CN108079324B - 一种用于高压脉冲电场灭菌的同轴结构式匀流腔体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高压脉冲电场灭菌的同轴结构式匀流腔体，包括两个对称设置的匀流腔体和设置在两个匀流腔体之间的电极，所述电极包括与两个匀流腔体固定连接的地电极，与其中一个匀流腔体轴向连接的高压电极，所述地电极与高压电极之间构成同轴密封腔体，所述匀流腔体内沿着轴线设置有一圈匀流小孔，所述匀流小孔与同轴密封腔体连通，两个匀流腔体的外端面上分别连接一个过渡腔体;本发明采用高压电极引出的方式和匀流腔体的设计进一步提高高压脉冲电场灭菌的杀灭效果，有效提高高压脉冲电场灭菌的处理效率。

Description

一种用于高压脉冲电场灭菌的同轴结构式匀流腔体

技术领域

本发明涉及高压脉冲灭菌领域，尤其是涉及一种用于高压脉冲电场灭菌的同轴结构式匀流腔体。

背景技术

高压脉冲电场（Pulsed Electric Fields，PEF）灭菌作为一种新型的非热灭菌技术，具有瞬时处理强度高、时间短、热效应小等优点，并且不会破坏处理样品中原有的成分，能最大限度地保存样品风味、颜色等感官指标，是一种具有广阔应用前景的非热灭菌技术。它的工作原理是将待处理样品置于一个产生高压电场的处理腔体，通过施加高压电脉冲达到微生物细胞杀灭的效果。已有大量实验结果表明，通过高压脉冲电场处理的样品能够对常见病原微生物（如大肠杆菌、酵母菌等）杀灭致死率达到3~4个量级，杀灭效果非常显著。但是，高压脉冲电场灭菌方法目前仍然存在处理效率不高等问题。现有大部分的脉冲电场处理实验仍然停留在实验室研究阶段，针对样品的处理量比较小，相应的处理效率比较低，难以满足将来推广到大规模工业应用的现实需求。针对这一问题，本专利设计了一种具有匀流功能的同轴结构式处理腔体，通过优化高电压的加载方式和液体样品的流向，达到对处理样品的均匀处理和最大化处理目的，一方面能够进一步加强灭菌的杀灭效果，另一方面实现样品处理量的提升，进而有效提高了高压脉冲电场灭菌的处理效率。所查在高压脉冲电场灭菌研究相关文献和专利资料中并未发现有同轴结构式匀流腔体方面相关的专利信息。。

发明内容

本发明针对高压脉冲电场灭菌方法处理量较小、处理效率低等问题，提供了一种同轴结构式匀流腔体设计，可优化高电压的加载方式和液体样品的流向。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于高压脉冲电场灭菌的同轴结构式匀流腔体，包括两个对称设置的匀流腔体和设置在两个匀流腔体之间的电极，所述电极包括与两个匀流腔体固定连接的地电极，与其中一个匀流腔体轴向连接的高压电极，所述地电极与高压电极之间构成同轴密封腔体，所述匀流腔体内沿着轴线设置有一圈匀流小孔，所述匀流小孔与同轴密封腔体连通，两个匀流腔体的外端面上分别连接一个过渡腔体。

在上述技术方案中，所述过渡腔体的内腔面为喇叭锥面，过渡腔体的端部设置有内凹台，匀流腔体的外侧通过螺纹与内凹台连接。

在上述技术方案中，所述过渡腔体的喇叭锥面与匀流腔体上的匀流小孔对应，且喇叭锥面与匀流腔体同轴设置。

在上述技术方案中，所述与高压电极连接的匀流腔体内设置有凸台，所述高压电极通过螺纹与凸台连接为一体。

在上述技术方案中，所述匀流腔体采用聚碳酸酯材料加工而成，所述高压电极的引出段插入到匀流腔体内。

在上述技术方案中，地电极与匀流腔体之间、匀流腔体与高压电极之间均设置有密封件用于密封和固定作用。

在上述技术方案中，两个匀流腔体上的匀流小孔位置为一一对应关系。

在上述技术方案中，在与高压电极连接的匀流腔体的侧面设置有一个小孔，高压电极引出极通过小孔与高压电极连接。

在上述技术方案中，地电极外侧面通过焊接的方式连接地电极引出电极。

本发明的原理是，当液体样品从管道流入前过渡腔体时，通过管道扩径，使样品顺利流入前匀流腔体均匀分布的一圈小孔中，样品随后通过小孔流入同轴结构的腔体，均匀地接受脉冲高压电场的处理。处理完成后，液体样品由后匀流腔体的一圈小孔流出，到达后过渡腔体，通过出口缩径，在腔体的出口端最终进入管道，完成整个处理过程。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、进一步提高高压脉冲电场灭菌的杀灭效果，采用所述设计腔体进行实验，对酵母菌的杀灭致死率达到4~5个量级以上。

2、有效提高高压脉冲电场灭菌的处理效率，由于实现了样品的均匀处理和最大化处理，在保证杀灭效果的同时，能够大幅增加样品处理量，相应地提高灭菌处理效率。

3、高压电极引出方式安全合理，通过引出电极，高压电极从匀流腔体的侧面引出，该方式一方面合理避免了正面引出方式造成的与液体样品流入口冲突，另一方面实现两者分离，不易引起电场畸变，更加安全可靠。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是同轴结构式匀流腔体的示意图；

其中：1是高压电极，2是地电极，3是前匀流腔体，4是后匀流腔体，5是前过渡腔体，6是后过渡腔体，7是高压电极引出电极，8是地电极引出电极，9是匀流小孔。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图1所示，本发明主要由高压电极1、地电极2、前匀流腔体3、后匀流腔体4，前过渡腔体5和后过渡腔体6，高压电极引出电极7，地电极引出电极8，匀流小孔9等组成。所述高压电极1在前匀流腔体3中的凸台位置处进行螺纹连接并用橡胶圈密封，同时起到固定作用。所述地电极2为一空心圆环，与高压电极1形成同轴腔体结构。在地电极2外端中间位置处通过焊接的方式连接地电极引出电极8，后者与高压接地相连。地电极2分别与前匀流腔体3和后匀流腔体4进行螺纹连接并密封固定。所述前匀流腔体3和后匀流腔体4内部分别均匀地开一圈小孔，如图中匀流小孔9，是液体样品的中间流入口和中间流出口。在前匀流腔体3侧面开一小孔，高压电极引出电极7通过该小孔与高压电极1进行螺纹连接并固定，并与施加高压相连。所述前过渡腔体5为聚碳酸酯材料加工的圆柱体，一端为液体样品的初始进口，另一端进行出口放大，与前匀流腔体3进行螺纹连接并密封。所述后过渡腔体6同样为聚碳酸酯材料加工的圆柱体，一端与后匀流腔体4进行螺纹连接并密封，同时进行出口缩小，另一端为液体样品的最终出口。液体样品的完整流向为，液体样品从管道流入前过渡腔体，通过通道扩大，使样品顺利流入前匀流腔体均匀分布的一圈小孔中，样品随后通过小孔顺利流入同轴结构的腔体，均匀地接受脉冲高压电场的处理。处理完成后，液体样品由后匀流腔体的一圈小孔流出，到达后过渡腔体，通过出口缩小，在腔体的出口端最终进入管道，完成整个处理过程。

在上述的过程中，本发明中最好能确保前匀流腔体中匀流小孔与后匀流腔体中的匀流小孔成一一对应的位置关系，这样可以最大程度的确保液体样品在电场中的均匀处理。而且本发明中采用了从侧面引出高压电极的方式，完美的避开了传统的轴向引进电极，从而导致电场的不均匀。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (6)

1.一种用于高压脉冲电场灭菌的同轴结构式匀流腔体，其特征在于包括两个对称设置的匀流腔体和设置在两个匀流腔体之间的电极，所述电极包括与两个匀流腔体固定连接的地电极，与其中一个匀流腔体轴向连接的高压电极，所述地电极与高压电极之间构成同轴密封腔体，所述匀流腔体内沿着轴线设置有一圈匀流小孔，所述匀流小孔与同轴密封腔体连通，两个匀流腔体的外端面上分别连接一个过渡腔体，两个匀流腔体上的匀流小孔位置为一一对应关系，在与高压电极连接的匀流腔体的侧面设置有一个小孔，高压电极引出极通过小孔与高压电极连接；所述与高压电极连接的匀流腔体内设置有凸台，所述高压电极通过螺纹与凸台连接为一体。

2.根据权利要求1所述的一种用于高压脉冲电场灭菌的同轴结构式匀流腔体，其特征在于所述过渡腔体的内腔面为喇叭锥面，过渡腔体的端部设置有内凹台，匀流腔体的外侧通过螺纹与内凹台连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于高压脉冲电场灭菌的同轴结构式匀流腔体，其特征在于所述过渡腔体的喇叭锥面与匀流腔体上的匀流小孔对应，且喇叭锥面与匀流腔体同轴设置。

4.根据权利要求3所述的一种用于高压脉冲电场灭菌的同轴结构式匀流腔体，其特征在于所述匀流腔体采用聚碳酸酯材料加工而成，所述高压电极的引出段插入到匀流腔体内。

5.根据权利要求4所述的一种用于高压脉冲电场灭菌的同轴结构式匀流腔体，其特征在于地电极与匀流腔体之间、匀流腔体与高压电极之间均设置有密封件用于密封和固定作用。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种用于高压脉冲电场灭菌的同轴结构式匀流腔体，其特征在于地电极外侧面通过焊接的方式连接地电极引出电极。