Способ получения антисептированных растворов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к получению антисептированных растворов. Обрабатываемая жидкость разделяется на два потока. Первая часть потока охлаждается и насыщается озоном с помощью диспергирования при избыточном давлении. Вторая часть потока подогревается. Далее потоки смешиваются. Устройство содержит герметичный корпус, циркуляционный насос, патрубки подачи озона и выхода газа, диспергатор, охладитель и нагреватель. Нагнетательный трубопровод разделен на два трубопровода. Один соединен с камерой диспергирования озона. Другой - с конденсатором холодильной машины. Патрубки, выходящие из камеры диспергирования и конденсатора, соединены в общий трубопровод. Патрубок подачи озона соединен с диспергатором, расположенным в нижней части камеры диспергирования. Камера диспергирования снабжена редукционным клапаном. Обеспечивается получение растворов с максимальной концентрацией озона. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к холодильной технологии и технике и может быть использовано при обработке продуктов, оборудования и тары.

Известно устройство, содержащее герметичный корпус с поперечными перегородками, аэрирующее устройство в виде наклонно установленных сопел, соединенных трубопроводов с насосом для принудительной циркуляции обрабатываемой воды [SU №998379, кл. С.02F 1/78, 1981].

Данное устройство обладает недостатком ввиду невозможности создания оптимальных условий для химической реакции между жидкостью и газом и длительностью процесса обработки воды.

Известна контактная камера, содержащая герметичный корпус, патрубок для подачи воды, диспергаторы, патрубок для подачи озоно-воздушной смеси, струенаправляющие перегородки, аппарат каталитического разложения озона, патрубок для отвода воды. [Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Самойлович В.Г. Озонирование в процессах очистки воды. М.: Дели принт, 2007. (235-238)]

В контактной камере невозможно максимальное насыщение озоном обрабатываемой воды из-за ее постоянной температуры, поступающей на обработку, значительной потери озона вследствие низкой дисперсности озоно-воздушной смеси; а также длительности процесса обработки воды.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для обработки сточных вод газом, содержащее горизонтальный герметичный корпус, разделенный вертикальными поперечными, поочередно примыкающими к дну и перекрытию перегородками на секции, и поворотные аэраторы, соединенные трубопроводами с циркуляционным насосом, нагревателями, расположенными в нижней части начальных секций, и трубопроводом, снабженным холодильником. [SU 1736951, кл. С02Р 1/78, 30.05.92].

Однако устройство обладает тем недостатком, что не создает оптимальных условий для химической реакции между жидкостью и газом и обладает повышенными энергозатратами за счет установки нагревателей в корпусе.

Предложенное изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в получении растворов с максимальной концентрацией озона, позволяющих осуществлять эффективную обработку пищевых продуктов, оборудования, тары и холодильных объектов и снижение энергопотребления.

Для достижения этого технического результата способ получения антисептированых растворов, содержащих озонированную обработку воды, отличается тем, что обрабатываемая жидкость, например вода, разделяется на два потока, при этом часть потока поступает на охлаждение в камеру диспергирования, снабженную редукционным клапаном и диспергатором, и охлаждается испарителем, при этом растворимость озона в жидкости повышается с понижением ее температуры холодильной машиной (чиллером), а другая часть потока направлена на охлаждение конденсатора холодильной машины для снятия тепловой нагрузки, при этом насыщение озоном холодного потока жидкости осуществляется до концентрации 30-50 мл О₃ на 100 мл воды. Создаваемое в камере диспергирования избыточное давление за счет выхода из жидкости озона дополнительно увеличивает насыщение жидкости озоном. Насыщенный озоном раствор в дальнейшем соединяется с теплым потоком жидкости, поступающим от конденсатора холодильной машины.

Насыщение холодного потока жидкости озоном позволяет максимально увеличить концентрацию озона в ней по сравнению с теплым потоком воды, поступающей на обработку, а нагрев жидкости в конденсаторе с последующим смешением ее холодным насыщенным раствором ускоряет протекание химического взаимодействия между жидкостью и озоном, и, кроме того, снижается энергопотребление холодильной установки за счет использования рабочей жидкости для охлаждения конденсатора, а не специально установленного водоохлаждающего устройства, например градирни.

На чертеже схематически изображено устройство, позволяющее реализовать предлагаемый способ получения антисептированных растворов. Устройство содержит герметичный корпус 1, циркуляционный насос 2, патрубки для подачи озона и выхода газа, диспергатор 8, охладитель (испаритель 7), нагнетательный трубопровод 3, разделенный на два трубопровода, причем с помощью переключающейся задвижки 4 разделяются и регулируются потоки жидкости, при этом один трубопровод соединен с камерой диспергирования озона 5, а другой соединен с конденсатором 6 холодильной машины, патрубки, выходящие из камеры диспергирования 5 и конденсатора 6 холодильной машины соединены в общий трубопровод 10, а патрубок подачи озона соединен с диспергатором 8, расположенным в нижней части камеры диспергирования 5, снабженной редукционным клапаном 11.

Устройство работает следующим образом: жидкость (например, вода) поступает в корпус 1, откуда циркуляционным насосом 2 направляется в камеру диспергирования 5 и конденсатор 6 холодильной машины. С помощью переключающей задвижки 4 регулируется расход жидкости на диспергатор 5 и конденсатор 6 в зависимости от требуемой конечной концентрации раствора, поступающего на обработку объекта.

Часть потока жидкости, поступающая в камеру диспергирования 5, охлаждается испарителем 7 холодильной машины и насыщается озоном, выходящим из диспергатора 8, куда он поступает от генератора озона 9, при этом хладагент проходит через регулируемый вентиль 13 в испаритель 7, где происходит его кипение, и затем пары хладагента с помощью компрессора 12 нагнетаются в конденсатор 6 и конденсируются, откуда жидкость поступает на регулируемый вентиль 13, и холодильный цикл повторяется. Для повышения растворимости озона в жидкости с помощью редукционного клапана и поддерживается избыточное давление в камере диспергирования 5 и при образовании повышенного давления по сравнению с заданным - избыточное количество озоно-воздушной смеси, образующееся при насыщении озоном жидкости.

Другая часть потока жидкости поступает на конденсатор 6 холодильной машины, снимая с него тепловую нагрузку, и подогревается за счет конденсации паров хладагента. Затем теплый поток жидкости, выходя из конденсатора, соединяется с насыщенным озоном холодным раствором в трубопроводе 10, насыщая озоном суммарный поток. Таким образом, удается получать антисептированный насыщенный озоном раствор.

Пример 1. В герметичный корпус 1 поступает жидкость (вода) с температурой +17°С откуда циркуляционным насосом 2 по нагнетательному жидкостному трубопроводу 3 с помощью переключающей задвижки 4 направляется в камеру диспергирования 5 и конденсатор 6 холодильной машины. Поток жидкости, направленный в камеру диспергирования, с помощью испарителя 7 холодильной машины охлаждается до температуры +4°С и насыщается озоном, поступающим из генератора озона 9 в диспергатор 8 до концентрации 60 мг/л. С помощью редукционного клапана 11 в камере диспергирования поддерживается избыточное давление до 0,2 МПа. Часть жидкости, поступающей на охлаждение конденсатора 6 холодильной машины, нагревается до температуры 23°C и поступает в общий трубопровод, где смешивается с холодным насыщенным озоном раствором, и конечная концентрация раствора составляет 28 мг/л. Полученный насыщенный раствором раствор готов для антисептирования обрабатываемых объектов.

Пример 2. Осуществляется аналогично примеру 1. При следующих различных параметрах: температура охлажденной жидкости составляет +6°С; концентрация раствора озона в камере диспергирования 52 мг/л; конечная концентрация насыщенного озоном раствора после смешивания с теплой жидкостью составляет 22 мг/л.

Пример 3. Осуществляется аналогично примеру 1 при следующих параметрах: температура охлажденной жидкости составляет +10°С; концентрация раствора озона в камере диспергирования 40 мг/л; конечная концентрация насыщенного озоном раствора составляет 16 мг/л.

Пример 4. Осуществляется аналогично примеру 1 при следующих рабочих параметрах: температура охлажденной жидкости составляет +12°; концентрация раствора озоном в камере диспергирования 25 мг/л конечная концентрация насыщенного озоном раствора составляет 10 мг/л.

Пример 5. Осуществляется аналогично примеру 1 при следующих рабочих параметрах: температура охлажденной жидкости составляет +14°С; концентрация раствора озоном в камере диспергирования 14 мг/л; конечная концентрация насыщенного озоном раствора составляет 6 мг/л.

Пример 1, не рекомендуется к применению, так как при температуре жидкости +4°С осуществляется не стабильный режим эксплуатации холодильной машины и при изменении тепловой нагрузки возможно быстрое понижение температуры жидкости с последующим ее замерзанием в камере диспергирования.

Пример 5, также не рекомендуется к применению, так как при полученной конечной концентрации раствора его бактерицидное действие на спорообразующие виды патогенной микрофлоры нестабильно.

Приведенные примеры предлагаемого способа и устройства позволят повысит эффективность насыщения озоном раствора по сравнению с прототипом на 40-50% и снижают энергопотребление холодильной установки на 15-20%.

1. Способ получения антисептированных растворов путем обработки жидкости с помощью озона, отличающийся тем, что обрабатываемая жидкость разделяется на два потока, при этом первая часть потока поступает на охлаждение с последующим ее насыщением с помощью диспергирования озона при избыточном давлении, а другая часть жидкости на подогрев с последующим смешиванием холодного раствора и подогретой жидкости.

2. Устройство для получения антисептированных растворов, содержащее герметичный корпус, циркуляционный насос, патрубки для подачи озона и выхода газа, диспергатор, охладитель и нагреватель, отличающееся тем, что нагнетательный трубопровод разделен на два трубопровода, причем один трубопровод соединен с камерой диспергирования озона, а другой соединен с конденсатором холодильной машины, патрубки, выходящие из камеры диспергирования и конденсатора холодильной машины, соединены в общий трубопровод, а патрубок подачи озона соединен с диспергатором, расположенным в нижней части камеры диспергирования, при этом камера диспергирования снабжена редукционным клапаном.