CN87105077A

CN87105077A - 电液效应灭菌方法及装置

Info

Publication number: CN87105077A
Application number: CN 87105077
Authority: CN
Inventors: 白希尧; 陈天明; 于锡君
Original assignee: ANSHAN STATIC ELECTRICITY TECHNIQUE INST
Current assignee: ANSHAN STATIC ELECTRICITY TECHNIQUE INST
Priority date: 1987-09-04
Filing date: 1987-09-04
Publication date: 1988-04-06

Abstract

本发明是关于一种电液效应灭菌方法及装置，它是由高压静电发生供电系统和高压静电灭菌容器系统组成。本发明利用电液效应原理，通过置于液态溶液中的电极间的瞬间放电形成等离子区域，在该区域内因高压绝热膨胀，将区域内分子所产生的动量转化为冲量，使灭菌容器中的液态溶液以一定速度的冲击波作用在细菌体上，致细菌死亡，达到对液态溶液进行灭菌的目的。本发明具有设备体积小、使用方便、操作简单、省能高效等优点。

Description

本发明属于高压静电技术应用领域。

目前国内外对于人们生活中所需要的各种饮料、液体调料等消毒灭菌方法，经检索FR2406396、FR2575641、US4086057、GB1561185等国专利文献，大多数都是采用传统的高温灭菌或超声波灭菌的方法，这些方法均不同程度存在某些问题，尤其是高温灭菌方法，虽然能杀死液态溶液中的细菌，但同时也破坏了溶液中的维生素，其中对维生素C破坏程度几乎达100%，因此就降低了液态溶液的营养价值，品味劣化;且在高温灭菌过程中又需要大量的蒸汽、消耗燃料、提高成本、降低生产率。

本发明的目的就在于消除高温灭菌等方法所带来的弊病，应用电液效应原理，提供一项在常温下对液态溶液进行灭菌的方法及装置。

本发明是应用电液效应原理，通过包括一个高压静电发生供电系统和一个高压静电放电灭菌容器系统来实现灭菌的方法及装置。

高压静电发生供电系统是由可控硅控制器（13）、高压静电发生器（14）高压脉冲电容器（15）、水保护电阻器（16）、电控开关（17）、放电隔离间隙（18）组成。

高压静电放电灭菌容器系统是由电极（1）和接地极（10）、绝缘层（2）、高压球形容器（3）、磁聚焦线圈（4）和（9）、法兰盘（5）、测压孔（6）、入口门（7）、被处理液态溶液（8）、高压球形容器底座（11）、出口门（12）组成。

在高压静电发生供电系统中，通过可控硅控制器（13）和高压静电发生器（14）使容量为2～10μF的高压脉冲电容器（15）充电;当充电电压达到隔离间隙（18）的击穿电压39～100KV时，使高压电路导通，此时高压脉冲电容器（15）将所储存的10³～10⁵焦耳的能量加到高压静电灭菌容器系统的电极（1）和（10）的间距为3～50mm主间隙（Z）上。

在高压静电放电灭菌容器系统中，当主间隙（Z）间的电场强度大于由不同液态溶液性质所决定的临界击穿电场强度时，便发生以30～100次/分频率高压静电放电，主间隙（Z）击穿，瞬间形成等离子区域，在该区域内因高压绝热膨胀，将区域内部分子因高压放电所产生的全部动量转化为冲量，使球形高压静电放电灭菌容器中的液态溶液以波速为10³～4×10⁴米/秒、压强为10²～10³MPa的冲击波作用在细菌体上，在细菌体内外产生压差，致细菌细胞膜破裂，细胞液被压出而死亡，达到电液效应灭菌的目的。

在本方法及装置的高压静电灭菌容器系统中，设置有金属材质的直径为φ200～800mm的密封结构的球形灭菌器。在放电极（1）和（10）上设置了可调式的磁聚焦线圈（4）和（9），其磁场强度为6×10⁴～10⁶安培/米，它可使放电光环缩小放电所产生的冲击波强度比未设置前增大二倍。

应用本方法及装置对于水果、蔬菜等植物浆汁、饮料、液体调料等液态溶液中的霉菌、杂菌、大肠杆菌等灭菌效率可达100%，其品味保持不变，对维生素无任何破坏作用，保证了人们应该从饮料、液体调料中应索取的全部营养，同时还能延长贮存期。

附图（1）为高压静电发生供电系统图;附图（2）为高压静电放电灭菌容器系统图。

通过如图（1）和图（2）所示的装置，使用φ400的球形灭菌器，将待灭菌的液态溶液从入口门（7）注入，注满后按规程关死，打开可控硅控制器（13）、高压静电发生器（14），并给磁聚焦线圈（4）和（9）通电建立10⁵安培/米的磁场，调整放电隔离间隙（18）至击穿电压达51KV以上，主间隙（Z）调至10mm，每3分钟可处理液态溶液32kg，电耗为0.5～1度。

Claims

1、电液效应灭菌方法及装置，是应用电液效应原理，提供一项在常温下对液态溶液进行灭菌的方法及装置；本发明的特征在于通过包括一个高压静电发生供电系统和一个高压静电放电灭菌容器系统来实现灭菌的方法及装置。高压静电发生供电系统是由可控硅控制器(13)、高压静电发生器(14)、高压脉冲电容器(15)、水保护电阻器(16)、电控开关(17)、放电隔离间隙(18)组成。高压静电放电灭菌容器系统是由电极(1)和接地极(10)、绝缘层(2)、高压球形容器(3)、磁聚焦线圈(4)和(9)、法兰盘(5)、测压孔(6)、入口门(7)、被处理液态溶液(8)、高压球形容器底座(11)、出口门(12)组成。

2、按照权利要求1所述的方法及装置，其特征在于所说的高压静电发生供电系统是指通过可控硅控制器（13）和高压静电发生器（14）使高压脉冲电容器（15）充电;当充电电压达到隔离间隙（18）的击穿电压时，使高压电路导通，此时高压脉冲电容器（15）将所储存的全部能量加到高压静电灭菌容器系统的电极（1）和（10）间的主间隙（Z）上。

3、按照权利要求1所述的方法及装置，其特征在于所说的高压静电放电灭菌容器系统是指当主间隙（Z）间的电场强度大于其临界击穿电场强度时，便发生高压静电放电，主间隙（Z）击穿、瞬间形成等离子区域，在该区域内因高压绝热膨胀，区域内部分子所产生的全部动量转化为冲量，使球形高压静电灭菌容器中的液态溶液以一定的速度产生巨大的冲击波作用在细菌体上，细菌体内外产生压差，致细菌细胞膜破裂，细胞液被压出而死亡。可灭的菌种有霉菌、杂菌、大肠杆菌等。

4、按照权利要求1所述的方法及装置，其特征在于所说的磁聚焦线圈（4）和（9）是指加在放电电极（1）和（10）上的可调线圈，其磁场强度为6×10⁴～10⁶安培/米，能使放电光环缩小，放电所产生的冲击波强度比未加前增大二倍。

5、按照权利要求1所述的方法及装置，其特征在于所说的高压球形容器（3）为金属材质，其直径为φ200～800mm的密封式结构。

6、按照权利要求1所述的方法及装置，其特征在于所说的高压静电放电灭菌容器中被处理的液态溶液（8）是指水果、蔬菜等植物浆汁、饮料、液体调料、污水（主要指医用污水）等液态溶液。

7、按照权利要求2所述的方法及装置，其特征在于所说的隔离间隙（18）击穿电压为39～100KV。

8、按照权利要求2所述的方法及装置，其特征在于所说的高压脉冲电容器（15）将所储存的全部能量加到高压静电放电灭菌容器系统电极（1）和（10）间的主间隙（Z）上，是指10³～10⁵焦耳的能量。

9、按照权利要求2所述的方法及装置，其特征在于所说的主间隙（Z）是指放电电极（1）和（10）的间距，为3～50mm。

10、按照权利要求2所述的方法及装置，其特征在于所说的高压脉冲电容器（15），其容量为2～10μF。

11、按照权利要求3所述的方法及装置，其特征在于所说的主间隙（Z）的临界击穿电场强度是由不同种的液态溶液的性质而决定的。

12、按照权利要求3所述的方法及装置，其特征在于所说的主间隙（Z）放电所产生的巨大的冲击波是指波速为10³～4×10⁴米/秒，压强为10²～10³MPa。

13、按照权利要求3所述的方法及装置，其特征在于所说的高压静电放电，其频率为30～100次/分。