[發明專利]一種短柱狀逆流發散式超聲波設備

在審

• 申請號: 202010766012.0
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111874990A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 馬海樂;王新會;任曉鋒
• 申請（專利權）人: 江蘇江大五棵松生物科技有限公司
• 主分類號: C02F1/36
• 分類號: C02F1/36;B01J19/10;B01F11/02;B01F3/08;B01D11/04;B01D11/02
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 陳佳佳

本發明公開了一種短柱狀逆流發散式超聲波設備，涉及到一種應用于液體物料加工處理的超聲波強化設備，屬于食品、醫藥、化工等領域。包括料罐、進料泵、流量計、超聲處理單元、儲液罐、循環泵，并依上述次序通過管道連接安裝。超聲處理單元由若干個超聲處理器以串聯的方式和先串后并的方式兩種方式組成，超聲處理器由短柱狀容器、外貼于短柱狀容器軸向一端的發散式換能器、軸向另一端的漫反射蓋板組成，液體進入口設置在短柱狀容器靠近漫反射蓋板一端的側壁、液體排出口設置在短柱狀容器靠近發散式換能器一端的側壁。本發明可以用于天然產物有效成分提取、酶催化反應、非酶催化反應、液態發酵、液體乳化等作業過程的強化，污水中有害物的降解等。

技術領域

本發明涉及一種利用超聲波對液體原料進行處理的裝置，涉及到一種應用于液體物料加工處理的超聲波強化設備，屬于食品、醫藥、化工等領域。

背景技術

近些年來，超聲波作為一種物理學手段，在天然產物有效成分提取、化學反應、微生物發酵、液體乳化等方面的應用越來越多，在效率提升、品質改善、成本降低等方面發揮了重要的作用。不過目前適宜于上述應用的超聲波設備的研制還比較滯后。超聲波的換能器有發散式和聚能式。發散式換能器呈現喇叭形狀、聚能式換能器呈現探頭狀。超聲波在液體中的傳播會隨距離的增加逐漸衰減，場的均勻性成為了超聲波裝備設計的一個難題。本專利發明人曾經在聚能式換能器超聲波裝備的設計中利用逆流的方式，即液體流動的方向與超聲波的傳播方向相反，克服了聲場不均勻性的問題，獲得授權發明專利(ZL201110115447.X)。本專利發明人也設計了一種掃頻發散式超聲波設備，將超聲波板水平放置在槽式處理容器中，獲得授權發明專利(ZL 200910212707.8)，這種設備比較適宜于液體的靜態處理，不適宜于液體的流動處理。如果要進行液體的強制循環，那么液體只能沿著超聲波板水平流動，液體的流動方向與超聲波的傳播方向垂直，稱其為錯流，無法實現逆流，傳質效果和聲場均勻性有待改善。

發明內容

本發明的目的在于克服現有發散式超聲處理設備的不足，提供一種短柱狀逆流發散式超聲波設備，該設備具有傳質效果好、聲場分布均勻性的特點，適宜于寬范圍粘度和固形物含量液體的超聲波處理。

通過對模塊化設計的超聲處理器進行串聯、串并聯集成，形成超聲處理單元，易于進行標準化設計、易于實現工業化放大。該超聲處理單元與進料罐和儲液罐一起構成短柱狀逆流發散式超聲波設備。

本發明的目的是由以下技術方案來實現的：

本發明的短柱狀逆流發散式超聲波設備，由進料罐、進料泵、流量計、超聲處理單元、儲液罐、循環泵組成，并依上述次序通過管道連接安裝。

在上述方案中，其中所述的超聲處理單元由若干個超聲處理器以串聯的方式和先串后并的方式兩種方式組成。

在上述方案中，其中所述的短柱狀逆流發散式超聲處理器由短柱狀容器、外貼于短柱狀容器軸向一端的發散式換能器、軸向另一端的漫反射蓋板組成，液體進入口設置在短柱狀容器靠近漫反射蓋板一端的側壁、液體排出口設置在短柱狀容器靠近發散式換能器一端的側壁。

在上述方案中，其中超聲處理單元用隔音罩蓋住。

在上述方案中，其中所述的串聯式超聲處理單元由若干個短柱狀逆流發散式超聲處理器串聯組成，待處理液通過進料泵從進料罐泵入串聯式超聲處理單元中第一個超聲處理器的進入口，沿著與超聲波發射相反的方向泵向排出口，再送入下一個超聲處理器的進入口，依次流過所有超聲處理器，排入儲液罐，再通過循環泵泵入進料罐，進行下一輪處理。其中所述的若干個短柱狀逆流發散式超聲處理器是指3～15個短柱狀逆流發散式超聲處理器，或者根據處理物料的量任意增加短柱狀逆流發散式超聲處理器的數量。