新型清洁节能性连消系统的制作方法

1.本实用新型涉及灭菌设备技术领域，更具体地说，涉及一种新型清洁节能性连消系统。


背景技术：

2.在发酵工程中，发酵培养基及补料系统的灭菌方法通常分为实罐灭菌和连续灭菌。其中，连续灭菌也称连消，就是将配制好的培养基，也称物料，向发酵罐等培养装置输送的同时进行一系列灭菌操作过程。
3.但是，在传统的连消系统灭菌工艺中，因氮源、碳源、无机盐等培养基物质在连消系统灭菌过程中易出现物料堆积的情况，进而引发堵塞换热设备的问题，若清理不及时会腐蚀连消设备造成换热效率的下降、换热设备穿孔、生物发酵容易染菌，降低设备运行效率，故经常需要人工清理，导致维护成本也较高，连消系统预热温差大导致蒸汽与循环水浪费生产成本升高。
4.因此，如何解决现有技术中的连消设备容易物料堆积、连消系统清洁度差、蒸汽压力低、系统维护成本较高、灭菌过程中能源消耗高的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种新型清洁节能性连消系统，较现有技术中的连消设备其解决了物料堆积、连消系统清洁度差、蒸汽压力低、系统维护成本较高、灭菌过程中能源消耗高的问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
7.本实用新型提供的一种新型清洁节能性连消系统，包括灭菌流程系统，所述灭菌流程系统包括用于制备物料的配料装置、用于过滤物料的过滤装置、动力装置、预热装置、加热装置、维持装置，所述过滤装置的入口与所述配料装置的出口连通，所述动力装置的入口与所述过滤装置的出口连通，所述预热装置包括预热有菌进口、预热有菌出口、预热无菌进口、预热无菌出口，所述加热装置包括加热物料进口、加热物料出口、加热蒸汽进口、加热冷凝水出口，所述预热有菌进口以及所述加热物料进口均与所述动力装置的出口连通，所述加热物料出口与所述预热无菌进口连通且二者之间设有所述维持装置，所述预热有菌出口与所述加热物料进口连通，所述预热无菌出口与无菌物料出口连通，所述加热蒸汽进口与蒸汽进口连通，所述加热冷凝水出口与冷凝水出口连通。
8.优选地，所述加热冷凝水出口与所述冷凝水出口之间设有用于收集冷凝水的疏水阀，所述疏水阀的两侧分别设有第一冷凝水开关阀、第二冷凝水开关阀，所述加热冷凝水出口与所述冷凝水出口之间还设有与所述第一冷凝水开关阀、所述疏水阀、所述第二冷凝水开关阀所在管路并联的冷凝水旁通阀。
9.优选地，所述过滤装置为筛管式过滤器或刮刀式过滤器或震动式过滤器。
10.优选地，所述预热装置、所述加热装置均为蜂巢螺旋板式换热器。
11.优选地，所述维持装置包括螺旋弯曲的盘管，所述加热物料出口与所述盘管的入口连通，所述盘管的出口与所述预热无菌进口连通。
12.优选地，所述盘管的管道轴线为圆柱螺旋线、以使物料螺旋切线运行。
13.优选地，所述动力装置为高压泵、以提升物料流速。
14.优选地，所述预热有菌进口与所述动力装置之间设有流量计、流量调节阀、水消保护阀，所述加热物料进口与所述流量调节阀之间设有水消阀，所述加热蒸汽进口与所述蒸汽进口之间设有蒸汽保护阀、蒸汽开关阀、蒸汽调节阀。
15.优选地，所述配料装置、所述过滤装置、所述动力装置、所述流量计、所述流量调节阀、所述水消保护阀、所述水消阀、所述蒸汽开关阀、所述蒸汽调节阀均与控制模块通信连接。
16.优选地，还包括用于对所述灭菌流程系统进行清洗的cip清洗系统。
17.本实用新型提供的技术方案中，新型清洁节能性连消系统包括灭菌流程系统，灭菌流程系统包括用于制备物料的配料装置、用于过滤物料的过滤装置、动力装置、预热装置、加热装置、维持装置，过滤装置的入口与配料装置的出口连通，动力装置的入口与过滤装置的出口连通，预热装置包括预热有菌进口、预热有菌出口、预热无菌进口、预热无菌出口，加热装置包括加热物料进口、加热物料出口、加热蒸汽进口、加热冷凝水出口，预热有菌进口以及加热物料进口均与动力装置的出口连通，加热物料出口与预热无菌进口连通且二者之间设有维持装置，预热有菌出口与加热物料进口连通，预热无菌出口与无菌物料出口连通，加热蒸汽进口与蒸汽进口连通，加热冷凝水出口与冷凝水出口连通。如此设置，物料在配料装置中完成制备后被输送至过滤装置进行过滤，去除物料中颗粒物质，然后进入预热装置有菌通道进行热交换，进行全换热，有效节约蒸汽，热交换物料进入加热装置物料通道进行加热到制定温度，进入维持装置中进行维持一定时间，其流动的时间得到延长，即杀菌时间延长，杀菌彻底、有效灭菌，物料通过维持后进入预热装置无菌通道进行热交换，降低物料温度，降低降温循环水使用量，降低能源成本，物料温度降低，物料中营养物质减少破坏，解决了现有技术中的连消设备容易物料堆积、连消系统清洁度差、蒸汽压力低、系统维护成本较高、灭菌过程中能源消耗高的问题。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例中新型清洁节能性连消系统的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例中维持器的结构示意图。
21.图1-图2中：
22.1、配料装置；2、过滤装置；3、高压泵；4、流量计；5、流量调节阀；6、水消保护阀；7、水消阀；8、预热装置；9、预热有菌出口；10、预热有菌进口；11、预热无菌出口；12、预热无菌进口；13、加热装置；14、加热物料进口；15、加热物料出口；16、加热蒸汽进口；17、加热冷凝水出口；18、蒸汽保护阀；19、蒸汽开关阀；20、蒸汽调节阀；21、第一冷凝水开关阀；22、疏水
阀；23、第二冷凝水开关阀；24、冷凝水旁通阀；25、冷凝水出口；26、蒸汽进口；27、无菌物料出口；28、维持装置；29、盘管；30、外壳。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
24.本具体实施方式的目的在于提供一种新型清洁节能性连消系统，其能够解决现有技术中的连消设备容易物料堆积、连消系统清洁度差、蒸汽压力低、系统维护成本较高、灭菌过程中能源消耗高的问题。
25.以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。
26.请参考图1-图2，本实施例提供的一种新型清洁节能性连消系统，包括灭菌流程系统，灭菌流程系统包括用于制备物料的配料装置1、用于过滤物料的过滤装置2、动力装置、预热装置8、加热装置13、维持装置28，过滤装置2的入口与配料装置1的出口连通，动力装置的入口与过滤装置2的出口连通，预热装置8包括有菌通道、无菌通道，有菌通道的两端分别为预热有菌进口10、预热有菌出口9，无菌通道的两端分别为预热无菌进口12、预热无菌出口11，加热装置13包括物料通道、蒸汽通道，物料通道的两端分别为加热物料进口14、加热物料出口15，蒸汽通道的两端分别为加热蒸汽进口16、加热冷凝水出口17，预热有菌进口10以及加热物料进口14均与动力装置的出口连通，加热物料出口15与预热无菌进口12连通且二者之间设有维持装置28，预热有菌出口9与加热物料进口14连通，预热无菌出口11与无菌物料出口27连通，加热蒸汽进口16与蒸汽进口26连通，加热冷凝水出口17与冷凝水出口25连通。物料在配料装置1中完成制备后被输送至过滤装置2进行过滤，去除物料中颗粒物质，通过将物料中的物料颗粒或因反应产生的颗粒或絮状物过滤掉，提升物料洁净度，从而进一步降低新型清洁节能性连消系统中物料堆积的可能，提升物料灭菌效果，然后物料进入预热装置8有菌通道进行热交换，进行全换热，有效节约蒸汽，热交换物料进入加热装置13物料通道进行加热到制定温度，进入维持装置28中进行维持一定时间，其流动的时间得到延长，即杀菌时间延长，杀菌彻底、有效灭菌，物料通过维持后进入预热装置无菌通道进行热交换，降低物料温度，降低降温循环水使用量，降低能源成本，物料温度降低，物料中营养物质减少破坏，解决了现有技术中的连消设备容易物料堆积、连消系统清洁度差、蒸汽压力低、系统维护成本较高、灭菌过程中能源消耗高的问题。
27.不仅如此，物料通过动力装置提供流动动力，由于物料在系统中的各处均有一定压力降，造成现有技术中传统连消系统对蒸汽压力都有一定要求，容易出现蒸汽压力过低造成蒸汽不能进入物料中进行加热造成物料温度低、发酵染菌的问题，而本实施例提供的技术方案的加热方式采用加热装置，解决蒸汽压力低造成物料温度低造成发酵染菌问题。
28.作为优选的实施方案，加热冷凝水出口17与冷凝水出口25之间设有用于收集冷凝水的疏水阀22，疏水阀22的两侧分别设有第一冷凝水开关阀21、第二冷凝水开关阀23，加热
冷凝水出口17与冷凝水出口25之间还设有与第一冷凝水开关阀21、疏水阀22、第二冷凝水开关阀23所在管路并联的冷凝水旁通阀24，物料与蒸汽不直接进行接触，蒸汽冷凝后通过冷凝水出口25排出，出口处设计用于收集冷凝水疏水阀22，保证蒸汽无浪费，蒸汽压力无要求，解决因蒸汽压力低造成连消系统不能稳定正常运行，物料不与蒸汽接触，冷凝水不能进入物料，保证了物料浓度没有变化。回收的冷凝水能够再次被引入至自烧锅炉中利用，减少运行过程中的水消耗，降低设备运行成本。
29.作为具体的实施方案，过滤装置2为筛管式过滤器或刮刀式过滤器或震动式过滤器，孔径根据根据不同品种微生物发酵使用不同种类辅料成分制定，过滤物料中颗粒物质，保证了物料清洁度，解决大颗粒灭菌不彻底问题，解决连消系统大颗粒物料堵塞系统问题。
30.作为可选的实施方案，预热装置8、加热装置13均可具体设置为螺旋板换热器、板式换热器、列管式换热器，优选设置为蜂巢螺旋板换热器，如此，两条通道内的两种传热介质可进行全逆流流动，大大增强了换热效果，即使两种小温差介质，也能达到理想的换热效果。换热效率得到增强，能使预热有菌出口9与预热无菌进口12换热温差在10℃-20℃，预热温差小，在加热装置13中加热温差降低，降低了加热温度，降低加热装置13蒸汽用量，保证连消装置物料灭菌过程中蒸汽用量降低，节约能源成本，增加系统连消温度稳定性，四个物料进出口各不影响，保证物料不进行相互渗漏，解决换热器渗漏造成发酵污染的问题。
31.更为具体的实施方案，维持装置28包括螺旋弯曲的盘管29、罩在盘管29周围的外壳30，加热物料出口15与盘管29的入口连通，盘管29的出口与预热无菌进口12连通。物料在盘管29中环绕流动，其流动的时间得到延长，即杀菌时间延长，不仅杀菌彻底，而且能够保证物料螺旋冲刷流动，提升清洁度，在进入预热装置8之前物料扰动彻底，物料不易堆积，从而使该新型清洁节能性连消系统具有一定的自清洗功能，体积小巧，减少人员拆检工作量，保证人员安全。
32.盘管29的管道轴线为圆柱螺旋线、以使物料螺旋切线运行。保证物料螺旋流动，物料流速和管道流速一致，高流速，阻力小，自清洗功能，提升维持装置28清洁，保证维持装置28内物料先进先出，解决现有技术中维持罐结垢的问题，本维持装置28日常维护，简单高效，提升了灭菌效果。也可设置为圆锥螺旋线，优选设置为圆柱螺旋线，形状规则便于生产。
33.此外，动力装置具体可设置为高压泵3，以提升系统内物料流速，提升物料运载能力，提升系统洁净度。
34.更为具体的实施方案，预热有菌进口10与动力装置之间设有流量计4、流量调节阀5、水消保护阀6，加热物料进口14与流量调节阀5之间设有水消阀7，加热蒸汽进口16与蒸汽进口26之间设有蒸汽保护阀18、蒸汽开关阀19、蒸汽调节阀20。水消保护阀6、水消阀7的设置，与系统灭菌采用水消灭菌方式相匹配，保证系统灭菌无死角，对系统进行水洗清洁，保证系统洁净度。
35.为了便于对新型清洁节能性连消系统进行使用控制，可选择设置配料装置1、过滤装置2、动力装置、流量计4、流量调节阀5、水消保护阀6、水消阀7、蒸汽开关阀19、蒸汽调节阀20均与控制模块通信连接。实现全自动控制，降低人员劳动量，实现了连续化、低成本的运行，其中，控制模块可具体设置为dcs控制系统或者独立plc控制系统。
36.进一步地，新型清洁节能性连消系统还设有用于对灭菌流程系统进行清洗的cip清洗系统。配置cip清洗标准、系统检测标准，定期对灭菌流程系统进行清洗，保证灭菌流程
系统清洁度，便于预热装置8、加热装置13的渗漏检测，保证物料灭菌效果。
37.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本实用新型提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。
38.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。