BRPI0014689B1 - Esterilizador para reduzir o número de bactérias em um líquido - Google Patents

Description

"ESTERILIZADOR PARA REDUZIR O NÚMERO DE BACTÉRIAS EM UM LÍQUIDO" Campo da Invenção A presente invenção refere-se à esterilização de líquidos por meio de luz ultravioleta. 0 emprego no presente relatório do termo "esteri- lização" pretende indicar uma redução no número de bactérias em um liquido, e não necessariamente uma eliminação total de bactérias.

Fundamentos da Invenção 0 emprego de luz ultravioleta (UV) com o fim de se esterilizar um liquido é notoriamente conhecido. Um problema que surge com um líquido turvo é que a luz não penetra muito no líquido e, conseqüentemente, o líquido mais afastado da lâmpada de UV pode não ser esterilizado de modo algum ou po- de não ser esterilizado adequadamente. 0 relatório de patente sul-africano 96/8029 apre- senta um esterilizador alongado no qual um tubo fluorescente fica dentro, e coaxial com, um alojamento alongado. A câmara de esterilização situa-se entre o tubo fluorescente e o alo- jamento. A entrada para líquido e a saida para liquido são dispostas tangencialmente com relação ao alojamento numa tentativa de fazer com que o liquido turbilhone e supere a dificuldade mencionada acima. Verificou-se, contudo, que o movimento de turbilhonamento imprimido ao liquido à medida em que entra no alojamento não continua ao longo de todo o comprimento do alojamento, deste modo limitando o efeito be- néfico . São conhecidas outras estruturas, tais como a mos- trada na patente norte-americana 5 675 153, nas quais há uma palheta helicoidal no espaço existente entre o tubo fluores- cente e o alojamento, a palheta estendendo-se a partir de uma extremidade do alojamento até a outra. A palheta é dota- da de fendas e há uma folga entre a palheta e a superfície interna do alojamento. Tal estrutura seria completamente inadequada para a esterilização de leite, por causa dos mui- tos cantos pontiagudos onde o fluxo estagnaria e as bactéri- as poderíam multiplicar-se. Há uma tendência para que os corpos sólidos contidos no leite se depositem sobre as su- perfícies que definem a passagem de fluxo, nas regiões onde há velocidade de fluxo insuficiente, de modo que a estrutura da patente norte-americana 5 575 153, caso fosse empregada na esterilização de leite, seria prejudicada pelos depósitos e, conseqüentemente, exigiría limpeza freqüente. A estrutu- ra, de qualquer modo, seria difícil de limpar até o grau ne- cessário em um aparelho que é empregado para o manejo de leite.

Descrição Resumida da Invenção De acordo com um dos aspectos da invenção, é apre- sentado um esterilizador para reduzir o número de bactérias em um líquido, o esterilizador compreendendo uma bainha alongada, um tubo alongado fluorescente que se estende ao longo da bainha, havendo um intervalo entre o tubo e a bai- nha, através do qual o líquido a ser esterilizado escoa, a bainha tendo uma conformação interna que inclui saliências sobre as quais, em uso, o líquido escoa e que imprimem tur- bilhonamento ao líquido que escoa, e uma abertura interna para o líquido a qual está deslocada em relação ao bainha e ao tubo de modo a levar a entrada de líquido a torvelinhar na bainha.

Sob uma forma, a bainha tem uma ranhura espiralada na sua face interna, com uma área cheia espiralada entre voltas adjacentes da ranhura, a área cheia formando referi- das saliências sobre as quais o líquido sendo esterilizado escoa. A conformação das saliências é de preferência tal que proporcionem à superfície interna da bainha uma conformação ondulante, ligeiramente curvada. Preferencialmente, referi- dos tubo e bainha ficam situados dentro e estendidos ao lon- go de um alojamento externo alongado.

De acordo com um outro aspecto da presente inven- ção, é apresentado um método para reduzir o número de bacté- rias no leite; o método compreende fazer com que o leite es- coe de um ordenhador mecânico a um esterilizador, no qual o leite é submetido a radiação ultravioleta; o leite sendo submetido à radiação ultravioleta antes de resfriar até uma temperatura abaixo de 28°. 0 método pode incluir a etapa adicional de resfri- amento do leite até a temperatura de armazenamento após sub- metê-lo a radiação ultravioleta.

Descrição Resumida dos Desenhos Para melhor entendimento da presente invenção, e de modo a se mostrar como a mesma pode ser posta em prática, será feita referência agora, â guisa de exemplo, aos dese- nhos anexos, nos quais: Figura 1 é uma elevação lateral de um esteriliza- dor de acordo com a presente invenção;

Figura 2 é um corte longitudinal através de uma extremidade do esterilizador, desenhada em uma escala maior;

Figura 3 é um corte transversal sobre a linha III- III da figura 1, desenhada na mesma escala maior;

Figura 4 é um detalhe de parte da figura 2; e Figura 5 é um diagrama esquemático de uma instala- ção de esterilização de leite de acordo com a invenção.

Descrição Detalhada dos Desenhos Com referência em primeiro lugar às figuras de 1 a 4, o esterilizador 10 ilustrado é projetado especificamente para fins de esterilização de leite, mas pode ser empregado na esterilização não só de líquidos turvos, mas também de líquidos transparentes ou transluzentes. 0 esterilizador compreende um alojamento externo alongado de aço inoxidável 12, que tem um corte transversal circular. Uma chapa de mon- tagem 14, é soldada por pontos no alojamento 12 a meio cami- nho entre suas extremidades (ver a figura 3). Sob outra for- ma, o alojamento externo 12 é de corte transversal quadrado.

Em cada extremidade do alojamento 12 há um tubo múltiplo 16, um tubo múltiplo formando uma entrada para o leite a ser esterilizado, e o outro tubo múltiplo formando uma saída para leite esterilizado. Os tubos múltiplos 16 têm, cada um deles, um orifício 18. Os orifícios ficam, cada um deles, em um encaixe para laticínios macho convencional 20, pelo que uma mangueira pode ser presa a ele. O encaixe 20 de um dos tubos múltiplos 16 fica em um dos lados do pia- no central vertical do esterilizador (conforme mostrado em linhas cheias na figura 3) , e o encaixe 2 0 do outro tubo múltiplo 16 fica no outro lado do plano central, conforme mostrado em linhas pontilhadas na figura 3.

Cada tubo múltiplo 16 tem aberturas alinhadas, 22 e 24, nas paredes opostas dele. 0 esterilizador compreende também uma bainha corrugada 26, que fica alinhada com a abertura 22 e estende-se ao longo de todo o comprimento do alojamento 12 entre os tubos múltiplos 16.

Cada tubo múltiplo 16 tem um soquete rosqueado in- ternamento 28 preso a ele, os soquetes 28 sendo alinhados com as aberturas 24.

Uma bucha rosqueada externamente 30 é aparafusada em cada soquete 28 e há um anel de vedação 32 entre cada bu- cha 30 e a parede do tubo múltiplo.

Um tubo fluorescente (também denominado de lâmpada germicida UV) 34, passa através das buchas 30 dos soquetes 28 dos anéis de vedação 32, dos tubos múltiplos 16 e da bai- nha 26, as extremidades do tubo fluorescente projetando-se a partir das buchas 30. Quando as buchas 30 são apertadas, os anéis de vedação 32 são comprimidos e agarram o tubo fluo- rescente 34, formando-se assim vedações impermeáveis a lí- quidos . A bainha 26 é de aço inoxidável e é formada com uma corrugação que se estende helicoidalmente. Conforme pode ser visto na figura 4, a corrugação helicoidal tem um passo, P, de cerca de 6 mm e proporciona ao interior do tubo uma superfície ondulante ligeiramente curvada quando o tubo é visto em corte transversal radial, sem quaisquer cantos pon- tiagudos ou descontinuidades onde possa ocorrer estagnação de fluxo. A bainha 2 6 tem um diâmetro nominal de cerca de 40 mm. Sendo de aço inoxidável, a superfície interna da bainha 26 é refletiva. O intervalo radial entre o tubo fluorescente 34 e a bainha 26 varia entre cerca de 5 mm nas calhas das corrugações (a distância d) e cerca de 7 mm nas cristas (a distância D).

Sob outra forma, a bainha 26 tem uma ranhura espi- ralada que se estende ao longo da superfície interna dela, com uma área cheia espiralada que separa as voltas adjacen- tes da ranhura. O intervalo entre a área cheia e a face ex- terna do tubo 34 é de aproximadamente 5 mm. O leite que escoa através do esterilizador 10 pas- sa através do intervalo anular estreito entre o tubo fluo- rescente 34 e a bainha corrugada 26. À medida em que o leite escoa para dentro do esterilizador, um movimento de redemoi- nho é imprimido a ele, e conseqüentemente o turbilhonamento é introduzido, pela posição tangencial do encaixe de entrada 20. As corrugações mantêm, ao longo de todo o comprimento do esterilizador, o turbilhonamento introduzido no leite à me- dida em que este escoa para dentro do tubo múltiplo. Isto assegura que todo o leite seja submetido â luz ultravioleta. A disposição tangencial do encaixe de saída 20 assegura que o leite escoe de maneira uniforme para fora do esterilizador sem que o encaixe provoque uma contrapressão que podería amortecer o fluxo turbilhonante.

Se o tubo múltiplo e o encaixe de entrada não im- primem turbilhonamento ao líquido entrante, então a superfí- cie da bainha fraciona o fluxo uniforme do líquido entrante e introduz turbilhonamento.

Verificou-se que os melhores resultados são obti- dos quando a velocidade do leite que escoa através do inter- valo entre o tubo fluorescente 34 e a bainha 26 é de cerca de 3 m/s, de preferência entre 3 e 3,5 m/s. A velocidades de fluxo mais baixas, há uma diminuição no turbilhonamento que é necessária para se assegurar uma irradiação apropriada de todo o leite. A velocidades de fluxo mais elevadas, há uma tendência à formação de manteiga. Há também, a uma velocida- de mais elevada, uma tendência para que o tubo 34 seja re- vestido, bloqueando-se assim a luz UV.

Com referência à figura 5, o número de referência 36 indica genericamente uma instalação para esterilização de leite, a instalação sendo erigida em uma fazenda de explora- ção de vacas leiteiras e incluindo um esterilizador 10, do tipo descrito acima com referência às figuras de 1 a 4. A instalação 3 6 compreende uma bomba 38, um pri- meiro filtro 40, ligado a montante do esterilizador 10, um segundo filtro 42, ligado a jusante do esterilizador 10, e um tanque de resfriamento em grosso 44. A bomba 38 tem uma entrada de sucção ligada à vasilha coletora de leite 46 de um ordenhador mecânico e bombeia o leite da vasilha coletora de leite para o tanque de resfriamento em grosso 44, por meio do primeiro filtro 40, do esterilizador 10 e do segundo filtro 42. O resfriamento do leite ocorre no tanque 44. A instalação 36 inclui uma linha de desvio 48 que contorna o esterilizador 10. As válvulas de desvio 50 desti- nam-se a desviar o fluxo do esterilizador 10 para a linha de desvio e isolar o esterilizador. Se desejado, a linha de desvio 48 pode ser substituída por um segundo esterilizador 10, de modo que o fluxo possa ser desviado de um esteriliza- dor para o outro. 0 filtro 40 é apresentado para eliminar por fil- tragem cabelo e outros resíduos do leite, que é recebido da vasilha coletora de leite. O segundo filtro 42 é apresentado como um recurso de segurança, de modo a se impedir que frag- mentos de vidro ou outras partes do tubo fluorescente 34 pe- netrem no tanque 44 no caso de uma ruptura.

Dois ou mais esterilizadores 10 podem ser instala- dos em série. É um aspecto importante da invenção que o leite seja submetido a radiação ultravioleta no esterilizador 10 enquanto o leite estiver ainda quente. Os constituintes de gordura do leite começam a separar-se do resto do leite quando a temperatura cai até abaixo de 28°C. Isto é denomi- nado "cristalização". Fazendo-se passar o leite através do esterilizador enquanto o leite se encontra ainda a uma tem- peratura de 2 8°C ou mais, a tendência dos constituintes de gordura para se acumular sobre as superfícies internas do esterilizador é reduzida ao mínimo. Deste modo, a esterili- zação ocorre antes de o leite resfriar até abaixo de 28°C.

Embora o emprego do esterilizador 10 para fazer irradiar leite tenha sido descrito acima, deve ficar enten- dido que o esterilizador pode ser também empregado na este- rilização de outros líquidos. Por exemplo, pode ser emprega- do na esterilização de líquidos tais como petróleo.

Claims (5)

1. Esterilizador para reduzir o número de bacté- rias em um liquido, CARACTERIZADO pelo fato de que compreen- de uma bainha alongada (26), um tubo fluorescente alongado (34) que se estende ao longo da bainha, havendo um intervalo entre o tubo (34) e a bainha (26) através do qual o liquido a ser esterilizado escoa, referida bainha (26) tendo uma conformação interna que inclui saliências sobre as quais, em uso, o liquido escoa e que imprimem turbilhonamento ao li- quido que escoa, e uma entrada (16, 18, 20) para o liquido a qual está deslocada tangencialmente em relação à bainha (26) e ao tubo (34) de modo a levar a entrada de liquido a torve- linhar na bainha (26).

2. Esterilizador (10) de acordo com a reivindica- ção 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a bainha (26) tem uma ranhura espiralada na face interna dela, com uma área espi- ralada entre as voltas adjacentes da ranhura, a área forman- do as saliências sobre as quais o liquido que está sendo es- terilizado escoa.

3. Esterilizador (10) de acordo com a reivindica- ção 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que referidos tubo (34) e bainha (26) são dispostos dentro e se estendem ao longo de um alojamento externo alongado (12).

4. Esterilizador (10) de acordo com a reivindica- ção 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as saliências propor- cionam à superfície interna da bainha (26) uma conformação ondulante, ligeiramente curvada.

5. Esterilizador (10) de acordo com a qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de incluir uma saída (16, 18, 20) que está deslocada em relação à bai- nha (26) e ao tubo (34), a saída sendo então posicionada pa- ra que o líquido escoe no intervalo, e que tem uma ação de redemoinho imposta sobre ele pelo posicionamento da entrada (16, 18, 20), escoa dentro da dita saída (16, 18, 20) ao longo de um patamar que é geralmente tangencial ao líquido turbilhonante.