ES3038147T3 - Pulsed electric field chamber - Google Patents

Pulsed electric field chamber

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ES3038147T3
ES3038147T3 ES20862456T ES20862456T ES3038147T3 ES 3038147 T3 ES3038147 T3 ES 3038147T3 ES 20862456 T ES20862456 T ES 20862456T ES 20862456 T ES20862456 T ES 20862456T ES 3038147 T3 ES3038147 T3 ES 3038147T3
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Abstract

La presente invención describe una cámara PEF (campo eléctrico pulsado) 1 destinada a tratar un flujo con pulsos de campo eléctrico, comprendiendo dicha cámara PEF un tubo de tratamiento PEF 2 y unidades de electrodos opuestos 3, 4, en donde dichas unidades de electrodos opuestos 3, 4 tienen cada una un extremo receptor de flujo 5a, 5b y un extremo de salida de flujo 6a, 6b, en donde el tubo de tratamiento PEF 2 comprende porciones de flujo de salida 7a, 7b dispuestas subsiguientes a los extremos de salida de flujo 6a, 6b de las unidades de electrodos 3, 4 en la dirección de flujo prevista, y funcionando así como una extensión de las unidades de electrodos opuestos 3, 4 en la dirección de flujo prevista, en donde las porciones de flujo de salida 7a, 7b del tubo de tratamiento PEF 2 están dispuestas para proporcionar un estrechamiento geométrico 20 subsiguiente a los extremos de salida de flujo 6a, 6b. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Cámara de campo eléctrico pulsado
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a una cámara de PEF (campo eléctrico pulsado) con geometría de electrodos óptima para flujos continuos.
ANTECEDENTES TÉCNICOS
Existen cámaras de PEF. Una de ellas se da a conocer en el documento WO 2017/184066 donde se describe una cámara de PEF que comprende un tubo de tratamiento de PEF, una carcasa y al menos dos unidades de electrodos, en donde dichas al menos dos unidades de electrodos son insertables para ser fijadas en la carcasa y en el tubo de tratamiento de PEF.
Asimismo, en el documento WO 2016/171610 también se da a conocer una cámara de PEF con un estrechamiento geométrico. En los documentos US5549041A y CN101502304B se describen otras cámaras de PEF.
La presente invención se refiere a una cámara de PEF que tiene una geometría y especialmente una disposición de electrodos que son beneficiosos para varios tipos de aplicaciones, tales como, por ejemplo, para tratar diferentes formas de alimentos y otros materiales bombeables, por ejemplo, lodos o similares. Tal como se ha mencionado con anterioridad, la cámara de PEF tiene una geometría de electrodos óptima para el tratamiento de flujos continuos.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
El objeto con anterioridad mencionado se consigue con la invención, que se refiere a una cámara de PEF (campo eléctrico pulsado) tal y como se define en la reivindicación 1, estando dicha cámara prevista al tratamiento de un flujo con pulsos de campo eléctrico, comprendiendo dicha cámara de PEF un tubo de tratamiento PEF y unidades de electrodos opuestos, en donde cada una de dichas unidades de electrodos opuestos tiene un extremo de recepción de flujo y un extremo de salida de flujo, en donde el tubo de tratamiento PEF comprende partes de salida de flujo dispuestas después de los extremos de salida de flujo de las unidades de electrodos en la dirección de flujo prevista, y funcionando de este modo como una extensión de las unidades de electrodos opuestas en la dirección de flujo prevista, en donde las partes de salida de flujo del tubo de tratamiento PEF están dispuestas para proporcionar un estrechamiento geométrico después de los extremos de salida de flujo.
En relación con lo que antecede, puede decirse que el término «tubo» no debe interpretarse como limitado a cualquier geometría específica. Por lo tanto, «tubo» puede considerarse en este documento como cualquier geometría que defina un determinado volumen del cual al menos una parte está destinada al tratamiento PEF. Tal como se observa en las figuras, la cámara de PEF, según la presente invención, es todo el sistema, que a su vez comprende un tubo de tratamiento PEF que es la parte en donde existe un volumen de tratamiento PEF donde se pretende realizar el tratamiento PEF. En este sentido, debe entenderse que el volumen de tratamiento PEF puede tener muchos tipos diferentes de geometría según la presente invención. Como tal, un tubo no está limitado a una geometría de tubo según la presente invención.
Para mencionar algo sobre los dispositivos y sistemas conocidos en la actualidad, puede decirse que en la patente estadounidense US 5.662.031 se dan a conocer sistemas de tratamiento para tratar productos alimenticios fluidos utilizando pulsos eléctricos para inactivar microbios. Los sistemas descritos incluyen una o más etapas que tienen procesadores de flujo continuo y los procesadores de flujo continuo tienen un primer y un segundo electrodo separados a lo largo de una cámara de tratamiento en donde se genera un campo eléctrico intenso utilizando pulsos eléctricos bipolares.
Asimismo, en la patente estadounidense US 2008/0279995 se da a conocer un proceso para extraer sustancias útiles de las uvas de vino, llevándose a cabo dicho proceso mediante electroporación del mosto producido a partir de uvas rojas y/o blancas. El dispositivo para realizar la electroporación del mosto comprende un tubo dieléctrico, el conducto de flujo para el mosto, en cuya pared están dispuestos dos electrodos mutuamente espaciados para formar un campo eléctrico pulsado entre los electrodos.
Las patentes US 5.662.031 y US 2008/0279995 no describen una cámara de PEF tal como la de la presente invención. Una primera diferencia importante está relacionada con las partes de salida del flujo previstas, según la presente invención, que como tales proporcionan un estrechamiento geométrico del tubo o del volumen de tratamiento. Otras diferencias pueden quedar claras al proceder a la lectura de lo siguiente y al considerar las diferentes características y formas de realización de la presente invención.
Según la presente invención, los extremos de recepción de flujo están redondeados en una dirección de flujo prevista hacia el tubo de tratamiento PEF. Tal como se desprende de las formas de realización mostradas en los dibujos, los extremos de recepción de flujo redondeados de los electrodos también pueden describirse como extremos doblados. Asimismo, aunque una cámara de PEF, según la presente invención, puede ponerse en práctica de muchas maneras diferentes, una alternativa adecuada es como una cámara de PEF vertical. En los dibujos se muestran formas de realización de este tipo. En tal caso, los extremos de recepción de flujo se colocan como extremos de electrodos inferiores. El flujo a tratar se bombea de manera adecuada hacia arriba a través de la cámara de PEF. Lo que antecede puede ser beneficioso, ya que una presión de bombeo controlada disminuye el riesgo de que entre aire en la cámara de PEF. Conviene señalar que la cámara de PEF, según la presente invención, puede colocarse en cualquier dirección geométrica y posición, y no se limita a una configuración en donde el flujo se bombea hacia arriba a través de la cámara.
La cámara de PEF, según la presente invención, proporciona varias ventajas en comparación con las cámaras de PEF existentes. La presente cámara de PEF proporciona un intenso campo eléctrico (e-campo) con volúmenes minimizados con bajo campo eléctrico y sin los denominados puntos calientes con altos campo eléctricos, lo cual es beneficioso ya que los volúmenes con bajo campo eléctrico reducen la eficiencia y los puntos calientes causan volúmenes donde la temperatura aumenta demasiado. Asimismo, la cámara de PEF, según la presente invención, proporciona un perfil de flujo eficaz en donde existe un bajo riesgo de que una parte del flujo permanezca inmóvil. Dichas partes de flujo que permanecen inmóviles son también una desventaja para la eficacia del tratamiento y para el riesgo de volúmenes de alta temperatura.
La cámara de PEF, según la presente invención, comprende dos unidades de electrodos planas paralelas que exponen dos superficies rectangulares.
La ventaja con dos electrodos paralelos planos es, sin embargo, que el campo eléctrico se vuelve muy homogéneo, pero en los bordes el campo eléctrico obtiene dos desventajas. Uno de estos problemas es que el campo eléctrico se vuelve extremadamente alto en el lado de entrada de las unidades de electrodos. Como las unidades de electrodos PEF, según la presente invención, son redondeadas, se evita un campo eléctrico demasiado alto.
Otros problemas resueltos y ventajas proporcionadas por la cámara de PEF, según la presente invención, se presentan a continuación en relación con la sección de formas de realización específicas de la invención, que se define en las reivindicaciones adjuntas. La reivindicación 1 describe las características esenciales de la invención mientras que las reivindicaciones dependientes 2 a 7 describen características de formas de realización opcionales de la invención.
FORMAS DE REALIZACIÓN ESPECÍFICAS DE LA INVENCIÓN
A continuación, se describen algunas formas de realización específicas de la presente invención.
Según la presente invención, el tubo de tratamiento PEF comprende partes de flujo de salida dispuestas posteriormente a los extremos de salida de flujo de las unidades de electrodo en la dirección de flujo prevista, y funcionando así como una extensión de las unidades de electrodo opuestas en la dirección de flujo prevista, y en donde las partes de flujo de salida están redondeadas en una dirección de flujo prevista. Lo que antecede implica que el material con el que se encuentran las últimas partes de las unidades de electrodos es un material redondeado en ambos lados, es decir, partes dobladas. Lo que antecede también implica que se evitan los puntos calientes del campo eléctrico. Asimismo, este tipo de geometría también proporciona un punto de partida para asegurarse de que el flujo pasante de material a tratar no se detiene en el cruce entre las unidades de electrodo y el material posterior a las unidades de electrodo. Como los bordes del material aislante posterior a los electrodos son redondeados, esto también permite la provisión de un campo eléctrico homogéneo. Asimismo, el estrechamiento geométrico es importante para la provisión de un campo eléctrico homogéneo y un canal sin posiciones en donde el flujo está parado. Otras formas de realización y posibles mejoras, tales como el estrechamiento geométrico de la geometría, se explican a continuación.
Puede decirse de nuevo que cuando se considera la expresión "tubo de tratamiento de PEF" conviene señalar que el tubo de tratamiento de PEF no está limitado a una geometría determinada. El tubo de tratamiento de PEF debe considerarse la estructura del dispositivo como tal, es decir, parte de toda la cámara de PEF, y no solamente el volumen de tratamiento. Lo que antecede puede quedar claro al revisar las figuras.
Según una forma de realización específica de la presente invención, cada unidad de electrodo se puede insertar en ranuras correspondientes del tubo de tratamiento de PEF de la cámara de PEF. Asimismo, las unidades de electrodos son, a la vez insertables y desmontables, por ejemplo, dispuestas con tornillos para permitir esta característica. En las figuras se muestra una de estas alternativas. Como los electrodos se desgastan y tienen que ser sustituidos por otros nuevos después de un cierto tiempo de uso, puede ser interesante proporcionar esta característica.
Tal como se explica a continuación, según la presente invención, las unidades de electrodos opuestas son longitudinales. En las figuras se muestran formas de realización de las mismas.
Según la presente invención, las unidades de electrodos están dispuestas en el tubo de tratamiento de PEF para proporcionar un primer estrechamiento geométrico en los extremos de recepción del flujo. En las figuras se muestra una forma de realización de este tipo. Tal como se ha indicado con anterioridad, este estrechamiento geométrico también es importante para proporcionar un campo eléctrico homogéneo sin puntos calientes y una geometría de flujo pasante en donde se reduce el riesgo de posiciones en las que el flujo se detiene.
Tal como puede observarse en la forma de realización mostrada en las figuras, el primer estrechamiento es adecuadamente un estrechamiento geométrico inferior a medida que el flujo se bombea a la cámara desde abajo hacia arriba.
Un estrechamiento geométrico, según la presente invención, implica que la zona de la sección transversal del tubo PEF se reduce en el estrechamiento geométrico en comparación con un punto anterior al estrechamiento geométrico.
Conviene señalar que la cámara de PEF mostrada en el documento WO 2017/184066 también puede disponerse para proporcionar un estrechamiento geométrico. Asimismo, y tal como se muestra en la Figura 4, la cámara de PEF puede estar provista de dos electrodos redondos dispuestos para formar superficies de impulso semicirculares dentro del tubo en el estrechamiento geométrico. En comparación, sin embargo, la presente invención se dirige a electrodos longitudinales cuyos extremos como tales proporcionan el primer estrechamiento geométrico. Esta es una diferencia importante cuando se compara con la disposición mostrada en la Figura 4 del documento WO 2017/184066 en donde los electrodos redondos están dispuestos dentro del estrechamiento geométrico. Conviene señalar que con unidades de electrodos longitudinales tales como, según la presente invención, se reduce el volumen en donde existen pérdidas. Las posiciones extremas de las unidades de electrodos son las posiciones en las que existe un riesgo evidente de pérdidas en relación con el campo eléctrico proporcionado. Una cámara de tratamiento PEF larga, es decir, con unidades de electrodos longitudinales, proporciona un menor nivel de volumen en donde pueden existir pérdidas. Asimismo, la limitación de longitud viene determinada por la corriente máxima en el generador de PEF y la sección transversal mínima que pueda tener el material bombeado.
Resumiendo lo que antecede, un problema que hay que resolver al diseñar una cámara de PEF es conseguir un flujo de líquido uniforme a través de la cámara. Si se redondean los bordes, se resuelve el problema del campo eléctrico y se evitan los puntos calientes, pero se crean zonas con material estancado o de flujo lento. Las simulaciones muestran que el problema de las zonas estancadas es mayor cuando se ensancha la sección transversal del canal que cuando se estrecha. Esta es la razón por la que la contramedida para el campo eléctrico alto se gestiona de forma diferente al principio y al final de la cámara de PEF, tal como se ha explicado con anterioridad. La temperatura aumentará en las esquinas en donde el material es redondeado debido al menor flujo, pero como la sección transversal es más estrecha, el problema es menor y esto supone una gran diferencia para las aplicaciones previstas, tales como el tratamiento de PEF de alimentos bombeables. La forma de la cámara es un compromiso óptimo para evitar campos eléctricos elevados y aumentos de temperatura elevados. Si la cámara se optimiza para evitar únicamente campos eléctricos elevados, surgen problemas de zonas inmóviles, temperaturas elevadas y sobretratamiento. Lo que antecede creará quemaduras o chispas en el líquido cuando se convierta en vapor. Si la cámara se optimiza solamente para un flujo uniforme, entonces surgirán problemas con campos eléctricos altos que causen chispas.
Para continuar, de conformidad con la presente invención, las partes de flujo de salida del tubo de tratamiento de PEF están dispuestas para proporcionar un segundo estrechamiento geométrico posterior a los extremos de salida del flujo. Este segundo estrechamiento geométrico puede considerarse entonces como un estrechamiento geométrico superior en los casos de formas de realización tal como las mostradas en las figuras en donde el flujo se bombea de abajo hacia arriba. Asimismo, el segundo estrechamiento geométrico es proporcionado por el material aislante dispuesto a continuación de las unidades de electrodos.
Conviene señalar que el segundo estrechamiento geométrico tiene una zona de sección transversal menor que el primer estrechamiento geométrico. En el caso de las unidades de electrodos paralelas, esto es un hecho, tal como se observa en las figuras. A este respecto también puede mencionarse, tal como debería desprenderse claramente de lo que antecede, que las soluciones mecánicas del primer y del segundo estrechamientos pueden ser de distinto tipo.
También las medidas reales de diferentes partes de la cámara de PEF, según la presente invención, pueden ser de importancia para la provisión de una mayor eficiencia de tratamiento de PEF. Según una forma de realización de la presente invención, una relación de una distancia de separación (GE) entre las unidades de electrodo opuestas en la cámara de PEF a una longitud (LE) de cada unidad de electrodo tiene una relación LE/GE de al menos 3, preferiblemente al menos 6, más preferiblemente al menos 8, y más preferiblemente al menos 10. Esta elevada relación, según la presente invención, garantiza que el volumen de pérdida relativo, tal como se ha explicado con anterioridad, se mantenga a un nivel bajo. Conviene señalar que también los valores de la relación LE/GE de al menos 10, incluso superiores a 15, pueden ser importantes para determinadas aplicaciones, tales como por ejemplo, cuando se trata proteína de suero o productos lácteos. Dichos valores son posibles de obtener, según la presente invención.
Según otra forma de realización, la longitud (LE) de cada unidad de electrodo es de al menos 30 mm, preferiblemente en un intervalo comprendido entre 30 a 600 mm, por ejemplo, en un intervalo de 50 a 600 mm, más preferiblemente en un intervalo de 30 a 300 mm, y más preferiblemente en un intervalo de 30 a 200 mm, y en donde la distancia de separación (GE) entre las unidades de electrodos opuestas en la cámara de PEF es de al menos 3 mm, preferiblemente en un intervalo comprendido entre 3 a 45 mm. Este tipo de tamaños y de relación entre la longitud de los electrodos y la distancia de separación entre los electrodos es adecuado para las aplicaciones previstas, tal como el tratamiento de flujos continuos de piensos, y los tamaños adecuados de los generadores de PEF.
Asimismo, también la anchura de las unidades de electrodos puede ser de importancia. Según una forma de realización específica de la presente invención, una anchura (WE) de cada unidad de electrodo es de al menos 3 mm, preferiblemente en el intervalo de 3 a 45 mm. La anchura es especialmente importante en relación con la distancia de separación entre los electrodos y la longitud de los electrodos. De conformidad con lo que antecede, según una forma de realización de la presente invención, una relación de una distancia de separación (GE) entre las unidades de electrodo opuestas en la cámara de PEF, una longitud (LE) de cada unidad de electrodo y una anchura (WE) de cada unidad de electrodo en forma de GE:WE:LE está en una relación de 3:3:20 mm a 45:40:200 mm. Las relaciones exactas adecuadas dependen de la aplicación industrial prevista, por ejemplo, para tratar productos alimenticios, y de qué tipo de ellos, por ejemplo, zumo o fruta triturada, o si se trata de otro tipo de materiales, tales como lodos de depuradora o similares.
Asimismo, también puede ser relevante la relación de los posibles estrechamientos geométricos con la distancia de separación entre los electrodos. De conformidad con lo que antecede, según una forma de realización específica de la presente invención, el primer estrechamiento geométrico se dispone como una distancia de separación (GE) entre las unidades de electrodo opuestas, que (GE) está en el intervalo de 40 a 80%, preferiblemente en el intervalo de 45 a 64%, de una primera distancia de tubo dispuesta antes de las unidades de electrodo opuestas en la dirección de flujo prevista. La primera distancia de tubo es, por tanto, la distancia entre los lados del tubo de material aislante antes de los electrodos. La distancia de separación (GE) es constante ya que las unidades de electrodos adecuadas son paralelas.
Asimismo, según otra forma de realización específica de la presente invención, el segundo estrechamiento geométrico se dispone con una segunda distancia de tubo que está en el intervalo comprendido entre 65 a 95%, preferiblemente en el intervalo de 70 a 80%, de una distancia de separación (GE) entre las unidades de electrodo opuestas. La segunda distancia de tubo es, por tanto, la distancia entre los lados del tubo de material aislante posterior a los electrodos.
Por otra parte, la forma redondeada real de las unidades del electrodo así como el material de aislamiento posterior a las unidades del electrodo pueden también ser de importancia. Según una forma de realización específica de la presente invención, los extremos de recepción de flujo están redondeados con un radio para formar un ángulo entre un material dispuesto antes de las unidades de electrodo opuestas y las unidades de electrodo opuestas reales en un margen comprendido entre 70 a 110 grados. Como ejemplo, los ángulos de alrededor de 90 grados son muy adecuados. En línea con lo que antecede, el mismo tipo de ángulos es de interés para el material aislante posterior a las unidades de electrodo. Por lo tanto, de conformidad con una forma de realización específica, las partes de flujo de salida se redondean con un radio para formar un ángulo entre los extremos de salida de flujo de las unidades de electrodo y las partes de flujo de salida reales en un margen de 70 a 110 grados. También en este caso son muy adecuados ángulos de alrededor de 90 grados.
Asimismo, según una forma de realización específica de la presente invención, el tubo de tratamiento de PEF comprende una unidad de turbulencia, preferiblemente una unidad helicoidal, dispuesta antes de los extremos de recepción de flujo de las unidades de electrodo. La unidad de turbulencia está dispuesta antes de los electrodos en una dirección de flujo. La unidad de turbulencia está dispuesta para proporcionar turbulencia en el flujo antes de la entrada del flujo entre las unidades de electrodos. Un flujo turbulento es más aleatorio, lo que es preferible cuando se trata un flujo con impulsos eléctricos. Se inhiben los puntos no móviles en el flujo, que se producen en los flujos laminares. Lo que antecede es preferible. Tal como se mencionó con anterioridad, una hélice es un posible tipo de unidad que es posible como la unidad de turbulencia. En relación con la hélice, también puede mencionarse que una hélice puede implicar un aumento de la velocidad del flujo en la proximidad de los bordes interiores del volumen de tratamiento y del tubo. Lo que antecede puede lograrse mediante la provisión de rotación del flujo, que puede obtenerse mediante una hélice. La hélice puede proporcionar una velocidad de flujo que es más o menos la misma en el interior del volumen, y no mucho mayor en el centro del volumen de tratamiento.
La cámara y el tubo de PEF, según la presente invención, también pueden comprender, en lugar o además, otros tipos de unidades dispuestas para permitir un flujo de turbulencia entre los electrodos. Por lo tanto, según una forma de realización específica de la presente invención, existe una o más alas dispuestas en una o ambas paredes de la cámara junto a las unidades de electrodos opuestas. A los lados de los electrodos y en el interior de la cámara de PEF existen paredes tubulares que no constituyen los electrodos. En este caso, pueden disponerse alas u otras unidades salientes para inhibir un perfil de flujo laminar. Dichas alas pueden disponerse como una solución independiente o, además, de una unidad de turbulencia proporcionada antes de las unidades de electrodos.
Según otra forma de realización específica de la presente invención, se dispone un divisor en el extremo de un volumen de tratamiento del tubo de tratamiento de PEF. Un divisor, según la presente invención, puede disminuir el campo eléctrico en el extremo de los electrodos. Los puntos de alto campo eléctrico se desplazan hacia el centro del volumen de tratamiento, en donde la velocidad del flujo es la alta. Este punto de alto campo eléctrico se proporcionará entonces al principio del divisor. El divisor puede tener una forma redondeada al principio del mismo. El principio del divisor también tendrá entonces casi la velocidad de flujo más alta en el volumen de tratamiento. Por lo tanto, la presente invención también puede garantizar que se obtenga un campo eléctrico aumentado en donde la velocidad de flujo es alta.
Asimismo, tal como se ha indicado con anterioridad, la presente invención está prevista para el tratamiento de flujos continuos, por ejemplo, productos alimenticios o aguas residuales o similares. Algunos ejemplos son zumo de naranja, zumo de zanahoria, zumo de manzana, aguas residuales o lodos, aceitunas trituradas, uvas trituradas para la producción de vino, proteína de suero, productos lácteos, tratamiento de huevos, etc.
Tal como debería desprenderse claramente de lo que antecede, la presente invención proporciona muchas ventajas en comparación con las cámaras de PEF conocidas. Para resumir algunas de estas ventajas, puede mencionarse que la presente invención proporciona un perfil de flujo efectivo en donde existe un bajo riesgo de que una parte del flujo se quede parada y disminuya el problema de los puntos calientes en los que el campo eléctrico es muy alto en las unidades de electrodos. Sin embargo, la presente invención también garantiza la reducción del volumen de la cámara en caso de pérdidas.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS DIBUJOS
En la Figura 1 se muestra una cámara de PEF 1 según una forma de realización de la presente invención. La cámara de PEF 1 comprende un tubo de tratamiento de PEF 2 y unidades de electrodos opuestas 3, 4 que se pueden insertar en la cámara de PEF 1. En este caso, puede observarse que las unidades de electrodos 3, 4 son acoplables y desacoplables mediante tornillos dispuestos a tal efecto.
Asimismo, las unidades de electrodo opuestas 3, 4 tienen cada una un extremo de recepción de flujo 5a, 5b y un extremo de salida de flujo 6a, 6b. Tal como puede observarse, en este caso está previsto que el flujo a tratar se bombee hacia el fondo y hacia arriba a través de la cámara de PEF 1 y el tubo de tratamiento de PEF 2. Asimismo, tal como puede observarse, los extremos de recepción de flujo 5a, 5b están redondeados o doblados en la dirección de flujo prevista hacia el tubo de tratamiento de PEF 2. Asimismo, en esta forma de realización, también se representa la anchura de las unidades de electrodo (WE).
En la Figura 2 se muestra una forma de realización similar a la ilustrada en la Figura 1. En este caso, también se muestra que el tubo de tratamiento PEF 2 comprende partes de flujo de salida 7a, 7b dispuestas posteriormente a los extremos de salida de flujo 6a, 6b de las unidades de electrodos 3, 4 en la dirección de flujo prevista. Estas partes de flujo de salida 7a, 7b forman parte del material aislante dispuesto a continuación de las unidades de electrodos 3, 4, funcionando de este modo como extensiones de las unidades de electrodos opuestas 3, 4 en la dirección de flujo prevista. Asimismo, también estas partes de flujo de salida 7a, 7b están redondeadas o dobladas en una dirección de flujo prevista.
Asimismo, tal como se observa en esta forma de realización, las unidades de electrodos 3, 4 están dispuestas en el tubo de tratamiento de PEF 2 para proporcionar un primer estrechamiento geométrico 10 en los extremos de recepción de flujo 5a, 5b. Asimismo, las partes de flujo de salida 7a, 7b del tubo de tratamiento de PEF 2 también están dispuestas para proporcionar un segundo estrechamiento geométrico 20 posterior a los extremos de salida de flujo 6a, 6b. Lo que antecede implica que se proporcionan dos estrechamientos geométricos a lo largo de la trayectoria del flujo desde, en este caso, el lado de entrada inferior hasta el lado de salida superior.
En la Figura 3 se muestra la forma de realización ilustrada en la Figura 2, sin embargo, aquí ambas unidades de electrodos 3, 4 se colocan en su lugar en la cámara de PEF.
En la Figura 4 también se muestra una forma de realización en línea con las mostradas en las Figura 1a 3. En este caso, también se representa una distancia de separación GE entre las unidades de electrodos opuestas 3, 4 en la cámara de PEF y la longitud LE de los electrodos. Asimismo, también se representa una primera distancia de tubo 11 dispuesta antes de las unidades de electrodos opuestas 3, 4 en la dirección de flujo prevista. Asimismo, y en consonancia con lo que antecede, en la Figura 4 también se representa una segunda distancia del tubo 21, que es el diámetro del tubo posterior a los electrodos.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Cámara de PEF (campo eléctrico pulsado) (1) destinada a tratar un flujo con pulsos de campo eléctrico, comprendiendo dicha cámara de PEF un tubo de tratamiento PEF (2) y unas unidades de electrodos opuestas (3, 4), en donde las unidades de electrodos opuestas (3, 4) son dos unidades de electrodos paralelas planas (3, 4) que exponen dos superficies rectangulares y están dispuestas de manera que un material bombeable a tratar pueda fluir entre las unidades de electrodos opuestas (3, 4), caracterizada por que cada una de dichas unidades de electrodos opuestas (3, 4) tiene un extremo de recepción de flujo (5a, 5b) y un extremo de salida de flujo (6a, 6b) por donde el flujo a tratar sale entre los extremos de salida de flujo (6a, 6b) de cada unidad de electrodos opuesta (3, 4), en donde el tubo de tratamiento PEF (2) comprende partes de flujo de salida (7a, 7b) dispuestas a continuación de los extremos de salida de flujo (6a, 6b) de las unidades de electrodos (3, 4) en la dirección de flujo prevista, en donde las partes de flujo de salida (7a, 7b) forman parte del material aislante dispuesto a continuación de las unidades de electrodos (3, 4), no formando dichas partes de flujo de salida (7a, 7b) parte de las unidades de electrodos (3, 4), sino que funcionan como una extensión de las unidades de electrodos opuestas (3, 4) en la dirección de flujo prevista, en donde las unidades de electrodos opuestas (3, 4) son longitudinales, en donde los extremos de recepción de flujo (5a, 5b) están redondeados en una dirección de flujo prevista hacia el tubo de tratamiento PEF (2), en donde las partes de flujo de salida (7a, 7b) están redondeadas en una dirección de flujo prevista, en donde las unidades de electrodos (3, 4) están dispuestas en el tubo de tratamiento PEF (2) para proporcionar un primer estrechamiento geométrico (10) de la zona de la sección transversal del tubo de tratamiento PEF (2) en los extremos de recepción de flujo (5a, 5b) de las unidades de electrodos opuestas (3, 4), y en donde las partes de flujo de salida (7a, 7b) del tubo de tratamiento PEF (2) están dispuestas para proporcionar un segundo estrechamiento geométrico (20) de la zona de la sección transversal del tubo de tratamiento PEF (2) posterior a los extremos de salida de flujo (6a, 6b) de las unidades de electrodos opuestas (3, 4), estando dispuestos ambos estrechamientos geométricos (10, 20) de manera que la zona de sección transversal del tubo de tratamiento PEF (2) se reduce en el estrechamiento geométrico en comparación con un punto anterior en la dirección de flujo prevista.
2. Cámara de PEF (1) según la reivindicación 1, en donde cada unidad de electrodo (3, 4) es insertable en estrechamientos coincidentes del tubo de tratamiento PEF (2) de la cámara de PEF (2).
3. Cámara de PEF (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde una relación de una distancia de separación (GE) entre las unidades de electrodos (3, 4) opuestas en la cámara de PEF (2) con respecto a una longitud (LE) de cada unidad de electrodos (3, 4) tiene una relación LE/GE de al menos 3, preferiblemente de al menos 6, más preferiblemente de al menos 8, más preferiblemente de al menos 10, y/o en donde una longitud (LE) de cada unidad de electrodo (3, 4) es de al menos 30 mm, preferiblemente en un intervalo comprendido entre 30 a 600 mm, más preferiblemente en un intervalo de 30 a 300 mm, más preferiblemente en un intervalo de 30 a 200 mm, y en donde una distancia de separación (GE) entre las unidades de electrodos opuestas (3, 4) en la cámara de PEF (2) es de al menos 3 mm, preferiblemente en un intervalo comprendido entre 3 a 45 mm, y/o en donde una anchura (WE) de cada unidad de electrodos (3, 4) es de al menos 3 mm, preferiblemente en un intervalo comprendido entre 3 a 45 mm, y/o en donde una relación de una distancia de separación (GE) entre las unidades de electrodos opuestas (3, 4) en la cámara de PEF (2), una longitud (LE) de cada unidad de electrodos (3, 4) y una anchura (WE) de cada unidad de electrodos (3, 4) en forma de GE:WE:LE está en una relación de 3:3:20 mm a 45:40:200 mm.
4. Cámara de PEF (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el primer estrechamiento geométrico (10) está dispuesto como una distancia de separación (GE) entre las unidades de electrodos opuestas (3, 4), que (GE) está comprendida en el intervalo de 40 a 80%, preferiblemente en el intervalo de 45 a 64%, de una primera distancia de tubo (11) dispuesta justo antes de las unidades de electrodos opuestas (3, 4) en la dirección de flujo prevista, en donde la primera distancia de tubo (11) es, por lo tanto, la distancia entre los lados del tubo de material aislante justo antes de las unidades de electrodos opuestas (3, 4).
5. Cámara de PEF (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el segundo estrechamiento geométrico (20) está dispuesto con una segunda distancia de tubo (21) que es la distancia entre los lados del tubo de material aislante justo posterior a las unidades de electrodos opuestas (3, 4), que está en el intervalo comprendido entre 65 a 95%, preferiblemente en el intervalo de 70 a 80%, de una distancia de separación (GE) entre las unidades de electrodos opuestas (3, 4).
6. Cámara de PEF (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el tubo de tratamiento PEF (2) comprende una unidad de turbulencia, preferentemente una unidad helicoidal, dispuesta antes de los extremos de recepción de flujo (5a, 5b) de las unidades de electrodos (3, 4).
7. Cámara de PEF (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde un divisor está dispuesto en el extremo de un volumen de tratamiento del tubo de tratamiento de PEF (2).
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN211770461U (zh) * 2019-09-11 2020-10-27 Arc阿罗马珀尔公司 脉冲电场室
DE102020209334A1 (de) * 2020-07-23 2022-01-27 DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e.V. Kompaktanlage für gepulste elektrische Felder in Behandlungszelle
KR102808325B1 (ko) * 2022-06-15 2025-05-14 이동후 고전압 펄스 전기장 처리 장치

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU640384B2 (en) 1989-06-12 1993-08-26 Purepulse Technologies, Inc. High pulsed voltage systems for extending the shelf life of pumpable food products
US5662031A (en) * 1994-12-23 1997-09-02 Washington State University Research Foundation, Inc. Continuous flow electrical treatment of flowable food products
US5549041A (en) * 1995-03-02 1996-08-27 Washington State University Research Foundation Batch mode food treatment using pulsed electric fields
US5690978A (en) * 1996-09-30 1997-11-25 Ohio State University High voltage pulsed electric field treatment chambers for the preservation of liquid food products
NL1010529C2 (nl) * 1998-11-11 2000-05-15 Inst Voor Agrotech Onderzoek Geïntegreerde modulaire opbouw van een pulsed electrical field systeem.
NL1014266C2 (nl) 2000-02-02 2001-08-03 Stork Food & Dairy Systems Bv Behandelingsinrichting en werkwijze voor het verduurzamen van verpompbare voedselproducten in een pulserend elektrisch veld.
US20040029240A1 (en) * 2002-05-13 2004-02-12 Acker Jesse L. Dynamic electroporation apparatus and method
DE10349504A1 (de) * 2003-10-23 2005-05-25 Bayer Technology Services Gmbh Verfahren zur Herstellung von Isocyanaten in der Gasphase
DE102004013762B4 (de) 2004-03-20 2006-08-03 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Verfahren zur besseren und schonenden Freisetzung wertgebender Inhaltsstoffe aus Weinbeeren und ein daraus gewonnener Most
SI1906772T1 (sl) 2005-05-12 2015-11-30 Estrella Maarud Holding As Obdelava krompirja
JP4719184B2 (ja) 2007-06-01 2011-07-06 株式会社サイアン 大気圧プラズマ発生装置およびそれを用いるワーク処理装置
DE102008024065A1 (de) 2008-05-17 2009-11-19 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Einrichtung und Verfahren zur druckgesteuerten und druckgeregelten, elektroporativen Behandlung biologisch pflanzlichem Prozessguts
CN101502304B (zh) * 2009-03-12 2011-09-21 浙江大学 用于连续式液态食品灭菌的高压脉冲电场处理室
JP2011072905A (ja) 2009-09-30 2011-04-14 Sekisui Chem Co Ltd 水処理装置
NL2003853C2 (nl) * 2009-11-23 2011-05-24 Sonder Food Systems B V Inrichting voor het pasteuriseren van een massa voedingswaar.
GB2487796A (en) 2011-02-07 2012-08-08 Cordon Ltd Pulsed electric field treatment using boron doped diamond electrodes
JP5654946B2 (ja) * 2011-05-11 2015-01-14 積水化学工業株式会社 水処理装置
NL2009466C2 (nl) 2012-09-14 2014-03-18 Zwanenberg Food Group B V Inrichting voor het pasteuriseren van een massa voedingswaar.
US10111452B2 (en) * 2013-12-10 2018-10-30 University Of Hawaii Method of supercooling perishable materials
WO2017184066A1 (en) 2015-04-21 2017-10-26 Arc Aroma Pure Ab Pef chamber
EP3286145A4 (en) 2015-04-21 2018-12-05 ARC Aroma Pure AB Chamber for pulsed electric field generation
JP6587159B2 (ja) 2017-06-26 2019-10-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 液体処理装置
DE102018202369A1 (de) 2018-02-15 2019-08-22 Deutsches Institut Für Lebensmitteltechnik E.V. Durchflusszelle zur Behandlung von Flüssigkeiten
CN109663556B (zh) * 2019-01-27 2019-12-31 浙江大学 扰动增强型介质阻挡放电活化二氧化碳的反应装置及方法
CN211770461U (zh) * 2019-09-11 2020-10-27 Arc阿罗马珀尔公司 脉冲电场室

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