一種變頻控制的節能連續滅菌系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種變頻控制的節能連續滅菌系統，屬于于工業消毒殺菌領域，包括配料罐、換熱器、加熱器、保溫維持器及控制系統，換熱器內部為兩個螺旋式通道，每個通道設置進口和出口，配料罐底部出料口通過物料泵與換熱器其中一個通道進口連通，該通道的出口經過加熱器與保溫維持器連通，保溫維持器的出口與換熱器內另一個通道的進口連通，物料泵與控制系統之間設有變頻器。本實用新型專利技術利用滅菌后的熱料預熱滅菌前的冷料和利用滅菌前的冷料冷卻滅菌后的熱料，同時通過料液溫度和蒸汽壓力的測量及計算機數據處理，經由變頻器反饋控制物料泵的轉速，實現滅菌的節能、節水和高精確性、穩定性的滅菌溫度與時間的自動控制。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種連續流動滅菌的設備系統，屬于工業消毒殺菌領域，尤其是一種變頻控制的節能連續滅菌系統，該系統適用于生物制藥、食品工程、生物化工等行業對液態原料或制成品進行加熱滅菌，以避免微生物的污染。
技術介紹
液態物料的消毒殺菌，歷來采用反應罐原位實罐滅菌與罐外連續流動滅菌兩種方式。前者的主要缺點有:加熱、冷卻操作耗時長，反應罐周轉率低，降低作業產率；操作復雜，難以實現自動化，造成滅菌質量波動；引起蒸汽壓力的較大波動，影響其他工序使用蒸汽的作業；加熱蒸汽和冷卻用水的消耗量大，熱能難以回收利用。后者一般使用管道或平板換熱器進行加熱、保溫維持與冷卻，以及使用調節閥來控制滅菌溫度，同樣存在熱能消耗大、余熱難以回收、自動化難度大、元件成本高以及占地面積大、流動阻力大、清洗困難、密封不易、容易發生滲漏等問題。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是提供一種變頻控制的節能連續滅菌系統，該系統把熱料預熱冷料、冷料冷卻熱料的熱能綜合利用與回收操作成為可能，不用擔心由冷、熱料串料造成的滅菌后物料的污染，從而達到更加顯著的節能效果。為解決上述技術問題，本技術所采取的技術方案是:一種變頻控制的節能連續滅菌系統，其特征在于包括配料罐、換熱器、加熱器、保溫維持器及控制系統，所述換熱器內部為兩個螺旋式通道，每個通道設置進口和出口，所述配料罐底部出料口通過物料泵與換熱器其中一個通道進口連通，該通道的出口經過加熱器與保溫維持器連通，保溫維持器的出口與換熱器內另一個通道的進口連通，所述物料泵與控制系統之間設有變頻器。對上述結構作進一步補充，所述加熱器前端管路上均設有壓力傳感器，加熱器進口和出口管路均設有溫度傳感器，所述壓力傳感器和溫度傳感器均與控制系統連接。本技術通過變頻器來控制物料泵，調節物料的流速來控制滅菌溫度和時間，比起傳統的調節閥控制，控制精度更高，成本更低，更節能。對上述結構作進一步補充，所述換熱器串聯兩個以上，形成多層換熱系統。本技術可以設置多層換熱器，可以充分利用物料的溫度，更完全地回收熱能，更大程度地節倉泛。對上述結構作進一步補充，所述加熱器為蒸汽噴射式加熱器或螺旋板式加熱器。對上述結構作進一步補充，所述蒸汽噴射式加熱器為文丘里式混合器，或者是噴射式淀粉液化器。對上述結構作進一步補充，所述控制系統為計算機控制系統。采用上述技術方案所產生的有益效果在于:(I)本技術利用兩通道完全隔離的新型螺旋板式換熱器作為物料的預熱與冷卻單元設備，以噴射式汽-液混合器或普通螺旋板式換熱器作為加熱單元設備，以新型單通道螺旋板式保溫維持器作為保溫維持單元設備，以變頻器控制的物料泵作為流體動力設備，并借助工控計算機中的控制系統實施由料液溫度和蒸汽壓力反饋調控泵轉速，實現滅菌溫度和時間的自動調節與穩態控制，從而達到全自動化連續滅菌，穩定和提高滅菌質量的目的；(2)本技術使用變頻器調節泵的轉速和物料流量，使滅菌溫度和時間的控制更加穩定和可靠，由于作為預熱和冷卻用的新型螺旋板式換熱器的兩個流體通道完全隔離，使得用熱料預熱冷料、冷料冷卻熱料的熱能綜合利用與回收操作成為可能，不用擔心由冷、熱料串料造成的滅菌后物料的污染，從而達到更加顯著的節能效果；(3)本技術還方便對在高溫下會發生相互作用以致營養變性或破壞的物料成分分開滅菌，只需按先后順序進行，而不需要另外增加設備。以下結合附圖和具體實施方式對本技術作進一步詳細的說明。附圖說明圖1是本技術的結構示意圖；圖2是本技術的另一種形式的結構示意圖；圖3是本技術的第三種形式的結構示意圖；圖中，虛線箭頭表示滅菌前物料的流動方向，實線箭頭表示滅菌后物料的流動方向，空心箭頭表示蒸汽流動方向，S表示蒸汽，F表示去發酵罐或無菌接受罐方向。其中:1、配料罐，2、過濾器，3、物料泵，4、蒸汽噴射式加熱器，5、螺旋板式加熱器，6、換熱器，6-1、第一換熱器，6-2、第二換熱器，7、保溫維持器，8、止逆閥，9、溫度傳感器，10、壓力傳感器，11、變頻器，12、控制系統，13、疏水閥。具體實施方式本技術具體涉及一種變頻控制的節能連續滅菌系統，如圖1所示，該系統包括配料罐1、換熱器6、加熱器、保溫維持器7及控制系統12，換熱器6內部為兩個螺旋式通道，每個通道設置進口和出口，配料罐I底部出料口通過物料泵3與換熱器6其中一個通道進口連通，該通道的出口經過加熱器與保溫維持器7連通，保溫維持器7的出口與換熱器6內另一個通道的進口連通，物料泵3與控制系統12之間設有變頻器11。加熱器前端管路上均設有壓力傳感器10，加熱器進口和出口管路均設有溫度傳感器9，壓力傳感器10和溫度傳感器9均與控制系統12連接。以下結合附圖詳細說明本技術所述變頻控制的節能連續滅菌系統的實施方法。實施例中的連續滅菌，均采用表一所列對應的滅菌溫度和時間。表一實施例一參看附圖2，配料罐I中的物料通過過濾器2濾除物料中可能存在的大顆粒以及麻繩等雜物，由物料泵3泵入第一換熱器6-1的一個通道，對另一個通道中來自第二換熱器6-2經一級冷卻的滅菌后物料進行二級冷卻，本身則被預熱。接著進入第二換熱器6-2，對來自保溫維持器7的滅菌后物料進行一級冷卻，本身則被進一步加熱。然后在噴射式汽-液混合器中再進一步被瞬間加熱至滅菌溫度，再進入保溫維持器7中，物料在其中流經路徑的長短是經過嚴格計算設計的，以便在滅菌溫度的保持下達到一定的滅菌時間。保溫維持設定時間后的物料先后在第二換熱器6-2和第一換熱器6-1中進行一級和二級冷卻，同時將冷物料進行一級和二級預熱，如此周而復始，直到配料罐中的物料和清洗配料罐的水全部泵完。圖中的止逆閥8用來防止因壓力波動造成的物料倒灌蒸汽管和蒸汽倒灌配料罐。溫度傳感器9，用于感知物料的預熱溫度和滅菌溫度，并將標準數字或模擬信號送入計算機控制系統12。壓力傳感器10，用于感知蒸汽的壓力，并將標準數字或模擬信號送入計算機控制系統12。泵和風機專用變頻器11，用于調節物料泵3的轉速。控制系統12，用于對溫度和壓力數據進行處理，藉以調節滅菌溫度和時間，并對變頻器11施加控制，以調節泵的轉速。這一連續滅菌過程由于蒸氣與物料直接混合,蒸汽在物料中冷凝，而造成物料有某種程度的稀釋，同時有蒸汽夾帶雜質的化學污染，故不適用于食品、藥物成品等的滅菌，一般用于生物制藥和生物化工的培養基滅菌。實施例二 參看附圖3，配料罐I中的物料通過過濾器2濾除物料中可能存在的大顆粒以及麻繩等雜物，由物料泵3泵入第一換熱器6-1的一個通道，對另一個通道中來自第二換熱器6-2經一級冷卻的滅菌后物料進行二級冷卻，本身則被預熱。接著進入第二換熱器6-2，對來自保溫維持器7的滅菌后物料進行一級冷卻，本身則被進一步加熱。然后在普通螺旋板式換熱器5中再進一步被瞬間加熱至滅菌溫度，再進入保溫維持器7中，物料在其中流經路徑的長短是經過嚴格計算設計的，以便在滅菌溫度的保持下達到一定的滅菌時間。保溫維持設定時間后的物料先后在第二換熱器6-2和第一換熱器6-1中進行一級和二級冷卻，同時將冷物料進行一級和二級預熱，如此周而復始，直到配料罐中的物料和清洗配料罐的水全部泵完。圖中的疏水閥13是用來阻汽排水的，以減少蒸汽的消耗。其余標識同上。這一連續滅菌過程由于蒸汽與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變頻控制的節能連續滅菌系統，其特征在于包括配料罐（1）、換熱器（6）、加熱器、保溫維持器（7）及控制系統（12），所述換熱器（6）內部為兩個螺旋式通道，每個通道設置進口和出口，所述配料罐（1）底部出料口通過物料泵（3）與換熱器（6）其中一個通道進口連通，該通道的出口經過加熱器與保溫維持器（7）連通，保溫維持器（7）的出口與換熱器（6）內另一個通道的進口連通，所述物料泵（3）與控制系統（12）之間設有變頻器（11）。

【技術特征摘要】
1.一種變頻控制的節能連續滅菌系統，其特征在于包括配料罐(I)、換熱器(6)、加熱器、保溫維持器(7)及控制系統(12)，所述換熱器(6)內部為兩個螺旋式通道，每個通道設置進口和出口，所述配料罐(I)底部出料口通過物料泵(3 )與換熱器(6 )其中一個通道進口連通，該通道的出口經過加熱器與保溫維持器(7)連通，保溫維持器(7)的出口與換熱器(6)內另一個通道的進口連通，所述物料泵(3)與控制系統(12)之間設有變頻器(11)。2.根據權利要求1所述的一種變頻控制的節能連續滅菌系統，其特征在于所述加熱器前端管路上設有壓力傳感器(10)，加熱器進口和出口管路均...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐親民，
申請(專利權)人：徐親民，
類型：實用新型
國別省市：