一种节能型连续灭菌系统的制作方法
一种节能型连续灭菌系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种消毒杀菌装置，具体地说是一种节能型连续灭菌系统。
【背景技术】
[0002]在生物制药、食品工程、生物化工等行业常常需要对液态原料或制成品进行加热灭菌，以避免微生物的污染。现有技术中，灭菌的方法有很多种，常用的有发酵罐原位实罐灭菌与罐外连续流动灭菌两种方法。前者是在发酵罐内对物料进行灭菌，因此不需要专一的灭菌设备，操作简单。但是却存在如下缺点:加热和冷却耗时长，物料营养成分损失较大；发酵罐周转率低，降低作业产率；难以实现自动化，造成灭菌质量波动；引起蒸汽压力的较大波动，影响其他工序使用蒸汽的作业；加热蒸汽和冷却用水的消耗量大，热能难以回收利用。后者是采用专一的灭菌设备，一般使用管道或板式换热器在发酵罐外进行加热、保温维持与冷却，以及使用调节阀来控制灭菌温度。与前者相比，后者具有物料受热时间短，营养损失少，发酵罐利用率高，便于实现自动控制等优点，但是其同样存在热能消耗大、余热难以回收、灭菌成本高等问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的就是提供一种节能型连续灭菌系统，以解决现有的罐外连续流动灭菌设备存在热能消耗大、余热难以回收及灭菌成本高等的问题。
[0004]本实用新型是这样实现的:一种节能型连续灭菌系统，包括:
[0005]配料罐，与输料栗相接，用于盛放待灭菌的物料；
[0006]输料栗，分别与所述配料罐和预热冷却器相接，用于将所述配料罐内的物料输出至所述预热冷却器；
[0007]预热冷却器，其内设有两个螺旋式通道，每一通道均有进口和出口 ；将两个通道分别记为第一通道和第二通道，其中，第一通道的进口与输料栗相接，第一通道的出口与加热混合器相接；第二通道的进口与恒温灭菌器的出口相接，第二通道的出口与背压补偿器相接;
[0008]加热混合器，分别与所述预热冷却器和恒温灭菌器相接，用于对由所述预热冷却器中第一通道出口输出的物料进行加热，并输出至恒温灭菌器；
[0009]恒温灭菌器，分别与所述加热混合器和所述预热冷却器中第二通道的进口相接，用于对由所述加热混合器输出的物料在恒温状态下进行灭菌，并将灭菌后的物料输出至第二通道；
[0010]背压补偿器，与所述预热冷却器中第二通道的出口相接，用于对由所述第二通道出口输出的灭菌后物料的压力进行调节；
[0011]流量调节阀，与控制系统相接，设置在所述输料栗与所述预热冷却器之间的管路上，用于调节输料栗输出物料的流量；
[0012]流量计，与控制系统相接，设置在所述输料栗与所述预热冷却器之间的管路上，用于测量输料栗输出物料的流量；以及
[0013]控制系统，分别与所述流量调节阀和所述流量计相接，用于对所述流量调节阀进行控制。
[0014]本实用新型还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器；
[0015]所述第一温度传感器设置在所述加热混合器的进口管路上，用于测量加热混合器进口管路上的温度；
[0016]所述第二温度传感器设置在所述加热混合器的出口管路上，用于测量加热混合器出口管路上的温度；
[0017]所述第一压力传感器设置在所述加热混合器的进口管路上，用于测量加热混合器进口管路上的压力；
[0018]所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第一压力传感器均与所述控制系统相接。
[0019]本实用新型还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器设置在与所述预热冷却器中第二通道出口相接的管路上，所述第二压力传感器与所述背压补偿器相接。
[0020]本实用新型还包括设置在所述配料罐与所述输料栗之间管路上的过滤器。
[0021]所述加热混合器为喷射式加热混合器。
[0022]所述喷射式加热混合器为文丘里式加热混合器。
[0023]所述控制系统为可编程逻辑控制器或分布式控制系统。
[0024]本实用新型中预热冷却器是由两个完全隔离的螺旋式通道构成，即利用两通道完全隔离的新型螺旋板式换热器作为物料的预热与冷却单元设备；以喷射式加热混合器或普通螺旋板式换热器作为加热单元设备，以新型双通道螺旋板式恒温灭菌器作为灭菌单元设备；借助PLC (可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller)或工控计算机的控制系统实施由料液温度和蒸汽压力反馈调控物料流量，实现灭菌温度和时间的自动调节与稳态控制，从而达到全自动化连续灭菌，稳定和提高灭菌质量的目的。
[0025]本实用新型通过在输料栗的出口管路上安装流量调节阀和流量计来控制物料流量，使灭菌温度和时间的控制更加精确、稳定和可靠。由于作为预热和冷却用的新型螺旋板式换热器的两个流体通道完全隔离，使得灭菌后的热料预热灭菌前的冷料，同时利用灭菌前的冷料冷却灭菌后的热料，使热料预热冷料、冷料冷却热料的热能综合利用与回收操作成为可能，不用担心由冷、热料串料造成的灭菌后物料的污染，从而达到更加显著的节能、节水效果，可有效降低灭菌成本。
[0026]通过在预热冷却器中第二通道的出口管路上设置背压补偿器，对管路上灭菌后物料的压力进行调节，以补偿因发酵罐内料位变化而造成的压力差，解决系统工作状况不稳定的问题。
[0027]本实用新型还方便对在高温下会发生相互作用以致营养变性或破坏的物料成分分开灭菌，只需按先后顺序进行，而不需要另外增加设备。
【附图说明】
[0028]图1是本实用新型的结构示意图。
[0029]图中:实线箭头表示灭菌前物料流动的方向，虚线箭头表示灭菌后物料的流动方向，空心箭头表示蒸汽的流动方向；实线连接线表示管路连接，虚线连接线表示电连接。
[0030]其中:1、配料罐，2、过滤器，3、输料栗，4、流量调节阀，5、流量计，6、预热冷却器，7、恒温灭菌器，8、第一压力传感器，9、加热混合器，10、第二温度传感器，11、控制系统，12、背压补偿器，13、第一温度传感器，14、第二压力传感器。
【具体实施方式】
[0031]如图1所示，本实用新型包括配料罐1、过滤器2、输料栗3、流量调节阀4、流量计
5、预热冷却器6、加热混合器9、恒温灭菌器7、背压补偿器12、控制系统11、第一温度传感器13、第二温度传感器10、第一压力传感器8和第二压力传感器14。
[0032]配料罐I内盛放有待灭菌的物料，配料罐I的底部出口通过过滤器2与输料栗3相接。由配料罐I底部出口出来的物料首先经过滤器2后滤除物料中可能存在的大颗粒以及麻绳等杂物，输料栗3将经过滤器2滤除杂物后的物料通过栗的压力输出至预热冷却器6。流量调节阀4和流量计5均设置在输料栗3与预热冷却器6之间的管路上，通过流量调节阀4可对输料栗3输出的物料的流量大小进行调节，通过流量计5可实时检测输料栗3输出的物料的流量。由流量调节阀4对管路上物料的流量大小进行调节，相比采用变频器控制输料栗3的转速来调控物料的流量，实际调控效果要好得多。
[0033]预热冷却器6是由两个螺旋式通道构成，每一个螺旋式通道可以是一个螺旋板式换热器，每一个通道均有相应的进口和出口，经过这两个通道的物料是要进行热量交换的。将这两个通道分别记为第一通道和第二通道；其中，第一通道的进口通过流量计5和流量调节阀4与输料栗3相接，第一通道的出口与加热混合器9的进口相接；第二通道的进口通过恒温灭菌器与加热混合器9的出口相接，第二通道的出口与背压补偿器12相接。
[003 4]由输料栗3输出的物料首先流入预热冷却器6内的第一通道，之后由第一通道流出至加热混合器9。加热混合器9可以为喷射式加热混合器(例如文丘里式加热混合器)或普通螺旋板式换热器。外部蒸汽源源不断地流入加热混合器9内，物料进入加热混合器9内与蒸汽混合，温度瞬间上升，升温后的物料(此处也可称料液)由加热混合器9的出口流入恒温灭菌器7。恒温灭菌器7是新型双通道螺旋板式结构，与预热冷却器6的内部结构类似，但是所不同的是，预热冷却器6内两个通道是彼此分离、彼此独立的，恒温灭菌器7内两个通道首尾相连从而形成了一个通道。物料在恒温灭菌器7内维持原来的高温，从而实施高温恒温灭菌。灭菌后的物料被输出至预热冷却器6内的第二通道内。由于灭菌后的物料属于高温物料(或称热料)，灭菌前第一通道内的物料为低温物料(或称冷料)，热料与冷料在两个通道内逆流而行，并实现互换热量，即热料对冷料进行预热，冷料对热料进行冷却。由第二通道出口流出的物料经背压补偿器12后输出至已灭菌的发酵罐。
[0035]本实用新型中还可以设置多层预热冷却器，即将两个或两个以上预热冷却器进行串联，从而形成多层预热冷却系统，这样可充分利用物料的温度，更完全地回收热能，更大程度的节能。
[0036]背压补偿器12的设置，是为了对由第二通道出口输出的灭菌后物料的压力进行调节。这是由于:灭菌后的物料输出至发酵罐，随着发酵罐内物料的增多，其内料液液面上升，进而使得其内压力增大，发酵罐内压力的增大导致由第二通道输出的物料流入发酵罐的速度变慢，物料流速的变化会使得灭菌系统工作状态不稳定，影响灭菌质量。本实用新型通过在与第二通道出口相接的管路上设置第二压力传感器14 (可设置在背压补偿器12前方或后方相接的管路上)，由第二压力传感器14实时检测管路上灭菌后物料的压力，并将检测结果发送至背压补偿器12，背压补偿器12根据第二压力传感器14所发送的数据实时调整灭菌后物料的压力，使得灭菌后的物料能够匀速地输送至发酵罐。背压补偿器12可由相应的控制系统及调节阀来实现，需要说明的是，此处对物料的压力进行调节属于微调，调节过程中可忽略物料流量的变化。
[0037]本实用新型为了保证灭菌效果，由控制系统11根据加热混合器9进出口的温度和进口处蒸汽压力控制流量调节阀4来调节物料流量，进而控制灭菌时间，以保证灭菌彻底。具体是，在加热混合器9的进口管路上设置第一温度传感器13，由第一温度传感器13检测加热混合器9进口管路上的温度；在加热混合器9的出口管路上设置第二温度传感器10，由第二温度传感器10检测加热混合器9出口管路上的温度，在加热混合器9的进口管路上设置第一压力传感器8，由第一压力传感器8检测加热混合器9进口管路上的压力(即蒸汽压力)。第一温度传感器13、第二温度传感器10和第一压力传感器8均与控制系统11相接，三者所检测的数据均发送至控制系统11。
[0038]控制系统11为PLC或DCS控制系统(分布式控制系统，Distributed ControlSystem)。控制系统11根据所接收到的加热混合器9进、出口处的温度及进口处的压力，控制流量调节阀4执行相应的动作，以对输料栗3输出的物料流量进行调控。流量计5可实时检测输料栗3输出管路上物料的流量，并将检测结果发送至控制系统11。
[0039]与现有的罐外连续流动灭菌设备相比，采用本实用新型进行连续灭菌，蒸汽节省率可达70%以上，冷却水节约99%以上。灭菌后物料的色泽与灭菌前无明显差异，物料受热时间短，营养成分破坏极少。对物料的要求广泛，例玉米浆、豆饼粉、玉米粉等物料皆可进行灭菌。
[0040]本实用新型设备少，结构合理，操作简单，灭菌过程中无噪音无震动；灭菌时间短，工作效率高，发酵罐利用率高；能源消耗少；所需蒸汽压力低，使用蒸汽均衡，可避免用汽高峰；可采用自动化控制，不仅可降低劳动强度，而且还能减少人为操作而带来的染菌几率；可保证灭菌彻底。
【主权项】
1.一种节能型连续灭菌系统，其特征是，包括: 配料罐，与输料栗相接，用于盛放待灭菌的物料； 输料栗，分别与所述配料罐和预热冷却器相接，用于将所述配料罐内的物料输出至所述预热冷却器； 预热冷却器，其内设有两个螺旋式通道，每一通道均有进口和出口 ；将两个通道分别记为第一通道和第二通道，其中，第一通道的进口与输料栗相接，第一通道的出口与加热混合器相接；第二通道的进口与恒温灭菌器的出口相接，第二通道的出口与背压补偿器相接； 加热混合器，分别与所述预热冷却器和恒温灭菌器相接，用于对由所述预热冷却器中第一通道出口输出的物料进行加热，并输出至恒温灭菌器； 恒温灭菌器，分别与所述加热混合器和所述预热冷却器中第二通道的进口相接，用于对由所述加热混合器输出的物料在恒温状态下进行灭菌，并将灭菌后的物料输出至第二通道; 背压补偿器，与所述预热冷却器中第二通道的出口相接，用于对由所述第二通道出口输出的灭菌后物料的压力进行调节； 流量调节阀，与控制系统相接，设置在所述输料栗与所述预热冷却器之间的管路上，用于调节输料栗输出物料的流量； 流量计，与控制系统相接，设置在所述输料栗与所述预热冷却器之间的管路上，用于测量输料栗输出物料的流量；以及 控制系统，分别与所述流量调节阀和所述流量计相接，用于对所述流量调节阀进行控制。2.根据权利要求1所述的节能型连续灭菌系统，其特征是，还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器； 所述第一温度传感器设置在所述加热混合器的进口管路上，用于测量加热混合器进口管路上的温度； 所述第二温度传感器设置在所述加热混合器的出口管路上，用于测量加热混合器出口管路上的温度； 所述第一压力传感器设置在所述加热混合器的进口管路上，用于测量加热混合器进口管路上的压力； 所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第一压力传感器均与所述控制系统相接。3.根据权利要求1所述的节能型连续灭菌系统，其特征是，还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器设置在与所述预热冷却器中第二通道出口相接的管路上，所述第二压力传感器与所述背压补偿器相接。4.根据权利要求1所述的节能型连续灭菌系统，其特征是，还包括设置在所述配料罐与所述输料栗之间管路上的过滤器。5.根据权利要求1所述的节能型连续灭菌系统，其特征是，所述加热混合器为喷射式加热混合器。6.根据权利要求5所述的节能型连续灭菌系统，其特征是，所述喷射式加热混合器为文丘里式加热混合器。7.根据权利要求1所述的节能型连续灭菌系统，其特征是，所述控制系统为可编程逻辑控制器或分布式控制系统。
【专利摘要】本实用新型提供了一种节能型连续灭菌系统。该连续灭菌系统包括配料罐、输料泵、预热冷却器、加热混合器、恒温灭菌器、背压补偿器、流量调节阀、流量计和控制系统。预热冷却器内部为两个螺旋式通道，每个通道设有进口和出口，配料罐通过输料泵与预热冷却器其中一个通道进口连通，该通道的出口经加热混合器与恒温灭菌器连通，恒温灭菌器的出口与预热冷却器内另一个通道的进口连通。本实用新型利用热料预热冷料、冷料冷却热料对热能进行综合利用及回收；同时通过料液温度和蒸汽压力反馈调控物料流量，实现灭菌温度和时间的自动调节与稳态控制；通过背压补偿器对灭菌后物料的压力进行调节，以补偿因发酵罐内料位变化而造成的压力差。
【IPC分类】A61L2/07, A61L2/24
【公开号】CN204723426
【申请号】CN201520349714
【发明人】杨玉淮
【申请人】河北宇泽环保科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年5月27日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种消毒杀菌装置，具体地说是一种节能型连续灭菌系统。
【背景技术】
[0002]在生物制药、食品工程、生物化工等行业常常需要对液态原料或制成品进行加热灭菌，以避免微生物的污染。现有技术中，灭菌的方法有很多种，常用的有发酵罐原位实罐灭菌与罐外连续流动灭菌两种方法。前者是在发酵罐内对物料进行灭菌，因此不需要专一的灭菌设备，操作简单。但是却存在如下缺点:加热和冷却耗时长，物料营养成分损失较大；发酵罐周转率低，降低作业产率；难以实现自动化，造成灭菌质量波动；引起蒸汽压力的较大波动，影响其他工序使用蒸汽的作业；加热蒸汽和冷却用水的消耗量大，热能难以回收利用。后者是采用专一的灭菌设备，一般使用管道或板式换热器在发酵罐外进行加热、保温维持与冷却，以及使用调节阀来控制灭菌温度。与前者相比，后者具有物料受热时间短，营养损失少，发酵罐利用率高，便于实现自动控制等优点，但是其同样存在热能消耗大、余热难以回收、灭菌成本高等问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的就是提供一种节能型连续灭菌系统，以解决现有的罐外连续流动灭菌设备存在热能消耗大、余热难以回收及灭菌成本高等的问题。
[0004]本实用新型是这样实现的:一种节能型连续灭菌系统，包括:
[0005]配料罐，与输料栗相接，用于盛放待灭菌的物料；
[0006]输料栗，分别与所述配料罐和预热冷却器相接，用于将所述配料罐内的物料输出至所述预热冷却器；
[0007]预热冷却器，其内设有两个螺旋式通道，每一通道均有进口和出口 ；将两个通道分别记为第一通道和第二通道，其中，第一通道的进口与输料栗相接，第一通道的出口与加热混合器相接；第二通道的进口与恒温灭菌器的出口相接，第二通道的出口与背压补偿器相接;
[0008]加热混合器，分别与所述预热冷却器和恒温灭菌器相接，用于对由所述预热冷却器中第一通道出口输出的物料进行加热，并输出至恒温灭菌器；
[0009]恒温灭菌器，分别与所述加热混合器和所述预热冷却器中第二通道的进口相接，用于对由所述加热混合器输出的物料在恒温状态下进行灭菌，并将灭菌后的物料输出至第二通道；
[0010]背压补偿器，与所述预热冷却器中第二通道的出口相接，用于对由所述第二通道出口输出的灭菌后物料的压力进行调节；
[0011]流量调节阀，与控制系统相接，设置在所述输料栗与所述预热冷却器之间的管路上，用于调节输料栗输出物料的流量；
[0012]流量计，与控制系统相接，设置在所述输料栗与所述预热冷却器之间的管路上，用于测量输料栗输出物料的流量；以及
[0013]控制系统，分别与所述流量调节阀和所述流量计相接，用于对所述流量调节阀进行控制。
[0014]本实用新型还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器；
[0015]所述第一温度传感器设置在所述加热混合器的进口管路上，用于测量加热混合器进口管路上的温度；
[0016]所述第二温度传感器设置在所述加热混合器的出口管路上，用于测量加热混合器出口管路上的温度；
[0017]所述第一压力传感器设置在所述加热混合器的进口管路上，用于测量加热混合器进口管路上的压力；
[0018]所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第一压力传感器均与所述控制系统相接。
[0019]本实用新型还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器设置在与所述预热冷却器中第二通道出口相接的管路上，所述第二压力传感器与所述背压补偿器相接。
[0020]本实用新型还包括设置在所述配料罐与所述输料栗之间管路上的过滤器。
[0021]所述加热混合器为喷射式加热混合器。
[0022]所述喷射式加热混合器为文丘里式加热混合器。
[0023]所述控制系统为可编程逻辑控制器或分布式控制系统。
[0024]本实用新型中预热冷却器是由两个完全隔离的螺旋式通道构成，即利用两通道完全隔离的新型螺旋板式换热器作为物料的预热与冷却单元设备；以喷射式加热混合器或普通螺旋板式换热器作为加热单元设备，以新型双通道螺旋板式恒温灭菌器作为灭菌单元设备；借助PLC (可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller)或工控计算机的控制系统实施由料液温度和蒸汽压力反馈调控物料流量，实现灭菌温度和时间的自动调节与稳态控制，从而达到全自动化连续灭菌，稳定和提高灭菌质量的目的。
[0025]本实用新型通过在输料栗的出口管路上安装流量调节阀和流量计来控制物料流量，使灭菌温度和时间的控制更加精确、稳定和可靠。由于作为预热和冷却用的新型螺旋板式换热器的两个流体通道完全隔离，使得灭菌后的热料预热灭菌前的冷料，同时利用灭菌前的冷料冷却灭菌后的热料，使热料预热冷料、冷料冷却热料的热能综合利用与回收操作成为可能，不用担心由冷、热料串料造成的灭菌后物料的污染，从而达到更加显著的节能、节水效果，可有效降低灭菌成本。
[0026]通过在预热冷却器中第二通道的出口管路上设置背压补偿器，对管路上灭菌后物料的压力进行调节，以补偿因发酵罐内料位变化而造成的压力差，解决系统工作状况不稳定的问题。
[0027]本实用新型还方便对在高温下会发生相互作用以致营养变性或破坏的物料成分分开灭菌，只需按先后顺序进行，而不需要另外增加设备。
【附图说明】
[0028]图1是本实用新型的结构示意图。
[0029]图中:实线箭头表示灭菌前物料流动的方向，虚线箭头表示灭菌后物料的流动方向，空心箭头表示蒸汽的流动方向；实线连接线表示管路连接，虚线连接线表示电连接。
[0030]其中:1、配料罐，2、过滤器，3、输料栗，4、流量调节阀，5、流量计，6、预热冷却器，7、恒温灭菌器，8、第一压力传感器，9、加热混合器，10、第二温度传感器，11、控制系统，12、背压补偿器，13、第一温度传感器，14、第二压力传感器。
【具体实施方式】
[0031]如图1所示，本实用新型包括配料罐1、过滤器2、输料栗3、流量调节阀4、流量计
5、预热冷却器6、加热混合器9、恒温灭菌器7、背压补偿器12、控制系统11、第一温度传感器13、第二温度传感器10、第一压力传感器8和第二压力传感器14。
[0032]配料罐I内盛放有待灭菌的物料，配料罐I的底部出口通过过滤器2与输料栗3相接。由配料罐I底部出口出来的物料首先经过滤器2后滤除物料中可能存在的大颗粒以及麻绳等杂物，输料栗3将经过滤器2滤除杂物后的物料通过栗的压力输出至预热冷却器6。流量调节阀4和流量计5均设置在输料栗3与预热冷却器6之间的管路上，通过流量调节阀4可对输料栗3输出的物料的流量大小进行调节，通过流量计5可实时检测输料栗3输出的物料的流量。由流量调节阀4对管路上物料的流量大小进行调节，相比采用变频器控制输料栗3的转速来调控物料的流量，实际调控效果要好得多。
[0033]预热冷却器6是由两个螺旋式通道构成，每一个螺旋式通道可以是一个螺旋板式换热器，每一个通道均有相应的进口和出口，经过这两个通道的物料是要进行热量交换的。将这两个通道分别记为第一通道和第二通道；其中，第一通道的进口通过流量计5和流量调节阀4与输料栗3相接，第一通道的出口与加热混合器9的进口相接；第二通道的进口通过恒温灭菌器与加热混合器9的出口相接，第二通道的出口与背压补偿器12相接。
[003 4]由输料栗3输出的物料首先流入预热冷却器6内的第一通道，之后由第一通道流出至加热混合器9。加热混合器9可以为喷射式加热混合器(例如文丘里式加热混合器)或普通螺旋板式换热器。外部蒸汽源源不断地流入加热混合器9内，物料进入加热混合器9内与蒸汽混合，温度瞬间上升，升温后的物料(此处也可称料液)由加热混合器9的出口流入恒温灭菌器7。恒温灭菌器7是新型双通道螺旋板式结构，与预热冷却器6的内部结构类似，但是所不同的是，预热冷却器6内两个通道是彼此分离、彼此独立的，恒温灭菌器7内两个通道首尾相连从而形成了一个通道。物料在恒温灭菌器7内维持原来的高温，从而实施高温恒温灭菌。灭菌后的物料被输出至预热冷却器6内的第二通道内。由于灭菌后的物料属于高温物料(或称热料)，灭菌前第一通道内的物料为低温物料(或称冷料)，热料与冷料在两个通道内逆流而行，并实现互换热量，即热料对冷料进行预热，冷料对热料进行冷却。由第二通道出口流出的物料经背压补偿器12后输出至已灭菌的发酵罐。
[0035]本实用新型中还可以设置多层预热冷却器，即将两个或两个以上预热冷却器进行串联，从而形成多层预热冷却系统，这样可充分利用物料的温度，更完全地回收热能，更大程度的节能。
[0036]背压补偿器12的设置，是为了对由第二通道出口输出的灭菌后物料的压力进行调节。这是由于:灭菌后的物料输出至发酵罐，随着发酵罐内物料的增多，其内料液液面上升，进而使得其内压力增大，发酵罐内压力的增大导致由第二通道输出的物料流入发酵罐的速度变慢，物料流速的变化会使得灭菌系统工作状态不稳定，影响灭菌质量。本实用新型通过在与第二通道出口相接的管路上设置第二压力传感器14 (可设置在背压补偿器12前方或后方相接的管路上)，由第二压力传感器14实时检测管路上灭菌后物料的压力，并将检测结果发送至背压补偿器12，背压补偿器12根据第二压力传感器14所发送的数据实时调整灭菌后物料的压力，使得灭菌后的物料能够匀速地输送至发酵罐。背压补偿器12可由相应的控制系统及调节阀来实现，需要说明的是，此处对物料的压力进行调节属于微调，调节过程中可忽略物料流量的变化。
[0037]本实用新型为了保证灭菌效果，由控制系统11根据加热混合器9进出口的温度和进口处蒸汽压力控制流量调节阀4来调节物料流量，进而控制灭菌时间，以保证灭菌彻底。具体是，在加热混合器9的进口管路上设置第一温度传感器13，由第一温度传感器13检测加热混合器9进口管路上的温度；在加热混合器9的出口管路上设置第二温度传感器10，由第二温度传感器10检测加热混合器9出口管路上的温度，在加热混合器9的进口管路上设置第一压力传感器8，由第一压力传感器8检测加热混合器9进口管路上的压力(即蒸汽压力)。第一温度传感器13、第二温度传感器10和第一压力传感器8均与控制系统11相接，三者所检测的数据均发送至控制系统11。
[0038]控制系统11为PLC或DCS控制系统(分布式控制系统，Distributed ControlSystem)。控制系统11根据所接收到的加热混合器9进、出口处的温度及进口处的压力，控制流量调节阀4执行相应的动作，以对输料栗3输出的物料流量进行调控。流量计5可实时检测输料栗3输出管路上物料的流量，并将检测结果发送至控制系统11。
[0039]与现有的罐外连续流动灭菌设备相比，采用本实用新型进行连续灭菌，蒸汽节省率可达70%以上，冷却水节约99%以上。灭菌后物料的色泽与灭菌前无明显差异，物料受热时间短，营养成分破坏极少。对物料的要求广泛，例玉米浆、豆饼粉、玉米粉等物料皆可进行灭菌。
[0040]本实用新型设备少，结构合理，操作简单，灭菌过程中无噪音无震动；灭菌时间短，工作效率高，发酵罐利用率高；能源消耗少；所需蒸汽压力低，使用蒸汽均衡，可避免用汽高峰；可采用自动化控制，不仅可降低劳动强度，而且还能减少人为操作而带来的染菌几率；可保证灭菌彻底。
【主权项】
1.一种节能型连续灭菌系统，其特征是，包括: 配料罐，与输料栗相接，用于盛放待灭菌的物料； 输料栗，分别与所述配料罐和预热冷却器相接，用于将所述配料罐内的物料输出至所述预热冷却器； 预热冷却器，其内设有两个螺旋式通道，每一通道均有进口和出口 ；将两个通道分别记为第一通道和第二通道，其中，第一通道的进口与输料栗相接，第一通道的出口与加热混合器相接；第二通道的进口与恒温灭菌器的出口相接，第二通道的出口与背压补偿器相接； 加热混合器，分别与所述预热冷却器和恒温灭菌器相接，用于对由所述预热冷却器中第一通道出口输出的物料进行加热，并输出至恒温灭菌器； 恒温灭菌器，分别与所述加热混合器和所述预热冷却器中第二通道的进口相接，用于对由所述加热混合器输出的物料在恒温状态下进行灭菌，并将灭菌后的物料输出至第二通道; 背压补偿器，与所述预热冷却器中第二通道的出口相接，用于对由所述第二通道出口输出的灭菌后物料的压力进行调节； 流量调节阀，与控制系统相接，设置在所述输料栗与所述预热冷却器之间的管路上，用于调节输料栗输出物料的流量； 流量计，与控制系统相接，设置在所述输料栗与所述预热冷却器之间的管路上，用于测量输料栗输出物料的流量；以及 控制系统，分别与所述流量调节阀和所述流量计相接，用于对所述流量调节阀进行控制。2.根据权利要求1所述的节能型连续灭菌系统，其特征是，还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器； 所述第一温度传感器设置在所述加热混合器的进口管路上，用于测量加热混合器进口管路上的温度； 所述第二温度传感器设置在所述加热混合器的出口管路上，用于测量加热混合器出口管路上的温度； 所述第一压力传感器设置在所述加热混合器的进口管路上，用于测量加热混合器进口管路上的压力； 所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第一压力传感器均与所述控制系统相接。3.根据权利要求1所述的节能型连续灭菌系统，其特征是，还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器设置在与所述预热冷却器中第二通道出口相接的管路上，所述第二压力传感器与所述背压补偿器相接。4.根据权利要求1所述的节能型连续灭菌系统，其特征是，还包括设置在所述配料罐与所述输料栗之间管路上的过滤器。5.根据权利要求1所述的节能型连续灭菌系统，其特征是，所述加热混合器为喷射式加热混合器。6.根据权利要求5所述的节能型连续灭菌系统，其特征是，所述喷射式加热混合器为文丘里式加热混合器。7.根据权利要求1所述的节能型连续灭菌系统，其特征是，所述控制系统为可编程逻辑控制器或分布式控制系统。
【专利摘要】本实用新型提供了一种节能型连续灭菌系统。该连续灭菌系统包括配料罐、输料泵、预热冷却器、加热混合器、恒温灭菌器、背压补偿器、流量调节阀、流量计和控制系统。预热冷却器内部为两个螺旋式通道，每个通道设有进口和出口，配料罐通过输料泵与预热冷却器其中一个通道进口连通，该通道的出口经加热混合器与恒温灭菌器连通，恒温灭菌器的出口与预热冷却器内另一个通道的进口连通。本实用新型利用热料预热冷料、冷料冷却热料对热能进行综合利用及回收；同时通过料液温度和蒸汽压力反馈调控物料流量，实现灭菌温度和时间的自动调节与稳态控制；通过背压补偿器对灭菌后物料的压力进行调节，以补偿因发酵罐内料位变化而造成的压力差。
【IPC分类】A61L2/07, A61L2/24
【公开号】CN204723426
【申请号】CN201520349714
【发明人】杨玉淮
【申请人】河北宇泽环保科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年5月27日
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