一种真空循环臭氧的高效灭菌系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种真空循环臭氧的高效灭菌系统，包括依次连接的氧气桶、臭氧制造机、加湿器、加压泵、控温缓冲桶、灭菌滚桶、抽气泵以及除湿干燥器，所述除湿干燥器还与臭氧制造机相连；所述加湿器和所述加压泵之间的管路上设置有湿度监控装置，所述控温缓冲桶与所述灭菌滚桶连接的管路上设置有第一压力调节阀，所述灭菌滚桶与抽气泵连接的管路上设置有第二压力调节阀；所述灭菌滚桶转动设置，所述灭菌滚桶的外壁设置有加热器。本实用新型专利技术可排出检品表面微小孔隙内的空气或杂气，使得臭氧可进入检品的微小孔隙内进行灭菌；另外，臭氧在系统中循环，重复制造超高浓度的臭氧，灭菌效率高效，效果好，适用于片状、颗粒、粉末等多层堆积的检品。

【技术实现步骤摘要】
一种真空循环臭氧的高效灭菌系统
本技术涉及灭菌系统，具体涉及一种真空循环臭氧的高效灭菌系统。
技术介绍
很多物质不一定适用高温灭菌或辐射照射灭菌，往往只能用常温灭菌。其中气体灭菌法，如臭氧或环氧乙烷灭菌法是选择项目之一。但一般气体灭菌，环氧乙烷有毒性，已知为人类致癌物，易造成中枢神经毒性及生殖伤害，往往不适用于食品灭菌，此时臭氧是优良选择。但是臭氧通常仅适用于液体中的灭菌，例如浸泡在水中的水果杀菌。对于无法泡在水中的固体或是怕水的粉末状物质，例如大蒜片或大蒜粉，即使在一般条件下对检品吹臭氧，也只能做表面灭菌，对于有微小孔隙或堆积的粉末或堆积的固形物，普通的臭氧吹气灭菌，往往局限于表浅灭菌，效果很差或无效。尤其是一般导入灭菌的臭氧气体平均臭氧浓偏低，仅有约0.2～5.0ppm其灭菌效率一般是98％左右，灭菌效率的对数下降值(LogReductionValue)仅有2左右，这种灭菌效率尚无法满足一般食品的微生物洁净标准(低于100cfu/g)(参考文献：郭奕，李春娥，李光达.中药原生药粉的灭菌方法及其设备选型.装备应用与研究.2016，29(491)：9-16)。目前有改良的真空灭菌法，将产品放在真空箱的架子上，抽真空之后再导入臭氧，可以大大的降低产品生菌数(参考文献：郭奕，李春娥，李光达.中药原生药粉的灭菌方法及其设备选型.装备应用与研究.2016，29(491)：9-16、中国专利：一种臭氧杀菌干燥机；CN109505106A、中国专利：三氧低温灭菌器的多级抽真空装置及方法；CN103520748A)。可惜这个方法对于片状、颗粒、粉末等多层堆积的产品，例如大蒜粉(约0.5mm粒径)或大蒜片(约L×W×D＝15×10×1mm)成堆的物品，往往因为颗粒之间的堆积障蔽，或微小到微毫米的小的孔隙，臭氧很难到达内层或深入孔隙，以至于无法达到有效的干燥灭菌。例如郭奕(参考文献：郭奕，李春娥，李光达.中药原生药粉的灭菌方法及其设备选型.装备应用与研究.2016，29(491)：9-16)的研究，将中药粉末悬浮于臭氧中灭菌，其灭菌效率最高仅有98％，其灭菌对数下降率还不到2。韩国专利(KR101408268B1)有用滚筒状的螺杆装置用于臭氧灭菌谷类，可以改善颗粒之间的堆积障蔽，但没说灭菌效果如何。在现实上，似乎尚未有人将真空臭氧灭菌和滚动搅拌装置并用，以解决检品堆积造成的灭菌障壁。有关细菌对于臭氧灭菌的感受性，根据Dufresne(参考文献：S.Dufresne,AHewitt,SRobitaille.OzoneSterilization:AnotherOptionforHealthcareinthe21stCentury.AmJInfectControl.2004，32(3)：E26-E27)的研究可知，一般营养体细菌>真菌>杆菌>细菌孢子.其中以细菌孢子的臭氧感受性最差，最难被臭氧灭菌，目前缺乏这一方面的臭氧灭菌探讨。且由Setlow(参考文献：PSetlow.GerminationofSporesofBacillusSpecies:WhatWeKnowandDoNotKnow.JBacteriol.2014，196(7)：1297–1305.)对内孢子发芽的研究，似乎显示臭氧灭菌效率和菌体的含水率有关。另一方面Sharma(参考文献：ManjuSharma，JamesB.Hudson.Ozonegasisaneffectiveandpraticalantibacterialagent.AmJInfectControl.2008，36：559-563)的研究显示臭氧灭菌时若能喷水雾使其湿度达到90％或99％以上，使用25ppm的臭氧，则灭菌效果更加可以减少3logcfu以上的细菌。Shapiro(美国专利：Sterilizingandpackagingdevice；US3719017)和karlson(美国专利：Ozonesterilizer；US5069880)的报告，都可见臭氧和水雾混合的灭菌法，Bedard(美国专利：Ozonesterilizationmethod；US7582257B2)更加上了多次臭氧灭菌的步骤，而且述明臭氧灭菌的灭菌温度约在20～25℃相对湿度要在90～95％最好，并将灭菌桶真空低压抽气(0.5mmHg)以降低水的沸点使臭氧灭菌桶的水蒸气湿度达到90～100％。Benard也使用纯氧做为臭氧产生器的臭氧源可以将臭氧浓度提高到85ppm，将物品放在容器中(packingcontainer)或是袋子(pounch)进行臭氧灭菌。但是上述的臭氧灭菌法虽然有专利，但并未标述其灭菌数值，其真实灭菌效果如何，并不清楚？有关灭菌检体的堆积造成臭氧无法深入检体核心进行深层灭菌问题，王茂林(中国专利：一种臭氧杀菌干燥机；CN109505106A)，高光勇(中国专利：三氧低温灭菌器的多级抽真空装置及方法；CN103520748A)和苏海伟(中国专利：真空臭氧灭菌柜；CN202740445U)有提到用真空抽气在导入臭氧的解决方案，但对于大量颗粒或片状堆积等物品，甚至阻碍臭氧流通和阻碍臭氧进入检品重迭面的问题，尚无答案。为了解决检品堆积问题，上文的韩国专利利用镙杆搅拌被灭菌谷物以解决检品堆栈的问题，但是并未将被灭菌物先抽真空在导入臭氧，以至于该方法仍不适用于多孔隙物品的灭菌，例如大蒜粉或大蒜片。伍振峰(中国专利：一种多功能倒锥形灭菌装备及灭菌工艺；CN104906607B)有并用真空桶和搅拌但却是用115℃蒸气灭菌，往往不适用于怕水或干粉物质灭菌，伍振峰的设备在常温臭氧灭菌时，无述明真空抽气步骤，其抽真空的效益是干燥检品，并非是消除检品孔隙的臭氧灭菌障壁，童天发(中国专利：一种中药饮片及颗粒电解臭氧灭菌机；CN106552274A)的灭菌机都有着类似问题。由以上专利和文献回顾，我们可以发现几个现象，首先，被灭菌检体尚有很多未活化的孢子或菌体，不易用臭氧灭菌。其次，即使纯氧制造的高臭氧浓度灭效率增高但仍不足以减低logcfu至食品级理想状况。再次，堆积的小颗粒或片状物质，会阻碍臭氧跑到堆积物的深层核心去灭菌。并且，臭氧无法转弯进入小孔隙灭菌。在微观的小孔隙世界由于有很多凡德瓦力(vanderforce)吸附的表面空气或杂质，往往会阻碍臭氧的灭菌成效。一般臭氧灭菌方法，目前尚无报告探讨将样品的显微隙缝问题列入灭菌研发范围。如何解决臭氧灭菌法的上述诸多问题，变成一个很重要的课题。我们发现，造成臭氧灭菌效率低下，除了臭氧无法深入缝隙灭菌，尚有其他原因。因为最终灭菌一般医药的无菌保证为0.999999，(logPNs)非无菌概率＝1－0.999999＝10-6，一般食品的微生物洁净标准是100cfu/g，则一般食品的灭菌的对数值下降值约需要到4～5左右，才能达到食品的洁净度要求，这些要求似乎都是过往研究或报告所不能达到的，例如郭奕和Bedard的研究。另外，臭氧灭菌如何解决内孢子的灭菌问题，一直未被研究。并且，现有技术导入臭氧的最高浓度约是85ppm，这个浓度的臭氧灭菌效率通常低于4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空循环臭氧的高效灭菌系统，其特征在于：所述高效灭菌系统包括依次连接的氧气桶、臭氧制造机、加湿器、加压泵、控温缓冲桶、灭菌滚桶、抽气泵以及除湿干燥器，所述除湿干燥器再与臭氧制造机相连，形成循环臭氧灭菌环路；/n所述加湿器和所述加压泵之间的管路上设置有湿度监控装置，所述控温缓冲桶与所述灭菌滚桶连接的管路上设置有第一压力调节阀，所述灭菌滚桶与抽气泵连接的管路上设置有第二压力调节阀；/n所述灭菌滚桶转动设置，所述灭菌滚桶的外壁设置有加热器，所述灭菌滚桶内设置有测温元件，且所述灭菌滚桶的出口处设置有第一压力监控装置；/n需灭菌检品放置于所述灭菌滚桶内，所述灭菌滚桶能通过所述抽气泵抽除灭菌检品与灭菌滚桶内的气体；纯氧气能依次通过所述臭氧制造机、所述加湿器、所述加压泵、所述控温缓冲桶后变为加湿臭氧并导入所述灭菌滚桶；灭菌滚桶能旋转搅拌并翻转检品，其一侧导入臭氧，一侧排出臭氧，并通过所述测温元件和所述第一压力监控装置检测温度和压力，控制灭菌滚桶内的臭氧环境。/n

【技术特征摘要】
1.一种真空循环臭氧的高效灭菌系统，其特征在于：所述高效灭菌系统包括依次连接的氧气桶、臭氧制造机、加湿器、加压泵、控温缓冲桶、灭菌滚桶、抽气泵以及除湿干燥器，所述除湿干燥器再与臭氧制造机相连，形成循环臭氧灭菌环路；
所述加湿器和所述加压泵之间的管路上设置有湿度监控装置，所述控温缓冲桶与所述灭菌滚桶连接的管路上设置有第一压力调节阀，所述灭菌滚桶与抽气泵连接的管路上设置有第二压力调节阀；
所述灭菌滚桶转动设置，所述灭菌滚桶的外壁设置有加热器，所述灭菌滚桶内设置有测温元件，且所述灭菌滚桶的出口处设置有第一压力监控装置；
需灭菌检品放置于所述灭菌滚桶内，所述灭菌滚桶能通过所述抽气泵抽除灭菌检品与灭菌滚桶内的气体；纯氧气能依次通过所述臭氧制造机、所述加湿器、所述加压泵、所述控温缓冲桶后变为加湿臭氧并导入所述灭菌滚桶；灭菌滚桶能旋转搅拌并翻转检品，其一侧导入臭氧，一侧排出臭氧，并通过所述测温元件和所述第一压力监控装置检测温度和压力，控制灭菌滚桶内的臭氧环境。

【专利技术属性】
技术研发人员：黄楷能，宣犁，
申请(专利权)人：厦门中纺大化纤材料有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35