一种电子束辐射灭菌装置及方法

技术领域

本发明涉及食品、药品包装机械及方法，尤其涉及一种电子束辐射灭菌装置及方法。

背景技术

电子束灭菌法是辐射灭菌法之一，是指将物品置于适宜的电子发射器发送的电子束中进行电离辐射而达到杀灭微生物的方法。医疗器械、容器、生产辅助用品、不受辐射破坏的原料药及成品等均可用辐射灭菌。

由于辐射消毒灭菌彻底，无污染、无残留，辐射消毒灭菌不需加热，穿透力强，加工时不需要打开产品包装，操作简单快捷，可连续作业，易于过程控制，消毒灭菌后的产品在密封状态下可长期保存。《中国药典》2020版已明确将辐射灭菌法纳入常用的灭菌方法之一。

现阶段的电子束灭菌设备由于价格昂贵、结构复杂等特点，难以被广泛使用。专利文献(CN111278470A)公开了一种表面净化装置及操作方法，通过采用2个周向壁和锁定腔室、2个提升旋转装置并将传输方式改成上下迷宫式传输，从而屏蔽电子束产生的X射线向外逃逸，其结构非常复杂，并且将传输装置分成了多段，同时包含多种运动机构，可靠性低，生产效率较低。专利文献(CN104335290B)公开了一种电子线照射装置，虽然采用了3台小尺寸电子束发射器，从而降低成本，且灭菌效果较好。但是需要将待灭菌的物料旋转4次，每次旋转90°，并通过传输机构将物料在电子束发射器之间来回穿过4次，加工效率非常的低，不能用于高速生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低、生产效率高，能够有效屏蔽灭菌时产生的X射线的电子束辐射灭菌装置。

本发明进一步提供一种电子束辐射灭菌方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种电子束辐射灭菌装置，包括屏蔽壳体，所述屏蔽壳体上设有第一进料口和第一出料口，屏蔽壳体内部依次设有进料屏蔽墙、电子束灭菌腔及出料屏蔽墙，所述进料屏蔽墙上设有与所述第一进料口上下错开的第二进料口，所述出料屏蔽墙上设有与所述第一出料口上下错开的第二出料口，所述第一进料口处设有进料传输机构，第一出料口处设有出料传输机构，所述第二进料口和第二出料口之间穿设有灭菌传输机构，所述进料传输机构与所述灭菌传输机构之间、以及灭菌传输机构与所述出料传输机构之间分别设有升降转运机构。

作为上述技术方案的进一步改进：所述升降转运机构包括两个同轴布置的转盘，所述进料传输机构、所述出料传输机构和灭菌传输机构位于两个所述转盘之间，两所述转盘上沿圆周方向均匀设有多个抓取部件。

作为上述技术方案的进一步改进：所述抓取部件为L型托板，所述L型托板的竖直部分与所述转盘转动连接。

作为上述技术方案的进一步改进：所述电子束灭菌腔内设有上电子束发射器、第一侧面电子束发射器和第二侧面电子束发射器，所述上电子束发射器位于所述灭菌传输机构的上方，所述第一侧面电子束发射器和第二侧面电子束发射器相对布置于所述灭菌传输机构的两侧。

作为上述技术方案的进一步改进：所述电子束灭菌腔于所述灭菌传输机构的上方设有上电子束发射器并于灭菌传输机构的下方设有下电子束发射器。

作为上述技术方案的进一步改进：所述灭菌传输机构为辊棒输送机，辊棒输送机位于所述上电子束发射器下方的辊棒的直径小于其余各处辊棒的直径。

作为上述技术方案的进一步改进：所述第一进料口的高度小于所述第二进料口的高度，所述第一出料口的高度小于所述第二出料口的高度。

一种电子束辐射灭菌方法，包括以下步骤：

S1、进料：进料传输机构输送待灭菌物料经过第一进料口，升降转运机构将待灭菌物料转移至灭菌传输机构，灭菌传输机构输送待灭菌物料通过第二进料口进入电子束灭菌腔；

S2、电子束对待灭菌物料进行灭菌；

S3、出料：灭菌传输机构输送待灭菌物料通过第二出料口，升降转运机构将待灭菌物料转移至出料传输机构，出料传输机构输送待灭菌物料通过第一出料口。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的电子束辐射灭菌装置，在电子束灭菌腔的进料侧和出料侧分别设置进料屏蔽墙和出料屏蔽墙，屏蔽壳体上的第一进料口和进料屏蔽墙上的第二进料口上下错开，出料屏蔽墙上的第二出料口与屏蔽壳体上的第一出料口上下错开，能够有效地阻止电子束灭菌腔产生的X射线对外的辐射，进料传输机构与灭菌传输机构之间、以及灭菌传输机构与出料传输机构之间分别设有升降转运机构，从而实现待灭菌物料的传输，可以实现连续生产，提高了生产效率，且整体结构简单、成本低。

本发明公开的电子束辐射灭菌方法，可以快速转运待灭菌物料，实现连续生产，具有较高的生产效率。

附图说明

图1是本发明电子束灭菌装置第一种实施例的主视结构示意图。

图2是本发明电子束灭菌装置的俯视结构示意图。

图3是本发明中的电子束灭菌腔第一种实施例的结构示意图。

图4是本发明中的电子束灭菌腔第二种实施例的结构示意图。

图5是本发明中的抓取部件的立体结构示意图。

图6是本发明中的抓取部件抓取待灭菌物料时的结构示意图。

图7是本发明电子束灭菌装置第二种实施例的主视结构示意图。

图中各标号表示：1、屏蔽壳体；11、第一进料口；12、第一出料口；13、进料屏蔽墙；14、出料屏蔽墙；15、第二进料口；16、第二出料口；21、进料传输机构；22、出料传输机构；23、灭菌传输机构；3、上电子束发射器；4、下电子束发射器；41、第一侧面电子束发射器；42、第二侧面电子束发射器；5、电子束灭菌腔；6、待灭菌物料；7、升降转运机构；71、转盘；72、抓取部件。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1至图3、图5和图6示出了本发明电子束辐射灭菌装置的一种实施例，本实施例的电子束辐射灭菌装置，包括屏蔽壳体1，屏蔽壳体1上设有第一进料口11和第一出料口12，屏蔽壳体1内部依次设有进料屏蔽墙13、电子束灭菌腔5及出料屏蔽墙14，进料屏蔽墙13上设有与第一进料口11上下错开的第二进料口15，出料屏蔽墙14上设有与第一出料口12上下错开的第二出料口16，第一进料口11处设有进料传输机构21，第一出料口12处设有出料传输机构22，第二进料口15和第二出料口16之间穿设有灭菌传输机构23，进料传输机构21与灭菌传输机构23之间、以及灭菌传输机构23与出料传输机构22之间分别设有升降转运机构7。其中，第一进料屏蔽墙13、出料屏蔽墙14优选铅墙，铅墙对于X射线辐射的屏蔽效果良好。当然在其他实施例中，也可采用其他现有材质实现屏蔽功能。

该电子束辐射灭菌装置，在电子束灭菌腔5的进料侧和出料侧分别设置进料屏蔽墙13和出料屏蔽墙14，屏蔽壳体上1的第一进料口11和进料屏蔽墙13上的第二进料口15上下错开，出料屏蔽墙14上的第二出料口16与屏蔽壳体1上的第一出料口12上下错开，能够有效地阻止电子束灭菌腔5产生的X射线对外的辐射，进料传输机构21与灭菌传输机构23之间、以及灭菌传输机构23与出料传输机构22之间分别设有升降转运机构7，从而实现待灭菌物料6(例如西林瓶、卡式瓶和预灌封单元巢式盒等)的传输，可以实现连续生产，提高了生产效率，且整体结构简单、成本低。

进一步地，本实施例中，升降转运机构7包括两个同轴布置的转盘71，进料传输机构21、出料传输机构22和灭菌传输机构23位于两个转盘71之间，两转盘71上沿圆周方向均匀设有多个抓取部件72。工作时，待灭菌物料6由进料传输机构21输入，靠近第一进料口11的升降转运机构7(附图中左侧的升降转运机构7)的两个转盘71同步旋转，带动其上的各抓取部件72旋转，抓取部件72经过进料传输机构21时，从两侧抓取进料传输机构21上的待灭菌物料6，转盘71继续旋转，抓取部件72经过灭菌传输机构23时，将待灭菌物料6放置于灭菌传输机构23上，灭菌传输机构23输送待灭菌物料6进入电子束灭菌腔5，在电子束灭菌腔5内完成灭菌后，灭菌后的物料由靠近第一出料口12的升降转运机构7(附图中由侧的升降转运机构7)转运至出料传输机构22(具体过程不再赘述)，由出料传输机构22输出至屏蔽壳体1外，该升降转运机构7结构简单、可靠，转运效率高。

作为优选的实施例，抓取部件72为L型托板，L型托板的竖直部分与转盘71转动连接。当抓取部件72旋转过程中从下往上经过各传输机构时，可以从传输机构上托起待灭菌物料6，相反当抓取部件72从上往下经过各传输机构时，可以将抓取的待灭菌物料6放置于传输机构上。旋转过程中在抓取部件72和待灭菌物料6的重力作用下，可以保证待灭菌物料6始终处于水平状态，结构简单、可靠。

进一步地，本实施例中，电子束灭菌腔5内设有上电子束发射器3、第一侧面电子束发射器41和第二侧面电子束发射器42，上电子束发射器3位于灭菌传输机构23的上方，第一侧面电子束发射器41和第二侧面电子束发射器42相对布置于灭菌传输机构23的两侧。当待灭菌物料6经过电子束灭菌腔5内时，上电子束发射器3对待灭菌物料6的上表面进行电子束灭菌，第一侧面电子束发射器41和第二侧面电子束发射器42对待灭菌物料6的下表面及侧面进行电子束灭菌，灭菌效果全面。

参见图4，当然在其他实施例中，也可以是：电子束灭菌腔5于灭菌传输机构23的上方设有上电子束发射器3并于灭菌传输机构23的下方设有下电子束发射器4。当待灭菌物料6经过电子束灭菌腔5内时，上电子束发射器3、下电子束发射器4对待灭菌物料6的上、下表面及侧面进行电子束灭菌，电子束发射器的数量减少，结构更简单、成本更低。

进一步地，本实施例中，灭菌传输机构23为辊棒输送机，辊棒输送机位于上电子束发射器3下方的辊棒的直径小于其余各处辊棒的直径。辊棒输送机传输可靠，辊棒之间的间隙方便电子束通过，当然在其他实施例中，也可采用现有的其他传输方式，辊棒输送机位于上电子束发射器3下方的辊棒的直径小于其余各处辊棒的直径，有利于减少辊棒对电子束发射器发射的电子束的遮挡，保证灭菌效果。进料传输机构21、出料传输机构22也可以采用辊棒输送机、输送带等。

作为优选的实施例，第一进料口11的高度小于第二进料口15的高度，第一出料口12的高度小于第二出料口16的高度。由于第一进料口11和第一出料口12的高度较低，方便待灭菌物料6进出屏蔽壳体1。参照图7，当然在其他实施例中，也可以进行调换，将第一进料口11和第一出料口12设置的较高，也可有效地阻止电子束灭菌腔5产生的X射线对外的辐射。

本实施例的电子束辐射灭菌方法，包括以下步骤：

S1、进料：进料传输机构21输送待灭菌物料6经过第一进料口11，升降转运机构7将待灭菌物料6转移至灭菌传输机构23，灭菌传输机构23输送待灭菌物料6通过第二进料口15进入电子束灭菌腔5；

S2、电子束对待灭菌物料6进行灭菌；

S3、出料：灭菌传输机构23输送待灭菌物料6通过第二出料口16，升降转运机构7将待灭菌物料6转移至出料传输机构22，出料传输机构22输送待灭菌物料6通过第一出料口12。

该电子束辐射灭菌方法，可以快速转运待灭菌物料6，实现连续生产，具有较高的生产效率。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。