本發明涉及真空加熱技術領域，尤指一種真空蒸熱處理裝置及其方法。

背景技術：

檢疫處理是出入境檢驗檢疫機構對經檢疫不合格的動植物、動植物物品和其他檢疫物采取的強制性措施。檢疫處理的主要方法通常包括物理和化學方法。

進出境動植物物品的檢疫處理所采用的化學藥劑熏蒸處理，如溴甲烷熏蒸，對于環境存在污染問題，并對操作人員有一定危害。而單一的真空處理和常壓下熱蒸汽處理方法，需要時間過長；高壓蒸熱滅菌需要特殊的鍋爐容器，同時高溫處理易對鮮活物品造成不可逆損傷，難以滿足商業國際貿易的需求應用。

目前，在進出境動植物物品檢疫中，旅客或郵寄的禁止進境截獲物、檢疫不合格動植物及其物品等后續無害化檢疫處理方法沒有統一的要求，存在較大的有害生物擴散風險?，F有熱處理主要是建造熱處理庫以電或燃料作為熱源燃燒鍋爐產生水蒸汽進行干熱處理，且主要應用于木材和木質包裝等少數種類的動植物物品，特別是還沒有成熟的商業化真空蒸熱檢疫處理的裝備和技術工藝。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明提供一種高效、快速、環保、安全和經濟的真空蒸熱處理裝置及其方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種真空蒸熱處理裝置，包括蒸熱處理器艙體、蒸汽發生器、真空泵、露點儀、內部溫度探針、物品溫度探針、內加熱裝置、風機、中央控制系統，所述蒸汽發生器固定設置在蒸熱處理器艙體外部并與蒸熱處理器艙體內部連通，所述真空泵通過管道與蒸熱處理器艙體內部連通，所述露點儀、內部溫度探針、內加熱裝置、風機均設置在蒸熱處理器艙體內部,所述物品溫度探針設置在處理物內部，所述蒸汽發生器、真空泵、露點儀、內部溫度探針、內加熱裝置、風機、物品溫度探針均與中央控制系統連接。

具體地，所述蒸熱處理器艙體為雙層殼體結構，雙層殼體的間隙以硅酸鹽類隔熱材料填充。

具體地，還包括報警裝置，所述報警裝置設置在蒸熱處理器艙體外部并與中央控制系統連接。

具體地，還包括循環水箱，所述真空泵的抽出端、蒸汽發生器的進水端分別與循環水箱連接。

具體地，還包括用于實時顯示露點儀、內部溫度探針、物品溫度探針數值的顯示屏，所述顯示屏設置在蒸熱處理器艙體外部并與中央控制系統連接。

具體地，所述蒸汽發生器與蒸熱處理器艙體之間通過管道連接，管道上設置有傳送閥門，所述傳送閥門與中央控制系統連接。

為了實現上述目的，本發明還提供一種真空蒸熱處理方法，包括以下步驟：

s1、通過中央控制系統設置蒸汽發生器、真空泵、內加熱裝置、露點儀、內部溫度探針、物品溫度探針的控制參數，根據不同處理物分類建立不同的控制參數檔案，并進行檔案儲存；

s2、將處理物放置在蒸熱處理器艙體內部，至處理物總量占蒸熱處理器艙體體積的60％-80％；

s3、將物品溫度探針放置在處理物的最低溫度處；

s4、在中央控制系統中調用對應分類的控制參數檔案，同時中央控制系統控制露點儀、內部溫度探針、物品溫度探針實時讀取處理物露點溫濕度、蒸熱處理器艙體內部溫度和處理物溫度數據并傳輸至顯示屏；

s5、中央控制系統根據控制參數控制真空泵將蒸熱處理器艙體的空氣不斷排出到外部環境；

s6、中央控制系統根據控制參數控制蒸汽發生器產生蒸汽進入蒸熱處理器艙體對處理物進行加熱，同時根據反饋得到的處理物露點溫濕度，控制內加熱裝置對處理物進行加熱除露；

s7、中央控制系統完成工作后，將處理后的物品移出蒸熱處理器艙體，并在低溫環境下冷卻。

具體地，s1所述的設置控制參數包括：

設置抽真空所需要達到的真空度及抽真空所需要的時間；

設置對處理物加熱時蒸熱處理器艙體的內部溫度，設置處理物內部所需要達到的溫度及保持該溫度的時長；

設置對處理物表面加熱時的露點溫度與露點濕度。

具體地，蒸汽發生器與蒸熱處理器艙體之間通過管道連接，管道上設置有傳送閥門，傳送閥門與中央控制系統連接，中央控制系統通過控制傳送閥門的開合度來控制進入蒸熱處理器艙體內的蒸汽量。

具體地，抽真空步驟之前還包括預熱步驟，通過中央控制系統設置處理物預熱所需要達到的溫度及預熱時間。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

(1)處理速度快，效率高。由于蒸熱處理器艙體內部可以進行抽真空處理，可形成負壓真空環境。在負壓的條件下，高溫水蒸汽可更加快速有效的進入到物品內部，大大加快處理速度。由于真空環境條件下，氧氣稀薄，位于蒸熱處理器艙體內部的生物由于缺少氧氣生存能力下降。因而，對于有害生物等處理的效率較常壓下大大提高。

(2)安全環保。該裝置屬于低壓設備，不存在高壓爆炸等危險隱患。使用過程，不需要有毒有害性試劑，無有害物質排出，因此對于人無危害與對環境無污染。設備自身具有多重保護程序，在設備出現溫度、真空度超過設定值或者出現異常是將自動報警，內部的參數鎖定在安全的范圍內，不熟悉參數設置的人員操作也不會出現安全問題或對儀器設備造成損壞。

(3)損傷度小。該裝置的露點儀可監控蒸熱處理器艙體內部凝露現象，蒸熱處理器艙體的內加熱裝置可對待處理的物品進行預加熱，以防止在處理過程中因凝露釋放的熱量造成處理物表面溫度過高而產生損壞的現象。

(4)操作簡便，記錄詳實。該裝置具有獨立設計的控制系統，對不同類的處理物可建立并儲存相應的處理工藝流程。以存儲的流程可以直接調用，從而實現一鍵運行的目的。同時，在工藝流程運行的過程中，可實現不同步驟之間的即時切換，參數的修改。同時，得益于該控制系統，數據記錄的時間間隔可縮小到每5秒一次。

(5)溫度精度高，各區域溫度均勻。該裝置的控制系統精密計算，即時對傳送閥門進行的開合程度進行控制，艙體內部的溫度精度可控制在±0.3℃的范圍內。艙體內部的風機可有效促進內部空氣的流通，確保在艙體不同區域的處理物升溫速率的一致性。

附圖說明

圖1是本發明真空蒸熱處理裝置的結構示意圖；

圖2是本發明真空蒸熱處理方法的流程示意圖。

附圖標號說明：1.蒸熱處理器艙體；2.蒸汽發生器；3.真空泵；4.露點儀；5.內部溫度探針；6.物品溫度探針；7.內加熱裝置；8.傳送閥門；9.循環水箱；10.風機。

具體實施方式

請參閱圖1，本發明關于一種真空蒸熱處理裝置，包括蒸熱處理器艙體1、蒸汽發生器2、真空泵3、露點儀4、內部溫度探針5、物品溫度探針6、內加熱裝置7、風機10、中央控制系統，所述蒸汽發生器2固定設置在蒸熱處理器艙體1外部并與蒸熱處理器艙體1內部連通，所述真空泵3通過管道與蒸熱處理器艙體1內部連通，所述露點儀4、內部溫度探針5、內加熱裝置7、風機10均設置在蒸熱處理器艙體1內部,所述物品溫度探針6設置在處理物內部，所述蒸汽發生器2、真空泵3、露點儀4、內部溫度探針5、內加熱裝置7、風機10、物品溫度探針6均與中央控制系統連接。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)處理速度快，效率高。由于蒸熱處理器艙體1內部可以進行抽真空處理，可形成負壓真空環境。在負壓的條件下，高溫水蒸汽可更加快速有效的進入到物品內部，大大加快處理速度。由于真空環境條件下，氧氣稀薄，位于蒸熱處理器艙體1內部的生物由于缺少氧氣生存能力下降。因而，對于有害生物等處理的效率較常壓下大大提高。

(2)安全環保。該裝置屬于低壓設備，不存在高壓爆炸等危險隱患。使用過程，不需要有毒有害性試劑，無有害物質排出，因此對于人無危害與對環境無污染。設備自身具有多重保護程序，在設備出現溫度、真空度超過設定值或者出現異常是將自動報警，內部的參數鎖定在安全的范圍內，不熟悉參數設置的人員操作也不會出現安全問題或對儀器設備造成損壞。

(3)損傷度小。該裝置的露點儀4可監控蒸熱處理器艙體1內部凝露現象，蒸熱處理器艙體1的內加熱裝置7可對待處理的物品進行預加熱，以防止在處理過程中因凝露釋放的熱量造成處理物表面溫度過高而產生損壞的現象。

(4)操作簡便，記錄詳實。該裝置具有獨立設計的控制系統，對不同類的處理物可建立并儲存相應的處理工藝流程。以存儲的流程可以直接調用，從而實現一鍵運行的目的。同時，在工藝流程運行的過程中，可實現不同步驟之間的即時切換，參數的修改。同時，得益于該控制系統，數據記錄的時間間隔可縮小到每5秒一次。

(5)溫度精度高，各區域溫度均勻。該裝置的控制系統精密計算，即時對傳送閥門進行的開合程度進行控制，艙體內部的溫度精度可控制在±0.3℃的范圍內。艙體內部的風機可有效促進內部空氣的流通，確保在艙體不同區域的處理物升溫速率的一致性。

本發明可用于木材、原木、竹藤制品、中藥材、大宗糧食下腳料、新鮮水果和植株中攜帶的危險性病蟲害的檢疫處理；還可對水果、蔬菜、種子、種苗、栽培介質、豆類、土壤，肉類、禽類、水生動物，血液制品等禁止攜帶、郵寄或檢疫不合格的進出境動植物及其產品。本發明能一次對不同類型的動植物產品進行處理，能高效安全處理此類材料所攜帶的昆蟲、線蟲、雜草、真菌、細菌、病毒等可能危害人體和動植物的病原生物，確保各種有害生物的100％滅活，以達到生物安全的目的。

本實施例中，中央控制系統由電腦控制，電腦由單片機組成，配備專用數據顯示器以及輸入鍵盤。電腦的儲存器內有針對特定類型產品的設備控制程序，操作人員可直接調用相應程序，而不用了解具體的編程過程便可操作裝置。

該單片機具有寫入程序的功能，能夠按照使用者的要求進行自定義編程。相關程序可儲存于控制電腦內部，并可在之后的使用過程中直接調用。該程序由不同的步驟組成，每種步驟有獨立的標志。編輯時只需要選擇相應圖標，并填入特定參數即可。各步驟之間相互獨立，編程時將不同的步驟按照需要放置在程序的不同位置即可。在運行程序的過程中，可通過修改程序相應參數來應對出現的各種情況；同時各程序的不同步驟可進行跳步操作，可隨時切換到上一步驟、下一步驟以及任意步驟或結束程序。在保溫步驟時，可通過調整目標溫度探針的編號，即可進行切換。

物品溫度探針6數目可設置為4-12根，本實施例優選為12根，連接至控制電腦的12根物品溫度探針6可對待處理對象不同部位、不同深度區域進行溫度監測。處理過程中各溫度探針的溫度、露點儀4的濕度以及壓力值均記錄在控制電腦的內部存儲器及存儲卡，所有的數據均可每隔5秒鐘記錄一次。數據可通過打印機直接打印，也可將儲存卡內的數據導入到計算機進行計算處理。

具體地，所述蒸熱處理器艙體1為雙層殼體結構，雙層殼體的間隙以硅酸鹽類隔熱材料填充。

采用上述技術方案，裝置的低壓艙體為雙層殼體構造，雙層殼體的間隙以硅酸鹽類隔熱材料填充，大大降低的熱量的損耗。平均單次處理所消耗的電能總量約為40kwh以內,平均耗水量低于100m³。消耗的水量中，主要為真空泵3工作需要，該水不需處理可循環利用。

具體地，還包括報警裝置，所述報警裝置設置在蒸熱處理器艙體1外部并與中央控制系統連接。

采用上述技術方案，當露點儀4、內部溫度探針5、物品溫度探針6、真空度的數值超過設定值或者出現異常時，中央控制系統將控制報警裝置發出警報，提醒工作人員注意，同時將內部的參數鎖定在安全的范圍內，保證機器設備正常工作，保障工作人員安全。

具體地，還包括循環水箱9，所述真空泵3的抽出端、蒸汽發生器2的進水端分別與循環水箱9連接。

采用上述技術方案，將真空泵3的抽出端、蒸汽發生器2的進水端分別與循環水箱9連接，真空泵3工作時產生的廢水可通過蓄水池回收并循環供給蒸汽發生器2利用，節約資源。

具體地，還包括用于實時顯示露點儀4、內部溫度探針5、物品溫度探針6數值的顯示屏，所述顯示屏設置在蒸熱處理器艙體1外部并與中央控制系統連接。

采用上述技術方案，使用顯示屏讀取數值，可方便實時觀測處理物露點溫濕度、蒸熱處理器艙體1內部溫度和處理物溫度。

具體地，所述蒸汽發生器2與蒸熱處理器艙體1之間通過管道連接，管道上設置有傳送閥門8，所述傳送閥門8與中央控制系統連接。

采用上述技術方案，蒸汽發生裝置可設置在蒸熱處理艙體的后側，其內部有用于加熱的電熱絲，可對于進入蒸汽發生器2內的水進行加熱升溫。當蒸汽發生器2產生足夠的蒸汽后，蒸汽通過蒸汽傳送管道輸送至蒸熱處理器艙體1內部。進入蒸熱處理器艙體1的蒸汽量由中央控制系統通過計算后發送指令至蒸汽傳送閥門8，通過控制蒸汽傳送閥門8的開合程度來控制進入蒸熱處理器艙體1內的蒸汽量。隨著進入艙體內部的蒸汽增加，由產品溫度計檢測到的溫度不斷升高，蒸汽傳送閥門8的開合程度不斷減小，當溫度到達中央控制系統設定值時，蒸汽傳送閥門8將完全關閉。蒸汽發生器2通過向蒸熱處理器艙體1內輸送飽和水蒸汽，來殺滅位于蒸熱處理器艙體1內的物品表面及內部的檢疫性昆蟲及微生物。

請參閱圖2，本發明還提供一種真空蒸熱處理方法，包括以下步驟：

s1、通過中央控制系統設置蒸汽發生器2、真空泵3、內加熱裝置7、露點儀4、內部溫度探針5、物品溫度探針6的控制參數，根據不同處理物分類建立不同的控制參數檔案，并進行檔案儲存；

s2、將處理物放置在蒸熱處理器艙體1內部，至處理物總量占蒸熱處理器艙體1體積的60％-80％；

s3、將物品溫度探針6放置在處理物的最低溫度處；

s4、在中央控制系統中調用對應分類的控制參數檔案，同時中央控制系統控制露點儀4、內部溫度探針5、物品溫度探針6實時讀取處理物露點溫濕度、蒸熱處理器艙體1內部溫度和處理物溫度數據并傳輸至顯示屏；

s5、中央控制系統根據控制參數控制真空泵3將蒸熱處理器艙體1的空氣不斷排出到外部環境；

s6、中央控制系統根據控制參數控制蒸汽發生器2產生蒸汽進入蒸熱處理器艙體1對處理物進行加熱，同時根據反饋得到的處理物露點溫濕度，控制內加熱裝置7對處理物進行加熱除露；

s7、中央控制系統完成工作后，將處理后的物品移出蒸熱處理器艙體1，并在低溫環境下冷卻。

具體地，s1所述的設置控制參數包括：

設置抽真空所需要達到的真空度及抽真空所需要的時間；

設置對處理物加熱時蒸熱處理器艙體1的內部溫度，設置處理物內部所需要達到的溫度及保持該溫度的時長；

設置對處理物表面加熱時的露點溫度與露點濕度。

具體地，蒸汽發生器2與蒸熱處理器艙體1之間通過管道連接，管道上設置有傳送閥門8，傳送閥門8與中央控制系統連接，中央控制系統通過控制傳送閥門8的開合度來控制進入蒸熱處理器艙體1內的蒸汽量。

具體地，抽真空步驟之前還包括預熱步驟，通過中央控制系統設置處理物預熱所需要達到的溫度及預熱時間。

一般情況下，檢疫處理需要先進行預熱處理，無害化處理無需預熱處理。

其中，在出現由于產品直徑過大或厚度過大而出現的產品內部溫度升高過慢的情況時，可重復設置預熱和抽真空的相關數值，以達到加速產品升溫的目的。

如對特定產品，在完成以上控制參數設置后，還可設置相應參數對裝置內部再次抽真空，以抽出裝置內部多余的水蒸汽。

本發明的中央控制系統可通過設置控制參數來設置工藝流程，本實施例中，包括對竹、木類產品,芒果、榴蓮、荔枝等水果類產品檢疫處理以及對大豆、小麥等糧食作物下腳料等產品的無害化處理。根據真空蒸熱處理方法的基本步驟，按照在處理過程中的抽真空和加熱循環次數，可將工藝流程分為：一步法、兩步法與多步法及無害化處理，示例如下。

1)一步真空蒸熱處理法(以竹子檢疫處理為例,56℃,30min)：

a)設置對產品預熱的目標溫度為35℃。

b)抽真空度設置在150-300mbar，抽真空時間長度為3-7min。

c)設置艙內溫度略高于56℃，對產品的加熱的目標溫度為竹制品內部溫度56℃。達到目標溫度后進入保溫階段，設置保溫時間長度為30min。

d)抽真空降低艙內水分。

2)兩步真空蒸熱處理法(以木材為例70℃,30min)：

a)設置對木材預加熱至木材內部溫度到40℃。

b)第一次抽真空度設置在150-300mbar，抽真空時間設置3-7min。

c)設置加熱時艙內溫度為70℃，位于木材中心的溫度探針作為取樣溫度探針，取樣溫度設置為60℃。當木材內部取樣探針溫度達到60℃時，開始計時，當計時時間達到2min時，開始工藝流程的下一步。

d)設置對艙內第二次抽真空，艙內抽真空至200-350mbar，抽真空時間設置為3-7min。

e)設置位于木材中心的溫度探針的溫度設置為70℃，設置艙內溫度略高于70℃。在取樣探針的溫度達到70℃時開始計時，計時至30min時停止加熱程序。

f)對于艙內進行抽真空干燥，抽真空時間為3-7min。

3)三步或多步真空蒸熱處理法：以新鮮水果為例(47℃，15min)

a)設置預熱目標溫度為果心溫度上升至35℃。

b)設置艙內抽真空度為150-300mbar，抽真空預設時間為3-7min。

c)設置加熱過程中艙內溫度略高于40℃，并在果心溫度探針達到40℃時開始計時。當計時時間達到2min時開始工藝流程的下一步。

d)設置對艙內第二次抽真空的真空度為200-350mbar，抽真空時間為3-7min

e)設置加熱時艙內溫度等于或略高于45℃，位于果心處溫度探針在45℃時開始計時，計時到2min時進入下一步工藝。

f)設置對艙內進行第三次抽真空，真空度為300-450mbar，抽真空時間為3-7min

g)設置艙內溫度略高于47℃，當位于水果內部的溫度探針達到47℃時開始計時，計時15min時停止程序。

h)對艙內進行抽真空干燥，抽真空時間為3-7min。

4)真空蒸熱無害化處理應用：以下腳料為例(70℃,30min)

a)對于產品無害化處理，無需進行預熱操作。

b)設置艙內抽真空度為150-300mbar，抽真空預設時間為3-7min。

c)設置加熱過程中艙內溫度略高于70℃，當產品內部溫度達到40℃時開始計時。當計時時間達到2min時開始工藝的下一步。

d)設置在此對艙內第二次抽真空，真空度為200-350mbar，抽真空時間為3-7min

e)設置加熱過程中艙內溫度略高于70℃，加熱時取樣溫度探針在50℃時開始計時，計時到2min時進入下一步工藝。

f)設置對艙內進行第三次抽真空，真空度設置在300-450mbar，抽真空預設時間為3-7min

g)設置加熱過程中艙內溫度高于70℃，溫度取樣探針達到60℃時開始計時，計時2min進入下一步工藝。

h)設置對艙內進行第四次抽真空，真空度設置在400-450mbar，抽真空預設時間為3-7min

i)設置加熱過程中艙內溫度略高于70℃，加熱時取樣溫度探針在70℃時開始計時，計時到30min時結束程序。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)處理速度快，效率高。由于蒸熱處理器艙體1內部可以進行抽真空處理，可形成負壓真空環境。在負壓的條件下，高溫水蒸汽可更加快速有效的進入到物品內部，大大加快處理速度。由于真空環境條件下，氧氣稀薄，位于蒸熱處理器艙體1內部的生物由于缺少氧氣生存能力下降。因而，對于有害生物等處理的效率較常壓下大大提高。

(2)安全環保。該裝置屬于低壓設備，不存在高壓爆炸等危險隱患。使用過程，不需要有毒有害性試劑，無有害物質排出，因此對于人無危害與對環境無污染。設備自身具有多重保護程序，在設備出現溫度、真空度超過設定值或者出現異常是將自動報警，內部的參數鎖定在安全的范圍內，不熟悉參數設置的人員操作也不會出現安全問題或對儀器設備造成損壞。

(3)損傷度小。該裝置的露點儀4可監控蒸熱處理器艙體1內部凝露現象，蒸熱處理器艙體1的內加熱裝置7可對待處理的物品進行預加熱，以防止在處理過程中因凝露釋放的熱量造成處理物表面溫度過高而產生損壞的現象。

(4)操作簡便，記錄詳實。該裝置具有獨立設計的控制系統，對不同類的處理物可建立并儲存相應的處理工藝流程。以存儲的流程可以直接調用，從而實現一鍵運行的目的。同時，在工藝流程運行的過程中，可實現不同步驟之間的即時切換，參數的修改。同時，得益于該控制系統，數據記錄的時間間隔可縮小到每5秒一次。

(5)溫度精度高，各區域溫度均勻。該裝置的控制系統精密計算，即時對傳送閥門進行的開合程度進行控制，艙體內部的溫度精度可控制在±0.3℃的范圍內。艙體內部的風機可有效促進內部空氣的流通，確保在艙體不同區域的處理物升溫速率的一致性。

以上實施方式僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。