CN100475045C - 采用紫外线的液体灭菌 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于牛奶和其它液体的灭菌器，该灭菌器具有伸长外壳(12)，外壳的每端具有支管(16)。牛奶连接件(20)形成由支管(16)伸出的灭菌器的入口和出口。不锈钢套(26)沿着壳(12)延伸，UV光荧光管沿套延伸。套的内部结构具有突出物，要灭菌的液体在突出物上流过。这将扰动传递给流动的液体，如果将入口支管(16)和连接件(20)本身设置成以流入液体的旋转运动形式传递扰动，则有助于保持套(26)全长上的扰动。

Description

采用紫外线的液体灭菌
发明领域
本发明涉及采用紫外线的液体灭菌。
本说明书中使用的术语“灭菌”的含义是表示液体中细菌数目的减少，而不必是完全灭菌。
发明背景
众所周知，紫外线用于对液体灭菌。浑浊液体所带来的问题是光不能穿透得很远而进入液体，因此根本不能对距离UV灯最远的液体灭菌或不能适当灭菌。
南非专利96/8029说明书中公开了一种伸长灭菌器，其中在伸长壳体内设置同轴的荧光管。灭菌室在荧光管和壳体之间。液体入口和液体出口关于壳体沿切线方向设置，目的是使液体旋转并解决上述困难。但是已经发现，当液体进入壳体时，不能在壳体的整个长度上传递给液体连续的旋转运动。
已知有其它结构，如美国专利5675153中公开的结构，其中在荧光管和壳体之间的空间内设有螺旋叶片，叶片由壳体的一端向另一端延伸。叶片上开槽，并且在叶片和壳体的内表面之间有间隙。这样的结构会完全不适于牛奶灭菌，因为许多尖角会使液体停滞而令细菌繁殖。牛奶中的固体趋于在形成流道的表面上、在不能达到足够流速的区域内沉积，使得如果将美国专利5575153的结构用于牛奶灭菌，会形成沉积，结果需要频繁地进行清洗处理。在任何情况下，难于将该结构清理到处理牛奶的装置中所要求的程度。
发明概述
根据本发明的一方面，提供减小液体中细菌数目的灭菌器，该灭菌器包括伸长套、沿套延伸的伸长荧光管，管和套之间具有间隙，要灭菌的液体流过该间隙，所述套具有包括突出物的内结构，在使用中，液体在突出物上流过，突出物传递给流动液体扰动，以及相对于套和管偏置的入口，以便使流入液体在套内旋转。
在一种形式中，套的内表面上具有螺旋槽，槽的相邻环之间具有螺旋表面，该表面形成所述突出物，灭菌的液体在所述突出物上流过。突出物最好是这样的形状，即使得套的内表面具有光滑弯曲的波浪形结构。最好所述管和套在伸长外壳内并沿伸长外壳延伸。
根据本发明另一方面，提供一种减少牛奶中细菌数目的方法，该方法包括使牛奶由牛奶机流向灭菌器，其中牛奶受到紫外线照射，牛奶在其冷却到28℃之前受到紫外线照射。
该方法还包括步骤：在使牛奶受到紫外线照射后将其冷却到储存温度。
附图简述
为了更好理解本发明和表明如何实现本发明，现在参照作为示例的附图，其中：
图1是本发明灭菌器的侧视图；
图2是灭菌器一端以较大比例放大的纵截面图；
图3是以同样比例放大的沿图1中线III-III的横截面图；
图4是图2的部分详视图；
图5是本发明的牛奶灭菌设备的示意图。
附图详述
首先参照图1至4，所示的灭菌器10是特别为牛奶灭菌而设计的，但是可以不仅对浑浊液体灭菌，而且可以对透明的或半透明液体灭菌。灭菌器包括横截面为圆形的伸长不锈钢外壳12。安装板14平头焊接到外壳12两端之间的中间位置(见图3)。在另一种形式中，外壳12的横截面是方形的。
外壳12的每端有支管16，一个支管形成要进行灭菌的牛奶的入口，另一个支管形成已灭菌牛奶的出口。支管16具有开口18。该开口开在普通牛奶品阳连接件20中，可以将软管安装在该阳连接件20上。一个支管16的连接件20固定在灭菌器垂直中心平面一侧(如图3中的实线所示)，另一个支管16的连接件20固定在中心平面的另一侧，如图3虚线所示。
每个支管16具有处于相对壁上的成直线排列的开口22、24。灭菌器还包括波纹状套26，波纹状套26位于支管16之间、与开口22成直线排列并沿外壳12全长延伸。
每个支管16具有安装在其上的内螺纹管套28，该管套28与开口24成直线排列。
外螺纹衬套30拧紧在每个管套28内，在每个衬套30和支管壁之间有密封环32。
荧光管34(还称为杀菌UV灯)穿过衬套30、管套28、密封环32、支管16和套26，荧光管的端部由衬套30伸出。当紧固衬套30时，密封环32被压扁并夹紧荧光管34，由此形成不透液体的密封。
套26由不锈钢制成并具有螺旋延伸的波纹状。最好如图4所示，螺旋波纹状具有大约6mm的螺距P，并在径向横截面上观察该管时，管内侧具有光滑弯曲的波状表面，而没有使液体不能流动的任何尖角或中断处。
套26的标定直径大约为40mm。由于为不锈钢制成，套26的内表面可以反射。荧光管34和套26之间的径向间隙在波纹的波谷处的大约5mm和波峰处的大约7mm之间变化。
在另一种结构中，套26具有沿其内表面延伸的螺旋槽，螺旋表面隔开槽的相邻环。螺旋表面和管34外表面之间的间隙大约为5mm。
流经灭菌器10的牛奶通过窄的荧光管34和波纹状套26之间的环形间隙。当牛奶流入灭菌器内时，通过入口连接件20的切向位置向牛奶传递旋转运动，接着引入扰动。当牛奶流入支管时，该波纹在灭菌器的全长上保持引入牛奶中的扰动。这保证了所有牛奶受到UV光照射。出口连接件20的切向布置保证了牛奶平滑流出灭菌器而不使连接件产生会抑制扰动液流的背压。
如果入口支管和连接件不将扰动传递给流入的液体，则套的表面中断流入液体的平滑流动并引起扰动。
已经发现，当牛奶流过荧光管34和套26之间间隙的速度大约为3m/s，最好在3至3.5m/s时，获得最好的结果。在较低流速下，要求保证对所有牛奶适当辐射的扰动会减小。在较高流速下，有形成脂状物的趋势。在较高速度下，还会遮盖管34，由此阻挡UV光。
现在参照图5，标号36通常表示灭菌牛奶的整套装置，该整套装置设置在牛奶场并包括上述参照图1至4所描述的类型的灭菌器10。
装置36包括泵38，连接到灭菌器10上游的第一过滤器40，连接到灭菌器10下游的第一过滤器40和散装冷却器罐44。泵38具有连接牛奶机的牛奶收集容器46的虹吸入口，它将牛奶由牛奶收集容器46通过第一过滤器40、灭菌器10和第二过滤器42泵入散装冷却器罐44。
装置36包括与灭菌器10分路的旁通管48。旁通阀50用于将液流由灭菌器10转移到旁通管中并隔离灭菌器。如果需要，旁通管48可以由第二灭菌器10代替，使得液流可以由灭菌器转移到另一灭菌器中去。
过滤器40用于从牛奶中过滤掉来自牛奶收集容器的毛发和其它污物。第二过滤器作为保护设施，以便防止玻璃碎片或荧光管34的其它部分在发生破裂进入到罐44中。
串联设置两个或多个灭菌器10。
本发明的重要特征是，当牛奶还是温的时，牛奶在灭菌器10中受到紫外线照射。当温度降到低于28℃时，牛奶的脂肪成分开始由剩下的牛奶中分离出来。这称为“结晶过程”。通过使温度为28℃或者以上的牛奶流过灭菌器，降低了脂肪成分沉积在灭菌器的内表面的趋势。这样在将牛奶冷却到低于28℃之前进行灭菌。
虽然上面已经说明了使用灭菌器照射牛奶，但是应理解，灭菌器还可以用于对其它液体灭菌。例如，可以用于对如酒和石油产品灭菌。

Claims (5)

1.一种用于降低液体中细菌数目的灭菌器，该灭菌器包括包括伸长套、沿套延伸的伸长荧光管，管和套之间具有间隙，要灭菌的液体流过该间隙，所述套具有包括突出物的内结构，在使用中，液体在突出物上流过，突出物传递给流动液体扰动，以及相对于所述套和管偏置的入口，以便使流入液体在套内旋转。
2.如权利要求1所述的灭菌器，其中所述套的内表面上具有螺旋槽，槽的相邻环之间为螺旋表面，所述面形成使正在灭菌的液体从其上流过的所述突出物。
3.如权利要求1或2所述的灭菌器，其中所述管和套在伸长外壳内沿着伸长外壳延伸。
4.如权利要求1所述的灭菌器，其中所述突出物使套的内表面具有平滑弯曲的波状结构。
5.如权利要求1-4中任一所述的灭菌器，包括相对于套和管偏置的出口，出口是这样定位的，使得在所述间隙内流动的液体流入通常切向于旋转液体的所述出口，通过所述入口的定位使所述间隙对其施加旋转作用。
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