[發(fā)明專(zhuān)利]輻射處理系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580077173.6
• 申請(qǐng)日: 2015-01-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108136056A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·利夫尼;T·斯庫(kù)爾尼克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 阿森普托雷有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61L2/10
• 分類(lèi)號(hào): A61L2/10;A61L2/08;A23C3/07;A23L3/26;C02F1/32;C02F1/30
• 代理公司: 余姚德盛專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 33239
• 代理人: 鄭洪成

一種具有細(xì)長(zhǎng)形狀和中心縱軸的輻射處理單元，包括：(a)第一管組件，包括：第一盤(pán)管，用于使待處理流體通過(guò)并具有限定第一圓柱形空腔的第一線圈內(nèi)圓柱形表面；設(shè)置在所述第一圓柱形空腔內(nèi)的第一輻射源；以及支撐至少所述第一盤(pán)管的第一支撐組件，和(b)第二管組件，其包括：第二盤(pán)管，用于使待處理流體通過(guò)并具有限定第二圓柱形空腔的第二線圈內(nèi)圓柱形表面，設(shè)置在所述第二圓柱形空腔內(nèi)的第二輻射源；以及支撐至少所述第二盤(pán)管的第二支撐組件；所述第二管組件被構(gòu)造成同軸地插入所述第一圓柱形空腔內(nèi)，使得第二盤(pán)管設(shè)置在所述第一輻射源和所述第二輻射源之間，使得通過(guò)所述第一盤(pán)管的流體暴露于第一輻射源的內(nèi)部輻射并且通過(guò)第二盤(pán)管的流體暴露于來(lái)自第一輻射源的外部輻射和來(lái)自第二輻射源的內(nèi)部輻射。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)的主題涉及輻射處理系統(tǒng)，特別是Dean流動(dòng)反應(yīng)器。

背景技術(shù)

紫外光(UV-C)處理是殺死微生物的非熱技術(shù)之一。蛋白質(zhì)和核酸的光化學(xué)變化使得紫外線在紫外線處理過(guò)程中被食物吸收時(shí)導(dǎo)致微生物滅活。

因此，作為傳統(tǒng)熱處理的替代品，紫外線(UV)在食物加工中具有相當(dāng)大的希望。其應(yīng)用包括液體食物如牛奶和果汁的巴氏消毒，肉類(lèi)的后期致死性處理，食物接觸表面的處理，以及延長(zhǎng)新鮮食物的保質(zhì)期。

高UV可透過(guò)流體如水的消毒相對(duì)容易，因?yàn)楣庾痈叨蓉炄氲交|(zhì)中。然而，對(duì)于不透明液體如牛奶，紫外光子的貫入被限制在表面下。因此，為了促進(jìn)牛奶的UV處理，有必要確保有效的混合，使得流體的每部分暴露于UV。

通常已知在包括盤(pán)管的反應(yīng)器中對(duì)牛奶進(jìn)行UV處理，因?yàn)樗鼈兲峁┒螠u流并且可以引起流過(guò)反應(yīng)器的流體的優(yōu)異混合。一種這樣的反應(yīng)器例如在Tucker(US 4,798,702)中披露，并且其包括圍繞殺菌輻射源纏繞成螺旋形狀的波紋管的線圈。

發(fā)明概述

影響UV-C處理效率的關(guān)鍵因素包括反應(yīng)器設(shè)計(jì)、流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)和液態(tài)食物的UV-C吸光度。連續(xù)流動(dòng)式UV反應(yīng)器中液態(tài)食物的湍流增加了新鮮果汁、葡萄酒、液體蛋白、啤酒和牛奶、工藝用水的特殊混濁和不清潔的水中的微生物的滅活。雷諾數(shù)(Re)是盤(pán)管中流體流動(dòng)的慣性力與粘性力之比的度量。它表示為：

(1)Re＝(ρ/μ)×vD

其中Re是雷諾數(shù)，ρ是流體的密度，μ是流體的動(dòng)態(tài)粘度，D是承載流體的管的直徑，v是流速。當(dāng)Re<2100時(shí)發(fā)生層流，而Re>4000表示湍流。Re在這些數(shù)字之間的流被認(rèn)為是瞬態(tài)流。

Dean數(shù)De是一個(gè)相似度參數(shù)，用于控制盤(pán)管流動(dòng)配置中的流體運(yùn)動(dòng)：

其中D是管直徑，Dc是線圈直徑，Re是管雷諾數(shù)。當(dāng)盤(pán)管式反應(yīng)器中的流體流伴隨著二次流渦流時(shí)，稱(chēng)為Dean流。當(dāng)?shù)仁?2)中的比率(D/Dc)在0.03和0.1之間時(shí)發(fā)生這種情況(Dean，1927)。

如上所述，UV-C處理的注量效率的另一關(guān)鍵因素是液態(tài)食物的UV-C吸光度，即由施加的強(qiáng)度和接觸時(shí)間定義的UV照射的有效性，滿足：

(3)F＝i×t

其中i是施加的UV光源的強(qiáng)度，t是流體暴露于上述UV光的時(shí)間。

根據(jù)目前公開(kāi)的主題的一個(gè)方面，提供了一種具有細(xì)長(zhǎng)形狀和中心縱軸的輻射處理單元，包括：

(a)第一管組件，包括：

-第一盤(pán)管，用于使待處理流體通過(guò)并具有限定第一圓柱形空腔的第一線圈內(nèi)圓柱形表面；

-設(shè)置在所述第一圓柱形空腔內(nèi)的第一輻射源；和

-支撐至少所述第一盤(pán)管的第一支撐組件，

(b)第二管組件，包括：