CN102526776B - 一种非均匀电场液体灭菌处理室 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非均匀电场液体灭菌处理室。内电极和外电极同轴垂直设置，内电极和外电极间构成非均匀电场。液体从灭菌处理室的上部流入，通过绝缘分液环在内电极的外表面形成薄液膜，在重力作用下液体沿着内电极的外表面下流，液体一边流动，一边被内电极和外电极形成的电场灭菌，灭菌后的液体从处理室的下部流出。本发明是利用非均匀电场实现了液体的均匀杀菌，结构简单，制造方便，灭菌效果好。

Description

一种非均匀电场液体灭菌处理室
技术领域
本发明涉及一种灭菌处理室，特别是一种采用电场对食品、生物、制药和化工等行业中的液态物品进行灭菌的灭菌处理室。
背景技术
电场灭菌技术，是通过对两个电极施加高压电，在两个电极间形成高压电场，带菌液体从电极间流过，电场破坏菌细胞膜（壁），促使菌死亡，实现灭菌。它的好处是，灭菌时间短、温升小、杀菌效果明显。对于液态食品可以实现非热灭菌，对食品的色、香、味和营养成分几乎没有影响，受到世界上的广泛关注。
现有的电场液体灭菌处理室可以分为两类，一是均匀电场液体灭菌处理室，主要是平行平板电极和同轴圆筒电极（内外电极的半径接近，近似均匀电场），其优点是杀菌均匀，不足是电场强度不高，杀菌率低，电极间距很小（通常约为0.001-0.01m），液体流动阻力大，液体流动能耗大。二是非均匀电场液体灭菌处理室，主要是针型和线型电极，其优点是在某些局部空间电场强度高，局部杀菌率高，不足是电极容易放电，杀菌不均匀。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种非均匀电场液体灭菌处理室，一方面能够提供较高的电场强度，提高杀菌率，另一方面能够均匀杀菌，液体流动能耗小，有利于电场在液体灭菌领域中的应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种非均匀电场液体灭菌处理室，包括内电极、外电极、绝缘分液环、上绝缘封板、下绝缘封板、上进液口、下出液口，电源连接线。所述下绝缘封板，所述外电极，所述绝缘分液环，所述上绝缘封板从下至上依次连接在一起，形成灭菌处理室，所述上进液口位于所述上绝缘封板上，所述下出液口位于所述下绝缘封板上，所述内电极的外表面有绝缘层，所述内电极位于所述灭菌处理室的中心轴线处，与所述外电极同轴设置，且所述内电极的上端与所述上绝缘封板连接，所述内电极的下端与所述下绝缘封板连接，在所述内电极与所述绝缘分液环之间有供液体通过的间隙，所述电源连接线一端与所述内电极相连，另一端与外部电源相连，所述外电极接地。 
其中，所述外部电源是直流电源、交流电源、高压脉冲电源和高频电源中的一种。
其中，所述内电极是圆棒电极、圆柱电极、圆管电极和圆筒电极中的一种。
其中，外电极是圆管电极、圆筒电极、网状圆筒电极和螺旋线状圆筒电极中的一种。
其中，所述内电极接所述外部电源的正极或负极。
其中，通过所述灭菌处理室的所述上进液口和所述下出液口将多个灭菌处理室串联起来或并联起来。
本发明具有的有益效果是：由于所述内电极和所述外电极间构成非均匀电场，所述内电极的外表面形成的电场强度较高，灭菌效果明显提高；在重力的作用下，液体沿着内电极的外表面下流，液体流动的能耗显著减小；虽然在电极的径向场强不同，但是，在所述内电极的外表面场强各处相同，电场对所述内电极外表面形成的薄液膜是均匀杀菌，此外，本发明可以实现连续灭菌，结构简单，可以实现工业化处理。
附图说明
图1是本发明非均匀电场液体灭菌处理室的结构示意图。
图2是图1的A-A向剖视图。
图中，1.外电极，2.内电极，3.绝缘层，4.薄液膜，5.绝缘分液环，6.上绝缘封板，7.电源连接线，8.上进液口，9.接地连接线，10.下绝缘封板，11. 下出液口。
具体实施方式
下面结合附图说明具体阐述本发明的实施方案，图1是本发明非均匀电场液体灭菌处理室的结构示意图，图2是图1的A-A向剖视图，从图1和图2中可以清楚地看出：这种非均匀电场液体灭菌处理室，包括内电极2、外电极1、绝缘分液环5、上绝缘封板6、下绝缘封板10、上进液口8、下出液口11，电源连接线7；其中下绝缘封板10，外电极1，绝缘分液环5，上绝缘封板6从下至上依次连接在一起，形成灭菌处理室，上进液口8位于上绝缘封板6上，下出液口11位于下绝缘封板10上，内电极2的外表面有绝缘层3，内电极2位于灭菌处理室的中心轴线处，与外电极1同轴设置，且内电极2的上端与上绝缘封板6连接，内电极2的下端与下绝缘封板10连接，在内电极2与绝缘分液环5之间有供液体通过的间隙，电源连接线7一端与内电极2相连，另一端与外部电源相连，外电极1通过接地线9接地。
在工作时，电源连接线7与直流电源、交流电源、高压脉冲电源和高频电源中的一种外部电源的正极或负极相连，从而在内电极2与外电极1之间形成电场，当液体从上进液口8流入灭菌处理室后，通过内电极2与绝缘分液环5之间的间隙，在内电极2的外表面形成薄液膜4，薄液膜4在重力的作用下沿着内电极2的外表面下流，液体一边流动，一边被内电极2和外电极1之间的电场灭菌，灭菌后的液体从下出液口11流出，实现对液体的灭菌。图1中箭头所示的为工作时，液体流动的方向。
在这种非均匀电场液体灭菌处理室中，内电极2可以是圆棒电极、圆柱电极、圆管电极和圆筒电极中的一种，外电极1是圆管电极、圆筒电极、网状圆筒电极和螺旋线状圆筒电极中的一种。为了达到灭菌效果，也可以通过灭菌处理室的上进液口8和下出液口11将多个灭菌处理室串联起来或并联起来进行灭菌处理。
下面是在实际使用过程中的选用的具体尺寸和两种实施情况和效果，其中内电极为直径6mm的不锈钢圆棒，圆棒外表面覆盖0.3mm厚的聚四氟乙烯绝缘层，内电极长度是0.8m,外电极为内径25.4mm的不锈钢圆管。
实际使用实施例1
将高压直流电源连接到图1的内电极上，电压调到26kV ,外电极接地。在无菌水中接种啤酒酵母，菌含量为106cfu/ml,菌液流经上述灭菌室后，菌含量减少为100cfu/ml,达到了灭菌要求。
实际使用实施例2
将高压脉冲电源连接到图1的电极上，电压调到50kV，脉冲宽度为10μm，脉冲重复频率为1Hz。使初始菌含量为6×106cfu/ml的澄汁，流经上述灭菌室后，澄汁中活菌数减少为2×103cfu/ml，效果良好。
以上显示和描述的是本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。 

Claims (6)

1.一种非均匀电场液体灭菌处理室，包括内电极、外电极、绝缘分液环、上绝缘封板、下绝缘封板、上进液口、下出液口，电源连接线，其特征在于，所述下绝缘封板，所述外电极，所述绝缘分液环，所述上绝缘封板从下至上依次连接在一起，形成灭菌处理室，所述上进液口位于所述上绝缘封板上，所述下出液口位于所述下绝缘封板上，所述内电极的外表面有绝缘层，所述内电极位于所述灭菌处理室的中心轴线处，与所述外电极同轴设置，且所述内电极的上端与所述上绝缘封板连接，所述内电极的下端与所述下绝缘封板连接，在所述内电极与所述绝缘分液环之间有供液体通过的间隙，所述电源连接线一端与所述内电极相连，另一端与外部电源相连，所述外电极接地。
2.根据权利要求1所述的一种非均匀电场液体灭菌处理室，其特征在于，所述外部电源是直流电源、交流电源、高压脉冲电源和高频电源中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种非均匀电场液体灭菌处理室，其特征在于，所述内电极是圆柱电极或圆筒电极中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种非均匀电场液体灭菌处理室，其特征在于，所述外电极是圆筒电极。
5.根据权利要求1所述的一种非均匀电场液体灭菌处理室，其特征在于，所述内电极接所述外部电源的正极或负极。
6.根据权利要求1所述的一种非均匀电场液体灭菌处理室，其特征在于，通过所述灭菌处理室的所述上进液口和所述下出液口将多个灭菌处理室串联起来或并联起来。
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