[發明專利]一種旋轉式脈沖電場發生器滅菌裝置

有效

• 申請號: 201310398630.4
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103445269A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 韓其國;劉珂舟;王利華;鄭凌蔚;楊勇
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: A23L3/32
• 分類號: A23L3/32
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于食品機械技術領域，涉及一種滅菌裝置，具體涉及一種利用旋轉式葉片產生脈沖電場對食品進行快速滅菌的脈沖電場滅菌裝置。

背景技術

高壓脈沖電場滅菌技術，是目前國際上最新發展和最為活躍的一種新型的非熱滅菌技術。高壓脈沖電場滅菌原理，是將食品置于兩個電極之間，通過對兩個電極施加脈沖式高壓電源，在兩電極之間產生瞬間的高壓脈沖電場，作用于食品，破壞食品內部細菌的細胞壁，促使細菌死亡，從而達到滅菌效果。高壓脈沖電場滅菌，其時間短、無溫升、殺菌效果明顯，總體優于傳統的熱式滅菌，而倍受世界關注。

目前國際上普遍對電源加以研發，其中包括：高頻脈沖調制電路、大功率電力電子器件、智能控制系統等構成。輸出的高電壓加于兩個電極之間形成高壓脈沖電場。由于采用大功率晶閘管或IGBT等器件，這種方法成本較高、器件易損；此外，由于通過調制電路來實現脈沖波形，技術難度大，電路和控制復雜，這些多少阻礙了它的發展。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出了一種旋轉式脈沖電場發生器滅菌裝置。

本發明一種旋轉式脈沖電場發生器滅菌裝置包括底座、電機、電機軸、葉片式上電極、下電極、下電極導線、上電極炭刷和液體管道。

所述的由聚四氟乙烯材料構成的底座，上底面固定有下電極；底座的上底面固定有兩塊垂直于底座的固定板，所述的電機設置在其中一塊固定板上，電機的輸出軸分別穿過兩塊固定板，電機輸出軸中間固定有葉片式上電極；葉片式上電極和下電極之間，設置有液體管道；所述的電機軸、下電極、液體管道在同一個垂直平面內；電機輸出軸的末端設有上電極炭刷；下電極一側有電極導線引出。下電極導線和電機軸上的炭刷之間，加載直流電壓U；所述的葉片式上電極隨電極軸的轉動而轉動，所述的葉片式上電極和下電極的厚度為5～8毫米；其端部厚度為1-2毫米；剩余3-7毫米，按照指數曲線規律倒角。

所述的直流電壓U為1000～10000伏。

所述的電機功率為500W，轉速為10000rpm。

本發明的有益效果：

1、本發明采用可旋轉的葉片式上電極和固定式下電極，當電極旋轉到最近點時產生最大電場，產生滅菌效果。這一裝置完全由機械加工構成，葉片端部的波形曲線容易形成和修改調整，整體結構簡單，不容易損壞，脈沖的頻率和寬度可以通過電機轉速、葉片數量、葉片長度和前端寬度得到調整，以適應不同液體的滅菌要求。

2、本發明結構簡單、制造方便、成本極低，有助于推廣應用。

3、本發明可實現連續流動液體的在線式連續滅菌。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1的A-A截面圖；

圖3為本發明中葉片式上電極、下電極的結構示意圖；

圖4為本發明產生的指數形脈沖電場。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，一種旋轉式脈沖電場發生器滅菌裝置包括底座1、電機2、輸出軸3、葉片式上電極4、下電極5、下電極導線6、上電極炭刷7和液體管道8。

所述的由聚四氟乙烯材料構成的底座1，上底面固定有下電極5；底座1的上底面固定有兩塊垂直于底座的固定板，所述的電機2設置在其中一塊固定板上，電機2的輸出軸3分別穿過兩塊固定板，電機輸出軸3中間固定有葉片式上電極4；葉片式上電極4和下電極5之間，設置有液體管道8；所述的電機軸、下電極、液體管道在同一個垂直平面內；電機輸出軸3的末端設有上電極炭刷7；下電極5一側有電極導線引出。

葉片式上電極隨電極軸的轉動而轉動。下電極導線和電機軸上的炭刷之間，加載直流電壓U（1000至10000伏，可變用于調節電場強度）。

如圖3所示，所述的葉片式上電極和下電極的厚度為5～8毫米；其端部厚度為1-2毫米；剩余3-7毫米，按照指數曲線規律倒角。

如圖4所示，電機2帶動葉片式上電極4高速轉動，當上電極4的葉片端部與下電極5的端部位于同一軸線時，在直流電壓U的作用下產生指數形脈沖電場。液體管道8中的液體，受到脈沖電場的作用而產生滅菌作用。

設上電極n個(2-8)，在電機轉速10000rpm下：脈沖頻率fp=nx10000/60=166.7nHz（如：n=4，fp=666Hz），改變電極數或轉速可以調整脈沖頻率；設兩葉片對端直徑D（100-400?mm）?、葉片前端寬b（1-2mm），則脈寬wp=(60/10000)x[b/(πD)]=1910?b/D?微秒（如：b=1?mm，D=200?mm?wp=9微秒），改變葉片前端寬度和兩葉片對端直徑，可以改變脈寬，另外提高電機轉速也可以減小脈寬。這些參數的調整，使得本裝置具有了一般高壓脈沖電場滅菌裝置的寬泛使用性能。