1.本发明涉及低温灭菌技术领域，具体涉及一种液态类物料包在输送中传导受热的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置及其升温方法。
背景技术：2.传统水浴式灭菌或隧道式灭菌设备中，采用的升温灭菌方法还是喷淋物料包表面方式，以达到灭菌所需的温度要求。由于现有灭菌设备结构简单、体量大，设备空间内热量流失也大，通常不设预热装置，按照常规方式加热升温，即使有简单的预热喷淋，还是达不到85～95℃预热温度，使得预热时间长，增加了恒温灭菌时间；且设备占地面积大、耗能也大，灭菌效率自然低。
3.现有灭菌设备大多数需要断开物料包生产线，先收集再集中灭菌，并延长升温时间才能达到预定的灭菌温度。不能快速达到产品预定的灭菌温度，主要原因在于设备内部不能满足密闭空间内的热分布要求，缺少科学的热分布设置以及缺少热分布适用的升温方法。
4.为解决现有灭菌设备不设预热装置或预热喷淋简单，以及在灭菌设备前端预热上存在技术空白问题，本发明特别提出一种高效节能的喷淋灭菌预热升温装置及其升温方法，该方法可实现物料包在输送中完成灭菌产品的预热升温，即在常压密闭空间内对输送中的物料包实施全方位高温水喷淋加蒸汽喷射的热量，同时作用在物料包上，从而让物料包快速达到灭菌产品的预热温度要求，使得灭菌时间比常规灭菌提升3～5倍，同时减少了灭菌设备恒温灭菌时间。该装置占地面积小，耗能小，直接提升了后端设备灭菌生产效率。
5.本发明专利中公开的部分技术概念，如转塔式灭菌，有援引在先申请中国专利号zl202210726719.8中公开的连续式转塔喷淋灭菌系统设备，该发明专利中的技术概念，与本发明专利中的技术概念两者属于关联技术专利。本专利中描述的预热温度值，以及灭菌产品灭菌温度，均是参照《gb 4789.2-2016食品安全国家标准》要求的灭菌温度要求。
技术实现要素：6.为解决灭菌产品物料包快速预热升温，达到灭菌产品的预热温度以及减少恒温灭菌时间问题。本发明特别提供一种高效节能的喷淋灭菌预热升温装置及其升温方法，其应用在转塔式灭菌、隧道式灭菌和箱式灭菌柜等灭菌设备前端，即为灭菌设备前端提供一种全新的热分布技术设置的喷淋灭菌预热升温装置及其升温方法技术方案。
7.为解决上述问题，本发明专利采用的技术构思是：一种高效节能的喷淋灭菌预热升温装置及其升温方法，当物料包进入灭菌设备前端的预热区域时，相对密闭的预热升温装置空间内分布设置上下、左右高温水喷淋头和蒸汽喷淋头，通过高温水喷淋头由上至下对物料包上表面喷淋98℃高温水，通过蒸汽喷淋头由下至上对物料包下表面喷射100℃饱和蒸汽；由于物料包上表面的高温水从上往下流，温度随之流失部分，此时物料包继续往前输送时，物料包下表面同时接受向上喷射的蒸汽热
量。根据流体有相变化时，包括蒸汽冷凝对流和液体沸腾对流两种。物料包上表面接受液体沸腾对流，物料包下表面接受蒸汽冷凝对流，使得物料包内外温度通过热对流方式，快速达到温控检测系统设定的预热温度，实现对输送中的物料包传导传热升温目的。
8.根据上述构思，本发明所采用的全新热分布技术方案是：一种高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，用于灭菌设备前端的物料包预热升温使用，主要由输送网链、密封罩、热水回收罐及传动装置构成，其特征在于：所述预热升温装置还包括密封罩内上下分布的喷淋头和左右分布的喷淋头，以及连接喷淋头的外部接入的高温水管和蒸汽水管，蒸汽水管接入端安装有蒸汽调节阀；其中，所述密封罩顶部设置喷头向下的高温水喷淋头，输送网链下面设置喷头向上的蒸汽喷淋头，密封罩左右两侧内壁设置喷头相向的蒸汽喷淋头；所述预热升温装置上的输送网链由传动装置提供传输动力，所述预热升温装置内部设置有检测温度的温控检测系统，底部设置有温水循环回收系统使用的热水回收罐；其中，所述的温控检测系统由安装在密封罩进口、出口和中间位置的温度传感器提供预热温度数据。
9.优选地，所述的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，其特征在于，所述上下分布的喷淋头分布方式是：竖向一排喷头向下高温水喷淋头，竖向一排喷头向上蒸汽喷淋头，向上、向下喷淋头彼此间隔5～10
㎝
错位设置若干排；所述喷头向下高温水喷淋头和喷头向上蒸汽喷淋头采用错位交叉分布方式设置。
10.优选地，所述的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，其特征在于，所述左右分布的喷淋头分布方式是：横向一排分布在密封罩左边内壁上，横向一排分布在密封罩右边内壁上，左右的喷淋头水平相向对称分布。
11.其中，上述方案进一步是：所述的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，其特征在于：根据温控检测系统收集的预热温度数据，所述高温水喷淋头可自动调节喷淋水量，所述蒸汽喷淋头可自动调节蒸汽喷射开度，两种喷淋头亦可通过手动调节使用。
12.所述的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，其特征在于：物料包通过上下、左右分布的喷淋头喷淋或喷射形成的温水流至相对密闭的输送网链下方的热水回收罐中，后由温水循环回收系统进行回收加热再利用，可减少能耗损失。
13.上述方案进一步是：所述的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，其特征在于：所述密封罩除两端进出口外，全部为常压密闭空间，密封罩外表面采用密封材料保温；密封罩出口处安装有红外检测装置对物料包和内容物进行温度检测，当物料包和内容物达到预定85～95℃温度时，灭菌产品进入后端恒温灭菌设备。
14.为物料包达到灭菌设备规定的预热温度要求，我们采用的方法：让物料包在预热升温装置内全方位接受喷淋头流体喷淋或蒸汽喷射的热量，通过热传递方式实现物料包快速预热升温。
15.一种高效节能的喷淋灭菌预热升温装置的升温方法，其特征在于：所述喷淋头分布方式按照上下、左右均匀分布设置，即物料包在输送中同时接受高温水喷淋头喷淋、蒸汽喷淋头喷射的热量传导受热，让物料包正反两面同时接受高温水喷淋和蒸汽喷射作用，其
预热升温工作方法是：一，装置预热打开喷头向上的蒸汽喷淋头和左右相向的蒸汽喷淋头上的蒸汽调节阀，让输送网链第一时间接受100℃蒸汽受热，让密封罩第一时间接受100℃蒸汽受热，喷头向上蒸汽喷淋头和左右相向蒸汽喷淋头提前30～60
″
开启，使得密封罩内温度迅速升温到85℃左右温度；二，物料包高温水喷淋预热当物料包进入密封罩内在输送中接受高温水喷淋头喷淋98℃高温水，同时接受密封罩内喷头向上蒸汽喷淋头和左右蒸汽喷淋头喷射100℃饱和蒸汽，使得物料包在输送中达到85～95℃温度；三，物料包检测根据前端输送机构速度，物料包通过输送网链控制在20～25
″
时间，并通过红外检测装置对物料包和内容物进行温度检测，当物料包和内容物达到预定85～95℃温度时，灭菌产品进入后端恒温灭菌设备。
16.当物料包进入恒温灭菌设备后，灭菌设备继续喷淋98℃高温水，将物料包迅速升温至95℃左右的灭菌温度；当检测物料包内外温度为95℃左右（
±
0.5℃）时，物料包在恒温灭菌设备，继续接受灭菌设备内喷射的100℃饱和蒸汽，使得物料包始终保持95℃以上的灭菌温度。从而减少了物料包在恒温灭菌设备内的恒温灭菌时间。
17.本专利所述的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置及其升温方法，旨在解决物料包在进入恒温灭菌设备前，物料包在预热升温装置内接受多面受热，实现物料包和内容物快速传导传热，从而达到恒温灭菌设备所需的预热温度要求。
18.本发明所述的技术方案与现有技术相比，具有如下显而易见的实质性特点和优点：本发明采用全方位喷淋高温水和喷射蒸汽受热方式，让物料包上下、左右全方位接受喷淋头喷淋高温水或喷射蒸汽，让物料包在输送中同时接受高温水和蒸汽的热量快速预热升温；采用该方法缩短了预热时间，减少了恒温灭菌时间，提高了后端灭菌设备生产效率，且灭菌时间比常规灭菌设备提升3～5倍。
19.其有效效果是：本发明具有不断开生产线优势，具有连续不间断输送中预热升温作用。
附图说明
20.附图1为本发明预热升温装置的整体结构示意图；附图2为本发明预热升温装置的俯视结构示意图；附图3为本发明预热升温装置的横截面结构示意图；图中标号说明：1-输送网链；2-密封罩；3-高温水喷淋头；4-蒸汽喷淋头；5-温度传感器；6-红外检测装置；7-热水回收罐；8-高温水管；9-蒸汽水管；10-蒸汽调节阀。
具体实施方式
21.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域内普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.结合附图1所示，一种高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，用于灭菌设备前端的物料包预热升温使用，主要由输送网链1、密封罩2、热水回收罐7及传动装置构成，其特征在于：所述预热升温装置还包括密封罩内上下分布的喷淋头和左右分布的喷淋头，以及连接喷淋头的外部接入的高温水管8和蒸汽水管9，蒸汽水管接入端安装有蒸汽调节阀10；其中，所述密封罩2顶部设置喷头向下的高温水喷淋头3，输送网链1下面设置喷头向上的蒸汽喷淋头4，密封罩2左右两侧内壁设置喷头相向的蒸汽喷淋头4；所述预热升温装置上的输送网链1由传动装置提供传输动力，所述预热升温装置内部设置有检测温度的温控检测系统，底部设置有温水循环回收系统使用的热水回收罐7；其中，所述的温控检测系统由安装在密封罩2进口、出口和中间位置的温度传感器5提供预热温度数据。
23.所述上下分布的喷淋头分布方式是：竖向一排喷头向下高温水喷淋头3，竖向一排喷头向上蒸汽喷淋头4，向上、向下喷淋头彼此间隔5～10
㎝
错位设置若干排；所述喷头向下高温水喷淋头3和喷头向上蒸汽喷淋头4采用错位交叉分布方式设置。
24.所述左右分布的喷淋头分布方式是：横向一排分布在密封罩2左边内壁上，横向一排分布在密封罩2右边内壁上，左右的喷淋头水平相向对称分布。
25.一种高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，其具体实施方式是：以物料包从左往右传动输送为例，如图1、2所示：在密封罩2顶部支架上安装竖向一排喷头向下高温水喷淋头3喷淋98℃高温水，让物料包上表面均匀受热，物料包开始接受高温水热传递；在输送网链1下方支架上安装竖向一排喷头向上蒸汽喷淋头4喷射100℃饱和蒸汽，由于输送网链1呈网孔状，向上喷淋头喷射的蒸汽透过网孔作用到物料包下表面，让物料包下表面直接接受100℃饱和蒸汽传导传热。
26.若密封罩2顶部支架上安装高温水喷淋头3为竖向十排，输送网链1下方支架上安装蒸汽喷淋头4即为竖向十一排，按照两者彼此间隔5～10
㎝
计算，那么密封罩2内输送网链1长度为100～200
㎝
，即输送网链1可按照1～2米长度制作。
27.如图3所示，在相对密闭的密封罩2左右两侧安装一根蒸汽水管9，蒸汽水管9上安装横向一排蒸汽喷淋头4，对密封罩2内喷射100℃饱和蒸汽，让密封罩2接受100℃蒸汽气体热传导。将有效防止密封罩2内温度流失，从而确保密封罩2内温度达到设定的温度值。
28.所述输送网链1上输送中的物料包上表面接受向下高温水喷淋，物料包下表面接受向上蒸汽喷射，且密封罩2左右两侧不间断地喷射100℃饱和蒸汽，让密封罩2内整体温度保持在85～95℃预定值温度。
29.其中，所述向下高温水喷淋头3喷淋水温设定为98℃，在向下喷淋过程中，当98℃高温水喷淋到物料包时，温度流失一部分，此时物料包接受由下向上和左右喷射的100℃饱和蒸汽，让物料包上下、左右全方位接受高温热量，使得物料包和内容物快速预热升温。
30.在密封罩2上安装有三个温度传感器5，分别安装在前端、中端、后端，即靠近密封罩进口位置、中间位置和靠近密封罩出口位置，对密封罩2内温度随时进行检测，为温控检测系统提供预热温度数据。
31.当密封罩2内温度低于设定的温度值时，由plc系统给蒸汽装置自动调节信号，将100℃饱和蒸汽气量加大，使密封罩2内温度迅速提升，从而达到所需的温度值；当温度值高于设定的温度值时，由plc系统给蒸汽调节阀10信号，将100℃饱和蒸汽气量变小，密封罩2内温度下降至所需的温度值。
32.所述的恒温灭菌设备都是在净化车间内的恒温恒湿环境下工作，当物料包经由前端输送机构输送至输送网链1中，预热升温装置由相对密闭的密封罩2罩住，预热升温装置底部安装有热水回收罐7，将蒸汽冷却的温水和经过喷淋的温水全部回收至过滤装置中，经过滤后的温水又进入温水循环回收系统进行加热后循环利用。
33.在输送网链1出口处安装红外检测装置6，对输送至密封罩2出口处的物料包逐一拍照，并对物料包及内容物温度进行检测，分析预热过程中的温度变化，为后端恒温灭菌设备提供准确的预热温度值和温度参数。
34.一种高效节能的喷淋灭菌预热升温装置的升温方法，其特征在于：所述喷淋头分布方式按照上下、左右均匀分布设置，即物料包在输送中同时接受高温水喷淋头3喷淋、蒸汽喷淋头4喷射的热量传导受热，让物料包正反两面同时接受高温水喷淋和蒸汽喷射作用，其预热升温工作方法是：一，装置预热打开喷头向上的蒸汽喷淋头4和左右相向的蒸汽喷淋头4上的蒸汽调节阀，让输送网链1第一时间接受100℃蒸汽受热，让密封罩2第一时间接受100℃蒸汽受热，喷头向上蒸汽喷淋头4和左右相向蒸汽喷淋头4提前30～60
″
开启，使得密封罩2内温度迅速升温到85℃左右温度；二，物料包高温水喷淋预热当物料包进入密封罩2内在输送中接受高温水喷淋头喷淋98℃高温水，同时接受密封罩2内喷头向上蒸汽喷淋头4和左右蒸汽喷淋头4喷射100℃饱和蒸汽，使得物料包在输送中达到85～95℃温度；三，物料包检测根据前端输送机构速度，物料包通过输送网链1控制在20～25
″
时间，并通过红外检测装置6对物料包和内容物进行温度检测，当物料包和内容物达到预定85～95℃温度时，灭菌产品进入后端恒温灭菌设备。
35.根据前端输送机构速度可调节输送网链1速度，当物料包进入恒温灭菌设备后，继续接受98℃高温水喷淋，灭菌设备喷射100℃饱和蒸汽，将物料包迅速升温至95℃左右的灭菌温度；当检测物料包内外温度为95℃左右（
±
0.5℃）时，物料包始终保持95℃灭菌温度，灭菌产品可按照恒温灭菌设备的时间进行恒温灭菌。
36.以上所述，仅为本专利常见的实施方式之一，本专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围，可以轻易想到的等效物变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
技术特征：1.一种高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，用于灭菌设备前端的物料包预热升温使用，主要由输送网链、密封罩、热水回收罐及传动装置构成，其特征在于：所述预热升温装置还包括密封罩内上下分布的喷淋头和左右分布的喷淋头，以及连接喷淋头的外部接入的高温水管和蒸汽水管，蒸汽水管接入端安装有蒸汽调节阀；其中，所述密封罩顶部设置喷头喷头向下的高温水喷淋头，输送网链下面设置喷头喷头向上的蒸汽喷淋头，密封罩左右两侧内壁设置喷头相向的蒸汽喷淋头；所述预热升温装置上的输送网链由传动装置提供传输动力，所述预热升温装置内部设置有检测温度的温控检测系统，底部设置有温水循环回收系统使用的热水回收罐；其中，所述的温控检测系统由安装在密封罩进口、出口和中间位置的温度传感器提供预热温度数据。2.根据权利要求1所述的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，其特征在于，所述上下分布的喷淋头分布方式是：竖向一排喷头向下高温水喷淋头，竖向一排喷头向上蒸汽喷淋头，向上、向下喷淋头彼此间隔5～10
㎝
错位设置若干排；所述喷头向下高温水喷淋头和喷头向上蒸汽喷淋头采用错位交叉分布方式设置。3.根据权利要求1所述的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，其特征在于，所述左右分布的喷淋头分布方式是：横向一排分布在密封罩左边内壁上，横向一排分布在密封罩右边内壁上，左右的喷淋头水平相向对称分布。4.根据权利要求1所述的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，其特征在于：根据温控检测系统收集的预热温度数据，所述高温水喷淋头可自动调节喷淋水量，所述蒸汽喷淋头可自动调节蒸汽喷射开度，两种喷淋头亦可通过手动调节使用。5.根据权利要求1所述的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，其特征在于：物料包通过上下、左右分布的喷淋头喷淋或喷射形成的温水流至相对密闭的输送网链下方的热水回收罐中，后由温水循环回收系统进行回收加热再利用，可减少能耗损失。6.根据权利要求1所述的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置，其特征在于：所述密封罩除两端进出口外，全部为常压密闭空间，密封罩外表面采用密封材料保温；密封罩出口处安装有红外检测装置对物料包和内容物进行温度检测，当物料包和内容物达到预定85～95℃温度时，灭菌产品进入后端恒温灭菌设备。7.权利要求6所述的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置的升温方法，其特征在于：所述喷淋头分布方式按照上下、左右均匀分布设置，即物料包在输送中同时接受高温水喷淋头喷淋、蒸汽喷淋头喷射的热量传导受热，让物料包正反两面同时接受高温水喷淋和蒸汽喷射作用，其预热升温工作方法是：一，装置预热打开喷头向上的蒸汽喷淋头和左右相向的蒸汽喷淋头上的蒸汽调节阀，让输送网链第一时间接受100℃蒸汽受热，让密封罩第一时间接受100℃蒸汽受热，喷头向上蒸汽喷淋头和左右相向蒸汽喷淋头提前30～60
″
开启，使得密封罩内温度迅速升温到85℃左右温度；二，物料包高温水喷淋预热当物料包进入密封罩内在输送中接受高温水喷淋头喷淋98℃高温水，同时接受密封罩内喷头向上蒸汽喷淋头和左右蒸汽喷淋头喷射100℃饱和蒸汽，使得物料包在输送中达到85～95℃温度；
三，物料包检测根据前端输送机构速度，物料包通过输送网链控制在20～25
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时间，并通过红外检测装置对物料包和内容物进行温度检测，当物料包和内容物达到预定85～95℃温度时，灭菌产品进入后端恒温灭菌设备。
技术总结本发明公开了一种液态类物料包在输送中传导受热的高效节能的喷淋灭菌预热升温装置及其升温方法，其应用在转塔式灭菌、隧道式灭菌和箱式灭菌柜等灭菌设备前端，其由输送网链、密封罩、高温水喷淋头、蒸汽喷淋头、温控检测系统及温水循环回收系统构成，为了物料包快速预热升温，密封罩内按照上下、左右均匀分布喷淋头，让物料包正反两面同时受热，高温水喷淋头喷淋98℃高温水作用在物料包上表面，蒸汽喷淋头喷射100℃蒸汽作用在物料包下表面，左右蒸汽喷淋头喷射100℃蒸汽，使得物料包在密封罩内受热达到85℃预热温度，物料包在输送网链上的输送时间控制在20～25
技术研发人员：熊雪松 蒋元明 傅纪源 蔡浪 段志红
受保护的技术使用者：斯迪洛锦禧（上海）智能科技有限公司
技术研发日：2022.07.12
技术公布日：2022/11/1
