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一种超声灭酶装置及灭酶杀菌系统.pdf

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一种 超声 装置 杀菌 系统
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摘要
申请专利号:

CN201420465698.X

申请日:

20140818

公开号:

CN204070425U

公开日:

20150107

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:
IPC分类号: A23L3/30 主分类号: A23L3/30
申请人: 苏州国福环保科技有限公司
发明人: 孙福宽
地址: 215211 江苏省苏州市吴中区越溪街道北官渡路38号5幢北楼东二层
优先权: CN201420465698U
专利代理机构: 苏州创元专利商标事务所有限公司 代理人: 孙仿卫;段晓玲
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法律状态
申请(专利)号:

CN201420465698.X

授权太阳城集团号:

法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

本实用新型公开了一种超声灭酶装置及灭酶杀菌系统。其中超声灭酶装置包括:一个超声灭酶器或至少两个依次串联连接的超声灭酶器;每个所述超声灭酶器包括一超声波发生器、至少一个超声波换能器以及一与液体的第一进口和第一出口相连通的第一谐振腔;其中,所有所述超声波换能器用于与所述超声波发生器电连接并设置于所述第一谐振腔上,用于将所述超声波发生器的电能转化为机械能,产生振动,以对所述第一谐振腔内的液体进行灭酶。基于此装置,可以以较低的成本实现灭酶,并且降低了灭酶的温度,从而减少了果蔬类饮品营养物质的流失,避免了果蔬类饮品出现苦酸味。

权利要求书

1.一种超声灭酶装置,其特征在于,所述超声灭酶装置包括:一个超声灭酶器或至少两个依次串联连接的超声灭酶器; 每个所述超声灭酶器包括一超声波发生器、至少一个超声波换能器以及一与液体的第一进口和第一出口相连通的第一谐振腔;其中,所有所述超声波换能器用于与所述超声波发生器电连接并设置于所述第一谐振腔上,用于将所述超声波发生器的电能转化为机械能,产生振动,以对所述第一谐振腔内的液体进行灭酶。 2.如权利要求1所述的超声灭酶装置,其特征在于,所述超声波换能器的个数为偶数,所述超声波换能器沿所述第一谐振腔的长度方向对称设置在所述第一谐振腔上。 3.如权利要求2所述的超声灭酶装置,其特征在于,所述第一谐振腔为方筒状谐振腔,所述超声波换能器沿所述第一谐振腔的长度方向均匀对称设置在所述方筒状谐振腔的两个相对的侧面上,所述第一谐振腔的长度为N*100mm,两个所述相对的侧面之间的距离为100mm,所述N为一个所述侧面上的所述超声波换能器的个数。 4.如权利要求1所述的超声灭酶装置,其特征在于,所述第一谐振腔具有相对的两侧内壁,两侧的所述内壁上设有沿所述第一谐振腔的长度方向交错设置的隔板,且所述隔板与所述第一谐振腔构成所述液体的流通通道。 5.如权利要求1所述的超声灭酶装置,其特征在于,所述超声波发生器发出的超声波为28KHZ的连续超声波。 6.一种灭酶杀菌系统,其特征在于,所述系统包括如权利要求1-5中的任一项所述的超声灭酶装置、杀菌装置以及连通所述超声灭酶装置和所述杀菌装置的管道;所述超声灭酶装置用于利用超声波对所述液体进行灭酶,所述杀菌装置用于对所述液体进行杀菌。 7.如权利要求6所述的灭酶杀菌系统,其特征在于,所述杀菌装置包括一个紫外杀菌器或至少两个依次串联连接的微波杀菌器; 每个所述紫外杀菌器包括一微波电源、一与所述微波电源电连接的微波 发生器以及一与所述微波发生器相连的紫外杀菌反应器,所述紫外杀菌反应器用于根据所述微波发生器的微波产生紫外线以对所述液体进行杀菌。 8.如权利要求7所述的灭酶杀菌系统,其特征在于,所述紫外杀菌反应器包括筒体、同轴套设于所述筒体内的石英管、同轴套设在所述石英管内的第二谐振腔以及设于所述第二谐振腔内的至少一个紫外线灯管;所述筒体和所述石英管之间的间隙构成所述液体流通的通道,所述通道与所述液体的第二进口和第二出口相连通;所述微波发生器的微波出口与所述第二谐振腔相连通。 

说明书

技术领域

太阳城集团本实用新型属于灭酶技术领域,尤其涉及一种利用超声波灭酶的装置、及灭酶杀菌系统。 

背景技术

为使液态饮品在一定太阳城集团内保持新鲜口感和原来的外观,需要对液态饮品进行灭酶(酶失活)杀菌。以橙汁为例,其中包含有各种细菌,需要对其杀菌,同时橙汁中还含有果胶酶,在橙汁从橙子中分离出来后,果胶酶开始起作用,用以分解橙汁中的果胶,使得橙汁无法保持最初的果粒均匀分布在水中的状态,而是产生明显的自然分层,其中果粒大部分位于水的下层。这不仅影响橙汁的外观,而且对橙汁的口感也有一定的影响。 

现有技术中,为解决灭酶杀菌的问题通常采用巴氏杀菌法,但巴氏杀菌法实现灭酶杀菌时所需温度较高,以果胶酶为例,通常需要达到95°以上才可以。但对于橙汁类的果蔬饮品来说,当温度达到60°左右时,就会出现明显的苦酸味,而且会损失一部分的营养成分。而且现有的巴氏杀菌方法成本较高,根据设备的不同,每吨液态饮品的成本大概在100-300元。 

太阳城集团随着技术的发展,出现了高压灭酶杀菌和高压电厂灭酶杀菌的技术,但这两种技术的成本更高,而且基于高压强和高电压,其危险性也很高,不便工业化。 

发明内容

太阳城集团有鉴于此,本实用新型的目的在于,提供一种超声灭酶装置及灭酶杀菌系统,以降低现有方法中灭酶时温度过高或成本过高的问题。 

为实现上述目的,本实用新型第一方面提供了一种超声灭酶装置,包括: 

太阳城集团一个超声灭酶器或至少两个依次串联连接的超声灭酶器; 

每个超声灭酶器包括一超声波发生器、至少一个超声波换能器以及一与 液体的第一进口和第一出口相连通的第一谐振腔;其中,所有超声波换能器用于与超声波发生器电连接并设置于第一谐振腔上,用于将超声波发生器的电能转化为机械能,产生振动,以对第一谐振腔内的液体进行灭酶。 

优选的,超声波换能器的个数为偶数,超声波换能器沿第一谐振腔的长度方向对称设置在第一谐振腔上。 

太阳城集团优选的,所述第一谐振腔为方筒状谐振腔,所述超声波换能器沿所述第一谐振腔的长度方向均匀对称设置在所述第一谐振腔的两个相对的侧面上,所述第一谐振腔的长度为N*100mm,两个所述相对的侧面之间的距离为100mm,所述N为一个所述侧面上的所述超声波换能器的个数。 

优选的,第一谐振腔具有相对的两侧内壁,两侧的内壁上设有沿第一谐振腔的长度方向交错设置的隔板,且所述隔板与所述第一谐振腔构成所述液体的流通通道。 

优选的,超声波发生器发出的超声波为28KHZ的连续超声波。 

本实用新型另一方面还提供了一种灭酶杀菌系统,包括上述的超声灭酶装置、杀菌装置以及连通超声灭酶装置和杀菌装置的管道;超声灭酶装置用于利用超声波对液体进行灭酶,杀菌装置用于对液体进行杀菌。 

优选的,杀菌装置包括一个紫外杀菌器或至少两个依次串联连接的微波杀菌器; 

太阳城集团每个紫外杀菌器包括一微波电源、一与微波电源电连接的微波发生器以及一与微波发生器相连的紫外杀菌反应器,紫外杀菌反应器用于根据微波发生器的微波产生紫外线以对液体进行杀菌。 

优选的,紫外杀菌反应器包括筒体、同轴套设于筒体内的石英管、同轴套设在石英管内的第二谐振腔以及设于第二谐振腔内的至少一个紫外线灯管;筒体和石英管之间的间隙构成液体流通的通道,通道与液体的第二进口和第二出口相连通;微波发生器的微波出口与第二谐振腔相连通。 

有益效果: 

本实用新型通过超声波对果蔬类液态饮品进行灭酶,灭酶效果高,而且 灭酶完成后的温度一般在40°左右,不会使果蔬类饮品出现苦酸味,减少了营养物质的流失,同时所述灭酶设备简单,成本低,易于工业化。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本实用新型的超声波酶失活反应器组正视图; 

图2为图1的仰视图; 

图3为图2的A-A方向剖视图; 

图4为图2的B-B方向剖视图; 

太阳城集团图5为本实用新型灭酶杀菌系统结构图; 

太阳城集团图6为图5中的微波发生器与紫外杀菌反应器结构图; 

太阳城集团图7为图6中的局部放大图; 

图8为微波发生器结构图。 

具体实施方式

太阳城集团为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。 

太阳城集团本实用新型的创新点在于利用超声波进行灭酶。其具体应用了超声波的所产生的空化效应。空化效应是液体中常见的一种物理现象。在液体中由于涡流或超声波等物理作用,致使液体的某些地方形成局部的负压区,从而引起液体或液体一固体界面的断裂,形成微小的空泡或气泡。液体中产生的这些空泡或气泡处于非稳定状态,有初生、发育、随后迅速闭合的过程,当它 们迅速闭合破灭时,会产生一种微激波,使局部区域有很大的压强。这种空泡或气泡在液体中形成和随后迅速闭合的现象,称为空化现象。超声空化是强超声在液体中传播时,引起的一种特有的物理现象,也是引起液体中空腔的产生、长大、压缩、闭合、反跳快速重复性运动的特有的物理过程。在空泡崩溃闭合时产生局部高压、高温,由于声场中的频率、声强和液体的表面张力、粘度以及周围环境的温度和压力等影响,液体中的微小气核在声场的作用下响应可能是缓和的,也可能是强烈的。故人们将声空化分为稳态和瞬态两种空化类型。 

太阳城集团其中,瞬态空化一般指在大于1W/cm2的声强时所产生的空化气泡,振动只在一个声周期内完成。这种在声场中振动的气泡,当声强足够高、声压为负半周时,液体受到大的拉力,气泡核迅速胀大,可达到原来尺寸的数倍;继而在声压正半周时,气泡受到压缩因突然崩溃而裂解成许多小气泡,以构成新的空化核。在气泡迅速收缩时,泡内的气体或蒸气被压缩,而在空化泡崩溃的极短太阳城集团,泡内产生约5000K的高温,类似太阳表面的温度;局部产生约500大气压的高压,相当于深海底的压力;温度变化率高达109K/s;并伴随产生强烈的冲击波和时速达400km的射流、发光现象,也可听到小的爆裂声。可见空化所提供的能量,使局部产生高压、高温、高梯度流动。本实用新型正是利用了超声空化现象产生气泡的非线性振动以及它们破灭时产生的爆破压力。 

如图1-5示出了本实用新型实施例1提供的一种超声灭酶装置1,该超声灭酶装置1具体包括: 

太阳城集团一个超声灭酶器11或至少两个依次串联连接的超声灭酶器11。 

太阳城集团其中,每个超声灭酶器11包括一超声波发生器111、至少一个超声波换能器112以及一与液体的第一进口1131和第一出口1132相连通的第一谐振腔113。其中,所有超声波换能器112用于与超声波发生器111电连接并设置于第一谐振腔113上,用于将超声波发生器111的电能转化为机械能,产生振动,以对第一谐振腔113内的液体进行灭酶。 

太阳城集团本实用新型中的液体主要为果蔬类饮品,如橙汁、西瓜汁等。 

在具体操作时,开启超声波发生器111和超声波换能器112,并通过泵12将待灭酶的原料输送至第一谐振腔113的进口1131,之后,通过超声波换能器112将超声波发生器111的电能转化为机械能,产生振动,对第一谐振腔113内的原料进行灭酶,并通过出口1132将处理完的液体输出。 

太阳城集团为更好的实现灭酶,本实用新型中可以将多个超声灭酶器11依次串联进行灭酶。其中前一超声灭酶器11的出口与下一超声灭酶器的进口相连。 

本实用新型中,我们可将一个超声灭酶器11对应的超声波换能器112和第一谐振腔113组成的结构成为超声酶失活反应器组。图1-4示出了其具体结构:第一谐振腔113为方筒状结构,其具有四个侧面和两端端面。其中超声波换能器112沿第一谐振腔113的长度方向均匀分布在其侧面上,其另两个相对的侧面上设置有第一进口1131和第一出口1132,为延长灭酶太阳城集团,上述进口1131和出口1132通常设置在第一谐振腔113沿长度方向的两端,如图1、图4中的1131和1132。当然,其进口或出口也可以设于第一谐振腔113的两个端面上,如图4中的1133。 

在本实用新型的优选实施例中,每一超声灭酶器11对应的超声波换能器112的个数为偶数个,超声波换能器112对称设置在第一谐振腔113的相对侧面上。如图2所示,多个超声波换能器1121沿长度方向均匀设置在第一谐振腔113的一个侧面上,与1121数量相同的超声波换能器1122沿长度方向均匀设置在第一谐振腔113的相对侧面上。两个侧面上对称设置的两个超声波换能器112,其产生的超声波的相位一致,在相遇时能够产生共振,其能量大大增加,可以提高灭酶的效率,降低灭酶的成本。 

太阳城集团本实用新型中采用的超声波是28KHZ的连续超声波。需要说明的是,超声波具有一定的穿透能力,液体太厚则不能完全穿透液体,从而使得部分液体得不到很好的灭酶效果。据此,如图2所示,本实用新型中,每一超声波换能器沿第一谐振腔113的长度方向对应100mm,且每一对对称设置的超声波换能器之间的距离为100mm。即第一谐振腔113的长度为N*100,两个相对侧 面之间的距离为100mm,N为一个侧面上超声波换能器的个数。 

太阳城集团在本实用新型的一个具体实施例中,对应1吨的液体,可以设置10组超声灭酶器11,其中每组超声灭酶器11包括20个沿第一谐振腔113的长度方向均匀分布的超声波换能器112,超声波换能器112对称设置在第一谐振腔113的两个相对的面上。其中第一谐振腔113的长度为1m,宽和高均为100mm。 

液体在第一谐振腔113中流动时,常会形成只有上层流动,下层流动缓慢或基本静止的状态。这样会影响灭酶处理的效率。为此,本实用新型在第一谐振腔113的两相对侧的内壁设有沿第一谐振腔113的长度方向交错设置的隔板141和142。隔板的一端与一侧内壁相连,另一端与另一侧的内壁具有间隙。如图3中所示,隔板141的一端与下侧的内壁相连,另一端与上侧的内壁具有间隙,隔板142的一端与上侧的内壁相连,另一端与下侧的内壁具有间隙。隔板141、142以及第一谐振腔113构成了液体流通的通道。这样的设置避免了只有上层液体流动,下层液体静止的情况。 

经过上述超声灭酶装置处理后的液体的温度一般在40°以下,避免了对果蔬饮品营养物质的破坏,也避免了果蔬饮品出现苦酸味。 

太阳城集团在实际的果蔬饮品处理中,不仅需要进行灭酶,还需要进行杀菌。为此,本实用新型实施例2还提供了一种灭酶杀菌系统。如图5所示,该系统上述实施例1中的超声灭酶装置1、杀菌装置2以及连通超声灭酶装置和杀菌装置的管道3。其中,超声灭酶装置1用于利用超声波对液体进行灭酶,杀菌装置2用于对液体进行杀菌。该杀菌装置2具体的可以是一个紫外杀菌器21或至少两个依次串联连接的微波杀菌器21,用于通过紫外线对液体进行杀菌。 

如图5所示,每个紫外杀菌器21包括一微波电源211、一与微波电源211电连接的微波发生器212以及一与微波发生器212相连的紫外杀菌反应器213,紫外杀菌反应器213用于根据微波发生器212的微波产生紫外线以对液体进行杀菌。 

如图6-7所示,紫外杀菌反应器213包括筒体2131、同轴套设于筒体2131内的石英管2132、同轴套设在石英管2132内的第二谐振腔2134、设于第二 谐振腔2134内的灯管保持架2137以及设于灯管保持架2137上的至少一个紫外线灯管2135;筒体2131和石英管2132之间的间隙构成液体流通的通道2133,通道2133与液体的第二进口2141和第二出口2142相连通;微波发生器212的微波出口与第二谐振腔2134相连通。微波发生器212包括一磁控管2122。其中,紫外线灯管2135内填充有可以产生紫外线的气体,如汞等。 

太阳城集团在具体工作时,开启微波电源211,磁控管2122内产生微波,产生的微波通过波导2136及微波出口传输至第二谐振腔2134内进行流动,激励紫外线灯管2135内的气体产生紫外线。第二谐振腔2134起着允许紫外线射出,防止微波泄漏的作用。因而紫外线可以射入通道2133内,与其中流动的液体充分接触,进行杀菌。 

太阳城集团本实用新型的优选实施例中,微波发生器212还包括冷却风机2121以及导风罩2123。紫外杀菌反应器213还包括用于安装筒体等结构的基座2140以及用给紫外线灯管2135等降温的冷却风机2139。 

太阳城集团在实施例2中,当包含多个紫外杀菌器21时,其依次串联实现杀菌。其中,上一紫外杀菌器21的出口连接下一紫外杀菌器21的进口。 

在实际的灭酶杀菌中,既可以先进行灭酶,然后进行杀菌,也可以先杀菌,在灭酶。可以根据具体需要设置液体是由超声灭酶装置1流向杀菌装置2还是由杀菌装置2流向超声灭酶装置1。图5中的箭头方向为液体流动方向,其示出了液体由超声灭酶装置1流向杀菌装置2的情形。 

本实用新型实施例3还提供了一种灭酶杀菌方法,包括: 

利用超声波对液体进行灭酶,利用杀菌装置用于对液体进行杀菌。具体饿,可以利用微波产生的紫外线对液体进行杀菌。 

需要说明的是,实施例3的方法可具体通过实施例2中的装置实现。具体内容可参见实施例2的论述。 

太阳城集团以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。 

太阳城集团本文
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