水浴式滅菌器升溫控制系統及其控制方法與流程

2023-12-01 23:41:56 1

本發明涉及製藥行業滅菌技術領域，尤其涉及一種水浴式滅菌器升溫控制系統及其控制方法，特別涉及一種水浴式滅菌器的快速升溫控制。

背景技術：

滅菌器主要是通過高溫凝固菌體蛋白質而使微生物死亡，對於最終滅菌產品，滅菌器的溫度控制直接影響產品的質量和患者的安全。由於藥品特性，部分藥品對溫度及其敏感，長時間暴露在高溫下會導致其它有害物質的增加，從而導致患者不良反應的發生，這就要求滅菌器能夠快速將待滅菌產品升溫到規定的滅菌溫度。

滅菌器產品的滅菌過程通常包括升溫、滅菌、冷卻三個階段。目前滅菌器升溫階段控制程序採用單段溫度控制，即在設定滅菌溫度後程序僅按照該設定溫度所確定的控制條件對滅菌器內換熱介質進行升溫控制，升溫過程緩慢，不利於藥品產品的熱敏感產品的滅菌。目前現有技術中沒有涉滅菌器的溫度控制系統及方法，這將不利於藥品產品在滅菌過程中升溫階段的快速升溫控制。

技術實現要素：

針對現有技術存在不足之處，本發明的目的在於提供一種水浴式滅菌器升溫控制系統及其控制方法，能夠實現滅菌產品的快速升溫，有利於藥品產品的熱敏感產品的滅菌。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種水浴式滅菌器升溫控制系統，包括滅菌櫃、產品、內循環管路、換熱器、蒸汽熱交換管、蒸汽閥門和控制器，所述滅菌櫃內部盛放有循環水，產品位於滅菌櫃內部並被滅菌櫃內的循環水衝淋，所述滅菌櫃設有用於檢測循環水溫度的水溫探測器(水溫探測器可以主體設置於滅菌櫃外部，其水溫探測器的探頭置於滅菌櫃內部的循環水中或者水溫探測器的探頭置於內循環管路進水端的管內)，所述產品內部插有用於檢測產品溫度的產品溫度探測器；所述換熱器內部具有腔室A和腔室B，所述內循環管路穿過換熱器的腔室B，所述內循環管路兩端管口分別為進水端和出水端，所述內循環管路的進水端、出水端分別與滅菌櫃的內部相連通，內循環管路3的進水端31為向滅菌櫃1內進行噴淋加熱後的循環水，內循環管路3的出水端32為從滅菌櫃1向外排放循環水以便於循環水進行循環加熱。所述內循環管路的出水端處設有水泵，所述蒸汽熱交換管上設有蒸汽閥門，蒸汽熱交換管穿過換熱器的腔室A，位於腔室A的蒸汽熱交換管與位於腔室B的內循環管路通過熱傳導進行熱交換設置；所述控制器與蒸汽閥門、水泵、產品溫度探測器、水溫探測器分別通過導線電連接。

一種水浴式滅菌器升溫控制方法，通過所述控制器設定出產品的滅菌溫度A、切換溫度B以及滅菌櫃中循環水的溫度上限值C，所述滅菌溫度A的溫度值大於切換溫度B的溫度值，所述溫度上限值C的溫度值大於滅菌溫度A的溫度值；所述控制器控制水泵啟動工作，控制器控制蒸汽閥門開啟，蒸汽通過蒸汽閥門進入換熱器的腔室A中並對腔室B的內循環管路中的循環水進行熱交換加熱，內循環管路不停地讓滅菌櫃中的循環水循環流通加熱；其升溫控制方法步驟包括如下：

S100、獲取產品溫度和循環水溫度：所述產品溫度探測器實時檢測到產品的溫度值H，並同時水溫探測器實時檢測到滅菌櫃中的循環水溫度值T；

S200、判斷產品溫度是否等於或高於所述設定的滅菌溫度：所述控制器比較產品的溫度值H與控制器所設定的滅菌溫度A之間大小關係；

如果產品的溫度值H低於所設定的滅菌溫度A時，則進入步驟S300；如果產品的溫度值H等於或高於所設定的滅菌溫度A時，則水浴式滅菌器升溫控制結束；

S300、判斷產品溫度是否等於或高於切換溫度：所述控制器比較產品的溫度值H與控制器所設定的切換溫度B之間大小關係；

如果產品的溫度值H低於所設定的切換溫度B時，則進入步驟S400；如果產品的溫度值H等於或高於所設定的切換溫度B時，則進入步驟S500；

S400、判斷滅菌器內循環水溫度是否達到溫度上限：所述控制器比較滅菌櫃中的循環水溫度值T與控制器所設定的溫度上限值C之間大小關係；

如果滅菌櫃中的循環水溫度值T低於所設定的溫度上限值C時，則控制器打開或增大蒸汽閥門開度，使更多蒸汽進入換熱器中進而實現對換熱器中的循環水快速加熱；

如果滅菌櫃中的循環水溫度值T等於或高於所設定的溫度上限值C時，則控制器減小或關閉蒸汽閥門開度，減少蒸汽進入換熱器中進而實現對換熱器中的循環水慢速加熱；

然後進入步驟S100重新循環升溫步驟；

S500、判斷滅菌器內循環水溫度是否達到設定滅菌溫度：所述控制器比較滅菌櫃中的循環水溫度值T與控制器所設定的滅菌溫度A之間大小關係；

如果滅菌櫃中的循環水溫度值T未達到所設定的滅菌溫度A時，則控制器打開蒸汽閥門；

如果滅菌櫃中的循環水溫度值T達到所設定的滅菌溫度A時，則控制器關閉蒸汽閥門；

然後進入步驟S100重新循環升溫步驟。

本發明較現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

(1)本發明縮短滅菌產品的升溫時間，降低了熱敏感產品有害物質的增加，提高了藥品穩定性，同時降低了不良反應發生機率。

(2)本發明通過蒸汽熱交換管的蒸汽在換熱器中對內循環管路中的循環水進行熱交換加熱，讓循環水快速達到所需的水浴加熱溫度。本發明採用滅菌櫃水浴加熱方式對產品進行水浴加熱，使得產品受熱均勻、升溫均衡提升，通過控制器實時檢測循環水溫以及產品溫度，從而及時控制蒸汽閥門開啟或關閉或者蒸汽閥門的開度，實現了對產品升溫階段的多階段精準調節控制，既實現了升溫多階段精準控制，又實現了快速升溫、升溫均衡的目的。

附圖說明

圖1為本發明水浴式滅菌器升溫控制系統的原理結構框圖；

圖2為本發明水浴式滅菌器升溫控制方法的工藝流程示意圖。

其中，附圖中的附圖標記所對應的名稱為：

1－滅菌櫃，11－水溫探測器，2－產品，21－產品溫度探測器,3－內循環管路，31－進水端,32－出水端,33－水泵，4－換熱器,5－蒸汽閥門,6－控制器,7－蒸汽熱交換管。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明：

實施例

如圖1所示，一種水浴式滅菌器升溫控制系統，包括滅菌櫃1、產品2、內循環管路3、換熱器4、蒸汽熱交換管7、蒸汽閥門5和控制器6，滅菌櫃1內部盛放有循環水，產品2位於滅菌櫃1內部並被滅菌櫃1內的循環水衝淋，滅菌櫃1設有用於檢測循環水溫度的水溫探測器11(水溫探測器11可以主體設置於滅菌櫃1外部，其水溫探測器11的探頭置於滅菌櫃1內部的循環水中或者水溫探測器11的探頭置於內循環管路3進水端31的管內)，產品2內部插有用於檢測產品2溫度的產品溫度探測器21；換熱器4內部具有腔室A和腔室B，內循環管路3穿過換熱器4的腔室B，內循環管路3兩端管口分別為進水端31和出水端32，內循環管路3的進水端31、出水端32分別與滅菌櫃1的內部相連通，內循環管路3的進水端31為向滅菌櫃1內進行噴淋加熱後的循環水，內循環管路3的出水端32為從滅菌櫃1向外排放循環水以便於循環水進行循環加熱。內循環管路3的出水端32處設有水泵33，蒸汽熱交換管7上設有蒸汽閥門5，蒸汽熱交換管7穿過換熱器4的腔室A，位於腔室A的蒸汽熱交換管7與位於腔室B的內循環管路3通過熱傳導進行熱交換設置；控制器6與蒸汽閥門5、水泵33、產品溫度探測器21、水溫探測器11分別通過導線電連接。本發明的循環水從腔室B的內循環管路3換熱加熱後從進水端31進入滅菌櫃1中並對滅菌櫃1中的產品2進行噴淋加熱，然後循環水在水泵33的抽吸作用下從出水端32回流到腔室B的內循環管路3中再次循環加熱，循環水經過內循環管路3的循環運輸，使得內循環管路3中循環水在腔室B的熱交流過程中得到有效地控制，為產品2升溫階段提供所需的水浴升溫熱量。本發明的高溫蒸汽通過蒸汽閥門5進入到蒸汽熱交換管7中，位於腔室A的蒸汽熱交換管7中蒸汽熱量與位於腔室B的內循環管路3中循環水進行熱交換；只要蒸汽閥門5打開，就會源源不斷的蒸汽供應以提供循環水加熱所需的熱量。

如圖2所示，一種水浴式滅菌器升溫控制方法，通過控制器6設定出產品2的滅菌溫度A、切換溫度B以及滅菌櫃1中循環水的溫度上限值C，滅菌溫度A的溫度值大於切換溫度B的溫度值，溫度上限值C的溫度值大於滅菌溫度A的溫度值；控制器6控制水泵33啟動工作，控制器6控制蒸汽閥門5開啟，蒸汽通過蒸汽閥門5進入換熱器4的腔室A中並對腔室B的內循環管路3中的循環水進行熱交換加熱，內循環管路3不停地讓滅菌櫃1中的循環水循環流通加熱；蒸汽通過蒸汽閥門5進入換熱器4的腔室A中，在換熱器4的腔室A中形成高溫換熱腔室，在換熱器4的腔室B構成待加熱的換熱腔室，位於腔室A蒸汽熱交換管7的高溫蒸汽熱量就會傳遞給位於腔室B內循環管路3的循環水中，實現對循環水的循環加熱。

其升溫控制方法步驟包括如下：

S100、獲取產品溫度和循環水溫度：產品溫度探測器21實時檢測到產品2的溫度值H，並同時水溫探測器11實時檢測到滅菌櫃1中的循環水溫度值T；

S200、判斷產品溫度是否等於或高於設定的滅菌溫度：控制器6比較產品2的溫度值H與控制器6所設定的滅菌溫度A之間大小關係；

如果產品2的溫度值H低於所設定的滅菌溫度A時，則進入步驟S300；如果產品2的溫度值H等於或高於所設定的滅菌溫度A時，則水浴式滅菌器升溫控制結束；

S300、判斷產品溫度是否等於或高於切換溫度：控制器6比較產品2的溫度值H與控制器6所設定的切換溫度B之間大小關係；

如果產品2的溫度值H低於所設定的切換溫度B時，則進入步驟S400；如果產品2的溫度值H等於或高於所設定的切換溫度B時，則進入步驟S500；

S400、判斷滅菌器內循環水溫度是否達到溫度上限：控制器6比較滅菌櫃1中的循環水溫度值T與控制器6所設定的溫度上限值C之間大小關係；

如果滅菌櫃1中的循環水溫度值T低於所設定的溫度上限值C時，則控制器6打開或增大蒸汽閥門5開度，使更多蒸汽進入換熱器4中進而實現對換熱器4中的循環水快速加熱；

如果滅菌櫃1中的循環水溫度值T等於或高於所設定的溫度上限值C時，則控制器6減小或關閉蒸汽閥門5開度，減少蒸汽進入換熱器4中進而實現對換熱器4中的循環水慢速加熱；

然後進入步驟S100重新循環升溫步驟；

S500、判斷滅菌器內循環水溫度是否達到設定滅菌溫度：控制器6比較滅菌櫃1中的循環水溫度值T與控制器6所設定的滅菌溫度A之間大小關係；

如果滅菌櫃1中的循環水溫度值T未達到所設定的滅菌溫度A時，則控制器6打開蒸汽閥門5；

如果滅菌櫃1中的循環水溫度值T達到所設定的滅菌溫度A時，則控制器6關閉蒸汽閥門5；

然後進入步驟S100重新循環升溫步驟。

本發明在當產品2的溫度值H低於控制器6所設定的切換溫度B時，說明本產品2需要更快速加熱，故通過步驟S400將循環水溫度值T快速提高到溫度上限值C，以讓產品2更短時間完成升溫過程。在當產品2的溫度值H等於或高於控制器6所設定的切換溫度B時，說明本產品2需要精細加熱操作，故通過步驟S500將循環水溫度值T提高到產品2需要達到的滅菌溫度A，使得產品2的溫度值H精準達到滅菌溫度A。

利用本發明的水浴式滅菌器升溫控制方法，以產品2為科倫藥業AQ產品為例來詳細說明本發明的水浴式滅菌器升溫控制方法；其升溫控制方法步驟包括如下：

通過控制器6設定出產品2的滅菌溫度A、切換溫度B以及滅菌櫃1中循環水的溫度上限值C，其中滅菌溫度A為115.0℃，切換溫度B為108.0℃，循環水溫度上限C為118.0℃。

S100、獲取產品溫度和循環水溫度：產品溫度探測器21實時檢測到產品2的溫度值H，並同時水溫探測器11實時檢測到滅菌櫃1中的循環水溫度值T；

S200、判斷產品溫度是否等於或高於設定的滅菌溫度：控制器6比較產品2的溫度值H與控制器6所設定的滅菌溫度A(115.0℃)之間大小關係；

如果產品2的溫度值H低於所設定的滅菌溫度A(115.0℃)時，則進入步驟S300；如果產品2的溫度值H等於或高於所設定的滅菌溫度A(115.0℃)時，則水浴式滅菌器升溫控制結束；

S300、判斷產品溫度是否等於或高於切換溫度：控制器6比較產品2的溫度值H與控制器6所設定的切換溫度B(108.0℃)之間大小關係；

如果產品2的溫度值H低於所設定的切換溫度B(108.0℃)時，則進入步驟S400；如果產品2的溫度值H等於或高於所設定的切換溫度B(108.0℃)時，則進入步驟S500；

S400、判斷滅菌器內循環水溫度是否達到溫度上限：控制器6比較滅菌櫃1中的循環水溫度值T與控制器6所設定的溫度上限值C(118.0℃)之間大小關係；

如果滅菌櫃1中的循環水溫度值T低於所設定的溫度上限值C(118.0℃)時，則控制器6打開或增大蒸汽閥門5開度，使更多蒸汽進入換熱器4中進而實現對換熱器4中的循環水快速加熱；

如果滅菌櫃1中的循環水溫度值T等於或高於所設定的溫度上限值C(118.0℃)時，則控制器6減小或關閉蒸汽閥門5開度，減少蒸汽進入換熱器4中進而實現對換熱器4中的循環水慢速加熱；

然後進入步驟S100重新循環升溫步驟；

S500、判斷滅菌器內循環水溫度是否達到設定滅菌溫度：控制器6比較滅菌櫃1中的循環水溫度值T與控制器6所設定的滅菌溫度A(115.0℃)之間大小關係；

如果滅菌櫃1中的循環水溫度值T未達到所設定的滅菌溫度A(115.0℃)時，則控制器6打開蒸汽閥門5；

如果滅菌櫃1中的循環水溫度值T達到所設定的滅菌溫度A(115.0℃)時，則控制器6關閉蒸汽閥門5；

然後進入步驟S100重新循環升溫步驟。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。