RU130224U1 - Microwave sterilizer - Google Patents
Microwave sterilizer Download PDFInfo
- Publication number
- RU130224U1 RU130224U1 RU2011153719/15U RU2011153719U RU130224U1 RU 130224 U1 RU130224 U1 RU 130224U1 RU 2011153719/15 U RU2011153719/15 U RU 2011153719/15U RU 2011153719 U RU2011153719 U RU 2011153719U RU 130224 U1 RU130224 U1 RU 130224U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- microwave
- electrode
- sterilization chamber
- channel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
1. СВЧ-стерилизатор, включающий волновод, подключенный к СВЧ-генератору с размещенной в волноводе камерой стерилизации, а также электролизер, расположенный со стороны входа в камеру стерилизации, один из электродов которого расположен с внешней стороны от волновода, а второй образован частью поверхности волновода, выполненной с отверстиями для прохода стерилизуемой среды и ограниченной со стороны внутренней поверхности волновода стенками камеры стерилизации, которая выполнена в виде объемной детали, внутренняя полость которой сформирована из продольного канала, переходящего в поперечный канал по отношению к направлению электромагнитного излучения, при этом продольный канал расположен со стороны входа среды в месте расположения электрода с отверстиями, поперечный канал выполнен в трубке, расположенной под углом 30-45° к стенке волновода с электродом, отличающийся тем, что трубка имеет уплощенную форму, установлена широкой стороной к направлению распространения электромагнитной волны и имеет высоту S, равную 0,12-0,14 длины волны, и ширину L, равную 0,26-0,45 размера широкой стенки волновода, а отверстия в стенке волновода для прохода стерилизуемой среды выполнены в виде щелей с увеличением их ширины от центральной части электрода к его периферии.2. СВЧ-стерилизатор по п.1, отличающийся тем, что трубка расположена в области максимума электрической составляющей электромагнитного поля.3. СВЧ-стерилизатор по п.1, отличающийся тем, что соотношение площади электрода, являющейся частью поверхности волновода, расположенного в продольном канале камеры стерилизации, к площади поперечного сечения канала составляет 20-100, а �1. Microwave sterilizer, including a waveguide connected to a microwave generator with a sterilization chamber located in the waveguide, as well as an electrolyzer located on the inlet side of the sterilization chamber, one of the electrodes of which is located on the outside of the waveguide, and the second is formed by a part of the waveguide surface made with openings for passage of the medium to be sterilized and bounded on the side of the internal surface of the waveguide by the walls of the sterilization chamber, which is made in the form of a volumetric part, the internal cavity of which is formed The longitudinal channel is located in the transverse channel relative to the direction of electromagnetic radiation, while the longitudinal channel is located on the side of the medium at the location of the electrode with holes, the transverse channel is made in a tube located at an angle of 30-45 ° to the waveguide wall with the electrode characterized in that the tube has a flattened shape, is installed with the wide side to the direction of propagation of the electromagnetic wave and has a height S equal to 0.12-0.14 wavelengths and a width L equal to 0.26-0.45 wide waveguide, and the holes in the wall of the waveguide for passage of the sterilized medium are made in the form of slots with an increase in their width from the central part of the electrode to its periphery. 2. The microwave sterilizer according to claim 1, characterized in that the tube is located in the region of the maximum electric component of the electromagnetic field. The microwave sterilizer according to claim 1, characterized in that the ratio of the area of the electrode, which is part of the surface of the waveguide located in the longitudinal channel of the sterilization chamber, to the cross-sectional area of the channel is 20-100, and �
Description
Заявляемая полезная модель относится к области стерилизации жидких пищевых продуктов и может быть использована в пищевой, медицинской и микробиологической промышленности, а также в сфере обслуживания, преимущественно для стерилизации небольших объемов различных жидкостей (в небольших кафе, магазинах, аптеках, кабинетах врачей и т.п.).The inventive utility model relates to the field of sterilization of liquid food products and can be used in the food, medical and microbiological industry, as well as in the service sector, mainly for sterilization of small volumes of various liquids (in small cafes, shops, pharmacies, doctors' offices, etc. .).
Известно устройство для обеззараживания и нагрева водных сред (А.С. СССР №1139439), содержащее СВЧ-генератор, прямоугольный волновод с фланцами, трубку из радиопрозрачного материала, расположенную под углом 30-45° к широкой стенке волновода, концевую согласованную поглощающую нагрузку квазирезонаторного типа. Трубка в сечении имеет плоскую форму и установлена широкой стороной к направлению распространения электромагнитной волны, имеет высоту, равную 0,12-0,14 длины волны, а ширину, равную 0,26-0,45 размера широкой стенки волновода.A device for disinfecting and heating aqueous media (AS USSR No. 1139439), comprising a microwave generator, a rectangular waveguide with flanges, a tube of radiolucent material, located at an angle of 30-45 ° to the wide wall of the waveguide, an end coordinated absorbing load of a quasi-resonator type. The tube in cross section has a flat shape and is installed with the wide side to the direction of propagation of the electromagnetic wave, has a height equal to 0.12-0.14 wavelengths, and a width equal to 0.26-0.45 of the size of the wide waveguide wall.
Основным недостатком этого устройства является отсутствие электролизера, что снижает эффективность обработки жидкости.The main disadvantage of this device is the lack of an electrolytic cell, which reduces the efficiency of liquid processing.
Известно устройство для стерилизации жидкостей (А.С. СССР №996334), содержащее генератор СВЧ электромагнитной энергии, волновод, размещенную в нем камеру стерилизации, соединенную с электролизером. Камера стерилизации состоит из переходной и цилиндрической частей. Часть поверхности волновода, ограниченная переходной частью камеры стерилизации, является электродом электролизера и снабжена отверстиями для прохождения жидкости.A device for sterilizing liquids (AS USSR No. 996334) containing a microwave electromagnetic energy generator, a waveguide, a sterilization chamber located in it, connected to an electrolyzer is known. The sterilization chamber consists of a transitional and cylindrical parts. Part of the surface of the waveguide, limited by the transitional part of the sterilization chamber, is the electrode of the electrolyzer and is provided with openings for the passage of liquid.
Однако в данном устройстве СВЧ-энергия может не полностью поглощаться газожидкостной смесью в цилиндрической части камеры стерилизации, что отрицательно сказывается на КПД процесса и производительности устройства.However, in this device, microwave energy may not be completely absorbed by the gas-liquid mixture in the cylindrical part of the sterilization chamber, which negatively affects the efficiency of the process and the productivity of the device.
Задача и технический результат заключаются в повышении надежности стерилизации.The task and the technical result are to increase the reliability of sterilization.
Поставленная задача решается тем, что в СВЧ-стерилизаторе, включающем волновод, подключенный к СВЧ-генератору с размещенной в волноводе камерой стерилизации, а также электролизер, расположенный со стороны входа в камеру стерилизации, один из электродов которого расположен с внешней стороны от волновода, а второй образован частью поверхности волновода, выполненной с отверстиями для прохода стерилизуемой среды и ограниченной со стороны внутренней поверхности волновода стенками камеры стерилизации, которая выполнена в виде объемной детали, внутренняя полость которой сформирована из продольного канала, переходящего в поперечный канал по отношению к направлению электромагнитного излучения, при этом продольный канал расположен со стороны входа среды в месте расположения электрода с отверстиями, поперечный канал выполнен в трубке, расположенной под углом 30-45 к стенке волновода с электродом, согласно техническому решению, трубка имеет уплощенную форму, установлена широкой стороной к направлению распространения электромагнитной волны и имеет высоту S, равную 0,12-0,14 длины волны, и ширину L, равную 0,26-0,45 размера широкой стенки волновода, а отверстия в стенке волновода для прохода стерилизуемой среды выполнены в виде щелей с увеличением их ширины от центральной части электрода к его периферии. Камера стерилизации выполнена из радиопрозрачного материала. Трубка расположена в области максимума электрической составляющей электромагнитного поля. Соотношение площади электрода, являющейся частью поверхности волновода, расположенного в продольном канале камеры стерилизации, к площади поперечного сечения канала составляет 20-100, а соотношение высоты продольного канала h к высоте волновода b составляет 0,10-0,30. Один или оба электрода электролизера могут быть выполнены из серебра или с покрытием из серебра.The problem is solved in that in a microwave sterilizer including a waveguide connected to a microwave generator with a sterilization chamber located in the waveguide, as well as an electrolyzer located on the side of the entrance to the sterilization chamber, one of the electrodes of which is located on the outside of the waveguide, and the second is formed by a part of the surface of the waveguide made with holes for passage of the medium to be sterilized and bounded on the side of the inner surface of the waveguide by the walls of the sterilization chamber, which is made in the form of a volumetric det whether, the internal cavity of which is formed from a longitudinal channel passing into a transverse channel with respect to the direction of electromagnetic radiation, while the longitudinal channel is located on the side of the medium at the location of the electrode with holes, the transverse channel is made in a tube located at an angle of 30-45 to According to the technical solution, the tube’s wall with the electrode has a flattened shape, is installed with the wide side to the direction of propagation of the electromagnetic wave, and has a height S equal to 0.12-0.14 lengths the width of the waveguide, and the holes in the waveguide wall for passage of the medium to be sterilized are made in the form of slots with an increase in their width from the central part of the electrode to its periphery. The sterilization chamber is made of radiolucent material. The tube is located in the region of the maximum electric component of the electromagnetic field. The ratio of the area of the electrode, which is part of the surface of the waveguide located in the longitudinal channel of the sterilization chamber, to the cross-sectional area of the channel is 20-100, and the ratio of the height of the longitudinal channel h to the height of the waveguide b is 0.10-0.30. One or both electrodes of the electrolyzer can be made of silver or coated with silver.
Отверстия в стенке волновода для прохода стерилизуемой среды имеют ширину w и длину (и расположены последовательно одна за другой между узкими стенками волновода с образованием цепочки. При этом цепочки расположены в несколько рядов на электроде, являющемся стенкой волновода, а щели выполнены с увеличением их длины от центральной части электрода к его периферии. Отношение ширины щели w к ее длине (в центральной части электрода составляет 1/2, а ближе к периферии - 1/3.The openings in the waveguide wall for passage of the medium to be sterilized have a width w and a length (and are arranged sequentially one after another between the narrow walls of the waveguide to form a chain. In this case, the chains are arranged in several rows on the electrode, which is the wall of the waveguide, and the slots are made with increasing length from the central part of the electrode to its periphery The ratio of the width of the slit w to its length (in the central part of the electrode is 1/2, and closer to the periphery - 1/3.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен пример реализации установки с заявляемым устройством, на фиг.2 - представлен продольный разрез СВЧ-нагревателя, совмещенного с электролизером, на фиг.3 - разрез А-А фиг.1.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows an example of an installation with the inventive device, Fig. 2 shows a longitudinal section of a microwave heater combined with an electrolyzer, and Fig. 3 is a section A-A of Fig. 1.
Позициями на чертежах обозначены: 1 - резервуар с исходной жидкостью; 2,6 - трехходовой клапан; 3 - СВЧ-нагреватель; 4 - электролизер, совмещенный с СВЧ-нагревателем; 5 - рекуператор; 7 - гидромагистраль; 8 - насос; 9-одноходовой клапан, 10 - волновод, 11 - отверстия в стенке волновода, выполняющего функцию электролизера, 12 - электрод электролизера, 13 - токопровод, 14 - корпус, 15 - штуцер, 16 - фторопластовые винты, 17 - резиновые прокладки, 18 - камера стерилизации, 19 - выходной штуцер, 20 - запредельное устройство, 21 - фланцы.The positions in the drawings indicate: 1 - reservoir with the original liquid; 2.6 - three-way valve; 3 - microwave heater; 4 - electrolyzer combined with a microwave heater; 5 - recuperator; 7 - a hydraulic highway; 8 - pump; 9-one-way valve, 10 - waveguide, 11 - holes in the wall of the waveguide acting as an electrolyzer, 12 - electrolyzer electrode, 13 - current lead, 14 - body, 15 - fitting, 16 - fluoroplastic screws, 17 - rubber gaskets, 18 - camera sterilization, 19 - output fitting, 20 - the beyond device, 21 - flanges.
В заявляемом техническом решении (фиг.1-3) обработку жидкостей, зараженных спорообразующими формами микроорганизмов, осуществляют без повышения давления и при температуре ниже 100°С в СВЧ-стерилизаторе (СВЧ-нагревателе), совмещенном с электролизером, синхронизируя питание СВЧ-генератора и электролизера. Заявляемое устройство может быть использовано в установке для стерилизации жидкости (фиг.1). При этом воздействие СВЧ-энергии на обрабатываемую жидкость и электролиз может осуществляться с предварительной рекуперацией тепла без использования дополнительного источника нагрева и охлаждения, что увеличивает производительность устройства и установки в целом и снижает энергозатраты. При этом стерилизатор имеет клапаны для отбора как нагретой, так и охлажденной жидкости и контур рецикла, не включающий резервуар с исходной жидкостью. Наличие клапанов улучшает условия эксплуатации стерилизатора, а контур рецикла (без резервуара с исходной жидкостью) имеет малый объем, что обеспечивает быстрый нагрев жидкости при стерилизации гидромагистралей, что в свою очередь снижает время этой операции и выход на заданный температурный режим. При замене жидкостей проводят стерилизацию гидромагистралей контура, осуществляя рецикл при температуре 55-90°С (предпочтительно 87-90°С), используют рекуперацию.In the claimed technical solution (Figs. 1-3), the processing of liquids infected with spore-forming forms of microorganisms is carried out without increasing pressure and at a temperature below 100 ° C in a microwave sterilizer (microwave heater) combined with an electrolyzer, synchronizing the power of the microwave generator and electrolyzer. The inventive device can be used in an installation for sterilization of liquid (figure 1). In this case, the influence of microwave energy on the processed liquid and electrolysis can be carried out with preliminary heat recovery without the use of an additional source of heating and cooling, which increases the productivity of the device and installation as a whole and reduces energy costs. In this case, the sterilizer has valves for the selection of both heated and cooled liquids and a recycle loop that does not include a reservoir with the original liquid. The presence of valves improves the operating conditions of the sterilizer, and the recycle loop (without a reservoir with the initial liquid) has a small volume, which ensures rapid heating of the liquid during sterilization of hydraulic lines, which in turn reduces the time of this operation and the output to a given temperature regime. When replacing fluids, sterilization is carried out on the hydraulic circuits, recycle at a temperature of 55-90 ° C (preferably 87-90 ° C), use recovery.
Схема установки, в которую может быть встроено заявляемое устройство (фиг.1), включает подключенный к емкости 1 с исходной жидкостью гидромагистраль, к которой через одноходовый клапан 9 подключен по ходу движения среды насос 8, СВЧ-стерилизатор (СВЧ-нагреватель) 3, совмещенный с электролизером 4. К гидромагистрали также подключен рекуператор 5. Гидромагистраль 7 по отношению к СВЧ-стерилизатору 3 разделена на входную и выходную линии (входная линия расположена перед входом в СВЧ-нагреватель, выходная - после), при этом рекуператор 5 образован совмещением частей входной и выходной линий. В гидромагистраль со стороны выходной линии встроены два трехходовых клапана 2 и 6, один из которых расположен перед рекуператором 5, а второй после него, и предназначенных для слива горячей и охлажденной жидких сред соответственно. При этом выходная линия подключена к входной (ко входу насоса 8) с образованием замкнутого контура.The installation diagram, in which the inventive device can be built-in (Fig. 1), includes a hydraulic line connected to a
СВЧ-стерилизатор 3 состоит из волновода 10, подключенного к генератору СВЧ электромагнитной энергии (на чертеже не показан), размещенной в волноводе 10 камеры стерилизации 18, в которой расположен электролизер 4. Камера стерилизации 18 выполнена в виде объемной детали из материала, проницаемого для СВЧ электромагнитного излучения, и состоит из переходной и выводящей частей, выходного штуцера 19, запредельного устройства 20. Переходная часть включает продольный канал, переходящий в поперечный канал, расположенный в выводящей части. При этом электролизер расположен в переходной части с образованием продольного канала. Один из электродов электролизера представляет собой часть поверхности волновода 10, ограниченной со стороны его внутренней поверхности стенкой переходной части камеры стерилизации 18, и снабжен отверстиями 11 для прохождения жидкости. Второй электрод 12, снабженный токоподводом 13, расположен за пределами волновода 10 и закреплен в корпусе 14, выполненном из диэлектрического материала. Корпус 14 и переходная часть камеры стерилизации 18 прикреплены к стенке волновода посредством фторопластовых винтов 16 и резиновых прокладок 17 для герметизации элементов устройства. Корпус 14 соединен со штуцером 15 для подачи обрабатываемой жидкости в СВЧ-стерилизатор. Соотношение площади электрода, являющейся частью поверхности волновода, расположенного в продольном канале камеры стерилизации, к площади поперечного сечения канала составляет 20-100 при отношении высоты переходной части h к высоте волновода Ь 0,10-0,30. Выводящая часть камеры стерилизации выполнена в виде трубки плоской формы, установленной широкой стороной к направлению распространения электромагнитной волны, имеет высоту S, равную 0,12-0,14 длины волны, а ширину L, равную 0,26-0,45 размера широкой стенки волновода.The microwave sterilizer 3 consists of a
Отверстия 11 в стенке волновода для прохода стерилизуемой среды выполнены в виде щелей, геометрия и расположение которых представлено выше. Экспериментальным путем было показано, что отношение ширины щели w к ее длине (в центральной части электрода составляет 1/2, а ближе к периферии - 1/3.The
Стерилизация и нагрев жидкостей осуществляется следующим образом. Жидкость из резервуара 1 через клапан 9 всасывается насосом 8 и через рекуператор 5 подается в СВЧ-стерилизатор (СВЧ-нагреватель) 3, совмещенный с электролизером 4. Стерилизуемая вода через штуцер 15 подается в пространство, образованное электродом 12 и нижней плоскостью волновода 10. В результате электролиза мелко диспергированные кислород и водород равномерно распределяются в воде, которая через отверстия 11 поступает в камеру стерилизации 18, где подвергается воздействию СВЧ электромагнитного излучения. При этом наряду с тепловым эффектом стерилизующее влияние оказывает мелкодиспергированный кислород, который под действием СВЧ-поля переходит в синглетное состояние. Имеет место и кавитационное воздействие возникающее за счет растворенных в воде газов. Утечка СВЧ-энергии из волновода предотвращается запредельным устройством 20. После нагрева жидкость отбирается через трехходовой клапан 2 в горячем виде, например, для приготовления чая, кофе или в охлажденном виде после рекуператора 5 через трехходовой клапан 6. При стерилизации гидромагистралей жидкость насосом 8 заполняет гидромагистраль, закрывается клапан 9 и жидкость циркулирует по замкнутому контуру рецикла, нагреваясь в СВЧ-стерилизаторе 3 с электролизером 4. Температура жидкости контролируется термометром;Sterilization and heating of liquids is as follows. The liquid from the
после обработки гидромагистрали жидкость сливается через клапан 2 или 6.after processing the hydraulic line, the liquid is drained through
В результате уменьшения лимитирующего влияния стадии электролиза на процесс в целом удается повысить производительность предлагаемого устройства в 2-3 раза при адекватной степени стерилизации.As a result of reducing the limiting effect of the electrolysis stage on the process as a whole, it is possible to increase the productivity of the proposed device by 2–3 times with an adequate degree of sterilization.
Примеры осуществления полезной модели, подтверждающие достижение заявленного результата. В качестве основного технологического инструмента использовался СВЧ-генератор мощностью 1000 Вт, работающий на частоте 2450±50 МГц. Волноводный тракт имеет сечение 45×90 мм или 34×72 мм.Examples of the utility model, confirming the achievement of the claimed result. A 1000 W microwave generator operating at a frequency of 2450 ± 50 MHz was used as the main technological tool. The waveguide tract has a cross section of 45 × 90 mm or 34 × 72 mm.
Пример 1Example 1
Предварительно дехлорированная водопроводная вода заражалась спорообразующей формой микроорганизмов Вас.Thuringiensis в концентрации 1200 КОЕ/мл и подвергалась комбинированному воздействию СВЧ-энергии и электролиза при токе 0,75 А.Технологические параметры этого процесса представлены в таблице 1. Фиксирование параметров и отбор проб на биоконтроль осуществлялись при дискретных значениях температуры от 90 до 40°С.Pre-dechlorinated tap water was infected with a spore-forming form of Vas. Thuringiensis microorganisms at a concentration of 1200 CFU / ml and was subjected to the combined influence of microwave energy and electrolysis at a current of 0.75 A. The technological parameters of this process are presented in Table 1. The parameters were fixed and biocontrol samples were taken at discrete values of temperature from 90 to 40 ° С.
В Таблице использованы следующие условные обозначения:The following conventions are used in the table:
tводы нач. - начальная температура воды, °С;t water - initial water temperature, ° C;
tводы кон. - конечная температура воды, °С;t water con. - final water temperature, ° C;
Qводы - расход воды, мл/мин;Q water - water flow rate, ml / min;
Р свч погл. - поглощенная водой СВЧ мощность, Вт;P microwave - microwave power absorbed by water, W;
Pрек - поглощенная водой мощность в рекуператоре, Вт;P rivers - water absorbed power in the recuperator, W;
Iэл-ра - ток электролизера, А;I el-RA - current of the cell, A;
Uэл-ра - напряжение электролизера, В;U el-ra - voltage of the cell, V;
КСВН - коэффициент стоячей волны напряжения;VSWR - standing voltage wave coefficient;
Сост - концентрация микроорганизмов после СВЧ обработки, КОЕ/мл.;With ost - the concentration of microorganisms after microwave processing, CFU / ml .;
КОЕ - колониеобразующая единица;CFU - colony forming unit;
tводы рек - температура воды после рекуператора, °С.t river water - water temperature after the recuperator, ° С.
Из табличных данных видно, что стерилизующий эффект комбинированного воздействия СВЧ-энергии и электролиза при токе 0,75 А на Вас.Thuringiensis проявляется при температуре 87°С. Исходя из вышеизложенного, верхний температурный режим стерилизации воды принимается в пределах 87-90°С.From the tabular data it is seen that the sterilizing effect of the combined effect of microwave energy and electrolysis at a current of 0.75 A on you. Thuringiensis manifests itself at a temperature of 87 ° C. Based on the foregoing, the upper temperature regime of water sterilization is taken in the range of 87-90 ° C.
Пример 2Example 2
В этом же температурном интервале (87-90°С) в сочетании с электролизом обрабатывалась питательная среда, содержащая аминокислоты. Результаты анализов сведены в таблицу 2.In the same temperature range (87-90 ° C), a nutrient medium containing amino acids was processed in combination with electrolysis. The results of the analyzes are summarized in table 2.
Исследование содержания свободных аминокислот в образцах осуществляли с использованием метода ионообменной хроматографии на автоматическом анализаторе Ликвимат Ш.The study of the content of free amino acids in the samples was carried out using the method of ion exchange chromatography on an automatic analyzer Likvimat Sh.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что в исследуемых образцах питательной среды концентрации свободных аминокислот практически не изменяются, что подтверждает сохранность питательных свойств жидкости после комбинированной обработки.The results obtained indicate that in the studied samples of the nutrient medium, the concentrations of free amino acids are practically unchanged, which confirms the preservation of the nutritional properties of the liquid after combined treatment.
Питание магнетрона (СВЧ-генератора) по анодной цепи осуществляется от источника постоянного (по схеме удвоения) напряжения. Анодное напряжение формируется однополупериодным выпрямлением переменного напряжения частотой от 50 Гц и выше и феррорезонансной стабилизацией (см., например, принципиальную электрическую схему бытовой микроволновой печи «Электроника»).The magnetron (microwave generator) is fed through the anode circuit from a constant voltage source (according to the doubling scheme). The anode voltage is formed by half-wave rectification of an alternating voltage with a frequency of 50 Hz and higher and ferroresonant stabilization (see, for example, the circuit diagram of the Electronika household microwave oven).
Источник питания электролизера также выполнен с однополупериодным выпрямлением переменного напряжения частотой 50 Гц и выше, что позволяет синхронизировать полуволны (импульсы) анодного напряжения и тока СВЧ-генератора и полуволны (импульсы) напряжения и тока электролизера.The power source of the electrolyzer is also made with a half-wave rectification of an alternating voltage of 50 Hz and higher, which allows you to synchronize the half-wave (pulses) of the anode voltage and current of the microwave generator and the half-wave (pulses) of the voltage and current of the electrolyzer.
Синхронизация работы двух источников питания позволяет одновременно воздействовать на микроорганизмы, находящиеся в жидкости.The synchronization of the two power sources allows you to simultaneously affect the microorganisms in the liquid.
Пример 3Example 3
Предварительно дехлорированная водопроводная вода заражалась синегнойной палочкой (Pseudomonus aeruginosa, штамм №1) в концентрации 106 КОЕ/мл. Мощность СВЧ-генератора 700 Вт, частота 2450±50 МГц.Pre-dechlorinated tap water was infected with Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonus aeruginosa, strain No. 1) at a concentration of 10 6 CFU / ml. The power of the microwave generator is 700 W, the frequency is 2450 ± 50 MHz.
После этого вода подвергалась воздействию СВЧ-энергией в интервале температур 65-55°С. Температура воды снижалась через 1,0°С, при этом отбирались пробы на биоконтроль и регистрировались технологические параметры процесса нагрева. Результаты экспериментов представлены в таблице 3.After that, the water was exposed to microwave energy in the temperature range 65-55 ° C. Water temperature decreased after 1.0 ° С, while samples were taken for biocontrol and technological parameters of the heating process were recorded. The experimental results are presented in table 3.
Из таблицы следует, что гибель синегнойной палочки осуществляется при температуре 60°С.From the table it follows that the death of Pseudomonas aeruginosa is carried out at a temperature of 60 ° C.
Пример 4Example 4
Жизнеспособные микроорганизмы после первичного воздействия СВЧ-энергии при температуре 55°С выращивались и вносились в предварительно дехлорированную водопроводную воду в концентрации 106 КОЕ/мл.Viable microorganisms after the initial exposure to microwave energy at a temperature of 55 ° C were grown and introduced into previously dechlorinated tap water at a concentration of 10 6 CFU / ml.
После этого микроорганизмы подвергались вторичному воздействию СВЧ-энергии при тех же условиях, что и в предыдущем опыте. Результаты приведены в таблице 4.After that, the microorganisms were subjected to secondary exposure to microwave energy under the same conditions as in the previous experiment. The results are shown in table 4.
Из таблицы 4 следует, что температура стерилизации снизилась с 60°С (см. табл.3) до 58°С.From table 4 it follows that the sterilization temperature decreased from 60 ° C (see table 3) to 58 ° C.
Пример 5Example 5
Оставшиеся жизнеспособные микроорганизмы при температуре 55°С после вторичного воздействия выращивались вновь и вносились в предварительно дехлорированную водопроводную воду в концентрации 106 КОЕ/мл и подвергались воздействию СВЧ-энергии в третий раз. Результаты опытов отображены в таблице 5.The remaining viable microorganisms at a temperature of 55 ° C after a second exposure were re-grown and introduced into pre-chlorinated tap water at a concentration of 10 6 CFU / ml and exposed to microwave energy for the third time. The results of the experiments are shown in table 5.
После третьего воздействия две жизнеспособные клетки, оставшиеся при температуре 55°С, были высеяны, но не размножились и погибли.After the third exposure, two viable cells remaining at 55 ° C were seeded, but did not multiply and died.
Таким образом, после 3-х кратной обработки питьевой воды при температуре 55°С, зараженной Pseudomonus aeruginosa, происходит гибель популяции микроорганизмов.Thus, after a 3-fold treatment of drinking water at a temperature of 55 ° C infected with Pseudomonus aeruginosa, the death of a population of microorganisms occurs.
Следует особо подчеркнуть, что у оставшихся в живых клеток не отмечается повышения устойчивости к последующему воздействию СВЧ-энергии по сравнению, например, с традиционным тепловым нагревом.It should be emphasized that the remaining cells do not show an increase in resistance to the subsequent exposure to microwave energy compared with, for example, traditional heat heating.
Таким образом, из примеров 1,3-5 определился диапазон температур стерилизации воды и гидромагистралей 5 5-90°С.Нижний предел температуры соответствует гибели вегетативных форм микроорганизмов после трехкратной циркуляции воды.Thus, the temperature range of sterilization of water and hydraulic lines of 5 5-90 ° C was determined from examples 1,3-5. The lower temperature limit corresponds to the death of vegetative forms of microorganisms after triple water circulation.
Верхний предел температуры соответствует гибели спорообразующих форм микроорганизмов при комбинации СВЧ-энергии и электролиза за один проход воды по гидромагистрали.The upper temperature limit corresponds to the death of spore-forming forms of microorganisms with a combination of microwave energy and electrolysis in one pass of water along the hydraulic highway.
Пример 6Example 6
С целью увеличения производительности обработки жидкости и снижения энергозатрат используют рекуперацию тепла.In order to increase the productivity of liquid processing and reduce energy consumption, heat recovery is used.
Технологические параметры процесса СВЧ-нагрева воды с рекуперацией представлены в таблице 6. Мощность СВЧ-генератора 1000 Вт, частота 2450±50 МГц.The technological parameters of the microwave water heating process with recovery are presented in table 6. The power of the microwave generator is 1000 W, the frequency is 2450 ± 50 MHz.
В режиме рекуперации тепла производительность процесса нагрева увеличивается в 1,22-1,32 раза.In heat recovery mode, the productivity of the heating process increases by 1.22-1.32 times.
Кроме этого, в стерилизаторе осуществляется отбор горячей воды, (например, для приготовления чая, кофе и т.п.) сразу после СВЧ-стерилизатора и охлажденной воды после рекуператора.In addition, the sterilizer selects hot water (for example, for making tea, coffee, etc.) immediately after the microwave sterilizer and chilled water after the recuperator.
Дополнительно в стерилизаторе с целью сокращения объема воды и времени обработки в режиме циркуляции контур рецикла не включает резервуар с исходной жидкостью.In addition, in the sterilizer in order to reduce the volume of water and the processing time in the circulation mode, the recycle loop does not include a reservoir with the original liquid.
В СВЧ-стерилизаторе один или оба электрода электролизера выполнены с покрытием из серебра с целью обеспечения одновременного воздействия на микроорганизмы СВЧ-энергии, электролиза и серебра в ионной форме, образующего под действием тока. Кроме этого, наличие в жидкостях серебра способствует их длительному хранению после обработки.In the microwave sterilizer, one or both electrodes of the electrolyzer are coated with silver to ensure simultaneous exposure of microorganisms to microwave energy, electrolysis and silver in ionic form, forming under the influence of current. In addition, the presence of silver in liquids contributes to their long-term storage after processing.
Таким образом, использование заявляемой совокупности признаков позволяет:Thus, the use of the claimed combination of features allows you to:
- уничтожить спорообразующие формы микроорганизмов при температуре 87-90°С и без повышения давления;- destroy spore-forming forms of microorganisms at a temperature of 87-90 ° C and without increasing pressure;
- предотвратить вторичное заражение жидкостей при их смене;- prevent secondary contamination of fluids when changing;
- увеличить производительность стерилизации и нагрева на 22-32%;- increase the productivity of sterilization and heating by 22-32%;
- сохранить питательную ценность жидкостей- preserve the nutritional value of liquids
- снизить энергозатраты.- reduce energy consumption.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011153719/15U RU130224U1 (en) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Microwave sterilizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011153719/15U RU130224U1 (en) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Microwave sterilizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU130224U1 true RU130224U1 (en) | 2013-07-20 |
Family
ID=48790726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011153719/15U RU130224U1 (en) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Microwave sterilizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU130224U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2627899C1 (en) * | 2016-04-08 | 2017-08-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ - ИМБП РАН) | Method for liquids disinfection and heating, and device for its implementation |
RU2694034C1 (en) * | 2018-06-05 | 2019-07-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ - ИМБП РАН) | Method and device for liquid disinfection and heating |
-
2011
- 2011-12-28 RU RU2011153719/15U patent/RU130224U1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2627899C1 (en) * | 2016-04-08 | 2017-08-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ - ИМБП РАН) | Method for liquids disinfection and heating, and device for its implementation |
RU2694034C1 (en) * | 2018-06-05 | 2019-07-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ - ИМБП РАН) | Method and device for liquid disinfection and heating |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kozempel et al. | Inactivation of microorganisms with microwaves at reduced temperaturas | |
RU130224U1 (en) | Microwave sterilizer | |
JP2004522455A (en) | Method and apparatus for non-heat pasteurization | |
US20080020110A1 (en) | Systems for producing sterilized aseptic food products by ohmic heating with post-addition of salted water | |
JP4516860B2 (en) | Liquid food sterilization apparatus and sterilization method | |
RU2519841C2 (en) | Continuous liquid sterilisation method and device for method implementation | |
JP2007229319A (en) | Sterilizing device | |
CN109234763B (en) | Full-automatic test system for performance of sodium hypochlorite device prepared by electrolysis of saline solution | |
CN114728259B (en) | Pulsed electric field chamber | |
Kuzmichyov et al. | Efficiency of the combined pasteurization of milk using UV and IR irradiation | |
Trujillo et al. | Nonthermal processing by radio frequency electric fields | |
JP4997606B2 (en) | Short wave electric field sterilization method and sterilization apparatus for liquid food | |
Singh et al. | Development of a microwave-assisted UV sterilization system for milk | |
CN209202050U (en) | A kind of high-pressure pulse electric sterilization system applied to liquid food sterilization | |
CN205030450U (en) | Ultraviolet germicidal device of fluid food | |
KR101255519B1 (en) | Pasteurizing device | |
JP2791889B2 (en) | Electrolytic sterilized water or neutral aseptic water production equipment | |
JP2714662B2 (en) | Method and apparatus for producing sterile water | |
CN210809147U (en) | Novel ultra-high temperature instantaneous sterilization device for vinegar egg liquid beverage | |
CN104172429A (en) | Method for sterilizing liquid food by virtue of micro plasma | |
CN105433191A (en) | Cooled sealed disinfection device used for cleaning food with ozonized water | |
RU101331U1 (en) | DEVICE FOR DISINFECTING FLUIDS | |
RU2627899C1 (en) | Method for liquids disinfection and heating, and device for its implementation | |
JP2006296368A (en) | Continuous sterilization apparatus for liquid food material and continuous sterilization method | |
JP2005125276A (en) | Sterilizing electrolytic water making apparatus |