一种雾化双氧水对瓶胚杀菌装置及工艺的制作方法

本发明涉及瓶胚杀菌领域，尤其涉及一种雾化双氧水对瓶胚杀菌装置及工艺。
背景技术：
：pet瓶具有的容量大、轻便、易携、可冷藏、坚固、可回收等特点，使其成为了应用场景最为广泛的包材。在饮料生产中，需要对瓶进行杀菌以保证产品质量。目前的常见的pet瓶杀菌方式主要可以分为对瓶子杀菌和对瓶胚杀菌。为了满足产品灌装的卫生需求，以及尽可能降低灭菌成本，在生产无菌瓶时，优先选择对瓶胚完成杀菌后再用无菌空气吹塑成瓶，以保证瓶子的洁净程度。现有的瓶胚双氧水杀菌方案有两种：1、在瓶胚进行预热后、吹塑前，将双氧水蒸汽经喷嘴喷洒至瓶胚内表面，完成杀菌；2、在瓶胚进行预热前，将双氧水蒸汽经喷嘴喷洒至瓶胚表面，完成杀菌。然而上述两种方法均需要先将双氧水加热汽化后再进行喷洒，对设备的要求较高，能耗大。例如，一种在中国专利文献上公开的“一种双氧水雾化杀菌装置及其方法”，其公告号cn110694091a，其公开了一种双氧水雾化杀菌装置，包括固设于机架上的分配器、与分配器连通的进气管路、开设于分配器中的出气管路、设于拨盘上的且同轴延伸的套设于分配器外侧的环形接收器、多条沿圆周方向间隔均匀排列的设于环形接收器上的注射喷管；拨盘可绕自身轴心线方向转动的设于机架上；注射喷管用于在依次转动至注射位置时，通过环形接收器与出气管路连通；注射喷管的注射方向与对应瓶坯的轴心线之间互成角度。该装置在杀菌时，双氧水蒸汽沿坯身内壁呈螺旋式下沉，进而使双氧水蒸汽与坯身内壁均匀的完全接触，需要先将双氧水加热汽化后再进行喷洒，对设备的要求较高，能耗大。技术实现要素：本发明是为了克服目前对瓶胚杀菌方法需要将双氧水蒸汽经喷嘴喷洒至瓶胚表面，完成杀菌。然而上述两种方法均需要先将双氧水加热汽化后再进行喷洒，对设备的要求较高，能耗大。等问题，提出了一种雾化双氧水对瓶胚杀菌装置及工艺。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种雾化双氧水对瓶胚杀菌装置，包括依次工序连接的下滑胚道、传递星轮和加热装置，所述下滑胚道内设有瓶胚槽，所述下滑胚道上方设有按工序依次连接的静电除尘装置和双氧水雾化喷嘴，所述下滑胚道下方设有双氧水回收装置。本发明的杀菌装置设置有下滑胚道，且下滑胚道内设有瓶胚槽，用于存放待消毒的瓶胚，在下滑胚道的上方，设置有静电除尘装置和双氧水雾化喷嘴，因此在待消毒的瓶胚进入至杀菌装置后，瓶胚首先会经过静电除尘装置进行除尘，随后双氧水雾化喷嘴喷射出雾化的双氧水，并且由于下滑胚道下方设有双氧水回收装置，因此在杀菌装置内部空间中多余的雾化双氧水会被收集以备再次使用，节约了双氧水的用量，当瓶胚附着双氧水之后，瓶胚会通过传递星轮的传输进入加热装置中，此时附着在瓶胚上的液态双氧水会被加热激发，完成对瓶胚的杀菌。本发明采用液态的雾化双氧水先对瓶胚进行附着，随后再加热激发双氧水进行杀菌，相比于直接采用加热汽化的双氧水进行杀菌，本发明结构更简单，对设备要求低，能够大大减少能耗，便于日常使用和维护，适合工业化生产使用。一种雾化双氧水对瓶胚杀菌工艺，包括以下步骤：s1：开启下滑胚道，将瓶胚装入下滑胚道内的瓶胚槽中；s2：开启静电除尘装置，将瓶胚表面的粉尘经电离除尘作用除去；s3：随后开启双氧水雾化喷嘴，随后瓶胚随下滑胚道进入双氧水雾化区域，雾化双氧水被喷洒至瓶胚内表面和螺纹口上；s4：开启双氧水回收装置，将分布在空间内的雾化双氧水进行回收；s5：经雾化双氧水处理后的瓶胚通过传送星轮进入加热装置，开启加热装置，进行加热杀菌。本发明采用雾化双氧水对瓶胚进行杀菌时，首先开启下滑胚道，并将瓶胚装入瓶胚槽中，此时瓶胚会被下滑胚道送入下一步工序中，当瓶胚经过静电除尘装置后，静电除尘装置会对瓶胚表面进行除尘，除尘之后的瓶胚随即进入雾化双氧水区域，此时通过双氧水雾化喷嘴喷射出的雾化双氧水会被喷洒至瓶胚内表面和螺纹口上，且存留在杀菌装置空间中多余的雾化双氧水会被双氧水回收装置回收备用，随后，附着有液态双氧水的瓶胚会通过传递星轮的传输进入加热装置中，随后液态双氧水被加热激发，完成对瓶胚的杀菌。作为优选，瓶胚进入所述下滑胚道的速度为10000-54000个/h。当瓶胚进入下滑胚道的速度为10000-54000个/h范围内时，杀菌效率更高，效果更好。作为优选，所述双氧水雾化喷嘴的流量为0.01l/h-4l/h；雾化压力为1.5bar-6bar。当双氧水雾化喷嘴的流量和雾化压力在上述范围内时，在瓶胚表面喷洒的双氧水量适宜杀菌，且不浪费。作为优选，所述加热杀菌的温度为105-130℃。在此温度下更容易激发双氧水进行杀菌。作为优选，所述瓶胚槽内涂覆有水性抗氧化涂料。由于双氧水具有较强的氧化性，瓶胚槽长期暴露于双氧水环境下会被氧化腐蚀，因此在瓶胚槽内涂覆水性抗氧化涂料，增加其抗氧化性。作为优选，所述水性抗氧化涂料包括以下制备方法：(1)将正丁醇置于反应器中，110-115℃下加热回流，随后滴入单体甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸及引发剂过氧化二苯甲酰的混合物并搅拌反应2-4h；(2)滴加完毕后，加入改性迷迭香类提取物，继续在相同温度下加热搅拌反应2-4h；(3)反应完毕后降温至70-80℃，随后减压蒸馏进行正丁醇和未反应单体的脱除；(4)在减压蒸馏后的混合物中加入蒸馏水稀释，并用氨水调节ph为7-7.5后，制备得到水性抗氧化涂料。本发明在实验时发现，在涂料的制备过程中，采用tg较高的单体，能增加耐磨性和硬度，但会降低其韧性，而选用tg较低的单体，韧性虽然会提高，但其耐磨性和硬度则会随之下降，因此，本发明采用了不同tg的单体混合制备涂料，有利于改善其综合成膜性能。本发明在步骤(2)中添加了改性迷迭香类提取物，迷迭香类提取物是从迷迭香中提取得到的天然抗氧化剂，具有较强的抗氧化能力，由于并发明中瓶胚作为食品包装材料使用，使用天然的抗氧化剂安全性较好，并且，其分子结构中具有大量的酚羟基，本发明对对其进行改性后，获得了端基为双键稀基的改性迷迭香类提取物，因此使其可以参与至丙烯酸树脂的聚合反应当中，使得迷迭香类提取物这种天然抗氧化剂成为聚合物中的一个嵌段，因此可以防止其溶出，并且，本发明中改性迷迭香类提取物必须在步骤(2)中添加，即必须在丙烯酸酯单体预聚合之后添加，这是由于单体经过步骤(1)的预聚合之后，已经形成了一定分子量的分子链，此时，再加入改性迷迭香类提取物进行聚合，能够有效的控制聚丙烯酸酯分子链的结构，控制改性迷迭香类提取物短嵌段的量，对原先的分子结构影响少。作为优选，所述单体中各组分质量份数为：甲基丙烯酸甲酯40-50份、丙烯酸乙酯30-40份、丙烯酸羟乙酯15-20份、丙烯酸10-15份。采用上述质量份数的组成，涂料成膜后成膜性好，且引入含羟基和羧基的组份，并严格控制其含量，有利于涂料水溶性的提高。作为优选，所述改性迷迭香类提取物制备步方法为：将迷迭香类提取物、催化剂三苯基磷置于乙醇水溶液中，随后在60-70℃下加入1-烯丙氧基-2,3-环氧丙烷，反应结束后将至常温，减压蒸馏除去未反应物，随后干燥制备得到改性迷迭香类提取物。本发明中的迷迭香类提取物自身无法直接参与聚合反应中，因此，需要对其分子结构进行一定的改性，并发明采用了1-烯丙氧基-2,3-环氧丙烷作为改性剂，由于其一端为端稀基，另一端为环氧基团，在催化剂的作用下，环氧基团和迷迭香类提取物上的酚羟基会发生反应，从而成功的将1-烯丙氧基-2,3-环氧丙烷接枝到迷迭香类提取物上，由于改性迷迭香类提取物获得了端稀基，因此其可以参与至聚合当中去。作为优选，所述改性迷迭香类提取物添加量为甲基丙烯酸甲酯的0.5-1wt％。因此，本发明具有如下有益效果：(1)本发明采用液态的雾化双氧水先对瓶胚进行附着，随后再加热激发双氧水进行杀菌，相比于直接采用加热汽化的双氧水进行杀菌，本发明结构更简单，对设备要求低，能够大大减少能耗，便于日常使用和维护，适合工业化生产使用；(2)本发明采用水性抗氧化涂料对瓶胚槽进击涂覆，防止了瓶胚槽长期暴露于双氧水环境下会被氧化腐蚀的问题，且水性涂料无毒无害，同时通过聚合的方式将抗氧剂接入聚合物嵌段中，避免了外加抗氧化剂等助剂带来的加工性、溶出性问题，安全性高。附图说明图1是本发明结构示意图。图中：下滑胚道1，传递星轮2，加热装置3，双氧水雾化喷嘴4，静电除尘装置5，瓶胚槽6，双氧水回收装置7。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。实施例1：如图1所示，一种雾化双氧水对瓶胚杀菌装置，包括依次工序连接的下滑胚道1、传递星轮2和加热装置3，所述下滑胚道1内设有瓶胚槽6，所述下滑胚道1上方设有按工序依次连接的静电除尘装置5和双氧水雾化喷嘴4，所述下滑胚道1下方设有双氧水回收装置7。本发明采用雾化双氧水对瓶胚进行杀菌时，首先开启下滑胚道，并将瓶胚装入瓶胚槽6中，设置瓶胚进入下滑胚道1的速度为10000-54000个/h，此时瓶胚会被下滑胚道送入下一步工序中，开启静电除尘装置5，当瓶胚经过静电除尘装置后，静电除尘装置会对瓶胚表面进行除尘，除尘之后的瓶胚随即进入雾化双氧水区域，开启双氧水雾化喷嘴4，双氧水雾化喷嘴4的流量为0.01l/h-4l/h；雾化压力为1.5bar-6bar，此时通过双氧水雾化喷嘴喷射出的雾化双氧水会被喷洒至瓶胚内表面和螺纹口上，且存留在杀菌装置空间中多余的雾化双氧水会被双氧水回收装置7回收备用，随后，附着有液态双氧水的瓶胚会通过传递星轮2的传输进入加热装置中，设置加热装置3温度为105-130℃，随后液态双氧水被加热激发，完成对瓶胚的杀菌。所述瓶胚槽6内涂覆有水性抗氧化涂料，水性抗氧化涂料包括以下制备方法：(1)将正丁醇置于反应器中，110℃下加热回流，随后滴入单体50份甲基丙烯酸甲酯、35份丙烯酸乙酯、15份丙烯酸羟乙酯、15份丙烯酸及引发剂过氧化二苯甲酰的混合物并搅拌反应4h；(2)滴加完毕后，加入改性迷迭香类提取物，其中改性迷迭香类提取物添加量为甲基丙烯酸甲酯的0.7wt％，继续在相同温度下加热搅拌反应3h；(3)反应完毕后降温至75℃，随后减压蒸馏进行正丁醇和未反应单体的脱除；(4)在减压蒸馏后的混合物中加入蒸馏水稀释，并用氨水调节ph为7.5后，制备得到水性抗氧化涂料；其中，所述改性迷迭香类提取物制备步方法为：将迷迭香类提取物、催化剂三苯基磷置于乙醇水溶液中，其中迷迭香类提取物在乙醇中的浓度为6wt％，催化剂三苯基磷的质量为迷迭香类提取物的0.8wt％，随后在60℃下加入1-烯丙氧基-2,3-环氧丙烷，反应结束后将至常温，减压蒸馏除去未反应物，随后干燥制备得到改性迷迭香类提取物。实施例2：与实施例1的区别在于，水性抗氧化涂料包括以下制备方法：(1)将正丁醇置于反应器中，115℃下加热回流，随后滴入单体45份甲基丙烯酸甲酯、30份丙烯酸乙酯、17份丙烯酸羟乙酯、10份丙烯酸及引发剂过氧化二苯甲酰的混合物并搅拌反应2h；(2)滴加完毕后，加入改性迷迭香类提取物，其中改性迷迭香类提取物添加量为甲基丙烯酸甲酯的0.5wt％，继续在相同温度下加热搅拌反应2h；(3)反应完毕后降温至70℃，随后减压蒸馏进行正丁醇和未反应单体的脱除；(4)在减压蒸馏后的混合物中加入蒸馏水稀释，并用氨水调节ph为7后，制备得到水性抗氧化涂料；其中，所述改性迷迭香类提取物制备步方法为：将迷迭香类提取物、催化剂三苯基磷置于乙醇水溶液中，其中迷迭香类提取物在乙醇中的浓度为6wt％，催化剂三苯基磷的质量为迷迭香类提取物的0.8wt％，随后在70℃下加入1-烯丙氧基-2,3-环氧丙烷，反应结束后将至常温，减压蒸馏除去未反应物，随后干燥制备得到改性迷迭香类提取物。实施例3：与实施例1的区别在于，水性抗氧化涂料包括以下制备方法：(1)将正丁醇置于反应器中，112℃下加热回流，随后滴入单体40份甲基丙烯酸甲酯、30份丙烯酸乙酯、20份丙烯酸羟乙酯、12份丙烯酸及引发剂过氧化二苯甲酰的混合物并搅拌反应3h；(2)滴加完毕后，加入改性迷迭香类提取物，其中改性迷迭香类提取物添加量为甲基丙烯酸甲酯的1wt％，继续在相同温度下加热搅拌反应4h；(3)反应完毕后降温至80℃，随后减压蒸馏进行正丁醇和未反应单体的脱除；(4)在减压蒸馏后的混合物中加入蒸馏水稀释，并用氨水调节ph为7.2后，制备得到水性抗氧化涂料；其中，所述改性迷迭香类提取物制备步方法为：将迷迭香类提取物、催化剂三苯基磷置于乙醇水溶液中，其中迷迭香类提取物在乙醇中的浓度为6wt％，催化剂三苯基磷的质量为迷迭香类提取物的0.8wt％，随后在65℃下加入1-烯丙氧基-2,3-环氧丙烷，反应结束后将至常温，减压蒸馏除去未反应物，随后干燥制备得到改性迷迭香类提取物。对比例1：与实施例1的区别在于，在水性涂料制备时不添加改性迷迭香类提取物；水性抗氧化涂料包括以下制备方法：(1)将正丁醇置于反应器中，110℃下加热回流，随后滴入单体50份甲基丙烯酸甲酯、35份丙烯酸乙酯、15份丙烯酸羟乙酯、15份丙烯酸及引发剂过氧化二苯甲酰的混合物并搅拌反应4h；(2)滴加完毕后，继续在相同温度下加热搅拌反应3h；(3)反应完毕后降温至75℃，随后减压蒸馏进行正丁醇和未反应单体的脱除；(4)在减压蒸馏后的混合物中加入蒸馏水稀释，并用氨水调节ph为7.5后，制备得到水性抗氧化涂料。对比例2：与实施例1的区别在于，在水性抗氧化涂料制备时添加未改性的迷迭香类提取物；水性抗氧化涂料包括以下制备方法：(1)将正丁醇置于反应器中，110℃下加热回流，随后滴入单体50份甲基丙烯酸甲酯、35份丙烯酸乙酯、15份丙烯酸羟乙酯、15份丙烯酸及引发剂过氧化二苯甲酰的混合物并搅拌反应4h；(2)滴加完毕后，加入迷迭香类提取物，其中迷迭香类提取物添加量为甲基丙烯酸甲酯的0.7wt％，继续在相同温度下加热搅拌反应3h；(3)反应完毕后降温至75℃，随后减压蒸馏进行正丁醇和未反应单体的脱除；(4)在减压蒸馏后的混合物中加入蒸馏水稀释，并用氨水调节ph为7.5后，制备得到水性抗氧化涂料。对比例3：与实施例1的区别在于，在水性抗氧化涂料制备时改性的迷迭香类提取物和单体一起添加；水性抗氧化涂料包括以下制备方法：(1)将正丁醇置于反应器中，110℃下加热回流，随后滴入单体50份甲基丙烯酸甲酯、35份丙烯酸乙酯、15份丙烯酸羟乙酯、15份丙烯酸、引发剂过氧化二苯甲酰及改性迷迭香类提取物的混合物并搅拌反应4h；(2)滴加完毕后，继续在相同温度下加热搅拌反应3h；(3)反应完毕后降温至75℃，随后减压蒸馏进行正丁醇和未反应单体的脱除；(4)在减压蒸馏后的混合物中加入蒸馏水稀释，并用氨水调节ph为7.5后，制备得到水性抗氧化涂料；其中，所述改性迷迭香类提取物制备步方法为：将迷迭香类提取物、催化剂三苯基磷置于乙醇水溶液中，其中迷迭香类提取物在乙醇中的浓度为6wt％，催化剂三苯基磷的质量为迷迭香类提取物的0.8wt％，随后在60℃下加入1-烯丙氧基-2,3-环氧丙烷，反应结束后将至常温，减压蒸馏除去未反应物，随后干燥制备得到改性迷迭香类提取物。将实施例和对比例制备得到的涂膜后测其性能，结果如下表所示。测试相关标准如下：铅笔硬度：gb/t6739-1991；耐酸性：gb/t1763-89。项目铅笔硬度耐酸性(5％hcl、48h)实施例12h无变化实施例22h无变化实施例32h无变化对比例12h开裂对比例22h轻微开裂对比例3hb无变化实施例制备得到的涂料具有良好的硬度和耐酸性，对比例1中，未添加抗氧化剂，因此耐酸较差，对比例2在水性抗氧化涂料制备时添加未改性的迷迭香类提取物，由于使用时抗氧化剂会溶出，因此轻微开裂；对比例3由于在水性抗氧化涂料制备时改性的迷迭香类提取物和单体一起添加，因此对聚合物分子结构有所影响，硬度稍差。当前第1页12