一种杀菌系统

技术领域

本发明涉及产品杀菌技术领域，尤其涉及一种杀菌系统。

背景技术

在饮料生产过程中，常采用过氧化氢蒸汽对饮料的包材进行杀菌处理，以保证饮料的引用安全。

现有的过氧化氢蒸汽杀菌技术中，通常采用洁净蒸汽和过氧化氢原液直接混合的方式形成过氧化氢蒸汽，例如向一个容器中通入蒸汽的同时喷入过氧化氢原液，使得蒸汽将过氧化氢气化，已形成过氧化氢蒸汽。但是由于洁净蒸汽易于形成冷凝水，导致混合比例控制困难，混合效果差，进而导致过氧化氢蒸汽中过氧化氢的浓度稳定性较差，一方面影响杀菌效果，另一方面包材上过氧化氢的残留量较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种杀菌系统，能够具有较高的杀菌效果，且能够降低产品上杀菌原液的残留量。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种杀菌系统，包括：

蒸汽供给组件，包括第一管路及安装于所述第一管路上的第一开关阀，所述第一管路连通于蒸汽源；

原液供给组件，包括原液存储装置、第二管路及第二开关阀，所述第二管路连通于所述原液存储装置，所述第二开关阀安装于所述第二管路上；

混合装置，所述第一管路及所述第二管路分别连通于所述混合装置，所述混合装置用于混合所述第一管路传输的蒸汽及所述第二管路传输的杀菌原液；

杀菌喷头，通过第三管路连通于所述混合装置，并用于将所述杀菌蒸汽喷射于产品上；

烘干组件，包括加热器及第四管路，所述加热器连通于气源，并用于加热流过的气体，所述第四管路的一端连通于所述加热器，所述第四管路的另一端用于向所述产品传输气体，以对喷射所述杀菌蒸汽后的所述产品进行烘干。

可选地，所述原液供给组件还包括原液输送装置，所述原液输送装置包括原液罐、第五管路及压力输送管路，所述第五管路的一端连通于所述原液存储装置，所述第五管路的另一端及所述第二管路均连通于所述原液罐，所述压力输送管路的一端连通于所述原液罐，所述压力输送管路的另一端连通于压缩空气源，通过所述压力输送管路向所述原液罐中输入压缩空气，以驱动所述原液罐中的杀菌原液通过所述第二管路进入所述混合装置。

可选地，所述原液输送装置还包括第一压力传感器、排气管及安装与所述排气管上的第一比例调节阀，所述第一压力传感器用于检测所述原液罐的压力，所述排气管连通于所述压力输送管路，所述第一比例调节阀的开度根据所述第一压力传感器检测到的信号确定。

可选地，所述原液输送装置还包括安装于所述排气管末端的消音器。

可选地，还包括第一过滤装置，所述第一过滤装置连通于所述第二管路上，用于过滤所述第二管路中的杀菌原液。

可选地，还包括冷却装置，所述冷却装置包括冷却管及换热器，所述换热器具有原液流道和冷却流道，所述第二管路连通于所述原液流道，所述冷却管连通于所述冷却流道及冷却水源，位于所述原液流道中的所述杀菌原液与位于所述冷却流道中的冷却水能热交换。

可选地，所述蒸汽供给组件还包括第一流量传感器及安装于所述第一管路上的第二比例调节阀，所述第一流量传感器用于检测所述第一管路中所述蒸汽的流量，所述第二比例调节阀的开度根据所述第一流量传感器检测到的信号确定。

可选地，所述原液供给组件还包括第二流量传感器及安装于所述第二管路上的第三比例调节阀，所述第二流量传感器用于检测所述第二管路中所述杀菌原液的流量，所述第三比例调节阀的开度根据所述第二流量传感器检测到的信号确定。

可选地，所述烘干组件还包括第三流量传感器及安装于所述第四管路上的第四比例调节阀，所述第三流量传感器用于检测所述第四管路中气体的压力，所述第四比例调节阀的开度根据所述第三流量传感器检测到的信号确定。

可选地，还包括分别连通于所述第四管路的预过滤器及除菌过滤器，所述预过滤器及所述除菌过滤器均用于对所述第四管路中的气体进行过滤。

本发明提供的杀菌系统至少具有如下有益效果：

通过第一管路向混合装置提供蒸汽，通过第二管路向混合装置提供杀菌原液，蒸汽和杀菌原液在混合装置中混合后，通过杀菌喷头喷射在产品上，以实现对产品的杀菌，在对产品杀菌后，加热器将加热后的气体通过第四管路传输至产品上，以对产品进行烘干，在对产品烘干的过程中，能够再次激活过产品上残余的杀菌原液，以能够对产品再次杀菌，还能够使得杀菌原液分解，进而降低产品上杀菌原液的残留量，提高了对产品的杀菌效果，还能够有效控制产品上的残留量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的杀菌系统的结构示意图。

图中：

11、第一管路；12、第一开关阀；13、第一流量传感器；14、第二比例调节阀；15、第二减压阀；16、第二压力表；17、第二压力传感器；18、第一自动开关阀；19、第一疏水阀；110、第二疏水阀；

21、原液存储装置；22、第二管路；23、原液罐；24、第五管路；25、压力输送管路；26、第一压力传感器；27、排气管；28、第一比例调节阀；29、消音器；210、第二流量传感器；211、第三比例调节阀；212、第二手动开关阀；213、第三减压阀；214、第三压力表；215、第二自动开关阀；216、低液位开关；217、原液泵；218、第一单向阀；219、液位传感器；220、第三自动开关阀；221、第三压力传感器；222、第二开关阀；223、第二单向阀；

3、混合装置；

4、杀菌喷头；

51、加热器；52、第四管路；53、第三流量传感器；54、第四比例调节阀；55、第一手动开关阀；56、第一减压阀；57、第一压力表；58、第一自动开关阀；59、温度传感器；

6、第一过滤装置；

71、冷却管；72、换热器；73、第五自动开关阀；74、手动调节阀；

8、预过滤器；9、除菌过滤器；

10、第三管路；20、烘干喷头；100、杀菌区；200、烘干区。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供了一种杀菌系统，能够具有较高的杀菌效果，且能够降低产品上杀菌原液的残留量。其中，产品可以为包材等需要杀菌的结构，杀菌原液可以为过氧化氢。

本实施例的杀菌系统包括蒸汽供给组件、原液供给组件、混合装置、杀菌喷头及烘干组件。其中，如图1所示，蒸汽供给组件包括第一管路11及安装于第一管路11上的第一开关阀12，第一管路11的一端连通于蒸汽源，使得蒸汽源能够向第一管路11输入蒸汽。第一开关阀12用于控制第一管路11的通断。示例地，第一开关阀12可以为手动开关阀。

上述原液供给组件包括原液存储装置21、第二管路22及第二开关阀222。原液存储装置21用于存储杀菌原液，第二管路22的一端连通于原液存储装置21，以从原液存储装置21中获取杀菌原液，第二开关阀222安装于第二管路22上，并由于控制第二管路22的通断。示例地，第二开关阀222可以为电动阀。

第一管路11的另一端及第二管路22的另一端分别连通于混合装置3，使得第一管路11向混合装置3输送蒸汽，第二管路22向混合装置3输送杀菌原液。混合装置3用于混合第一管路11传输的蒸汽及第二管路22传输的杀菌原液，高温的蒸汽与杀菌原液充分接触后能够形成杀菌蒸汽。杀菌蒸汽能够通过第三管路10传输至杀菌喷头4，以通过杀菌喷头4喷射于产品上，以实现对产品的杀菌处理。杀菌蒸汽在与产品接触时，由于产品的温度较低，使得部分杀菌蒸汽液化在产品上，使得产品上存在杀菌原液的残余量。

上述烘干组件包括加热器51及第四管路52。其中，加热器51连通于气源，并用于加热流过的气体，使得气体流经加热器51后温度升高。第四管路52的一端连通于加热器51，第四管路52的另一端用于向产品传输气体，使得高温的气体能够通过第四管路52与产品接触，以对喷射杀菌蒸汽后的产品进行烘干，在对产品烘干的过程中，能够激活产品上残余的杀菌原液，以进一步对产品进行杀菌，同时还能够分解杀菌原液，进而降低杀菌原液在产品上的残余量。可选地，本实施例中，第四管路52的另一端连接有烘干喷头20，通过烘干喷头20向产品喷射高温气体，以提高高温气体与产品接触的效果。

本实施例提供的杀菌系统中，通过第一管路11向混合装置3提供蒸汽，通过第二管路22向混合装置3提供杀菌原液，蒸汽和杀菌原液在混合装置3中混合后，通过杀菌喷头4喷射在产品上，以实现对产品的杀菌，在对产品杀菌后，加热器51将加热后的气体通过第四管路52传输至产品上，以对产品进行烘干，在对产品烘干的过程中，能够再次激活产品上残余的杀菌原液，以能够对产品再次杀菌，还能够使得杀菌原液分解，进而降低产品上杀菌原液的残留量，提高了对产品的杀菌效果，还能够有效控制产品上的残留量。

可选地，本实施例中的杀菌系统还包括控制器，控制器能够连接于第一开关阀12、第二开关阀222、加热器51及杀菌喷头4，并用于控制第一开关阀12及第二开关阀222的开度，控制加热器51及杀菌喷头4的启闭。

本实施例中，原液供给组件还包括原液输送装置，第二管路22通过原液输送装置与原液存储装置21连通。具体的，如图1所示，原液输送装置包括原液罐23、第五管路24及压力输送管路25。其中，第五管路24的一端连通于原液存储装置21，第五管路24的另一端及第二管路22均连通于原液罐23，原液存储装置21中的杀菌原液能够通过第五管路24流入原液罐23中。压力输送管路25的一端连通于原液罐23，压力输送管路25的另一端连通于压缩空气源，压缩空气源能够产生压缩空气，且压缩空气源中的压缩空气通过压缩输送管路25输入至原液罐23中，使得原液罐23中的压力升高，以能够将原液罐23中的杀菌原液挤压至第二管路22中，也即是，原液罐23内的压缩空气能够驱动原液罐23中的杀菌原液通过第二管路22进入混合装置3，还即是，本实施例中的杀菌原液通过气压输送的方式，相较于现有技术中的泵送方式，均有较高的连续性和稳定性。

进一步地，请继续参考图1，原液输送装置还包括第一压力传感器26、排气管27及安装与排气管27上的第一比例调节阀28。其中，第一压力传感器26用于检测原液罐23的压力，排气管27连通于压力输送管路25，当需要对原液罐23进行排气或需要降低原液罐23中的压力时，原液罐23中的压缩气体通过压力输送管路25及排气管27排出。第一比例调节阀28的开度根据第一压力传感器26检测到的信号确定。具体的，第一比例调节阀28和第一压力传感器26分别与控制器连接，第一压力传感器26检测到原液罐23中的压力信号后，将压力信号传输至控制器，控制器经过分析计算后向比例调节阀发送控制信号，第一比例调节阀28根据接收到的控制信号和预先设置的设定参数值，调节阀门的开度，以精确的控制排气管27中的流量。

进一步地，为了降低排气管27排气时的噪音，如图1所示，原液输送装置还包括安装于排气管27末端的消音器29，以防止产生噪音污染。

本实施例中，如图1所示，原液输送装置还包括安装在压力输送管路25上的第二手动开关阀212、第三减压阀213、第三压力表214及第二自动开关阀215。其中，第二手动开关阀212、第三减压阀213、第三压力表214及第二自动开关阀215均安装于压力输送管路25与排气管27接口的上游。第二手动开关阀212及第二自动开关阀215均用于控制压力输送管路25中压缩空气的流量，使得压力输送管路25既具有手动控制的功能，还具有电动控制的功能。第三减压阀213用于将压力输送管路25中的压力调节至所需的压力，第三压力表214用于显示压力输送管路25中压缩空气的压力。第三减压阀213及第二自动开关阀215分别与控制器连接，使得控制器控制第三减压阀213及第二自动开关阀215的开度。

可选地，请继续参考图1，原液供给组件还包括原液泵217、第一单向阀218及液位传感器219。其中，原液泵217连通在第五管路24中，并用于驱动原液存储装置21中的杀菌原液通过第二管路24进入原液罐23中。液位传感器219用于检测原液罐23中杀菌原液的量，为了防止原液罐23中的杀菌原液过多或过少，原液泵217的启动受控于液位传感器219检测到的数据，以提高原液供给组件的可靠性。第一单向阀218安装在第五管路24上，并位于原液泵217的下游，第一单向阀218用于方防止原液罐23中的杀菌原液回流。

示例地，原液存储装置21中设有低液位开关216，当原液存储装置21中的液位低于预设值时，低液位开关216反馈给控制器，以提示更换原液存储装置21或需要向原液存储装置21中注入杀菌原液。

本实施例中，如图1所示，杀菌系统还包括第一过滤装置6。第一过滤装置6连通于第二管路22上且位于第二开关阀222的上游，用于过滤第二管路22中的杀菌原液，以提高进入混合装置3中的杀菌原液的纯度。

进一步地，原液供给组件还包括第二流量传感器210及安装于第二管路22上的第三比例调节阀211，第二流量传感器210及第三比例调节阀211均位于第一过滤装置6的下游，并靠近混合装置3设置。第二流量传感器210用于检测第二管路22中杀菌原液的流量，第三比例调节阀211的开度根据第二流量传感器210检测到的信号确定，以能够提高控制第二管路22中杀菌原液流量的精准度。示例地，第二流量传感器210能够将检测到的流量信号发送至控制器，控制器根据该流量信号向第三比例调节阀211发送控制信号，使得第三比例调节阀211根据控制信号自动调节开度。

再进一步地，第二管路22上还安装有第三压力传感器221，第三压力传感器221设置在第一过滤装置6与第二开关阀222之间，并用于检测第二管路22中杀菌原液的压力。当第三压力传感器221检测到第二管路22的压力处于正常范围内，但第二流量传感器210检测到的流量低于流量下限时，说明第一过滤装置6可以出现堵塞，需要反馈给控制器进行报警处理。

请参考图1，原液供给组件还包括排液管，排液管连通于第二管路22，且排液管与第二管路22的接口位于第一过滤装置6及第三压力传感器221之间。排液管用于排空原液罐23，排液管上安装有第三自动开关阀220。当需要排空原液罐23时，第二开关阀222自动关闭，第三自动开关阀220自动打开，以使原液罐23中的杀菌原液经第二管路22及排液管排出。

可选地，如图1所示，杀菌系统还包括冷却装置。其中，冷却装置包括冷却管71及换热器72。换热器72具有原液流道和冷却流道，第二管路22连通于原液流道，冷却管71连通于冷却流道及冷却水源，冷却水源用于通过冷却管71向冷却流道提供冷却液，位于原液流道中的杀菌原液与位于冷却流道中的冷却水能进行热交换，以降低杀菌原液的温度，进而防止在第二管路22中生成杀菌原液的析出物。

进一步地，换热器72位于第三比例调节阀211的下游，使得换热器72能够对第二管路22中的杀菌原液冷却，进而防止产生的析出物堵塞第二流量传感器210。可选地，第二管路22上还安装有第二单向阀223，第二单向阀223位于换热器72与混合装置3之间，并用于防止杀菌原液回流。

可选地，冷却管71上安装有第五自动开关阀73和手动调节阀74，两者均用于调节冷却管71中冷却液的流量。

如图1所示，可选地，蒸汽供给组件还包括第一流量传感器13及安装于第一管路11上的第二比例调节阀14。其中，第一流量传感器13用于检测第一管路11中蒸汽的流量，第二比例调节阀14的开度根据第一流量传感器13检测到的信号确定，也即是，第二比例调节阀14的开度受控于第一流量传感器13检测到的信号。

进一步地，请参考图1，蒸汽供给组件还包括分别安装在第一管路11上的第二减压阀15、第一压力表16、第二压力传感器17、第一自动开关阀18、第一疏水阀19及第二疏水阀110。第一疏水阀19位于第一开关阀12的上游，并用于对第一管路11进行疏水；第二减压阀15位于第一开关阀12的下游，并用于将第一管路11中的压力控制到需要值；第一压力表16位于第二减压阀15的下游，并用于显示第一管路11中蒸汽的压力；第二疏水阀110位于第一压力表16的下游；第二压力传感器17位于第二疏水阀110的下游，并用于检测第一管路11中蒸汽的压力；第一自动开关阀18位于第二压力传感器17及第一流量传感器13之间，并用于控制第一管路11中蒸汽的流量。

可选地，如图1所示，烘干组件还包括第三流量传感器53及安装于第四管路52上的第四比例调节阀54，第三流量传感器53及第四比例调节阀54位于加热器51的上游。其中，第三流量传感器53用于检测第四管路52中气体的压力，第四比例调节阀54的开度根据第三流量传感器53检测到的信号确定，也即是，第四比例调节阀54的开度受控于第三流量传感器53检测到的信号。

进一步地，烘干组件还包括分别安装在第四管路52上的第一手动开关阀55、第一减压阀56、第一压力表57、第一自动开关阀58及温度传感器59。其中，第一手动开关阀55和第一自动开关阀58均用于调节第四管路52中气体的流量，且均位于第四比例调节阀54的上游；第一减压阀56位于第一手动开关阀55与第一自动开关阀58之间，并用于将第四管路52的压力控制在需要的值上；第一压力表57位于第一减压阀56与第一自动开关阀58之间，用于显示第四管路52中气体的压力。

进一步地，为了保证烘干产品的气体无其他杂质，杀菌系统还包括分别连通于第四管路52的预过滤器8及除菌过滤器9。其中，预过滤器8及除菌过滤器9位于第一压力表57和第一自动开关阀58之间，且预过滤器8位于除菌过滤器9上游，预过滤器8及除菌过滤器9均用于对第四管路52中的气体进行过滤，使得与产品接触的气体为无菌气体。

本实施例提供的杀菌系统在使用时均有杀菌过程和烘干过程，下面分别对两个过程的实现方式进行说明。

杀菌过程包括洁净蒸汽供给、杀菌原液的供给及蒸汽与杀菌原液的混合。其中：

洁净蒸汽供给具体步骤为：蒸汽源的洁净蒸汽进入第一管路11，并通过第一疏水阀19，第一疏水阀19能排空第一管路11中的冷凝水，避免冷凝水进入混合装置3中；然后打开第一开关阀12，根据第二压力表14，通过第二减压阀15将洁净蒸汽调节到指定压力，第二压力传感器17在线检测洁净蒸汽的压力，压力异常时可反馈给控制器报警处理；第一自动开关阀18前设有第二疏水阀110，以排空洁净蒸汽管路进入混合装置3前产生的冷凝水；第一自动开关阀18打开，洁净蒸汽经第二比例调节阀14调节流量后进入混合装置3中。

杀菌原液的供给步骤为：原液泵217将原液存储装置21中的杀菌原液(杀菌原液的浓度通常为30％-35％)泵送到原液罐23中，原液泵217受控于液位传感器219，第一单向阀218在原液泵217启动时自动开启，在原液泵217停止时自动关闭；打开第二手动开关阀212，根据第三压力表214，通过第三减压阀213将压缩空气调节到指定压力；第二自动开关阀215打开，压缩空气通入原液罐23，在原液罐23建立背压，同时第一比例调节阀28(其受控于第一压力传感器26)控制原液罐23背压气排气开度，以稳定原液罐23的背压压力；第二开关阀222打开，第三自动开关阀220关闭，杀菌原液在压缩空气的压力下，经第一过滤装置6滤除杂质，再经第三比例调节阀211调节流量后，送至混合装置3中与洁净蒸汽进行混合。混合装置3入口设有第二单向阀223，以防止蒸汽窜入第二管路22。其中，第一过滤装置6出口设有第三压力传感器221，当第一压力传感器26与第三压力传感器221压差大于一定值时，说明第一过滤装置6堵塞，可反馈给控制器报警处理。

蒸汽与杀菌原液的混合步骤为：经过定量的杀菌原液与经过定量的洁净蒸汽在混合装置3中均匀混合，形成杀菌蒸汽，接入如图1所示的杀菌区100，通过杀菌喷头4对产品进行杀菌；混合装置3的出口到杀菌区100的第三管路10的长度控制在最短，以避免长距离输送导致蒸汽冷凝水生成，影响杀菌效果。

烘干过程为：打开第一手动开关阀55，根据第一压力表57，通过第一减压阀56将第四管路52中的气体调节到指定压力；第一自动开关阀58打开，气体经过预过滤器8和除菌过滤器9的过滤，再经第四比例调节阀54调节流量后，送至加热器51加热至指定温度，成为无菌热空气，其中加热器51受控于温度传感器59；之后将无菌热空气接入图1所示的烘干区200，对产品进行烘干，在激活杀菌原液杀菌的同时，对杀菌原液(如过氧化氢)起到分解作用。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。