一种多功能综合灭菌机及其灭菌方法与流程

本发明涉及灭菌，具体而言，涉及一种多功能综合灭菌机及其灭菌方法。

背景技术：

1、目前，高温灭菌在工业化生产中是最常见和运用最为广泛的一种除菌方式，其包括蒸汽直接灭菌和间接加热灭菌，两者的原理都是把物料加热到较高的温度，使得物料中的微生物蛋白组成在高温下产生变性从而失去活性。而为了满足生产要求、提高灭菌效果，一般会在高温灭菌过程中穿插一些工序，例如均质、脱气以及冷却等。

2、现在的高温灭菌设备仅能实现蒸汽直接灭菌方式和间接加热灭菌方式的切换，但是在各自方式下进行均质、脱气和冷却等工序均需要根据不同物料的种类单独设置对应的装置，这无疑极大地增加了系统的复杂性，导致设备成本增加，设备占地面积增大，经济效益降低。

3、有鉴于此，设计出一种能够根据物料的种类自由切换或者通用均质、脱气和冷却等功能的多功能综合灭菌机及其灭菌方法特别是在灭菌生产中显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多功能综合灭菌机，能够在不同的高温灭菌方式下根据物料的种类自由切换或者通用均质、脱气和冷却等功能，以满足不同种类物料的生产要求，保证灭菌效果，并且无需再单独设置对应的装置，降低设备成本和设备占地面积，提高经济效益；并且其中的间接灭菌模块采用两级热水回路（第二循环流路和第三循环流路相互独立）的方式对物料进行两段加热，通过共用的供水管路配合第二跨接主板快速实现物料的初步加热和降温冷却功能，方便快捷，降低能耗，减少供水管路设置，有利于提高系统稳定性以及提高灭菌温度控制的精准度。

2、本发明的另一目的在于提供一种多功能综合灭菌机的灭菌方法，能够在不同的高温灭菌方式下根据物料的种类自由切换或者通用均质、脱气和冷却等功能，以满足不同种类物料的生产要求，保证灭菌效果，并且无需再单独设置对应的装置，降低设备成本和设备占地面积，提高经济效益。

3、本发明是采用以下的技术方案来实现的。

4、一种多功能综合灭菌机，包括送料模块、第一跨接主板、直接灭菌模块、脱气模块、第二跨接主板、均质模块、间接灭菌模块、管式冷却模块和板式冷却模块，送料模块与第一跨接主板连接，送料模块用于将物料送至第一跨接主板，第一跨接主板同时与直接灭菌模块和脱气模块连接，第一跨接主板用于选择性地将物料送至直接灭菌模块或者脱气模块，直接灭菌模块和脱气模块均与第二跨接主板连接，直接灭菌模块用于对物料进行直接加热灭菌，并将物料送至第二跨接主板，脱气模块用于消除物料中的气泡，并将物料送至第二跨接主板；第二跨接主板同时与均质模块、间接灭菌模块、管式冷却模块和板式冷却模块连接，第二跨接主板用于选择性地将物料送至均质模块、间接灭菌模块、管式冷却模块或者板式冷却模块，均质模块用于对物料进行均质，间接灭菌模块用于对物料进行间接加热灭菌，管式冷却模块用于对物料进行管式冷却，板式冷却模块用于对物料进行板式冷却，均质模块还用于在对物料进行均质后将物料送回第二跨接主板，以便于后续对物料进行管式冷却、板式冷却或者间接加热灭菌，间接灭菌模块还用于在对物料进行间接加热灭菌后将物料送回第二跨接主板，以便于后续对物料进行管式冷却；间接灭菌模块包括依次连接的加热单元和灭菌单元，加热单元用于对物料进行初步加热，灭菌单元用于将物料加热至第二预设灭菌温度；加热单元包括第一管换元件、第二管换元件、第一膨胀罐和第二循环水泵，第一管换元件、第二管换元件和第一膨胀罐首尾相连，且形成第二循环流路，管式冷却模块连接于第二循环流路上；灭菌单元包括第三管换元件、第四管换元件、第二膨胀罐和第三循环水泵，第三管换元件、第四管换元件和第二膨胀罐首尾相连，且形成第三循环流路；第二循环流路和第三循环流路相互独立，独立的第三循环流路向灭菌单元进行供水。

5、可选地，直接灭菌模块包括蒸汽浸入单元和闪蒸脱水单元，第一跨接主板、蒸汽浸入单元、闪蒸脱水单元和第二跨接主板依次连接，蒸汽浸入单元用于将物料浸入蒸汽内并形成混合物，以使物料升温至第一预设灭菌温度，闪蒸脱水单元用于将混合物中的蒸汽闪蒸分离出来。

6、可选地，蒸汽浸入单元包括水冷套、灭菌室、第一循环水泵和缓冲罐，灭菌室用于供蒸汽和物料混合形成混合物，水冷套套设于灭菌室外，水冷套与灭菌室之间形成水冷空腔，水冷空腔与缓冲罐连通，且形成第一循环流路，缓冲罐用于储存冷却水，第一循环水泵安装于第一循环流路上，第一循环水泵用于将缓冲罐内的冷却水抽至水冷空腔，以冷却灭菌室的外壁。

7、可选地，间接灭菌模块为管式加热模块，管式加热模块通过第二跨接主板与管式冷却模块连接，管式加热模块用于对物料进行管式加热，以使物料升温至第二预设灭菌温度。

8、可选地，多功能综合灭菌机还包括灌装出料模块，灌装出料模块同时与管式冷却模块和板式冷却模块连接，灌装出料模块用于对冷却完成后的物料进行灌装出料。

9、可选地，多功能综合灭菌机还包括塔水冷却模块，塔水冷却模块连接于管式冷却模块和灌装出料模块之间，管式冷却模块用于将物料冷却至第一预设冷却温度，塔水冷却模块用于将物料冷却至第二预设冷却温度，第一预设冷却温度高于第二预设冷却温度。

10、可选地，多功能综合灭菌机还包括第一冰水冷却模块，第一冰水冷却模块连接于管式冷却模块和灌装出料模块之间，管式冷却模块用于将物料冷却至第一预设冷却温度，第一冰水冷却模块用于将物料冷却至第三预设冷却温度，第一预设冷却温度高于第三预设冷却温度。

11、可选地，多功能综合灭菌机还包括第二冰水冷却模块，第二冰水冷却模块连接于板式冷却模块和灌装出料模块之间，板式冷却模块用于将物料冷却至第四预设冷却温度，第二冰水冷却模块用于将物料冷却至第五预设冷却温度，第四预设冷却温度高于第五预设冷却温度。

12、可选地，多功能综合灭菌机还包括预热模块，预热模块连接于送料模块和第一跨接主板之间，预热模块用于将物料加热至预设走料温度。

13、一种多功能综合灭菌机的灭菌方法，应用于上述的多功能综合灭菌机，多功能综合灭菌机的灭菌方法包括：第一灭菌模式：利用送料模块将物料送至第一跨接主板；利用第一跨接主板将物料送至直接灭菌模块，以对物料进行直接加热灭菌；利用第二跨接主板将灭菌完成的物料送至均质模块，以对物料进行均质；利用第二跨接主板将均质完成的物料送至管式冷却模块，以对物料进行管式冷却；第二灭菌模式：利用送料模块将物料送至第一跨接主板；利用第一跨接主板将物料送至直接灭菌模块，以对物料进行直接加热灭菌；利用第二跨接主板将灭菌完成的物料送至均质模块，以对物料进行均质；利用第二跨接主板将均质完成的物料送至板式冷却模块，以对物料进行板式冷却；第三灭菌模式：利用送料模块将物料送至第一跨接主板；利用第一跨接主板将物料送至直接灭菌模块，以对物料进行直接加热灭菌；利用第二跨接主板将灭菌完成的物料送至管式冷却模块，以对物料进行管式冷却；第四灭菌模式：利用送料模块将物料送至第一跨接主板；利用第一跨接主板将物料送至脱气模块，以消除物料中的气泡；利用第二跨接主板将气泡消除完成的物料送至均质模块，以对物料进行均质；利用第二跨接主板将均质完成的物料送至间接灭菌模块，以对物料进行间接加热灭菌；利用第二跨接主板将灭菌完成的物料送至管式冷却模块，以对物料进行管式冷却。

14、本发明提供的多功能综合灭菌机及其灭菌方法具有以下有益效果：

15、本发明提供的多功能综合灭菌机，送料模块与第一跨接主板连接，送料模块用于将物料送至第一跨接主板，第一跨接主板同时与直接灭菌模块和脱气模块连接，第一跨接主板用于选择性地将物料送至直接灭菌模块或者脱气模块，直接灭菌模块和脱气模块均与第二跨接主板连接，直接灭菌模块用于对物料进行直接加热灭菌，并将物料送至第二跨接主板，脱气模块用于消除物料中的气泡，并将物料送至第二跨接主板；第二跨接主板同时与均质模块、间接灭菌模块、管式冷却模块和板式冷却模块连接，第二跨接主板用于选择性地将物料送至均质模块、间接灭菌模块、管式冷却模块或者板式冷却模块，均质模块用于对物料进行均质，间接灭菌模块用于对物料进行间接加热灭菌，管式冷却模块用于对物料进行管式冷却，板式冷却模块用于对物料进行板式冷却，均质模块还用于在对物料进行均质后将物料送回第二跨接主板，以便于后续对物料进行管式冷却、板式冷却或者间接加热灭菌，间接灭菌模块还用于在对物料进行间接加热灭菌后将物料送回第二跨接主板，以便于后续对物料进行管式冷却；间接灭菌模块包括依次连接的加热单元和灭菌单元，加热单元用于对物料进行初步加热，灭菌单元用于将物料加热至第二预设灭菌温度；加热单元包括第一管换元件、第二管换元件、第一膨胀罐和第二循环水泵，第一管换元件、第二管换元件和第一膨胀罐首尾相连，且形成第二循环流路，管式冷却模块连接于第二循环流路上；灭菌单元包括第三管换元件、第四管换元件、第二膨胀罐和第三循环水泵，第三管换元件、第四管换元件和第二膨胀罐首尾相连，且形成第三循环流路；第二循环流路和第三循环流路相互独立，独立的第三循环流路向灭菌单元进行供水。与现有技术相比，本发明提供的多功能综合灭菌机由于采用了同时与直接灭菌模块和脱气模块连接的第一跨接主板以及同时与均质模块、间接灭菌模块、管式冷却模块和板式冷却模块连接的第二跨接主板，所以能够在不同的高温灭菌方式下根据物料的种类自由切换或者通用均质、脱气和冷却等功能，以满足不同种类物料的生产要求，保证灭菌效果，并且无需再单独设置对应的装置，降低设备成本和设备占地面积，提高经济效益；并且其中的间接灭菌模块采用两级热水回路（第二循环流路和第三循环流路相互独立）的方式对物料进行两段加热，通过共用的供水管路配合第二跨接主板快速实现物料的初步加热和降温冷却功能，方便快捷，降低能耗，减少供水管路设置，有利于提高系统稳定性以及提高灭菌温度控制的精准度。

16、本发明提供的多功能综合灭菌机的灭菌方法，应用于多功能综合灭菌机，能够在不同的高温灭菌方式下根据物料的种类自由切换或者通用均质、脱气和冷却等功能，以满足不同种类物料的生产要求，保证灭菌效果，并且无需再单独设置对应的装置，降低设备成本和设备占地面积，提高经济效益。