专利名称：一种电喷雾灭菌设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种食品行业的加工机械领域，具体是指一种用于液体饮料、及液体的灭菌机械。
背景技术：
高压脉冲电场技术用于食品灭酶灭菌，主要原理是基于细胞结构和液态食品体系间的电学特性差异。当把液态食品作为电介质置于电场中时，食品中微生物的细胞膜在强电场作用下被电击穿，产生不可修复的穿孔或破裂，使细胞组织受损，导致微生物失活。证实在脉冲电场强度为12-40Kv/cm，脉冲时间为20 μ s_18 μ s的条件下，可有效地对食品进行灭菌，且以双矩形波最为有效。有很多科学家对高压脉冲电场的灭菌作用，进行了大量的研究，也申请了很多专利，如:2004201123797,011300647，2009100954911，2009100954907， 2009100213384。但是上述各专利所实施的技术方案都是利用在液体中施加高脉冲电压，形成高强度的脉冲电场，使液体中的细菌因受到高强度的脉冲电场作用而被电击穿，最终导致失活。 这种技术方案的实施首先必须提供高强度的脉冲电压，所以存在能耗高、对于设备的技术要求也高，当然存在一定的危险因素；最主要的是因为脉冲电场的理论无法保证对于不同理化参数的液体得到相同的脉冲电场强度，在饮料生产线在饮料的理化参数随时都可能产生变化，从而引起灭菌效果不稳定。由于液体在加以相同的电压下，液体的物理参数，如电导率，介电常数等的改变将大大影响液体内的电场强度，从而影响了灭菌效果。现在所有对高压脉冲电场的灭菌的研究，多还没有解决这一重要问题，所有至今高压脉冲电场的灭菌还不能在实际饮料生产线上得到应用。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提出一种高效、设计合理、结构简单的设备。本发明的实现与上述各专利技术的电场作用的原理是不同的现有技术中的灭菌原理是通过一个稳定的强电场的作用，这一强电场的强度与液体的理化参数无关，这一强电场直接把细菌等微生物击穿而导致的死亡；本发明中的电压装置的主要作用是提供一个电源，使带有细菌的液体流经电压接头套筒时，液体将高电压导到中空毛细管发射针的出口、由于细菌自身的电、化学特性，使细菌逐步极化。在电压接头套筒内，细菌一般并不会直接因电流作用而死亡，这也不是本发明的主要技术要点与技术构思。本发明主要是把这些具有分子极性的细菌随着液体流动，因中空毛管发射针的出口被液体充满，液体在电场力的作用下形成一个动态的泰勒锥，泰勒锥的曲率半径非常小，在亚微米数量级，从而使泰勒锥的表面电场强度足够高，这一强电场对液体的作用可以将极性的微生物细胞充分极化， 并将其微生物细胞彻底撕裂，从而达到灭菌的效果。本发明是通过下述技术方案得以实现的
一种电喷雾灭菌设备，它包括电压装置、电压接头套筒，其特征在于电压装置的正极或负极通过电缆与电压接头套筒连接，电压装置的另一极与收集容器相连，电压接头套筒的出口为中空毛细管发射针，其中电压接头套筒为导电材料制作，其中收集容器或内壁为金属材料制作，中空毛细管发射针的出口端对接收集容器；只有当电压接头套筒是导电材料制作而成的，电压装置的电将可以传送到电压接头套筒内的液体，这里的导电材料比较广泛，如铁、铜、不锈钢、金属合金等金属材料。其中电压装置的电压为脉冲电压、随机脉冲电压、单向正弦波电压、单向非正弦波电压、或直流电压；其中的电压值为IOV 100KV ； 电压装置连接有控制装置。本发明中的电压使用范围较宽，从理论上讲，只要有电压，能使细菌带上电、形成极化，则最终都会实现灭菌的效果。作为优选，上述一种电喷雾灭菌设备中电压装置的电压值为IOV 100KV，其中的控制装置为智能控制装置，可以根据液体的流量、细菌的含量及液体的物化参数等因素具体选择不同的电压函数。这个电压函数并不影响本发明作为灭菌原理的应用，以及灭菌效果的实现，只是因液体的物化参数，更优的情况下灭菌。根据目前实际使用电压的情况，上述一种电喷雾灭菌设备中电压装置的电压值为 800V 20000V，可以在不增加设备的情况下取得较好的灭菌效果。作为优选，上述一种电喷雾灭菌设备中电压接头套筒的进口连接有输入管道、以及进料输送泵，这也是为了更好的实现整个灭菌操作而设计的，而且这些输入管道、进料输送泵为常规的设备、部件，只是根据具体的工艺要求而确定的部件。作为优选，上述一种电喷雾灭菌设备中的中空毛细管发射针的出口端内径小于10 毫米，液体在出口端由于电场力的作用，形成一个泰勒锥，在泰勒锥的表面形成一个高电场区，细菌经过这个高电场区，被充分极化，被彻底撕裂或击穿，最终强行把细菌杀死的目的。 本发明中所述的泰勒锥在电喷雾离子化行业内是一项公知技术，已形成成熟的技术内容， 本发明的另一创新点，正是将电喷雾离子化行业内的泰勒锥技术方案应用于液体食品灭菌领域，而且取得了意想不到的效果，完全可以确保对食品本身的营养成份的保留，尤其是一些食品在不适合高温、高压处理的情况下，尤为突出。本发明中的所述的出口端的电场力是由于中空毛细管发射针出口处的液体形成的泰勒锥，与收集容器之间形成的电场。作为更佳选择，其中的中空毛细管发射针由本体和出口端组成；其中的本体为圆柱体，出口端为锥体，锥体的底端与圆柱体连接，锥体顶端的内径为10微米 5毫米；圆柱体、锥体中间为通孔，相互贯通。这种结构设计，可以使中空毛细管发射针的出口端更细，最终更容易形成稳定的泰勒锥。当然，其它的结构，如中空毛细管发射针的横截面为方形、长方形、椭圆形等结构，只要在出口端足够小，则都会实现本发明的目的。作为优选，上述一种电喷雾灭菌设备中的中空毛细管发射针的出口端对接收集容器，收集容器通过输出管道与出料输送泵连接，其中收集容器内表面为金属材料制作、连接有接地线或与电压装置的负极相连。有益效果本发明结构简单，操作方便，且杀菌效果更好、更彻底，尤其是对于一些不能在高温、高压、强电场作用的物质的处理中，具有明显的技术优势。
图1本发明的结构示意图
图2本发明在实施前的效果3本发明在实施后的效果图
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施作具体说明实施例1根据图1所示结构，装配电喷雾灭菌设备，包括电压装置100、电压接头套筒50，电压装置100的正极通过电缆40与电压接头套筒50连接，电压接头套筒50的出口为中空毛细管发射针60，其中电压接头套筒50为金属铁制作。电压装置100的电压为脉冲电压，其中的电压值为100V ；电压接头套筒50的进口连接有输入管道20、以及进料输送泵30 ；中空毛细管发射针60的出口端宽度为10毫米；中空毛细管发射针60的出口端对接收集容器 70,收集容器70通过输出管道90与出料输送泵80连接，且收集容器70用金属导线接地连接。当含有细菌的液体经进料输送泵30进行电压接头套筒50，因电压接头套筒50与电压装置100连接，并有100V的电压，所以含菌液体流经电压接头套筒50后会变成带电细菌，带电细菌随液体在出口端由于电场力的作用，形成一个泰勒锥，在泰勒锥的表面形成一个的高电场区，细菌经过一个的高电场区，被充分极化，被彻底撕裂，最终强行把细菌杀死的目的。经中空毛细管发射针60的出口端流出后，再进入到收集容器70，再经出料输送泵 80的运行，经输出管道90流出。对上述流出的液体进行观察，如图3所示的结果，其中不再有细菌存在；相对于未经本发明处理前的照片为图2 ；经本发明处理后的效果明显很好。实施例2根据图1所示结构，装配电喷雾灭菌设备，包括电压装置100、电压接头套筒50，电压装置100的正极通过电缆40与电压接头套筒50连接，电压接头套筒50的出口为中空毛细管发射针60，其中电压接头套筒50为金属铁制作。电压装置100的电压为随机脉冲电压，其中的电压值为1000V ；电压接头套筒50的进口连接有输入管道20、以及进料输送泵 30;中空毛细管发射针60的出口端宽度为8毫米；中空毛细管发射针60的出口端对接收集容器70，收集容器70通过输出管道90与出料输送泵80连接，且收集容器70用金属导线与电压装置100的负极相连。当含有细菌的液体经进料输送泵30进行电压接头套筒50，因电压接头套筒50与电压装置100连接，并有1000V的电压；含菌液体在出口端由于电场力的作用，形成一个泰勒锥，在泰勒锥的表面形成一个的高电场区，细菌经过一个的高电场区，被充分极化，被彻底撕裂，最终强行把细菌杀死的目的。经中空毛细管发射针60的出口端流出后，再进入到收集容器70，再经出料输送泵80的运行，经输出管道90流出。经观察，本实施例中的效果与实施例1相同。实施例3根据图1所示结构，装配电喷雾灭菌设备，包括电压装置100、电压接头套筒50，电压装置100的正极通过电缆40与电压接头套筒50连接，电压接头套筒50的出口为中空毛细管发射针60，其中电压接头套筒50为金属铁制作。电压装置100的电压为单向正弦波
5电压，其中的电压值为5000V ；电压接头套筒50的进口连接有输入管道20、以及进料输送泵 30;中空毛细管发射针60的出口端宽度为0.5毫米；中空毛细管发射针60的出口端对接收集容器70，收集容器70通过输出管道90与出料输送泵80连接，且收集容器70与电压装置 100的负极连接，并用金属导线接地连接。当含有细菌的液体经进料输送泵30进行电压接头套筒50，因电压接头套筒50与电压装置100连接，并有5000V的电压；含细菌液体在出口端由于电场力的作用，形成一个泰勒锥，在泰勒锥的表面形成一个的高电场区，细菌经过一个的高电场区，被充分极化，被彻底撕裂，最终强行把细菌杀死的目的。经中空毛细管发射针60的出口端流出后，再进入到收集容器70，再经出料输送泵80的运行，经输出管道90流出。经观察，本实施例中的效果与实施例1相同。实施例4根据图1所示结构，装配电喷雾灭菌设备，包括电压装置100、电压接头套筒50，电压装置100的正极通过电缆40与电压接头套筒50连接，电压接头套筒50的出口为中空毛细管发射针60，其中电压接头套筒50为金属铁制作。电压装置100的电压为单向非正弦波电压，其中的电压值为10000V ；电压接头套筒50的进口连接有输入管道20、以及进料输送泵30 ；中空毛细管发射针60的出口端宽度为2毫米；中空毛细管发射针60的出口端对接收集容器70，收集容器70通过输出管道90与出料输送泵80连接，且收集容器70与电压装置100的负极连接，并用金属导线接地连接。当含有细菌的液体经进料输送泵30进行电压接头套筒50，因电压接头套筒50与电压装置100连接，并有10000V的电压；含细菌液体在出口端由于电场力的作用，形成一个泰勒锥，在泰勒锥的表面形成一个的高电场区，细菌经过一个的高电场区，被充分极化，被彻底撕裂，最终强行把细菌杀死的目的。经中空毛细管发射针60的出口端流出后，再进入到收集容器70，再经出料输送泵80的运行，经输出管道90流出。经观察，本实施例中的效果与实施例1相同。实施例5根据图1所示结构，装配电喷雾灭菌设备，包括电压装置100、电压接头套筒50，电压装置100的正极通过电缆40与电压接头套筒50连接，电压接头套筒50的出口为中空毛细管发射针60，其中电压接头套筒50为金属铁制作。电压装置100的电压为单向非正弦波电压，其中的电压值为30000V ；电压接头套筒50的进口连接有输入管道20、以及进料输送泵30 ；中空毛细管发射针60的出口端宽度为5毫米；中空毛细管发射针60的出口端对接收集容器70，收集容器70通过输出管道90与出料输送泵80连接，且收集容器70与电压装置100的负极连接，并用金属导线接地连接。当含有细菌的液体经进料输送泵30进行电压接头套筒50，因电压接头套筒50与电压装置100连接，并有30000V的电压；含细菌液体在出口端由于电场力的作用，形成一个泰勒锥，在泰勒锥的表面形成一个的高电场区，细菌经过一个的高电场区，被充分极化，被彻底撕裂，最终强行把细菌杀死的目的。经中空毛细管发射针60的出口端流出后，再进入到收集容器70，再经出料输送泵80的运行，经输出管道90流出。经观察，本实施例中的效果与实施例1相同。实施例6
根据图1所示结构，装配电喷雾灭菌设备，包括电压装置100、电压接头套筒50，电压装置100的负极通过电缆40与电压接头套筒50连接，电压接头套筒50的出口为中空毛细管发射针60，其中电压接头套筒50为金属铁制作。电压装置100的电压为单向非正弦波电压，其中的电压值为10000V ；电压接头套筒50的进口连接有输入管道20、以及进料输送泵30 ；中空毛细管发射针60的出口端宽度为2毫米；中空毛细管发射针60的出口端对接收集容器70，收集容器70通过输出管道90与出料输送泵80连接，且收集容器70与电压装置100的正极连接，并用金属导线接地连接。当含有细菌的液体经进料输送泵30进行电压接头套筒50，因电压接头套筒50与电压装置100连接，并有10000V的电压；含细菌液体在出口端由于电场力的作用，形成一个泰勒锥，在泰勒锥的表面形成一个的高电场区，细菌经过一个的高电场区，被充分极化，被彻底撕裂，最终强行把细菌杀死的目的。经中空毛细管发射针60的出口端流出后，再进入到收集容器70，再经出料输送泵80的运行，经输出管道90流出。经观察，本实施例中的效果与实施例1相同。
权利要求
1.一种电喷雾灭菌设备，它包括电压装置(100)、电压接头套筒(50)，其特征在于电压装置(100)的正极或负极通过电缆GO)与电压接头套筒(50)连接，电压装置(100)的另一极与收集容器(70)相连，电压接头套筒(50)的出口为中空毛细管发射针(60)，其中电压接头套筒(50)为导电材料制作，收集容器(70)或内壁为金属材料制作，中空毛细管发射针 (60)的出口端对接收集容器(70)。
2.根据权利要求1所述的一种电喷雾灭菌设备，其特征在于电压装置(100)的电压为脉冲电压、随机脉冲电压、单向正弦波电压、单向非正弦波电压、或直流电压；其中的电压值为IOV 100KV ；电压装置(100)连接有控制装置(110)。
3.根据权利要求2所述一种电喷雾灭菌设备，其特征在于电压装置(100)的电压值为 IOV 100KV，其中的控制装置(110)为智能控制装置。
4.根据权利要求3所述一种电喷雾灭菌设备，其特征在于电压装置(100)的电压值为 800V 20000V。
5.根据权利要求1所述一种电喷雾灭菌设备，其特征在于电压接头套筒(50)的进口连接有输入管道(20)、以及进料输送泵(30)。
6.根据权利要求1所述一种电喷雾灭菌设备，其特征在于中空毛细管发射针(60)的出口端内径小于10毫米。
7.根据权利要求6所述一种电喷雾灭菌设备，其特征在于中空毛细管发射针(60)由本体和出口端组成；其中的本体为圆柱体，出口端为锥体，锥体的底端与圆柱体连接，锥体顶端的内径为10微米 5毫米；圆柱体、锥体中间为通孔，相互贯通。
8.根据权利要求1所述一种电喷雾灭菌设备，其特征在于中空毛细管发射针(60)的出口端对接收集容器(70)，收集容器(70)通过输出管道(90)与出料输送泵(80)连接，其中收集容器(70)或内壁为金属材料制作、连接有接地线。
全文摘要
本发明公开了一种食品行业的加工机械装置，具体是指一种用于液体饮料、及液体的灭菌机械。本发明是通过电压装置的一端与电压接头套筒连接，另一端与收集容器相连，电压接头套筒的出口为中空毛细管发射针，中空毛细管发射针的出口端内径较小，液体在出口端由于电场力的作用，形成一个泰勒锥，在泰勒锥的表面形成一个高电场区，细菌经过这个高电场区，被充分极化，被彻底撕裂或击穿，最终强行把细菌杀死的目的。本发明的优点是结构简单，操作方便，且杀菌效果更好、更彻底，尤其是对于一些不能在高温、高压、强电场作用的物质的处理中，具有明显的技术优势。本发明在食品、饮料等行业具有广泛的用途。
文档编号A23L3/32GK102224970SQ201110152910
公开日2011年10月26日 申请日期2011年6月7日 优先权日2011年6月7日
发明者吕婷婷, 朱一心, 潘小忠 申请人:浙江好创生物技术有限公司