一种可收纳式杀菌系统及基于该系统的杀菌方法与流程

1.本发明涉及文物杀菌技术领域，特别涉及一种可收纳式杀菌系统及基于该系统的杀菌方法。


背景技术：

2.虫霉病害是馆藏文物，尤其是丝、毛、棉、麻、纸张、竹木、漆、皮革、犀角等有机质文物的主要病害之一。文献报道称仅在皮革、羊皮纸和纸张上经常发现的虫害就有70多种，从纸张中分离到的霉菌达105属，266种之多。虫霉病害对文物的损伤相当严重且不可逆转，如昆虫的蛀蚀、排泄物的污迹和霉菌产生的斑痕和纸张的霉烂等。因此，驱虫防霉是文物保管、展示工作中一项重要内容。
3.为消灭文物中的有害生物，常用化学杀虫法，一般有胃毒剂、触杀剂、熏蒸剂三类，其中常用的熏蒸剂有澳甲烷、环氧乙烷和磷化氢、植物精油等，常用的物理杀虫方法有低温冷冻杀虫，丫射线辐照杀虫、气调杀虫和真空充氮消毒杀虫技术等。
4.化学杀虫方法杀灭效果好，灭虫效率高，如环氧乙烷消毒，对有害细菌的杀灭率可以达到99.99％。化学杀虫最大的缺点是对环境产生污染。
5.熏蒸消毒技术运用熏蒸剂在密闭空间对文物进行熏蒸，能有效杀死动植物害虫、病原微生物和病媒生物。目前使用的熏蒸消毒剂如环氧乙烷、硫酰氟和溴甲烷等在环保、安全、毒副作用、消毒温度等缺陷限制了它们在文物熏蒸消毒中的应用。
6.目前，国内多家博物馆也采用该方法进行文物防虫处理。与控制虫害不同，绝氧法对于霉菌的抑制效果则根据霉菌种类不同而有差异，重庆中国三峡博物馆唐欢等的研究发现，对于产孢能力旺盛的真菌，如曲霉属的多个种，脱氧处理半年后，受试菌株依然可以再度生长。可见，短期绝氧法对于侵袭文物的主要霉菌
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曲霉属霉菌仅有临时抑制作用而不具备完全杀灭的效果。
7.所以，目前采用氮气+精油熏蒸的方式对文物进行杀菌，该种杀菌方法对文物上不同种类的杀菌效率能达几乎都能100％。
8.在氮气熏蒸或氮气+精油熏蒸过程中都会使用熏蒸箱，该熏蒸箱连接有氮气进气管，在熏蒸箱内设有氮气浓度检测器；使用时，将待文物放入熏蒸箱内，并通过容器盛装一定量的精油一通放入熏蒸箱内，关闭熏蒸箱箱门，打开氮气进气管，对熏蒸箱内充入氮气，待氮气的含量大于99.9％时，关闭氮气进气管；同时该熏蒸箱还设有温湿度控制单元，确保进入熏蒸箱内的氮气的温湿度满足要求，达到上述要求后，保持该状态对文物熏蒸1
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3周，以完成文物的杀菌操作。
9.上述熏蒸箱主要用于熏蒸体积较小的文物，能对较小体积的文物现场处理后及时杀菌，避免在长时间运输过程中细菌变异或其他问题；而涉及较大体积的文物一般不能通过熏蒸的方式进行现场处理，因为，能对大体积文物进行杀菌处理的熏蒸箱的体积、重量均较大，仪器笨重运输极为不便捷，导致体积较大的文物(如干尸)的处理滞后或导致仪器的运输成本高；
10.并且，现有技术中的熏蒸箱的体积固定，较小体积的熏蒸箱只能用于体积变化较小范围的文物处理，而体积较大的熏蒸箱虽然能用于熏蒸体积较小的文物，但是充入的氮气量较多，容易造成杀菌过程的原料浪费。


技术实现要素：

11.针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种可收纳式杀菌系统及基于该系统的杀菌方法，解决了现有技术中熏蒸箱体积固定不能适用于体积变化较大的不同文物使用、熏蒸箱结构固定不便对体积较大的文物进行现场杀菌处理或运输不便捷的问题。
12.为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种可收纳式杀菌系统，包括用于熏蒸的杀菌舱，所述杀菌舱包括柔性本体，所述柔性本体包括腔体体积可变设置的杀菌腔，所述杀菌腔的侧壁上开设有放物口，所述放物口设有配合使用且密封连接的拉帘；
13.所述杀菌腔还连接有气压子系统与温湿度子系统，
14.所述气压子系统用于控制杀菌腔内氮气的含量与氮气的体积；
15.所述温湿度子系统用于调节杀菌腔内温度与湿度。
16.使用时：根据具体的布设方式，布设好各个部件，由于杀菌舱为柔性杀菌舱，在没有外力或者没有对杀菌腔内充气时，杀菌舱无固定结构，不变放置待杀菌文物，此时可以利用人工将杀菌拉伸为一定形状，然后将待杀菌的物品从放物口放入杀菌腔内(此时可以通过待杀菌文物上的细菌种类进行大致判断看是否一并放入植物精油)，再闭合拉帘使杀菌腔密封，然后再通过气压子系统对杀菌腔内充气，确保杀菌腔内的氮气含量在预设范围后，稳定杀菌；在氮气进料的同时通过温湿度子系统控制进入杀菌腔内的氮气的温度、湿度也在预设范围，以此隔绝氧气对文物进行隔氧熏蒸杀菌。
17.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
18.1、本发明更改了原有的固定结构的熏蒸箱，将柔性结构的杀菌舱代替熏蒸箱进行熏蒸杀菌，本杀菌舱不仅可以重复使用，并且成本低小，既能适应各种环境和消毒对象，又能对不同体积范围的文物进行熏蒸杀菌，降低了杀菌成本(在柔性杀菌舱内充入少量的氮气，并确保氮气的含量能达到预设值，就能对小体积的文物进行杀菌)，同时，本杀菌舱重量较小，方便运输，且杀菌舱还能按照需求进行制定，使用范围更广。
19.2、柔性杀菌舱具有能在短时间内充入少量气体的情况下达到灭杀虫霉菌的特点，而且能利用柔性杀菌舱自身重力，使杀菌舱内一直保持微正压，确保舱内氧气的低浓度，整个消杀过程能达到基本不补气或者少量补气。
20.3、在使用时，还能根据使用需求再柔性杀菌舱内添加绝氧剂和熏蒸装置，确保更好的消杀效果。
21.4、柔性杀菌舱采用现有技术中pvc等高分子材料，材料安全、轻便、寿命长，使得杀菌舱能适应移动消毒、库房内消毒等应用场合，较少运输成本。
22.5、本发明中与杀菌舱连接的气压子系统与温湿度子系统主要是为了确保杀菌舱内能稳固进入预设氮气，同时还能确保氮气在预设的温度、湿度范围，进而使得本发明的杀菌系统能达到稳固杀菌的作用。
附图说明
23.图1为本发明的结构控制示意图；
24.图2为本发明杀菌舱的结构立体图；
25.图3为本发明杀菌舱的结构示意图；
26.图4为本发明支撑机构的结构示意图；
27.图5为本发明安装结构与杀菌腔侧壁的配合安装示意图。
28.图中：1、杀菌腔；11、立柱；12、顶腔；13、横柱；14、充气支撑柱；15、附加管；16、进气通道；17、充气管；18、水气密封拉链；19、排气通道；110、进料通道；111、拉帘；112、放物口；21、顶部支撑框；22、竖向支撑杆；23、分散管；24、连接管；25、加固杆；31、连接通道；32、安装槽；33、密封套环；34、安装板；35、弹性连接套；36、连接环；37、密封垫。
具体实施方式
29.下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
30.实施例1
31.如图1、2、3所示，一种可收纳式杀菌系统，包括用于熏蒸的杀菌舱，所述杀菌舱包括柔性本体，该柔性本体通过弹性高分子材料(橡胶、pvc等)制得，使得该弹性本体围设而成的杀菌腔1能根据充入的气体的体积而决定杀菌腔1的体积大小，使得该柔性本体能适用于不同体积范围的文物的杀菌操作，而为了便于对杀菌腔1内放入待杀菌文物，本发明在所述杀菌腔1的侧壁上开设有放物口112，放物口112能便于文物的取拿，但是在文物杀菌过程中是通过在密封的腔室中，绝氧一段时间进行杀菌，所以在放置文物后需要将放置口密封，所以该放物口112设有配合使用且密封连接的拉帘111；拉帘111同样采用弹性高分子材料制得，拉帘111与放物口112之间通过水气密封拉链18连接，拉动水气密封拉链18就能使得放物口112开启或封闭。
32.为了方便在没有对杀菌腔1内充入足够的气体时，杀菌腔1也能有预设的形状，便于将较大体积的文物(干尸等)放入杀菌腔1内，在杀菌腔1的外壁固定多个充气支撑柱14，所述充气支撑柱14设有充气管17，所述充气管17设有密封盖，多个充气支撑柱14充满气体时，用于将杀菌腔1支撑为预定结构。充气支撑柱14也采用具有一定抗压能力且具有气密性的材料制得，可以采用橡胶、pvc材料等制得，充气支撑柱14的结构、数量均可根据需要形成的杀菌腔1的形状进行确定，主要是为了每个充气支撑柱14充满气体后，能将杀菌腔1张拉并形成预设的形状。如图2、3所示，本发明中想要每个充气支撑柱14充满气体后杀菌腔1的预设形状大致呈矩形体结构，本发明设置的充气支撑柱14分为四个立柱11、两个横柱13及一个板状结构的顶腔12，顶腔12呈大致的矩形板状结构，四个立柱11分别设置在顶腔12的一侧并靠近四个角设置，两个横柱13分别与顶腔12两短边平行且与相邻的两立柱11连接，横柱13靠近立柱11远离顶腔12的端部设置，为便于一个充气管17充气时能将四个立柱11、两个横柱13及一个顶腔12全部充满气，立柱11与横柱13、顶腔12均相通设置，而杀菌腔1就设置在四个立柱11、两个横柱13及一个顶腔12充气时围设成的大致呈矩形体的空间内，杀菌腔1与四个立柱11、两个横柱13及顶腔12接触部分可以同侧壁设置也可以只是通过胶粘或其他固定方式固定连接。
33.如图2、3所示，多个充气支撑柱14充气后能便于杀菌腔1放置文物，在杀菌腔1使用
时，还需要确保杀菌腔1内实现进气、排气、进料等效果，所以，杀菌腔1设有与其相通且固定连接的进气通道16、排气通道19、进料通道110，且进气通道16、排气通道19、进料通道110与外部管道连接时只需通过简单的管道连接头即可密封固定连接。
34.如图1所示，要使本发明的柔性杀菌舱能进行自动化(半自动化)杀菌操作，还需根据杀菌要求设置用于控制杀菌腔1内氮气含量与氮气体积量的气压子系统以及用于控制杀菌腔1内温度、湿度的温湿度子系统。
35.如图1所示，具体的，所述气压子系统包括第一控制器、设有排气阀的排气管、设置在杀菌腔1内的氮气浓度测定仪和压力检测器及依次连接的气体储罐、减压阀、进气管，其中，排气管与排气通道19通过接头连接，进气管与进气通道16通过接头连接，而排气阀、减压阀、氮气浓度测定仪和压力检测器均与第一控制器电信连接；所述温湿度子系统包括设置在杀菌腔1内的温湿度探头、与温湿度探头电信连接的温湿度控制器及与进气管并联设置的加热管与降热管，其中，所述进气管上设有与温湿度控制器电信连接的加湿器、第三电磁阀，所述加热管上设有与温湿度控制器电信连接的加热器、第一电磁阀，所述降热管上设有与温湿度控制器电信连接的散热器、第二电磁阀。使用时，根据杀菌操作步骤，通过第一控制器控制排气阀、减压阀的交替开合，可使杀菌腔1内的氮气满足杀菌要求的99.9％以上，同时还能监控杀菌腔内的气压，避免充气量过多导致杀菌腔1充气爆炸或发生其他安全问题；而温湿度子系统，通过温湿度探头反馈的信号，通过温湿度控制器控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀的开合就能确保杀菌腔1内的温度、湿度都在杀菌要求的范围内。
36.如图5所示，为便于将氮气浓度测定仪、压力检测器、温湿度探头放置在杀菌腔1内，同时还能确保杀菌腔1内有一定的密封效果，也便于各个部件的可收纳运输，在杀菌腔1侧壁上设有用于与氮气浓度测定仪、压力检测器、温湿度探头上电缆配合使用的安装结构，所述安装结构包括固定在杀菌腔1侧壁且贯穿杀菌腔1侧壁设置的连接通道31与设置在杀菌腔1内与连接通道31端口密封配合使用的密封组件，所述密封组件包括与连接通道31相通固定的安装槽32及与电缆可拆卸密封连接的连接头，使用时，所述连接头部分嵌设在安装槽32内与安装槽32密封连接。所述连接头包括连接环36及与连接环36一侧固定并与电缆密封连接的弹性连接套35，所述连接环36的另一侧设有与安装槽32内壁密封接触的密封垫37，所述连接环36周向设有与安装槽32槽口密封接触设置的密封套环33，密封套环33与安装槽32外壁过盈配合，密封套环33与连接环36上设置的环形的安装板34固定，且安装板34内壁与弹性连接套35外壁固定连接。电缆一般与部件之间也是通过插头进行连接，在安装时，可以先将元器件放置在杀菌腔1内合适位置，然后将电缆穿过连接通道31，然后套设进入弹性连接套35内，弹性连接套35采用弹性橡胶制得，并且将弹性连接套35设置成按照电缆安装时的穿行方向缩口设置，能有效将弹性连接套35的小端口与电缆实现过盈配合，将弹性连接套35与电缆密封，然后只需将整个连接环36卡设进入安装槽32内，通过密封垫37与安装槽32的一次密封，再配合密封套环33与安装槽32外壁的二次密封，形成迷宫式的密封结构，确保连接环36与安装槽32的密封连接。同时，密封垫37与密封套环33通常采用橡胶材质，能有效密封的同时还能增加摩擦力，使得杀菌腔1在放气时，电缆与杀菌腔1侧壁的连接也能稳固有效。当然，也可以将电缆直接贯穿杀菌腔1侧壁，然后通过密封胶固定，实现电缆与杀菌腔1的密封连接。但是该方式不便电缆更换，同时在杀菌腔1充气、放气交替使用的过程中，密封胶还容易与杀菌腔1内壁产生缝隙，因此该连接方式只适用于杀菌舱的短时间
使用。
37.如图1所示，上述过程，已经能满足氮气熏蒸杀菌过程中所需的设备及设备的控制条件，而需要增加植物精油实现氮气+精油的熏蒸方式，可以直接将精油随文物一同放入杀菌腔1内，但是，为使氮气+精油熏蒸的方式更加有效，该杀菌腔1还连接有精油子系统，所述精油子系统包括第二控制器及依次连接的精油挥发器、进料管，所述精油挥发器通过支路管道与气体储罐相通，且支路管道上设有控制阀门，其中，所述进料管与杀菌舱可拆卸连接且设有进料阀，所述进料阀、控制阀门与第二控制器电信连接。精油挥发器可以采用现有技术中的文物熏蒸器，将进料管罩设在文物熏蒸器的出料口出密封设置，支路管道的出料端与进料管连接并靠近文物熏蒸器的出料口。使用时，将精油放置在仪器自带的置物槽内，然后打开仪器开关，仪器工作，对精油进行加热使精油挥发，挥发的精油先集中在进料管内，待精油全部蒸发，第二控制器控制进料阀与控制阀开启预设时间，将精油在氮气的作用下吹入杀菌腔1内，能让杀菌腔1内的文物先进行氮气熏蒸的杀菌步骤，再进行氮气+精油熏蒸的杀菌步骤，使得整个熏蒸效果更加理想。
38.如图3、4所示，由于该杀菌系统在操作过程中，充气支撑柱14先充气后放气，放气后，杀菌腔1的形状主要靠杀菌腔1内的气体量决定，而在杀菌结束后，会将杀菌腔1内的气体外排，此时杀菌腔1会收缩，可能会导致杀菌腔1内的文物被挤压受损，所以在放置文物时，同时在文物上罩设了支撑机构，所述支撑机构包括顶部支撑框21及设置在顶部支撑框21一侧的呈环设置的多个竖向支撑杆22，多个竖向支撑杆22与顶部支撑框21拼接成用于罩设待杀菌物品的罩体；顶部支撑框21呈矩形框体结构，在顶部支撑框21的两长侧棱边之间设有多个成排布设的加固杆25，支撑机构能有效避免杀菌腔1在放气时杀菌腔1内腔体体积变小对文物的挤压损害。
39.如图3、4所示，为使导入杀菌腔1内的精油挥发物能有效分散在杀菌腔1体内，同时还快速与文物接触，本发明设置了多个分散管23，多个分散管23通过连接管24实现多个分散管23均相通的结构，在每个分散管23均设有多个出气孔。使用时，将连接管24与进料管相通，就能有效将精油挥发物快速且近距离分散在文物四周，而为了便于将多个分散管23进行设置，多个分散管23均与顶部支撑框21固定，且连接管24也与顶部支撑框21固定，连接管24的进气端通过水管连接头与进气通道16可拆卸连接，实现连接管24与进气管的连接。
40.熏蒸结束后需要将杀菌腔1内的废气外排，为避免外排的废气造成污染，所述排气管出料端连接有尾气处理装置，所述尾气处理装置包括与排气管相通设置的蒜素吸附装置及与蒜素吸附装置相通设置的排气风机。蒜素吸附装置为本技术人在先申请的专利号为cn201810387923.5、名称为一种蒜素消毒尾气的吸附装置，而排气风机与该吸附装置的出风外圆筒相通连接即可，排气管导出的废气可以直接排放至吸附装置的入口处，然后通过吸附装置净化，净化后的气体穿过排气风机进入外界，实现对熏蒸废气的处理操作。
41.如图1、3所示，当排气管、进气管与进料管都不方便开启时，又想对杀菌腔1内导入外界空气，本发明的杀菌腔1连接有相通设置的附加管15，所述附加管15设有配合使用的管盖。通过附加管15能实现杀菌腔1与外界的互通，进而使杀菌舱的使用更加便捷。
42.实施例2
43.本发明还提供了一种基于上述杀菌系统的杀菌方法，包括如下步骤：
44.1)设备准备
45.s1：通过充气管17对充气支撑柱14充气，使得杀菌腔1达到预设形状；
46.s2：通过放物口112将待杀菌的大型文物放入杀菌腔1内的预设位置，然后通过拉帘111将放物口112密封，使杀菌腔1内密封；
47.s3：在精油挥发器内放入预设植物精油；
48.2)杀菌操作
49.a1：通过第一控制器控制减压阀开启，将气体储罐内的杀菌气体从进料管导入杀菌腔1内，充气5分钟；
50.a2：与步骤a1同时进行，通过温湿度探头检测的数据，温湿度控制器控制开启第三电磁阀和第二电磁阀或/和第一电磁阀，同时控制开启的进料管上的加湿器和降热管上的散热器或/和加热管上的加热器；
51.a3：打开充气管17，使充气支撑柱14排气；
52.a4：完成步骤a3后，第一控制单元控制排气阀开启，对杀菌腔1内充气1分钟，第一控制单元控制排气阀关闭，排气阀关闭后充气1分钟，第一控制器再控制排气阀开启，如此反复，直到氮气浓度测定仪检测出杀菌腔1内氮气含量大于99.9％，第一控制器控制减压阀、排气阀均关闭；
53.a5：步骤a2中，通过温湿度探头检测的数据与预设值比较，并通过温湿度控制器控制与其电信连接的部件开启或关闭，确保杀菌腔1内温度在20
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25℃，相对湿度在40％
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50％；
54.a6：稳定杀菌24h后，开启精油挥发器使精油挥发，精油挥发器工作5h后，第二控制器控制进料阀、控制阀门开启，将精油挥发物通过氮气吹入杀菌腔1，充气1分钟后第二控制器控制进料阀、控制阀门关闭；
55.a7：完成步骤a6后，再稳定杀菌1
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3周；
56.3)程序结束
57.b1：完成步骤a7后，第一控制器控制排气阀打开，排气管道排出废气通过尾气处理装置处理后再外排；
58.b2：通过充气管17对充气支撑柱14充气，使得杀菌腔1达到预设形状；
59.b3：对杀菌腔1内的被消毒物品进行采样；
60.b4：对取出的样品进行检测；
61.b5：待样品测试合格后，取出被消毒物品，完成消杀。
62.第一控制器、温湿度控制器、第二控制器为单片机或pcl控制器，上述涉及的温湿度探头、压力传感器、氮气浓度检测仪可根据需求适宜性的选择。
63.1、本发明更改了原有的固定结构的熏蒸箱，将柔性结构的杀菌舱代替熏蒸箱进行熏蒸杀菌，本杀菌舱不仅可以重复使用，并且成本低小，既能适应各种环境和消毒对象，又能对不同体积范围的文物进行熏蒸杀菌，降低了杀菌成本(在柔性杀菌舱内充入少量的氮气，并确保氮气的含量能达到预设值，就能对小体积的文物进行杀菌)，同时，本杀菌舱重量较小，方便运输，且杀菌舱还能按照需求进行制定，使用范围更广。
64.2、柔性杀菌舱具有能在短时间内充入少量气体的情况下达到灭杀虫霉菌的特点，而且能利用柔性杀菌舱自身重力，使杀菌舱内一直保持微正压，确保舱内氧气的低浓度，整个消杀过程能达到基本不补气或者少量补气。
65.3、在使用时，还能根据使用需求再柔性杀菌舱内添加绝氧剂和熏蒸装置，确保更好的消杀效果。
66.4、柔性杀菌舱采用现有技术中pvc等高分子材料，材料安全、轻便、寿命长，使得杀菌舱能适应移动消毒、库房内消毒等应用场合，较少运输成本。
67.5、本发明中与杀菌舱连接的气压子系统与温湿度子系统主要是为了确保杀菌舱内能稳固进入预设氮气，同时还能确保氮气在预设的温度、湿度范围，进而使得本发明的杀菌系统能达到稳固杀菌的作用。
68.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。