一种智能立式罐体微波灭菌器的制作方法

本发明属于微波灭菌技术领域，具体涉及一种立式罐体微波灭菌器。

背景技术：

现有技术中有隧道式微波灭菌装置和管道式微波灭菌装置。其中，隧道式微波灭菌装置和管道式微波灭菌装置一般对固体粉末、包装好成品进行灭菌，且传输带上物料的堆放厚度不能过厚，厚度超过5毫米的就会影响粉末物料的灭菌效果。隧道式微波灭菌装置占地面积长达几十米，受场地因素限制。

现有液体微波灭菌装置，由于电场的尖角集中性，微波有效作用距离较短，液体在灭菌装置中又只是小范围的流动，所以液体物料的微波灭菌作用不均匀。

因此，急需一种能够对大规模液体物料进行均匀微波灭菌且占地面积较小的灭菌器。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够对大规模液体物料进行均匀微波灭菌且占地面积较小的灭菌器。本发明采取了如下技术方案：

一种立式罐体微波灭菌器，包括：罐体、微波灭菌系统和物料循环系统；所述罐体包括自上向下依次设置的上封头、桶体和下封头；所述下封头底部设置有出料口，所述上封头设置有入料口，所述物料循环系统包括循环泵和环形雾化喷头；所述循环泵分别与所述出料口、所述入料口通过循环管路连通，用于所述罐体内的料液循环；所述微波灭菌系统包括多个微波发生器及对应所述微波发生器设置的微波视窗，所述微波发生器矩形阵列排布设置于所述桶体外壁，形成多个微波发生器列；所述微波视窗设置于所述桶体内壁，所述微波视窗表面朝向所述桶体内部；所述环形雾化喷头设置于所述桶体顶端内壁，与所述入料口连通；所述环形雾化喷头的喷液方向指向所述微波视窗的表面。

进一步地，所述环形雾化喷头包括环形管路，所述环形管路上对应相邻的两列所述微波发生器设置有三通式喷头组，所述三通式喷头组设置于相邻的两列所述微波发生器之间；所述三通式喷头组包括2个球形雾化喷头和1个雾化喷头；所述三通式喷头组的喷液方向指向相邻两列微波视窗的表面。

进一步地，还包括真空负压系统，所述上封头设置有真空阀门，所述真空负压系统与所述真空阀门连通，用于控制所述罐体内的气压。

进一步地，所述真空负压系统包括真空泵、真空控制器和真空管；所述真空泵通过所述真空管与所述真空阀门连通；所述真空控制器与所述真空泵信号连接，用于控制所述真空泵的启停。

进一步地，还包括搅拌系统，用于搅拌所述罐体内部的料液；所述搅拌系统包括驱动电机和双联搅拌器，所述驱动电机设置于所述上封头顶端；所述双联搅拌器设置于所述罐体内部，与所述驱动电机输出端固定连接；所述双联搅拌器包括转轴以及固定连接于所述转轴的框形搅拌和提升螺旋搅拌，所述框形搅拌设置于所述转轴的远离中心侧，所述提升螺旋搅拌设置于所述转轴的靠近中心侧。

进一步地，所述上封头内侧设置有除沫桨和压波纹多层过滤网，所述除沫桨用于消除所述双联搅拌器搅拌料液产生泡沫；所述压波纹多层过滤网用于吸附所述双联搅拌器搅拌料液产生泡沫；所述上封头顶端设置有除沫器，所述除沫器设置于所述真空阀门的下端，用于防止泡沫上升随真空抽吸进入所述真空管。

进一步地，所述除沫器包括泡沫过滤罐，所述泡沫过滤罐内自下向上设置有滤芯和多个隔板，所述滤芯为多个气液过滤网堆叠组成，所述隔板上下设置，所述隔板设置有开口，所述开口错落设置。

进一步地，还包括罐体清洁装置，所述罐体清洁装置包括纯化水传输管、喷淋球、供水泵和给水阀门，所述纯化水传输管设置于所述罐体外侧，用于纯化水的供给；所述供水泵与所述纯化水传输管、所述给水阀门连接，用于传输给定的纯化水；所述水阀门设置于所述上封头外侧顶部；所述喷淋球设置于所述上封头内侧，与所述给水阀门连通，用于所述罐体清洗水的喷淋。

进一步地，所述罐体为不锈钢304材质的压力容器。

本发明有益效果：

本发明提供的立式罐体微波灭菌器，解决了隧道式微波灭菌和管道式微波灭菌装置固有的缺点，通过在罐体上开微波视窗、设置螺旋提升桨、环状多角度交叉对流喷淋装置、在一定范围内的真空度、温度条件下、使液体物料可以在较低的温度下灭菌，且液体物料能均匀受到微波的照射；同时，占地面积较小，只需2-3平米即可。

再者，植物性提取液多含有生物碱、植物多糖、蛋白质，随着料液的流动和搅动，会产生泡沫，这种泡沫也会越积越多，并在料液表面缓缓上升，最后会影响料液的传输；本发明针对该问题提供了一套除沫装置，包括除沫桨、压波纹多层过滤网和除沫器，能够有效解决泡沫的影响。

此外，本发明提供的立式罐体微波灭菌器实现了灭菌温度90℃以下灭菌，大大改善了传统水蒸气灭菌工艺中高温对物料口感的影响，尤其适用对温度敏感，不适宜高温灭菌的产品。

附图说明

图1一种立式罐体微波灭菌器结构示意图

图2罐体桶体结构示意图

图3图2中a局部放大结构示意图

图4立式罐体微波灭菌器局部剖视示意图

图5图4中b局部放大结构示意图

图6图4中c局部放大结构示意图

图7图4中d局部放大结构示意图

图8立式罐体微波灭菌器中电机搅拌系统的结构示意图

其中，1、桶体；2、上封头；3、入料口；4、搅拌系统；41、驱动电机；42、转轴；43、提升螺旋搅拌；44、框形搅拌；5、观察窗；6、真空负压系统；7、罐体清洁装置；8、智能控制系统；9、底座；10、出料口；11、循环泵；12、循环管路；13、水冷却装置；14、微波发生器；15、球形雾化喷头；16、微波视窗；17、雾化喷头；18、压波纹多层过滤网；19、除沫器；191、泡沫过滤罐；192、滤芯；193、隔板；20、微波屏蔽系统；201、铝箔纤维布；202、导电屏蔽布；203、紫铜屏蔽网；21、除沫桨；22、下封头；23、喷淋球。

具体实施方式

实施例1

一种立式罐体微波灭菌器，包括：罐体、微波灭菌系统和物料循环系统；罐体包括自上向下依次设置的上封头2、桶体1和下封头22；下封头22底部设置有出料口10，上封头2设置有入料口3，物料循环系统包括循环泵11和环形雾化喷头；循环泵11分别与出料口10、入料口3通过循环管路12连通，用于罐体内的料液循环；微波灭菌系统包括多个微波发生器14及对应微波发生器14设置的微波视窗16，微波发生器14矩形阵列排布设置于桶体1外壁，形成多个微波发生器列；微波视窗16设置于桶体1内壁，微波视窗16表面朝向桶体1内部；环形雾化喷头设置于桶体1顶端内壁，与入料口3连通；环形雾化喷头的喷液方向指向微波视窗16的表面。

环形雾化喷头包括环形管路，环形管路上对应相邻的两列微波发生器14设置有三通式喷头组，三通式喷头组设置于相邻的两列微波发生器14之间；三通式喷头组包括2个球形雾化喷头15和1个雾化喷头17；三通式喷头组的喷液方向指向相邻两列微波视窗16的表面。

本实施例中，微波发生器14选用微波电磁管，共32只，分为8列，每列为4只微波电磁管，以矩形阵列的排列方式均匀布置在灭菌罐体内壁上；微波视窗16分别与32只微波电磁管一一对应设置。其中，微波电磁管放在铝制的盒子里，微波视窗16材质为聚四氟乙烯，在铝盒子背部四周贴有不锈钢金属丝编织的屏蔽网，用以防止微波泄漏；另外，在32只微波电磁管外，围绕桶体1四周安装了微波屏蔽装置20，该装置由里向外分别由紫铜屏蔽网203、导电屏蔽布202、铝箔纤维布201等组成，用于防止整个桶体1的微波外泄。

在本实施中，罐内料液自循环系统由自吸式循环泵11控制，料液采用(罐)底出(罐)顶进的流向，循环泵11将料液从罐底抽出打向罐顶，料液在罐顶以一定的流量进入环形雾化喷头，料液出球形雾化喷头15和雾化喷头17时以雾化小液滴喷向罐内，从上而下、无死角喷出，如同雨水淋向汽车前挡风玻璃一样喷向微波视窗16表面，以此来增加单位体积物料的微波照射面积。

在另一实施例中，还包括真空负压系统6，上封头2设置有真空阀门，真空负压系统6与真空阀门连通，用于控制罐体内的气压；真空阀门为圆柱型。真空负压系统6包括真空泵、真空控制器和真空管；真空泵通过真空管与真空阀门连通；真空控制器与真空泵信号连接，用于控制真空泵的启停。

在本实施例中，立式罐体微波灭菌器还包括搅拌系统4，用于搅拌罐体内部的料液；搅拌系统4包括驱动电机41和双联搅拌器，驱动电机41设置于上封头2顶端；双联搅拌器设置于罐体内部，与驱动电机41输出端固定连接；双联搅拌器包括转轴42以及固定连接于转轴42的框形搅拌44和提升螺旋搅拌43，框形搅拌44设置于转轴42的远离中心侧，提升螺旋搅拌43设置于转轴42的靠近中心侧；转轴42与驱动电机41输出端固定连接。

其中，驱动电机41为顶部卧式；搅拌系统4位于上封头2的搅拌桨表面附有不锈钢金属网，位于上封头2处有15cm厚的压波纹多层过滤网18，用来吸附泡沫(除泡沫)作用。

上封头2内侧设置有除沫桨21和压波纹多层过滤网18，除沫桨21用于消除双联搅拌器搅拌料液产生泡沫，其中，除沫桨21为螺旋式丝网与固定轴组成，固定轴固定连接于转轴42上；压波纹多层过滤网18用于吸附双联搅拌器搅拌料液产生泡沫，其中，压波纹多层过滤网18设置于三通式喷头组下端，并固定连接于桶体顶端内壁上,压波纹多层过滤网18外径与桶体1内壁之间设置有5-10cm间隙；上封头2顶端设置有除沫器19，除沫器19设置于真空阀门的下端，用于防止泡沫上升随真空抽吸进入真空管。

除沫器19包括泡沫过滤罐191，泡沫过滤罐191内自下向上设置有滤芯192和多个隔板193，滤芯192为多个气液过滤网堆叠组成，隔板193上下设置，隔板设置有开口，开口错落设置。

滤芯192烧结在除沫器19底层，隔板193为不锈钢隔板；这种隔板呈水平状、阶梯式放置，能够有效地防止罐内泡沫上升到真空阀门和真空管。

在另一实施例中，还包括罐体清洁装置7，罐体清洁装置包括纯化水传输管、喷淋球23、供水泵和给水阀门，纯化水传输管设置于罐体外侧，用于纯化水的供给；供水泵与纯化水传输管、给水阀门连接，用于传输给定的纯化水；水阀门设置于上封头外侧顶部；喷淋球23设置于上封头内侧，与给水阀门连通，用于罐体清洗水的喷淋。

本实施例中，上封头2上设置有观察窗5，用于观察罐体内部情况；此外，观察窗5亦可打开成为上人口，方便进入罐体内部。

本实施例中，罐体为不锈钢304材质的压力容器；底部由三脚底座9支撑，底座9上设置有万向轮。罐体夹套内设置有水冷却装置13，用于冷却罐体以及微波发生器14的温度。其中，水冷却装置13对应设置有水冷却控制系统进行控制，但冷却罐体以及微波发生器14分别由各自的冷却管路进行冷却水的传输。

本实施例中，该立式罐体微波灭菌器设置有智能控制系统8，罐体上还设置有与智能控制系统8信号连接、用于监测罐体内部压力的压力传感器和液体物料温度的温度传感器。同时，智能控制系统8还与搅拌系统4、真空负压系统6、罐体清洁装置7控制信号连接。

罐体料液的加热热源来自微波磁控管工作时产生的热能，这一部分热能被料液水分子吸收，使料液温度升高。智能控制系统8通过微波电磁管～微波磁控管的人机界面控制器(智能调控)，调节罐体水冷却装置13中水冷量来调节罐内料液温度。

本实施例中，冷却装置13由冷却水传输管、罐体夹套冷却水盘管组成，冷却水盘管外有防护罩，保护冷水盘管免受微波照射；冷却水进入罐体后分两路循环：一路冷却水给罐内物料液体降温，另一路冷却水给微波发射器降温。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围的。