全自动节能连续杀菌、蒸煮装置及方法与流程

本发明涉及杀菌装置，尤其是全自动节能连续杀菌、蒸煮装置及方法。

背景技术：

1、目前，常用的杀菌、蒸煮设备为杀菌釜，杀菌釜又叫杀菌锅或者杀菌机，主要用于食品行业、医药行业等各个领域。杀菌锅由锅体、锅盖、开启装置、锁紧楔块、安全联锁装置、轨道、灭菌筐、蒸汽喷管及若干管口等组成。锅盖密封采用充气式硅橡胶耐温密封圈，密封可靠，以有一定的压力的蒸气为热源，具有受热面积大，热效率高、加热均匀、液料沸腾时间短、加热温度容易控制等优点。但现有的杀菌锅也存在以下缺点：

2、（1）生产效率低：如杀菌锅不能进行连续的杀菌操作，因为它们的物料升温过程，保温保压杀菌过程，冷却过程，这三个过程是在同一个锅体内交替进行的，也就是整个杀菌时间是三个过程的总和；

3、（2）能源消耗高：杀菌锅在运行过程中物料和杀菌锅锅体保温层等均升高至120℃以上，需要吸收热量的不仅是杀菌物料，锅体吸收的热量也很大，因为锅体多数是5-10mm以上的不锈钢板，还有锅体两端的封头，法兰盘等厚度更大，而杀菌物料冷却时，需要将热水抽至储水罐后，再注入20℃以下的冷水，将物料和锅体同时降至40℃以下，降温的热量不但全部浪费掉了，且杀菌锅体，每完成一次杀菌过程，就会升温一次，降温一次，这样频繁的热胀冷缩，会让不锈钢材产生疲劳，缩短使用寿命；

4、（3）水源浪费：目前现有杀菌锅冷却时使用的冷却水使用的是地下井水，降温速度慢，且使用几次后水温变会升高，起不到冷却作用了，所以需要不断更换新井水，这样即造成热量浪费，也造成水资源浪费。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的不足之处，提供了一种全自动控制，可连续杀菌、蒸煮的节能装置及方法。

2、本发明的目的是以下述方式实现的：全自动节能连续杀菌、蒸煮装置，包括：

3、杀菌锅，用于对杀菌框内的物料进行高温杀菌；

4、入料轨道，设于所述杀菌锅的入料端，用于将所述杀菌框送入杀菌锅内；

5、出料轨道，设于所述杀菌锅的出料端，用于将杀菌完成后的杀菌框送出；

6、所述杀菌锅内沿物料运输的方向依次设有入料缓冲室、保温保压室、出料缓冲室和冷却室；

7、所述入料轨道与入料缓冲室之间设有第一密封门，入料缓冲室与保温保压室设有第二密封门，保温保压室与出料缓冲室设有第三密封门、出料缓冲室与冷却室设有第四密封门、冷却室与出料轨道之间设有第五密封门；

8、所述入料缓冲室、保温保压室、出料缓冲室和冷却室均单独设有能单独运行或联合运行的输送轨道，且保温保压室内设有至少两段独立运行或联合运行的输送轨道；

9、加热管，设于所述入料缓冲室、保温保压室和出料缓冲室最底部；

10、热回收热泵系统，连接于所述入料缓冲室和冷却室之间，用于回收冷却室中的热量传送给入料缓冲室对新进入的物料进行加热升温。

11、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述入料缓冲室和出料缓冲室之间连接有第一管道和第二管道；

12、所述第一管道上连接有高温离心水泵和热水管道自动阀门；

13、所述第二管道上连接有有空气管道自动阀门。

14、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述热回收热泵系统包括：高温热泵系统和低温热泵系统，高温热泵系统单独运行，或与低温热泵系统串联运行。

15、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述高温热泵系统包括：

16、高温热泵蒸发器，通过第一回路与冷却室连通并由第三循环泵驱动循环降温；

17、高温热泵冷凝器，通过第三回路与入料缓冲室连通，并由第二循环泵驱动循环加热；

18、所述高温热泵蒸发器与高温热泵冷凝器之间通过第三管道连通；

19、所述第三管道上连接有高温热泵压缩机。

20、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述低温热泵系统包括：

21、低温热泵蒸发器，通过第二回路与冷却室连通，并由第四循环泵循环降温，所述第二回路与第一回路通过第一三通阀和第二三通阀连接；

22、低温热泵冷凝器，通过第四回路与第一回路连通，第四回路与第一回路通过第三三通阀和第四三通阀连接；

23、所述低温热泵蒸发器和低温热泵冷凝器之间通过第四管道连通；

24、所述第四管道上连接有低温热泵压缩机。

25、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述热回收热泵系统还包括：

26、冷却水储存罐，通过第六回路与第一回路连接，所述第六回路与第一回路通过第五三通阀和第六三通阀连通，所述第六回路与第一回路的连接口位于第二回路与第一回路连接口和冷却室之间；

27、所述冷却水储存罐通过第五管道与冷却室连通；

28、所述第五管道上连接有第一循环水泵和第三阀门。

29、作为本发明技术方案的一种可选方案，所述第三回路和保温保压室通过第五回路连通，所述第三回路和第五回路通过第七三通阀和第八三通阀连通。

30、本技术还提供了全自动节能连续杀菌、蒸煮方法，使用上述所述的杀菌、蒸煮装置，杀菌、蒸煮方法包括以下步骤：

31、s1：将保温保压室注入水，并加热至120℃以上，且水液面高度高于杀菌框的高度；

32、s2：保温时间达到规定时间后，在出料缓冲室中通入与保温保压室相同液位高度相同温度的热水，此时打开第三密封门，同时启动保温保压室的其中一段轨道和出料缓冲室的轨道把杀菌、蒸煮完成后的一组杀菌框推入出料缓冲室后，第三密封门关闭；

33、s3：在s2工作的同时，入料缓冲室的第一密封门打开，将杀菌框推入入料缓冲室后第一密封门关闭密封，此时调节入料缓冲室的压力与出料缓冲室一致后，打开空气管道自动阀门和热水管道自动阀门，用高温离心水泵把出料缓冲室的热水抽至入料缓冲室，对新进入的物料进行预热升温；

34、s4：抽水完成后，关闭空气管道自动阀门和热水管道自动阀门及高温离心水泵，此时关闭第五密封门并将冷却室的压力调节至与出料缓冲室的压力一致，打开第四密封门，将杀菌完成的杀菌框推入冷却室后关闭第四密封门，注入外部冷水对冷却室的物料进行降温冷却；

35、s5：开启高温热泵压缩机用高温热泵蒸发器对冷却室的水进行降温，同时用高温热泵冷凝器对入料缓冲室的水进行加热升温，完成热量全部回收再利用过程。

36、作为本发明技术方案的一种可选方案，在冷却室的水温降至40℃时，即高温热泵蒸发器的循环水回水温度低于40℃时，高温热泵将会报警提示不能继续正常工作，此时控制系统会自动开启低温热泵系统，用低温热泵蒸发器继续对冷却室的水继续降温，继续吸收冷却水中的热量输送给高温热泵蒸发器，让高温热泵蒸发器的回水温度高于高温热泵蒸发器的报警提示温度40℃，使其继续工作给入料缓冲室输送热量，这时高温热泵系统和低温热泵系统串联同时工作，使入料缓冲室不停的获取热量的同时，让冷却室获取更低的冷却温度，让杀菌物料更快速的降温。

37、作为本发明技术方案的一种可选方案，在入料缓冲室处于进料状态没有水时，高温热泵冷凝器循环水通过第七三通阀门和第八三通阀门转换至保温保压室内，对里面的高温热水进行补热；冷却室的第五密封门开启出料状态没有水时，低温热泵蒸发器的循环水通过第五三通阀门和第六三通阀门转换至冷却水储存罐，对冷却水储存罐中的水进行持续不间断降温，这样即保证了高温热泵不停机，又能获取更低的冷却水，以及保温保压室所需要补充的热量。

38、本发明的有益效果是：

39、（1）本发明的全自动节能连续杀菌、蒸煮装置包括入料缓冲室、保温保压室、出料缓冲室和冷却室，且每个室内均单独设有输送轨道，且保温保压室（内设有至少两段输送轨道；每相邻的两个室之间均设有密封门，可以使物料单独在每个室内进行停留、输送，完成所需要的杀菌、蒸煮工作；

40、（2）本发明的全自动节能连续杀菌、蒸煮装置，利用热泵逆卡诺原理把冷却室的热量搬运至入料缓冲室，冷却和加热同时进行，完成热量全部回收再利用的过程，此过程不但完成了热量回收利用，还做到了杀菌物料不停的进，不停的出，不间断连续生产，双倍工作效率；

41、（3）本发明在物料升温、保压保温、降温冷却等这几个环节同时不间断进行，缩短了一半以上时间。且入料缓冲室一直保持有温度状态不需要降温冷却，保温保压室一直保持高温高压，且一直满水状态不需要往复抽水，节约了降温的热量损失和往复抽水时间，降温冷却室，一直保持是低温状态，三个过程都没有无谓的热量损失；

42、（4）本发明把冷却降温的热量用空气能热泵用来给新进入物料升温，做到了正常生产过程中零额外热源，只有热泵压缩机的工作功率，降低杀菌能耗70%以上；

43、（5）本发明做到了冷却水多次重复利用，零排放，且能做到最低7℃左右的冷却水，使物料降温速度更快，即缩短了冷却时间又保证了杀菌物料的品质。