Устройство для аэроионной обработки жидкой среды с микроорганизмами

 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРОИОННОЙ ОБРАБОТКИ

ЖИДКОЙ СРЕДЫ С МИКРООРГАНИЗИАИИ

Изобретение относится к устройствам для аэроионной обработки микроорганизмов, находящихся в жидкой среде, и может быть использовано в йищевой и микробиологической промышленности для активации, стабилизации и стерилизации различных биологических объектов.

Известно устройство для аэроионной обработки жидкой среды с микроорганизмами, включающее рабочую камеру с коронирующим и некоронирующим электродами, размещенными друг над другом, и штуцер для подачи сжатого воздуха. При этом некоронирующий электрод в центре имеет отверстие, через которое аэроионы отводятся к объекту (3).

К недостаткам данного устройства относятся большой расход электрической энергии источником сжатого воздуха и уменьшение концентрации аэроионов в процессе транспортировки их к обрабатываемому объекту.

2.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для аэроионной обработки жидкой среды с микроорга,низмами, включающее рабочую камеру с размещенными внутри нее друг над

5 другом коронирующим и некоронирующим электродами. Некоронирующий электрод представляет собой металлическую пластину прямоугольной формы, на которую устанавливают диэлектрическую кювету с обрабатываемой жидкой средой, а коронирующий электрод - металли-, ческую пластину с равномерно разме. щенными в ней иглами, направленными в сторону некоронирующего электро15 (g)

Однако это устройство не позволяет производить аэроионной обработки жидкой среды с микроорганизмами в по20 токе, что затрудняет использование его в промышленности. Повышение же его производительности за счет увеличения электродов нежелательно, так как для их питания требуются источни3 98886 ки большой мощности. К недостаткам устройства относится также недостаточно эффективное использование аэроионов из-за наличия открытой поверхности некоронирующего электрода, на котором происходит нейтрализация некоторой части аэроионов. В результате расход электрической энергии повышен.

Этому же способствует и диэлектрическая кювета, установленная на неко- в. ронирующем электроде, так как îíà препятствует не только интенсивному осаждению аэроионов на наружной поверхности обрабатываемой жидкой среды, но также и развитию короны. 1S

Цель изобретения — обеспечение непрерывности процесса и снижение затрат электрической энергии.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для аэроионной об- 2о работки жидкой среды с микроорганизмами, включающем рабочую камеру с размещенными внутри нее друг над другом коронирующим и некоронирующим электродами, некоронирующий электрод выполнен в виде диска, установленного с возможностью вращения, при этом устройство снабжено размещенной центрально в рабочей камере питающей трубкой, выпускное отверстие которой 30 расположено над диском.

На чертеже схематично изображено устройство, продольный разрез.

Устройство содержит рабочую камеру 1, выполненную из нержавеющей ста- З5 ли в виде цилиндро-конической емкости 2 с днищем 3 и сьемной крышкой 4.

Внутри рабочей камеры размещены друг над другом коронирующий 5 и некоронирующий 6 электроды. При этом коронирующий электрод 5 укреплен к крышке 4 посредством изоляторов 7, а некоронирующий электрод 6 выполнен s виде диска и укреплен к выступающему в средню часть рабочей камеры 1 кон- цу вертикального вала 8, Коронирующий электрод 5 состоит из металлических игл 9, равномерно размещенных на кольцевой пластине 10 по концентрическим окружностям или по периметрам правильных шестиугольников. При этом все нерабочие участки коронирующего электрода, c целью исключения утечки тока, изолированы кожухом ll, выполненным из диэлектрического мате- И риала.

Устройство снабжено размещенной центрально в рабочей камере 1 питающей трубкой 12, выпускное отверстие которой расположено над диском - некоронирующим электродом 6, Для предотвращения электрического пробоя в зазоре между коронирующим электродом

5 и питающей трубкой 12 кожух 11 имеет в центре бобышку 13, выступающую в сторону некоронирующего электрода 6. Регулирование положения питающей трубки 12 по вертикали осуществляется при помощи втулки 14 и стопорного винта 1 .

Корпус рабочей камеры 1 и подшипниковая опора 16 вертикального приводного вала 8 смонтированы на опорной плите 17, снабженной четырьмя ножками 18 для крепления к полу. Под рабочей камерой 1 на кронштейне 19, прикрепленной к ножкам 18, установлен электродвигатель.20 с регулируемой частотой вращения, который через клиноременную передачу 21 осуществляет привод некоронирующего электрода

6. Для предотвращения попадания жидкой среды вовнутрь подшипниковой опоры 16 последняя заключена в цилиндрический кожух 22. Высокий электрический потенциал подведен к коронирующему электроду 5 от высоковольтного источника постоянного тока (не изображен) через проходной изолятор

23, .вмонтированный в крышке 4. Корпус рабочей камеры .1 и некоронирующий электрод 6, подключенный к другому полюсу высоковольтного источника, заземлены. Для выпуска обработанной жидкой среды днище 3 рабочей камеры 1 снабжено патрубком 24.

Устройство работает следующим образом.

Вначале при помощи втулки 14 и стопорного винта 15 устанавливают необходимый зазор между выпускным отверстием питающей трубки 12 и плоскостью некоронирующего электрода 6.

Далее питающую трубку 12 соединяют посредством короткого гибкого шланга с трубопроводом, подводящим жидкую среду с микроорганизмами. Затем включают привод некоронирующего электрода 6. После установления рабочей частоты вращения некоронирующего электрода 6 включают подачу жидкой среды с микроорганизмами. При этом жидкая среда с микроорганизмами, поступая по питающей трубке 12 в центральную часть некоронирующего электрода

988864 формула изобретения

6, растекается no его поверхности в виде тонкой пленки, Обрабатываемая жидкая среда обычно является хорошим проводником электрического тока, так как в ней содержится в качестве питательных веществ микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности множество различных диссоциированных химических соединений. Поэтому при подаче высокого напряжения на коронирующий электрод 5, между ним и пленкой жидкости, находящейся под нулевым потенциалом, создается неоднородное электрическое поле. В результате на остриях игл 9 коронирующего электрода 5 возникает коронный разряд, сопровождающийся образованием как отрицательных, так и положительных аэроионов. Под действием сил поля отрицательные аэроионы движутся к положительно заряженному электроду, а положительно заряженные аэроионы - к отрицательному электроду. Так, при отрицательной полярности коронирующего электрода положительные аэроионы быстро его достигают.

Во внешней области коронного разряда присутствуют только отрицательные аэроионы, которые создают в межэлектродном пространстве униполярный объем30 ный заряд. В случае положительной полярности коронирующего электрода 5

I во внешней области короны присутствуют только положительные аэроионы, Таким образом, исходная жидкая среда с микроорганизмами, растекаясь под действием центробежных сил по поверхности некоронирующего электрода 6, подвергается воздействию униполярного заряда аэроионов и электрическо- gp го поля. Обработанная жидкая среда, далее попадая в днище 3 рабочей камеры 1, непрерывно отводится через патрубок 24. При необходимости жидкая среда может быть несколько раз 4 пропущена через зону аэроионной обработки. Поток аэроионов, падающих на поверхность пленки жидкой среды с микроорганизмами, а также напряженность электрического поля регулирует- ся изменением величины разрядного напряжения.

Предлагаемое устройство по сравнению с базовым объектом — устройством для аэроионной обработки жидкой среды с микроорганизмами (прототипом) обеспечивает непрерывный, установившийся во зремени рабочий процесс, что создает увеличение производительности из" за отсутствия перерывов в выпуске конечных продуктов.

Так, например, при одновременной обработке 100 мл жидкой среды за время

Тц = Тв + Т„ = 2,5 мин производительность базового. устройства со" ставляет 40 мл/мин, где Тц - время технологического цикла обработки;

Т - время обработки жидкой среды, То = 0,5 мин; Т - время,вспомогательных операций, Т„. = 2,0 мин.

В предлагаемом же устройстве время Т = О, поэтому его производительность для тех же условий составляет

200 мл/мин, что в 5 раз больше, чем в базовом.

Устройство создает устойчивость режимов проведения и соответственно большую стабильность качества обработанной жидкой среды; более легкое автоматическое регулирование параметров технологического процесса. Отпадает потребность в кюветах или чашках

Непосредственный электрический контакт некоронирующего электрода с пленкой жидкой среды позволяет снизить затраты электрической энергии, так как электрическое поле создается между пленкой жидкости и коронирующим электродом. С другой стороны из-за незначительной толщины пленки жидкой среды удается сократить межэлектродный промежуток до минимального расстояния (например до 20-25 мм), что дает возможность без изменения значения тока короны значительно снизить величину напряжения, приложенного к электродам. Так, экспериментально установлено, что при высоте иглы

12 мм, силе тока короны 12 мкА и уменьшении разрядного расстояния с

30 до 20 мм напряжение снижается с

18 до 13 кВ (данные сняты для системы электродов игла-плоскость). Все это позволяет не только снизить затраты электрической энергии, но также использовать маломощные источники напряжения для питания электродов.

Устройство для аэроионной обработки жидкой среды с микроорганизмами, включающее рабочую камеру с размещенными внутри нее друг над другом коронирующим и некоронирующим элект12

Составитель Г. Лошкарева

Редактор Е. Лазуренко Техред К.Мыцьо Корректор С. Шекмар

Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10992/34

Филиал ППП "Патент", .г. Ужгород, ул, Проектная, 4

7 988864 8 родами, о. т л и ч а ю щ е е с я тем, Назаров В. Н. и Балан Е. Л. Исследовачто, с целью обеспечения непрерывнос- ни устройства для электронно-ионйой ти. процесса и снижения затрат электро- обработки маточных хлебопекарных дрожэнергии, некоронирующий электрод вы- жей. - "Электронная обработка матеполнен в виде диска, установленного 3 риалов", 1980, У 1, с. 79-82, с возможностью вращения, при этом . 2. Глущенко Н.А., Лозенко M.Ô. устройство, снабжено размещенной цент- и Дубровина Е.В. Влияние электричесрально в. рабочей камере питающей труб- кого поля коронного разряда на аккой,-выпускное отверстие которой рас- тивность размножения дрожжей и содер. положено над диском. в. жания в них нуклеиновых кислот.

Источники информации, нХлебопекарная и кондитерская промыш принятые во внимание при экспертизе ленность". М., 1977, У 12, с 25-27

1. Остапенков А.М., Меринов Н.С., (прототип)