本发明专利技术提供了一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置和方法，该装置包括化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ、脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ和传送机构，瓶坯通过传送机构依次经过化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ向瓶坯内外表面喷淋低浓度杀菌剂以形成一层杀菌剂薄膜以进行预杀菌；过渡段Ⅱ将瓶坯由化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；在脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，低强度脉冲强光多次闪烁激活附在瓶坯1表面的化学杀菌剂并直接杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物。本发明专利技术能够减少化学杀菌剂的使用，降低所需脉冲强光辐照的强度，具有杀菌效率高、结构简单、不易残留、不易导致瓶坯辐照变性的优点。坯辐照变性的优点。坯辐照变性的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置和方法
[0001]本专利技术属于液体饮料无菌灌装领域，尤其涉及一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置和方法。
技术介绍
[0002]现有液体饮料无菌灌装生产线上，通常需对瓶坯或者瓶子进行灭菌，从而保证产品的安全性。现有的杀菌方式主要有化学杀菌法和物理杀菌法。化学杀菌法通常采用一定浓度的液态杀菌剂(如过氧化氢、过氧乙酸等)浸泡或者采用加热蒸发或热空气负载的杀菌剂喷淋的方式，对包装容器进行杀菌。例如，中国专利CN201410812997.0公开了一种瓶胚杀菌装置，该装置利用一定浓度的H2O2溶液与无菌低压气体混合加热形成蒸汽，通过罩式喷头将高温H2O2蒸汽喷射到瓶坯表面，杀菌罩顶端设计有抽风装置，蒸汽经风机排出；这种杀菌方法通常需要较高浓度的H2O2以确保杀菌的有效性，并且需加热汽化以及蒸汽抽出步骤，所需能耗很大；除此之外，液态H2O2容易沉积到瓶坯底部，不能被完全抽取，造成瓶坯内杀菌剂残留，排放时也难以确保废液完全分解，对环境有潜在的危害。物理杀菌法，例如电子束辐照，近年来也被应用于食品包装的杀菌，但电子束设备的生产和使用成本都很高。例如，中国专利CN201620745351.X公开了一种采用脉冲强光对PET空瓶灭菌的装置，通过脉冲强光的发射和反射系统对通过传送机构传送至灌装区之前的PET空瓶进行消毒灭菌；但由于脉冲强光的穿透性较弱，光照强度随距离增大而下降明显，难以确保瓶子底部的杀菌效果；而若采用高强度的脉冲强光还可能导致包装材料的物理性能(机械性能、颜色等)和化学性质(聚合物交联/降解)发生改变。另外，使用辐照杀菌时，由于瓶坯颈部螺纹的存在会产生遮蔽效应，限制了辐照杀菌的效果。
[0003]综上所述，如何将低浓度的化学杀菌剂和低强度的脉冲强光进行耦合，以实现对瓶坯内外表面高效、彻底的杀菌，同时避免化学杀菌剂残留，克服使用过高强度脉冲强光辐照对瓶坯材料的影响，已经成为亟需解决的问题。
技术实现思路
[0004]为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，包括化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ、脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ以及传送机构，其特征在于，瓶坯1通过所述传送机构的输送依次经过化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，其中，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ向瓶坯1的内外表面喷淋低浓度化学杀菌剂以形成一层杀菌剂薄膜，对瓶坯1上附着的微生物进行预杀菌；所述过渡段Ⅱ用于将瓶坯1由化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；在脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，通过低强度脉冲强光的多次闪烁激活附着在瓶坯1表面的化学杀菌剂并直接杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物。
[0005]优选的，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ包括第一旋转传送盘4、杀菌剂雾化喷淋装置6、雾
化器导杆7、雾化器升降槽8、储液箱9和第一驱动设备10，所述雾化器导杆7与储液箱9的内部相连通，所述杀菌剂雾化喷淋装置6与所述雾化器导杆7的下端相连，所述杀菌剂雾化喷淋装置6包括内喷雾杆19和外喷雾罩20，外喷雾罩20环绕设置在内喷雾杆19的周围，所述内喷雾杆19的外表面和外喷雾罩20的内表面均开设有均匀分布的雾化喷嘴21；第一驱动设备10由支承装置25a固定支承，雾化器升降槽8开设在储液箱9的外表面，所述雾化器导杆7的上端滑动于雾化器升降槽8中并沿着雾化器升降槽8移动，第一驱动设备10驱动轴的转动，带动雾化器升降导杆7和第一旋转传送盘4做同步同轴转动；
[0006]脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ包括第二旋转传送盘12、U型脉冲灯管升降槽13、第二驱动设备14、双环形脉冲灯管15、U型脉冲灯管16和U型脉冲灯管导杆17，U型脉冲灯管16与U型脉冲灯管导杆17的下端相连，第二驱动设备14由支承装置25c固定支承，U型脉冲灯管导杆17的上端滑动于U型脉冲灯管升降槽13中并沿着U型脉冲灯管升降槽13移动，第二驱动设备14驱动轴的转动，带动U型脉冲灯管导杆17和第二旋转传送盘12做同轴同步转动；
[0007]过渡段Ⅱ包括过渡旋转传送盘11和第三驱动设备，第三驱动设备由支承装置25b固定支承，所述第三驱动设备驱动轴的转动，带动过渡旋转传送盘11顺时针或逆时针转动以将瓶坯1送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；
[0008]传送机构包括传送导轨3、进坯理坯机2和出坯机18，所述传送导轨3包括底部传送带和两条侧方固定带，所述传送导轨3用于使瓶坯1在杀菌段保持瓶口垂直朝上的状态传送，所述进坯理坯机2与第一旋转传送盘4相连，所述进坯理坯机2用于使瓶坯1按照均匀的间隔送入化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ；所述出坯机18与第二旋转传送盘12相连，所述出坯机18用于将完成消毒的瓶坯1送入下一处理段。
[0009]优选的，传送导轨3的固定带至少在预杀菌段Ⅰ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ中间部分均开设有通孔，使固定带与瓶坯外表面1b接触面积尽可能小，以实现对瓶坯外表面1b全面地杀菌。
[0010]优选的，过渡旋转传送盘11、第一旋转传送盘4和第二旋转传送盘12的侧面均等间距开设有与瓶坯1外形相配的卡坯槽5。
[0011]优选的，杀菌剂雾化喷淋装置6与第一旋转传送盘4上的卡坯槽5一一对应，且相邻杀菌剂雾化喷淋装置6之间的弧长与第一旋转传送盘4上相邻卡坯槽5之间的弧长相同；雾化器导杆7沿着雾化器升降槽8移动，带动杀菌剂雾化喷淋装置6在水平方向做圆周运动的同时在垂直方向上下运动，雾化器导杆7向下运动带动杀菌剂雾化喷淋装置6下端的内喷雾杆19逐步伸入瓶坯1内部，外喷雾罩20逐渐罩住瓶坯1外部，当雾化器导杆7下降到最低点时，内喷雾杆19靠近瓶坯1的底部，外喷雾罩20罩住至少包含瓶颈螺纹23部分的瓶坯1外表面1b。
[0012]优选的，U型脉冲灯管16与第二旋转传送盘12上的卡坯槽5一一对应，且相邻U型脉冲灯管16之间的弧长与第二旋转传送盘12上相邻卡坯槽5之间的弧长相同；U型脉冲灯管导杆17沿着U型脉冲灯管升降槽13移动，带动U型脉冲灯管16在水平方向做圆周运动的同时在垂直方向上下运动，U型脉冲灯管导杆17向下运动带动U型脉冲灯管16逐步伸入瓶坯1内部。
[0013]优选的，所述双环形脉冲灯管15沿着位于脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ的固定带部分设置，其中，所述固定的双环形脉冲灯管15的上环灯管均靠近瓶坯1外表面的瓶颈螺纹23，所述双环形脉冲灯管15的下环灯管均绕着固定带的通孔设置。
[0014]一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的方法，包括以下步骤：
[0015]瓶坯1经由进坯理坯机2按照一定的间隔被送入第一旋转传送盘4上的卡坯槽5中，在第一驱动设备10的驱动下，第一旋转传送盘4带动瓶坯1移动，位于瓶坯1正上方的雾化器导杆7转动的同时开始逐渐下降，当雾化器导杆7下降到最低点时，储液箱9内杀菌剂经由雾化喷嘴21喷出，在瓶坯1内表面1a以及至少包含瓶颈螺纹23部分的瓶坯1外表面1b形成一层杀菌剂薄膜，随后随着雾化器导杆7的上升，内喷雾杆19和外喷雾罩20逐步整体离开本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，包括化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ、脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ和传送机构，其特征在于，瓶坯(1)通过所述传送机构的输送依次经过化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，其中，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ向瓶坯(1)的内外表面喷淋低浓度化学杀菌剂以形成一层杀菌剂薄膜，对瓶坯(1)上附着的微生物进行预杀菌；所述过渡段Ⅱ用于将瓶坯(1)由化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；在脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，通过低强度脉冲强光的多次闪烁激活附着在瓶坯(1)表面的化学杀菌剂并直接杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物。2.根据权利要求1所述的一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，其特征在于，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ包括第一旋转传送盘(4)、杀菌剂雾化喷淋装置(6)、雾化器导杆(7)、雾化器升降槽(8)、储液箱(9)和第一驱动设备(10)，所述雾化器导杆(7)与储液箱(9)的内部相连通，所述杀菌剂雾化喷淋装置(6)与所述雾化器导杆(7)的下端相连，所述杀菌剂雾化喷淋装置(6)包括内喷雾杆(19)和外喷雾罩(20)，外喷雾罩(20)环绕设置在内喷雾杆(19)的周围，所述内喷雾杆(19)的外表面和外喷雾罩(20)的内表面均开设有均匀分布的雾化喷嘴(21)；第一驱动设备(10)由支承装置25a固定支承，雾化器升降槽(8)开设在储液箱(9)的外表面，所述雾化器导杆(7)的上端滑动于雾化器升降槽(8)中并沿着雾化器升降槽(8)移动，第一驱动设备(10)驱动轴的转动，带动雾化器升降导杆(7)和第一旋转传送盘(4)做同步同轴转动；脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ包括第二旋转传送盘(12)、U型脉冲灯管升降槽(13)、第二驱动设备(14)、双环形脉冲灯管(15)、U型脉冲灯管(16)和U型脉冲灯管导杆(17)，U型脉冲灯管(16)与U型脉冲灯管导杆(17)的下端相连，第二驱动设备(14)由支承装置25c固定支承，U型脉冲灯管导杆(17)的上端滑动于U型脉冲灯管升降槽(13)中并沿着U型脉冲灯管升降槽(13)移动，第二驱动设备(14)驱动轴的转动，带动U型脉冲灯管导杆(17)和第二旋转传送盘(12)做同轴同步转动；过渡段Ⅱ包括过渡旋转传送盘(11)和第三驱动设备，第三驱动设备由支承装置25b固定支承，所述第三驱动设备驱动轴的转动，带动过渡旋转传送盘(11)顺时针或逆时针转动以将瓶坯(1)送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；传送机构包括传送导轨(3)、进坯理坯机(2)和出坯机(18)，所述传送导轨(3)包括底部传送带和两条侧方固定带，所述传送导轨(3)用于使瓶坯(1)在杀菌段保持瓶口垂直朝上的状态传送，所述进坯理坯机(2)与第一旋转传送盘(4)相连，所述进坯理坯机(2)用于使瓶坯(1)按照均匀的间隔送入化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ；所述出坯机(18)与第二旋转传送盘(12)相连，所述出坯机(18)用于将完成消毒的瓶坯(1)送入下一处理段。3.根据权利要求2所述的一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，其特征在于，过渡旋转传送盘(11)、第一旋转传送盘(4)和第二旋转传送盘(12)的侧面均等间距开设有与瓶坯(1)外形相配的卡坯槽(5)；传送导轨(3)的固定带至少在预杀菌段Ⅰ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ中间部分均开设有通孔，使固定带与瓶坯外表面1b接触面积足够小，以实现对瓶坯外表面1b全面地杀菌。4.根据权利要求3所述的一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，其特征在于，杀菌剂雾化喷淋装置(6)与第一旋转传送盘(4)上的卡坯槽(5)一一对应，且相邻杀菌剂雾化喷淋装置(6)之间的弧长与第一旋转传送盘(4)上相邻卡坯槽(5)之间的弧长相
同；雾化器导杆(7)沿着雾化器升降槽(8)移动，带动...
【专利技术属性】
技术研发人员：高彦祥，王媛，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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