本發明涉及滅菌設備技術領域，具體涉及一種粉體材料均勻滅菌的裝置和方法。
背景技術：
以下對本發明的相關技術背景進行說明，但這些說明并不一定構成本發明的現有技術。
自從1978年國家頒布了《藥品衛生標準》以后，中藥滅菌問題是所有的中成藥生產企業，特別是大量有藥材直接粉碎進行制劑的中成藥生產企業都要必須面對的問題。滅菌影響到中成藥產品質量的穩定、藥品生產GMP規范的嚴格實施以及節能降耗等問題。干熱滅菌和濕熱滅菌是現在中藥生產常用的滅菌方法，但是在現有設備條件下，兩種滅菌方式都存在滅菌均勻性差、效果不理想等情況，并且濕熱滅菌的物料還會出現粘結成塊的現象，這些都極大的影響了中成藥的產品質量。
目前，在食品以及醫藥等行業中，由于對粉粒體原料的污染無法控制，給人的健康造成很大的影響，如食物中毒、藥品副作用等，因此對粉粒體原料進行在線滅菌處理的需求越來越強烈。目前，由于在線滅菌(主要是指系統或設備在原安裝位置不作拆卸及移動條件下的蒸汽滅菌)所需的拆裝作業少，容易實現自動化，且能夠減少操作人員的疏忽所致的污染及其他不利影響，因此，對粉粒體原料進行的滅菌工作多采用在線滅菌的生產工藝，并將經過滅菌處理后的粉粒體原料輸送至混合機中進行混合。然而由于傳統的滅菌裝置都存在人工周轉環節，增加了經滅菌處理后的粉粒體原料產生二次污染的可能性，這樣就無法有效防止在滅菌原料輸送過程中出現二次污染，造成粉粒體原料滅菌不夠徹底、安全性低。
目前國內使用的藥物滅菌種類繁多，如蒸汽滅菌、微波滅菌、氣體滅菌，鈷60輻照滅菌等，但都存在一定的缺陷。如蒸汽滅菌時物料通過高溫靜態滅菌，鍋爐蒸汽的直接輸入將造成物料污染并且易造成物料結塊變色，溫度不均勻，滅菌不徹底，滅菌結束還需進行二次粉碎，浪費大、含量下降、造成熱敏性成份破壞；微波滅菌使用情況較少，因設備投資大工藝難于掌握，粉末滅菌不完全、運行成本高、有燥音污染；鈷60輻照滅菌價格貴、成本高，對藥物有污染，國外已禁止使用。
在生物學培養基或食用菌生產過程中，滅菌裝置是必需的重要設備。但固體物料一般呈粒狀、片狀或粉狀，流動性差，不易翻動，吸水加熱易成團，冷卻困難。傳統的滅菌裝置，是將物料裝袋后，成批置于蒸煮滅菌裝置中滅菌，由于物料固定不動，且物料間的縫隙較小，易造成物料溫度不均，滅菌不徹底。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種用于粉體材料均勻滅菌的裝置和方法，能夠解決粉體物料在干熱滅菌和濕熱滅菌時均勻性差、效果不理想等情況。
根據本發明的用于粉體材料均勻滅菌的裝置，其特征在于包括：滅菌罐本體、滅菌單元、混合單元；其中，
滅菌單元設置在滅菌罐本體的外側，包括：加熱夾層、進介質管道和出介質管道；加熱夾層均勻設置在滅菌罐本體的外側、或者滅菌罐本體內部的攪拌單元上，其上設置有夾層進口和夾層出口，加熱夾層上的夾層進口和/或夾層出口的數量為一個、兩個或更多個；進介質管與夾層進口連接，用于為加熱夾層提供加熱介質；出介質管道與夾層出口連接，用于排出加熱夾層中的加熱介質；
混合單元包括：攪拌單元和/或氣力輸送混合單元；攪拌單元設置在滅菌罐本體的內部，用于攪拌滅菌罐本體內部的粉體材料；氣力輸送混合單元設置在滅菌罐本體的外側，用于使粉體材料在滅菌罐本體的內部和外部之間循環流動。
優選地，攪拌單元包括：攪拌槳和減速電機；其中，
減速電機設置在滅菌罐本體的外側；減速電機的輸出端與設置在滅菌罐本體內部的攪拌槳可拆卸地連接；加熱夾層均勻設置在滅菌罐本體的外側、或者均勻地設置在攪拌槳上。
優選地，減速電機與滅菌罐本體之間設置有隔熱層。
優選地，氣力輸送混合單元包括：氣力驅動部件、氣力混合部件和物料循環管道；其中，
氣力混合部件設置在滅菌罐本體的外側，氣力混合部件的進料口通過物料循環管道與滅菌罐本體的出料口連接，氣力混合部件的出料口與滅菌罐本體的進料口連接；
在氣力驅動部件的驅動作用下，部分粉體材料在滅菌罐本體內部、物料循環管道和氣力混合部件之間循環流動。
優選地，滅菌罐本體的出料口的數量為一個、兩個或更多個，滅菌罐本體的每個出料口對應一根物料循環管道；滅菌罐本體的出料口設置在滅菌罐本體的底部或者側邊。
優選地，氣力輸送混合單元的氣力混合部件上設置有與滅菌罐本體連通的上料口，滅菌罐本體通過氣力混合部件的上料口上料；或者，滅菌罐本體的上側設置上料口，滅菌罐本體通過滅菌罐本體上側的上料口上料。
優選地，所述裝置進一步包括：電控箱；
電控箱接收外部輸入的滅菌參數，電控箱根據所述滅菌參數選擇加熱介質的種類和溫度、和/或電控箱根據所述滅菌參數確定加熱溫度和時間；所述滅菌參數包括滅菌溫度和滅菌時間。
優選地，所述裝置進一步包括：在線清洗單元：
滅菌結束或者接收到外部輸入的清洗指令時，電控箱向在線清洗單元發送清洗指令；
在線清洗單元根據所述清洗指令在線清洗滅菌罐本體和/或混合單元。
本發明還提供了采用上述裝置進行粉體材料均勻滅菌的方法，包括：
利用攪拌單元和/或氣力輸送混合單元促使粉體材料在滅菌罐本體內形成具有一定規律的物料流，使滅菌罐本體內的粉體材料達到混合均勻的目的，同時使滅菌罐本體內任意一點的粉體材料每隔一段時間都能均勻的接近或者到達熱源位置；
通過向熱源裝置內通入不同溫度的媒介，使熱源始終保持在不同的固定溫度范圍內，利用一臺設備實現不同的滅菌方法。
優選地，上料過程中，通過氣力輸送混合單元的氣力驅動部件將粉體材料推入滅菌罐本體內部；或者，將滅菌罐本體的內部抽成負壓，通過所述負壓將粉體材料吸入滅菌罐本體內部。
本發明通過在滅菌罐本體外側設置加熱夾層，采用加熱夾層加熱、滅菌罐本體內部密封的滅菌方式，能夠避免滅菌過程產生的二次污染，并且可以針對不同物料選擇不同種類和溫度的加熱源，實現多種滅菌方式；通過攪拌單元或氣力輸送混合單元使粉體材料在滅菌罐本體的內部和外部之間循環流動，能夠增加粉體材料的均勻性、防止粉體材料在滅菌罐本體內板結，提高滅菌效果。
附圖說明
通過以下參照附圖而提供的具體實施方式部分，本發明的特征和優點將變得更加容易理解，在附圖中：
圖1為根據本發明優選實施例的用于粉體材料均勻滅菌的裝置的示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖對本發明的示例性實施方式進行詳細描述。對示例性實施方式的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本發明及其應用或用法的限制。
為了防止滅菌過程中產生二次污染，本發明采用外部加熱方式進行滅菌；為了解決粉體材料滅菌過程中流動性差、加熱易成團造成物料溫度不均勻、滅菌不徹底等問題，本發明采用機械攪拌方式增加粉體材料的流動性，使粉體材料受熱均勻，提高滅菌效果。
參見圖1，根據本發明的用于粉體材料均勻滅菌的裝置，包括：滅菌罐本體14、滅菌單元、混合單元。
滅菌單元設置在滅菌罐本體14的外側，包括：加熱夾層7、進介質管道11和出介質管道17；加熱夾層7均勻設置在滅菌罐本體14的外側、或者滅菌罐本體內部的攪拌單元上，其上設置有夾層進口和夾層出口；進介質管道11與夾層進口連接，如圖1所示，進介質管11的另一端可以與加熱源1連接，用于為加熱夾層7提供加熱介質；出介質管道17與夾層出口連接，如圖1所示，出介質管道17的另一端可以與回收熱源18連接，用于回收加熱夾層7中的加熱介質。為了便于控制倉體和上蓋位置處的滅菌溫度，在圖1示出的優選實施例中，滅菌罐本體14的倉體上設置有倉體夾層進口12和倉體夾層出口15、上蓋上設置有上蓋夾層進口6和上蓋夾層出口16，倉體和上蓋上夾層進口和夾層出口的數量可以根據實際需要進行設置，本發明對此不做具體限定。本發明采用外部加熱夾層7加熱、滅菌罐本體14內部密封的滅菌方式，不僅能夠避免加熱介質與粉體材料直接接觸可能對物料產生的二次污染，還能降低對加熱介質安全性和衛生水平的要求，降低加熱介質的成本和采用本發明的滅菌裝置的滅菌成本。采用本發明的滅菌裝置，可以針對不同物料選擇不同種類和溫度的加熱源1，實現多種滅菌方式。
加熱介質從加熱夾層7的夾層進口流入加熱夾層7、從夾層出口流出，加熱源在加熱夾層7內流動的過程中不斷與滅菌罐本體14之間進行熱交換，在熱交換過程中加熱介質的溫度不斷降低，使得加熱夾層7內不同位置處的加熱介質的溫度不同，影響滅菌均勻性。基于此，加熱夾層7上夾層進口的數量可以為一個、兩個或多個，和/或加熱夾層上夾層出口的數量可以為一個、兩個或多個。通過增加夾層進口和/或夾層出口的數量能夠減小加熱夾層7內加熱介質的溫度差，提高滅菌均勻性。例如，可以在滅菌罐本體14的罐體側壁上設置至少一個夾層進口和/或至少一個夾層出口、在滅菌罐本體14的上蓋上設置至少一個夾層進口4和/或至少一個夾層出口14，當滅菌罐本體14較高或滅菌罐本體14內上方與下方的溫度差較大時，采用這種結構能提高滅菌罐本體14內的溫度均一性，提高滅菌效果。
混合單元包括：攪拌單元和/或氣力輸送混合單元；攪拌單元設置在滅菌罐本體14的內部，用于攪拌滅菌罐本體14內部的粉體材料；氣力輸送混合單元設置在滅菌罐本體14的外側，用于使粉體材料在滅菌罐本體14的內部和外部之間循環流動。通過攪拌單元或氣力輸送混合單元使粉體材料在滅菌罐本體的內部和外部之間循環流動，能夠增加粉體材料的均勻性、防止粉體材料在滅菌罐本體內板結，提高滅菌效果。
攪拌單元可以包括：攪拌槳8和減速電機2。減速電機2設置在滅菌罐本體14的外側，減速電機2的輸出端與設置在滅菌罐本體14內部的攪拌槳8可拆卸地連接，加熱夾層均勻設置在滅菌罐本體的外側、或者均勻地設置在攪拌槳上。在圖1示出的優選實施例中，滅菌罐本體14的頂部設置有傳動部件5，攪拌槳8通過傳動部件5懸掛在滅菌罐本體14的內部，傳動部件5可以根據實際需要進行選擇，只要不影響減速電機2與攪拌槳8之間的動力傳遞即可，例如傳動部件5是滑動軸承或者滾動軸承。在減速電機2的驅動下，攪拌槳8不斷轉動，使滅菌罐本體14內的粉體材料保持均勻料流。為了盡量減小減速電機2與滅菌罐本體14之間的熱量散失、提高滅菌罐本體14內不同位置處的溫度均一性，可以在減速電機2與滅菌罐本體14之間設置隔熱層3。
氣力輸送混合單元(圖中未示出)可以包括：氣力驅動部件(圖中未示出)、氣力混合部件(圖中未示出)和物料循環管道(圖中未示出)。氣力混合部件設置在滅菌罐本體14的上側，氣力混合部件的進料口通過物料循環管道與滅菌罐本體14的出料口連接，氣力混合部件的出料口通過物料循環管道與滅菌罐本體14的進料口連接；在氣力驅動部件的驅動作用下，部分粉體材料在滅菌罐本體14內部、物料循環管道和氣力混合部件之間循環流動。粉體材料從滅菌罐本體14的出料口流出、從滅菌罐本體14的上方流入滅菌罐本體14內，上方流入的粉體材料增加滅菌罐本體14內氣體流動，在該氣體流動和上方流入粉體材料的沖擊作用下能顯著提高滅菌罐本體14內粉體材料的流動性，使滅菌罐本體14內的粉體材料受熱更均勻，提高滅菌效果。
滅菌罐本體14的出料口的數量可以為一個、兩個或更多個，滅菌罐本體14的每個出料口對應一根物料循環管道。本領域技術人員可以根據實際需要將滅菌罐本體14的出料口設置在滅菌罐本體14的底部，如圖1所示的滅菌罐出料口13，粉體材料從滅菌罐本體14底部的滅菌罐出料口13流出、從滅菌罐本體14的上方流入滅菌罐本體14內，上方流入的粉體材料增加滅菌罐本體14內氣體流動，在該氣體流動和上方流入粉體材料的沖擊作用下能顯著提高滅菌罐本體14內粉體材料的流動性，使滅菌罐本體14內的粉體材料受熱更均勻，提高滅菌效果。滅菌罐本體14的出料口也可以設置在滅菌罐本體14的側邊，例如，當滅菌罐本體14側邊的內部結構存在死角時，為了防止粉體材料在此處堆積，可以在此處設置出料口，將該處的粉體材料到處、并從滅菌罐本體14的上方流入滅菌罐本體14內。
現有的滅菌工藝一般都存在人工周轉，增加了滅菌過程中固體物料產生二次污染的可能性。為了避免人工周轉可能產生的二次污染，可以在氣力輸送混合單元的氣力混合部件上設置與滅菌罐本體14連通的上料口，滅菌罐本體14通過氣力混合部件的上料口上料；或者，滅菌罐本體14的上側設置上料口4，滅菌罐本體14通過滅菌罐本體14上側的上料口4上料。上料過程中，可以通過氣力輸送混合單元的氣力驅動部件將粉體材料推入滅菌罐本體14內部，或者將滅菌罐本體14的內部抽成負壓，通過負壓將粉體材料吸入滅菌罐本體14內部。滅菌結束后也可以利用氣力輸送混合單元的氣力驅動部件將粉體材料從滅菌罐本體14的出料口吸出滅菌罐本體14。本發明的進料和出料過程中能夠避免人工周轉，有效防止粉體材料在輸送過程中出現二次污染，安全性高。
滅菌裝置可以進一步包括：電控箱10。電控箱10可以固定在滅菌罐本體14側壁上，也可以通過支架9固定在滅菌罐本體14的外側。電控箱10接收外部輸入的滅菌參數。例如，電控箱10接收外部輸入的滅菌參數，并根據滅菌參數控制加熱夾層7的加熱溫度和時間，或者根據滅菌參數選擇通入加熱夾層7的加熱介質的種類和溫度。本發明中，滅菌參數包括滅菌溫度和滅菌時間。
進一步優選地，本發明的滅菌裝置還可以包括在線清洗單元(圖中未示出)。滅菌結束或者接收到外部輸入的清洗指令時，電控箱10向在線清洗單元發送清洗指令；在線清洗單元根據所述清洗指令在線清洗滅菌罐本體。
本發明還提供了采用上述裝置進行粉體材料均勻滅菌的方法，包括：
利用攪拌單元和/或氣力輸送混合單元促使粉體材料在滅菌罐本體內形成具有一定規律的物料流，使滅菌罐本體內的粉體材料達到混合均勻的目的，同時使滅菌罐本體內任意一點的粉體材料每隔一段時間都能均勻的接近或者到達熱源位置；
通過向熱源裝置內通入不同溫度的媒介，使熱源始終保持在不同的固定溫度范圍內，利用一臺設備實現不同的滅菌方法。
優選地，上料過程中，通過氣力輸送混合單元的氣力驅動部件將粉體材料推入滅菌罐本體內部；或者，將滅菌罐本體的內部抽成負壓，通過所述負壓將粉體材料吸入滅菌罐本體內部。
與現有技術相比，本發明的滅菌裝置和方法能夠應用于粉體材料滅菌，防止粉體材料在滅菌罐本體內板結和產生二次污染，受熱均勻，滅菌效果好。
雖然參照示例性實施方式對本發明進行了描述，但是應當理解，本發明并不局限于文中詳細描述和示出的具體實施方式，在不偏離權利要求書所限定的范圍的情況下，本領域技術人員可以對所述示例性實施方式做出各種改變。