JP2014530027A - Uv液体殺菌器 - Google Patents
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Abstract
Description
可動部品を持たない殺菌システム:全ての部品は静止してもよく、それゆえシステムの信頼度は高い。
室温(冷温に変化する)殺菌システム:プロセスは実質的に冷温プロセスである。
産業的洗浄圧力に耐えることができる:全ての部品は10バール及びそれを超える圧力に耐えることができる。
安定した液体の薄い膜を産生する:石英管とダクトの内側面の間の間隙が安定した液体膜の厚さを提供する。
継続的に且つ徹底して流体を混合する。
混合装置は本装置の長さに沿って間隔をおいて配置され、混合装置は流体が方向を変えるように強制し、それゆえ流体速度はシステムを通って流れるときに継続的且つ徹底した流体の混合を確実にする。
ここで n=式の項数
l=0.25mm液体膜から出射する光の強度
lo=液体の表面における光の強度
である。
実施例1においては、39mmの外径200を有するUV透過性ランプスリーブ11が、4.25mmの径方向の広がり及び5.77cm2の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、4.75cmの内径208を有する外側スリーブ1と共に使用された。ダクト内の流体の線速度は約1.44ms−1であった。
この構成は、比較的大きな257mJ/cm2のエネルギー量と比較的早い線速度を産生した。
実施例2においては、UV透過性ランプスリーブは40mmの外径200を有していた。外側スリーブ1は、2.48mmの径方向の広がり及び3.30cm2の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、44.95mmの内径208を有した。ダクト内の流体の線速度は約2.52ms−1であった。
実施例3においては、UV透過性ランプスリーブ11は40mmの外径200を有していた。外側スリーブ1は、5mmの径方向の広がり及び7.07cm2の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、50mmの内径208を有した。ダクト内の流体の線速度は約1.18ms−1であった。
実施例4においては、UV透過性ランプスリーブ11は42mmの外径200を有していた。外側スリーブ1は、6mmの径方向の広がり及び7.38cm2の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、52mmの内径208を有した。ダクト内の流体の線速度は約1.13ms−1であった。
実施例5においては、UV透過性ランプスリーブ11は44mmの外径200を有していた。外側スリーブ1は、5mmの径方向の広がり及び7.7cm2の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、54mmの内径208を有した。ダクト内の流体の線速度は約1.08ms−1であった。
実施例6においては、UV透過性ランプスリーブは46mmの外径200を有していた。外側スリーブ1は、3.26mmの径方向の広がり及び5.04cm2の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、52.51mmの内径208を有した。ダクト内の流体の線速度は約1.65ms−1であった。
実施例7においては、UV透過性ランプスリーブ11は50mmの外径200を有していた。外側スリーブ1は、2.4mmの径方向の広がり及び3.94cm2の総断面積を有する管状ダクトを提供するために、54.79mmの内径208を有した。ダクト内の流体の線速度は約1.65ms−1であった。
Claims (40)
- 照射のための表面領域を提供するUV透過性の壁を有する流体ダクトと、
前記ダクト内の流体に対して入射するUV放射がUV出力密度を有するように、前記ダクト内に流れる流体を前記UV透過性の壁を介して照射するように配置されるUV放射源と、
前記流体に乱流を提供するように構成され、且つ前記ダクトの長さに沿って間隔をあけて配置される複数の混合ステージと、
前記照射のための表面領域1平方メートル当り少なくとも300ジュールのUVエネルギーが前記流体の前記ダクト内での滞留時間の間に前記流体に提供されるように、前記ダクトの前記長さ及び前記UV出力密度に基づいて、前記ダクトに沿う流体の流れの線速度を制御するように配置された流れ制御手段と、を備え、
前記ダクトの断面は1×10−4m2から5×10−2m2の面積を有し、且つ前記ダクトの厚みは50mm以下の前記UV透過性の壁に隣接する流体の流れの深さを定め、
前記混合ステージの間の前記ダクトのセグメントは、前記UV透過性の壁に隣接する流れを提供するように配置される、
ことを特徴とする、流体殺菌器。 - 前記混合ステージはUV透過性材料を備えることを特徴とする、請求項1に記載の流体殺菌器。
- 前記混合ステージは、前記混合ステージがUV透過性の流体に満たされた時に、前記UV源からのUV光が前記混合ステージの前記内側表面に到達できるように配置されることを特徴とする、請求項2に記載の流体殺菌器。
- 前記流れ制御手段は、200センチポアズ未満の粘度である流体の使用中において、前記流体ダクトにわたる前記差圧損失が8バール未満であるように構成されることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の流体殺菌器。
- 前記ダクトの壁の熱膨張による、前記UV透過性の壁におけるひずみを低減するように適応される拡張継ぎ目を備えることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の流体殺菌器。
- 前記拡張継ぎ目は保持体を備え、前記保持体は、ダクト、及び前記ダクトの前記壁と前記保持体との間に結合される弾性的手段を備え、前記UV透過性の壁に対する前記ダクトの前記壁の拡張若しくは収縮に適応するために前記弾性的手段が圧縮可能若しくは拡張可能であるように、前記弾性的手段が配置されることを特徴とする、請求項5に記載の流体殺菌器。
- 前記保持体は、リング及び襟を備え、前記リングに対する前記襟の横方向移動が抑制されるように、前記襟は前記リングの周りに位置するように適応されることを特徴とする、請求項5又は6に記載の流体殺菌器。
- 前記弾性的手段は、前記リングと前記襟との少なくとも1つの内側に配置されることを特徴とする、請求項7に記載の流体殺菌器。
- 前記弾性的手段は、前記リング及び前記襟の外側に配置されることを特徴とする、請求項7に記載の流体殺菌器。
- 前記流れ制御手段は、前記バッフル間の前記流体の流れの平均的な線速度が毎秒0.5〜4メートルであり、好ましくは毎秒0.6〜1.6メートルであるように、前記ダクトに沿った前記流体の流れを制御するように構成されることを特徴とする、請求項1から9のいずれかに記載される流体殺菌器。
- 前記流れ制御手段は、前記バッフル間の前記流体の流れの平均的な線速度が毎秒1.0〜1.4メートルであるように、前記流体の流れを制御するように構成されることを特徴とする、請求項1から10のいずれかに記載される流体殺菌器。
- 前記ダクトは、円筒形状の外側壁及び前記UV透過性の壁を備える円筒形状の内側壁を含むことを特徴とする、請求項1から11のいずれかに記載される流体殺菌器。
- 前記外側壁はステンレス鋼を備えることを特徴とする、請求項12に記載の装置。
- 前記ダクトの前記内側壁は少なくとも36mmの内径を有すること、及び前記UV放射源は34mm以下の外径を有する管状ランプを備えることを特徴とする、請求項12又は13に記載の装置。
- 流体を殺菌する方法であって、
照射のためのUV透過性の壁を有する流体ダクトに沿って、流体の流れを提供する工程と、
前記流体に乱流を提供するために構成され、且つ前記ダクトの前記長さに沿って間隔をあけて配置される複数の混合ステージを通して前記流体を送る工程と、
前記混合ステージの間の前記ダクトのセグメント中における前記流体の滞留時間の間に、1平方メートル当たり少なくとも300ジュールのUVエネルギーであるUV出力密度を前記流体に提供するように、前記UV透過性の壁を介して前記ダクト内を流れる前記流体を照射する工程とを備え、
前記ダクトの断面は1×10−4m2〜1×10−3m2の面積を有し、且つ前記ダクトの厚みは前記UV透過性の壁に隣接する前記流体の流れの深さを定め、
前記混合ステージの間の前記ダクトのセグメントは、前記UV透過性の壁に隣接する流れを提供するように配置される
ことを特徴とする、流体を殺菌する方法。 - UV透過性の壁及び第2の壁を有するダクトを備える流体殺菌器であって、前記第2の壁の熱膨張係数は前記UV透過性の壁の熱膨張係数とは異なること、及び前記殺菌器は前記壁の熱膨張若しくは収縮に適応するために移動されるように構成される可動手段を備えることを特徴とする、流体殺菌器。
- 前記可動手段は、前記第2の壁と前記UV透過性の壁の少なくとも1つに拡張継ぎ目を備えることを特徴とする、請求項16に記載の流体殺菌器。
- 前記拡張継ぎ目は、拡張の方向に沿って延ばされ若しくは圧縮されるように配置される拡張可能な部材と、前記拡張の方向において自由な遊びを提供するように、且つ前記第2の壁と前記UV透過性の壁の少なくとも1つを支えるように配置されるサポートを含むことを特徴とする、請求項16に記載の流体殺菌器。
- 前記サポートは肩部とカバーを備え、前記カバーは前記拡張可能な部材により前記肩部に結合され、且つ前記第2の壁と前記UV透過性の壁の前記少なくとも1つを支えるために前記肩部と協力するように配置されることを特徴とする、請求項18に記載の流体殺菌器。
- 複数の相互に類似するユニットを備える流体処理装置であって、
各ユニットは、複数の細長い管状のダクトと、前記複数の細長い管状のダクトを介して流体排出口と流体連絡している流体吸入口とを備え、
各ダクトは、
UV透過性の内側壁であって、前記内側壁と外側壁の間の前記管状のダクトに沿って流体が流れることを可能にするために外側壁から離れている前記内側壁と、
前記ダクトの長さに沿って分布し、且つ前記流体の流れの方向に対して実質的に垂直に配置される複数のバッフルとを備え、
前記装置はさらに、前記バッフル間の前記流体の流れの平均的な線速度が毎秒0.8〜1.6メートルであるように、前記ダクトに沿った前記流体の流れを制御するように構成される流れ制御手段を備えることを特徴とする、流体処理装置。 - 前記流れ制御手段は、前記バッフル間の前記流体の流れの前記平均的な線速度が毎秒1.0〜1.4メートルであるように、前記流体の流れを制御するように構成されることを特徴とする、請求項20に記載の装置。
- 前記ユニットが並列に流体を処理するように、前記複数の相互に類似するユニットの各ユニットの前記流体吸入口は共通の流体源に結合されること、及び前記複数の相互に類似するユニットの各ユニットの前記流体排出口は共通の流体シンクに結合されることを特徴とする、請求項20又は21に記載の装置。
- 各ユニットにおいて、前記複数の細長い管状のダクトは直列に配置されることを特徴とする、請求項20から22のいずれかに記載の装置。
- 前記外側壁はステンレス鋼管を備えることを特徴とする、請求項20から23のいずれかに記載の装置。
- 前記ダクトの前記内側壁の前記内側表面は、少なくとも38.5mmの、好ましくは少なくとも39mmの、またさらに好ましくは少なくとも39.5mmの径を有することを特徴とする、請求項20から24のいずれかに記載の装置。
- 前記ダクトの前記外側壁の前記内側表面は、54mm未満の、好ましくは52mm未満の、またさらに好ましくは51mm未満の径を有することを特徴とする、請求項20から25のいずれかに記載の装置。
- 食用の流体を殺菌する方法であって、
流体を細長い管状のダクトを備える流体処理装置に提供する工程であって、
前記細長い管状のダクトは、
ダクト吸入口、ダクト排出口、UV透過性の内側壁、及び複数のバッフルを備え、
前記内側壁は、前記内側壁と外側壁との間の管状のダクトに沿って果物ジュースが流れることを可能にするために外側壁から離れており、
流体が流れることができる前記ダクトの断面は1×10−4m2〜1×10−3m2の面積を有し、
前記複数のバッフルは、前記ダクトの前記長さに沿って分布し、且つ前記流れの前記方向に対して少なくとも70°の角度に配置される、前記工程と、
前記UV透過性の壁を介してUV放射で前記流体を照射する工程と、
前記ダクト吸入口と前記ダクト排出口との間の差圧が0.4バール未満であり0.05バールを超えるように、前記ジュースの圧力を制御する工程とを
備えることを特徴とする前記方法。 - 前記流体は、ミルク、食用油、酢、ビール、及び果物ジュースのうちの1つであることを特徴とする、請求項27に記載の方法。
- 前記流体は、0.89cPの粘度を有する水を含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は0.55〜0.65バールの前記ダクトにわたる差圧を適用する工程を含み、好ましくは前記差圧が約0.582バールであることを特徴とする、請求項27に記載の方法。
- 前記流体は55cP〜75cPの粘度を有する果物ジュースを含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は1.4〜1.6バールの前記ダクトにわたる差圧を適用する工程を含むことを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記流体は約2cPの粘度を有するミルクを含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は0.55〜0.656バールの前記ダクトにわたる差圧を適用する工程を含み、好ましくは前記差圧が約0.62バールであることを特徴とする、請求項27に記載の方法。
- 前記流体は約15cPの粘度を有する酢を含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は0.60〜0.72バールの前記ダクトにわたる差圧を適用する工程を含み、好ましくは前記差圧が約0.66バールであることを特徴とする、請求項27に記載の方法。
- 前記流体は約60cPの粘度を有する植物油を含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は1.2〜1.7バール、好ましくは1.46バールの前記ダクトにわたる差圧を適用する工程を含むことを特徴とする、請求項27に記載の方法。
- 前記流体は約40cPの粘度を有するオリーブ油を含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は0.8〜1.4バールの前記ダクトにわたる差圧を適用する工程を含み、好ましくは前記差圧が約1.1バールであることを特徴とする、請求項27に記載の方法。
- 前記流体は約0.95cPの粘度を有するビールを含み、及び前記細長い管状のダクトへ流体を提供する工程は0.4〜0.8バールの前記ダクトにわたる差圧を提供する工程を含み、好ましくは前記差圧が約0.59バールであることを特徴とする、請求項27に記載の方法。
- 流体が通って流れる前記ダクトの前記断面は、少なくとも2×10−4m2であり、好ましくは少なくとも3×10−4m2であり、好ましくは4×10−4m2であることを特徴とする、請求項27から35のいずれかに記載の方法。
- 食用油を殺菌する方法であって、
食用油を、細長い管状のダクトを備える流体処理装置に提供する工程であって、
前記細長い管状のダクトは、
ダクト吸入口、ダクト排出口、UV透過性の内側壁、及び複数のバッフルを備え、
前記内側壁は、前記内側壁と外側壁との間の管状のダクトに沿って流体が流れることを可能にするために外側壁から離れており、
流体が流れることができる前記ダクトの断面は少なくとも1×10−4m2の面積を有し、
前記複数のバッフルは、前記ダクトの前記長さに沿って分布し、且つ前記流れの前記方向に対して少なくとも70°の角度に配置される、前記工程と、
前記UV透過性の壁を介してUV放射で前記ジュースを照射する工程と、
前記ダクト吸入口と前記ダクト排出口との間の差圧が0.9バールを超え1.7バール未満であるように、前記食用油の圧力を制御する工程、とを備え
前記食用油は少なくとも30cP(mPa.s)及び70cP(mPa.s)未満の粘度を有することを特徴とする方法。 - 流体が通って流れる前記ダクトの前記断面は、少なくとも2×10−4m2であり、好ましくは少なくとも3×10−4m2であり、好ましくは少なくとも5×10−4m2であることを特徴とする、請求項37に記載の方法。
- 流体が通って流れることのできる前記ダクトの前記断面は、9×10−4m2未満であり、好ましくは流体が通って流れることのできる前記ダクトの前記断面は、8×10−4m2未満であることを特徴とする、請求項37又は38に記載の方法。
- 流体を殺菌する方法であって、
少なくとも毎秒0.8メートル及び毎秒1.8メートル未満の速度で円筒形状ダクトに沿って前記流体を流れさせる工程と、
前記流体の流れに乱れを提供するためのバッフルに対し前記流体の流れを送る工程、とを備え
前記ダクトは円筒形状のUV放射源を囲み、且つ前記ダクトは前記UV放射源と円筒形状のスリーブの間の環状の間隙の中に位置し、
前記流体の流れと前記バッフルの間の前記角度は少なくとも70度であることを特徴とする前記方法。
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