RU180045U1 - Disintegrator for the destruction of biomass cells - Google Patents
Disintegrator for the destruction of biomass cells Download PDFInfo
- Publication number
- RU180045U1 RU180045U1 RU2017136442U RU2017136442U RU180045U1 RU 180045 U1 RU180045 U1 RU 180045U1 RU 2017136442 U RU2017136442 U RU 2017136442U RU 2017136442 U RU2017136442 U RU 2017136442U RU 180045 U1 RU180045 U1 RU 180045U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- biomass
- housing
- disintegrator
- way valve
- Prior art date
Links
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 230000006378 damage Effects 0.000 title abstract description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 5
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 7
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 108091005461 Nucleic proteins Proteins 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/33—Disintegrators
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Полезная модель направлена на создание дезинтегратора для разрушения клеточных оболочек микроволновым излучением и содержит емкость для биомассы, соединенную трубами последовательно с одной стороны через трехходовой кран и насос с нижней частью корпуса для резонатора, с другой стороны через трехходовой кран с верхней частью корпуса для резонатора, к которому прилегает резонатор с установленными неразъемно на его внешней поверхности магнетронами с частотой излучения от 3⋅10до 3⋅10Гц, соединенными проводами через одно из вентиляционных отверстий с блоком питания и управления через крышку, примыкающую к корпусу резонатора посредством болтового соединения, причем внутри резонатора установлена спиральная труба, выполненная из немагнитного материала, проницаемого для микроволнового излучения, с витками, равноудаленными от внутренней стенки резонатора на расстояние 0,1-0,15 его диаметра, соединенная свободными верхним и нижним концами с трубами с помощью муфт, причем отношение высоты емкости для биомассы к ее диаметру составляет не менее 4.Устройство обеспечивает равномерную плотность и максимальное количество энергии микроволнового излучения, получаемое обрабатываемой биомассой при создании различных режимов ее обработки за счет регулирования времени пребывания в резонаторе и обеспечении гидродинамического режима, близкого к идеальному вытеснению. 4 з.п. ф-лы, 2 фиг.The utility model is aimed at creating a disintegrator for the destruction of cell membranes by microwave radiation and contains a biomass tank connected by pipes in series on one side through a three-way valve and a pump with the lower part of the housing for the resonator, on the other hand through a three-way valve with the upper part of the cavity for the resonator, which adjoins the resonator with magnetrons permanently mounted on its outer surface with a radiation frequency of 3-10 to 3-10Hz, connected by wires through one of the ventilation openings with a power and control unit through a cover adjacent to the resonator body by means of a bolt connection, and a spiral pipe is installed inside the resonator made of non-magnetic material permeable to microwave radiation, with turns equidistant from the inner wall of the resonator by a distance of 0.1-0, 15 of its diameter, connected by the free upper and lower ends to the pipes using couplings, and the ratio of the height of the biomass tank to its diameter is not less than 4. The device ensures uniform density and the maximum amount of microwave energy received by the processed biomass when creating various processing modes by adjusting the residence time in the resonator and providing a hydrodynamic regime close to ideal displacement. 4 s.p. f-ly, 2 Fig.
Description
Полезная модель относится к устройствам для разрушения оболочек клеток микроорганизмов с помощью микроволнового излучения, в частности к дезинтегрирующим устройствам.The utility model relates to devices for the destruction of cell membranes of microorganisms using microwave radiation, in particular to disintegrating devices.
Известно дезинтегрирующее устройство, которое включает корпус-статор, смонтированный в нем ротор, причем корпус-статор и ротор снабжены дезинтеграторными элементами в виде чередующихся выступов и впадин, а выступы корпуса-статора выполнены в виде стержней со свободным и вторым закрепленным концом, причем места закрепления чередуют в боковых стенках корпуса-статора (см. например, Заявка пат. РФ 94024601, МПК С12М 1/02, 1996 г.).A disintegrating device is known that includes a stator housing, a rotor mounted in it, the stator housing and the rotor provided with disintegrating elements in the form of alternating protrusions and depressions, and the protrusions of the stator housing are made in the form of rods with a free and second fixed end, and the fixing alternate in the side walls of the stator housing (see, for example, Patent Application RF 94024601,
Однако такая конструкция сложна в изготовлении и недостаточно надежна из-за наличия вращающегося ротора.However, this design is difficult to manufacture and not sufficiently reliable due to the presence of a rotating rotor.
Известен баллистический дезинтегратор, содержащий рабочую камеру, выполненную в виде полого диска, с размещенными в ней мелющими телами, входной и выходной каналы, расположенные в центре и на периферии камеры, и активатор перемешивания мелющих тел, причем полый диск камеры выполнен уплощенной формы с расширенной периферийной частью, образующей кольцевую полость, а канал вывода дезинтеграта расположен в нижней части камеры непосредственно перед кольцевой полостью, при этом отношение объема мелющих тел в камере к объему кольцевой полости составляет 0,9-1,2 (см. например, Пат. РФ 2021348, МПК С12М 1/33, 1994 г.).Known ballistic disintegrator containing a working chamber made in the form of a hollow disk with grinding media located therein, input and output channels located in the center and on the periphery of the chamber, and an activator for mixing grinding media, the hollow disk of the camera is made of a flattened shape with extended peripheral the part forming the annular cavity, and the disintegration outlet channel is located in the lower part of the chamber immediately before the annular cavity, while the ratio of the volume of grinding media in the chamber to the volume of the annular cavity is 0.9-1.2 (see. eg, US Pat. 2,021,348 of the Russian Federation, the
Такая конструкция также сложна в изготовлении и недостаточно надежна из-за наличия движущихся приводного вала и дисков, что обусловлено известными признаками технического решения.This design is also difficult to manufacture and not sufficiently reliable due to the presence of a moving drive shaft and discs, which is due to well-known features of a technical solution.
Известен дезинтегратор, содержащий цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, с размещенным в корпусе ротором с чередующимися продольными выступами и впадинами на его боковой поверхности, образующими с внутренней поверхностью корпуса кольцевой канал, отличающийся тем, что корпус снабжен прилегающей к его внутренней поверхности упругой пластиной с продольными выступами и впадинами, а внутренняя поверхность корпуса выполнена с коническими продольными впадинами, причем впадины корпуса и пластины образуют полости, в которых размещены конические штыри, закрепленные своими основаниями на соосном с ротором кольце, размещенном в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси дезинтегратора (см. например, Пат. РФ 2086641, МПК С12М 1/33, C02F 3/00 1997 г.).Known disintegrator containing a cylindrical body with suction and discharge nozzles, with a rotor located in the housing with alternating longitudinal protrusions and depressions on its lateral surface, forming an annular channel with the inner surface of the housing, characterized in that the housing is equipped with an elastic plate adjacent to its inner surface with longitudinal protrusions and depressions, and the inner surface of the housing is made with conical longitudinal depressions, and the depressions of the housing and plates form strips and in which conical pins are mounted, fixed by their bases on a ring coaxial with the rotor, placed in the housing with the possibility of reciprocating movement along the axis of the disintegrator (see, for example, Pat. RF 2086641,
Такая конструкция также сложна в изготовлении и недостаточно надежна из-за наличия движущихся элементов, что обусловлено известными признаками технического решения.Such a design is also difficult to manufacture and not sufficiently reliable due to the presence of moving elements, which is due to the known features of the technical solution.
Известен способ дезинтеграции биологических клеток и устройство для его осуществления, состоящее из кюветы с электродами, сопряженными с устройством формирования в среде ударно-волнового акустического импульса. При этом синхронное включение с требуемой временной задержкой генератора ударно-волновых акустических импульсов и генератора импульсного электрического поля осуществляется блоком синхронизации, (см. например, Пат. РФ 2117040, МПК С12М 1/33, 1998 г.).A known method of disintegration of biological cells and a device for its implementation, consisting of a cuvette with electrodes paired with a device for generating a shock wave acoustic pulse in the medium. In this case, synchronous switching on with the required time delay of the generator of shock-wave acoustic pulses and the generator of the pulsed electric field is carried out by the synchronization unit (see, for example, Pat. RF 2117040,
Однако, такая конструкция обеспечивает недостаточную степень разрушения клеток тех видов микроводорослей, стенки которых включают жесткие компоненты, встроенные в более пластичную полимерную матрицу и способных к преодолению возникающих в результате действия ударно-волновых акустических импульсов.However, this design provides an insufficient degree of destruction of cells of those types of microalgae, the walls of which include hard components embedded in a more plastic polymer matrix and capable of overcoming the arising from the action of shock-wave acoustic pulses.
Известен электромагнитный нагреватель для отопления емкостей произвольной формы, включающий емкость, в которую помещен электромагнитный излучатель микроволнового излучения и контроллер, осуществляющий управление мощностью микроволнового излучателя и, соответственно, режимом нагрева (см. например, Пат. США 9078298, МПК 1105В 6/74, 1105В 6/66 2015 г.).A known electromagnetic heater for heating containers of arbitrary shape, including a container in which is placed an electromagnetic emitter of microwave radiation and a controller that controls the power of the microwave emitter and, accordingly, the heating mode (see, for example, US Pat. US 9078298,
Недостатком конструкции является неравномерность прогрева объема емкости из-за локального нагрева среды.The design drawback is the uneven heating of the tank volume due to local heating of the medium.
Известно устройство для уничтожения или обезвреживания микроорганизмов, содержащих нуклеиновые кислоты и/или белки, за счет использования микроволнового излучения, генерируемого излучателем. Устройство содержит несколько излучающих магнетронов, расположенных в стерилизационной камере и выполненных таким образом, чтобы обеспечить равномерный прогрев (см. например, Пат. США 5098665, МПК A61L 2/12 1992 г.).A device for the destruction or neutralization of microorganisms containing nucleic acids and / or proteins, through the use of microwave radiation generated by the emitter. The device contains several emitting magnetrons located in the sterilization chamber and made in such a way as to ensure uniform heating (see, for example, US Pat. No. 5,098,665,
Недостатком конструкции является возможность перегрева обрабатываемой среды из-за отсутствия перемешивания, что положительно при обезвреживании и уничтожении микроорганизмов, однако затрудняет использование устройства для создания щадящих режимов обработки.A design drawback is the possibility of overheating of the medium being processed due to the lack of mixing, which is positive for the neutralization and destruction of microorganisms, however, it makes it difficult to use the device to create gentle processing modes.
Известно устройство для обработки флюида микроволновым излучением, включающее цилиндрическую камеру, в которой расположены трубопровод для протекания жидкости, магнетрон с антенной, при этом трубопровод проходит через первую торцевую стенку в направлении второй торцевой стенки камеры, а камера и трубопровод являются, соосными. Трубопровод прозрачен для микроволнового излучения, а камера представляет собой микроволновой резонатор, входное отверстие для микроволнового излучения которого смещено от центра относительно длины камеры, и свободный конец антенны расположен на заданном расстоянии выступа из боковой стенки камеры. Устройство позволяет эффективно переносить энергию микроволнового излучения к обрабатываемому потоку (см. например, Пат. РФ 2531622, МПК B01J 19/12, Н05В 6/78, A32L 3/01 1992 г.)A device for treating a fluid with microwave radiation is known, including a cylindrical chamber in which a pipeline for fluid flow, a magnetron with an antenna, are located, the pipeline passing through the first end wall in the direction of the second end wall of the chamber, and the chamber and pipeline are coaxial. The pipeline is transparent to microwave radiation, and the chamber is a microwave resonator, the inlet for microwave radiation of which is offset from the center relative to the length of the chamber, and the free end of the antenna is located at a predetermined distance of the protrusion from the side wall of the chamber. The device allows you to effectively transfer the energy of microwave radiation to the processed stream (see, for example, Pat. RF 2531622, IPC B01J 19/12,
Недостатком данной конструкции является локализация СВЧ-излучения в ограниченной области камеры, что обеспечивает малое время пребывания обрабатываемой среды и, соответственно, низкую производительность устройства.The disadvantage of this design is the localization of microwave radiation in a limited area of the camera, which ensures a short residence time of the processed medium and, accordingly, low productivity of the device.
Известен дезинтегратор для разрушения клеток биомассы, содержащий корпус с входным штуцером и установленный в днище корпуса выходной штуцер, характеризующийся тем, что к корпусу через кольцевую прокладку примыкает крышка посредством болтового соединения, включающего болт, шайбу и гайку; к крышке через держатель посредством болтовых соединений примыкают модули, в полостях которых установлены магнетроны с помощью винтов, и модули, без установленных в них магнетронов, причем модули установлены последовательно на закрепленную на держателе винтом отражательную трубу, представляющую собой резонатор; соединение магнетронов с закрепленным на опоре с помощью винтов блоком питания и управления осуществляется посредством проводов, расположенных во внутреннем канале каждого модуля и сходящихся в пучок через закрепленный в резьбовом отверстии держателя и герметизированный в крышке с помощью кольцевых прокладок и прижимной втулки винтами резьбовой штуцер; при этом в отверстия отражательной трубы установлены пропеллеры, частота излучения, создаваемого магнетронами лежит в пределах от 3⋅108 до 3⋅1010 Гц, а отношение высоты к диаметру дезинтегратора лежит в пределах от 3 до 6 (см. например, Пат. РФ 169598, МПК С12М 1/33 2017 г.).A known disintegrator for destroying biomass cells, comprising a housing with an inlet fitting and an outlet fitting installed in the bottom of the housing, characterized in that a cover is adjacent to the housing through an annular gasket by means of a bolt connection including a bolt, washer and nut; to the lid through the holder by means of bolted connections adjoin the modules, in the cavities of which magnetrons are mounted with screws, and modules without magnetrons installed in them, the modules being installed in series on a reflective pipe mounted on the holder with a screw, which is a resonator; the magnetrons are connected to the power supply and control unit mounted on the support with screws by means of wires located in the internal channel of each module and converging into a bundle through the threaded fitting secured in the cover using ring gaskets and the pressure sleeve with screws and sealed in the lid; in this case, propellers are installed in the holes of the reflective tube, the frequency of radiation generated by magnetrons lies in the range from 3 × 10 8 to 3 × 10 10 Hz, and the ratio of height to diameter of the disintegrator lies in the range from 3 to 6 (see, for example, Pat. RF 169598,
Недостатком конструкции является сложность обеспечения равномерного количества энергии, получаемой биомассой из - за отсутствия возможности контроля времени пребывания биомассы в резонаторе при уменьшающейся плотности энергии СВЧ - излучения по мере удаления от внутренней стенки модуля к его центру.The design drawback is the difficulty of ensuring a uniform amount of energy received by the biomass due to the inability to control the residence time of the biomass in the resonator with a decreasing microwave energy density as it moves away from the inner wall of the module to its center.
Указанные недостатки также обусловлены конструктивными признаками известного технического решения.These shortcomings are also due to structural features of the known technical solutions.
Задачей изобретения является повышение эффективности функционирования дезинтегратора.The objective of the invention is to increase the efficiency of the disintegrator.
Решение технической задачи достигается путем обеспечения равномерной плотности энергии микроволнового излучения, получаемой обрабатываемой биомассой, за счет выполнения трубы, по которой движется обрабатываемая биомасса в резонаторе, из немагнитного материала в виде спирали, ось которой совпадает с осью симметрии резонатора, а витки равноудалены от внутренней стенки резонатора на расстояние 0,1-0,15 диаметра резонатора, причем отношение высоты емкости для биомассы к ее диаметру составляет не менее 4. Выполнение трубы в виде спирали позволяет увеличить путь, проходимый биомассой, тем самым увеличивая время ее пребывания в резонаторе (по сравнению с прямой трубой). Расположение витков спиральной трубы на расстоянии 0,1-0,15 диаметра резонатора от его внутренней стенки обеспечивает получение максимального количества энергии микроволнового излучения, плотность которого быстро падает по мере удаления от источника (магнетрона). Кроме того, принудительное перемещение биомассы по спиральной трубе обеспечивает, с одной стороны, регулирование времени пребывания (путем изменения расхода, создаваемого насосом), что позволяет создавать различные режимы обработки биомассы (в т.ч. щадящий); с другой стороны, при движении биомассы по спиральной трубе, обеспечивается гидродинамический режим, близкий к идеальному вытеснению, что исключает возможность образования застойных зон и выхода из резонатора необработанной биомассы.The solution to the technical problem is achieved by ensuring a uniform microwave energy density obtained by the processed biomass, due to the pipe along which the processed biomass moves in the cavity, from a non-magnetic material in the form of a spiral, the axis of which coincides with the symmetry axis of the resonator, and the turns are equidistant from the inner wall resonator to a distance of 0.1-0.15 of the diameter of the resonator, and the ratio of the height of the capacity for biomass to its diameter is not less than 4. The execution of the pipe in the form of a spiral provided more path traveled biomass, thereby increasing its residence time in the cavity (compared to the straight pipe). The location of the turns of the spiral pipe at a distance of 0.1-0.15 of the diameter of the resonator from its inner wall provides the maximum amount of energy of microwave radiation, the density of which decreases rapidly with distance from the source (magnetron). In addition, the forced movement of biomass along a spiral pipe provides, on the one hand, control of the residence time (by changing the flow rate generated by the pump), which allows you to create various modes of biomass processing (including gentle); on the other hand, when biomass moves along a spiral pipe, a hydrodynamic regime is ensured, which is close to ideal displacement, which eliminates the possibility of stagnation zones and the exit of untreated biomass from the cavity.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.Between the distinguishing features and the achieved technical result, there is the following causal relationship.
Технический результат достигается тем, что дезинтегратор содержит емкость для биомассы, соединенную трубами последовательно с одной стороны через трехходовой кран, насос с нижней частью корпуса для резонатора, с другой стороны через трехходовой кран с верхней частью корпуса для резонатора, в котором расположен резонатор с установленными неразъемно на его внешней поверхности магнетронами с частотой излучения от 3⋅108 до 3⋅1010 Гц, соединенными проводами через одно из вентиляционных отверстий с блоком питания и управления через крышку, примыкающую к корпусу для резонатора посредством болтового соединения, причем внутри резонатора установлена спиральная труба, выполненная из немагнитного материала, проницаемого для микроволнового излучения, с витками, равноудаленными от внутренней стенки резонатора на расстояние 0,1-0,15 его диаметра, соединенная свободными верхним и нижним концами с трубами с помощью муфт, а отношение высоты емкости для биомассы к ее диаметру составляет не менее 4, в результате чего обеспечивается равномерная плотность и максимальное количество энергии микроволнового излучения, получаемое обрабатываемой биомассой при создании различных режимов ее обработки за счет регулирования времени пребывания в резонаторе и обеспечении гидродинамического режима, близкого к идеальному вытеснению.The technical result is achieved by the fact that the disintegrator contains a biomass tank connected by pipes in series on one side through a three-way valve, a pump with the lower part of the housing for the resonator, and on the other hand through a three-way valve with the upper part of the resonator body, in which the resonator is installed on its outer surface, magnetrons with a radiation frequency of 3 × 10 8 to 3 × 10 10 Hz, connected by wires through one of the ventilation holes to the power and control unit through the cover, etc. adjacent to the housing for the resonator by means of a bolt connection, and inside the resonator there is installed a spiral pipe made of non-magnetic material permeable to microwave radiation, with coils equidistant from the inner wall of the resonator by a distance of 0.1-0.15 of its diameter, connected by free upper and the lower ends with pipes using couplings, and the ratio of the height of the biomass tank to its diameter is at least 4, resulting in a uniform density and maximum amount of energy ikrovolnovogo radiation treated biomass obtained when creating various modes of its treatment by adjusting the residence time in the cavity and ensuring hydrodynamic mode close to the ideal displacement.
Корпус для резонатора, резонатор, крышка, спиральная труба выполнены из полимерных немагнитных материалов.The housing for the resonator, the resonator, the cover, the spiral pipe are made of non-magnetic polymeric materials.
В качестве полимерного немагнитного материала корпуса для резонатора, резонатора и крышки используется полиамид шестиблочный.Six-block polyamide is used as a non-magnetic polymer material for the cavity, resonator, and cap.
В качестве полимерного немагнитного материала труб и спиральной трубы используется полипропилен.Polymeric non-magnetic material of pipes and spiral pipes is polypropylene.
Внутренняя поверхность резонатора выполнена из нержавеющей стали с полированной поверхностью и имеет отверстия в местах установки магнетронов.The inner surface of the resonator is made of stainless steel with a polished surface and has holes in the places of installation of magnetrons.
Принудительное перемещение биомассы по спиральной трубе в резонаторе обеспечивает: равномерную плотность и максимальное количество энергии микроволнового излучения, получаемое обрабатываемой биомассой; регулирование времени пребывания, что позволяет создавать различные режимы обработки биомассы (в т.ч. щадящий) для обеспечения полного разрушения клеток; гидродинамический режим, близкий к идеальному вытеснению, что исключает возможность образования застойных зон и выхода из резонатора необработанной биомассы. Кроме того, при рециркуляции биомассы по замкнутому кругу чередуются стадии нагрева и охлаждения биомассы, что обеспечивает щадящий режим ее нагрева, необходимый для минимальных изменений биохимического состава клеток и усиления действия предварительно введенных ферментов. Создание магнетронами частоты излучения в пределах от 3⋅108 до 3⋅1010 Гц обеспечивает достижение резонансной частоты в стенке клетки. Выполнение емкости для биомассы с отношением высоты к диаметру не менее 4 также способствует обеспечению режима, близкого к идеальному вытеснению.Forced movement of biomass along a spiral pipe in the resonator provides: uniform density and maximum amount of microwave energy received by the processed biomass; regulation of residence time, which allows you to create various modes of biomass processing (including gentle) to ensure complete destruction of the cells; hydrodynamic regime close to ideal displacement, which excludes the possibility of stagnation zones and the exit of untreated biomass from the cavity. In addition, during biomass recycling in a vicious circle, the stages of heating and cooling of biomass alternate, which provides a gentle mode of heating, which is necessary for minimal changes in the biochemical composition of cells and enhancing the action of previously introduced enzymes. The creation of radiation frequencies by magnetrons in the range from 3 × 10 8 to 3 × 10 10 Hz ensures the achievement of the resonant frequency in the cell wall. The implementation of the capacity for biomass with a ratio of height to diameter of at least 4 also helps to ensure a regime close to ideal displacement.
Выполнение корпуса для резонатора, резонатора, крышки, спиральной трубы из полимерных немагнитных материалов обеспечивает легкость конструкции, отсутствие нагрева микроволновым излучением и коррозии.The implementation of the housing for the resonator, resonator, cover, spiral pipe made of polymer non-magnetic materials provides ease of construction, the absence of heating by microwave radiation and corrosion.
Использование в качестве полимерного немагнитного материала корпуса для резонатора, резонатора и крышки полиамида шестиблочного обеспечивает высокую прочность и жесткость.The use of a housing for the resonator, resonator, and six-block polyamide cover as a non-magnetic polymer material provides high strength and rigidity.
Использование в качестве полимерного немагнитного материала труб дезинтегратора и спиральной трубы полипропилена обеспечивает легкость их соединения с помощью муфт методом низкотемпературной сварки, а также проницаемость спиральной трубы для микроволнового излучения.The use of disintegrator pipes and a polypropylene spiral pipe as a non-magnetic polymer material ensures the ease of their connection using couplings by low-temperature welding, as well as the permeability of the spiral pipe for microwave radiation.
Выполнение внутренней поверхности резонатора из нержавеющей стали с полированной поверхностью обеспечивает необходимый коэффициент отражения электромагнитных волн, создаваемых магнетронами, и свободу их прохождения внутрь резонатора через отверстия в местах установки.The implementation of the inner surface of the resonator made of stainless steel with a polished surface provides the necessary reflection coefficient of electromagnetic waves generated by magnetrons, and the freedom of their passage inside the resonator through holes in the installation site.
По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "новизна".According to the information available to the applicant, the set of essential features of the claimed utility model is not known from the prior art, which allows us to conclude that the claimed object meets the criterion of "novelty."
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно использована в производстве различных модификаций дезинтеграторов с получением технического результата, заключающегося в повышении эффективности функционирования, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "промышленная применимость".The set of essential features characterizing the essence of the utility model can be repeatedly used in the production of various modifications of disintegrators to obtain a technical result consisting in increasing the efficiency of operation, which allows us to conclude that the claimed object meets the criterion of "industrial applicability".
Сущность заявляемой полезной модели поясняется примером конкретного выполнения, где:The essence of the claimed utility model is illustrated by an example of a specific implementation, where:
На фиг. 1 показана принципиальная схема дезинтегратора.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a disintegrator.
На фиг. 2 показан резонатор (в разрезе).In FIG. 2 shows a resonator (sectional view).
На представленных чертежах изображены:The drawings show:
1 - емкость для биомассы;1 - capacity for biomass;
2 - труба;2 - pipe;
3 - трехходовой кран;3 - three-way valve;
4 - насос;4 - pump;
5 - корпус для резонатора;5 - housing for the resonator;
6 - трехходовой кран;6 - three-way valve;
7 - резонатор;7 - resonator;
8 - магнетрон;8 - magnetron;
9 - провод;9 - wire;
10 - вентиляционное отверстие;10 - a vent;
11 - блок питания и управления;11 - power supply and control unit;
12 - крышка;12 - a cover;
13 - болтовое соединение;13 - bolted connection;
14 - спиральная труба;14 - spiral pipe;
15 - муфта.15 - coupling.
Дезинтегратор содержит емкость для биомассы 1, соединенную трубой 2 последовательно с одной стороны через трехходовой кран 3, насос 4 с нижней частью корпуса для резонатора 5, с другой стороны - через трехходовой кран 6 с верхней частью корпуса для резонатора 5. К корпусу для резонатора 5 прилегает резонатор 7 с установленными неразъемно на его внешней поверхности магнетронами 8, соединенными проводами 9 через одно из вентиляционных отверстий 10 с блоком питания и управления 11 через крышку 12, примыкающую к корпусу для резонатора 5 посредством болтового соединения 13 (показано условно). Внутри резонатора установлена спиральная труба 14, соединенная свободными верхним и нижним концами с помощью муфт 15 с трубами 2.The disintegrator contains a tank for
Сборка устройства осуществляется в вертикальном положении следующим образом.The device is assembled in an upright position as follows.
Вначале собирается резонатор 7. В отверстия резонатора 7, расположенные на его цилиндрической поверхности устанавливаются неразъемно с помощью клея на основе полимеризующейся композиции магнетроны 8. Далее в отверстие резонатора 7, расположенное в его нижней части свободным концом устанавливается спиральная труба 14. Собранный резонатор 7 свободным концом спиральной трубы 14 в его нижней части устанавливается в отверстие днища корпуса для резонатора 5, таким образом, чтобы отверстия болтовых соединений 13, расположенные в корпусе для резонатора 5 и в резонаторе 7 совпали. При этом провода 9 (от магнетронов 8), предварительно собранные в пучок, выводятся наружу через одно из вентиляционных отверстий 10. Далее крышка 12 устанавливается отверстием, расположенным в ее центре на верхний свободный конец спиральной трубы 14, таким образом, чтобы отверстия болтовых соединений 13, расположенные в корпусе для резонатора 5, в резонаторе 7 и в крышке 12 совпали. В процессе установки крышки 12 пучок проводов 9 выводится через одно из вентиляционных отверстий 10 (совпадающим с отверстием 10 резонатора 7) крышки 12 наружу. Герметизация корпуса для резонатора 5 осуществляется путем болтовых соединений 13 (показаны условно). Пучок проводов 9, выведенный наружу, соединяется с блоком питания и управления 11, после чего блок питания и управления 11 фиксируется на наружней поверхности крышки с помощью клея на основе полимеризующейся композиции. Далее корпус для резонатора 5 нижним свободным концом спиральной трубы 14 с помощью муфты 15 соединяется с трубой 2, далее труба 2 соединяется с насосом 4, насос 4 соединяется трубой 2 с трехходовым краном 3. Трехходовой кран 3 одним концом соединяется с емкостью обработанной биомассы (условно не показана), другим концом - с помощью трубы 2 с нижней частью емкости для биомассы 1. Емкость для биомассы 1 верхним концом с помощью трубы 2 соединяется с трехходовым краном 6. Один конец трехходового крана 6 соединяется с емкостью исходной биомассы (условно не показана), другой конец с помощью трубы 2 соединяется с верхним свободным концом спиральной трубы 14 корпуса для резонатора 5 с помощью муфты 15.First, the
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
Перед началом работы осуществляется заполнение емкости для биомассы 1 исходной биомассой микроводорослей через трехходовой кран 6, соединенный с емкостью исходной биомассы (условно не показана). Трехходовой кран 3 при этом находится в положении, соединяющем емкость для биомассы 1 с насосом 4. После заполнения емкости для биомассы 1 трехходовой кран переводится в положение, соединяющее емкость для биомассы 1 и корпус для резонатора 5. Далее с помощью блока питания и управления 11 осуществляется включение насоса 4, магнетронов 8 резонатора 7 и дезинтегратор начинает перекачивать биомассу микроводорослей по трубе 2 из емкости для биомассы 1 в корпус для резонатора 5 и обратно. В резонаторе 7, представляющему собой отражательную трубу, выполненную из металла с полированной внутренней поверхностью, магнетронами 8 создается электромагнитное поле сверхвысокой частоты, обеспечивающее достижение резонансной частоты и изменение стягивающих сил в клеточной стенке, что приводит к разрушению клеточных стенок биомассы микроводорослей, находящихся в спиральной трубе 14. Быстро нагреваемая в спиральной трубе 14 (выполненной из полимерного материала, проницаемого для СВЧ - излучения) среда поступает в верхнюю часть емкости для биомассы 1, где она остывая, опускается на дно. Непрерывный отбор биомассы из нижней части емкости для биомассы 1 обеспечивает отсутствие образования застойных зон. После достижения дна, остывшая биомасса насосом 4 вновь подается в резонатор 6, где процесс нагрева и разрушения клеточных стенок повторяется. Работа дезинтегратора осуществляется по времени (до достижения необходимой степени разрушения клеток), после чего магнетроны 8 и насос 4 отключаются, осуществляется слив биомассы разрушенных клеток через трехходовой кран 3 в емкость обработанной биомассы (условно не показана).Before starting work, the capacity for
Устройство позволяет повысить эффективность функционирования дезинтегратора за счет обеспечения равномерной плотности и максимального количества энергии микроволнового излучения, получаемого обрабатываемой биомассой при создании различных режимов ее обработки за счет регулирования времени пребывания в резонаторе и обеспечении гидродинамического режима, близкого к идеальному вытеснению.The device allows to increase the efficiency of the disintegrator functioning by providing a uniform density and maximum amount of microwave radiation energy received by the processed biomass when creating various processing modes by adjusting the residence time in the resonator and providing a hydrodynamic regime close to ideal displacement.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136442U RU180045U1 (en) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | Disintegrator for the destruction of biomass cells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136442U RU180045U1 (en) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | Disintegrator for the destruction of biomass cells |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU180045U1 true RU180045U1 (en) | 2018-05-31 |
Family
ID=62561215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017136442U RU180045U1 (en) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | Disintegrator for the destruction of biomass cells |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU180045U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU196578U1 (en) * | 2020-01-13 | 2020-03-05 | Виктория Игоревна Кузьмина | Device for the disintegration of biological material |
| RU2766713C1 (en) * | 2020-10-23 | 2022-03-15 | Константин Викторович Кукоба | Pasteurization unit |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2086641C1 (en) * | 1993-11-12 | 1997-08-10 | Виктор Игнатьевич Тумченок | Disintegrator |
| RU2117040C1 (en) * | 1996-07-30 | 1998-08-10 | Юрий Владимирович Андриянов | Method of disintegrating biological cells |
| RU2164530C2 (en) * | 1999-01-25 | 2001-03-27 | Тумченок Виктор Игнатьевич | Disintegrator for chlorella and heavy and light water molecule associates |
| RU2531622C2 (en) * | 2009-10-23 | 2014-10-27 | Эдванст Майкровэйв Текнолоджиз Лтд | Device for microwave radiation processing of fluid |
| RU169598U1 (en) * | 2016-04-04 | 2017-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | DISINTEGRATOR FOR DESTRUCTION OF BIOMASS CELLS |
-
2017
- 2017-10-16 RU RU2017136442U patent/RU180045U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2086641C1 (en) * | 1993-11-12 | 1997-08-10 | Виктор Игнатьевич Тумченок | Disintegrator |
| RU2117040C1 (en) * | 1996-07-30 | 1998-08-10 | Юрий Владимирович Андриянов | Method of disintegrating biological cells |
| RU2164530C2 (en) * | 1999-01-25 | 2001-03-27 | Тумченок Виктор Игнатьевич | Disintegrator for chlorella and heavy and light water molecule associates |
| RU2531622C2 (en) * | 2009-10-23 | 2014-10-27 | Эдванст Майкровэйв Текнолоджиз Лтд | Device for microwave radiation processing of fluid |
| RU169598U1 (en) * | 2016-04-04 | 2017-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | DISINTEGRATOR FOR DESTRUCTION OF BIOMASS CELLS |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU196578U1 (en) * | 2020-01-13 | 2020-03-05 | Виктория Игоревна Кузьмина | Device for the disintegration of biological material |
| RU2766713C1 (en) * | 2020-10-23 | 2022-03-15 | Константин Викторович Кукоба | Pasteurization unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9095632B2 (en) | Methods for cleaning and tenderizing animal meat with shock waves | |
| US7160516B2 (en) | High volume ultrasonic flow cell | |
| US8651230B2 (en) | High capacity ultrasonic reactor system | |
| RU180045U1 (en) | Disintegrator for the destruction of biomass cells | |
| US10201651B2 (en) | Systems and methods for destroying cancer cells in blood | |
| RU169598U1 (en) | DISINTEGRATOR FOR DESTRUCTION OF BIOMASS CELLS | |
| EP2195122A2 (en) | High capacity ultrasonic reactor system | |
| RU2541779C2 (en) | Installation for liquids disinfection by physical factors complex impact | |
| FI127076B (en) | A cavitation arrangement for removing harmful material from the fluid | |
| EP1289648B1 (en) | Electromagnetic wave assisted chemical processing | |
| KR101320995B1 (en) | In-line ultraviolet reactor for water and wastewater treatment using ultrasonic energy | |
| CN207581614U (en) | A kind of novel sewage treating apparatus of ultrasonic separation formula | |
| RU217594U1 (en) | ULTRASONIC FLOW REACTOR | |
| RU2403085C1 (en) | Unltrasound flow reactor | |
| CN101535188A (en) | Energy-activating apparatus using ultrasonic vibration | |
| KR20180100082A (en) | Sonicator suppressing calescence in the processing fluid | |
| RU2787081C1 (en) | Vortex heat generator | |
| AU2001261444A1 (en) | Electromagnetic wave assisted chemical processing | |
| RU167702U1 (en) | Laboratory device for the intensification of technological processes | |
| RU2801503C1 (en) | Ultrasonic cavitation cell | |
| CN219271707U (en) | High biosafety level disinfection bin | |
| CN216605539U (en) | Anticorrosive ultrasonic processor | |
| RU225428U1 (en) | ULTRASONIC EXTRACTOR | |
| CN219730739U (en) | Integrated oil sludge tempering device | |
| CN110404493B (en) | Reaction device and system for high sound pressure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191017 |