專利名稱:電液效應(yīng)滅菌方法及裝置的制作方法
本發(fā)明屬于高壓靜電技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于人們生活中所需要的各種飲料、液體調(diào)料等消毒滅菌方法，經(jīng)檢索FR2406396、FR2575641、US4086057、GB1561185等國(guó)專利文獻(xiàn)，大多數(shù)都是采用傳統(tǒng)的高溫滅菌或超聲波滅菌的方法，這些方法均不同程度存在某些問(wèn)題，尤其是高溫滅菌方法，雖然能殺死液態(tài)溶液中的細(xì)菌，但同時(shí)也破壞了溶液中的維生素，其中對(duì)維生素C破壞程度幾乎達(dá)100%，因此就降低了液態(tài)溶液的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，品味劣化;且在高溫滅菌過(guò)程中又需要大量的蒸汽、消耗燃料、提高成本、降低生產(chǎn)率。
本發(fā)明的目的就在于消除高溫滅菌等方法所帶來(lái)的弊病，應(yīng)用電液效應(yīng)原理，提供一項(xiàng)在常溫下對(duì)液態(tài)溶液進(jìn)行滅菌的方法及裝置。
本發(fā)明是應(yīng)用電液效應(yīng)原理，通過(guò)包括一個(gè)高壓靜電發(fā)生供電系統(tǒng)和一個(gè)高壓靜電放電滅菌容器系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)滅菌的方法及裝置。
高壓靜電發(fā)生供電系統(tǒng)是由可控硅控制器(13)、高壓靜電發(fā)生器(14)高壓脈沖電容器(15)、水保護(hù)電阻器(16)、電控開關(guān)(17)、放電隔離間隙(18)組成。
高壓靜電放電滅菌容器系統(tǒng)是由電極(1)和接地極(10)、絕緣層(2)、高壓球形容器(3)、磁聚焦線圈(4)和(9)、法蘭盤(5)、測(cè)壓孔(6)、入口門(7)、被處理液態(tài)溶液(8)、高壓球形容器底座(11)、出口門(12)組成。
在高壓靜電發(fā)生供電系統(tǒng)中，通過(guò)可控硅控制器(13)和高壓靜電發(fā)生器(14)使容量為2～10μF的高壓脈沖電容器(15)充電;當(dāng)充電電壓達(dá)到隔離間隙(18)的擊穿電壓39～100KV時(shí)，使高壓電路導(dǎo)通，此時(shí)高壓脈沖電容器(15)將所儲(chǔ)存的103～105焦耳的能量加到高壓靜電滅菌容器系統(tǒng)的電極(1)和(10)的間距為3～50mm主間隙(Z)上。
在高壓靜電放電滅菌容器系統(tǒng)中，當(dāng)主間隙(Z)間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于由不同液態(tài)溶液性質(zhì)所決定的臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，便發(fā)生以30～100次/分頻率高壓靜電放電，主間隙(Z)擊穿，瞬間形成等離子區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)因高壓絕熱膨脹，將區(qū)域內(nèi)部分子因高壓放電所產(chǎn)生的全部動(dòng)量轉(zhuǎn)化為沖量，使球形高壓靜電放電滅菌容器中的液態(tài)溶液以波速為103～4×104米/秒、壓強(qiáng)為102～103MPa的沖擊波作用在細(xì)菌體上，在細(xì)菌體內(nèi)外產(chǎn)生壓差，致細(xì)菌細(xì)胞膜破裂，細(xì)胞液被壓出而死亡，達(dá)到電液效應(yīng)滅菌的目的。
在本方法及裝置的高壓靜電滅菌容器系統(tǒng)中，設(shè)置有金屬材質(zhì)的直徑為φ200～800mm的密封結(jié)構(gòu)的球形滅菌器。在放電極(1)和(10)上設(shè)置了可調(diào)式的磁聚焦線圈(4)和(9)，其磁場(chǎng)強(qiáng)度為6×104～106安培/米，它可使放電光環(huán)縮小放電所產(chǎn)生的沖擊波強(qiáng)度比未設(shè)置前增大二倍。
應(yīng)用本方法及裝置對(duì)于水果、蔬菜等植物漿汁、飲料、液體調(diào)料等液態(tài)溶液中的霉菌、雜菌、大腸桿菌等滅菌效率可達(dá)100%，其品味保持不變，對(duì)維生素?zé)o任何破壞作用，保證了人們應(yīng)該從飲料、液體調(diào)料中應(yīng)索取的全部營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)還能延長(zhǎng)貯存期。
附圖(1)為高壓靜電發(fā)生供電系統(tǒng)圖;附圖(2)為高壓靜電放電滅菌容器系統(tǒng)圖。
通過(guò)如圖(1)和圖(2)所示的裝置，使用φ400的球形滅菌器，將待滅菌的液態(tài)溶液從入口門(7)注入，注滿后按規(guī)程關(guān)死，打開可控硅控制器(13)、高壓靜電發(fā)生器(14)，并給磁聚焦線圈(4)和(9)通電建立105安培/米的磁場(chǎng)，調(diào)整放電隔離間隙(18)至擊穿電壓達(dá)51KV以上，主間隙(Z)調(diào)至10mm，每3分鐘可處理液態(tài)溶液32kg，電耗為0.5～1度。
權(quán)利要求
1.電液效應(yīng)滅菌方法及裝置，是應(yīng)用電液效應(yīng)原理，提供一項(xiàng)在常溫下對(duì)液態(tài)溶液進(jìn)行滅菌的方法及裝置；本發(fā)明的特征在于通過(guò)包括一個(gè)高壓靜電發(fā)生供電系統(tǒng)和一個(gè)高壓靜電放電滅菌容器系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)滅菌的方法及裝置。高壓靜電發(fā)生供電系統(tǒng)是由可控硅控制器(13)、高壓靜電發(fā)生器(14)、高壓脈沖電容器(15)、水保護(hù)電阻器(16)、電控開關(guān)(17)、放電隔離間隙(18)組成。高壓靜電放電滅菌容器系統(tǒng)是由電極(1)和接地極(10)、絕緣層(2)、高壓球形容器(3)、磁聚焦線圈(4)和(9)、法蘭盤(5)、測(cè)壓孔(6)、入口門(7)、被處理液態(tài)溶液(8)、高壓球形容器底座(11)、出口門(12)組成。
2.按照權(quán)利要求
1所述的方法及裝置，其特征在于所說(shuō)的高壓靜電發(fā)生供電系統(tǒng)是指通過(guò)可控硅控制器(13)和高壓靜電發(fā)生器(14)使高壓脈沖電容器(15)充電;當(dāng)充電電壓達(dá)到隔離間隙(18)的擊穿電壓時(shí)，使高壓電路導(dǎo)通，此時(shí)高壓脈沖電容器(15)將所儲(chǔ)存的全部能量加到高壓靜電滅菌容器系統(tǒng)的電極(1)和(10)間的主間隙(Z)上。
3.按照權(quán)利要求
1所述的方法及裝置，其特征在于所說(shuō)的高壓靜電放電滅菌容器系統(tǒng)是指當(dāng)主間隙(Z)間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于其臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，便發(fā)生高壓靜電放電，主間隙(Z)擊穿、瞬間形成等離子區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)因高壓絕熱膨脹，區(qū)域內(nèi)部分子所產(chǎn)生的全部動(dòng)量轉(zhuǎn)化為沖量，使球形高壓靜電滅菌容器中的液態(tài)溶液以一定的速度產(chǎn)生巨大的沖擊波作用在細(xì)菌體上，細(xì)菌體內(nèi)外產(chǎn)生壓差，致細(xì)菌細(xì)胞膜破裂，細(xì)胞液被壓出而死亡?？蓽绲木N有霉菌、雜菌、大腸桿菌等。
4.按照權(quán)利要求
1所述的方法及裝置，其特征在于所說(shuō)的磁聚焦線圈(4)和(9)是指加在放電電極(1)和(10)上的可調(diào)線圈，其磁場(chǎng)強(qiáng)度為6×104～106安培/米，能使放電光環(huán)縮小，放電所產(chǎn)生的沖擊波強(qiáng)度比未加前增大二倍。
5.按照權(quán)利要求
1所述的方法及裝置，其特征在于所說(shuō)的高壓球形容器(3)為金屬材質(zhì)，其直徑為φ200～800mm的密封式結(jié)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求
1所述的方法及裝置，其特征在于所說(shuō)的高壓靜電放電滅菌容器中被處理的液態(tài)溶液(8)是指水果、蔬菜等植物漿汁、飲料、液體調(diào)料、污水(主要指醫(yī)用污水)等液態(tài)溶液。
7.按照權(quán)利要求
2所述的方法及裝置，其特征在于所說(shuō)的隔離間隙(18)擊穿電壓為39～100KV。
8.按照權(quán)利要求
2所述的方法及裝置，其特征在于所說(shuō)的高壓脈沖電容器(15)將所儲(chǔ)存的全部能量加到高壓靜電放電滅菌容器系統(tǒng)電極(1)和(10)間的主間隙(Z)上，是指103～105焦耳的能量。
9.按照權(quán)利要求
2所述的方法及裝置，其特征在于所說(shuō)的主間隙(Z)是指放電電極(1)和(10)的間距，為3～50mm。
10.按照權(quán)利要求
2所述的方法及裝置，其特征在于所說(shuō)的高壓脈沖電容器(15)，其容量為2～10μF。
11.按照權(quán)利要求
3所述的方法及裝置，其特征在于所說(shuō)的主間隙(Z)的臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度是由不同種的液態(tài)溶液的性質(zhì)而決定的。
12.按照權(quán)利要求
3所述的方法及裝置，其特征在于所說(shuō)的主間隙(Z)放電所產(chǎn)生的巨大的沖擊波是指波速為103～4×104米/秒，壓強(qiáng)為102～103MPa。
13.按照權(quán)利要求
3所述的方法及裝置，其特征在于所說(shuō)的高壓靜電放電，其頻率為30～100次/分。
專利摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種電液效應(yīng)滅菌方法及裝置，它是由高壓靜電發(fā)生供電系統(tǒng)和高壓靜電滅菌容器系統(tǒng)組成。本發(fā)明利用電液效應(yīng)原理，通過(guò)置于液態(tài)溶液中的電極間的瞬間放電形成等離子區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)因高壓絕熱膨脹，將區(qū)域內(nèi)分子所產(chǎn)生的動(dòng)量轉(zhuǎn)化為沖量，使滅菌容器中的液態(tài)溶液以一定速度的沖擊波作用在細(xì)菌體上，致細(xì)菌死亡，達(dá)到對(duì)液態(tài)溶液進(jìn)行滅菌的目的。本發(fā)明具有設(shè)備體積小、使用方便、操作簡(jiǎn)單、省能高效等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A23L3/32GK87105077SQ87105077
公開日1988年4月6日 申請(qǐng)日期1987年9月4日
發(fā)明者白希堯, 陳天明, 于錫君 申請(qǐng)人:鞍山市靜電技術(shù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan