Стерилизатор непрозрачных и других жидкостей в ультратонкой пленке барабанный

Изобретение относится к технологии стерилизации жидких сред облучением. Устройство для стерилизации жидкостей ультрафиолетовым излучением содержит барабан-носитель, на котором перемещается ультратонкая неподвижная пленка жидкости, подвергающаяся стерилизации посредством воздействия на нее ультрафиолетового излучения. Ультратонкая неподвижная пленка стерилизуемой жидкости образуется смачиванием барабана-носителя в стерилизуемой жидкости, при этом попадание нестерильной жидкости в отделение для стерильной жидкости исключается за счет желобов, охватывающих борта барабана, а пленка стерилизованной жидкости снимается с барабана ножом-съемником. Изобретение позволяет обеспечить низкотемпературную стерилизацию всего объема непрозрачных и других жидкостей, посредством простого в изготовлении и эксплуатации аппарата. 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к устройствам для стерилизации непрозрачных и других жидкостей посредством облучения их ультрафиолетовыми лучами.

Уровень техники.

Прототипом устройства для стерилизации жидкости через облучение является устройство для обработки жидких пищевых или кормовых продуктов в тонком слое (регистрационный номер заявки №94032923/13), который включает в себя вертикальный рабочий цилиндр, смонтированный внутри него источник излучения, патрубок для подвода жидкости, приемную камеру, пленкообразователь, патрубок для отвода продукта. Во время работы этого аппарата текучий слой жидкости формируется в верхней части рабочего цилиндра и стекает по его стенкам самотеком, подвергаясь облучением от источника ультрафиолетовых лучей. В нижней части цилиндра жидкость собирается и отводится из аппарата.

Достоинством этого аппарата является то, что устройство не имеет в своем составе движущихся деталей.

Недостатком устройства является то, что образующийся текучий слой жидкости имеет толщину, достаточную для преодоления сил вязкости, чтобы двигаться самотеком вниз. Это предполагает то, что движущийся слой жидкости имеет в своей толщине, по крайней мере, несколько элементарных слоев жидкости. Известно, что ультрафиолетовые лучи и большинство других излучений имеют низкую проникающую способность. Поэтому наличие нескольких слоев жидкости при работе прототипа свидетельствуют о том, что нижние слои жидкости могут не получить достаточную дозу облучения для летального исхода микроорганизмов. Поэтому данный прототип мало эффективен при обработке эмульсий или суспензий, так как эти среды имеют минимальную проницаемость для ультрафиолетовых лучей и других видов излучения.

Аналогом предложенного аппарата является устройство (заявка №94001888) для обеззараживания сельхозпродукции или результата ее переработки. Устройство для облучения жидкости содержит облучатель, резервуар с жидкостью с открытым торцом, узел подачи жидкости в резервуар и узел отвода жидкости из резервуара. Согласно изобретению патрубок узла подачи жидкости в резервуар расположен у торца резервуара, противоположного открытому, а облучатель установлен с возможностью облучения открытого торца резервуара, при этом узел отвода жидкости из резервуара установлен с возможностью сбора перелитой через край открытого торца резервуара жидкости. Использование изобретения обеспечивает равномерность облучения жидкости.

Достоинством этого аппарата является то, что устройство не имеет в своем составе движущихся деталей.

Недостатком этого устройства является то, что при данном способе отвода жидкости из области открытого торца резервуара жидкость, поступившая к торцу на периферии сечения, отводится из зоны облучения быстрее, чем жидкость, поступившая из середины сечения. Это приводит к неравномерному облучению жидкости, а также в области перелива возможно движение нижних слоев жидкости, не получивших облучения, достаточного для летального исхода микроорганизмов.

В описанных выше прототипах невозможно достичь гарантированного равномерного облучения всего объема жидкости из-за наличия нижних движущихся слоев жидкости, защищенных от излучения верхними слоями жидкости.

Раскрытие изобретения.

Задачей изобретения является разработка устройства для низкотемпературной стерилизации непрозрачных жидкостей облучением ультрафиолетовыми лучами с гарантированным и равномерным облучением всего объема обрабатываемой жидкости, для достижения гарантированного летального исхода микроорганизмов, при температуре, не допускающей деструкцию составляющих жидкости, что очень важно для белковых и других структур. Разработанное устройство не должно содержать нетехнологичных сложных в изготовлении и эксплуатации деталей.

В устройствах для стерилизации жидкостей облучением ультрафиолетовыми лучами и другими видами облучения в тонкой пленке, известных ранее, основной причиной негарантированной стерилизации всего объема жидкости является сравнительно большая толщина текучей пленки жидкости. Потому что текучая пленка жидкости предполагает наличие в ее толщине, по крайней мере, нескольких элементарных слоев жидкости, способных двигаться самотеком, преодолевая силы вязкости за счет силы земного притяжения. Поэтому излучение может не достигать нижних слоев движущейся пленки, в результате чего стерилизация нижних слоев жидкости может не наступить.

Предложено устройство (см. чертеж) состоящее из барабана носителя 1, желоба 2, корпуса 3, штуцера ввода нестерильной жидкости 4, штуцера отвода стерильной жидкости 5, резервуар для не стерильной жидкости 6, резервуар для стерильной жидкости 7, источников стерилизующего излучения 8, ножа съемника 9, ножа распределителя 10,

Работа устройства осуществляется следующим образом. Жидкость, требующую стерилизации, подводят в резервуар 6 через штуцер 4, до ее касания барабаном 1. Уровень жидкости поддерживается на высоте, достаточной для смачивания обечайки барабана 1. Барабан 1 вращается приводом (не показан). Обечайка и борт барабана 1 смачиваются жидкостью, находящейся в резервуаре 6, которая образует текучую пленку. Жидкость двигается вместе с барабаном в сторону ножа-распределителя 10, за счет которого снимаются излишки жидкости и сливаются по ножу 10 обратно в резервуар 6. Оставшаяся ультратонкая пленка жидкости, находясь на обечайке барабана 1, проходит под источниками ультрафиолетового облучения, за счет которого и происходит стерилизация жидкости. Достигнув ножа съемника 9, жидкость снимается с обечайки барабана и по этому же ножу стекает в резервуар для стерильной жидкости 7. Желоб 2 не позволяет жидкости, находящейся на торцах и бортах барабана, сливаться в резервуар 7, а направляет ее в резервуар для нестерильной жидкости.

Для исключения окислительных реакций, недопустимых для ряда пищевых и других жидкостей, аппарат может продувается инертным газом.

Изменяя скорость вращения барабана, можно регулировать толщину пленки жидкости и производительность аппарата.

При реализации изобретения могут быть получены следующие результаты:

1. Гарантированная стерилизация всего объема жидкости за счет гарантированного равномерного облучения ультрафиолетовыми лучами всего объема жидкости в ультратонкой пленке на барабане-носителе.

2. Достижение эффективной гарантированной низкотемпературной стерилизации облучением ультрафиолетовыми лучами непрозрачных и других жидкостей, в том числе эмульсий и суспензий пищевого, кормового и других назначений.

3. Исключена возможность попадания нестерильной жидкости в резервуар для стерильной жидкости.

4. Предложенный аппарат прост в изготовлении и эксплуатации.

Таким образом, предложенное устройство позволяет достичь эффективной низкотемпературной стерилизации облучением ультрафиолетовыми лучами непрозрачных и других жидкостей, в том числе эмульсий и суспензий пищевого, кормового и других назначений.

На чертеже изображена схема продольного разреза предложенного устройства для холодной стерилизации жидкостей ультрафиолетовым излучением в ультратонкой пленке.

Устройство для стерилизации жидкостей, в том числе непрозрачных, ультрафиолетовым излучением, отличающееся тем, что воздействие ультрафиолетовым излучением осуществляется на ультратонкую неподвижную пленку стерилизуемой жидкости, перемещающуюся на барабане носителе, при этом ультратонкая неподвижная пленка стерилизуемой жидкости образуется смачиванием барабана-носителя в стерилизуемой жидкости, при этом исключается попадание нестерильной жидкости в отделение для стерильной жидкости за счет желобов, охватывающих борта барабана, при этом пленка стерилизованной жидкости снимается с барабана ножом-съемником.