塑料瓶蓋殺菌裝置及其殺菌方法

2023-05-27 19:06:11

專利名稱：塑料瓶蓋殺菌裝置及其殺菌方法
技術領域：
本發明涉及一種工業殺菌裝置，具體是一種無菌冷灌裝飲料線或者藥品灌裝 生產線中對塑料瓶蓋殺菌的裝置，本發明還提供了該裝置的殺菌方法。 綠絲
飲料(果汁、茶、含乳飲料、咖啡飲料等)無菌冷灌裝是指無菌的物料 (果汁、茶、含乳飲料、咖啡飲料等)在無菌、常溫狀態下裝入無菌的包裝物(塑 料瓶、塑料蓋)內。因此，塑料瓶和塑料蓋的殺菌效果是無菌冷灌裝生產線的重 要參數之一。同樣的，在採用塑料瓶灌裝片劑或灌裝水劑的藥品生產線上，也需 要對塑料瓶和塑料蓋進行消毒殺菌，且其標準更高。
傳統的塑料瓶蓋殺菌方式如下機架中設置直線型瓶蓋通道，同時設置殺菌 液噴衝單元和無菌水噴衝單元。進入直線型瓶蓋通道的瓶蓋，首先進入殺菌液噴
衝單元。在此單元中，瓶蓋通道的下方或者上下兩個方向設置若干數量的噴頭， 單個噴頭均與瓶蓋通'道成一定M度。^1^噴出殺菌液對瓶蓋進行表面殺菌，又為 瓶蓋提供前行動力；殺菌後的瓶蓋再進入無菌水噴衝單元，在此單元中，直線型 瓶蓋通道的下方或者上下兩個方向設置若干數量的噴頭，單個噴頭均與瓶蓋通道 成一定角度，噴頭噴出無菌水對瓶蓋進行表面殘留殺菌液的衝洗，又為瓶蓋提供 前行動力。經歷殺菌液和無菌水噴衝後的瓶蓋，接受無菌空氣吹乾後進入擰蓋機。 上述傳統直線噴衝型的塑料瓶蓋殺菌方式存在如下問題
1. 塑料瓶蓋外表麵塑造有增加摩擦力的直紋；內表面既塑造螺紋，還有與螺 紋同心的、高而窄的突凸環。採用若干個由單個噴頭組成的殺菌液噴衝單 元對塑料瓶蓋進行噴衝消毒，由於噴頭噴出的液體是直線型，這樣的殺菌 方法會有殺菌死角，無法達到飲料無菌冷灌裝所要求的殺菌效果殺菌效 果達到1og6以及消毒液殘留《0. 5ppm;也無法達到藥品灌裝所需要的殺菌 效果。
2. 塑料瓶蓋表面有些菌種需要殺菌液較長時間(如30秒)作用才能被殺滅。-
傳統直線噴衝型的殺菌裝置需要做得很長，設備佔據空間很大。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種提高了生產能力並能縮小設備佔用
空間的塑料瓶蓋殺菌裝置，其對塑料瓶蓋的殺菌效果可以達到1og6及消毒液殘 留《0.5ppm。此外本發明還提供了一種瓶蓋殺菌方法。
本塑料瓶蓋殺菌裝置包括具有排氣通道的浸泡殺菌室、無菌水噴淋室和無 菌空氣噴衝室，以及固定並貫穿於各室的瓶蓋通道；其中，浸泡殺菌室內的瓶蓋 通道由內至外設置成螺旋曲線形狀；浸泡殺菌室內的瓶蓋通道與無菌水噴淋室內 的瓶蓋通道之間的過渡段設置成斜向提升並180°翻轉瓶蓋的斜升瓶蓋通道；無 菌水噴淋室和無菌空氣噴衝室的瓶蓋通道為直線形；在浸泡殺菌室、無菌水噴淋 室、無菌空氣噴衝室中設有與瓶蓋通道成一定角度的噴頭，各室的噴頭依次連接 殺菌液管路、斜升段殺菌液管路、無菌水管路和無菌空氣管路。
該技術方案具體是
蓋口朝上的塑料瓶蓋進入浸泡殺菌室內的螺旋型瓶蓋通道，在螺旋型瓶蓋 通道內的瓶蓋完全浸沒在殺菌液(如過氧乙酸)中。瓶蓋在前行的同時也進行 浸泡殺菌。螺旋型瓶蓋通道的螺旋曲線為阿基米德螺旋線。阿基米德螺旋線的 展開長度滿足在既定的生產能力下，瓶蓋在此螺旋通道內行進的時間滿足瓶 蓋完全殺菌的時間(如30秒)要求。
螺旋型瓶蓋通道由開有螺旋槽的上固定板、開有螺旋槽的下固定板、螺旋 隔板組成。,在螺旋型瓶蓋通道上方，設有同中心的若干根輻射型殺菌液管路， 各管路上設有與螺旋線道數等量的噴頭，噴頭位於上固定板的螺旋槽上方，噴 頭與螺旋瓶蓋通道中心的關係在周向相切；在鉛垂面成一定角度。噴頭噴射 殺菌液為瓶蓋提供前進動力。
浸泡殺菌後的瓶蓋進入浸泡殺菌室內的斜升瓶蓋通道，瓶蓋在這段斜升瓶 蓋通道內被斜向提升的同時也被翻轉成蓋口朝下。位於斜升瓶蓋通道上方的斜 升段殺菌液管路上設有多個噴頭，噴頭的噴射角度可以調整。噴射的殺菌液為 瓶蓋的斜向提升、翻轉提供動力；浸泡殺菌室上部設有排氣通道，用於對浸泡 殺菌室排放的氣體進行集中處理。浸泡殺菌室外設有殺菌液的循環管路，為浸 泡殺菌室內的殺菌液管路供應殺菌液；浸泡殺菌室還設有殺菌液的溢流通道， 使殺菌液既能完全浸沒螺旋型瓶蓋通道內的瓶蓋又不會積存太多。
被提升和翻轉後的瓶蓋，進入無菌水噴淋室的直線型瓶蓋通道。瓶蓋通道 的上方和下方分別設有無菌水管路，管路上設有若干組噴頭，每組噴頭含有多 個獨立的噴頭，噴頭噴射的無菌水既對瓶蓋內外表面殘留的殺菌液進行衝洗， 又為瓶蓋前行提供動力。
無菌水噴淋後的瓶蓋繼續沿著直線型瓶蓋通道進入無菌空氣噴衝室。瓶蓋 通道的上方和下方分別設有無菌空氣管路，管路上設有若干組噴頭，每組噴頭 含有多個獨立的噴頭，噴頭噴射的無菌空氣對瓶蓋內外表面殘留的液體進行噴 掃，同時為瓶蓋前行提供動力。無菌空氣噴衝室和無菌水噴淋室設有排氣通道 ，用於對無菌空氣噴衝室和無菌水噴淋室排放的氣體進行集中處理。
本發明既保證塑料瓶蓋殺菌效果達到log6及消毒液殘留《0. 5ppm，大幅提高 了塑料瓶蓋的殺菌效果，其殺菌效果和消毒液殘留均符合國家對飲料無菌冷灌裝 的瓶蓋要求，且達到了藥品灌裝對塑料瓶蓋的殺菌效果及消毒液殘留的要求,解 決了傳統瓶蓋殺菌裝置無法滿足飲料無菌冷灌裝對瓶蓋殺菌要求的難題；本發明 的殺菌裝置結構緊湊，縮小了設備的佔用空間，減少了製造設備的原材料消耗， 降低了設備的製造成本；本發明的殺菌裝置高速高效，滿足高速飲料無菌冷灌裝 生產線及藥品灌裝線對設備的要求。


圖l是本發明的第l實施例的結構示意圖2是圖1的A-A剖視圖3是圖2中的E部分放大示意圖4是,2的B-B剖視短5是圖2的C-C剖視圖。
具體實施例方式
圖l、圖2中，本發明的塑料瓶蓋殺菌裝置包括浸泡殺菌室l、無菌水噴淋 室2、無菌空氣噴衝室3。
浸泡殺菌室l內，螺旋型瓶蓋通道4的螺旋曲線為阿基米德螺旋線，阿基米 德螺旋線的展開長度滿足在既定生產能力下，瓶蓋在螺旋通道內行進的時間滿 足瓶蓋完全殺菌的時間(如30秒)要求。螺旋型瓶蓋通道4由(圖3中)開有 螺旋槽的上固定板18、開有螺旋槽的下固定板16、螺旋隔板17組成。在螺旋型 瓶蓋通道4的上方，設置8根同中心的輻射型殺菌液(如過氧乙酸)管路6，各 管路上設有噴頭5的數量與螺旋線的道數相等，圖2中，管路6上有6或7個噴 頭。各個噴頭5位於上固定板18的螺旋槽上方。噴頭5與螺旋瓶蓋通道的位置 關係為在周向相切，在鉛垂面成一定角度。噴頭5噴射的殺菌液為瓶蓋提供前 進動力。螺旋型瓶蓋通道4的出口連接斜升瓶蓋通道10，(圖4中)斜升瓶蓋通
道10由6根導條23和一定數量的固定板24組成，固定板24定間距固定導條23 。斜升瓶蓋通道10在斜向提升的過程中同時進行180°的扭轉。在斜升瓶蓋通 道10的上方，斜升段殺菌液管路8設有多個噴頭9，噴頭9與斜升瓶蓋通道10 的角度可以調整，噴射的殺菌液為瓶蓋斜向提升、翻轉提供動力。殺菌浸泡室l 的上部設有排氣管路19，用於對排出的氣體集中處理；殺菌浸泡室1設有殺菌 液的循環管路7，為浸泡殺菌室內的殺菌液管路供應殺菌液；浸泡殺菌室l設有 殺菌液的溢流通道22，使浸泡瓶蓋的殺菌液不會太多。
無菌水噴淋室2內，直線型瓶蓋通道12與浸泡殺菌室的斜升瓶蓋通道10 相接，(圖5中)直線型瓶蓋通道12由6根導條25和一定數量的固定板24組成， 固定板24定間距固定導條6。在直線型瓶蓋通道12的上方和下方分別設有無菌 水管路13，無菌水管路13上設有若干組噴頭，(圖5中)每組噴頭含有多個獨 立的噴頭ll，噴頭11與瓶蓋通道12成不同角度，噴頭11噴射的無菌水既對瓶 蓋內外表面殘留的殺菌液進行衝洗，又為瓶蓋前行提供動力。無菌水噴淋室設有 排氣管路20，用於對排出的氣體集中處理。
無菌空氣噴衝室3內，在直線型瓶蓋通道12的上方和下方分別設有無菌空 氣管路15，無菌空氣管路15上設有若干組噴頭，(結構類似圖5)每組噴頭含多 個獨立的噴頭14，噴頭14與瓶蓋通道12成不同角度，噴頭14噴射的無菌空氣 既對瓶蓋內外表面殘留液進行衝掃，又為瓶蓋前行提供動力。無菌空氣噴衝室3 設有排氣管路21，用於對排出的氣體集中處理。
本發明的塑料瓶蓋殺菌過程為經過前道理蓋工序的塑料瓶蓋蓋口朝上進入 本裝置的浸泡殺菌室l內的螺旋型瓶蓋通道4，螺旋型瓶蓋通道4內的塑料瓶蓋 完全浸沒在殺菌液(如過氧乙酸)中。在螺旋型瓶蓋通道4上方，輻射型殺菌液 管路6上的噴頭5向螺旋瓶蓋通道中的瓶蓋噴射殺菌液，噴射的殺菌液為瓶蓋前 行提供動力。瓶蓋通過螺旋瓶蓋通道的時間滿足瓶蓋完全殺菌的時間(如30秒) 要求。出螺旋瓶蓋通道4後，瓶蓋進入浸泡殺菌室l內的斜升瓶蓋通道IO，在 斜升瓶蓋通道10內，瓶蓋被斜向提升時也被翻轉180° 。在斜升瓶蓋通道10的 上方，斜升段殺菌液管路8上設有的噴頭9向斜升瓶蓋通道中的瓶蓋噴射殺菌液， 為瓶蓋斜向提升和翻轉提供動力。在斜升瓶蓋通道10的出口處，蓋口朝下的瓶 蓋進入直線型瓶蓋通道12。在無菌水噴淋室2內，直線型瓶蓋通道12的上下兩 個方向設有無菌水管路13，無菌水管路13上的噴頭11對直線型瓶蓋通道12中
的瓶蓋內外表面噴射無菌水，在噴洗瓶蓋內外表面殘留殺菌液的同時也為瓶蓋前
行提供動力。瓶蓋在直線型瓶蓋通道12中進入無菌空氣噴衝室3，在瓶蓋通道1 2的上下兩個方向設有無菌空氣管路15，無菌空氣管路15上的噴頭14對直線型 瓶蓋通道12中的瓶蓋內外表面噴射無菌空氣，為瓶蓋內外表面噴掃殘留液的同 時也為瓶蓋的前行提供動力。無菌空氣噴掃後的瓶蓋去往擰蓋機。
本裝置殺菌後的塑料瓶蓋符合飲料無菌冷灌裝及藥品灌裝對瓶蓋的要求，本 裝置的生產能力適合高速生產線的要求。
權利要求
1.一種塑料瓶蓋殺菌裝置，其特徵在於包括具有排氣通道的浸泡殺菌室(1)、無菌水噴淋室(2)和無菌空氣噴衝室(3)，以及固定並貫穿於各室(1、2、3)的瓶蓋通道(4、10、12)；其中，浸泡殺菌室(1)內的瓶蓋通道(4)由內至外設置成螺旋曲線形狀；浸泡殺菌室(1)內的瓶蓋通道(4)與無菌水噴淋室(2)內的瓶蓋通道(12)之間的過渡段設置成斜向提升並180°翻轉瓶蓋的斜升瓶蓋通道(10)；無菌水噴淋室(2)和無菌空氣噴衝室(3)的瓶蓋通道(12)為直線形；在浸泡殺菌室(1)、無菌水噴淋室(2)、無菌空氣噴衝室(3)中設有與瓶蓋通道(4、10、12)成一定角度的噴頭(5、9、11、14)，各室的噴頭分別連接殺菌液管路(6)、斜升段殺菌液管路(8)、無菌水管路(13)和無菌空氣管路(15)。
2. 根據權利要求1所述的塑料瓶蓋殺菌裝置，其特徵在於浸泡殺菌室內 瓶蓋通道(4)的螺旋曲線為阿基米德螺旋線，螺旋型瓶蓋通道由開有螺旋槽的 上固定板(18)、.下固定板(16)，以及將內外通道分割開的螺旋隔板(17)組 成。
3. 根據權利要求1或2所述的塑料瓶蓋殺菌裝置，其特徵在於螺旋型瓶 蓋通道處的殺菌液管路(6)為同中心的輻射型管路，各管路上設有與螺旋線道 數相等的噴頭，噴頭(5)位於上固定板(18)的螺旋槽的上方，噴頭(5)方 向與螺旋瓶蓋通道的位置關係是在周向相切，在鉛垂面成一定角度，噴頭噴 射殺菌液為瓶蓋提供前行動力。
4. 根據權利要求1或2所述的塑料瓶蓋殺菌裝置，其特徵在於斜升段殺 菌液管路(8)位於斜升瓶蓋通道(10)的上方，管路設置的噴頭(9)的噴射 角度對應斜升瓶蓋通道(10)設置，噴頭噴射殺菌液為瓶蓋提供斜向提升、翻 轉的動力。 '
5. —種瓶蓋殺菌方法，其特徵在於瓶蓋進入浸沒在殺菌液中的、曲線為 阿基米德螺旋線的螺旋型瓶蓋通道浸泡殺菌，浸泡殺菌時間為在既定的生產 能力下，瓶蓋通過螺旋型瓶蓋通道的時間滿足瓶蓋完全殺菌所需要的時間要求， 浸泡殺菌後，依次對瓶蓋內外表面進行無菌水噴淋、無菌空氣吹掃。
全文摘要
本發明公開了一種殺菌效果好，生產能力及空間利用率高的塑料瓶蓋殺菌裝置及其殺菌方法，適用於飲料及藥品灌裝生產線。該裝置主要包括浸泡殺菌室、無菌水噴淋室和無菌空氣噴衝室；塑料瓶蓋進入浸泡殺菌室內的阿基米德螺旋線型的瓶蓋通道浸泡殺菌；再進入斜升瓶蓋通道提升並翻轉；隨後瓶蓋進入直線型瓶蓋通道，順序進入無菌水噴淋室和無菌空氣噴衝室，依次接受無菌水噴淋和無菌空氣的噴衝。浸泡殺菌室內噴頭為瓶蓋前行、斜升、翻轉提供動力；無菌水和無菌空氣噴衝室的噴頭對瓶蓋進行殘留殺菌液的衝洗和噴掃並提供前進動力。經對殺菌後瓶蓋檢測，殺菌效果達到6D(log6)，消毒液殘留量≤0.5ppm。均符合無菌冷灌裝對瓶蓋的殺菌要求。
文檔編號A61L2/18GK101371926SQ20081015511
公開日2009年2月25日 申請日期2008年10月23日 優先權日2008年10月23日
發明者史敏煒, 管金嶽, 許聖萍 申請人:中國輕工業機械總公司南京輕工業機械廠