Модульная установка с инфракрасным, ультрафиолетовым облучением тонкого слоя и ультразвуковой обработкой жидкости в децентрализованных системах теплоснабжения
Владельцы патента RU 2665489:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к технологиям переработки жидкой продукции для обеспечения ее длительной сохранности без снижения питательных и вкусовых свойств. Модульная установка содержит источник инфракрасного и ультрафиолетового излучения и патрубки для подвода и отвода жидкости. Установка выполнена в виде одинаковых по конструкции модулей, соединенных между собой посредством трубопроводов. Каждый модуль содержит внешний рабочий цилиндр, на который установлена теплоизоляция с отражающей внутренней поверхностью, и внутренний рабочий цилиндр из кварцевого стекла, помещенный коаксиально внутрь внешнего рабочего цилиндра с образованием кольцевого зазора между ними, не превышающего 2 мм. Источник инфракрасного или ультрафиолетового излучения установлен коаксиально в полости внутреннего рабочего цилиндра. В конструкцию установки встраивают один или несколько унифицированных модулей с источником ультразвукового облучения проходящего потока жидкости. Направление вектора воздействия осуществляют в направлении потока жидкости. Унифицированный модуль с источником ультразвукового воздействия выполняют в виде отдельного стандартного блока трубопровода с патрубками для входа и выхода жидкости, в который встраивают источник ультразвуковых колебаний. Использование изобретения позволит повысить качество обработки жидкой продукции. 4 ил.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к технологиям переработки жидкости, например воды, молока, соков и др., сельскохозяйственной и пищевой промышленности с целью обеспечения ее длительной сохранности без снижения питательных и вкусовых свойств и может быть использовано на молочных фермах, цехах и мини-заводах по переработки сельскохозяйственной продукции.
Известен электропастеризатор для жидких пищевых продуктов, содержащий секцию ИК-нагрева, регенератор и охладитель, коммуникации обрабатываемой жидкости, охлаждающей воды и трубопровод (патент РФ №2045919, МПК A23L 3/26, А23С 3/07, опубл. 20.10.1985).
Известно устройство для обработки жидкости излучением в тонком слое, содержащее вертикальный рабочий цилиндр, смонтированный внутри него источник излучения, патрубок для подвода жидкости, приемную камеру и патрубок для отвода жидкости (патент РФ №2075163, МПК A23L 3/28, опубл. 20.10.1985).
Известна модульная установка для обработки жидкости инфракрасным и ультрафиолетовым излучением тонкого слоя, содержащая одинаковые по конструкции модули, ИК или УФ излучатели, установленные внутри рабочего цилиндра модуля (патент РФ №2396059, МПК A23L 3/005, опубл. 10.08.2010, Бюл №22).
Недостатками известных установок является то, что санитарная обработка технологического оборудования требует значительного потребления воды и химических реагентов для очистки и обеззараживания внутренних поверхностей.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка для обработки тонкого слоя жидкости инфракрасным и ультрафиолетовым излучением, содержащая источник инфракрасного и ультрафиолетового излучения, патрубки для подвода и отвода жидкости, при этом установка выполнена в виде одинаковых по конструкции модулей, соединенных между собой посредством трубопроводов, причем каждый модуль содержит внешний рабочий цилиндр, на который установлена теплоизоляция с отражающей внутренней поверхностью и внутренний рабочий цилиндр из кварцевого стекла, помещенный коаксиально внутрь внешнего рабочего цилиндра с образованием кольцевого зазора между ними, не превышающего 2 мм, при этом источник инфракрасного или ультрафиолетового излучения установлен коаксиально в полости внутреннего рабочего цилиндра (патент РФ №2396059, МПК A23L 3/005, опубл. 10.08.2010, Бюл №22).
Недостатками прототипа является то, что санитарная обработка технологического оборудования требует значительного потребления воды и химических реагентов для очистки и обеззараживания внутренних поверхностей.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение потребления воды и химических реагентов для очистки и обеззараживания внутренних поверхностей оборудования при санитарной обработке, а также повышение качества обработки жидкости.
В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность значительно улучшить качество обработки жидкости, с целью обеспечения его длительной сохранности без изменения его питательных и вкусовых свойств, снизить эксплуатационные затраты и потребление технологической воды и химических реагентов при санитарной обработке за счет использования в установке ультразвукового модуля. При воздействии ультразвуковых колебаний происходит разрушение отложений и очищение внутренних поверхностей оборудования. Ультрафиолетовое обеззараживание не требует введения в воду химических реагентов, не влияет на вкус и запах воды и действует не только на бактериальную флору, но и бактериальные споры. Бактерицидное облучение действует почти мгновенно и, следовательно, вода, прошедшая через установку, может быть повторно использована. Сочетание ультразвукового воздействия с ультрафиолетовым и инфракрасным излучением позволяет многократно усилить эффект обеззараживания среды.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что модульная установка с инфракрасным, ультрафиолетовым облучением тонкого слоя и ультразвуковой обработкой жидкости в децентрализованных системах теплоснабжения, включающая унифицированные модули облучателей с источниками инфракрасного излучения и унифицированные модули облучателей с источниками ультрафиолетового излучения, соединенные между собой фланцами патрубков или посредством трубопроводов, при этом унифицированный модуль облучателя, состоит из внешнего рабочего цилиндра, на который установлена теплоизоляция с отражающей внутренней поверхностью, внутренний рабочий цилиндр из кварцевого стекла, помещенный коаксиально внутрь внешнего рабочего цилиндра с образованием кольцевого зазора между ними, не превышающего 2 мм, патрубков с соединительными фланцами для подвода и отвода жидкости, коаксиально в полости внутреннего рабочего цилиндра унифицированного модуля облучателя встроен источник инфракрасного излучения или источник ультрафиолетового излучения, согласно изобретению, содержит встраиваемые ультразвуковые модули, при этом каждый ультразвуковой модуль выполнен в виде отдельного трубопровода с патрубками и соединительными фланцами для входа и выхода обрабатываемой жидкости, с встроенным источником ультразвуковых колебаний, при этом вектор распространения ультразвуковых колебаний направлен по потоку жидкости с частотой в интервале 10-50 кГц, причем один из ультразвуковых модулей установлен на входе установки, а дополнительные ультразвуковые модули установлены в системе трубопроводов между унифицированными модулями облучения ультрафиолетового и инфракрасного излучения.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, 3 и 4.
На фиг. 1 показана общая схема модульной установки с инфракрасным, ультрафиолетовым облучением тонкого слоя и ультразвуковой обработкой жидкости в децентрализованных системах теплоснабжения.
На фиг. 2 показан унифицированный модуль облучателя
На фиг. 3 показаны унифицированные модули облучателей с инфракрасным и ультрафиолетовым излучателями.
На фиг. 4 показан ультразвуковой модуль.
Модульная установка с инфракрасным, ультрафиолетовым облучением тонкого слоя и ультразвуковой обработкой жидкости в децентрализованных системах теплоснабжения включает в себя ультразвуковые модули 1, унифицированные модули облучателей ультрафиолетового излучения 2 и унифицированные модули облучателей инфракрасного излучения 3, стандартный блок трубопровода и патрубками с соединительными фланцами для входа 4 и выхода жидкости 5, унифицированный модуль облучения 6, конструкция которого состоит из патрубка для подвода жидкости 7 с соединительным фланцем 8, внешнего рабочего цилиндра 9, на который установлена теплоизоляция с отражающей внутренней поверхностью 10, внутреннего рабочего цилиндра из кварцевого стекла 11, помещенного коаксиально внутрь внешнего рабочего цилиндра 9 с образованием кольцевого зазора между ними, патрубок отвода жидкости 12 с соединительным фланцем 13; унифицированные модули облучения с источниками с ультрафиолетового излучения 14 и инфракрасного излучения 15, которые коаксиально встроены в полость внутреннего рабочего цилиндра унифицированного модуля облучателя 6; унифицированный модуль 16 с встроенным источником ультразвуковых колебаний 17 выполнен в виде отдельного стандартного блока трубопровода с патрубками для входа 18 и выхода жидкости 19 с соединительными фланцами 20, 21.
Работает модульная установка с инфракрасным, ультрафиолетовым облучением тонкого слоя и ультразвуковой обработки жидкости в децентрализованных системах теплоснабжения следующим образом.
Обрабатываемая жидкость под напором через патрубок подвода 4 подается во внутренний объем блока трубопровода со встроенным источником ультразвуковых колебаний, возникающие высокочастотные колебания в проходящей жидкости воздействуют на внутренние поверхности унифицированных модулей облучателей 2, 3 модульной установки. Происходит разрушение отложений и очищение поверхностей. Почти мгновенный разрыв объектов в поле ультразвука вызывается заключенными внутри этих организмов пузырьками воздуха или находящегося в клетках углекислого газа, возникающие большие разности давлений приводят к разрыву клеточных оболочек и целых маленьких организмов, является причиной разрушающего действия ультразвука на микроорганизмы и колоний микроорганизмов. При этом увеличивает вероятность взаимодействия световых фотонов с микрофлорой среды, возрастает квантовый выход фотохимической реакции, одновременно тепловое воздействие инфракрасного излучения позволяет полностью дезактивировать бактериальную среду жидкости и внутренних поверхностей. Выход обработанной жидкости осуществляется через патрубок выхода жидкости 5. Модульный принцип построения позволяет включать в состав установки несколько унифицированных модулей ультразвукового воздействия 1.
Сочетание инфракрасного, ультрафиолетового облучения тонкого слоя и ультразвукового воздействия позволяет снизить эксплуатационные затраты, потребление технологической воды и химических реагентов при санитарной обработке.
Модульная установка с инфракрасным, ультрафиолетовым облучением тонкого слоя и ультразвуковой обработкой жидкости в децентрализованных системах теплоснабжения, включающая унифицированные модули облучателей с источниками инфракрасного излучения и унифицированные модули облучателей с источниками ультрафиолетового излучения, соединенные между собой фланцами патрубков или посредством трубопроводов, при этом унифицированные модули облучателя состоят из внешнего рабочего цилиндра, на который установлена теплоизоляция с отражающей внутренней поверхностью, внутреннего рабочего цилиндра из кварцевого стекла, размещенного коаксиально внутри внешнего рабочего цилиндра с образованием кольцевого зазора между ними, не превышающего 2 мм, патрубков с соединительными фланцами для подвода и отвода жидкости, причем коаксиально в полости внутреннего рабочего цилиндра унифицированного модуля облучателя встроен источник инфракрасного излучения или источник ультрафиолетового излучения, отличающаяся тем, что она содержит встраиваемые ультразвуковые модули, при этом каждый ультразвуковой модуль выполнен в виде отдельного трубопровода с патрубками и соединительными фланцами для входа и выхода обрабатываемой жидкости и с встроенным источником ультразвуковых колебаний, при этом вектор распространения ультразвуковых колебаний направлен по потоку жидкости с частотой в интервале 10-50 кГц, один из ультразвуковых модулей установлен на входе установки, а дополнительные ультразвуковые модули установлены в системе трубопроводов между унифицированными модулями облучения ультрафиолетового и инфракрасного излучения.
