一种低温灭菌设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种低温灭菌设备及方法，所述设备包括微波器，所述微波器设有产生灭菌微波辐射源的微波腔，所述灭菌设备还包括一设于微波腔内的容器，所述容器设有进料口、出料口。所述容器外侧设有夹层，所述夹层设有流体进口、流体出口，所述夹层内设有流体，所述流体为含有微波吸波材料的混合液体。所述方法为：物料由进料口进入设于微波腔内的所述容器；将含有微波吸波材料的混合溶液由流体进口导入夹层，形成灭菌物料的外设吸波层，并可通过流体实施温度控制。微波辐射作用于吸波层、物料层；吸波层混合液体也吸收灭菌物料部分热能，从而起到调节物料层厚及物料温度的作用；灭菌结束后物料由容器出料口排出。

【技术实现步骤摘要】
—种低温灭菌设备及方法
本专利属于灭菌领域，具体涉及一种微波低温灭菌设备及方法。
技术介绍
微波灭菌是一种非热应与热效应综合的灭菌方式，属于低温灭菌范畴，主要应用于生物、医药、化工、食品等领域。由于微波辐射穿透力强，因此，其应用极其广泛。现有技术中，微波对物料的灭菌一般采用的形式如下:其一，设置的灭菌辐射源直接对不定型堆积物料照射灭菌。因为微波灭菌效果与物料堆积厚度有关，所以，采用该类方法灭菌，灭菌不均匀，灭菌效果不可靠。只适合于灭菌要求不高的固体颗粒物料灭菌。其二，将待灭菌物料分装，物料被微波照射灭菌。该法避免了以上不定型物料堆积而导致的灭菌不均匀、效果不可靠等问题。但难以控制物料合适的灭菌厚度。其三，待灭菌物料以传送带方式送料，物料通过传送带在微波灭菌室以连续的方式进料与出料，其工业化作业程度高，产量大。但是，采用该方法，给料无法精准，灭菌可控性、重复性很难达到。同时，液体物料无法传送，灭菌部件清洗不易。因此，对于要求高的灭菌过程也需要改进，该方式大多适合固体物料。其四，用于微波灭菌的辐射照射设备对于粘性料的送料、下料、物料处理困难。由此，微波灭菌存在的问题归结如下:其一，待灭菌物料的厚度无法有效控制微波灭菌与灭菌时间、功率、料层厚度有关，一般而言，料层厚度太大，内部物料热传递不好，热效应会增加，灭菌效果也不佳，料层厚度太小，由于物料的灭菌需要一定的微波辐射时间，在一定的微波辐射作用时间后，太薄的物料极易焦化，物料尽管完成了灭菌，但是，物料的生物活性成分损失太大，因此，微波灭菌需要调整合适的物料厚度，不同性质的物料，其合适的物料厚度不同。现有技术的微波灭菌技术手段无法有效改变灭菌物料的合适厚度。实际上，有效控制待灭菌物料厚度，可以使得微波灭菌过程重复性好、过程可控、设备普适性强。其二，微波灭菌过程中物料温升过高微波灭菌属于非热效应与热效应的综合灭菌方式。其中的热效应既可以灭菌，同时也会导致物料的温度上升，当温度上升过高时，对大多物料而言，尤其是热敏、生物材料，温度太高，会导致物料灭菌后物料焦化、生物活性成分损失太多，从而使得微波灭菌的效价低。其三，微波非热灭菌效果需要增加 如上段所述，微波灭菌属于非热效应与热效应的综合灭菌方式。其中的热效应既可以灭菌，同时也会导致物料的温度上升，这样，对于具有非热需求的物料灭菌过程，如果仍然采用微波作为灭菌手段，那么，就需要减少微波灭菌过程中的热效应，从而保证非热效应对于物料的作用，这种过程，需要采用特别的技术手段，因为一般物料都具有一定层厚，而微波对物料的作用是从内部到外部同时作用，亦即在微波作用下，物料的内部、外部会同时受热升温，因此，在微波灭菌过程中，需要保证待灭菌物料内部、外部的热能及时被传递。其四，微波灭菌的上料、下料改进微波灭菌中，一些特别的物料如粘性物料等，如果要保持对这类物料灭菌过程的重复性好、过程可控，采用一般的管式、传送带方式会造成上料、卸料困难，因此，需要寻找合适的技术手段。基于以上分析，本专利技术公开了一种灭菌设备及灭菌方法，本专利技术适合于各种性质物料灭菌，尤其适合颗粒料、粘性料、液体料的低温灭菌处理。本专利技术可以有效地避免上述方法所存在的问题:本专利技术首先采用在灭菌物料外设一吸波层，这样，相当于增加了物料的厚度，改变吸波层，就可以等效地改变物料厚度。而采用对吸波层的材料组分进行改变的手段，就可以等效可变地调整物料的厚度，以适应不同性质物料对料层厚度设置要求。第二，通过在容器外设一夹层，在夹层设置流体，所设流体的流动可以带走容器内物料的部分热量，从而可以对灭菌物料降温。而要实现灭菌物料内部的热量向外传递，除了外设所述夹层，还需要将物料不断翻动，以将物料内部热量通过流动的流体带走，本专利技术的螺旋构件技术手段可以使得内外物料不断翻转，并将热量传递给夹层中的流体，从而实现均匀的热传递，避免物料内部温度高。该方式，也同时可以减少微波灭菌的热效应，增加微波灭菌的非热效应。第三，采用螺旋构件的技术手段可以使得微波灭菌的上料、下料异常简单、可行。综上所述，本专利技术设备的优点为:I)该装置及方法通过设置于夹层的流体及螺旋构件技术手段，从而使得物料在微波灭菌环境中温度可控，微波灭菌的热作用减少，增加了该设备对物料实施灭菌的非热作用，并且可以实施对物料内、外的翻动作用，实现物料内部热量的及时传递，避免物料内部温度过高，从而达到温度控制的均匀性。2)采用该装置及方法，可以形成螺旋构件与容器壁间组成的空间，亦即物料的螺旋通道，该空间为本设备的灭菌空间，该空间的大小决定了物料的固定物理厚度，当该空间较小或者较窄时，由于螺旋构件的螺旋作用，采用该设备对各种性质物料(尤其是夹层间隔空间较小)的上料、下料异常简便、可控，对上下料难以处理的物料如粘性物料、粘性液体等，该装置尤其合适；3)该装置及方法通过将物料颗粒置于螺旋构件与容器壁间组成的空间，从而可以形成固定的待灭菌物料的厚度，一方面，通过外设吸波层，并采用对吸波层的材料组分进行动态改变的手段，就可以等效地可变调整物料的厚度，以适应不同性质的物料的灭菌；另一方面，作为流体形态的吸波层在吸收部分热能后，会将该部分热能通过流体带走，换言之，外设流体吸波层代替部分物料层，尽管在效果上是使得料层变厚，与增加同等物料层一样，但是，流体吸波层微波辐射后的热效应却会随流体迅速带走。4)该装置及方法易于实施对物料灭菌的重复性、可控性、可靠性；5)该装置及方法易于实现工业化控制，适合工业化连续作业，可减少许多工序过程; 6)该装置结构简单，工业制造成本低；7)该装置及方法适合在线CIP清洗，设备工作面简单。
技术实现思路
本专利技术的目的在于采用该装置及方法可实现对物料的微波低温灭菌处理，同时，加大微波灭菌的非热作用效果；该设备具有灭菌效果好、重复性好、灭菌效果可靠、物料的灭菌均匀、物料上料、下料简便易行等优点，并且该灭菌设备易于工业控制，适合工业化连续作业，且制造成本低。为了实现以上所述的专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为:一种低温灭菌设备，包括微波器，所述微波器设有产生灭菌微波辐射源的微波腔，所述灭菌设备还包括一设于微波腔内的容器，所述容器设有进料口、出料口。所述容器外侧设有夹层，所述夹层设有流体进口、流体出口，所述夹层内设有流体，所述流体为含有微波吸波材料的混合液体。工作时，物料由进料口进入，流体由流体进口、夹层、流体出口流过，开启微波灭菌器，微波辐射穿过夹层、容器壁作用于物料层，并对物料实施灭菌处理，同时，夹层流体吸波材料吸收部分微波能，通过 热传递带走部分物料热能，使得物料温度降低。待灭菌结束后，物料通过出料口排出。本专利技术进一步的改进在于所述的置于微波腔的容器夹层的流体进口一侧设有一混合容器，所述的混合容器设有出口及至少两个进口，所述混合容器一侧还设有至少两个液源，所述的混合容器出口通过管道与置于微波腔内的的容器的夹层流体进口相连，所述混合容器的每个进口分别通过管道与上游对应的液源相连。所述的上游液源中其中一液源设有含微波吸波材料混合液体。本专利技术进一步的改进在于所述上游液源与所述混合容器每个进口间分别设有流量可控的阀门。本专利技术进一步的改进在于所述的置于微波腔内的容器为一截面为圆的圆筒容器。本专利技术进一步的改进在于所述圆筒容器内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温灭菌设备，包括微波器，所述微波器设有微波腔，其特征在于，所述的一种低温灭菌设备设有一容器，所述容器设于所述微波腔，所述容器设有进料口、出料口，所述容器外侧设有夹层，所述夹层设有流体进口、流体出口，所述夹层内设有流体，所述流体为含有微波吸波材料的混合液体。

【技术特征摘要】
2014.03.15 CN 201410104309.51.一种低温灭菌设备,包括微波器，所述微波器设有微波腔，其特征在于，所述的一种低温灭菌设备设有一容器，所述容器设于所述微波腔，所述容器设有进料口、出料口，所述容器外侧设有夹层，所述夹层设有流体进口、流体出口，所述夹层内设有流体，所述流体为含有微波吸波材料的混合液体。2.根据权力要求I所述的一种低温灭菌设备，其特征在于，所述的置于微波腔的容器夹层的流体进口一侧设有一混合容器，所述的混合容器设有出口及至少两个进口，所述的混合容器出口通过管道与置于微波腔内的的容器的夹层流体进口相连，所述混合容器一侧设有至少两个液源，所述混合容器的每个进口分别通过管道与上游对应的液源相连，所述的上游液源中其中一液源设有含微波吸波材料的混合液体。3.根据权力要求2所述的一种低温灭菌设备，其特征在于，在所述混合容器与上游液源连接的管路设有流量可控的阀门。4.根据权力要求I或2所述的一种低温灭菌设备，其特征在于，所述的置于微波腔内的容器为一截面为圆的圆筒容器。5.根据权力要求4所述的一种低温灭菌设备，其特征在于，所述圆筒容器内设有螺旋构件。6.根据权力要求5所述的一种低温灭菌设备，其特征在于，所述螺旋构件设有一中心轴，所述螺旋构件通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东升，
申请(专利权)人：刘东升，
类型：发明
国别省市：上海;31