Установка для обеззараживания жидкостей комплексным воздействием физических факторов
Владельцы патента RU 2541779:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к обеззараживанию жидкостей (воды, молока и т.д.). Установка содержит рабочую емкость с входным и выходным патрубками, выполненную в виде цилиндрического экранного корпуса, внутри которого коаксиально установлены перфорированная резонаторная камера и ситовый экранный корпус. На боковой поверхности экранного корпуса намотана кольцевая спираль. Рабочая емкость снабжена крышкой, на которую установлен СВЧ генераторный блок, излучатель которого направлен внутрь перфорированной резонаторной камеры. С наружной стороны боковых поверхностей цилиндрического экранного корпуса и под его нижним основанием установлены источники ультразвуковых колебаний - пьезоэлементы с ультразвуковыми генераторами. Входной и выходной патрубки рабочей емкости соединены с циркуляционным насосом, запорной арматурой и трубопроводом из увиолевого стекла, параллельно которому установлен источник ультрафиолетовых лучей. Изобретение обеспечивает обеззараживание жидких продуктов в проточном режиме комплексным воздействием физических факторов, таких как электромагнитное поле сверхвысокой частоты, бактерицидный поток ультрафиолетовых лучей и ультразвуковые колебания, при этом комплексное воздействие физических факторов уничтожает вегетативную форму микроорганизмов при меньшей температуре, чем при отдельном воздействии каждого физического фактора. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к обеззараживанию жидкостей (воды, молока и т.д.).
Известна СВЧ-установка для пастеризации и обеззараживания жидкости [1], содержащая СВЧ-генератор, СВЧ-нагреватель жидкости, приемный и наполнительный баки, насосы, краны, клапаны. При этом СВЧ-нагреватель выполнен многотрубчатым, теплообменник-рекуператор предназначен для рекуперации тепла пастеризованной жидкости и тепла воды, охлаждающей СВЧ-генератор.
Известна установка для тепловой обработки жидкости [2], содержащая объемный резонатор СВЧ-генератора, внутри которого расположен радиопрозрачный секционированный барабан в цилиндрическом радиопрозрачном корпусе с крышкой.
Известно устройство для повышения эффективности микроволновых печей, содержащее камеру нагрева, изготовленную из тонкого листового металла, на верхней стенке которой установлена полосковая антенна, элементом которой является излучатель. На нижней стенке камеры нагрева установлен источник УЗ-колебаний [3].
Известна установка для комбинированного воздействия бактерицидным потоком ультрафиолетовых лучей и электромагнитным полем сверхвысокой частоты [4], содержащая излучатель энергии в виде волновода круглого сечения с определенным рабочим типом волны и лампы ультрафиолетового излучения.
Известно, что эффективное обеззараживание жидких продуктов достигается комплексным воздействием электрического поля сверхвысокой частоты, бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей, а также ультразвуковых колебаний.
Предлагаемое изобретение предназначено для обеззараживания жидких продуктов в проточном режиме комплексным воздействием физических факторов, таких как электромагнитное поле сверхвысокой частоты, бактерицидный поток ультрафиолетовых лучей и ультразвуковые колебания.
Указанный технический результат достигается тем, что установка для обеззараживания жидкостей комплексным воздействием физических факторов, содержит рабочую емкость с входным и выходным патрубками, выполненную в виде цилиндрического экранного корпуса, внутри которого коаксиально установлены перфорированная резонаторная камера и ситовый экранный корпус, на боковой поверхности которого намотана кольцевая спираль, рабочая емкость снабжена крышкой, на которую установлен СВЧ генераторный блок, излучатель которого направлен внутрь перфорированной резонаторной камеры, с наружной стороны боковых поверхностей цилиндрического экранного корпуса и под его нижним основанием установлены источники ультразвуковых колебаний - пьезоэлементы с ультразвуковыми генераторами, входной и выходной патрубки рабочей емкости соединены с циркуляционным насосом, запорной арматурой и трубопроводом из увиолевого стекла, параллельно которому установлен источник ультрафиолетовых лучей.
На рисунках изображены установка для обеззараживания жидкостей комплексным воздействием физических факторов и ее отдельные узлы.
На фиг. 1 изображен общий вид установки для обеззараживания жидкостей комплексным воздействием физических факторов (схематическое изображение). Установка содержит рабочую емкость с входным и выходным патрубками (фиг. 1…2). Рабочая емкость выполнена в виде цилиндрического экранного корпуса 1 с крышкой 4. Установка содержит ситовый экранный корпус 2, кольцевую спираль 3, СВЧ генераторный блок 5, излучатель СВЧ-энергии 6, перфорированную резонаторную камеру 7, источник ультразвуковых колебаний - пьезоэлементы 8, ультразвуковые генераторы 9, счетчик молока 10, трубопровод из увиолевого стекла 11, ультрафиолетовый облучатель, вентили 13, насос 14.
На фиг. 2 изображено пространственное изображение цилиндрического экранного корпуса.
Рабочая емкость выполнена в виде цилиндрического экранного корпуса 1. Внутри его коаксиально с зазором установлен ситовый экранный корпус 2, на боковой поверхности которого намотана кольцевая спираль 3. Рабочая емкость с входным патрубком герметично закрыта крышкой 4, на которую установлен СВЧ генераторный блок 5, излучатель 6 которого направлен внутрь перфорированной резонаторной камеры 7. С наружной стороны боковых поверхностей цилиндрического экранного корпуса 1 и под его нижним основанием установлены источники ультразвуковых колебаний - пьезоэлементы 8 с соответствующими ультразвуковыми генераторами 9. Входной и выходной патрубки соединены трубопроводом 11 из увиолевого стекла, счетчиком молока 10, циркуляционным насосом 14 и запорной арматурой (вентили 13).
Установка работает следующим образом. Жидкость насосом 14 по трубопроводу 11 подается в рабочую емкость 1, где поток молока находится в турбулентном режиме за счет напора насоса 14 и кольцевой спирали 3, исключающей застойные зоны. При прохождении через ситовый экранный корпус 2 происходит концентрация ультразвуковых колебаний и развитие активных кавитационных процессов в молоке, что способствует его гомогенизации и усиливает эффект воздействия УФ-лучей. В объеме цилиндрического экранного корпуса 1 одновременно происходит:
- нагрев жидкости в результате диссипации механической энергии потока жидкости в тепловую энергию;
- кавитационный нагрев жидкости за счет пьезоэлектрических элементов 8 ультразвуковых генераторов 9;
- диэлектрический нагрев жидкости в перфорированной резонаторной камере 7 СВЧ-генератора 5;
- обеззараживание жидкости за счет бактерицидного потока УФ-лучей в тонком слое кварцевой трубы.
Трубопровод 11 и системы вентилей 13 позволяют проводить как поточную, так и циклическую обработку жидкости.
Данная установка позволяет обеззараживать жидкость за счет комплексного воздействия трех физических факторов при сниженных энергетических затратах. При этом специфическое воздействие каждого физического фактора уничтожает вегетативную форму микроорганизмов при меньшей температуре, чем при отдельном воздействии каждого физического фактора. Степень снижения бактериальной загрязненности жидкости зависит от дозы воздействия каждого физического фактора, то есть от мощности источников энергии и продолжительности комплексного воздействия.
Источники информации
1. СВЧ-установка для пастеризации и обеззараживания жидкостей. Патент 2106766, МПК H05B 6/64, А23С 3/07 от 10.03.1998 г.
2. Установка для тепловой обработки жидкости. МПК А23С 3/07, патент №2432764 от 10.11.2011 г., бюл. №31.
3. Устройство для повышения эффективности микроволновых печей. МПК H05B 11/00, патент № 2355136 от 10.05.2009 г.
4. Устройство для бактерицидной обработки. МПК A61L 2/00, патент 2173561 от 20.09.2001 г.
Установка для обеззараживания жидкостей комплексным воздействием физических факторов, содержащая рабочую емкость с входным и выходным патрубками, выполненную в виде цилиндрического экранного корпуса, внутри которого коаксиально установлены перфорированная резонаторная камера и ситовый экранный корпус, на боковой поверхности которого намотана кольцевая спираль, рабочая емкость снабжена крышкой, на которую установлен СВЧ генераторный блок, излучатель которого направлен внутрь перфорированной резонаторной камеры, с наружной стороны боковых поверхностей цилиндрического экранного корпуса и под его нижним основанием установлены источники ультразвуковых колебаний - пьезоэлементы с ультразвуковыми генераторами, входной и выходной патрубки рабочей емкости соединены с циркуляционным насосом, запорной арматурой и трубопроводом из увиолевого стекла, параллельно которому установлен источник ультрафиолетовых лучей.
