一种无过热水罐的连续灭菌方法技术

本发明专利技术涉及生物发酵及设备灭菌技术领域，具体公开了一种无过热水罐的连续灭菌方法。通过循环泵控制连消系统内部的水形成循环，利用稳压泵控制循环泵的入口处的压力恒定，且大于水消温度下水的饱和蒸气压，可以保证水消过程压力稳定，避免循环泵产生汽蚀，还可以保证水消过程达到水消温度，以保证灭菌效果。循环过程中，由加热器将水加热至水消温度进行水消。该方法取消了过热水罐及其附属的仪器、仪表，节约了投资成本，减少过热水泄漏造成的安全风险。此外循环过程中，因加热的水量减少，同时也节省了部分高温蒸汽，实现节能、节水。节水。节水。

【技术实现步骤摘要】
一种无过热水罐的连续灭菌方法


[0001]本专利技术属于生物发酵及设备灭菌
，具体涉及一种无过热水罐的连续灭菌方法。

技术介绍

[0002]在生物发酵行业，越来越多的企业选择使用连续灭菌(连消)方式对培养基(物料)进行灭菌，对培养基和连消系统进行灭菌是发酵过程中非常关键的步骤，如果对培养基和连消系统灭菌不彻底，将会在发酵过程中造成培养基染菌，从而影响发酵产品的质量，给企业造成严重的经济损失。
[0003]目前，连消系统有两种自身设备灭菌的工艺，一种为汽消工艺(蒸汽灭菌)，一种为水消工艺(过热水灭菌)。过热水是指水达沸点(100℃)却没有沸腾的水，可采用加压方式实现。水消工艺均采用过热水罐的方式来提高系统压力，利用过热水进行灭菌，但是此工艺中过热水罐为压力容器，设备制造要求高，且为保证过热水罐本体的安全，需要在过热水罐上安装检测温度、压力、液位的仪表及相应的控制阀门，导致造价高。另外，对连消系统自身完成灭菌后，对培养基进行灭菌时，阀门切换瞬间，进料管道中的压力会产生较大波动，此时，出现过热水汽化，导致过热水以饱和蒸汽的形式进入泵内，造成泵的汽蚀，使泵损坏，甚至造成人员伤害。而且，在水消工艺中需要将过热水罐中的水全部加热，热量消耗大。
[0004]针对现有的连消工艺中存在的上述问题，急需一种不采用过热水罐且可以保证连消系统压力恒定的连续灭菌方法。

技术实现思路

[0005]针对现有连消工艺存在的上述问题，本专利技术提供一种无过热水罐的连续灭菌方法。通过循环泵控制连消系统内部的水形成循环，利用稳压泵控制循环泵的入口处的压力恒定，且大于水消温度下水的饱和蒸气压，可以保证水消过程压力稳定，避免循环泵产生汽蚀。循环过程中，由加热器将水加热至水消温度进行水消。该方法取消了过热水罐及其附属的仪器、仪表，节约了投资成本，减少过热水泄漏造成的安全风险。此外循环过程中，因加热的水量减少，同时也节省了部分高温蒸汽，实现节能、节水。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0007]一种无过热水罐的连续灭菌方法，包括以下步骤：
[0008]充水步骤：将清水罐中的水输送至连消系统，最后回流至清水罐内，形成一个闭路循环，所述连消系统包括通过管道依次连接的预热换热器的冷侧通道、加热器、维持器和预热换热器的热侧通道，待水充满所述连消系统后，关闭所述预热换热器的热侧通道与所述清水罐之间的阀门；
[0009]水消循环步骤：开启水消循环阀，通过循环泵控制所述连消系统内部的水形成循环，利用稳压泵控制所述循环泵的入口处的压力恒定，且大于水消温度下水的饱和蒸气压，所述水消温度为121℃～140℃，循环过程中，由所述加热器将水加热至所述水消温度对所
述连消系统灭菌；
[0010]培养基灭菌步骤：将培养基输送至所述连消系统内加热灭菌，然后将已灭菌培养基输送至灭菌的发酵罐中；
[0011]水顶料步骤：利用所述清水罐中的水，将所述连消系统以及管道中的培养基顶出至所述灭菌的发酵罐中，同时此步骤也是所述灭菌的发酵罐定容过程。
[0012]温度与水的饱和蒸气压、表压关系表
[0013][0014][0015]与现有技术相比较，本专利技术连续灭菌方法至少具有以下有益效果：
[0016]本专利技术提供的连续灭菌方法，水消循环步骤中，通过循环泵控制连消系统内部的水形成循环，利用稳压泵控制循环泵的入口处的压力恒定且大于水消温度下水的饱和蒸气压，保证了水消过程压力稳定，避免循环泵产生汽蚀。该方法取消了过热水罐及其附属的仪器、仪表，节约了投资成本，减少过热水泄漏造成的安全风险。此外，水消循环过程中，因加热的水量减少，同时也节省了部分高温蒸汽，实现节能、节水，将给企业带来良好的经济效益。
[0017]在其中一个实施例中，水消循环步骤中，水通过所述预热换热器的热侧通道出口后，通过第一管道输送至第二管道，重新进入所述连消系统形成水循环回路。第二管道为所述连消系统中管道的一部分，第一管道、第二管道、连消系统的主要部件(预热换热器、加热器和维持器)以及部件之间的连接管道共同构成水循环回路，并且，循环泵置于水循环回路中，控制水循环回路中的过热水进行循环灭菌，此处提到的过热水是指达到水消温度依然保持液体状态的水。在该循环过程中，取消了过热水罐，只需加热水循环回路中的水，加热的水量大大减少，减少了热量消耗，同时也节省了部分高温蒸汽，节约热能。
[0018]在其中一个实施例中，水消循环步骤中，开启所述水消循环阀后，在所述循环泵的作用下，将水输送至所述预热换热器的冷侧通道进行预热，然后将预热后的水输送至所述加热器中加热至所述水消温度，并通过所述维持器进入所述预热换热器的热侧通道与所述预热换热器的冷侧通道中的水进行换热，换热完成的水通过所述第一管道进入所述第一管道和所述第二管道的连接处，然后输送至所述第二管道进行循环，直至整个所述水循环回路中水温全部达到所述水消温度，继续水消循环5min～30min。
[0019]在其中一个实施例中，水消循环步骤中，通过所述稳压泵将所述清水罐的水动态补入所述水循环回路。
[0020]在该连续灭菌工艺中，设有多处排水管道，在设备停产时间较长时，需要通过排水
管道将设备内的水排空。水消过程中，在对管道灭菌时，为达到好的灭菌效果，需要多次启闭排水管道上的阀门以确保过热水充满管道，期间会有部分水排出管道，水循环回路中的压力会有波动，需要利用所述稳压泵将所述清水罐的水动态补入所述水循环回路中，保证压力恒定，避免水循环回路中过热水汽化，对循环泵造成汽蚀。
[0021]在其中一个实施例中，所述稳压泵为变频泵，通过频率变化控制所述循环泵的入口处的压力恒定；所述稳压泵还可以为工频泵，所述工频泵输出的压力大于水消温度下水的饱和蒸气压。
[0022]传统的连续灭菌工艺，在连消系统自身灭菌时，通常采用过热水罐这一压力容器来进行水消灭菌。本申请实施例中取消过热水罐，采用稳压泵来提升水循环回路的压力，一方面由于取消了过热水罐及其附属的仪器、仪表，节约了投资成本，减少过热水泄漏造成的安全风险；另一方面，对连消系统自身完成灭菌后，对培养基进行灭菌时，阀门切换瞬间，进料管道中的压力会产生较大波动，出现过热水汽化，导致过热水以饱和蒸汽的形式进入泵内，造成泵的汽蚀，使泵损坏，甚至造成人员伤害的问题。本申请实施例中的稳压泵可以为变频泵，该变频泵和循环泵入口处的压力表连锁，通过频率变化控制循环泵入口处的压力恒定，保证循环泵入口处的压力大于水消温度下水的饱和蒸气压；稳压泵还可以为工频泵，稳压泵与循环泵入口处的压力表之间设有流量调节阀，该流量调节阀和循环泵入口处的压力表连锁，通过调节该流量调节阀的开度，使循环泵入口处的压力大于水消温度下水的饱和蒸气压。这样一来，既保证了连续灭菌工艺在进行水消作业时压力稳定，又可以避免循环泵产生汽蚀，造成设备故障。
[0023]在其中一个实施例中，所述循环泵的数量至少为1个，采用多个所述循环泵时，多个所述循环泵之间串联使用。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无过热水罐的连续灭菌方法，其特征在于：包括以下步骤：充水步骤：将清水罐中的水输送至连消系统，最后回流至清水罐内，形成一个闭路循环，所述连消系统包括通过管道依次连接的预热换热器的冷侧通道、加热器、维持器和预热换热器的热侧通道，待水充满所述连消系统后，关闭所述预热换热器的热侧通道与所述清水罐之间的阀门；水消循环步骤：开启水消循环阀，通过循环泵控制所述连消系统内部的水形成循环，利用稳压泵控制所述循环泵的入口处的压力恒定，且大于水消温度下水的饱和蒸气压，所述水消温度为121℃～140℃，循环过程中，由所述加热器将水加热至所述水消温度对所述连消系统灭菌；培养基灭菌步骤：将培养基输送至所述连消系统内加热灭菌，然后将已灭菌培养基输送至灭菌的发酵罐中；水顶料步骤：利用所述清水罐中的水，将所述连消系统以及管道中的培养基顶出至所述灭菌的发酵罐中，同时此步骤也是所述灭菌的发酵罐定容过程。2.根据权利要求1所述的无过热水罐的连续灭菌方法，其特征在于：水消循环步骤中，水通过所述预热换热器的热侧通道出口后，通过第一管道输送至第二管道，重新进入所述连消系统形成水循环回路。3.根据权利要求2所述的无过热水罐的连续灭菌方法，其特征在于：水消循环步骤中，开启所述水消循环阀后，在所述循环泵的作用下，将水输送至所述预热换热器的冷侧通道进行预热，然后将预热后的水输送至所述加热器中加热至所述水消温度，并通过所述维持器进入所述预热换热器的热侧通道与所述预热换热器的冷侧通道中的水进行换热，换热完成的水通过所述第一管道进入所述第一管道和所述第二管道的连接处，然后输送至所述第二管道进行循环，直至整个所述水循环回路中水温全部达到所述水消温度，继续水消循环5min～30min。4.根据权利要求2所述的无过热水罐的连续灭菌方法，其特征在于：水消循环步骤中，通过所述稳压泵将所述清水罐的水动态补入所述水循...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛小威，高志强，田林升，郭志强，王晓达，顾山，王艳栋，李宗汉，袁帅，李天书，
申请(专利权)人：天俱时工程科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：