[发明专利]一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置和方法

说明书

本发明提供了一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置和方法，该装置包括化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ、脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ和传送机构，瓶坯通过传送机构依次经过化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ向瓶坯内外表面喷淋低浓度杀菌剂以形成一层杀菌剂薄膜以进行预杀菌；过渡段Ⅱ将瓶坯由化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；在脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，低强度脉冲强光多次闪烁激活附在瓶坯1表面的化学杀菌剂并直接杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物。本发明能够减少化学杀菌剂的使用，降低所需脉冲强光辐照的强度，具有杀菌效率高、结构简单、不易残留、不易导致瓶坯辐照变性的优点。

技术领域

本发明属于液体饮料无菌灌装领域，尤其涉及一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置和方法。

背景技术

现有液体饮料无菌灌装生产线上，通常需对瓶坯或者瓶子进行灭菌，从而保证产品的安全性。现有的杀菌方式主要有化学杀菌法和物理杀菌法。化学杀菌法通常采用一定浓度的液态杀菌剂(如过氧化氢、过氧乙酸等)浸泡或者采用加热蒸发或热空气负载的杀菌剂喷淋的方式，对包装容器进行杀菌。例如，中国专利CN201410812997.0公开了一种瓶胚杀菌装置，该装置利用一定浓度的H₂O₂溶液与无菌低压气体混合加热形成蒸汽，通过罩式喷头将高温H₂O₂蒸汽喷射到瓶坯表面，杀菌罩顶端设计有抽风装置，蒸汽经风机排出；这种杀菌方法通常需要较高浓度的H₂O₂以确保杀菌的有效性，并且需加热汽化以及蒸汽抽出步骤，所需能耗很大；除此之外，液态H₂O₂容易沉积到瓶坯底部，不能被完全抽取，造成瓶坯内杀菌剂残留，排放时也难以确保废液完全分解，对环境有潜在的危害。物理杀菌法，例如电子束辐照，近年来也被应用于食品包装的杀菌，但电子束设备的生产和使用成本都很高。例如，中国专利CN201620745351.X公开了一种采用脉冲强光对PET空瓶灭菌的装置，通过脉冲强光的发射和反射系统对通过传送机构传送至灌装区之前的PET空瓶进行消毒灭菌；但由于脉冲强光的穿透性较弱，光照强度随距离增大而下降明显，难以确保瓶子底部的杀菌效果；而若采用高强度的脉冲强光还可能导致包装材料的物理性能(机械性能、颜色等)和化学性质(聚合物交联/降解)发生改变。另外，使用辐照杀菌时，由于瓶坯颈部螺纹的存在会产生遮蔽效应，限制了辐照杀菌的效果。

综上所述，如何将低浓度的化学杀菌剂和低强度的脉冲强光进行耦合，以实现对瓶坯内外表面高效、彻底的杀菌，同时避免化学杀菌剂残留，克服使用过高强度脉冲强光辐照对瓶坯材料的影响，已经成为亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种化学杀菌剂耦合脉冲强光用于PET瓶坯杀菌的装置，包括化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ、脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ以及传送机构，其特征在于，瓶坯1通过所述传送机构的输送依次经过化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ、过渡段Ⅱ和脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，其中，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ向瓶坯1的内外表面喷淋低浓度化学杀菌剂以形成一层杀菌剂薄膜，对瓶坯1上附着的微生物进行预杀菌；所述过渡段Ⅱ用于将瓶坯1由化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ送入脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ；在脉冲强光辐照杀菌段Ⅲ，通过低强度脉冲强光的多次闪烁激活附着在瓶坯1上的化学杀菌剂并直接杀灭经化学杀菌剂钝化的微生物。

优选的，化学杀菌剂预杀菌段Ⅰ包括第一旋转传送盘4、杀菌剂雾化喷淋装置6、雾化器导杆7、雾化器升降槽8、储液箱9和第一驱动设备10，所述雾化器导杆7与储液箱9的内部相连通，所述杀菌剂雾化喷淋装置6与所述雾化器导杆7的下端相连，所述杀菌剂雾化喷淋装置6包括内喷雾杆19和外喷雾罩20，外喷雾罩20环绕设置在内喷雾杆19的周围，所述内喷雾杆19的外表面和外喷雾罩20的内表面均开设有均匀分布的雾化喷嘴21；第一驱动设备10由支承装置25a固定支承，雾化器升降槽8开设在储液箱9的外表面，所述雾化器导杆7的上端滑动于雾化器升降槽8中并沿着雾化器升降槽8移动，第一驱动设备10驱动轴的转动，带动雾化器导杆7和第一旋转传送盘4做同步同轴转动；