[发明专利]管式微波连续加热灭菌固态物料的方法及装置

说明书

技术领域

管式微波连续加热灭菌固态物料的方法及装置涉及生物工程、化工、食品 和环境工程中，微波连续加热灭菌固态物料的技术领域。

背景技术

当前，在食品、制药、农副产品加工、酿造、有机废物处理、固态发酵、 化工、制造业等诸多领域，经常会遇到固态物料的加热与灭菌处理问题。颗粒、 粉粒状等含水固态物料采用微波加热及灭菌与传统的蒸汽加热及灭菌相比，可 以明显缩短灭菌时间，具有设备简单、能耗低、容易操作和容易实现自动化的 许多优点，不存在环境污染问题。而微波处理各类含水固态物料时，需要加压 才能使物料的的温度达到120℃以上，才能达到杀灭细菌芽胞的温度。目前受现 有设备制作材料强度、耐热性、耐腐蚀性、耐磨性、电磁特性等的影响与限制， 在加热与灭菌处理要求较高或相关工艺较为复杂的情况下，现有技术方法有一 定的局限性。

发明内容

针对固态物料加热灭菌处理要求较高或相关工艺较为复杂的情况下，现有 微波灭菌技术方法有一定的局限性。为克服上述问题，本发明管式微波连续加 热灭菌固态物料的方法及装置，能利用微波加热，将固态物料，尤其是固态发 酵物料中的细菌芽孢杀灭，实现固态物料被加热和灭菌的目的。

本发明的目的在于提供一种微波连续加热灭菌固态物料的方法及其装置， 用多级微波连续加热含水固态物料产生水蒸汽，在对蒸汽封闭的管道中形成 0.1017Mpa--1.0015Mpa之间的蒸汽压力，蒸汽压力优选在0.2063Mpa-- 0.3653Mpa之间；用螺杆泵，以可控制方式连续进料、用旋转阀，以可控制方式 连续出料，使管式微波连续加热灭菌固态物料的装置带压运行，将固态物料用 微波加热到工艺灭菌温度以上，物料的热解或焦化温度以下，实现含水固态物 料的连续灭菌处理。

采用小型蒸汽发生器制备压力在0.2063Mpa--0.3653Mpa之间的蒸汽，用 于管式微波连续加热灭菌固态物料装置启动时装置内部的灭菌处理和启动时管 式微波连续加热灭菌固态物料装置内压力的形成与保持。管式微波连续加热灭 菌固态物料装置顺利启动后，装置自带的微波炉加热含水固态物料产生水蒸汽， 足以维持装置的正常运行时，应及时关闭小型蒸汽发生器。

采用上述方法和装置可以利用微波将固态发酵物料的灭菌温度加热到 120℃以上，物料的热解或焦化温度以下，把含水固态物料连续进行加热灭菌处 理，实现固态物料彻底被灭菌的目的。

本发明具体提供的管式微波连续加热灭菌固态物料装置由带压固态物料输 送系统和微波加热系统及自动控制系统组成。其中，带压固态物料输送系统由 进料口、螺杆泵、输料管、旋转密封阀、出料口组成；加热系统主要由数组微 波炉分级加热组成，蒸汽发生器仅在整个装置启动时作为装置内部灭菌和加热 系统的辅助设备使用，管式微波连续加热灭菌固态物料装置启动并正常运行后， 蒸汽发生器要及时关闭；控制系统主要由安装在微波加热室之间的压力与温度 传感器及相关控制装置组成，控制模式视相关企业对生产工艺要求的不同，可 以采用简单方式，也可以采用工业微机编程控制。

螺杆泵和旋转连续出料密封阀的进料口与出料口在开启时，相互不连通， 可以在维持装置内有效工作气压的情况下，同时完成固态物料的连续进出。物 料的推进力由螺杆泵提供，在螺杆泵的推动下固态物料由进料口进入输料管并 被推进运行至出料口，固态物料加热灭菌处理量由推进速率控制，出料端与旋 转密封阀连接，可以在控制物料的连续出料量同时保证输料管中有足够的蒸汽 压力和灭菌温度。

固态物料输送系统由进料口、螺杆泵、输料管、旋转密封阀、出料口组成， 输料管两端经套丝后，可用管箍相互连接成长管，长度视加热灭菌工艺的要求 确定。长管可以转向，在转向时应注意弯头必须圆滑，不能有死角。弯度不能 太小、太多，否侧会过度加大物料推进阻力。

本发明采用耐压、耐热、微波通透率高的工程材料制备输料管。通常采用 飞机雷达罩的材料、聚四氟乙烯、工程陶瓷、钢化玻璃、耐热工程塑料、玻璃 钢制备或耐火材料粘合或烧制而成。制备飞机雷达罩的材料是制备输料管的最 好材料，但制作工艺一般要求较高且价格昂贵，在一定程度上限制了该类材料 的应用。性价比较好的材料首推聚四氟乙烯，为了将该设备用于食品工业，可 以用聚碳酸酯对输料管进行内衬，输料管伸出在微波加热室外的其他部分可以 采用不锈钢、铝合金等金属材料制作。