本发明涉及一种瞬时对药品食品粉末进行灭菌的系统，尤其是在加工中药的过程中，对药品食品粉末进行瞬时灭菌的系统，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药品食品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、适合连续化生产的药品食品灭菌方法。为此，寻找一种有效控制原生药粉染菌量的技术，对确保药品制剂的质量，加快药品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温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，这种理论并为实践中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，构建适宜于混合加热、运动中瞬间高温灭菌，在一次气-粉分离、残余粉末二次气-粉分离以及最终出料的过程快速降温的灭菌系统。
本发明的目的是这样实现的：
一种瞬时对药品食品粉末进行灭菌的系统，其特征在于，过热蒸气对药品食品粉末在蒸气灭菌管中瞬间灭菌，在后续的分离和排放的过程中迅速冷却；系统中包括过热蒸气发生装置、粉末加料装置、含有蒸气灭菌管的蒸气灭菌器、并列粉末分离冷却回收装置和冷却卸料装置，其中：
过热蒸气发生装置的输入端导入蒸汽，输出端将导入的蒸汽转换为130—250℃的过热蒸气；
粉末加料装置包括粉料仓，粉料仓的下部仓体为斗形结构，输料装置位于斗底，输料装置含有调速电机、螺旋推料杆和不锈钢输料管，其中，调速电机固定在仓底斗形结构的一个安装侧壁上，螺旋推料杆固定安装在调速电机的输出轴上，螺旋推料杆包裹在不锈钢输料管中，不锈钢输料管与下部仓体斗形结构侧壁的结合部设有对应的槽口，相互对应槽口的沿口密封对接，不锈钢输料管的端部超越安装侧壁底边，出口位于不锈钢输料管的端部；
粉末蒸气灭菌器包括蒸气灭菌管和初级粉末分离回收塔；蒸气灭菌管为盘绕管，蒸气灭菌管的入口端设有锥形集气器和蒸气粉料混合室，蒸气粉料混合室的粉体加料口与粉末加料装置的出口匹配，蒸气粉料混合室的出口设有扩散口；初级粉末分离回收塔为立式塔体，从立式塔体的中部到下部为密闭的夹层结构，夹层内为冷媒通道，冷媒进口位于下部夹层，冷媒出口位于上部夹层，夹层外部设有保温层，立式塔体的顶部设有进料口，顶部中央设有残余粉末排出口，粉末卸料口位于立式塔体的底部，粉末卸料口上配有卸料阀；蒸气粉料混合室通过扩散口与蒸气灭菌管一端对接，蒸气灭菌管的另一端与初级粉末分离回收塔的顶部进料口对接；
并列粉末分离冷却回收装置含有两个结构相同的立式塔体，从立式塔体的中部到下部为密闭的夹层结构，夹层内为冷媒通道，冷媒进口位于下部夹层，冷媒的出口位于上部夹层，夹层外部设有保温层；立式塔体的顶部设有进料口，顶部中央还设有排气口，与排气口对应的立式塔体内设有粉末精密过滤器，粉末卸料口位于立式塔体的底部，粉末卸料口上配有卸料阀；两个进料阀分别与两个立式粉末分离回收塔的进料口对接后形成并联的进料支路，两个反冲阀和两个排气阀分别与两个立式粉末分离回收塔的排气口对接后形成并联的反冲支路和并联的排气支路，其中，两个进料支路的进料阀通过管路均与初级粉末分离回收塔的残余粉末排出口对接，两个反冲支路的反冲阀通过管路与无菌储气罐对接，两个排气支路的排气阀通过管路与负压排气风机对接；
冷却卸料装置包括螺旋推料器，螺旋推料器包络在封闭的夹层管道中，并通过轴承支撑于夹层管道两端的端盖，其中起始端的端盖上设有驱动螺旋推料器的调速电机；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；封闭的夹层管道上设有三个集料口，它们由夹层管道起始端起依次一字排列，自上方穿过保温外管和夹层结构与夹层管道的内腔沟通，其中，位于起始端集料口与初级粉末分离回收塔的卸料口对接，后续进料口与依次后续粉末分离回收塔的卸料口对接，位于末侧的最后一个集料口与出料口间的中心距至少相距20cm，一个出料口设在夹层管道末端的下方；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；
过热蒸气通过锥形集气器喷入蒸气粉料混合室，与粉末加料装置通过不锈钢输料管出口输送到蒸气粉料混合室的粉料混合；初级粉末分离回收塔的顶部残余粉末排出口通过管路分别与并列粉末分离冷却回收装置中的两进料支路对接；初级粉末分离回收塔和并列粉末分离冷却回收装置的卸料阀依次与冷却卸料装置的三个集料口对接。
在本发明中：蒸气灭菌管外覆有保温层，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；所述的初级粉末分离回收塔和并列粉末分离冷却回收装置的立式塔体均从中部到下部逐步缩口呈倒锥形筒体，倒锥形筒体为夹层结构，夹层为冷媒通道，冷媒进口位于下部夹层，冷媒的出口位于上部夹层，夹层外部设有保温层。
在本发明中：蒸气灭菌管与保温层之间还设有辅助加热器，辅助加热器的可调工作温度控制在130—250℃。
在本发明中：在并联的进料支路、反冲支路和排气支路中，当一个支路位于开启状态，另一个支路则为关闭状态，且在同一立式塔体中，进料阀和排气阀的工作状态必须一致，反冲阀的工作状态则与它们截然相反。
在本发明中：所述的进料阀和排气阀为电控阀或气控阀，所述的反冲阀为电磁阀，冷却卸料装置中的夹层管道起始端端盖上还设有无菌压缩空气进气口。
在本发明中：所述的无菌压缩空气进气口通过管路与冷冻压缩空气干燥机输出端对接，它们之间的管路中配有压缩空气无菌过滤器。
在本发明中：负压排气风机的输出端与无菌压缩空气进气口对接。
在本发明中：各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，由于系统灭菌选用过热蒸气，蒸气灭菌管的入口设有锥形集气器、粉体加料口和蒸气粉料混合室，喷入蒸气粉料混合室的高速过热蒸气会在粉体加料口形成负压，将螺旋推料杆推到出口附近的粉末吸入蒸气粉料混合室，迅速混合，并通过扩散口进入蒸气灭菌管。由于蒸气灭菌管为盘绕管，可以在有限的空间确保过热蒸气和粉末有足够的运行距离，由于蒸气灭菌管外覆有保温层，尤其是蒸气灭菌管与保温层之间配有辅助加热器，可以确保灭菌过程有相对恒定的灭菌温度，同时可以根据不同食品或药品的性质选择130—250℃的灭菌温度。
本发明的优点还在于，由于初级粉末分离回收塔为立式塔体，从塔体的中部到下部为密闭的夹层结构，夹层内为冷媒通道，冷媒进口位于下部夹层，冷媒的出口位于上部夹层，夹层外部设有保温层；塔体的顶部设有进料口，顶部中央设有残余粉末排出口，被分离的粉末卸料口位于塔体的底部，可以使进入初级粉末分离回收塔的过热蒸气和粉末在空间体积迅速扩大的情况下较大颗粒的粉末在重力作用下分离，只有较小颗粒的粉末残留随气流进入并列粉末分离冷却回收装置继续分离。由于所述的初级粉末分离回收塔的塔体和并列粉末分离冷却回收装置两个结构相同的塔体均从中部到下部逐步缩口呈倒锥形筒体，倒锥形筒体为夹层结构，夹层为冷媒通道，冷媒进口位于下部夹层，冷媒的出口位于上部夹层，夹层外部设有保温层，即利于迅速降温，倒锥形筒体的底部没有死角，不会出现粉末沉积。
本发明的优点还在于，由于采用二级分离采用并列粉末分离冷却回收装置，它们有并列的进料支路、反冲支路和排气支路，在并联的进料支路、反冲支路和排气支路中，当一支路中位于开启状态时，另一支路中则为关闭状态，且同一塔体中，进料阀和排气阀的工作状态必须一致，反冲阀的工作状态则与它们截然相反，这些措施确保两个粉末分离冷却回收装置分别独立工作，尤其是设置反冲支路可以防止粉末精密过滤器工作中被粉末堵塞，影响工作效率，同时，由于排气支路与负压排气风机对接，建立了系统的负压运行工作模式，确保初级粉末分离回收塔未能分离的残留粉末在负压状态下进入二级分离采用并列粉末分离冷却回收装置。由于进料阀和排气阀可以选择电控阀或气控阀，系统构建可以根据现场的外部配套自由选择。由于负压排气风机的输出端与无菌压缩空气进气口对接，可以对排出的无菌空气反复再利用。
本发明的优点还在于，由于冷却卸料装置采用调速电机驱动螺旋推料器，工作中可以根据出口的排放量判断粉末回收量，当出口的排放量过大，可以适当提高调速电机的转速，加快排放，当出口的排放量过小，可以适当降低调速电机的转速。由于卸料装置也配置了冷却系统，且位于末侧的最后一个集料口与出料口间的中心距至少相距20cm，可以确保分离后的粉末继续降低温度，尤其是在冷却卸料装置中夹层管道起始端的端盖上还设有无菌压缩空气进气口，由冷冻压缩空气干燥机输出端提供并经过压缩空气无菌过滤器过滤的含水量较低（即露点较低）、相对湿度也很低的干燥压缩气体不仅可以对粉料可以加速粉料的冷却，还可以防止粉料在螺旋推料器中沉积。
本系统结构紧凑，维护方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、过热蒸气发生装置的输入端，2、热蒸气发生装置，3、不锈钢安装法兰，4、过热蒸气进口，5、锥形集气器，6、锥形喷气口，7、出口，8、蒸气粉料混合室，9、调速电机，10、电机安装座，11、粉料仓，12、螺旋推料器，13、不锈钢输料管，14、扩散口，15、保温层，16、蒸气灭菌管，18、进料口，19、初级粉末分离回收塔，20、残余粉末排出口，21、分离器锥形筒体，22、冷媒进口，23、冷媒出口，25、保温层，26、夹层结构，27、卸料阀，28、旋转阀片，29、可调速电机，30、粉末卸料口，32、立式塔体，33、进料电控阀，34、反冲电磁阀，35、粉末精密过滤器，36、进料口，37、排气口，38、排气电控阀，39、无菌储气罐，40、压缩空气无菌过滤器，41、负压排气风机，42、螺旋推料器，43、夹层管道，44、集料口，45、出料口，46、无菌压缩空气进气口。
具体实施方式
图1非限制性的公开了本发明实施例的结构示意图，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
由图1可见，本发明的实施例包括过热蒸气发生装置2、粉末加料装置、粉末蒸气灭菌器、并列粉末分离冷却回收装置和冷却卸料装置，其中：
过热蒸气发生装置2的输入端1导入蒸汽，输出端将导入的蒸汽转换为过热蒸气130-250℃的过热蒸气。
粉末加料装置包括粉料仓11，粉料仓11的下部仓体为斗形结构，输料装置位于斗底，输料装置含有调速电机9、螺旋推料杆12和不锈钢输料管13，其中，调速电机9通过电机安装座10固定在仓底斗形结构的一个安装侧壁上，不锈钢螺旋推料杆12固定安装在调速电机9的输出轴上，螺旋推料杆12包裹在不锈钢输料管13中，不锈钢输料管13与下部仓体斗形结构侧壁的结合部设有对应的槽口，相互对应槽口的沿口密封对接，不锈钢输料管13的端部超越安装侧壁底边，出口7位于不锈钢输料管13的端部。
粉末蒸气灭菌器包括初级粉末分离回收塔和蒸气灭菌管16，初级粉末分离回收塔为立式塔体32，从立式塔体32的中部到下部为密闭的夹层结构26，夹层内为冷媒通道，冷媒进口22位于下部夹层，冷媒出口23位于上部夹层，夹层外部设有保温层25；立式塔体32的顶部设有进料口18，顶部中央设有残余粉末排出口20，被分离的粉末卸料口30位于立式塔体32的底部，粉末卸料口30上配有卸料阀27；蒸气灭菌管16为盘绕管，蒸气灭菌管16的入口端设有锥形集气器5和蒸气粉料混合室8，蒸气粉料混合室8的粉体加料口与粉末加料装置的出口7匹配，蒸气粉料混合室8的出口设有扩散口14，蒸气灭菌管16的出口端与初级粉末分离回收塔的进料口18对接。
并列粉末分离冷却回收装置含有两个结构相同的立式塔体32，从立式塔体32的中部到下部为密闭的夹层结构26，夹层内为冷媒通道，冷媒进口22位于下部夹层，冷媒出口23位于上部夹层，夹层外部设有保温层25；立式塔体32的顶部设有进料口36，顶部中央还设有排气口37，与排气口对应的立式塔体32内设有粉末精密过滤器35，粉末卸料口30位于立式塔体32的底部，粉末卸料口32上配有卸料阀27；两个进料电控阀33分别与两个立式粉末分离回收塔的进料口36对接后形成并联的进料支路，两个反冲电磁阀34和两个排气电控阀38分别与两个立式粉末分离回收塔的排气口37对接后形成并联的反冲支路和并联的排气支路，其中，两个进料支路的进料电控阀33通过管路均与初级粉末分离回收塔的残余粉末排出口20对接，两个反冲支路的反冲电磁阀34通过管路与无菌储气罐39对接，两个排气支路的排气电控阀38通过管路与负压排气风机41对接。
冷却卸料装置包括螺旋推料器42，螺旋推料器42包络在封闭的夹层管道43中，并通过轴承支撑于夹层管道43两端的端盖，其中一端端盖设有驱动螺旋推料器42的调速电机9；封闭的夹层管道43设有保温层25，夹层管道43中的夹层为冷媒通道；三个一字排列的集料口44由上方穿过保温层25和夹层管道43，一个出料口45设在螺旋推料器42末端的夹层管道43下方；与夹层沟通的冷媒进口22和冷媒出口23分别位于夹层管道43的两端。
系统组装时，蒸气灭菌管一端16一端与蒸气粉料混合室通过扩散口对接，蒸气灭菌管16另一端与初级粉末分离回收塔的顶部进料口18对接；初级粉末分离回收塔的顶部残余粉末排出口20通过管路与并列粉末分离冷却回收装置中并联的进料支路对接；初级粉末分离回收塔和并列粉末分离冷却回收装置的卸料阀27依次与冷却卸料装置的三个集料口44对接。
在本实施例中，锥形喷气口6的过热蒸气进口4处设有不锈钢安装法兰3；蒸气灭菌管16外覆有保温层15；无菌储气罐39的补气口端部还设有压缩空气无菌过滤器40；所述的初级粉末分离回收塔和并列粉末分离冷却回收装置中立式塔体32均从中部到下部逐步缩口呈倒锥形筒体21，倒锥形筒体21为夹层结构26，夹层为冷媒通道，冷媒进口22位于下部夹层，冷媒出口23位于上部夹层，夹层外部设有保温层25。位于冷却卸料装置末侧的最后一个集料口44与出料口45间的中心距相距为25cm。
在本实施例中，系统中选择的是由调速电机29控制旋转阀片28的卸料阀27。
在本实施例中，冷却卸料装置中夹层管道起始端的端盖上还设有无菌压缩空气进气口46。具体实施时，蒸气灭菌管与保温层之间还设有辅助加热器，辅助加热器的可调工作温度控制在130—250℃。粉末精密过滤器35采用两层叠加的滤网，滤网的孔眼为1~20µm。无菌压缩空气进气口46通过管路与冷冻压缩空气干燥机输出端对接，它们之间的管路中应该配有压缩空气无菌过滤器。
系统工作时，在并列粉末分离冷却回收装置中：并联的进料支路、反冲支路和排气支路的一支路中的电磁阀位于开启状态时，另一支路中的电磁阀则为关闭状态，且并列粉末分离冷却回收装置的同一立式塔体32中，进料电磁阀33和排气电磁阀38的工作状态必须一致，反冲电磁阀34的工作状态则与它们截然相反。
系统工作过程是：过热蒸气发生装置2的输入端1导入蒸汽，输出端将导入的蒸汽转换为过热蒸气，过热蒸气通过锥形集气器6喷入蒸气粉料混合室8，与粉末加料装置通过不锈钢输料管出口7输送的粉料在蒸气粉料混合室8内混合，再通过蒸气粉料混合室8的扩散口14进入蒸气灭菌管16进行瞬时高温灭菌，灭菌后由进料口18进入初级粉末分离回收塔，由于初级粉末分离回收塔的空间迅速扩大，含有粉料的蒸气运动速度迅速减慢，粉料在重力的作用下与过热蒸气分离，且在立式塔体32中被冷却，分离和被冷却的粉末通过卸料阀27排入冷却卸料装置；部分质量较小的粉末由顶部残余粉末排出口20通过一个进料支路进入并列粉末分离冷却回收装置中的一个立式塔体32，粉末被粉末精密过滤器35阻隔后被分离，继续冷却后由卸料阀27排入冷却卸料装置。工作一段时间，粉末精密过滤器35可能会被堵塞，此时，并列粉末分离冷却回收装置中的两个立式塔体32转换工作模式，原来处于粉末分离工作模式的立式塔体32进入反冲工作状态，由无菌储气罐39提供的高压气体对粉末精密过滤器35进行反冲，清理粉末精密过滤器35中的粉末。无论是由初级粉末分离回收塔分离的粉末，还是由并列粉末分离冷却回收装置分离的粉末，进入冷却卸料装置后，在螺旋推料器42的驱动下，在向出料口45位移的同时，继续被冷却，最终由出料口45排出，同时，由无菌压缩空气进气口46进入的由冷冻压缩空气干燥机输出端提供并经过压缩空气无菌过滤器过滤的含水量较低（即露点较低）、相对湿度也很低的干燥压缩气体不仅可以对粉料可以加速粉料的冷却，还可以防止粉料在螺旋推料器中沉积。
具体实施时，各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，尤以氨制冷剂或氟利昂制冷剂的降温效果更佳。
具体实施时， 负压排气风机41的输出端与无菌压缩空气进气口1对接，对排出的无菌空气压入热蒸气发生装置2，重新加热后循环使用。