短波紫外线净化和脱毒设备的制作方法

本发明涉及用于发射富含紫外线辐射的闪光的装置，用于净化或脱毒表面，例如食品(例如水果或蔬菜)的外皮。脱毒操作意在大幅减少某些霉菌毒素(例如展青霉素)。展青霉素是由存在于水果和蔬菜上的某些霉菌的代谢产生的有毒物质。

背景技术：

紫外线辐射，更特别地短波紫外线(uvc)辐射(180nm-280nm)，对潜在致病介质或不期望的介质(例如细菌、病毒、真菌、酵母等)或毒性介质(例如展青霉素)具有强大的生物消毒剂作用。

因此，已经提出使用基于闪光灯的紫外线辐射源。

为了有效果，闪光必须承载大量的能量，这导致产生的热能的损耗和所用的材料的耐久性方面的问题。

此外，在一些情况下，闪光灯不能发射足够的能量，例如由于意外的短路在灯外部或仅部分在灯内部产生电弧；因为灯的老化(这倾向于使灯所用的石英外壳不透明)，辐射也会是不合适的。目前，对于灯产生的电流的测量不能确保实际上已经发射闪光，或者已经产生了必要的短波紫外线量。

还存在确保紫外线发射的可追溯性的需要，特别是为了确保实际上已经进行净化或脱毒处理。

技术实现要素：

特别地，本发明旨在满足这种需要并且改进紫外线辐射发生装置。

根据本发明的第一方面，通过一种用于通过发射富含紫外线辐射、特别是短波紫外线辐射的闪光进行净化的设备实现这点，该设备包括：

-闪光灯，

-反光器，特别是放置在闪光灯后方的反光器，以将由灯发射的光重新定向朝向输出窗口，以及

-用于测量由灯发射的紫外线辐射的紫外线检测器。

由于紫外线检测器的存在，可以知道实际发射的紫外线辐射的水平。因此，可以检查实际已经发生闪光，并且另一方面，可以确保紫外线发生的水平与预期水平匹配。

反光器可以具有开口，并且紫外线检测器可以放置在该开口后方。这使得紫外线检测器能够完全集成到装置中，并且能够使紫外线检测器与所使用的每个闪光灯相关联。紫外线检测可以在更靠近灯处进行，从而提供所发射的辐射的可靠图像。

开口的直径优选小于或等于5mm，或更优选在0.75mm和1.25mm之间，例如为1mm。

许多工业应用需要密封的光学头。在这种情况下，输出窗口可以包括紫外线透明面板，其优选由合成石英制成，并且优选地通过在其周边处胶合到支撑框架上而装配。在许多与食品相关的应用中，监控该面板的任何破坏成为主要安全因素。

面板优选地在其周边上涂覆有沿着面板的至少一个较长边延伸的第一金属化的轨道。

该第一轨道可以以开环的形式延伸，其端部优选地位于面板的较短边上。金属化的轨道于是可以电连接到电气连续性检测器，并且可以用于检测面板中的任何裂化。这是因为这种裂化将中断轨道的电传导，这可以由电气连续性检测器检测。为了确保该导电轨道的中断，其厚度优选小于100μm，更优选小于10μm，或甚至更优选小于1μm。金属轨道可以在其外表面上覆盖有电绝缘涂层，特别是二氧化硅涂层，这些涂层可以是真空沉积。这降低了干扰轨道的电导率的读取的风险。轨道优选地面向闪光灯。

其厚度没有限制的第二轨道可以沉积在面板的外侧上。因此它可以叠置在用于装配面板和支撑框架的粘合接合处上。该第二轨道于是可以形成对入射的紫外线辐射的屏障，以保护该粘合接合处。这可以防止在短波紫外线的作用下接合处的过早老化。

有利的解决方案是组合两种功能，即，在同一轨道内，监控面板破坏的功能和保护粘合接合处免受由灯发射的紫外线的影响的功能。因此轨道必须足够薄以确保如果在面板中存在破坏，则轨道中断，同时优选地具有至少100nm厚度的金属，以便阻挡朝向面板的紫外线辐射，并且优选地定位在面板上与接合处相同的一侧上。

支撑框架可以装配到包含反光器的壳体上，并且插入密封件。

紫外线检测器优选地承载在设置在反光器上方的电子电路板上。

该设备可以包括支撑反光器的散热器，该散热器具有形成在散热翅片之间的沟槽，该沟槽容纳用于使冷却液(特别是水)循环的管。

管优选地由装配在散热翅片之间的夹具保持。有利的是，避免将管胶合或刚性固定到散热器，以便允许它们相对于散热器轻微移动，并且如果必要，将其恰当定位。

反光器优选地通过插入导热片而固定在散热器主体上。这使得由灯发射的热量能够在散热器的整个长度上恰当地分布。

管可以在其端部插入具有密封件(优选o形环)的歧管中，该密封件安装在管上。

歧管也可以容纳闪光灯的端部。

闪光灯可以容纳在接合在歧管中的石英外壳中。

该设备优选地包括控制电路，该控制电路基于由紫外线检测器检测到的辐射而存储闪光的紫外线发射的记录。

在另一方面，本发明还独立地或与上述组合地提出一种紫外线发生设备，包括：

-闪光灯，

-以及通过其发射闪光的面板，所述面板承载形成开环的导电轨道并连接到电子电路，该电子电路能够从所述轨道的电气连续性的中断检测到面板的任何破坏。

在另一方面，本发明还独立地或与上述组合地提出一种紫外线发生设备，包括：

-闪光灯，

-以及通过其发射闪光的面板，所述面板通过粘合接合处胶合到支撑框架，所述面板在其周边处承载叠置在所述粘合接合处上的金属轨道并且保护所述金属轨道免受由所述灯发射的紫外线辐射。

在另一方面，本发明还独立地或与上述组合地提出一种紫外线发生设备，包括：

-闪光灯，

-反光器，该反光器用于将由闪光灯发射的光重新定向朝向输出窗口，

-用于支撑反光器的散热器，散热器具有带有散热翅片的主体和在散热翅片之间的管，冷却液在管中循环，管优选地通过夹具压靠在散热器主体上，并且在其端部处自由地容纳在歧管中，并且在管和每个管的端部处的歧管之间插入o形环。

在本发明的第一方面的描述中提到的所有附加特征对于这些其它方面同样有效。

根据本发明的另一方面，本发明还提出根据本发明的设备用于破坏致病介质或不期望的介质的用途，该介质例如是细菌、病毒、真菌或酵母，或用于破坏毒性介质(例如展青霉素)的用途。因此，食品，特别是水果或蔬菜，可以被暴露于紫外线辐射，例如，在加工成果泥或烩水果(stewedfruit)之前。

食品可以通过被旋转驱动而在装置下方移动。

使用上述紫外线检测器，在每次闪光时可以有利地测量由相应的灯发射的紫外线辐射的量。优选地，存储与每次闪光的紫外线发射有关的信息以及所产生的闪光的次数。

基于先前测量的由灯发射的辐射，可以改变发送到灯的能量，以补偿由灯的老化引起的发射特性的变化。

优选在每次闪光发射之前和/或之后，可以有利地测量前述轨道的电气连续性，以便检测面板的状态。

优选地，为了获得毒素减少至少2倍，优选至少10倍，或更优选大于100倍，提供以下来确保：

·使待处理的物体旋转至少360°，以便处理物体的整个表面；闪光的频率为在待处理物体的最小360°的旋转期间，每180°存在至少一次闪光，或者优选地每120°存在至少一次闪光，和/或

·在10cm的距离处，光学头提供1焦耳/cm²和3焦耳/cm²之间的量(或能量密度)，和/或

·在10cm的距离处，光学头提供在2kw/cm²和15kw/cm²之间的功率密度，和/或

·所发射的闪光富含短波紫外线，也就是说，具有使得至少20％的能量在200nm和315nm之间的光谱分布。

本发明还提出了用于破坏在例如水果或蔬菜的物体的表面上存在的致病介质，特别是用于破坏展青霉素的方法，该方法包括以下步骤：

-使待处理的物体旋转至少360°，

-使由此旋转的物体的表面经受由一个或多个闪光灯发射的富含短波紫外线的光，一次或多次闪光的能量密度使得物体的表面暴露于至少1j/cm²的能量密度以及至少2kw/cm²的功率密度，至少20％的所接收的能量在200nm和315nm之间。

为了使物体旋转，在一个或多个光发射窗口的下方，物体可以通过包括与物体一起移动的辊子的输送器来承载，物体搁置在辊上，至少当物体在所述窗口下方经过时，使辊子旋转。具体而言，辊子可以与摩擦带接触，其使辊子在摩擦带上滚动。在一个变型中，辊子被固定到齿轮，齿轮与在发射窗口下方延伸的链条或齿形带接合。所处理的物体可以是苹果。使辊子旋转的表面可以是静止的，在这种情况下，辊子的旋转速度由它们的运动速度来控制，或者使辊子旋转的表面是可移动的，在这种情况下，可以精确地控制辊子的旋转速度。

闪光可导致在包含灯的外壳内产生臭氧。

由此产生的臭氧在与材料接触时会破坏一些材料。例如，如果反光器由铝制成，则反光器会被氧化并产生细粉末形式的氧化铝，该氧化铝沉积在面板上并逐渐遮光。

有利地，将脱氧剂放置在每个外壳中，以从空气中清除掉氧气并减少臭氧形成。

因此，例如小袋形式的容器安装在外壳中，优选地安装在不直接暴露于闪光灯的光的区域中，该容器容纳能够与大气氧反应的物质，以从外壳中消除大气氧。

该物质以足够的量提供，以转化最初存在于外壳的体积中的所有氧气，并且在期望的时段期间在外壳中维持降低的氧水平，假定可存在微小的泄漏。

该物质在每次维护操作时更新。

该物质是粉末形式，例如，包装在小袋中。

该物质可以基于铁，特别是碳酸铁，其通过反应4feco3+6h2o+o2→4fe(oh)3+4co2而起作用。

这种物质还具有吸收大气湿气和产生co2的优点，该co2防止外壳中的压降。

也可以加入特定的吸湿剂，例如硅胶。

可以使用不含铁的脱氧剂，例如抗坏血酸盐或碳酸氢钠。

含有吸氧物质的小袋可以放置在与包含在外壳中的物质接触的穿孔金属篮中。

附图说明

通过阅读以下非限制性示例性实施方式的详细描述和研读附图，本发明将变得更清楚，其中：

-图1以示意性和局部方式以及以透视图示出根据本发明的处理装置；

-图2以透视图单独示出图1的装置的光学单元；

-图3以局部和示意性纵向截面示出图2的光学单元；

-图4是光学单元的局部和示意性横截面；

-图5单独示出光学单元的盖板；

-图6示出盖板在光学单元的壳体上的安装细节；

-图7示出盖板的俯视图；

-图8是沿图7的线viii-viii的纵向截面；

-图9和图10示出反光器的构造的细节；和

-图11和12以示意性方式示出可以使用的输送器的两个示例。

具体实施方式

图1示出根据本发明的净化装置10的一部分，其包括框架11，在该框架11上固定有一个或多个光学单元20，在所示示例中示出这些单元中的两个。

使用任何合适的输送器，将待净化的食品或其它产品在光学单元20下方移动。在一个变型中，该装置被布置成朝向待净化的表面发射紫外线辐射，该表面例如是房间的地板或墙壁。

装置10包括用于向每个光学单元20供电的电源(未示出)。

装置10还包括用于通过液体(优选水)的循环来冷却的部件。

如图2所示，每个光学单元20有利地具有沿着纵向轴线x伸长的形状，并且每个单元可以具有在前端设置有手柄31的壳体30，以便于其在框架11上的定位以及从框架11上移除。

如果参考图3，将可以看出，每个光学单元20包括闪光灯21，其优选地与轴线x成一直线，闪光灯21的端部容纳在歧管22中。

灯21在石英套筒形式的外壳23内延伸，其限定围绕灯的空间，冷却液可在该空间中循环。

如图4中更详细地示出的，单元20包括散热器40，管41固定在散热器40上，冷却液也通过管41。该散热器40在与灯相同的一侧上支撑反光器110。

反光器110可以由在朝向灯21的表面上抛光的铝片形成，并且在该表面上涂覆有保护其免受氧化的石英层。反光器可以是电解抛光的。

热导率大于或等于2w/m·k的高热传导材料的片115(优选陶瓷填充膜)插入在反光器110和散热器40之间。

管41容纳在形成于散热器40的散热翅片43之间的沟槽42中，沟槽的底部的半圆形横截面适应于管的直径。

优选地，管41在没有粘合剂的情况下保持在散热器40中，从而便于装配和维护。

具体而言，不存在粘合剂允许在将管41插入歧管22中时的更高的装配公差。

热传导化合物优选地放置在沟槽42中，以改善管41和散热器40之间的热传导。

如图10所示，管41的端部容纳在歧管22中，这提供了用于向管供应冷却液的必要互连。为此，o形环150可以装配到管41上。

管41可以通过支承在散热翅片43上的夹具45而保持在相应的沟槽42中。这些夹具45可以在管41安装在歧管22中之后就位。

在操作中，冷却液在管41中和在外壳23中并行地循环。

壳体30在其下部由盖板50封闭。

该盖板包括面板52和不透明材料(例如金属)的支撑框架53。面板52优选地由合成石英制成，并且其厚度可以在1.5mm和5mm之间，例如为2mm。

框架53限定由减小的厚度的边缘55界定的窗口，面板52通过粘合剂56固定在该边缘上。

如图6所示，密封件60可以容纳在壳体30的沟槽61中，并且可以支承在框架53的周边上。

为了保护粘合剂免受由闪光灯发射的紫外线辐射，面板52承载第一金属轨道70，其形成抵抗该辐射的屏障。第一轨道70位于面板52的朝向外侧的表面上。第一轨道的金属优选是铝，优选地具有至少100nm的厚度。第一轨道足够宽以保护全部的粘合剂，其具有例如数毫米的宽度，特别是在4mm和6mm之间，并且沿着面板的整个周边延伸。粘合剂56在第一轨道70和边缘55之间延伸。

在所示的示例中，面板52还承载第二金属轨道，其在朝向闪光灯的内面的周边上形成开环。

触头80可以焊接到第二轨道76上。除了在接触焊接区域中，该轨道优选地涂覆有例如二氧化硅的电绝缘体层，以防止覆盖第二轨道的任何金属的任何污染或与覆盖第二轨道的任何金属的其它接触歪曲电导率测量。

例如，第二轨道76比第一轨道窄，例如宽度为4.5mm。

在这里考虑的示例中，第一轨道和第二轨道位于面板52的相对面上，但是在变型中，如果第一轨道与第二轨道电绝缘，则两个轨道可以位于同一侧。

如果在面板52中存在裂纹，则触点80之间的第二轨道76的传导被中断，这可以通过合适的电子电路用电力检测到。

于是可以中断闪光的发射和/或指示异常。

光学单元20包括安装在相对于散热器40固定的印刷电路101上的紫外线辐射检测器100。

检测器100通过穿过散热器40和反光器110的开口105接收由灯21发射的辐射。开口105的直径例如为1mm。

在灯21的侧面上的开口105的入口与检测器100之间的距离例如在1.5cm和2.5cm之间。

可以使用检测器100，以便发现在每次闪光时发射的短波紫外线的量并且检查光学单元20实际上发射所期望的量。

检测器100优选地基于优选由algan(氮化铝镓)制成的光电二极管，以在短波紫外线带中获得显著的增益。

装置10可以包括电子电路，其调节灯21的供电参数，以便补偿灯的劣化。例如，如果灯趋于变得模糊，则可以增加电流强度以便发射更多的紫外线辐射。

该装置可以被布置成存储在每次闪光时发射的短波紫外线的量，以使得能够检测任何故障，并且提供所执行的净化的可追溯性。

该装置可以包括用于通过加压的水喷雾来清洁面板52的外侧的系统。

本发明不限于上述示例。具体而言，在不脱离本发明的范围的情况下，可以改变反光器或散热器的形状。

本发明有利地适用于处理水果或蔬菜，特别是苹果，例如以便消除存在于其表面上的展青霉素或其它霉菌毒素。

根据本发明的装置有利地包括，用于通过使水果或蔬菜在发射富含短波紫外线的闪光的处理头下的通过期间围绕自身进行至少一次旋转来处理水果或蔬菜的整个表面的部件。

图11示出这种类型的装置的第一示例。这包括输送器200，其以闭合回路循环并且在处理头20的前方经过，例如存在三个处理头。待处理的产品放置在输送器200的201处(处理头的上游)，并且在202处(头的下游)取回。

输送器200包括辊子210，待处理的产品搁置在辊子210上。

摩擦带215在处理头的位置处和处理头的略微上游和下游处延伸，并且辊子210与该带接触。摩擦带215使辊子210在处理头的位置处围绕辊子自身旋转，从而使产品旋转。辊子的直径被选择成使得产品在处理头20下方的通过期间围绕自身执行至少一次旋转，从而接收多次富含短波紫外线的闪光，该闪光的组合基本上达到产品的整个表面。

在图11所示的例子中，摩擦带215是固定的。其也可以用被制成沿与输送器200的前进方向相反的方向旋转的带代替，从而以适合于待进行的处理的期望的旋转速度驱动待处理的产品。

在图12的变型中，每个辊子210固定到小齿轮230，并且链条或齿形带225与处理头20下方的每个小齿轮230接合，从而以期望的旋转速度驱动相应的辊子210。优选地，该链条或齿形带在与辊子210相反的方向上移动，使得可以增加它们相对于彼此的速度。

有利地，如上所述，脱氧剂放置在包含灯的外壳中。

除非另有说明，否则表述“包括一”应理解为与“包括至少一”同义。