一种小型巴氏灭菌机

本实用新型涉及一种灭菌设备，尤其涉及一种小型巴氏灭菌设备，一种可用于家庭、餐馆和企事业单位餐厅的小型巴氏灭菌机。

背景技术：

巴氏灭菌法也被称为低温灭菌法，是一种利用较低温度杀死食品中病菌的方法，可以最大限度地使食品的色、香、味和营养成分免受高温处理的破坏。通常，巴氏灭菌法是将被灭菌物加热至68～70℃，保持30分钟后，再迅速冷却到4～5℃。

现有的巴氏灭菌机都是用于工业生产的，比如用于牛奶生产、啤酒生产和饮料生产等。在日常生活中，人们食用的某些水果和蔬菜，也是有必要使用巴氏灭菌法处理的。比如草莓、桑椹、圣女果和李子等水果，这些水果不便于削皮后再食用，因此无法彻底清除水果表面存在的致病菌。吃过这些水果后，很容易导致腹泻等疾病发生。此外，有些地区的人喜欢吃一些未经热加工的蔬菜，比如在沙拉和汉堡中，就含有未经热加工的蔬菜。食用未经过热加工的蔬菜，也容易导致腹泻等疾病发生。随着生活水平的逐渐提高，人们对身体健康的问题更加关心，在日常生活中使用巴氏灭菌机的需求也逐渐增加。通常情况下，用于工业生产的巴氏灭菌机所占用的空间都比较大，不便于在日常生活中使用，因此很有必要发明一种体积小、成本低的巴氏灭菌机，使其可用于家庭、餐馆和学校、企事业单位的餐厅中。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种小型巴氏灭菌机，包含机箱，还包含制热组件、制冷组件和控制组件，所述制冷组件包含冷水槽、制冷器、第二入水阀门、和第二温度传感器，所述冷水槽的顶部设置有1个第一入水口，所述冷水槽的底部设置有1个第二出水口，所述制冷器安装在冷水槽的槽壁上，所述制冷组件中的第二入水阀门的一端与所述冷水槽的第一入水口连通，所述制冷组件中的第二温度传感器设置在冷水槽的槽壁上，

所述制热组件包含热水槽、加热器、常温水第一入水阀门、出水阀门、冷水槽排水器、冷水输水管和第一温度传感器，所述加热器安装在所述热水槽的底部，所述热水槽的顶部设置有一个常温水入水口和一个冷水入水口，所述热水槽的底部设置有一个第一出水口，所述常温水第一入水阀门的一端与所述热水槽的常温入水口连通，所述出水阀门的一端与所述热水槽的第一出水口连通，所述冷水槽排水器的输入端与所述冷水槽的第二出水口连通，所述冷水槽排水器的输出端与所述冷水输水管的一端连通，所述冷水输水管的另一端与所述热水槽的冷水入水口连通，所述制热组件中的第一温度传感器设置在所述热水槽的槽壁上，

所述控制组件与所述制热组件中的加热器、常温水第一入水阀门、出水阀门、冷水槽排水器和第一温度传感器电连接，所述控制组件还与所述制冷组件中的制冷器、第二入水阀门和第二温度传感器电连接。

进一步地，所述制热组件中还包含第一液位传感器，所述制热组件中的第一液位传感器设置在所述热水槽的槽壁上，所述制冷组件还包含第二液位传感器，所述制冷组件中的第二液位传感器设置在所述冷水槽的槽壁上，所述控制组件与所述制热组件中的第一液位传感器电连接，所述控制组件还与所述制冷组件中的第二液位传感器电连接。

进一步地，所述控制组件包含制热组件控制模块、制冷组件控制模块、电源模块和第一总线，所述制热组件控制模块、制冷组件控制模块和电源模块通过第一总线连接在一起。

进一步地，所述制热组件控制模块包含第一处理器、第一阀门驱动模块、加热器驱动模块、第一传感器数据采集模块、冷水槽排水器驱动模块和第二总线，所述制热组件控制模块中的第一处理器、第一阀门驱动模块、加热器驱动模块、第一传感器数据采集模块和冷水槽排水器驱动模块通过第二总线连接在一起，所述制热组件控制模块中的第一阀门驱动模块与所述制热组件中的第一入水阀门和出水阀门电连接，所述加热器驱动模块与所述制热组件中的加热器电连接，所述制热组件控制模块中的第一传感器数据采集模块与所述制热组件中的第一液位传感器和第一温度传感器电连接，所述冷水槽排水器驱动模块与所述制热组件中的冷水槽排水器电连接。

进一步地，所述制冷组件控制模块包含第二处理器、第二阀门驱动模块、制冷器驱动模块、第二传感器数据采集模块和第三总线，所述制冷组件控制模块中的第二处理器、第二阀门驱动模块、制冷器驱动模块和第二传感器数据采集模块通过第三总线建立起联系，所述制冷组件控制模块中的第二阀门驱动模块与制冷组件中的第二入水阀门电连接，所述制冷器驱动模块与制冷组件中的制冷器电连接，所述制冷组件控制模块中的第二传感器数据采集模块与制冷组件中的第二液位传感器和第二温度传感器电连接。

本实用新型还提供了一种用于本实用新型所提供的小型巴氏灭菌机的控制方法，系统上电后，控制组件中的制热组件控制模块和制冷组件控制模块同时启动工作，分别控制制热组件和制冷组件工作，

所述制冷组件控制模块按照以下步骤控制制冷组件工作：

步骤501，开启第二入水阀门；

步骤502，当冷水槽中的水位高度大于等于预先设置的阈值时，关闭第二入水阀门；

步骤503，启动制冷器；

步骤504，当冷水槽中的水温小于等于4℃时，调节制冷器的制冷功率，使冷水槽中的水温稳定在0～4℃范围内，

所述制热组件控制模块按照以下步骤控制制冷组件工作：

步骤601，开启常温水第一入水阀门；

步骤602，当热水槽中的水位高度大于等于预先设置的阈值时，关闭常温水入第一水阀门；

步骤603，启动加热器；

步骤604，当热水槽中的水温大于等于68℃时，调节加热器的制热功率，使热水槽中的水温稳定在68～70℃范围内；

步骤605，30分钟后，开启出水阀门；

步骤606，排空热水槽中的水后，关闭出水阀门；

步骤607，开启常温水第一入水阀门；

步骤608，当热水槽中的水位高度大于等于预先设置的阈值时，关闭常温水第一入水阀门；

步骤609，等待t1分钟后，打开出水阀门，t1为人为设置的常数；

步骤610，重复n次步骤606至步骤609，n是大于等于1的整数；

步骤611，关闭出水阀门；

步骤612，启动冷水槽排水器，将冷水槽中的冷水排入热水槽；

步骤613，关闭冷水槽排水器；

步骤614，等待t2分钟后，打开出水阀门，排空热水槽中的水，t2是人为设置的常数。

附图说明

图1示出的是本实用新型的小型巴氏灭菌器的原理示意图；

图2示出的是本实用新型的小型巴氏灭菌器中的控制组件的原理框图；

图3示出的是本实用新型的小型巴氏灭菌器中的制热组件控制模块的原理框图；

图4示出的是本实用新型的小型巴氏灭菌器中的制冷组件控制模块的原理框图；

图5示出的是本实用新型的小型巴氏灭菌器中的制冷组件控制流程图；

图6示出的是本实用新型的小型巴氏灭菌器中的制热组件控制流程图。

具体实施方式

结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种小型巴氏灭菌机，包含机箱1、制热组件2、制冷组件3和控制组件4。机箱1包含箱体11和箱门12，箱门12设置在箱体11的顶部，并铰接在箱体11上。箱体11的底部还设有支架13，制热组件2和制冷组件3安装在支架13上。

制冷组件3包含冷水槽31、制冷器32、第二入水阀门33、入水管34、第二液位传感器35和第二温度传感器36。冷水槽31是一个敞口容器，或者是一个顶部带排气孔的罐子。制冷器32安装在冷水槽31的槽壁上，用于给冷水槽31中的水降温。选择合适制冷功率的制冷器32，使得它能够在30分钟内将冷水槽31中的水温降至0～4℃。冷水槽31的顶部设置有第一入水口311，底部设置有第二出水口312。第二入水阀门33的一端与冷水槽31的第一入水口311连通，另一端与入水管34的一端连通，入水管34的另一端与自来水管连通。第二液位传感器35和第二温度传感器36安装在冷水槽31的槽壁上，分别用于测量冷水槽31中的水位和水温。

制热组件2包含热水槽21、加热器22、常温水第一入水阀门23、常温水入水管24、出水阀门25、出水管26、第一液位传感器27、第一温度传感器28、冷水槽排水器29和冷水输水管20。热水槽21是一个敞口容器，在它的底部安装加热器22，加热器22的上方设置有金属网211，金属网211用于将被灭菌物和加热器22分隔开。在使用本实用新型的小型巴氏灭菌器时，需要将被灭菌物放在金属网211上面。热水槽21的顶部设置有2个入水口：常温水入水口212和冷水入水口213，底部设置有1个第一出水口214。在热水槽201的槽壁上，安装第一液位传感器27和第一温度传感器28，分别用于测量热水槽21中的水位和水温。常温水第一入水阀门23的一端与热水槽21的常温水入水口212连通，另一端与常温水入水管24的一端连通，常温水入水管24的另一端与自来水管连通。出水阀门25的一端与热水槽21的第一出水口214连通，另一端与出水管26的一端连通。冷水槽排水器29用于将冷水槽31中的冷水排入热水槽21。冷水槽排水器29的输入端与冷水槽31的第二出水口312连通，输出端与冷水输水管20的一端连通，冷水输水管20的另一端与热水槽21的冷水入水口213连通。如果冷水槽31的第二出水口312的高度大于或等于热水槽21的冷水入水口213的高度，则冷水槽排水器29可以是一个阀门，否则需要把微型水泵当作冷水槽排水器29。

控制组件4安装在机箱箱体11的箱壁上。如图2所示，控制组件4包含制热组件控制模块41、制冷组件控制模块42、电源模块43和人机接口44，这4个模块通过第一总线45建立起联系。电源模块43用于将220v的交流电转换成直流电，进而为制热组件控制模块41、制冷组件控制模块42和人机接口44供电。人机接口模块44包含显示器和键盘，用于设置和显示控制参数，以及向制热组件控制模块41和制冷组件控制模块42发送控制命令。

如图3所示，制热组件控制模块41包含第一处理器411、第一阀门驱动模块412、加热器驱动模块413、第一传感器数据采集模块414和冷水槽排水器驱动模块415，这些芯片和模块通过第二总线416建立起联系。第一阀门驱动模块412与制热组件2中的常温水第一入水阀门23和出水阀门25电连接。通过第二总线416，第一阀门驱动模块412接收第一处理器411发送的控制命令，再向制热组件2中的常温水第一入水阀门23或出水阀门25发送控制信号，使它们开启或关闭。加热器驱动模块413与制热组件2中的加热器22电连接。加热器驱动模块413用于接收第一处理器411发送的控制命令，然后再调节加热器22的制热功率。冷水槽排水器驱动模块415与制热组件2中的冷水槽排水器29电连接。通过第二总线416，冷水槽排水器驱动模块415接收第一处理器411发送的控制命令，再向制热组件2中的冷水槽排水器29发送控制信号，使它开启(或启动)和关闭(或停止)。第一传感器数据采集模块414与制热组件2中的第一液位传感器27和第一温度传感器28电连接。用于采集第一液位传感器27和第一温度传感器28输出的模拟信号，将模拟信号转换为数字信号，再通过第二总线416发送给第一处理器411。

如图4所示，制冷组件控制模块42包含第二处理器421、第二阀门驱动模块422、制冷器驱动模块423和第二传感器数据采集模块424，这些芯片和模块通过第三总线425建立起联系。第二阀门驱动模块422与制冷组件3中的第二入水阀门33电连接。通过第三总线425，第二阀门驱动模块422接收第二处理器421发送的控制命令，再向制冷组件3中的第二入水阀门33发送控制信号，使它开启或关闭。制冷器驱动模块423与制冷组件3中的制冷器32电连接。通过第三总线425，制冷器驱动模块423接收第二处理器421发送的控制命令，然后再调节制冷器32的制冷功率。第二传感器数据采集模块424与制冷组件3中的第二液位传感器35和第二温度传感器36电连接，用于采集第二液位传感器35和第二温度传感器36输出的模拟信号，将模拟信号转换为数字信号，再通过第三总线425发送给第二处理器421。

在使用本实用新型的小型巴氏灭菌机时，先将被灭菌物放入制热组件2中的热水槽21中，并关上机箱门12。系统上电后，控制组件4中的制热组件控制模块41和制冷组件控制模块42同时启动工作。如图5所示，制冷组件控制模块42按照以下步骤控制制冷组件3工作：

步骤501，开启第二入水阀门；

由于第二入水阀门33的一端通过入水管34与自来水管连通，另一端与冷水槽的31的第一入水口311连通，所以开启第二入水阀门33后，常温自来水就会流入冷水槽31。

步骤502，当冷水槽中的水位高度大于等于预先设置的阈值时，关闭第二入水阀门；

开启第二入水阀门33后，用第二液位传感器35实时测量冷水槽31中的水位高度，一旦水位高度大于等于预先设置的阈值，就关闭第二入水阀门33。

步骤503，启动制冷器；

启动制冷器32工作，使冷水槽31中的水温逐渐降低。

步骤504，当冷水槽中的水温小于等于4℃时，调节制冷器的制冷功率，使冷水槽中的水温稳定在0～4℃范围内。

用第二温度传感器36实时测量冷水槽31中水的温度，当冷水槽中的水温小于等于4℃时，可以采用pid算法调节制冷器32的制冷功率，使冷水槽中的水温稳定在0～4℃范围内。

如图6所示，制热组件控制模块41按照以下步骤控制制热组件2工作：

步骤601，开启常温水第一入水阀门；

由于常温水第一入水阀门23的一端与热水槽21的常温水入水口212连通，另一端通过常温水入水管24与自来水管连通，所以开启常温水第一入水阀门23后，常温自来水就会流入热水槽21。

步骤602，当热水槽中的水位高度大于等于预先设置的阈值时，关闭常温水第一入水阀门；

开启常温水第一入水阀门23后，用第一液位传感器27实时测量热水槽21中的水位高度，一旦水位高度大于等于预先设置的阈值，就关闭常温水第一入水阀门23。

步骤603，启动加热器；

启动加热器22工作，使热水槽21中的水温逐渐升高。

步骤604，当热水槽中的水温大于等于68℃时，调节加热器的制热功率，使热水槽中的水温稳定在68～70℃范围内；

可以采用pid算法调节加热器22的制热功率，使热水槽21中的水温稳定。

步骤605，30分钟后，开启出水阀门；

由于出水阀门25的一端与热水槽21的第一出水口214连通，另一端与出水管26连通，所以开启出水阀门25后，热水槽21中的热水就会通过出水管26排出。

步骤606，排空热水槽中的水后，关闭出水阀门；

在排水的过程中，用第一液位传感器27实时测量热水槽21中的水位高度，一旦发现热水槽21中的热水已排空，就关闭出水阀门25。

步骤607，开启常温水第一入水阀门；

开启常温水第一入水阀门23后，常温自来水再次流入热水槽21。

步骤608，当热水槽中的水位高度大于等于预先设置的阈值时，关闭常温水第一入水阀门；

用第一液位传感器27实时测量热水槽21中的水位高度，一旦水位高度大于等于预先设置的阈值，就关闭常温水第一入水阀门23。

步骤609，等待t1分钟后，打开出水阀门，t1为人为设置的常数；

再次开启出水阀门25，使热水槽21中的水流出。

步骤610，重复n次步骤606至步骤609，n是大于等于1的整数；

这样做的目的，是使用常温水重复冲洗被灭菌物，降低被灭菌物的温度。

步骤611，关闭出水阀门；

排空热水槽21中的水后，关闭出水阀门25。

步骤612，开启冷水槽排水器，将冷水槽中的冷水排入热水槽；

开启冷水槽排水器29，可将冷水槽31中的冷水排入热水槽21，为热水槽21中的被灭菌物降温。

步骤613，关闭冷水槽排水器；

将冷水槽31中的冷水排空后，关闭冷水槽排水器29。

步骤614，等待t2分钟后，打开出水阀门，排空热水槽中的水，t2是人为设置的常数；

将冷水排入(或抽入)热水槽21后，等待t分钟，让被灭菌物与冷水充分交换热量，使热水槽21中的被灭菌物的温度迅速降至4～5℃。最后再排空热水槽21中的水，结束灭菌。