SE520666C2 - Förfarande och anordning för behandling av ett pumpbart livsmedel i ett elektriskt fält - Google Patents

Description

25 30 520 666 2 behandling av livsmedel i avsikt att förlänga hållbarheten. Behandlingen utförs i en kammare.

En nackdel med en anordning enligt ovan nämnda skrift är att behandlingen av substansen görs satsvis i en kammare. En dylik anordning lämpar sig ej för industriellt bruk.

US 4 695 472 beskriver en anordning för kontinuerlig behandling med pulserande elektriska fält av flytande livsmedel, såsom juice, ägg eller mjölkprodukter. Livsmedlet behandlas med ett elektriska fält under dess transport genom en behållare omgiven av elektroder. Denna anordning fungerar väl med avseende på den mängd substans som kontinuerligt kan behandlas, såsom krävs i en industriell process.

En anordning för kontinuerlig behandling med elektriska fält enligt ovan ger dock en stor osäkerhet i fråga om hur stor fältstyrka en portion av en substans utsatts för eller under hur lång tid påverkan pågått. Eftersom ett flöde av en substans genom en behållare såsom den beskriven ovan uppvisar stora skillnader i hastighet beroende på om en portion av substansen befinner sig i mitten av flödet eller nära behållarens väggar, går det ej att förutsäga vilken fältstyrka varje portion av substans utsatts för eller under hur lång tid påverkan pågått.

Det föreligger således ett behov av en kontinuerlig behandling av substanser med elektriska fält, vilken behandling inbegriper en reproducerbarhet i fråga om den fältstyrka substansen utsatts för och under hur lång tid denna påverkan pågått.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFlNNlNGEN Ovanstående problem löses genom uppfinningen genom ett förfarande vilket innefattar stegen att den pumpbara substansen avskiljs i åtminstone en 10 15 20 25 30 520 666 avgränsad volym vilken volym förflyttas under det att den utsätts för det elektriska fältet samt ett arrangemang varvid behållaren innefattar åtminstone ett från den övriga behållaren avskilt rum i vilken den pumpbara substansen kan inrymmas och i vilket den kan utsättas för det elektriska fältet.

Genom att anordna ett förfarande där den pumpbara substansen innesluts i avgränsade volymer vilka volymer förflyttas under det att de utsätts för ett elektriskt fält löser de problem som är förknippade med satsvis behandling med elektriska fält. Genom att volymerna rör på sig under behandling blir processen möjlig att tillämpa industriellt. Även de problem som är förknippade med tidigare kända kontinuerliga behandlingar löses genom uppfinningen. Genom att substansen utsätts för det elektriska fältet i avskilda volymer fås en kontinuerlig process, utan att partiklarna i de avskilda volymerna rör sig i förhållande till varandra. Alla partiklar kommer på detta sätt att utsättas för det elektriska fältet under lika lång tid. l en kontinuerlig behandlingskammare utan avskilda volymer skulle detta inte vara fallet. Den pumpbara substansen skulle flöda turbulent och genomloppstiden för partiklar i mitten av flödet skulle understiga genomloppstiden för partiklar i utkanten av flödet.

Att veta vilken fältstyrka varje partikel i en pumpbar substans utsätts för och under hur lång tid denna påverkan pågår är viktigt ur flera aspekter. Vad avser elimineringen av mikroorganismer i livsmedel, så är det av största vikt att veta att de mikroorganismer som avses inaktiveras blir inaktiverade. Olika mikroorganismer har olika motståndskraft mot levererad fältstyrka. l det fall vissa typer av mikroorganismer önskas inaktiveras under det att bibehålles aktiva föreligger också en motsvarande önskan efter kontroll över förloppet. lnaktiveringen av mikroorganismer genom påläggandet av ett elektriskt fält sker genom att cellmembranen i mikroorganismerna förstörs. Detta skeende avgörs av styrkan i det elektriska fältet och tiden under vilket det fältet är pålagt. Dessa parametrar varierar med typen av mikroorganismer som önskas inaktiveras. 10 15 20 25 30 520 666 I en utföringsform av uppfinningen utgörs det avdelade rummet av hela eller en del av det positiva deplacementet i en pump. Pumpar som uppfyller ovanstående kriterier är lämpliga för detta ändamål. Exempel på lämpliga pumpar är lobrotorpumpar och kugghjulspumpar. Fördelen med att bygga in det avdelade rummet i en pump är att även en pumpverkan på hela den pumpbara substansen erhålles. Emellertid kan de avdelade rummen konstrueras separat från en pump som driver en kontinuerlig process inom ramen för uppfinningen. Pumpen kan till och med avvaras totalt i det fall till exempel tyngdkraften utnyttjas för transport av den pumpbara substansen och de avskilda volymerna.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är arrangemanget anordnat så att det avdelade rummet uppvisar en cylindrisk form. Med en cylindrisk form avses en form vilken begränsas av två plan vilka har samma geometri och vilka är förbundna i varje punkt av en mängd linjer ortogonala mot planen. Dessa plan kan till exempel ha kvadratisk eller cirkulär eller någon annan lämplig form.

Genom att anordna det avskilda rummet med en cylindrisk form där de plan som avgränsar cylindern utgörs av elektroder och de väggar som förbinder de två planen utgörs av isolatorer, erhålles en jämn fältstyrka över hela den volym av pumpbar substans som inryms däri. Med en dylik konstruktion fås inte den störning av det elektriska fältet som andra utformningar skulle kunna medföra.

En cylindrisk utformning av de avskilda rummen är föredraget. Emellertid finns det andra utformningar av det avdelade rummet som inryms inom ramen för uppfinningen. Den påverkan på fördelningen av fältstyrkan som erhålles med ett flertal övriga konstruktioner är måttlig. Det går också att påverka en ofördelaktig form genom att ändra de inbördes proportionerna på längd, bredd och höjd. 10 15 20 25 30 520 666 FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar schematiskt en utföringsform av uppfinningen.

Figur 2 visar ett diagram över fältstyrkan hos en anordning enligt känd teknik.

Figur 3 visar ett diagram över fältstyrkan hos en anordning enligt känd teknik.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN I figur 1 visas en schematisk bild av ett arrangemang enligt en utföringsform av uppfinningen. Arrangemanget innefattar en behållare 1 för transport av en pumpbar substans. Som en del av behållaren finns en pump 2. Pumpen kan vara till exempel en lobrotorpump eller en kugghjulspump. Pumpen 2 transporterar den pumpbara substansen 3 genom behållaren 1. Dessutom förser pumpen 2 arrangemanget med avskilda rum 4 i vilka substansen 3 kan utsättas för ett elektriskt fält. De avskilda rummen 4 är belägna i pumpens pumphus 5 och utgörs i denna utföringsform av de utrymmen i pumphuset 5 vilka transporterar den pumpbara substansen 3 genom pumpen 2. I en föredragen utföringsform är det elektriska fältet pulsat och anordnat så att en spänning enbart påläggs under den tid respektive kammare i pumpen bildar ett avskilt rum 4, med vilket avses att kammaren stängts efter kontakt med pumpens inlopp och ännu inte öppnat mot utloppet. Företrädesvis är pulsen eller pulserna så befattande att det elektriska fälten enbart är pålagt under en bråkdel av den tid som åtgår för de avskilda rummens transport mellan Enligt ett utföringsexempel appliceras inloppskanal och utloppskanal. mikrosekunder. Pulseringen kan pulserna under någon till ett tiotal åstadkommas genom att pumpen förses med släpkontakter vilka åstadkommer kontaktering för elektroderna då den i pumpen ingående rotorn befinner sig i bestämda positionsintervall. Enligt en alternativ utföringsform kan pulseringen åstadkommas genom att pumpen är försedd 10 15 20 25 30 520 666 med en lägesgivare och att spänningskällan förses med triggpunkter för applicering av spänning mellan dessa triggpunkter.

Enligt en alternativ utföringsform är källan för genererandet av det elektriska fältet 6 anordnad att kontinuerligt generera ett elektriskt fält. Enligt denna utföringsform kan, beroende på elektrodens placering, fältet vara applicerat även under den fas pumpens kammare är öppnade mot inloppskanal respektive utloppskanal, dvs innan respektive efter de avskilda rummen 4 bildats. Denna utföringsform medför att flödet utsätts partiellt för randeffekter på grund av inhomogena fält i öppningen mot inloppskanalen respektive utloppskanalen. Dessutom erhålles ett komplicerat flödesförlopp vid inströmning till det pumputrymme som bildar ett avskilt rum 4 respektive utströmning efter det att ett avskilt rum öppnats mot utloppskanalen. Trots dessa nackdelar i förhållande till den föredragna utföringsformen erhålles ett mer homogent behandlingsresultat än med konventionell kontinuerlig teknik eftersom huvuddelen av den applicerade energin päläggs under kontrollerade former när det strömmande mediet befinner sig i de avskilda rummen 4. Denna utföringsform har den fördelen att den är billigare att konstruera än ovan beskrivna utföringsformer med pulsade fält och kan nyttjas då lägre grad av homogenitet hos applicerad energimängd till det strömmande mediet avkrävs.

Kring de avskilda rummen 4 är tre par elektroder 6 anordnade. Dessa utgör källan för genererandet av det elektriska fältet . Vart och ett av elektrodparen omger var sitt avskilt rum. Elektrodparen är anordnade med den positiva elektroden på ena sidan av ett avskilt rum 4 och den negativa elektroden på den andra sidan av rummet 4 varvid varje elektrodpar sålunda omger, vid någon tidpunkt, var sitt avskilda rum. Antalet rum 4 och elektrodpar går givetvis att variera inom ramen för uppfinningen. Elektrodparen genererar ett elektriskt fält i de avskilda rummen 4. 10 15 20 25 30 520 666 7 De avskilda rummen 4 roteras och translateras i pumphuset 5 så att den pumpbara substansen 3 vilken inryms i de avskilda rummen 4 förflyttas i den riktning i vilken den övriga pumpbara substansen 3 inrymd i den övriga delen av behållaren 1 förflyttas. Detta sker dock utan att de avskilda volymerna av substansen rör sig i förhållande till de rum 4 de är inrymda i. På detta sätt fås en kontinuerlig process utan att partiklarna i de avskilda volymerna som skall behandlas i de avskilda rummen rör sig i förhållande till varandra. Alla partiklar kommer på detta sätt att utsättas för det elektriska fältet under lika lång tid. l en kontinuerlig behandlingskammare utan avskilda rum skulle detta inte vara fallet. Den pumpbara substansen skulle flöda turbulent och mitten av flödet skulle understiga genomloppstiden för partiklar i genomloppstiden för partiklar i utkanten av flödet.

Genom att rummen 4 är avskilda, in- och utlopp saknas under den tid under vilken behandlingen i det elektriska fältet sker, undviks de störda elektriska fält som in- och utlopp skulle generera. Figur 2 visar ett exempel på hur det elektriska fältet ser ut runt ett utlopp i en kontinuerlig behandlingskammare enligt teknikens ståndpunkt. Elektroderna är belägna uppe och nere i figuren.

Utloppets väggar utgör isolatorer. I figur 2 ses hur det elektriska fältet förvrängs vid området omkring utloppet. Det blir svårt att förutsäga vilken fältstyrka varje partikel i den pumpbara substansens har utsatts för. Denna effekt undvikes således genom uppfinningen.

De avskilda rummen 4 enligt utföringsformen, har formen av cylindrar. De bägge elektroderna 6 i varje elektrodpar utgör basytorna i cylindern. l denna utföringsform uppvisar arrangemanget tre elektrodpar. Det är givetvis möjligt att inom ramen för uppfinningen ha andra antal elektrodpar, såsom till exempel två. Genom denna konstruktion erhålles en jämn fältstyrka över hela rummen 4. Detta kan ställas i kontrast till en kontinuerlig process enligt till exempel vad som visas i figur 4 i den tidigare onämnda US 4 695 472.

Denna anordning har flera elektroder anordnade längs en kontinuerlig behållare. Elektroderna är i färdled åtskilda åt av utskjutande isolatorer. 10 520 666 Denna konstruktion ger upphov till ett stört elfält. Detta illustreras i figur 3 i föreliggande ansökan. Elektroderna är belägna i övre respektive nedre del av figuren. Två elektrodpar visas här. De bägge elektrodparen skiljs åt av två utskjutande isolatorer.

Det som beskrivits ovan är en anordning innefattande elektroder vilka är stationära i förhållande till de rum i vilken substansen befinner sig. Det är också möjligt inom ramen för uppfinningen att använda sig av rörliga elektroder.

De visade utföringsformerna av uppfinningen utgör endast exempel pà hur uppfinningen kan utövas och uppfinningen begränsas inte av dessa.

Claims (8)

10 15 20 25 30 520 666 9 PATE NTKRAV

1. Förfarande för kontinuerlig behandling av pumpbar substans (3) med ett elektriskt fält vilket förfarande innefattar följande steg: att substansen förs in i det elektriska fältet, att substansen utsätts för det elektriska fältet, att substansen förs ut ur det elektriska fältet, k ä n n e t e c k n at a v att den pumpbara substansen avskiljs i åtminstone en avskild volym vilken förflyttas under det att den utsätts för det elektriska fältet.

2. Förfarande enligt krav 1 k ä n n e t e c k n at a v att den pumpbara substansen förflyttas av en pump ( 2) och att den avskilda volym inryms i ett rum (4) vilket utgörs av hela eller en del av pumpens deplacement.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2 k ä n n e t e o k n at a v att det avskilda volymen uppvisar en cylindrisk form.

4. Förfarande enligt något av ovanstående krav k ä n n e t e c k n a t a v att det elektriska fältet utgörs av ett pulsat elektriskt fält.

5. Arrangemang för behandling av pumpbar substans (3) med ett elektriskt fält vilket innefattar en behållare (1) i vilken den pumpbara substansen (3) kan inrymmas, en källa för genererandet av det elektriska fältet (6) k ä n n e t e c k n a t a v att behållaren (1) innefattar åtminstone ett fràn den övriga behållaren avskilda rum (4) i vilken den pumpbara substansen (3) kan inrymmas och i vilket den kan utsättas för det elektriska fältet.

6. Arrangemang enligt krav 5 k ä n n e t e c k n a t a v att det innefattar en pump (2) och att det avskilda rummet (4) utgörs av en pumphuskammare. 520 666 10

7. Arrangemang enligt krav 5 eller 6 k ä n n e t e c k n at a v att det avskilda rummet (4) uppvisar en cylindrisk form.

8. Arrangemang enligt krav något av kraven 5-7 k ä n n e t e c k n at a v att källan för genererandet av det elektriska fältet (6) är anordnad att generera ett pulserande elektriskt fält.