塑料瓶蓋衝洗殺菌裝置及其方法與流程

2023-06-08 23:09:11 1

本發明涉及清潔技術領域，具體涉及一種塑料瓶蓋衝洗殺菌裝置及其方法，主要適用於食品飲料行業灌裝前塑料瓶蓋的衝洗殺菌。

背景技術：

目前，食品飲料行業的瓶裝飲料灌裝普遍運用PET瓶裝飲料無菌冷灌裝技術。其中，包裝材料（PET瓶身和塑料瓶蓋）的殺菌效果是該無菌冷灌裝技術的重要參數之一。在瓶裝飲料無菌灌裝前，塑料瓶蓋需要進行衝洗殺菌以達到灌裝要求。傳統的塑料瓶蓋衝洗殺菌裝置的瓶蓋通道以水平直線型為主。水平直線型的塑料瓶蓋衝洗殺菌裝置由於要滿足衝洗殺菌時間，其裝置的瓶蓋通道往往很長，導致設備的佔地面積大。而一些立式滑道的塑料瓶蓋衝洗殺菌裝置存在過渡彎道轉彎半徑過小的問題，易使塑料瓶蓋的防盜環發生擠壓變形導致後期飲料灌裝失敗。

公開日為2012年12月19日，公開號為CN 102825034 A的專利文獻公開了一種瓶蓋清洗工藝，利用瓶蓋清洗裝置代替人工清洗，瓶蓋經過上料、排列、衝洗以及烘烤過程進行清洗。瓶蓋放入儲蓋箱，通過提升機自動上料，使用轉盤帶動瓶蓋轉動，並在出口處自動開口朝下排列進入滑道，用高壓氣體吹行瓶蓋進入水箱經行清洗，清洗乾淨後，繼續用高壓氣體推行至齒盤，齒盤轉動帶動瓶蓋進入烤箱進行烘烤，使瓶蓋上的水分快速蒸發。該瓶蓋清洗工藝設置烘烤工序，只能用於金屬蓋的清洗，不適用用塑料類瓶蓋。公開日為2015年4月29日，公開號為CN 204294542 U的專利文獻公開了一種瓶蓋清洗系統，包括瓶蓋輸入裝置、瓶蓋輸出裝置、清洗裝置和清洗液供給裝置，清洗液供給裝置和清洗裝置箱連通，清洗裝置內設有圓形的轉盤和環繞轉盤的入蓋區、清洗區、滴幹區和出蓋區，轉盤上設有多個能夠放置瓶蓋的倉位，相鄰倉位之間通過穿過轉盤中心軸線的隔板相分隔開，每個倉位能夠通過轉盤的轉動而與入蓋區、清洗區、滴幹區和出蓋區依次相對應，瓶蓋輸入裝置於入蓋區相連通，瓶蓋輸出裝置與出蓋區相連通。該清洗裝置為平面結構形式，不能對瓶蓋進行全方位的清洗，無法滿足無菌灌裝要求。

技術實現要素：

本發明為解決現有技術的瓶蓋清洗裝置存在的瓶蓋易變形及衝洗殺菌效果差的問題，提供一種殺菌效果好、設備佔用空間小且瓶蓋不變形的塑料瓶蓋衝洗殺菌裝置及其方法。

本發明為解決上述技術問題採用的具體技術方案是，一種塑料瓶蓋衝洗殺菌裝置，包括依次設置的一級衝洗殺菌區、二級衝洗殺菌區、無菌空氣噴衝區以及穿設於所述一級衝洗殺菌區、二級衝洗殺菌區及無菌空氣噴衝區內的瓶蓋通道，所述瓶蓋通道由若干導向條圍合構成，位於一級衝洗殺菌區內的瓶蓋通道自上而下呈螺旋形設置，位於二級衝洗殺菌區及無菌空氣噴衝區內的瓶蓋通道呈直線形設置；一級衝洗殺菌區內設有一級殺菌液管路、二級衝洗殺菌區內設有二級殺菌液管路，無菌空氣噴衝區內設有無菌空氣管路，一級殺菌液管路、二級殺菌液管路及無菌空氣管路上均設有噴口指向所述瓶蓋通道的噴頭，至少部分噴頭的噴口方向與瓶蓋通道的瓶蓋流動方向之間的夾角為銳角。

本發明塑料瓶蓋的衝洗殺菌裝置的工作過程是，蓋口朝外的瓶蓋從理蓋機出來後，進入一級殺菌區內的空間螺旋瓶蓋通道頂部入口。瓶蓋在初始動能和重力的作用下，沿螺旋形的瓶蓋通道自上而下移動。螺旋形的瓶蓋通道由若干根導向條圍合構成，瓶蓋可以在瓶蓋通道內自由流動以便衝洗殺菌。一級衝洗殺菌區內設有一級殺菌液管路、二級衝洗殺菌區內設有二級殺菌液管路，無菌空氣噴衝區內設有無菌空氣管路，一級殺菌液管路、二級殺菌液管路及無菌空氣管路上均設有噴口指向所述瓶蓋通道的噴頭，這些噴頭為瓶蓋衝洗殺菌且至少部分噴頭的噴口方向與瓶蓋通道的瓶蓋流動方向之間的夾角為銳角（小於90度），這些噴頭同時為瓶蓋提供前進動力。這裡的瓶蓋流動方向，對於直線形的瓶蓋通道來說，瓶蓋流動方向與瓶蓋通道的中心線方向一致；而對於螺旋形的瓶蓋通道來說，瓶蓋流動方向是指螺旋形的瓶蓋通道的螺旋形中心線的切向，即部分噴頭的噴口方向與螺旋形中心線切線的夾角為銳角。本發明在一級衝洗殺菌區內設置螺旋形瓶蓋通道，位於螺旋形瓶蓋通道上部的噴頭噴射的殺菌液（如次氯酸鈉）在與瓶蓋接觸後，一部分留在瓶蓋上，其餘的由於重力作用滴落在下方通道的瓶蓋上，依次往下對瓶蓋重複殺菌。螺旋形瓶蓋通道在保證對瓶蓋充足的殺菌時間的前提下，大幅度減小了設備的佔地面積。在一級衝洗殺菌區中，多噴頭從多方向對瓶蓋進行噴衝殺菌，殺菌液由於重力滴落至下方通道瓶蓋依次重複殺菌，大幅度提高對瓶蓋的殺菌效果。另一方面，螺旋形設置的瓶蓋通道轉彎半徑大，瓶蓋流動順暢，不會造成瓶蓋擠壓變形。因此，本發明解決了現有技術的瓶蓋清洗裝置存在的瓶蓋易變形及衝洗殺菌效果差的問題，提供了一種殺菌效果好、設備佔用空間小且瓶蓋不變形的塑料瓶蓋衝洗殺菌裝置，具有很高的實用價值。

作為優選，瓶蓋通道由六條導向條圍合構成，其中兩條導向條用於支撐瓶蓋的頂部，兩條導向條用於支撐瓶蓋的底部，另外兩條導向條分別用於支撐瓶蓋的兩側，瓶蓋通道的瓶蓋流動方向與瓶蓋的軸向垂直，所述導向條的橫截面呈圓形，瓶蓋通道的延伸方向上間隔設有多塊用於固定導向條的導向條支撐板。六條導向條圍合成瓶蓋通道，其內部橫截面空間與瓶蓋的縱切面適配，確保瓶蓋在瓶蓋通道內順利移動，導向條之間的空隙可以讓噴頭噴出的殺菌液等進入瓶蓋通道內；瓶蓋通道的瓶蓋流動方向與瓶蓋的軸向垂直，即瓶蓋的蓋口面向瓶蓋通道的側壁可以確保噴頭噴出的殺菌液等噴入瓶蓋內，確保對瓶蓋的衝洗殺菌；圓形橫截面的導向條可以減少導向條與瓶蓋之間的摩擦，同時有利於殺菌液的進入。導向條支撐板用於固定導向條的相對位置。

作為優選，二級衝洗殺菌區內的瓶蓋通道包括直線段及180度翻轉段，所述的180度翻轉段為兩節，兩節180度翻轉段之間通過一節直線段過渡連接。在二級殺菌區的瓶蓋通道起始處，瓶蓋的蓋口側與噴頭相對，而後經過通道180度的翻轉，瓶蓋的蓋頂側與噴頭相對，最後經過通道180度的翻轉，瓶蓋的蓋口側與噴頭相對。設置兩段180度翻轉段使瓶蓋充分翻轉，有利於對瓶蓋進行全方位的衝洗殺菌，確保不會留下衝洗殺菌盲點。

作為優選，無菌空氣噴衝區內瓶蓋通道包括直線段及90度翻轉段，所述的90度翻轉段設置在無菌空氣噴衝區靠近瓶蓋進口一側。設置90度翻轉段可以使瓶蓋的蓋口向下，有利於蓋內積液的流出並噴衝乾淨，並為下一道工序做好準備。

作為優選，一級衝洗殺菌區內設有支撐柱，一級衝洗殺菌區內的瓶蓋通道環繞支撐柱的外周設置；所述的一級殺菌液管路為4-8條，一級殺菌液管路與支撐柱平行，所述一級殺菌液管路環繞支撐柱均勻布置在螺旋形瓶蓋通道的外側，每條一級殺菌液管路上自上而下設置有多個噴頭，所述的支撐柱呈圓筒形，支撐柱的頂部設有頂蓋，支撐柱的底部設有殺菌液收集槽。圓柱形的支撐柱有利於對螺旋形瓶蓋通道的支撐，支撐柱底部的殺菌液收集槽用於收集最終滴落的殺菌液，以便重複利用。

作為優選，二級衝洗殺菌區內的二級殺菌液管路為一條，設置在瓶蓋通道上方，二級殺菌液管路上設有多個噴頭，二級衝洗殺菌區的瓶蓋通道下方設有殺菌液收集槽。瓶蓋在離開一級殺菌區後進入直線型的二級殺菌區的瓶蓋通道中，瓶蓋通道的上方設有二級殺菌管路，管路上均布有多個噴頭，噴頭噴射的殺菌液（如次氯酸鈉）對瓶蓋進行二次衝洗殺菌，又為瓶蓋前行提供動力。二級殺菌區設有殺菌液收集槽，用於對已使用的殺菌液進行收集處理循環利用。

作為優選，無菌空氣噴衝區內無菌空氣管路為兩條，分別設置在瓶蓋通道的上下兩側，無菌空氣管路上設有多個噴頭，其中位於瓶蓋通道上方的噴頭均設有3個不同指向的噴口，位於瓶蓋通道下方的噴頭均為1個噴口，無菌空氣噴衝區內設有集氣管路。瓶蓋在離開二級殺菌區後進入直線型的無菌空氣噴衝區的瓶蓋通道中。瓶蓋通道的上下方都設有無菌空氣管路，其中位於瓶蓋通道上方的噴頭均設有3個不同指向的噴口，位於瓶蓋通道下方的噴頭均為1個噴口。在無菌空氣噴衝區的瓶蓋通道起始處有一處通道90度的翻轉，使瓶蓋蓋口朝下，然後瓶蓋進入直線通道。噴頭噴射的無菌空氣既對瓶蓋內外的殘餘殺菌液進行衝離，又為瓶蓋前行提供動力。無菌空氣噴衝區設有集氣管路，用於對已使用的無菌空氣進行收集處理循環利用。

作為優選，一級殺菌液管路為高濃度殺菌液管路，二級殺菌液管路為低濃度殺菌液管路，高濃度殺菌液管路中的殺菌液濃度為15-20ppm，低濃度殺菌液管路中的殺菌液濃度為3-5ppm。

作為優選，在一級衝洗殺菌區內，部分噴頭的噴口方向與螺旋形瓶蓋通道的螺旋形中心線相切。為了確保瓶蓋的順利流動，需要有一定數量的噴頭為瓶蓋提供前進的動力，而部分噴頭的噴口方向與螺旋形瓶蓋通道的螺旋形中心線相切，即部分噴頭的噴口方向與瓶蓋通道的瓶蓋流動方向一致，可以使噴頭的噴射力發揮最大的推動作用。

作為優選，螺旋形瓶蓋通道的螺旋形中心線其螺旋直徑是瓶蓋最大外徑的15至50倍。這樣可以確保瓶蓋通道具有較大的轉彎半徑，避免瓶蓋受到擠壓而變形。

作為優選，噴頭的噴管呈直線形、L形或叉指形。多種不同的噴管形狀可以滿足不同位置、不同角度的殺菌液噴淋需要。

本發明塑料瓶蓋衝洗殺菌裝置的衝洗殺菌方法，包括以下步驟：

a.瓶蓋進入一級衝洗殺菌區內的螺旋形瓶蓋通道頂部入口，瓶蓋的蓋口側向外（即瓶蓋的蓋頂面向螺旋形瓶蓋通道的螺旋中心）並在初始動力及重力的作用下沿螺旋形瓶蓋通道向下移動。

b.設置在螺旋形瓶蓋通道外側的噴頭向瓶蓋通道內的瓶蓋噴射高濃度殺菌液對瓶蓋進行衝洗殺菌，位於瓶蓋通道上部的噴頭噴射的殺菌液在與瓶蓋接觸後，一部分留在瓶蓋上，其餘的受重力作用滴落在下方通道的瓶蓋上，依次往下對瓶蓋重複殺菌。

c.瓶蓋在殺菌液的噴射力作用下沿瓶蓋通道移動，離開一級衝洗殺菌區後進入直線狀設置的二級清洗殺菌區的瓶蓋通道中，在二級清洗殺菌區瓶蓋通道的起始處，瓶蓋的蓋口側向前，瓶蓋通道上方的噴頭通過噴口噴射低濃度的殺菌液對瓶蓋進行衝洗殺菌，並繼續為瓶蓋前行提供動力。

d.瓶蓋在二級清洗殺菌區內通過瓶蓋通道的180度翻轉段使瓶蓋翻轉180度，瓶蓋的蓋頂側向前與噴頭的噴口相對，瓶蓋繼續前進再經過一次180度的翻轉，瓶蓋的蓋口側向前與噴頭的噴口相對。

e.瓶蓋離開二級清洗殺菌區後進入直線狀設置的無菌空氣噴衝區的瓶蓋通道中，瓶蓋在無菌空氣噴衝區內通過瓶蓋通道的90度翻轉段翻轉90度使瓶蓋的蓋口側向下，瓶蓋通道上下兩側的噴頭噴射無菌空氣對瓶蓋內外的殘餘殺菌液進行衝離並推動瓶蓋繼續前進直至瓶蓋離開無菌空氣噴衝區。

本發明的有益效果是：它有效地解決了現有技術的瓶蓋清洗裝置存在的瓶蓋易變形及衝洗殺菌效果差的問題，本發明的塑料瓶蓋衝洗殺菌裝置及衝洗殺菌方法衝洗殺菌效果好、設備佔用空間小且瓶蓋不變形，具有很高的實用價值。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是二級殺菌區和無菌空氣噴衝區結構示意圖；

圖3是一級殺菌區主視圖；

圖4是圖3的Ａ－Ａ剖視圖；

圖5是圖3的Ｂ－Ｂ剖視圖；

圖6是圖2的局部放大圖；

圖7是圖2的C－C剖視圖；

圖8是圖2的D－D剖視圖；

圖9是圖2的E－E剖視圖；

圖10是圖2的F－F剖視圖。

圖中：1.一級衝洗殺菌區，2.二級衝洗殺菌區，3.無菌空氣噴衝區，4.瓶蓋通道，5.導向條，6.支撐柱，7.一級殺菌液管路，8.二級殺菌液管路，9.無菌空氣管路，10.噴頭，11.瓶蓋，12.導向條支撐板，13.直線段，14.180度翻轉段，15.90度翻轉段，16.頂蓋，17.殺菌液收集槽。

具體實施方式

下面通過實施例並結合附圖對本發明的技術方案作進一步詳細的說明。

實施例1

在圖1所示的實施例1中，一種塑料瓶蓋衝洗殺菌裝置，包括依次設置的一級衝洗殺菌區1、二級衝洗殺菌區2、無菌空氣噴衝區3以及穿設於所述一級衝洗殺菌區、二級衝洗殺菌區及無菌空氣噴衝區內的瓶蓋通道4，所述瓶蓋通道由六根導向條5圍合構成，其中兩條導向條用於支撐瓶蓋11的頂部，兩條導向條用於支撐瓶蓋的底部，另外兩條導向條分別用於支撐瓶蓋的兩側，瓶蓋通道的瓶蓋流動方向與瓶蓋的軸向垂直，所述導向條的橫截面呈圓形，瓶蓋通道的延伸方向上間隔設有多塊用於固定導向條的導向條支撐板12（見圖5）。位於一級衝洗殺菌區內的瓶蓋通道自上而下呈螺旋形設置（見圖3），螺旋形瓶蓋通道的螺旋形中心線其螺旋直徑是瓶蓋最大外徑的30倍。一級衝洗殺菌區內設有支撐柱6，所述的支撐柱呈圓筒形，支撐柱的頂部設有頂蓋16，支撐柱的底部設有殺菌液收集槽17。一級衝洗殺菌區內的瓶蓋通道環繞支撐柱的外周設置，瓶蓋通道固定在支撐柱的外壁上。一級衝洗殺菌區內設有一級殺菌液管路7，一級殺菌液管路為高濃度殺菌液管路，高濃度殺菌液管路中的殺菌液濃度為15-20ppm；一級殺菌液管路為6條，環繞支撐柱均勻布置在螺旋形瓶蓋通道的外側（見圖4），一級殺菌液管路與支撐柱平行，每條一級殺菌液管路上自上而下設置有多個噴頭10，噴頭的噴管呈直線形或L形，噴頭的噴口方向與瓶蓋通道的瓶蓋流動方向之間的夾角小於70度，這些噴頭中的部分噴頭的噴口方向與螺旋形瓶蓋通道的螺旋形中心線相切，即部分噴頭的噴口方向與瓶蓋通道的瓶蓋流動方向一致。

位於二級衝洗殺菌區內的瓶蓋通道呈直線形設置（見圖2），瓶蓋通道包括直線段13及180度翻轉段14（見圖6），所述的180度翻轉段為兩節，兩節180度翻轉段之間通過一節直線段過渡連接。二級衝洗殺菌區內設有二級殺菌液管路8，二級殺菌液管路為一條，設置在瓶蓋通道上方，二級殺菌液管路上設有多個噴口指向瓶蓋通道的噴頭，噴頭的噴口方向與瓶蓋通道的瓶蓋流動方向之間的夾角為銳角。二級殺菌液管路為低濃度殺菌液管路，低濃度殺菌液管路中的殺菌液濃度為3-5ppm，二級衝洗殺菌區的瓶蓋通道下方設有殺菌液收集槽。

無菌空氣噴衝區內的瓶蓋通道呈直線形設置，瓶蓋通道包括直線段及90度翻轉段15，所述的90度翻轉段設置在無菌空氣噴衝區靠近瓶蓋進口一側。無菌空氣噴衝區內設有無菌空氣管路9，無菌空氣噴衝區內無菌空氣管路為兩條，分別設置在瓶蓋通道的上下兩側，無菌空氣管路上設有多個噴頭，其中位於瓶蓋通道上方的噴頭的噴管呈叉指形，均設有3個不同指向的噴口，位於瓶蓋通道下方的噴頭的噴管呈直線形，均為1個噴口（見圖9圖10），噴頭的噴口方向與瓶蓋通道的瓶蓋流動方向之間的夾角為銳角，無菌空氣噴衝區內設有集氣管路。

塑料瓶蓋衝洗殺菌裝置的衝洗殺菌方法，包括以下步驟：

a.瓶蓋進入一級衝洗殺菌區內的螺旋形瓶蓋通道頂部入口，瓶蓋的蓋口側向外並在初始動力及重力的作用下沿螺旋形瓶蓋通道向下移動。

b.設置在螺旋形瓶蓋通道外側的噴頭向瓶蓋通道內的瓶蓋噴射高濃度殺菌液（次氯酸鈉）對瓶蓋進行衝洗殺菌，位於瓶蓋通道上部的噴頭噴射的殺菌液在與瓶蓋接觸後，一部分留在瓶蓋上，其餘的受重力作用滴落在下方通道的瓶蓋上，依次往下對瓶蓋重複殺菌。

c.瓶蓋在殺菌液的噴射力作用下沿瓶蓋通道移動，離開一級衝洗殺菌區後進入直線狀設置的二級清洗殺菌區的瓶蓋通道中，在二級清洗殺菌區瓶蓋通道的起始處，瓶蓋的蓋口側向前（見圖7），瓶蓋通道上方的噴頭通過噴口噴射低濃度的殺菌液（次氯酸鈉）對瓶蓋進行衝洗殺菌，並繼續為瓶蓋前行提供動力。

d.瓶蓋在二級清洗殺菌區內通過瓶蓋通道的180度翻轉段使瓶蓋翻轉180度（見圖8），瓶蓋的蓋頂側向前與噴頭的噴口相對，瓶蓋繼續前進再經過一次180度的翻轉，瓶蓋的蓋口側向前與噴頭的噴口相對。

e.瓶蓋離開二級清洗殺菌區後進入直線狀設置的無菌空氣噴衝區的瓶蓋通道中，瓶蓋在無菌空氣噴衝區內通過瓶蓋通道的90度翻轉段翻轉90度使瓶蓋的蓋口側向下（見圖9），瓶蓋通道上下兩側的噴頭噴射無菌空氣對瓶蓋內外的殘餘殺菌液進行衝離並推動瓶蓋繼續前進，瓶蓋進入直線通道（見圖10），直至瓶蓋離開無菌空氣噴衝區，經過無菌空氣噴衝後的塑料瓶蓋送往擰蓋機。

除上述實施例外，在本發明的權利要求書及說明書所公開的範圍內，本發明的技術特徵或技術數據可以進行重新選擇及組合，從而構成新的實施方式，這些本發明沒有詳細描述的實施方式是本領域技術人員無需創造性勞動就可以輕易實現的，因此這些未詳細描述的實施方式也應視為本發明的具體實施例而在本發明的保護範圍之內。