品温度探测器21实时检测到产品2的温度值H，并同时水温探测器11实时检测到灭菌柜1中的循环水温度值T；

S200、判断产品温度是否等于或高于设定的灭菌温度：控制器6比较产品2的温度值H与控制器6所设定的灭菌温度A(115.0℃)之间大小关系；

如果产品2的温度值H低于所设定的灭菌温度A(115.0℃)时，则进入步骤S300；如果产品2的温度值H等于或高于所设定的灭菌温度A(115.0℃)时，则水浴式灭菌器升温控制结束；

S300、判断产品温度是否等于或高于切换温度：控制器6比较产品2的温度值H与控制器6所设定的切换温度B(108.0℃)之间大小关系；

如果产品2的温度值H低于所设定的切换温度B(108.0℃)时，则进入步骤S400；如果产品2的温度值H等于或高于所设定的切换温度B(108.0℃)时，则进入步骤S500；

S400、判断灭菌器内循环水温度是否达到温度上限：控制器6比较灭菌柜1中的循环水温度值T与控制器6所设定的温度上限值C(118.0℃)之间大小关系；

如果灭菌柜1中的循环水温度值T低于所设定的温度上限值C(118.0℃)时，则控制器6打开或增大蒸汽阀门5开度，使更多蒸汽进入换热器4中进而实现对换热器4中的循环水快速加热；

如果灭菌柜1中的循环水温度值T等于或高于所设定的温度上限值C(118.0℃)时，则控制器6减小或关闭蒸汽阀门5开度，减少蒸汽进入换热器4中进而实现对换热器4中的循环水慢速加热；

然后进入步骤S100重新循环升温步骤；

S500、判断灭菌器内循环水温度是否达到设定灭菌温度：控制器6比较灭菌柜1中的循环水温度值T与控制器6所设定的灭菌温度A(115.0℃)之间大小关系；

如果灭菌柜1中的循环水温度值T未达到所设定的灭菌温度A(115.0℃)时，则控制器6打开蒸汽阀门5；

如果灭菌柜1中的循环水温度值T达到所设定的灭菌温度A(115.0℃)时，则控制器6关闭蒸汽阀门5；

然后进入步骤S100重新循环升温步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。