一种无过热水罐的连续灭菌方法

技术领域

本发明属于生物发酵及设备灭菌技术领域，具体涉及一种无过热水罐的连续灭菌方法。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

针对现有连消工艺存在的上述问题，本发明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。

为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种无过热水罐的连续灭菌方法，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。

温度与水的饱和蒸气压、表压关系表

与现有技术相比较，本发明连续灭菌方法至少具有以下有益效果：

本发明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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

在本申请实施例中通过循环泵控制水在水循环回路中流动，达到灭菌效果。循环泵的数量可以为1个、2个…，对此不做限制，只要可以将水形成循环并达到灭菌效果即可。

需要说明的是，如果循环泵为多个，稳压泵为变频泵时，那么稳压泵和第一循环泵入口处的压力表连锁，控制第一循环泵入口处的压力恒定且大于水消温度下水的饱和蒸气压；第一循环泵和第二循环泵入口处的压力表连锁，控制第二循环泵入口处的压力恒定且大于水消温度下水的饱和蒸气压；以此类推，需要保证每个泵不汽蚀。

在其他实施例中，稳压泵还可以为工频泵，稳压泵和第一循环泵入口处的压力表之间设有流量调节阀，该流量调节阀和第一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，使第一循环泵入口处的压力大于水消温度下水的饱和蒸气压，以此类推，确保每个泵不汽蚀。

在上述两种情况下，循环泵可以为变频泵，通过频率变化控制其后一个循环泵的压力。当然，循环泵还可以为工频泵，此时，第一循环泵和第二循环泵入口处的压力表之间设有流量调节阀，通过调节该流量调节阀的开度，使第一循环泵入口处的压力大于水消温度下水的饱和蒸气压，以此类推，确保每个泵不汽蚀。

在其中一个实施例中，水消循环步骤中，所述水消温度为125℃～140℃，水温全部达到所述水消温度后，水消循环5min～15min。

通常情况下，灭菌温度越高，所需的灭菌时间会相应减少，但是如果灭菌温度过高，对高温蒸汽的要求也会更为严格，增加了企业成本，经济效益和环境效益将受到较大影响。故需要保证工艺上既要达到一定的灭菌要求，又要保证能源易得，容易控制。综合考虑，水消循环过程的水消温度优选为125℃～140℃，水温全部达到水消温度后，水消循环5min～15min。

在其中一个实施例中，水消循环步骤中，通过高温蒸汽将所述加热器中的水加热至所述水消温度，所述高温蒸汽的温度比所述水消温度至少高5℃。

高温蒸汽通过蒸汽管道进入加热器，将通过预热换热器预热后的水加热至水消温度。高温蒸汽的温度比水消温度至少高5℃，才能使水达到水消温度。优选地，高温蒸汽的温度比水消温度高5℃～10℃，既可以使水较快达到水消温度，也可以避免高温蒸汽温度过高不易取得的情况发生，高温蒸汽一般采用工业厂区的蒸汽即可。

在其中一个实施例中，所述培养基灭菌步骤具体包括：将培养基输送至所述预热换热器的冷侧通道进行预热，预热后的培养基温度为115℃～130℃，然后将预热后的培养基输送至所述加热器中加热至130℃～145℃，并在所述维持器中维持一定的灭菌时间后，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未灭菌的培养基进行换热，换热完成的已灭菌培养基输送至所述灭菌的发酵罐中。

在其中一个实施例中，所述水顶料步骤具体包括：将所述清水罐中的水输送至所述预热换热器的冷侧通道进行预热，预热后的水温度为115℃～130℃，然后将预热后的水输送至所述加热器中加热至130℃～145℃，并在所述维持器中维持一定的灭菌时间后，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未灭菌的水进行换热，换热完成的水输送至所述灭菌的发酵罐中；同时，所述水顶料步骤也是所述灭菌的发酵罐定容过程。

在培养基灭菌和水顶料过程中，预热换热器对冷侧通道的培养基/水进行预热，而且热侧通道与冷侧通道中的培养基/水进行换热，可以将热侧通道中热介质的余热几乎全部回收，使冷侧通道中待加热的培养基/水温度大幅度升高，与灭菌相差较小，可以大幅度节省高温蒸汽的使用量。

在连续灭菌工艺中，首先利用过热水在水消循环步骤中对连消系统自身灭菌，待达到灭菌要求后，开始对培养基进行灭菌，然后用水顶出培养基。在对培养基灭菌时，对通常情况下，灭菌温度越高，所需的灭菌时间会相应减少，本发明对灭菌温度和时间不作具体限制，只要达到灭菌效果即可。优选地，预热换热器预热后的培养基温度为115℃～130℃，加热器灭菌温度设为130℃～145℃。既可以保证灭菌效果，又可以取得更好的经济效益和环境效益。同理，在水顶料过程中，将预热换热器预热后的水温度设为115℃～130℃，加热器加热温度设为130℃～145℃。

附图说明

图1：本发明一实施例提供的无过热水罐的连续灭菌方法的工艺流程图一；

图2：本发明另一实施例提供的无过热水罐的连续灭菌方法的工艺流程图二；

图3：本发明另一实施例提供的无过热水罐的连续灭菌方法的工艺流程图三；

图4：本发明另一实施例提供的无过热水罐的连续灭菌方法的工艺流程图四；

图中，1、清水罐；2、稳压泵；3、预热换热器；4、循环泵；4.1、第一循环泵；4.2、第二循环泵；5、加热器；6、维持器；7、水消循环阀；8、原料罐；9、CIP罐

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行进一步的描述。需要说明的是，以下实施例仅用以说明本发明而非限制本发明所描述的技术方案，一切不脱离本发明的技术方案及其改进均应涵盖在本发明的权利要求范围之内。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。

本发明中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中“前”、“后”是根据工艺中水、培养基的走向定义的

本发明公开的无过热水罐的连续灭菌方法，一方面可以应用于微生物发酵工业中的培养基灭菌的连消系统中；另一方面还可以用于含活性废水的灭活装置中，对灭活装置进行灭菌使用。

请参考图1至图4，图中箭头表示水消循环、灭菌、CIP在线清洗走向，现对本发明提供的无过热水罐的连续灭菌方法进行说明。

图1为本发明一种实施例的工艺流程图，如图1所示，该无过热水罐的连续灭菌方法，具体包括以下步骤：

(1)充水步骤：开启清水罐1底部的阀门以及预热换热器3的热侧通道与清水罐1之间的阀门，利用稳压泵2和循环泵4将清水罐1中的水依次输送至预热换热器3的冷侧通道、加热器5、维持器6、预热换热器3的热侧通道，最后回流至清水罐1内，形成一个闭路循环，待水充满所有部件以及管道后，关闭预热换热器3的热侧通道与清水罐1之间的阀门；

(2)水消循环步骤：开启水消循环阀7，在循环泵4的作用下，将水输送至预热换热器3的冷侧通道进行预热，然后将预热后的水输送至加热器5中加热至水消温度121℃～140℃，在维持器6中保持水消温度一段时间后，进入预热换热器3的热侧通道与预热换热器3的冷侧通道中的水进行换热，换热完成的热水通过第一管道进入第一管道和第二管道的连接处(即图1中的A点)，然后输送至第二管道，重新进入预热换热器3的冷侧通道，进行水消循环，从A点依次至预热换热器3的冷侧通道、循环泵4、加热器5、维持器6、预热换热器3的热侧通道、水消循环阀7最后回到A点，形成水循环回路，直至整个水循环回路中水温全部达到水消温度，继续水消循环5min～30min。水消循环过程中，高温蒸汽通过蒸汽管道进入加热器5中，在加热器5中将预热后的水加热至121℃～140℃，高温蒸汽的温度比水消温度至少高5℃。

水消循环步骤中，当稳压泵2为变频泵时，通过稳压泵2的频率变化，当稳压泵2为工频泵时，通过调节流量调节阀的开度，控制循环泵4的入口处的压力恒定，保证循环泵4入口处的压力大于水消温度下水的饱和蒸气压，这样一来，既保证了水消循环过程中压力稳定，又可以避免过热水汽化，循环泵4产生汽蚀，造成设备故障。

此外，需要对所有的部件和管道进行灭菌，在对排污排气管道灭菌时，为达到好的灭菌效果，需要多次启闭阀门使过热水充满管道，期间会有部分水排出管道。将第一管道和第二管道的连接处(即图1中的A点)设为三通直接连通，也可以采用压力罐作为混合装置，通过稳压泵2及时对水循环回路进行补水，保证水消循环过程压力恒定，当然，第一管道和第二管道的连接处也可以采用其他混合装置，均在此专利保护范围内。

(3)培养基灭菌步骤：开启原料罐8底部的阀门，关闭水消循环阀7的同时开启预热换热器3的热侧通道与发酵罐之间的阀门，关闭清水罐1底部的阀门。将原料罐8中的培养基通过稳压泵2输送至预热换热器3的冷侧通道进行预热，预热后的培养基温度为115℃～130℃，然后通过循环泵4将预热后的培养基输送至加热器5中加热至130℃～145℃，并在维持器6中维持一定的灭菌时间后，进入预热换热器3的热侧通道与预热换热器3的冷侧通道中未灭菌的培养基进行换热，换热完成的已灭菌培养基出料，输送至灭菌的发酵罐中。

(4)水顶料步骤：开启清水罐1底部的阀门，关闭原料罐8底部的阀门，将清水罐1中的水通过稳压泵2输送至预热换热器3的冷侧通道进行预热，预热后的水温度为115℃～130℃，然后将预热后的水输送至加热器5中加热至130℃～145℃，并在维持器6中维持一定的灭菌时间后，进入预热换热器3的热侧通道与预热换热器3的冷侧通道中未灭菌的水进行换热，换热完成的水输送至灭菌的发酵罐中。该过程也是发酵罐定容过程。

图2为本发明另一种实施例的工艺流程图，如图2所示，该无过热水罐的连续灭菌方法，具体包括以下步骤：

(1)充水步骤：该步骤操作过程与图1实施例中的充水步骤相同，请参考图1实施例中的相应描述；

(2)水消循环步骤：开启水消循环阀7，在循环泵4的作用下，将水输送至预热换热器3的冷侧通道进行预热，然后将预热后的水输送至加热器5中加热至水消温度121℃～140℃，在维持器6中保持水消温度一段时间后，进入预热换热器3的热侧通道与预热换热器3的冷侧通道中的水进行换热，换热完成的热水通过第一管道进入第一管道和第二管道的连接处(即图2中的A点)，然后输送至第二管道，重新进入加热器5，进行水消循环，从A点依次至循环泵4、加热器5、维持器6、预热换热器3的热侧通道、水消循环阀7最后回到A点，形成水循环回路，直至整个水循环回路中水温全部达到水消温度，继续水消循环5min～30min。预热换热器3的冷侧通道通过热侧通道的热水加热至水消温度达到消毒灭菌。水消循环过程中，高温蒸汽通过蒸汽管道进入加热器5中，在加热器5中将预热后的水加热至121℃～140℃，高温蒸汽的温度比水消温度至少高5℃。

(3)培养基灭菌步骤：该步骤操作过程与图1实施例中的培养基灭菌步骤相同，请参考图1实施例中的相应描述；

(4)水顶料步骤：该步骤操作过程与图1实施例中的水顶料步骤相同，请参考图1实施例中的相应描述。

图3为本发明另一种实施例的工艺流程图，如图3所示，该工艺采用两个循环泵进行水循环，该无过热水罐的连续灭菌方法，具体包括以下步骤：

(1)充水步骤：开启清水罐1底部的阀门以及预热换热器3的热侧通道与清水罐1之间的阀门，利用第一循环泵4.1和第二循环泵4.2将清水罐1中的水依次输送至预热换热器3的冷侧通道、加热器5、维持器6、预热换热器3的热侧通道，最后回流至清水罐1内，形成一个闭路循环，待水充满所有部件以及管道后，关闭预热换热器3的热侧通道与清水罐1之间的阀门；

(2)水消循环步骤：开启水消循环阀7、清水罐1底部与稳压泵2之间的阀门以及稳压泵2，关闭清水罐1底部的阀门。在第一循环泵4.1和第二循环泵4.2的作用下，将水输送至预热换热器3的冷侧通道进行预热，然后将预热后的水输送至加热器5中加热至水消温度121℃～140℃，在维持器6中保持水消温度一段时间后，进入预热换热器3的热侧通道与预热换热器3的冷侧通道中的水进行换热，换热完成的热水通过第一管道进入第一管道和第二管道的连接处(即图3中的A点)，然后输送至第二管道，重新进入预热换热器3的冷侧通道，进行水消循环，从A点依次至第一循环泵4.1、预热换热器3的冷侧通道、第二循环泵4.2、加热器5、维持器6、预热换热器3的热侧通道、水消循环阀7最后回到A点，形成水循环回路，直至整个水循环回路中水温全部达到水消温度，继续水消循环5min～30min。水消循环过程中，高温蒸汽通过蒸汽管道进入加热器5中，在加热器5中将预热后的水加热至121℃～140℃，高温蒸汽的温度比水消温度至少高5℃。

水消循环步骤中，通过稳压泵2的频率变化或者通过调节流量调节阀的开度控制第一循环泵4.1的入口处的压力恒定，保证第一循环泵4.1入口处的压力大于水消温度下水的饱和蒸气压。循环泵4可以为变频泵，第一循环泵4.1和第二循环泵4.2入口处的压力表连锁，第一循环泵4.1通过频率变化控制第二循环泵4.2入口处的压力恒定，且大于水消温度下水的饱和蒸气压。当然，循环泵4的数量还可以为3个、4个等…，对此不做限制，只要可以将水形成循环达到灭菌效果即可。当为多个循环泵4时，前一个循环泵4通过频率变化控制其后一个循环泵4的压力恒定，保证每个泵不汽蚀。

循环泵4也可以为工频泵，此时，第一循环泵4.1和第二循环泵4.2入口处的压力表之间设有流量调节阀，通过调节该流量调节阀的开度，使第一循环泵4.1入口处的压力大于水消温度下水的饱和蒸气压。以此类推，确保每个泵不汽蚀。

稳压泵2和循环泵4均为本领域常见的泵种类，例如：离心泵、转子泵、齿轮泵、螺杆泵等等，对此不做限制。此外，泵的参数并不是固定的，根据水消系统实际的处理量和使用环境进行设定和调节。具体地，在30m

(3)培养基灭菌步骤：开启原料罐8底部的阀门，关闭水消循环阀7的同时开启预热换热器3的热侧通道与发酵罐之间的阀门，关闭清水罐1底部与稳压泵2之间的阀门以及稳压泵2。将原料罐8中的培养基通过第一循环泵4.1输送至预热换热器3的冷侧通道进行预热，预热后的培养基温度为115℃～130℃，然后通过第二循环泵4.2将预热后的培养基输送至加热器5中加热至130℃～145℃，并在维持器6中维持一定的灭菌时间后，进入预热换热器3的热侧通道与预热换热器3的冷侧通道中未灭菌的培养基进行换热，换热完成的已灭菌培养基出料，输送至灭菌的发酵罐中。

(4)水顶料步骤：开启清水罐1底部的阀门，关闭原料罐8底部的阀门，将清水罐1中的水通过第一循环泵4.1输送至预热换热器3的冷侧通道进行预热，预热后的水温度为115℃～130℃，然后将预热后的水通过第二循环泵4.2输送至加热器5中加热至130℃～145℃，并在维持器6中维持一定的灭菌时间后，进入预热换热器3的热侧通道与预热换热器3的冷侧通道中未灭菌的水进行换热，换热完成的水输送至灭菌的发酵罐中。该过程也是发酵罐定容过程。。

图4为本发明另一种实施例的工艺流程图，如图4所示，该工艺与图3实施例基本相同，区别点仅在于图4实施例中采用一个循环泵进行水循环，该无过热水罐的连续灭菌方法的具体步骤可参考图3实施例中的相应描述。

本发明实施例中连消系统在运转一定的时间后，需要定期CIP在线清洗，即将CIP罐9中的清洗液通入连消系统进行清洗，最后利用清水罐1中的水顶出清洗液，达到清洗效果。

本发明提供的连续灭菌方法，取消了过热水罐及其附属的仪器、仪表，节约了投资成本。过热水罐为压力容器，设备自身制造要求较高，成本约2.1～4万元。通常情况，为了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，压力表、温度计、液位计、开关阀等部件成本约1.5～2.3万元。本发明取消过热水罐及其仪表等设备可降低成本约3.6～6.3万元，大大降低了企业投资成本，还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，同时也节省了部分蒸汽，实现节能、节水。以下为设备全寿命周期蒸汽节省费用的计算过程。

蒸汽量节省计算(以2m

有过热水罐的水消循环过程相比于本发明无热水罐的水消循环流程，其水的体积多出2m

水初始温度按照T

水的比热容C

蒸汽按照0.45MPa计算，蒸汽的汽化潜热C

因有过热水罐的水消循环过程需要更多的蒸汽对多出的水M

Q＝C

一次水消循环消耗的蒸汽量M

M

一天两次培养基灭菌进行两次水消循环节约的蒸汽量M

M

一年设备运转时间按照300天计算，一年节约的蒸汽量M

M

设备使用寿命按照10年计算，设备全寿命周期节约的蒸汽量M

M

蒸汽价格按照S＝260元/吨计算，设备全寿命周期节约的蒸汽费用Y为：

Y＝2524.92吨×260元/吨＝656479.2元＝65.65万元。

因不同流量的连消系统使用的热水罐的体积不同，故按照上述计算方式计算后设备全寿命周期节约的蒸汽费用见下表：

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。