本發明涉及一種瞬時對中藥食品粉末進行滅菌的系統，尤其是在加工藥品和食品的過程中，對粉末進行瞬時定量滅菌的系統，屬于一種藥品加工中的專用滅菌設備。
背景技術：
當前，如何對藥品和食品制劑生產質量控制已成為實現中藥現代化的瓶頸問題，以藥品為例，衛生指標的控制是確保藥品粉末入藥制劑質量的關鍵問題之一。為此，多年來國內眾多專家致力于中藥滅菌技術這一課題的研究，以尋找殺菌徹底、藥效無損失或損失最低，不產生毒素或未知物，造價低、操作方便、適合連續化生產的中藥滅菌方法。為此，尋找一種有效控制原生藥粉染菌量的技術，對確保中藥制劑的質量，加快中藥制劑走向國際化十分必要。
在藥品和食品加工中，普遍采用的是蒸汽滅菌，按照滅菌溫度來分，包括低高溫長時滅菌法，亞高溫短時滅菌法和超高溫瞬間滅菌法，其中：低高溫長時滅菌法的滅菌溫度為121℃，蒸汽壓力為1.4kg/cm2,滅菌時間為30min。亞高溫短時滅菌法的滅菌溫度為132℃，蒸汽壓力為3.2kg/cm2,滅菌時間為5min。這些滅菌方式，由于高溫持續時間較長，加工中對藥品和食品的質量品質破壞較大，對于藥品甚至可能影響其藥效。對超高溫瞬間滅菌法，其對藥品和食品的質量品質破壞相對較小，但是其工藝要求比較高，且每個階段都有階段性指標，以奶制品為例，首先將牛奶在15-20min內迅速加熱到80℃，繼后迅速將溫度提高至140-150℃，約5s，然后在15-20s內將牛奶迅速冷卻至室溫。此方法在六十年代成功用于牛奶的滅菌。滅菌后的牛奶在經無菌包裝系統后，在室溫條件下，不加任何的防腐劑保鮮能達半年以上。由于加熱時間極短，它除了殺滅所有細菌外，牛奶的原色；原味；營養素都保留下來。
隨著科技的發展，人們對過熱蒸氣有了新的認識，僅僅從理論上建立的一種超高迅速加熱迅速降溫可以大大減小對被加工品質量品質的損失，這種理論不能為實踐中針對每個技術環節中可能遇到的技術問題提供解決方案或給予必要的技術啟示。
技術實現要素：
本發明的目的在于：針對目前藥品和食品生產中在解決蒸汽滅菌時存在的問題，并將過熱蒸氣引人粉末滅菌，構建適宜于定量瞬間高溫滅菌，快速降溫分離的滅菌系統。
本發明的目的是這樣實現的：一種對藥品食品粉末瞬時定量滅菌的系統，其特征在于，包括物料倉、定量儲料罐、瞬時過熱蒸氣滅菌裝置、冷卻分離卸料裝置、高壓冷風系統、負壓排放高壓反沖系統，其中：
物料倉包括下部為倒錐形縮口的斗形不銹鋼料斗，該料斗的頂部還上配有不銹鋼蓋板，不銹鋼蓋板中央裝有電機，該料斗的中央配有所述電機驅動的螺旋推料器，出料口位于該料斗的底部；
定量儲料罐的頂部通過縮口與所述料斗的出料口之間通過不銹鋼電動閥對接，下部為倒錐形縮口，定量儲料罐的出料口位于錐形縮口的低端，該出料口上配有不銹鋼電動閥。
瞬時過熱蒸氣滅菌裝置包括密封腔體和過熱蒸氣發生裝置，密封腔體的頂部設有進料口和兩個交替工作的負壓抽氣口，進料口與定量儲料罐的出料口對接，負壓抽氣口上配有粉末精密過濾器；密封腔體的底部一端設有無菌高壓冷干氣輸入口，另一端設有排放口；密封腔體中配有含中空通道的攪拌槳，中空通道的壁上設有向周邊噴射的過熱蒸氣噴氣口攪拌槳的每個槳葉上都設有與中空通道溝通的過熱蒸氣噴氣口，攪拌槳中空通道的入口端與過熱蒸氣發生裝置的輸出端通過旋轉接頭對接；
冷卻分離卸料裝置，包括冷卻通道和粉末分離器，冷卻通道為夾層管道，其起始端為無菌高壓冷干氣輸入口，封閉的夾層管道設有保溫外管，夾層管道中的夾層為冷媒通道，與冷媒通道溝通的冷媒進口和冷媒出口分別位于夾層管道的兩端，夾層管道起始端設有一個與管道內腔溝通的集料口，集料口與瞬時過熱蒸氣滅菌裝置的排放口對接，冷卻通道的排放口位于夾層管道的末端；粉末分離器為立式塔體，立式塔體的上方為柱形筒體下方為倒錐形筒體，粉料入口位于柱形筒體的上部，兩個交替工作的負壓抽氣口位于立式塔體的頂部，負壓抽氣口對應的塔體內設有粉末精密過濾器，卸料口位于倒錐形筒體的底部，卸料口上配有卸料閥；冷卻通道的排放口通過管道與粉末分離器的粉料入口對接；
高壓冷風系統包括高壓風源、氣體冷干機和壓縮空氣無菌過濾器，它們依次串接后通過電動三通閥分別與冷卻通道的無菌高壓冷干氣輸入口和瞬時過熱蒸氣滅菌裝置中密封腔體的無菌高壓冷干氣輸入口對接；
負壓排放高壓反沖系統包括負壓排氣風機、高壓無菌儲氣罐和反沖閥，一個負壓排氣風機通過電動三通閥分別與瞬時過熱蒸氣滅菌裝置中密封腔體的兩個交替工作的負壓抽氣口對接，另一個負壓排氣風機通過電動三通閥分別與冷卻分離卸料裝置中粉末分離器的兩個交替工作的負壓抽氣口對接；高壓無菌儲氣罐輸出端通過管路同時與兩組中交替工作的四個負壓抽氣口的對接，形成四條并列的反沖支路，每個反沖支路上都設有反沖閥，對于同一負壓抽氣口，只有停止負壓抽氣工況時，反沖閥才開啟。
在本發明中，瞬時過熱蒸氣滅菌裝置的密封腔體上方設有兩個對稱的進料口，兩個進料口通過倒“Y”形三通與定量儲料罐的出料口對接。
在本發明中，所述的瞬時過熱蒸氣滅菌裝置中密封腔體的無菌高壓冷干氣輸入口和排放口上均設有氣控活塞閥。
在本發明中，攪拌槳周邊的密封腔體為夾層結構，夾層與過熱蒸氣發生裝置的輸出端溝通，夾層的內壁上設有均勻分布的指向密封腔體中心的過熱蒸氣噴氣口。
在本發明中，沿攪拌槳周邊的密封腔體內壁上設有排管，排管與過熱蒸氣發生裝置的輸出端溝通，排管上設有均勻分布的指向密封腔體中心的過熱蒸氣噴氣口。
在本發明中，各過熱蒸氣噴氣口上噴射的過熱蒸氣為130-250℃，過熱蒸氣的噴射時間為5~120s；粉末精密過濾器中設有至少兩層疊加的濾網，濾網的孔眼為1~20μm；所述的高壓風源為高壓風機或空壓機；所述的反沖閥為電磁閥、或電動閥或氣控閥；所述的卸料閥為手動卸料閥或電動卸料閥或氣控卸料閥；高壓無菌儲氣罐與定量儲料罐的頂部設有獨立的加壓支路，加壓支路上配有電磁閥，高壓無菌儲氣罐的補氣口端部還設有壓縮空氣無菌過濾器。
在本發明中，所述的中空的攪拌槳通過軸承水平支撐于密封腔體內的底部，或通過軸承垂直豎立在密封腔體內的中央。
在本發明中，冷媒通道中的冷媒為低溫冷卻水，或低溫冷卻空氣，或氟利昂制冷劑，或氨制冷劑。
本發明的優點在于：由于物料倉與瞬時過熱蒸氣滅菌裝置之間設置了定量儲料罐，可以確保瞬時過氣滅熱蒸菌裝置定量進料，尤其是高壓無菌儲氣罐與定量儲料罐的頂部設有獨立的加壓支路，加壓支路上配有電磁閥，可以確保定量儲料罐全部快速進入過熱蒸氣滅菌裝置。由于瞬時過熱蒸氣滅菌裝置有兩個對稱的進料口，兩個進料口通過倒“Y”形三通與定量儲料罐的出料口對接，粉料將被均勻撒入密封腔體，有利于瞬間加熱。由于密封腔體中設有含中空通道的攪拌槳，攪拌槳的中空通道壁和每個槳葉上都設有過熱蒸氣噴氣口，尤其是攪拌槳周邊的密封腔體內壁也設有過熱蒸氣噴氣口，它們都與過熱蒸氣發生裝置的輸出端對接，在攪拌中通過它們共同對粉末瞬間加熱快速滅菌。由于瞬時過氣滅熱蒸菌裝置下部設有密封腔體的底部一端設有無菌高壓冷干氣輸入口，另一端設有排放口，可以借助無菌高壓冷干氣將滅菌后的粉末從排放口吹出。由于冷卻通道為夾層管道，夾層管道中的夾層為冷媒通道，同時夾層管道一端為無菌高壓冷干氣輸入口，進入冷卻通道的粉料一方面通過冷媒冷卻，另一方面無菌高壓冷干氣也可以協助降溫。由于過氣滅熱蒸菌裝置的密封腔體和冷卻分離卸料裝置的粉末分離器都設有交替工作的負壓抽氣口，可以通過它們降低密封腔體或粉末分離器內的壓力，大大減小粉末在設備中的運動阻力。由于交替工作的負壓抽氣口都配置了粉末精密過濾器，可以有效阻止粉末隨空氣被排出，特別是在負壓抽氣口中設置了反沖支路，可以有效防止粉末精密過濾器堵塞。由于物料倉、定量儲料罐和粉末分離器的下部都采用了倒錐形縮口結構，可以防止粉料沉積。本發明的滅菌溫度可以根據不同藥品食品的加工要求在130-250℃之間調節，滅菌時間可以在5~120s之間調節。本發明結構緊湊，維護方便。
附圖說明
圖1是本發明實施例的結構示意圖。
圖中：1、物料倉，2、調速電機，3、不銹鋼蓋板，4、螺旋推料器，5、不銹鋼電動閥，6、定量儲料罐，7、不銹鋼電動閥，8、倒“Y”形三通，9、粉末精密過濾器，10、密封腔體，11、電機安裝座，12、進料口，13、負壓抽氣口，14、中空通道，15、攪拌槳，16、過熱蒸氣噴氣口，17、可調速電機，18、聯軸器，19、旋轉接頭，20、蒸汽進口，21、過熱蒸氣發生裝置，22、輸出端，23、氣動活塞閥，24、排放口，25、無菌高壓冷干氣輸入口，26、高壓風源，27、氣體冷干機，28、壓縮空氣無菌過濾器，29、電動三通閥，30、負壓排氣風機，31、電動三通閥，32、集料口，33、排放口，34、無菌高壓冷干氣輸入口，35、保溫外管，36、冷媒通道，37、冷卻通道，38、冷媒進口，39、冷媒出口，40、壓縮空氣無菌過濾器，41、高壓無菌儲氣罐，42、粉末分離器，43、粉末精密過濾器，44、負壓抽氣口，45、電動三通閥，46、負壓排氣風機，47、反沖閥，48、電磁閥，49、粉料入口，50、卸料口。
具體實施方式
附圖非限制性的公開了本發明實施例的具體結構，下面結合附圖對本發明作進一步的描述。
由圖1可見，本發明包括物料倉1、定量儲料罐6、瞬時過熱蒸氣滅菌裝置、冷卻分離卸料裝置、高壓冷風系統、負壓排放高壓反沖系統，其中：
物料倉1包括下部為倒錐形縮口的斗形不銹鋼料斗，該料斗的頂部還上配有不銹鋼蓋板3，不銹鋼蓋板3中央裝有調速電機2，該料斗的中央設有螺旋推料器4，螺旋推料器4由調速電機2驅動。出料口位于該料斗的底部。
定量儲料罐6的頂部通過縮口與所述料斗的出料口之間通過不銹鋼電動閥5對接，下部為倒錐形縮口，定量儲料罐6的出料口位于錐形縮口的低端，該出料口上配有不銹鋼電動閥7。
瞬時過熱蒸氣滅菌裝置包括密封腔體10和過熱蒸氣發生裝置21，密封腔體10的頂部設有進料口12和兩個交替工作的負壓抽氣口13，進料口12與定量儲料罐6的出料口對接，負壓抽氣口13上配有粉末精密過濾器9；密封腔體10的底部一端設有無菌高壓冷干氣輸入口25，另一端設有排放口24；密封腔體10中配有含中空通道14的攪拌槳15，中空14的壁上設有向周邊噴射的過熱蒸氣噴氣口16，攪拌槳15的每個槳葉上都設有與中空通道14溝通的過熱蒸氣噴氣口16，攪拌槳15的中空通道14入口端與過熱蒸氣發生裝置21的輸出端22通過旋轉接頭19對接。
冷卻分離卸料裝置，包括冷卻通道37和粉末分離器42，冷卻通道37為夾層管道，其起始端為無菌高壓冷干氣輸入口34，封閉的夾層管道設有保溫外35管，夾層管道中的夾層為冷媒通道36，與冷媒通道34溝通的冷媒進口38和冷媒出口39分別位于夾層管道的兩端，夾層管道起始端設有一個與管道內腔溝通的集料口32，集料口32與瞬時過熱蒸氣滅菌裝置的排放口24對接，冷卻通道37的排放口33位于夾層管道的末端；粉末分離器42為立式塔體，立式塔體的上方為柱形筒體下方為倒錐形筒體，粉料入口49位于柱形筒體的上部，兩個交替工作的負壓抽氣口44位于立式塔體的頂部，負壓抽氣口44對應的塔體內設有粉末精密過濾器43，卸料口50位于倒錐形筒體的底部，卸料口50上配有卸料閥；冷卻通道37的排放口33通過管道與粉末分離器的粉料入口49對接。
高壓冷風系統包括高壓風源26、氣體冷干機27和壓縮空氣無菌過濾器28，它們依次串接后通過電動三通閥29分別與冷卻通道的無菌高壓冷干氣輸入口34和瞬時過熱蒸氣滅菌裝置中密封腔體的無菌高壓冷干氣輸入口25對接。
負壓排放高壓反沖系統包括負壓排氣風機、高壓無菌儲氣罐41和反沖閥47，一個負壓排氣風機30通過電動三通閥31分別與瞬時過熱蒸氣滅菌裝置中密封腔體10的兩個交替工作的負壓抽氣口13對接，另一個負壓排氣風機46通過電動三通閥45分別與冷卻分離卸料裝置中粉末分離器42的兩個交替工作的負壓抽氣口44對接；高壓無菌儲氣罐41與定量儲料罐6的頂部設有獨立的加壓支路，加壓支路上配有電磁閥48，高壓無菌儲氣罐41輸出端通過管路同時與兩組中交替工作的四個負壓抽氣口13和44的對接，形成四條并列的反沖支路，每個反沖支路上都設有反沖閥47，對于同一負壓抽氣口，只有停止負壓抽氣工況時，反沖閥47才開啟。
在本實施例中，瞬時過熱蒸氣滅菌裝置的密封腔體10上方設有兩個對稱的進料口12，兩個進料口12通過倒“Y”形三通8與定量儲料罐6的出料口對接。所述的瞬時過熱蒸氣滅菌裝置中密封腔體10下方的的無菌高壓冷干氣輸入口34和排放口33上均設有氣控活塞閥23。含有中空通道14的攪拌槳15通過軸承水平支撐于密封腔體10內的底部，驅動攪拌槳15的調速電機17安裝在電機安裝座11上，并通過聯軸器18與含有中空通道14的攪拌槳15的軸對接。高壓無菌儲氣罐41的補氣口端部還設有壓縮空氣無菌過濾器40。
具體實施時，粉末精密過濾器9和43中設有至少兩層疊加的濾網，濾網的孔眼為1~20μm；所述的高壓風源可以是高壓風機或空壓機。所述的反沖閥47為電磁閥；所述的卸料閥50為手動卸料閥或電動卸料閥。冷媒通道36中的冷媒可以選擇低溫冷卻水，或低溫冷卻空氣，或氟利昂制冷劑，或氨制冷劑。
具體實施時，攪拌槳15周邊的密封腔體10為夾層結構，夾層與過熱蒸氣發生裝置21的輸出端22溝通，夾層的內壁上設有均勻分布的指向密封腔體中心的過熱蒸氣噴氣口16。或沿攪拌槳15周邊的密封腔體10內壁上設有排管，排管與過熱蒸氣發生裝置21的輸出端22溝通，排管上設有均勻分布的指向密封腔體10中心的過熱蒸氣噴氣口16。
具體實施時，含有中空通道14的攪拌槳15通過軸承通過軸承垂直豎立在密封腔體10內的中央。
工作中的滅菌過程是：物料倉1里裝滿粉料，調速電機2帶動螺旋推料器4，同時打開不銹鋼電動閥5，螺旋推料器4旋轉把粉料推進定量儲料罐6里，當達到預設量時，螺旋推料器4停止工作，同時關閉不銹鋼電動閥5，打開不銹鋼電動閥7和電磁閥48，利用壓縮空氣把定量儲料罐6里的粉料快速通過倒“Y”形三通8吹進密封腔體10里，然后關閉電磁閥和不銹鋼電動閥7。此時，蒸汽通過蒸汽進口20進入過熱蒸氣發生裝置21繼續加熱，產生高溫130-250℃（可以根據粉末的性質設定具體溫度）的過熱蒸氣，通過輸出端22與旋轉接頭19與攪拌槳15的中空通道14的進氣口連接（包括），在可調速電機17的驅動下，由中空通道14壁上攪拌槳15槳葉上的過熱蒸氣噴氣口16在高速旋轉的同時向密封腔體10注入過熱蒸氣（密封腔體10設有夾層或排管時，夾層內壁或排管的熱蒸氣噴氣口16同時噴射），噴射時間為5~120s（可以根據粉末的性質設定具體時間），使粉末和過熱蒸氣充分的接觸。期間，可調速電機2帶動螺旋推料器4，再一次為定量儲料罐6加料。噴射結束后，啟動負壓排氣風機30，由電動三通閥31選擇控制過熱蒸氣通過兩個交替工作的負壓抽氣口13不斷的排出，為了防止粉末隨氣體排出，負壓抽氣口13的粉末精密過濾器9可以有效阻止的粉末排出。防止粉末精密過濾器9堵塞，在停止工作的負壓抽氣口13的支路上可以脈動啟動反沖閥47粉末精密過濾器9進行反沖。
工作中的冷卻過程是：滅菌過程結束后，過熱蒸氣已經停止輸入，兩端的氣動活塞閥23同時打開，啟動高壓風源26，高壓氣流進入氣體冷干機27內冷卻干燥之后由壓縮空氣無菌過濾器28進行無菌過濾，此時電動三通閥29選擇與密封腔體10的無菌高壓冷干氣輸入口25溝通，無菌的高壓冷干氣由無菌高壓冷干氣輸入口25對已滅菌的粉末進行吹掃，通過排放口24由集料口32進入物料冷卻通道37進行快速冷卻，密封腔體10的粉料排盡后，兩端的氣動活塞閥關閉，電動三通閥29選擇與冷卻管道37的無菌高壓冷干氣輸入口34溝通，無菌的高壓冷干氣由無菌高壓冷干氣輸入口34進入冷卻管道37對粉末進行冷卻和吹掃，由于冷卻通道37為夾層結構，夾層為冷媒通道36，冷媒通道36外還設有保溫外管35，進入冷媒通道36的冷媒能夠迅速對進入冷卻管道37的粉末冷卻，而無菌高壓冷干氣的吹掃不僅能夠將粉末排出冷卻通道37，也有利于粉末在移動中降溫。期間，可以再次打開不銹鋼電動閥7和電磁閥48，利用壓縮空氣把定量儲料罐6里的粉料快速通過倒“Y”形三通8吹進密封腔體10里，進行下一批次的滅菌。冷卻過程結束后，可以根據工藝流程的排序，或選擇關閉高壓風源26等待下一批次的粉料，或直接對下一批次的粉料進行冷卻。
工作中的分離卸料過程是：由冷卻通道37進入粉末分離器42的粉末伴隨有較高壓力的無菌高壓冷干氣，必須對粉末分離器42進行降壓，此時可以啟動負壓排氣風機46，由電動三通閥45選擇控制高壓力的無菌高壓冷干氣通過兩個交替工作的負壓抽氣口44不斷的排出，為了防止粉末隨氣體排出，負壓抽氣口44的粉末精密過濾器43可以有效阻止的粉末排出。防止粉末精密過濾器9堵塞，在停止工作的負壓抽氣口44的支路上可以脈動啟動反沖閥47粉末精密過濾器43進行反沖。當粉末分離器42內的壓力恢復到常壓，且滅菌冷卻后的粉末在重力的作用下已經沉積于粉末分離器42的下方，此時可以開啟卸料閥，將冷卻后的無菌粉末排出，結束整個工作過程。
在本發明的實踐中，每個槳葉的過熱蒸氣噴氣口16上噴射的過熱蒸氣可以在130-250℃范圍內調節，過熱蒸氣噴氣口16的過熱蒸氣噴射時間可以在5~120s范圍內調節。